KR20170138097A - 실리콘 패드를 포함한 가상 키보드의 이미지를 출력하는 장치 및 그 제어 장치 - Google Patents

Abstract

가상 키보드의 이미지를 출력하는 장치가 개시된다. 본 발명의 일실시예에 의한 장치는, 입사 레이져 빔을 일정
한 방향으로 출력하는 광원과, 복수개의 그룹들로 구획되어 있는 회절 광학 소자(Diffractive Optical Elemen
t)와, 상기 복수개의 그룹 중 적어도 하나의 그룹을 커버하도록 설계된 셔터와, 그리고 기설정된 조건이 발생한
경우 상기 셔터가 온/오프 되도록 제어하는 컨트롤러와 잡아당겨 사용,수납이 가능한 실리콘패드가 포함한다.

Description

실리콘 패드를 포함한 가상 키보드의 이미지를 출력하는 장치 및 그 제어 장치 {Device and a control device for outputting an image of a virtual keyboard including a silicone pads}

본 발명은 가상 키보드의 이미지를 출력하는 기술에 대한 것이다. 예를 들어, 프로젝션 키보드(projection

keyboard) 또는 휴대용 프로젝션 키보드에 적용 가능하다.

프로젝션 키보드는, 빛으로 키보드 형태를 책상이나 바닥에 비춰 주고, 마치 실제 키보드처럼 유저가 타이핑 하

면 센서가 그 위치를 인식하여 해당 키를 누른 것처럼 입력해 주는 장치이다. 테스크톱 컴퓨터는 물론 개인 휴

대 정보 단말기(PDA)나 노트북 컴퓨터, 랩탑, 전자 수첩 등 모바일 기기의 물리적인 키보드나 마우스의 불편함

을 해소하기 위한 대체 수단으로 개발되었다. 상기 프로젝션 키보드란 용어 대신, 가상 전자 인식 키보드, 레

이저 키보드, 버츄얼 키보드 등의 용어가 사용되기도 한다.

그러나, 현재 도입된 프로젝션 키보드들은, 물리적 구조의 한계로 인하여 오직 하나의 언어에 대한 키보드 자판

만을 제공하고 있다. 예를 들어, 한글 버젼 또는 영어 버젼의 가상 키보드만이 디스플레이 되는데 그친다.

물론, 물리적인 키보드와 마찬가지로, 영어 및 한글이 모두 포함된 가상 키보드도 있으나, 유저가 매번 시프트

등의 버튼과 문자 키 버튼을 동시에 눌러야 하는 문제점이 있다.

나아가, 2개의 언어가 정해진 영역내에 동시에 디스플레이 되는 경우를 가정하여도, 가상 키보드의 선명도 한계

로 인하여, 유저가 각 언어의 문자를 용이하게 구별하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점 등을 해결하기 위하여 제안되는 것으로서, 하나의 프로젝션 키보드로 복수개의 언어를

구현하기 위한 기술을 제공함을 그 목적으로 한다.

또한, 제1언어로 구성된 가상 키보드와 제2언어로 구성된 가상 키보드간 전환 속도를 제고하고자 함을 다른 목

적으로 한다.

그리고, 가상 키보드내 각 영역에 최소한의 문자를 위치시켜, 프로젝션 키보드를 이용하는 유저가 각 영역내 캐

릭터(문자)를 신속하게 인식할 수 있는 기술을 제공함을 또 다른 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 의한 가상 키보드의 이미지를 출력하는 장치는, 입사 레이져

빔(incident laser beam)을 일정한 방향으로 출력하는 광원과, 복수개의 그룹들로 구획되어 있는 회절 광학 소

자(Diffractive Optical Element)와, 상기 복수개의 그룹 중 적어도 하나의 그룹을 커버하도록 설계된 셔터와,

그리고 기설정된 조건이 발생한 경우 상기 셔터가 온/오프 되도록 제어하는 컨트롤러를 포함한다.

그리고, 본 발명의 다른 일실시예에 의하면, 복수개의 그룹들로 구획되어 있는 회절 광학 소자(Diffractive

Optical Element)에, 입사 레이져 빔을 일정한 방향으로 출력하는 단계와, 기설정된 조건이 발생하였는지 여부

를 판단하는 단계와, 그리고 상기 기설정된 조건이 발생한 경우, 상기 복수개의 그룹 중 적어도 하나의 그룹을

커버하도록 설계된 셔터를 온/오프 하도록 제어하는 단계를 포함하도록 설계된다.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 따른 가상 키보드의 이미지를 출력하는 장치 및 그 제어 방법의 효과에

대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 하나의 프로젝션 키보드로 복수개의 언어를 구현하기 위한 기술

을 제공한다.

또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 제1언어로 구성된 가상 키보드와 제2언어로 구성된 가상

키보드간 전환 속도를 제고할 수 있는 기술적 효과가 있다.

그리고, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 가상 키보드내 각 영역에 최소한의 문자를 위치시켜, 프

로젝션 키보드를 이용하는 유저가 각 영역내 캐릭터(문자)를 신속하게 인식할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은

아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을

것이다.

도 1은 일반적인 프로젝션 키보드를 도시하고 있는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 프로젝션 키보드의 외관을 도시하고 있는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 프로젝션 모듈을 측면에서, 보다 상세히 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 광원을 보다 상세히 도시한 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 프로젝션 모듈을 정면에서, 보다 상세히 도시한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 셔터의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 DOE(Diffractive Optical Element) 내 제1그룹을 통해 출력된 이미지를 도시한 도면이다.
도 8은 DOE(Diffractive Optical Element) 내 제1그룹 및 제2그룹을 통해 출력된 이미지를 도시한 도면이다.
도 9는 DOE(Diffractive Optical Element) 내 제1그룹 및 제3그룹을 통해 출력된 이미지를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 의한 프로젝션 키보드와 디스플레이 디바이스가 연결된 상황을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 의한 프로젝션 키보드가 특정 모드로 설정된 경우, 연결된 디스플레이 디바이스
가 제1언어를 출력하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
그리고, 도 12는 본 발명의 일실시예에 의한 프로젝션 키보드가 특정 모드로 설정된 경우, 연결된 디스플레이
디바이스가 제2언어를 출력하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거

나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명

에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용

되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시

예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수

있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이

해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며,

본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소

들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는

목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이

해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있

다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 [0020] 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부

품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계,

동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되

어야 한다.

도 1은 일반적인 프로젝션 키보드를 도시하고 있는 도면이다. 당해 명세서에서는, 프로젝션 키보드 라는 용어

를 편의상 사용하지만, 이는 가상 키보드의 이미지를 출력하는 장치 모두에 해당하는 의미이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 레이저 프로젝션 키보드는, 단순히 광원(110) 및 DOE(Diffractive Optical

Element)(120) 등을 포함하고 있다. 회절 광학 소자인 DOE는, 예컨대 405-830nm 범위의 레이저를 통과 시켜 원

하는 모양의 패턴을 만들기 위한 목적으로 제작된 특수 광학 소자이다. 회절 효율이 99% 이상, 균일도 60% 이

상의 성능을 가지고, 최대 120도 이내의 범윙서 원하는 형상을 생성할 수 있는 광학 소자이다. 물론, 당해 발

명에서는 DOE 를 채택할 수도 있고, 다른 광학 소자를 이용하는 것도 본 발명의 다른 일실시예이다.

그러나, 종래 기술에 의하면, 상기 DOE(120)는 오직 하나의 패턴만을 형성하고 있고, 따라서 광원(110)으로부터

의 레이저 빔(laser beam)이 상기 DOE(120)를 통과하는 경우, 하나의 가상 키보드만을 디스플레이할 수 밖에 없

는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점 및 종래 프로젝션 키보드가 가지고 있는 단점들을 해결하기 위한 본 발

명의 솔루션에 대하여, 이하 도 2 내지 도 12를 참조하여 상세히 후술하도록 하겠다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 프로젝션 키보드의 외관을 도시하고 있는 도면이다. 도 2에 도시된 프로젝

션 키보드는, 가시광선으로 키보드 템플릿(또는 자판본)을 형성하고, 상기 키보드 템플릿의 특정영역에 사용자

의 손이 위치할 때 사용자의 손이 놓여진 위치를 결정한 후, 이것에 기초하여 사용자가 입력하고자 하는 문자를

결정하여 최종적으로 결정된 문자를 디스플레이시키게 된다.

도 2에 도시되 SQK와 같이, 상기 프로젝션 키보드는, 프로젝션 모듈과, IR 모듈과, 센서 모듈 및 컨트롤러로 구

성된다. 물론, 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 따라 정해져야 하며, 당업자의 필요에 따

라 일부 모듈을 삭제하거나 변경하는 것도 본 발명의 권리범위에 속한다.

우선, 프로젝션 모듈은 굴곡이 없는 표면에 미리 디자인된 키보드 템플릿을 투사한다. 이때, 프로젝션 모듈은

광 효율이 높은 저 출력 적색 레이저 광원을 사용하여 용도별로 설계된 키보드 템플릿을 투사한다.

그리고, IR 모듈)은 IR(Infra-Red) 광으로 된 경계면이 키보드 템플릿이 투사된 표면 바로 위를 수평으로 스캔

하고, 반사되는 IR 광을 IF 필터를 통해 필터링하여 센싱한다. IR 광은 인간의 눈에는 보이지 않지만, 표면 위

2~3mm 위를 짧은 간격으로 스캔한다.

또한, 센서 모듈은 키보드 템플릿을 촬영하여 이미지화시키는 CMOS 카메라가 탑재된다. 그리고, 컨트롤러는 센

서 모듈로부터 입력되는 센싱 신호 및 이미지를 분석하여 키 입력을 인식하고, 이를 디스플레이 디바이스(예를

들어, TV, 모바일 폰, 태블릿 PC, 데스크톱 등등)에 전달한다.

특히, 본 발명의 일실시예에 의하면, 전술하여 설명한 프로젝션 모듈이 복수개의 언어에 대응하는 가상 키보드

의 이미지를 생성할 수 있다는 점에서, 종래 기술과 다르다. 도 2에 도시된 프로젝션 모듈에 대한 보다 상세한

설명은, 이하 도 3을 참조하여 후술하도록 하겠다.

도 3은 도 2에 도시된 프로젝션 모듈을 측면에서, 보다 상세히 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본

발명의 일실시예에 의한 프로젝션 모듈은, 광원(310), 광학 소자(320) 및 셔터(330) 등을 포함한다. 물론, 도

3에 도시된 프로젝션 모듈은, 도 2에 도시된 컨트롤러에 의해 제어되도록 설계한다.

상기 광원(310)은, 입사 레이져 빔(incident laser beam)을 일정한 방향으로 출력한다. 상기 광원(310)에 대해

서는, 이하 도 4를 참조하여 보다 상세히 설명하도록 하겠다.

상기 광학 소자(320)는, 복수개의 그룹들로 구획되어 있다는 점에서 종래 기술과 다르다. 종래 기술에 의한 프

로젝션 키보드는 오직 하나의 키보드에 대한 광학 소자만을 포함하고 있었다. 상기 광학 소자(320)는, 예를 들

어 회절 광학 소자(Diffractive Optical Element) 등으로 구현 가능하다.

상기 셔터(330)는, 상기 복수개의 그룹 중 적어도 하나의 그룹을 커버하도록 설계되어 있고, 컨트롤러는 기설정

된 조건이 발생한 경우 상기 셔터(330)가 온/오프 되도록 제어한다.

본 발명의 다른 일실시예에 의하면, 상기 복수개의 그룹들로 구획되어 있는 DOE(Diffractive Optical

Element)(320)는, 제1언어의 패턴을 표시하는 제1그룹과, 제2언어의 패턴을 표시하는 제2그룹과, 그리고 키보드

의 자판 외곽에 대응하는 패턴을 표시하는 제3그룹을 포함하도록 설계된다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 의하면, 상기 셔터(330)는, 상기 제1그룹 및 상기 제2그룹을 커버하도록 설계되

어 있고, 출력된 가상 키보드의 이미지내에서, 유저의 터치를 인식하는 센싱 모듈을 더 포함한다. 상기 센싱

모듈(sensor module)은 도 2에 도시되어 있다.

보다 구체적으로 예를 들면, 상기 센싱 모듈에 의해, 상기 제1언어의 패턴 중 특정 위치에서 유저의 터치가 인

식된 경우, 상기 컨트롤러는, 상기 제1그룹에 대응하는 DOE 를 클로즈 하고, 상기 제2그룹에 대응하는 DOE 를

오픈 하도록 셔터(330)를 제어한다.

반면, 상기 센싱 모듈에 의해, 상기 제2언어의 패턴 중 특정 위치에서 유저의 터치가 인식된 경우, 상기 컨트롤

러는, 상기 제2그룹에 대응하는 DOE 를 클로즈 하고, 상기 제1그룹에 대응하는 DOE 를 오픈 하도록 셔터(330)를

제어하도록 설계된다.

상기 광원(3100은 예를 들어 레이져 다이오드(Laser Diode)에 해당하고, 상기 셔터(330)는, 예를 들어

LC(Liquid Crystal) 셔터에 대응한다. 물론, 전술한 예들로 본 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아니며, 특허

청구범위에 기재된 사항에 따라 청구범위가 확정되어야 함은 자명하다.

한편, 상기 LC 셔터는 LC 셀(cell)을 포함하는데, 상기 LC 셀은 광 투과 상태와 불투명 상태 사이에서 전환될

수 있는 LC 겔(gel)을 포함하도록 설계할 수도 있다.

광을 투과/산란 또는 흡수하는 일체형 LC 셔터는 기존의 방법을 이용하여 제조될 수도 있다. 이를 위하여, 유

리 플레이트는 투명 전극으로 덮히게 된다. 유리 플레이트는 액정 배향시키기 위하여 얇은 폴리아미드 또는 다

른 필름으로 코팅된다. 선택적으로 유리 플레이트에는 색깔 필터, 흑색 매트릭스, 평탄화층(planarization

layers), 패시베이션층 등이 제공될 수 있다.

나아가, LC 셔터의 응답 시간을 개선하기 위한 방안을 간략히 소개하면, LC 셀 광학 구조를 변경하고 구동 신호

를 변경하여, LC 셔터의 상승, 하강 타임을 단축하는 것이 가능하다.

예를 들어, LC 셀에 임의의 레벨의 LC 셔터 구동 전압이 인가될 때의 LC 잔류 위상차가 0보다 큰 조건을 LC 셔

터의 최소 휘도 조건으로 설정하는 스텝과, 설정된 최소 휘도 조건을 다시 LC 잔류 위상차가 0인 조건으로 하기

위해 위상차 보상필름을 추가하는 스텝과, LC 셔터 구동전압의 상승 및 하강시간에 각각 오버드라이빙을 적용하

여 응답시간을 단축하는 과정을 통해, LC 셔터의 동작 속도를 높이는 것이 가능하다.

도 4는 도 3에 도시된 광원을 보다 상세히 도시한 도면이다. 도 4는, 도 3에 도시된 광원(310)이 레이져 다이

오드(Laser Diode)인 경우를 예시하고 있으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

도 4에 도시된 레이져 다이오드는, 각종 레이저들 중에서도 가장 소형, 경량이며 반도체 공정을 통해 저가격으

로 대량 생산이 가능한 장점이 있다. 레이져 다이오드의 발진파장 범위는 300 nm∼20 μm, 최대 광출력은 약

50 W, 최소 발진개시전류은 수μA, 최소 주파수 선폭은 50 kHz, 최대 파장가변 범위는 30 nm, 동작 수명 십만

시간 이상 등의 특징을 가진다.

도 4에 도시된 반도체 레이저 다이오드는 pn 접합다이오드이다. 도 4에 도시된 도면은, LD(Laser Diode)의 횡

단면 구조를 도시하고 있다. 반도체 윗면과 아랫면에 각각 양극(anode)과 음극(cathode)의 전극이 있어, i-층

으로 표시된 활성층영역에 전류를 주입한다. 이때 주입된 전류를 유도방출을 극대화하는데 효과적으로 사용하

기 위하여 전극 가장자리에 전류 차단층이 있다.

한편, 도 4에 도시하지는 않았으나, LD(Laser Diode)의 종단면을 분석해 보면, 광파가 공진기 단면 사이를 공진

기 축 방향으로 왕복하면서 유도방출에 의하여 증폭된다. 페브리-페롯(FP)형 LD의 공진기 단면은 결정의 절개

면이 일반적으로 이용되며, 발진 주파수 제어 기능을 갖는 분포반사기를 집적한 구조가 사용되기도 한다.

LD의 활성층에서는 (1) 자연방출, (2)유도방출, (3)유도흡수의 3가지 중요한 광자와 전자 사이의 상호작용이 있

다. 자연방출은 캐리어 수가 열평형상태 보다 많아지게 되며, 발광다이오드에서 발생된 빛은 대부분 자연방출

과정을 통하여 발생된 빛이다. 한편, 유도방출과 광흡수는 서로 상반된 과정이기 때문에 캐리어의 반전분포 상태에 따라 둘 중 어느 하나의 과정에 의하여 지배된다. 유도 방출율이 광흡수율보다 커지게 되면 순이득(gne

t)이 양이 되어 광파는 공진기 내를 진행하면서 증폭된다. 유도방출율이 흡수율보다 큰 상태를 반전분포라 하

며, 반전분포를 얻기 위하여서는 일반적으로 pn접합에 인가하는 순방향전압이 밴드갭 에너지보다 커야 한다.

반전분포가 만들어져 있다고 하여도 반드시 레이저 발진이 얻어지는 것은 아니다. 광파는 공진기 내부를 진행

하면서 광도파로의 산란, 반도체 내부의 자유캐리어에 의한 에너지 흡수, 레이저 단면을 통한 출사 등의 이유로

많은 광자수를 잃어 버리게 된다. 따라서 레이저의 발진이 이루어지기 위하여서는 광파가 공진기 내를 1회 왕

복할 때 얻어지는 광이득과 광손실이 거의 같아져야 한다는 점을 주의할 필요가 있다.

도 5는 도 2에 도시된 프로젝션 모듈을 정면에서, 보다 상세히 도시한 도면이다. 도 3이 측면 기준으로 프로젝

션 모듈을 도시한 것인 반면, 도 5는 정면 기준으로 프로젝션 모듈을 도시하고 있다.

도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 디스플레이되는 가상 키보드와 가장 가까운 거리에 셔터(예를 들어, LC 셔

터)(530)가 위치하고, 그 다음에 광학 소자(예를 들어, DOE)(520)가 위치하며, 가장 먼 거리에 광원(예를 들어,

LD에서 발생하는 레이져 빔)(510)이 위치하고 있다. 따라서, 상기 광원(510)에서 입사되는 빛이 상기 광학 소

자(520)를 통과 한 후 일정한 모양의 가상 키보드를 형성하는 것으로 이해할 수가 있다. 또한, 상기 셔터(53

0)의 동작에 따라, 상기 광학 소자(520)내 일부 영역(그룹)에 따른 패턴은 출력되기도 하고 또는 출력되지 아니

하도록 설계함에 본 발명의 일특징이 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 이해의 편의를 위하여 도 5의 (b)는 도 5의 (a)를 분리하여 도시하고 있다. 물론,

도 5의 (b)에서 나열한 각각의 구성 요소들은, 도 5의 (a)에서 전술한 바와 같이, 일정한 순서로 배치되어 있고

하나의 모듈로도 설계 가능하다.

도 5의 (b)의 가장 상단에 위치하는 것은 광원(511)을 의미하고, 도 5의 (b)의 중간에 위치하는 것은 광학 소자

(521)를 의미하고, 그리고 도 5의 (b)의 가장 하단에 위치하는 것은 셔터(531)를 의미한다. 특히, 도 5의 (b)

의 광학 소자(521)를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5의 (b)에 도시된 광학 소자(521)는, 종래 기술과 달리 segmented DOE 로 명명할 수도 있다. 종래 기술의

프로젝션 키보드에서 사용되는 DOE 는 오직 하나의 패턴만을 형성할 수 있기 때문이다.

구획된(segmented) DOE(521)는, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 3개의 영역(그룹)으로 분리되어 있다. 제1그

룹(522)은, 키 외곽(key contours)을 표시하는 패턴으로 형성되어 있으며, 제2그룹(523)은 제1언어(예를 들어,

English letters)를 표시하는 패턴으로 형성되어 있으며, 그리고 제3그룹(524)은 제2언어(예를 들어, Korean

letters)를 표시하는 패턴으로 형성되어 있다.

특히, 상기 셔터(531)는 상기 제2그룹(523) 및 제3그룹(524) 앞에 배치되어, 상기 셔터(531)의 동작에 따라, 상

기 제2그룹(523) 또는 상기 제3그룹(524)을 선택적으로 가리는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명의 일실시예에

의한 프로젝션 키보드는, 각각의 언어로 신속하게 전환하여 디스플레이 할 수 있는 기술적 효과가 있다.

나아가, 당해 명세서 및 도면에서는 주로 2개의 언어 전환에 대해 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는

것은 아니며, 3개 이상의 언어 전환을 위해서도 본 발명이 충분히 적용될 수 있다.

도 6은 도 5에 도시된 셔터의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다. 도 6을 참조하여, 도 5에 도시된

LC(Liquid Crystal) 셔터(530, 531)를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 전술하여 설명한 바와 같이, 셔터는 언어 패턴을 형성하는 DOE 내 일부 영역에 대해서만 on/off 하도록

설계되어 있으므로, 도 5에 도시된 제1영역(522), 즉 키보드의 외곽을 표시하는 패턴은 항상 출력되도록 설계한

다. 이는 제1언어(영어)나 제2언어(한국어) 각각에 대응하는 키보드 자판의 외곽이 동일함을 가정하고 있다.

이와 같이 설계하는 경우, 서비스 하고자 하는 언어가 아무리 증가하여도 키보드 자판의 외곽에 대응하는 패턴

을 반복하여 설계할 필요가 없는 장점이 있다.

도 6에 도시된 셔터는 도 5의 (b)에 도시된 셔터(531)에 대응한다. 즉, 광학 소자(521)의 제2그룹(523) 및 제3

그룹(524)을 선택적으로 가릴 수 있도록 설계된다.

도 6의 (a)는 셔터의 제1상태(state 1)를 의미한다. 즉, 오른쪽 영역을 클로즈 하고, 왼쪽 영역을 오픈 하고

있다. 따라서, 도 5를 참조하여 설명하면, 제2영역(523)에 형성되어 있는 패턴에 해당하는 언어(영어)가 가상

키보드로 디스플레이 된다. 반면, 제3영역(524)에 형성되어 있는 패턴에 해당하는 언어(국어)는 출력되지 않는다.

도 6의 (a)는 셔터의 제2상태(state 2)를 의미한다. 즉, 왼쪽 영역을 클로즈 하고, 오른쪽 영역을 오픈 하고

있다. 따라서, 도 5를 참조하여 설명하면, 제3영역(524)에 형성되어 있는 패턴에 해당하는 언어(국어)가 가상

키보드로 디스플레이 된다. 반면, 제2영역(523)에 형성되어 있는 패턴에 해당하는 언어(영어)는 출력되지 않는

다.

도 7은 DOE(Diffractive Optical Element) 내 제1그룹을 통해 출력된 이미지를 도시한 도면이다. 전술하여 설

명한 바와 같이, 각각의 언어를 표시하는 패턴이 선택적으로 디스플레이 되기 때문에, 도 7에 도시된 키보드 외

곽 패턴만 실제 디스플레이 되는 경우를 발생하지 않는다. 또한, 이와 같은 형태의 가상 키보드(virtual

keyboard)는 유저에게 불필요하며, 도 7은 본 발명의 이해를 돕기 위한 설명에 불과하다.

도 7에 도시된 키보드 외곽의 숫자, 크기, 패턴 등은 하나의 일예에 불과하며, 당업자의 필요에 따라 일부 변형

하는 것도 당연히 본 발명의 권리범위에 속한다.

자판 배열, 키보드 레이아웃(keyboard layout)은 타자기, 전신 인자기, 컴퓨터 등의 자판의 문자 시퀀스이다.

키 배열은 키보드에 어떤 위치 관계에 키를 설치 하느냐 "물리적 배열", 설정된 물리적 배열에 어떤 문자 (기능

키 등)를 어떤 순서로 배열 할 것인가의 "논리적 배열"로 대별된다.

도 7에 도시된 키보드 외곽 형태를, 예를 들어 QWERTY 자판(QWERTY keyboard)가 동일하도록 설계하는 것도 가능

하다. 통상 영어와 한국어를 위한 물리적 키보드 역시 이에 기초하고 있으므로, 본 발명에서도 이를 따르도록

한다. 물론, 다른 키보드 자판 형태를 채택하는 것도 가능하다.

한편, 유럽 언어와 관련하여, 독일어, 프랑스어, 스페인어, 이탈리아어, 스웨덴어 등의 다양한 배열이 있지만,

키보드의 모양 자체는 모두 동일하다.

독일어 자판을 예로 들면, 첫 줄이 QWERTY···가 아닌 QWERTZ 자판으로 되어 있다. 액센트 문자(A,O,U,ß)를

배열함으로써 쿼티자판보다 문자 영역이 늘어났다. 프랑스 자판은 AZERTY 자판이라고 하는데 QWERTY 대신

AZERTY로 시작하며 액센트 문자을 제1열(숫자열)에 배열하고 대신 숫자는 윗글자로 올렸다. 프랑스 자판은 특

이하게 CapsLock을 ShiftLock으로 정의하여 윗글자 잠금을 한다. 그러면 제1열의 숫자를 치는데 용이해진다.

유럽의 라틴계 문자들은 영어 모드로 전환하지 않고 영어를 완벽하게 구현한다. 비 라틴계 문자는 종종 영어

모드로 전환하는 불편함이 있다. 다만, 전술한 바와 같이, 대부분 키보드들의 외곽 형태는 동일, 유사하므로

본 발명을 적용함에 있어서 아무런 문제가 없다.

물론, 각 언어별로 키보드의 외곽형태가 달라져야 한다면, 도 5의 (b)에 도시된 DOE를 3개의 영역(키보드 자판

외곽, 제1언어 패턴, 제2언어 패턴)으로 분리하지 않고, 각 언어 패턴별로 키보드 자판의 외곽 모양까지 포함하

도록 설계하면, 관련 문제를 해결할 수가 있다.

도 8은 DOE(Diffractive Optical Element) 내 제1그룹 및 제2그룹을 통해 출력된 이미지를 도시한 도면이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 특정 언어(한글) 및 키보드의 배열(외곽)(도 7)을 표시하는 패턴이 함께 가상 키보드

형태로 디스플레이 된 경우를 가정하고 있다. 이 때, 다른 언어(영어)에 대한 패턴은 셔터에 의해 가려져 있으

므로 디스플레이 되지 않는 것이다.

한글 키보드는, 기본적으로 미국 표준 배열인 101키와 같으며, 여기에 한/영, 한자 글쇠가 추가되어 103개의 글

쇠를 가진다. 최근에는 여기에 윈도 키 3개가 더 붙은 106키 형태의 한글 키보드가 표준화되어 있다. 자모 배

열에 대해서는 한글 자판을 참고한다.

두벌식 자판은, 자음, 모음의 두 벌로 되어 있다. 표준으로 쓰는 한국어 키보드 종류이다. 세벌식에 비해 글

쇠의 개수가 적다. 세벌식 자판은 초성, 중성, 종성의 세 벌로 되어 있다.

도 9는 DOE(Diffractive Optical Element) 내 제1그룹 및 제3그룹을 통해 출력된 이미지를 도시한 도면이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 특정 언어(영어) 및 키보드의 배열(외곽)(도 7)을 표시하는 패턴이 함께 가상 키보드

형태로 디스플레이 된 경우를 가정하고 있다. 이 때, 다른 언어(한글)에 대한 패턴은 셔터에 의해 가려져 있으

므로 디스플레이 되지 않는 것이다.

영문 자판으로 사용되는 종류는 크게 드보락 자판, 콜맥 자판 및 쿼피 자판이 있다. 드보락 자판은, 영어 낱말

을 분석해서 출현 빈도와 빨리 입력할 수 있는 구조를 연구해 만든 자판이다.

콜맥 자판은, 드보락 자판의 단점을 보완하기 위해 개발되었으며 일부 키 배열은 기존 퀴터 자판과 같은 것도있다.

그러나, 현재 가장 많이 사용되는 자판은 쿼피 자판이며, 한글과 키보드 형태가 [0079] 동일하므로, 본 발명에서도 쿼

티 자판이 사용되는 것을 가정하도록 한다. 물론, 이는 하나의 예이며, 다른 자판인 콜맥 자판 및 드보락 자판

에 대해서도 본 발명을 적용할 수가 있다.

[0080] 도 10은 본 발명의 일실시예에 의한 프로젝션 키보드와 디스플레이 디바이스가 연결된 상황을 도시한 도면이다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 의한 프로젝션 키보드(1010)와 디스플레이 디바이스(1020)가 무선 와이파이로 연

결된 경우를 가정하고 있다.

그러나, 상기 프로젝션 키보드(1010)은 다른 유선, 무선 통신 수단을 통해 상기 디스플레이 디바이스(1020)와

연결되는 것이 가능하다. 예를 들어, IRDA (Infrared Data Association), RF(Radio Frequency), 블루투스

(Bluetooth), HomeRF(Home Radio Frequence) 등이 차용될 수도 있다.

도 11은 본 발명의 일실시예에 의한 프로젝션 키보드가 특정 모드로 설정된 경우, 연결된 디스플레이 디바이스

가 제1언어를 출력하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 11은, 도 10에 도시된 바와 같이, 프로젝션 키보드(1110) 및 디스플레이 디바이스(1120)가 유선 또는 무선으

로 통신 연결된 경우를 가정한다.

도 11에 도시된 가상 키보드(1111)는, 도 9에 도시된 이미지에 대응하고, 상기 가상 키보드(1111)내에서 인식되

는 유저의 터치에 따라, 해당 특정 글자가 디스플레이 디바이스(1120)의 스크린(1121)에 출력된다.

도 12는 본 발명의 일실시예에 의한 프로젝션 키보드가 특정 모드로 설정된 경우, 연결된 디스플레이 디바이스

가 제2언어를 출력하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 12는, 도 10에 도시된 바와 같이, 프로젝션 키보드(1110) 및 디스플레이 디바이스(1120)가 유선 또는 무선으

로 통신 연결된 경우를 가정한다.

도 12에 도시된 가상 키보드(1211)는, 도 8에 도시된 이미지에 대응하고, 상기 가상 키보드(1211)내에서 인식되

는 유저의 터치에 따라, 해당 특정 글자가 디스플레이 디바이스(1220)의 스크린(1221)에 출력된다.

나아가, 당해 명세서에서는 본 발명의 프로젝션 키보드와 통신하는 객체가 단순 디스플레이 디바이스인 경우를

가정하였으나, 상기 디스플레이 디바이스 대신, 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기

(smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등에도 모두 적용 가능하다.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터

가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를

포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon

Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어

웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어

부(180)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예

시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본

발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

310 : 광원 (Laser Diode)
320 : 광학 소자(segmented DOE)
330 : 셔터 (LC shutter)

Claims (14)

1. 가상 키보드의 이미지를 출력하는 장치에 있어서,
   입사 레이져 빔을 일정한 방향으로 출력하는 광원;
   복수개의 그룹들로 구획되어 있는 회절 광학 소자(Diffractive Optical Element);
   상기 복수개의 그룹 중 적어도 하나의 그룹을 커버하도록 설계된 셔터; 그리고
   기설정된 조건이 발생한 경우 상기 셔터가 온/오프 되도록 제어하는 컨트롤러
   를 포함하는 가상 키보드의 이미지를 출력하는 장치 와 입사 레이져 빔이 출력되는 자리에 펼칠수있는 실리콘패드
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수개의 그룹들로 구획되어 있는 DOE(Diffractive Optical Element)는,
   제1언어의 패턴을 표시하는 제1그룹과,
   제2언어의 패턴을 표시하는 제2그룹과, 그리고
   키보드의 자판 외곽에 대응하는 패턴을 표시하는 제3그룹을 포함하는 가상 키보드의 이미지를 출력하는 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 셔터는,
   상기 제1그룹 및 상기 제2그룹을 커버하도록 설계된 가상 키보드의 이미지를 출력하는 장치.
4. 제3항에 있어서,
   출력된 가상 키보드의 이미지내에서, 유저의 터치를 인식하는 센싱 모듈
   을 더 포함하는 가상 키보드의 이미지를 출력하는 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 센싱 모듈에 의해, 상기 제1언어의 패턴 중 특정 위치에서 유저의 터치가 인식된 경우,
   상기 컨트롤러는,
   상기 제1그룹에 대응하는 DOE 를 클로즈 하고, 상기 제2그룹에 대응하는 DOE 를 오픈 하도록 셔터를 제어하는
   가상 키보드의 이미지를 출력하는 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 센싱 모듈에 의해, 상기 제2언어의 패턴 중 특정 위치에서 유저의 터치가 인식된 경우,
   상기 컨트롤러는,
   - 2 -
   상기 제2그룹에 대응하는 DOE 를 클로즈 하고, 상기 제1그룹에 대응하는 DOE 를 오픈 하도록 셔터를 제어하는
   가상 키보드의 이미지를 출력하는 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 광원은 레이져 다이오드(Laser Diode)에 해당하고,
   상기 셔터는, LC(Liquid Crystal) 셔터에 대응하는 가상 키보드의 이미지를 출력하는 장치.
8. 가상 키보드의 이미지를 출력하는 장치의 제어 방법에 있어서,
   복수개의 그룹들로 구획되어 있는 회절 광학 소자(Diffractive Optical Element)에, 입사 레이져 빔을 일정한
   방향으로 출력하는 단계;
   기설정된 조건이 발생하였는지 여부를 판단하는 단계; 그리고
   상기 기설정된 조건이 발생한 경우, 상기 복수개의 그룹 중 적어도 하나의 그룹을 커버하도록 설계된 셔터를 온
   /오프 하도록 제어하는 단계
   를 포함하는 가상 키보드의 이미지를 출력하는 장치의 제어 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 복수개의 그룹들로 구획되어 있는 DOE(Diffractive Optical Element)는,
   제1언어의 패턴을 표시하는 제1그룹과,
   제2언어의 패턴을 표시하는 제2그룹과, 그리고
   키보드의 자판 외곽에 대응하는 패턴을 표시하는 제3그룹을 포함하는 가상 키보드의 이미지를 출력하는 장치의
   제어 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 셔터는,
    상기 제1그룹 및 상기 제2그룹을 커버하도록 설계된 가상 키보드의 이미지를 출력하는 장치의 제어 방법.
    
11. 
    
    제10항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는,
    출력된 가상 키보드의 이미지내에서, 유저의 터치를 센싱하는 단계
    를 더 포함하는 가상 키보드의 이미지를 출력하는 장치의 제어 방법.
    
    
12. 
    
    제11항에 있어서,
    상기 제1언어의 패턴 중 특정 위치에서 유저의 터치가 인식된 경우,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 제1그룹에 대응하는 DOE 를 클로즈 하고, 상기 제2그룹에 대응하는 DOE 를 오픈 하도록 셔터를 제어하도록
    설계된 가상 키보드의 이미지를 출력하는 장치의 제어 방법.
    공개특허 10-2016-0028169
    - 3 -
    
13. 
    
    제12항에 있어서,
    상기 제2언어의 패턴 중 특정 위치에서 유저의 터치가 인식된 경우,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 제2그룹에 대응하는 DOE 를 클로즈 하고, 상기 제1그룹에 대응하는 DOE 를 오픈 하도록 셔터를 제어하도록
    설계된 가상 키보드의 이미지를 출력하는 장치의 제어 방법.
    
    
14. 
    
    제1항에 있어서,
    상기 레이져 빔이 출력되는 자리에 펼칠수있는 실리콘패드는 접어서 가상 키보드의 이미지를 출력하는 장치 밑부분에
    수납이 가능함
    상기 실리콘패드는 가상 키보드의 이미지를 출력하는 장치 뒷부분에 이어져잇는 실리콘 손잡이로인해 가상 키보드의
    이미지를 출력하는 장치밑 수납공간 크기에 맞게 접어서 손잡이를 잡아당겨 장치뒷부분에 있는 구멍에 뒷손잡이를 잡아당겨
    걸어버리는 방법

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