KR20130115558A - 가상 터치스크린 장치 및 이를 이용한 깊이 정보 입력 방법 - Google Patents

가상 터치스크린 장치 및 이를 이용한 깊이 정보 입력 방법 Download PDF

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Abstract

가상 터치스크린에서 평면 터치 및 깊이(근접) 정보의 인식을 통해 다단계 입력이 가능하도록 한 가상 터치스크린 장치 및 이를 이용한 깊이 정보 입력 방법이 제시된다. 제시된 가상 터치스크린 장치는 가상 터치스크린을 표시하는 표시부; 사용자의 터치에 의한 수직 깊이 입력 정보를 복수의 단계로 구분하여 측정하는 수직 깊이 측정부; 사용자의 터치에 의한 터치 입력 정보를 측정하는 터치 입력 측정부; 및 측정된 수직 깊이 입력 정보 및 터치 입력 정보를 응용 프로그램으로 전송하는 제어부를 포함한다.

Description

가상 터치스크린 장치 및 이를 이용한 깊이 정보 입력 방법{VIRTUAL TOUCH SCREEN DEVICE AND METHOD FOR INPUTTING DEPTH INFORMATION USING THE SAME}
본 발명은 가상 터치스크린 장치 및 이를 이용한 깊이 정보 입력 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프로젝터기반 가상 터치스크린에서 터치 입력 및 깊이 정보를 입력하는 가상 터치스크린 장치 및 이를 이용한 깊이 정보 입력 방법에 대한 것이다.
터치스크린은 키보드를 사용하지 않고 화면(스크린)에 나타난 문자나 특정 위치에 사람의 손 또는 물체가 닿으면, 그 위치를 파악하여 저장된 소프트웨어에 의해 특정 처리를 할 수 있도록, 화면에서 직접 입력자료를 받을 수 있게 한 화면이다. 터치스크린은 일반 모니터의 화면에 터치 패널(touch panel)을 부착하여 구성된다. 터치 패널은 좌우상하로 눈에 보이지 않는 적외선이 흐르게 하여 화면에 수많은 사각형 격자가 생기도록 함으로써, 손끝이나 기타 물체로 이 격자에 접촉하면 그 위치를 파악한다. 터치스크린은 태블릿, 휴대폰 등에 적용되어 일상 생활에서도 쉽게 접할 수 있게 되었다.
최근에는 터치스크린을 하드웨어적인 터치스크린 장치가 없이 사용자에 의한 터치를 감지하여 특정 처리를 수행하는 가상 터치스크린 장치가 개발되고 있다.
가상 터치스크린 장치는 사용자의 움직임을 감지한다. 가상 터치스크린 장치는 감지한 사용자의 움직임을 출력 영상에 반영하여 가상으로 터치스크린의 기능을 수행한다. 일례로는 가상 키보드, 가상 터치스크린 등이 있다.
가상 터치스크린 장치에 관련된 종래기술은 사용자와 스크린이 분리된 상황에서 화상카메라를 이용하는 방식, 파장이 다른 광원을 이용하여 스크린상의 출력 영상과 사용자의 영상을 분리하는 방식, 영상셔터를 이용하여 사용자와 영상을 분리하는 방식 등이 있다.
먼저, 미국등록특허 5534917(명칭: Video image based control system), 한국등록특허 10-0607046(명칭: 체감형 게임용 화상처리 방법 및 이를 이용한 게임 방법), 미국등록특허 7071914(명칭: User input device and method for interaction with graphic images) 등은 화상카메라를 이용하여 사용자의 움직임을 인식하는 기술이다. 화상카메라를 이용하여 사용자의 움직임을 인식하는 종래기술들은 스크린에서 사용자의 방향으로 장착된 CCD카메라가 사용자의 영상을 캡쳐하여 사용자의 움직임을 인식한다.
한국등록특허 10-0847795(명칭: 대화형 비디오 디스플레이 시스템)에서는 파장이 다른 광원(적외선 광원과 적외선 카메라)을 이용하여 스크린상의 출력 영상과 사용자의 영상을 분리하고, 분리된 사용자의 영상으로부터 사용자의 움직임을 인식한다.
한국등록특허 10-0796771(명칭: 영상셔터를 이용한 가상 터치스크린 시스템 및 동작 방법)에서는 카메라가 사용자의 영상을 캡쳐하는 순간 빔 프로젝트의 출력 영상을 영상셔터가 차단하여 사용자의 영상만을 분리 입력받고, 입력된 사용자의 영상으로부터 사용자의 움직임을 인식한다.
최근에 가상 터치스크린 장치의 경우 깊이(Depth)에 대한 인식 요구 및 필요성이 증가하고 있다. 하지만, 상술한 종래기술들에서는 평면상에서의 사용자 움직임 인식을 통해 2차원 입력 정보만은 인식하기 때문에 깊이 정보를 입력할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 가상 터치스크린에서 평면 터치 및 깊이(근접) 정보의 인식을 통해 다단계 입력이 가능하도록 한 가상 터치스크린 장치 및 이를 이용한 깊이 정보 입력 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 가상 터치스크린 장치는, 가상 터치스크린을 표시하는 표시부; 사용자의 터치에 의한 수직 깊이 입력 정보를 복수의 단계로 구분하여 측정하는 수직 깊이 측정부; 사용자의 터치에 의한 터치 입력 정보를 측정하는 터치 입력 측정부; 및 측정된 수직 깊이 입력 정보 및 터치 입력 정보를 응용 프로그램으로 전송하는 제어부를 포함한다.
수직 깊이 측정부는, 상호 간 이격되어 배치되는 복수의 수직 깊이 측정모듈을 포함한다.
수직 깊이 측정부는, 사용자 터치의 수직 깊이를 포함된 수직 깊이 측정모듈의 개수에 해당하는 단계로 구분하여 측정한다.
수직 깊이 측정부는, 터치 입력 측정부의 상부 방향으로 이격되어 설치되어 설정 깊이에서 사용자의 터치에 의한 수직 깊이 입력을 측정하는 제1수직 깊이 측정모듈; 및 제1수직 깊이 측정모듈의 상부 방향으로 이격되어 설치되어 설정 깊이에서 사용자의 터치에 의한 수직 깊이 입력을 측정하는 제2수직 깊이 측정모듈을 포함한다.
수직 깊이 측정부 및 터치 입력 측정부는 IR 레이저 및 IR 수신 센서 어레이로 구성된다.
수직 깊이 측정부 및 터치 입력 측정부는 사용자의 손가락까지의 거리를 측정한다.
가상 터치스크린 표시 관련 정보와 수직 깊이 입력 정보 및 터치 입력 정보에 따른 응용 프로그램을 저장하는 저장부를 더 포함한다.
제어부로부터의 수직 깊이 입력 정보 및 터치 입력 정보를 근거로 저장부로부터 응용 프로그램을 검출하여 구동하는 프로그램 구동부를 더 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 가상 터치스크린 장치를 이용한 깊이 정보 입력 방법은, 가상 터치스크린 장치에 의해, 표시된 가상 터치스크린에 대한 사용자의 터치에 의한 수직 깊이 입력 정보를 측정하는 단계; 가상 터치스크린 장치에 의해, 측정한 수직 깊이 입력 정보를 근거로 유효 깊이 진입 여부를 판단하는 단계; 및 가상 터치스크린 장치에 의해, 판단하는 단계에서 유효 깊이 진입으로 판단하면 측정한 수직 깊이 정보를 응용 프로그램으로 전송하는 단계를 포함한다.
수직 깊이 입력 정보를 측정하는 단계에서는, 사용자의 터치에 의한 수직 깊이 입력 정보를 복수의 단계로 구분하여 측정한다.
가상 터치스크린 장치에 의해, 가상 터치스크린을 표시하는 단계를 더 포함한다.
가상 터치스크린 장치에 의해, 표시된 가상 터치스크린에 대한 사용자의 터치에 의한 터치 입력 정보를 측정하는 단계; 및 가상 터치스크린 장치에 의해, 측정된 터치 입력 정보를 프로그램으로 전송하는 단계를 더 포함한다.
가상 터치스크린 장치에 의해, 측정된 수직 깊이 입력 정보 및 터치 입력 정보를 근거로 응용 프로그램을 구동하는 단계를 더 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 가상 터치스크린 장치를 이용한 깊이 정보 입력 방법은, 가상 터치스크린 장치에 의해, 표시된 가상 터치스크린에 대한 사용자의 터치에 의한 수직 깊이 입력 정보를 측정하는 단계; 가상 터치스크린 장치에 의해, 측정한 수직 깊이 입력 정보를 근거로 제2유효 깊이 진입 여부를 판단하는 단계; 가상 터치스크린 장치에 의해, 판단하는 단계에서 제2유효 깊이 진입으로 판단하면 가상 키보드를 표시하는 단계; 가상 터치스크린 장치에 의해, 측정한 수직 깊이 입력 정보를 근거로 제1유효 깊이 진입 여부를 판단하는 단계; 가상 터치스크린 장치에 의해, 판단하는 단계에서 제1유효 깊이 진입으로 판단하면 가상 키보드를 확대 표시하는 단계를 포함한다.
가상 터치스크린 장치에 의해, 판단하는 단계에서 유효 깊이 진입으로 판단하면 측정한 수직 깊이 정보를 응용 프로그램으로 전송하는 단계를 더 포함한다.
가상 터치스크린 장치에 의해, 표시된 가상 터치스크린에 대한 사용자의 터치에 의한 터치 입력 정보를 측정하는 단계; 및 가상 터치스크린 장치에 의해, 측정된 터치 입력 정보를 프로그램으로 전송하는 단계를 더 포함한다.
가상 터치스크린 장치에 의해, 측정된 터치 입력 정보를 근거로 키 입력을 발생하는 단계를 더 포함한다.
수직 깊이 입력 정보를 측정하는 단계는, 가상 터치스크린 장치에 의해, 제1설정 깊이에서 사용자의 터치에 의한 수직 깊이 입력을 측정하는 단계; 및 가상 터치스크린 장치에 의해, 제1설정 깊이의 상부 방향으로 이격된 깊이에서 제2설정 깊이에서 사용자의 터치에 의한 수직 깊이 입력을 측정하는 단계를 포함한다.
수직 깊이 입력 정보를 측정하는 단계에서는, 가상 터치스크린 장치에 의해, 사용자의 손가락까지의 거리를 측정한다.
수직 깊이 입력 정보를 측정하는 단계에서는, 가상 터치스크린 장치에 의해, 송신 신호를 송출하는 단계; 가상 터치스크린 장치에 의해, 사용자의 손가락에 반사되는 수신 신호를 수신하는 단계; 및 가상 터치스크린 장치에 의해, 수신한 수신 신호를 근거로 깊이 입력 정보를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 가상 터치스크린 장치 및 이를 이용한 깊이 정보 입력 방법은 사용자의 터치에 의한 터치 입력과 함께 수직 깊이 입력을 측정함으로써, 터치 입력과 수직 깊이 입력을 조합하여 다단계 입력 정보를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 가상 터치스크린 장치 및 이를 이용한 깊이 정보 입력 방법은 터치 입력과 수직 깊이 입력을 조합하여 다단계 입력 정보를 제공함으로써, 평면 터치 입력만을 사용하는 종래기술들에 비해 사용자에게 향상된 인터페이스를 제공할 수 있는 효과가 있다. 즉, 가상 터치스크린 장치 및 이를 이용한 깊이 정보 입력 방법은 손가락과 터치 스크린의 수직 거리 및 터치를 다중 단계로 제공하여 여러 가지 3차원 응용프로그램에 적용될 수 있는 사용자 입력 인터페이스를 제공할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가상 터치스크린 장치를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가상 터치스크린 장치를 이용한 깊이 정보 입력 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가상 터치스크린 장치를 이용한 깊이 정보 입력 방법의 적용예를 설명하기 위한 흐름도.
도 6 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 가상 터치스크린 장치를 이용한 깊이 정보 입력 방법의 적용예를 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 가상 터치스크린 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가상 터치스크린 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 가상 터치스크린 장치(100)는 평면에 가상 키보드, 영상 등의 가상 터치스크린(200)을 표시한다. 가상 터치스크린 장치(100)는 가상 터치스크린(200; 예를 들면, 가상 키보드 표시 영역)에서의 사용자 움직임을 감지한다. 이때, 가상 터치스크린 장치(100)는 사용자의 움직임의 센싱을 통해 깊이 입력 정보, 터치 입력 정보를 인식한다.
가상 터치스크린 장치(100)는 인식한 깊이 입력 정보 및 터치 입력 정보를 이용하여 다양한 형태의 기능(예를 들면, 가상 키보드의 확대/축소, 키 입력 등)을 수행한다. 여기서, 도 1에서는 가상 터치스크린 장치(100)가 독립된 장치로 구성되는 것으로 도시하였으나, 프로젝트 기능을 갖춘 핸드폰, PDA, 태블릿, 노트북 등의 휴대용 단말에 내장될 수도 있다.
이를 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 가상 터치스크린 장치(100)는 표시부(110), 수직 깊이 측정부(120), 터치 입력 측정부(130), 제어부(140), 저장부(150), 프로그램 구동부(160)를 포함하여 구성된다. 이때, 가상 터치스크린 장치(100)는 표시부(110), 수직 깊이 측정부(120), 터치 입력 측정부(130), 제어부(140), 저장부(150)에 구동 전력을 공급하는 전력 공급부(미도시)를 추가로 포함할 수도 있다.
표시부(110)는 평면상에 가상 터치스크린(200)을 표시한다. 즉, 표시부(110)는 가상 터치스크린(200) 기능 구동시 제어부(140)의 제어에 따라 가시광을 평면상에 조사하여 특정 형태의 가상 터치스크린(200; 예를 들면, 가상 키보드, 영상)을 표시한다. 이때, 표시부(110)는 프로젝터로 구성되어 평면상에 가상 터치 스크린, 가상 키보드 등을 표시한다.
수직 깊이 측정부(120)는 사용자의 터치에 의한 깊이 입력 정보를 측정한다. 즉, 수직 깊이 측정부(120)는 가상 터치스크린(200) 기능 구동시 제어부(140)의 제어에 따라 사용자의 터치에 의한 깊이 입력 정보를 측정한다. 이를 위해, 수직 깊이 측정부(120)는 IR 레이저와 IR 수신 센서 어레이로 구성된다. 수직 깊이 측정부(120)는 IR 레이저에서 송신 신호를 송출한다. 수직 깊이 측정부(120)는 사용자의 손가락에 반사되어 오는 수신 신호를 IR 수신 센서를 통해 수신하여 사용자의 터치에 의한 깊이 입력 정보를 측정한다. 수직 깊이 측정부(120)는 사용자의 터치시 손가락까지의 거리를 측정할 수도 있다.
수직 깊이 측정부(120)는 깊이 입력 정보를 복수의 단계로 측정한다. 즉, 수직 깊이 측정부(120)는 사용자의 터치시에 가상 터치스크린(200)과 사용자의 손가락 사이의 거리에 따라 복수의 단계로 깊이 입력 정보를 측정한다. 이를 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 수직 깊이 측정부(120)는 복수의 수직 깊이 측정모듈로 구성된다. 각각의 수직 깊이 측정모듈은 IR 레이저와 IR 수신 센서 어레이로 구성되며, 상호 간 소정 간격 이격되어 배치된다. 여기서, 도 3에서는 설명의 편의상 수직 깊이 측정부(120)가 제1수직 깊이 측정모듈(122), 제2수직 깊이 측정모듈(124)로 구성되는 것으로 도시하였으나, 수직 깊이 입력 단계의 구성에 따라 2개 이상의 수직 깊이 측정모듈로 구성될 수도 있다.
제1수직 깊이 측정모듈(122)은 터치 입력 측정부(130)의 상부 방향으로 설정 간격 이격되어 배치된다. 즉, 제1수직 깊이 측정모듈(122)은 터치 입력 측정부(130)의 측정 높이(C)에서 설정 간격(즉, 도 3의 D2)만큼 이격된 높이(B)에서 사용자의 손가락을 감지한다. 이때, 제1수직 깊이 측정모듈(122)은 사용자의 손가락이 감지되면 제1유효 깊이 입력 정보를 생성하여 제어부(140)에게로 전송한다. 제1수직 깊이 측정모듈(122)은 제1유효 깊이 입력 정보의 생성시 사용자의 손가락까지의 거리를 측정할 수도 있다. 제1수직 깊이 측정모듈(122)은 측정한 사용자의 손가락까지의 거리를 제어부(140)에게로 전송한다.
제2수직 깊이 측정모듈(124)은 제1수직 깊이 측정모듈(122)의 상부 방향으로 설정 간격 이격되어 배치된다. 즉, 제2수직 깊이 측정모듈(124)은 제1수직 깊이 측정모듈(122)의 측정 높이(B)에서 설정 간격(즉, 도 3의 D1)만큼 이격된 높이(A)에서 사용자의 손가락을 감지한다. 이때, 제2수직 깊이 측정모듈(124)은 사용자의 손가락이 감지되면 제2유효 깊이 입력 정보를 생성하여 제어부(140)에게로 전송한다. 제2수직 깊이 측정모듈(124)은 제2유효 깊이 입력 정보의 생성시 사용자의 손가락까지의 거리를 측정할 수도 있다. 제2수직 깊이 측정모듈(124)은 측정한 사용자의 손가락까지의 거리를 제어부(140)에게로 전송한다.
터치 입력 측정부(130)는 사용자의 터치에 의한 터치 입력 정보를 측정한다. 즉, 터치 입력 측정부(130)는 가상 터치스크린(200) 기능 구동시 제어부(140)의 제어에 따라 사용자의 터치에 의한 터치 입력 정보를 측정한다. 이를 위해, 터치 입력 측정부(130)는 IR 레이저와 IR 수신 센서 어레이로 구성된다. 터치 입력 측정부(130)는 IR 레이저에서 송신 신호를 송출한다. 터치 입력 측정부(130)는 사용자의 손가락에 반사되어 오는 수신 신호를 IR 수신 센서를 통해 수신하여 사용자의 터치에 의한 터치 입력 정보를 측정한다. 터치 입력 측정부(130)는 측정한 터치 입력 정보를 제어부(140)에게로 전송한다. 터치 입력 측정부(130)는 사용자의 터치시 사용자의 손가락까지의 거리를 측정할 수도 있다. 터치 입력 측정부(130)는 측정한 사용자의 손가락까지의 거리를 제어부(140)에게로 전송한다.
터치 입력 측정부(130)는 가상 터치스크린 장치(100; 또는, 휴대용 단말)의 최하부에 배치된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 터치 입력 측정부(130)는 가상 터치스크린 장치(100; 또는, 휴대용 단말)의 최하부에 설치되어 가상 터치스크린(200)과 소정 간격 이격된 위치의 높이(C)에서 사용자의 손가락을 감지한다.
제어부(140)는 표시부(110), 수직 깊이 측정부(120), 터치 입력 측정부(130)를 제어한다. 제어부(140)는 가상 터치스크린(200) 기능의 구동시 가상 터치스크린(200)을 평면상에 표시하도록 표시부(110)를 제어한다. 이와 함께, 제어부(140)는 수직 깊이 측정부(120) 및 터치 입력 측정부(130)를 구동하여 사용자의 터치에 의한 수직 깊이 입력 정보 및 터치 입력 정보를 측정하도록 제어한다. 이때, 제어부(140)는 수직 깊이 측정부(120)로부터 수직 깊이 입력 정보를 수신한다. 제어부(140)는 수직 깊이 측정부(120)로부터 수직 깊이 입력 정보와 함께 사용자의 손가락까지의 거리를 수신할 수도 있다. 제어부(140)는 터치 입력 측정부(130)로부터 터치 입력 정보를 수신한다. 제어부(140)는 터치 입력 측정부(130)로부터 터치 입력 정보와 함께 사용자의 손가락까지의 거리를 수신할 수도 있다.
제어부(140)는 수신한 수직 깊이 입력 정보와 터치 입력 정보를 프로그램 구동부(160)에게로 전송한다. 제어부(140)는 수직 깊이 입력 정보와 터치 입력 정보와 함께 수신한 사용자의 손가락까지의 거리를 프로그램 구동부(160)에게로 전송할 수도 있다.
저장부(150)는 표시부(110)의 가상 터치스크린(200) 표시에 관련된 데이터를 저장한다. 즉, 저장부(150)는 가상 터치스크린(200)에 관한 구성 정보를 저장한다.
저장부(150)는 터치 입력에 따른 기능을 수행하는 프로그램을 저장한다. 즉, 저장부(150)는 제어부(140)로부터의 수직 깊이 입력 정보, 터치 입력 정보, 사용자의 손가락까지의 거리 등을 이용하여 소정 기능을 수행하는 프로그램을 저장한다.
프로그램 구동부(160)는 저장부(150)로부터 프로그램을 로드하여 구동한다. 프로그램 구동부(160)는 제어부(140)로부터 수직 깊이 입력 정보와 터치 입력 정보를 수신한다. 프로그램 구동부(160)는 수신한 수직 깊이 입력 정보와 터치 입력 정보에 따른 프로그램에 입력하여 소정 기능(예를 들면, 키 입력, 선택, 프로그램 실행 등)을 수행한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 가상 터치스크린 장치를 이용한 깊이 정보 입력 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가상 터치스크린 장치를 이용한 깊이 정보 입력 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 제어부(140)는 가상 터치스크린(200)의 표시를 제어하기 위한 제어신호를 표시부(110)에게로 전송한다. 표시부(110)는 제어부(140)로부터의 제어신호에 따라 평면상에 가상 터치스크린(200)을 표시한다(S110).
제어부(140)는 사용자의 터치에 의한 수직 깊이 입력 정보를 측정하도록 제어하기 위한 제어신호를 수직 깊이 측정부(120)에게로 전송한다. 그에 따라, 수직 깊이 측정부(120)는 특정 높이(A, B)에서 자외선을 조사하여 수직 깊이 입력 정보의 측정을 개시한다(S120). 이때, 제1수직 깊이 측정모듈(122)은 특정 높이(B)에서 자외선을 조사하고, 제2수직 깊이 측정모듈(124)은 특정 높이(A)에서 자외선을 조사한다.
제어부(140)는 사용자의 터치에 의한 터치 입력 정보를 측정하도록 제어하기 위한 제어신호를 터치 입력 측정부(130)에게로 전송한다. 그에 따라, 터치 입력 측정부(130)는 특정 높이(C)에서 자외선을 조사하여 터치 입력 정보의 측정을 개시한다(S130).
사용자의 손가락이 특정 높이(A)에 위치하게 되면, 제2수직 깊이 측정모듈(124)은 손가락에 의해 반사되는 반사 신호를 수신한다. 그에 따라, 제2수직 깊이 측정모듈(124)은 제2유효 깊이 입력 정보를 생성한다. 제2수직 깊이 측정모듈(124)은 생성한 제2유효 깊이 입력 정보를 제어부(140)에게로 전송한다. 사용자의 손가락이 특정 높이(B)에 위치하게 되면, 제1수직 깊이 측정모듈(122)은 손가락에 의해 반사되는 반사 신호를 수신한다. 그에 따라, 제1수직 깊이 측정모듈(122)은 제1유효 깊이 입력 정보를 생성한다. 제1수직 깊이 측정모듈(122)은 생성한 제1유효 깊이 입력 정보를 제어부(140)에게로 전송한다.
제어부(140)는 사용자 손가락의 유효 깊이 진입 여부를 판단한다. 이때, 제어부(140)는 수직 깊이 측정부(120)로부터 유효 깊이 입력 정보(즉, 제1유효 깊이 입력 정보 또는 제2유효 깊이 입력 정보)를 수신하면 유효 깊이 진입으로 판단한다. 유효 깊이 진입으로 판단하면(S140; 예), 제어부(140)는 수신한 수직 깊이 정보를 프로그램 구동부(160)에게로 전송한다(S150). 그에 따라, 프로그램 구동부(160)는 수신한 수직 깊이 정보를 근거로 저장부(150)로부터 프로그램을 검출하여 구동한다. 물론, 프로그램 구동부(160)는 가상 터치스크린(200)의 표시와 함께 프로그램을 검출하여 구동하고, 구동중인 프로그램에 수직 깊이 정보를 반영하여 특정 기능을 수행할 수도 있다.
사용자의 손가락이 특정 높이(C)에 위치하게 되면, 터치 입력 측정부(130)는 사용자의 손가락에 반사되어 오는 수신 신호를 IR 수신 센서를 통해 수신한다. 그에 따라, 터치 입력 측정부(130)는 터치 입력 정보를 생성하여 제어부(140)에게로 전송한다.
제어부(140)는 터치 입력 여부를 판단한다. 이때, 제어부(140)는 터치 입력 측정부(130)로부터 터치 입력 정보 입력을 수신하면 터치 입력으로 판단한다. 터치 입력으로 판단하면(S160; 예), 제어부(140)는 수신한 터치 입력 정보를 프로그램 구동부(160)에게로 전송한다(S170). 그에 따라, 프로그램 구동부(160)는 수신한 터치 입력 정보를 근거로 저장부(150)로부터 프로그램을 검출하여 구동한다. 물론, 프로그램 구동부(160)는 가상 터치스크린(200)의 표시와 함께 프로그램을 검출하여 구동하고, 구동중인 프로그램에 터치 입력 정보를 반영하여 특정 기능을 수행할 수도 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 가상 터치스크린 장치를 이용한 깊이 정보 입력 방법의 적용예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가상 터치스크린 장치를 이용한 깊이 정보 입력 방법의 적용예를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 6 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 가상 터치스크린 장치를 이용한 깊이 정보 입력 방법의 적용예를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 제어부(140)는 사용자의 터치에 의한 수직 깊이 입력 정보를 측정하도록 제어하기 위한 제어신호를 수직 깊이 측정부(120)에게로 전송한다. 그에 따라, 수직 깊이 측정부(120)는 특정 높이(A, B)에서 자외선을 조사하여 수직 깊이 입력 정보의 측정을 개시한다(S210). 이때, 제1수직 깊이 측정모듈(122)은 특정 높이(B)에서 자외선을 조사하고, 제1수직 깊이 측정모듈(122)은 특정 높이(A)에서 자외선을 조사한다.
제어부(140)는 사용자의 터치에 의한 터치 입력 정보를 측정하도록 제어하기 위한 제어신호를 터치 입력 측정부(130)에게로 전송한다. 그에 따라, 터치 입력 측정부(130)는 특정 높이(C)에서 자외선을 조사하여 터치 입력 정보의 측정을 개시한다(S220).
도 6에 도시된 바와 같이, 사용자의 손가락이 특정 높이(A)에 위치하게 되면, 제2수직 깊이 측정모듈(124)은 손가락에 의해 반사되는 반사 신호를 수신한다. 그에 따라, 제2수직 깊이 측정모듈(124)은 제2유효 깊이 입력 정보를 생성한다. 제2수직 깊이 측정모듈(124)은 생성한 제2유효 깊이 입력 정보를 제어부(140)에게로 전송한다.
제어부(140)는 제2수직 깊이 측정모듈(124)로부터의 제2유효 깊이 입력 정보 수신 여부를 근거로 사용자의 손가락이 제2유효 깊이에 진입 여부를 판단한다. 이때, 제2유효 깊이 입력 정보가 수신되어 사용자의 손가락이 제2유효 깊이에 진입한 것으로 판단하면(S230; 예), 제어부(140)는 제2유효 깊이 입력 정보를 프로그램 구동부(160)에게로 전송한다. 프로그램 구동부(160)는 가상 키보드의 표시를 위한 프로그램을 저장부(150)로부터 검출하여 구동한다. 프로그램 구동부(160)는 프로그램의 구동 결과를 표시부(110)로 전송한다. 그에 따라, 도 7에 도시된 바와 같이, 표시부(110)는 가상 키보드를 평면상에 표시한다(S240).
도 8에 도시된 바와 같이, 사용자의 손가락이 특정 높이(B)에 위치하게 되면, 제1수직 깊이 측정모듈(122)은 손가락에 의해 반사되는 반사 신호를 수신한다. 그에 따라, 제1수직 깊이 측정모듈(122)은 제1유효 깊이 입력 정보를 생성한다. 제1수직 깊이 측정모듈(122)은 생성한 제1유효 깊이 입력 정보를 제어부(140)에게로 전송한다. 제어부(140)는 제1수직 깊이 측정모듈(122)로부터의 제1유효 깊이 입력 정보 수신 여부를 근거로 사용자의 손가락이 제1유효 깊이에 진입 여부를 판단한다. 이때, 제1유효 깊이 입력 정보가 수신되어 사용자의 손가락이 제1유효 깊이에 진입한 것으로 판단하면(S250; 예), 제어부(140)는 제1유효 깊이 입력 정보를 프로그램 구동부(160)에게로 전송한다. 프로그램 구동부(160)는 가상 키보드의 확대 명령을 표시부(110)로 전송한다. 그에 따라, 도 9에 도시된 바와 같이, 표시부(110)는 가상 키보드를 평면상에 표시한다(S260).
도 10에 도시된 바와 같이, 사용자의 손가락이 특정 높이(C)에 위치하게 되면, 터치 입력 측정부(130)는 손가락에 의해 반사되는 반사 신호를 수신한다. 그에 따라, 터치 입력 측정부(130)는 터치 입력 정보를 생성한다. 터치 입력 측정부(130)는 생성한 터치 입력 정보를 제어부(140)에게로 전송한다. 제어부(140)는 터치 입력 측정부(130)로부터의 터치 입력 정보 수신 여부를 근거로 터치 입력 여부를 판단한다. 이때, 터치 입력 정보가 입력되면(S270; 예), 제어부(140)는 터치 입력 정보를 프로그램 구동부(160)에게로 전송한다. 프로그램 구동부(160)는 사용자에 의해 터치된 영역의 키를 인식하여 키 입력으로 처리한다(S270). 예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 사용자의 손가락이 가상 키 버튼 "V"에 위치한 상태에서 터치 입력 정보를 수신하면, 화면에 문자 "V"를 출력한다.
상술한 바와 같이, 가상 터치스크린 장치 및 이를 이용한 깊이 정보 입력 방법은 사용자의 터치에 의한 터치 입력과 함께 수직 깊이 입력을 측정함으로써, 터치 입력과 수직 깊이 입력을 조합하여 다단계 입력 정보를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 가상 터치스크린 장치 및 이를 이용한 깊이 정보 입력 방법은 터치 입력과 수직 깊이 입력을 조합하여 다단계 입력 정보를 제공함으로써, 평면 터치 입력만을 사용하는 종래기술들에 비해 사용자에게 향상된 인터페이스를 제공할 수 있는 효과가 있다. 즉, 가상 터치스크린 장치 및 이를 이용한 깊이 정보 입력 방법은 손가락과 터치 스크린의 수직 거리 및 터치를 다중 단계로 제공하여 여러 가지 3차원 응용프로그램에 적용될 수 있는 사용자 입력 인터페이스를 제공할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
100: 가상 터치스크린 장치 110: 표시부
120: 수직 깊이 측정부 122: 제1수직 깊이 측정모듈
124: 제2수직 깊이 측정모듈 130: 터치 입력 측정부
140: 제어부 150: 저장부
160: 프로그램 구동부 200: 가상 터치스크린

Claims (20)

  1. 가상 터치스크린을 표시하는 표시부;
    사용자의 터치에 의한 수직 깊이 입력 정보를 복수의 단계로 구분하여 측정하는 수직 깊이 측정부;
    사용자의 터치에 의한 터치 입력 정보를 측정하는 터치 입력 측정부; 및
    상기 측정된 수직 깊이 입력 정보 및 터치 입력 정보를 응용 프로그램으로 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 터치스크린 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수직 깊이 측정부는,
    상호 간 이격되어 배치되는 복수의 수직 깊이 측정모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 터치스크린 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 수직 깊이 측정부는,
    사용자 터치의 수직 깊이를 상기 포함된 수직 깊이 측정모듈의 개수에 해당하는 단계로 구분하여 측정하는 것을 특징으로 하는 가상 터치스크린 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 수직 깊이 측정부는,
    상기 터치 입력 측정부의 상부 방향으로 이격되어 설치되어 설정 깊이에서 사용자의 터치에 의한 수직 깊이 입력을 측정하는 제1수직 깊이 측정모듈; 및
    상기 제1수직 깊이 측정모듈의 상부 방향으로 이격되어 설치되어 설정 깊이에서 사용자의 터치에 의한 수직 깊이 입력을 측정하는 제2수직 깊이 측정모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 터치스크린 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 수직 깊이 측정부 및 상기 터치 입력 측정부는 IR 레이저 및 IR 수신 센서 어레이로 구성되는 것을 특징으로 하는 가상 터치스크린 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 수직 깊이 측정부 및 상기 터치 입력 측정부는 사용자의 손가락까지의 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 가상 터치스크린 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    가상 터치스크린 표시 관련 정보와 수직 깊이 입력 정보 및 터치 입력 정보에 따른 응용 프로그램을 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 터치스크린 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어부로부터의 수직 깊이 입력 정보 및 터치 입력 정보를 근거로 상기 저장부로부터 응용 프로그램을 검출하여 구동하는 프로그램 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 터치스크린 장치.
  9. 가상 터치스크린 장치에 의해, 표시된 가상 터치스크린에 대한 사용자의 터치에 의한 수직 깊이 입력 정보를 측정하는 단계;
    상기 가상 터치스크린 장치에 의해, 상기 측정한 수직 깊이 입력 정보를 근거로 유효 깊이 진입 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 가상 터치스크린 장치에 의해, 상기 판단하는 단계에서 유효 깊이 진입으로 판단하면 상기 측정한 수직 깊이 정보를 응용 프로그램으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 터치스크린 장치를 이용한 깊이 정보 입력 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 수직 깊이 입력 정보를 측정하는 단계에서는,
    사용자의 터치에 의한 수직 깊이 입력 정보를 복수의 단계로 구분하여 측정하는 것을 특징으로 하는 가상 터치스크린 장치를 이용한 깊이 정보 입력 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 가상 터치스크린 장치에 의해, 가상 터치스크린을 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 터치스크린 장치를 이용한 깊이 정보 입력 방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 가상 터치스크린 장치에 의해, 표시된 가상 터치스크린에 대한 사용자의 터치에 의한 터치 입력 정보를 측정하는 단계; 및
    상기 가상 터치스크린 장치에 의해, 상기 측정된 터치 입력 정보를 프로그램으로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 터치스크린 장치를 이용한 깊이 정보 입력 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 가상 터치스크린 장치에 의해, 상기 측정된 수직 깊이 입력 정보 및 터치 입력 정보를 근거로 응용 프로그램을 구동하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 터치스크린 장치를 이용한 깊이 정보 입력 방법.
  14. 가상 터치스크린 장치에 의해, 표시된 가상 터치스크린에 대한 사용자의 터치에 의한 수직 깊이 입력 정보를 측정하는 단계;
    상기 가상 터치스크린 장치에 의해, 상기 측정한 수직 깊이 입력 정보를 근거로 제2유효 깊이 진입 여부를 판단하는 단계;
    상기 가상 터치스크린 장치에 의해, 상기 판단하는 단계에서 제2유효 깊이 진입으로 판단하면 가상 키보드를 표시하는 단계;
    상기 가상 터치스크린 장치에 의해, 상기 측정한 수직 깊이 입력 정보를 근거로 제1유효 깊이 진입 여부를 판단하는 단계;
    상기 가상 터치스크린 장치에 의해, 상기 판단하는 단계에서 제1유효 깊이 진입으로 판단하면 가상 키보드를 확대 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 터치스크린 장치를 이용한 깊이 정보 입력 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 가상 터치스크린 장치에 의해, 상기 판단하는 단계에서 유효 깊이 진입으로 판단하면 상기 측정한 수직 깊이 정보를 응용 프로그램으로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 터치스크린 장치를 이용한 깊이 정보 입력 방법.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 가상 터치스크린 장치에 의해, 표시된 가상 터치스크린에 대한 사용자의 터치에 의한 터치 입력 정보를 측정하는 단계; 및
    상기 가상 터치스크린 장치에 의해, 상기 측정된 터치 입력 정보를 프로그램으로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 터치스크린 장치를 이용한 깊이 정보 입력 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 가상 터치스크린 장치에 의해, 상기 측정된 터치 입력 정보를 근거로 키 입력을 발생하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 터치스크린 장치를 이용한 깊이 정보 입력 방법.
  18. 청구항 14에 있어서,
    상기 수직 깊이 입력 정보를 측정하는 단계는,
    상기 가상 터치스크린 장치에 의해, 제1설정 깊이에서 사용자의 터치에 의한 수직 깊이 입력을 측정하는 단계; 및
    상기 가상 터치스크린 장치에 의해, 상기 제1설정 깊이의 상부 방향으로 이격된 깊이에서 제2설정 깊이에서 사용자의 터치에 의한 수직 깊이 입력을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 터치스크린 장치를 이용한 깊이 정보 입력 방법.
  19. 청구항 14에 있어서,
    상기 수직 깊이 입력 정보를 측정하는 단계에서는,
    상기 가상 터치스크린 장치에 의해, 사용자의 손가락까지의 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 가상 터치스크린 장치를 이용한 깊이 정보 입력 방법.
  20. 청구항 14에 있어서,
    상기 수직 깊이 입력 정보를 측정하는 단계에서는,
    상기 가상 터치스크린 장치에 의해, 송신 신호를 송출하는 단계;
    상기 가상 터치스크린 장치에 의해, 사용자의 손가락에 반사되는 수신 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 가상 터치스크린 장치에 의해, 상기 수신한 수신 신호를 근거로 깊이 입력 정보를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 터치스크린 장치를 이용한 깊이 정보 입력 방법.
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