KR20210078214A - 안경형 마우스 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 안경에 각속도 센서 및 자이로 센서를 장착하여 안경을 착용한 사용자의 머리 움직임에 따라 마우스의 이동 및 클릭 동작을 수행할 수 있도록 하는 안경형 마우스 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 안경형 마우스 장치는 컴퓨터(300)의 마우스 커서 동작을 제어하기 위한 안경형 마우스 장치(100)로서, 사용자의 얼굴에 착용되는 안경(200)에 장착되어, 안경(200)을 착용한 사용자의 머리 움직임을 감지하고, 감지되는 머리 움직임의 형태에 따라 마우스 이동 신호, 마우스 버튼 클릭 신호, 마우스 드래그 신호 중 어느 하나의 마우스 신호를 생성하여 컴퓨터(300)에 전송함으로써, 사용자가 안경을 착용하고 머리의 움직임만으로 컴퓨터 마우스의 커서 동작을 실행시키는 것이 가능해진다.

Description

안경형 마우스 장치 {Eyeglasses Mouse Device}
본 발명은 마우스 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안경에 각속도 센서 및 자이로 센서를 장착하여 안경을 착용한 사용자의 머리 움직임에 따라 마우스의 이동 및 클릭 동작을 수행할 수 있도록 하는 안경형 마우스 장치에 관한 것이다.
대표적인 컴퓨터 입력장치인 마우스는 볼 마우스, 광 마우스, 레이저 마우스 등으로 구분되고 있으며, 최근 컴퓨터나 노트북의 사용이 증가함에 따라 다양한 형태의 마우스가 개발되고 있다. 그러나, 기존 형태의 마우스는 컴퓨터나 노트북 등에 사용되는 필수적인 도구이지만 미세한 손가락과 손목의 동작이 필요하기 때문에, 손가락이나 손목의 동작이 불편한 장애인의 경우 사용이 매우 제한적이다. 따라서, 장애인을 위한 보조 입력 장치들도 다수 개발되고 있는 실정이다.
삼성전자는 전신마비로 눈동자만 움직일 수 있는 사람도 자유롭게 컴퓨터를 쓸 수 있도록 장애인용 안구 마우스인 ‘eyeCan’을 개발하여 비상업적인 용도로 누구나 사용 가능하도록 일반에 공개한 바 있다. 또한, 사용자의 머리에 장착하여 사용자의 머리 및 눈의 움직임에 따라 마우스 제어가 가능한 헤드 마우스 형태도 개발되었다. 하지만, 이러한 사용자의 안구 움직임을 이용하여 마우스를 제어하는 방식은 장시간 사용 시, 사용자의 눈에 피로감을 주게 되는 문제점이 있다.
또한, 외국의 개발 사례를 보면, Integramouse 사에서는 마우스 피스처럼 생긴 부분을 입으로 물고 움직여 커서를 조작하는 형태의 마우스인‘Integra Mouse’를 개발하였다. 이 마우스는 입으로 마우스 피스를 두 번 흡입하면 더블 클릭을 실행하고, 한번 흡입한 후 움직이면 드래그 기능을 실행한다. 그러나 이 제품은 마우스를 사용하는 동안에는 계속 입에 물고 있어야 하는 불편한 문제점이 있으며, 가격대가 고가인 제품이다.
한편, 손가락의 움직임을 인식하여 마우스 동작을 가능하게 하는 방식도 제안되었는데, 이 방식에서는 두 대의 카메라를 이용하여 사용자 손가락의 특징점을 추출한 후, 모션 벡터를 생성하고 이를 마우스 포인터의 움직임으로 적용하는 방식을 취하고 있다. 다른 형태의 제품으로는 NaturalPoint 사에서 개발한 ‘SmartNav 4’가 있는데, 이 제품은 턱, 이마, 안경, 모자 등 기준점이 되는 곳에 스티커를 붙이고 카메라가 스티커의 움직임을 추적하여 커서를 조작하는 방식을 이용하고 있다. 하지만, 이러한 제품들은 카메라 등 부가적인 장치를 이용하여야 하기 때문에 제품의 구성 및 복잡해지고 제작 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1588021호 (2016.01.18. 등록)
박민제, 유재하, 김수찬, "각속도 및 광센서를 이용한 헤드 마우스", 전자공학회 논문지, 제46권, SC편 제4호, 2009년 7월. 하유솔, 고은지, 김명준, "손동작 인식 기반의 마우스 입력장치", 정보과학회논문지 : 소프트웨어 및 응용, Vol. 38, No. 10, pp. 524~535, 2011.
본 발명은 상기 종래 마우스 장치의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 안경에 부착되는 형태로 이루어져 사용자가 안경을 착용하는 것에 의해 손쉽게 이용할 수 있으며, 장시간 사용하더라도 불편함으로 느끼지 않고 마우스 보조 입력수단으로 이용할 수 있도록 하는 안경형 마우스 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 안경형 마우스 장치는 컴퓨터의 마우스 커서 동작을 제어하기 위한 안경형 마우스 장치로서, 사용자의 얼굴에 착용되는 안경에 장착되어, 안경을 착용한 사용자의 머리 움직임을 감지하고, 감지되는 머리 움직임의 형태에 따라 마우스 이동 신호, 마우스 버튼 클릭 신호, 마우스 드래그 신호 중 어느 하나의 마우스 신호를 생성하여 컴퓨터에 전송하게 된다.
여기서, 상기 안경형 마우스 장치에는 안경을 착용한 사용자가 머리 움직임에 따른 가속도를 측정하는 가속도 센서와, 안경을 착용한 사용자가 머리 움직임에 따른 각속도를 측정하는 자이로 센서와, 상기 가속도 센서 및 자이로 센서 측정값을 분석하여 안경을 착용한 사용자의 머리 움직임을 판별하고, 사용자의 머리 움직임 형태에 따른 마우스 신호를 생성하는 제어부와, 상기 제어부에 의해 생성되는 마우스 신호를 유선 또는 무선으로 컴퓨터에 전송하는 통신부가 구비된다.
상기 가속도 센서 및 자이로 센서는 3축 가속도와 3축 각속도 RPY(Roll, Pitch, Yaw)를 측정하여 제어부에 전송하며, 상기 제어는 가속도 센서 및 자이로 센서로부터 전송되는 3축 측정값 중 X축의 Roll 각도를 통하여 마우스의 왼쪽 버튼과 오른쪽 버튼 클릭 동작을 인식하고, Z축의 Yaw 값을 기반으로 마우스의 수평 이동을 인식하게 된다.
또한, 상기 제어부는 가속도 센서의 3축 가속도 출력값이 AcX, AcY, AcZ 라고 할때, 가속도 센서에서 검출한 X축 값(AcX)과 Z축 값(AcZ)을 통하여 마우스 이동 거리를 산출하되, 상기 AcX와 AcZ를 다음 수학식에 따른 보정 과정을 수행하여 보정된 두값(ac1, ac2)을 산출하게 된다.
Figure pat00001
(여기에서, Sensitivity 값은 AcX와 AcZ 값의 민감도를 낮추기 위한 상수를 나타낸다)
한편, 상기 제어부는 가속도 센서 및 자이로 센서의 측정값을 분석하여, 사용자가 머리가 평행하게 왼쪽 또는 오른쪽으로 회전한 것으로 판단되면, 회전각의 크기에 따라 마우스 커서를 왼쪽 또는 오른쪽으로 이동하는 마우스 이동 신호를 생성하고; 사용자의 머리가 수직으로 위쪽 또는 아래쪽으로 회전한 것으로 판단되면, 회전각의 크기에 따라 마우스 커서를 위쪽 또는 아래쪽으로 이동하는 마우스 이동 신호를 생성하며; 사용자의 머리가 대각선 방향으로 회전한 것으로 판단되면, 회전각의 크기에 따라 마우스 커시를 대각선으로 이동하는 마우스 이동 신호를 생성하고; 사용자의 머리가 왼쪽 직각방향 아래로 회전한 것으로 판단되면, 마우스 왼쪽 버튼 클릭 신호를 생성하며; 사용자의 머리가 오른쪽 직각방향 아래로 회전한 것으로 판단되면, 마우스 오른쪽 버튼 클릭 신호를 생성하고; 사용자의 머리가 왼쪽 직각방향 아래로 회전한 후 일측 방향으로 이동한 것으로 판단되면, 마우스 왼쪽 클릭 동작 이후에 일측 방향으로 이동하는 마우스 드래그 신호를 생성하게 된다.
여기서, 상기 안경형 마우스 장치는 고정부재를 통해 안경에 착탈 가능하게 결합되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 안경형 마우스 장치는 사용자가 안경을 착용하고 머리의 움직임만으로 컴퓨터 마우스의 커서 동작을 실행시키는 것이 가능하므로, 신체가 불편한 장애인 등의 사용자가 장시간 사용하여도 불편함으로 느끼지 않고 마우스 커서를 조작할 수 있으며, 종래 카메라 등 부가적인 장치를 이용하는 것에 비해 단순한 구조로 이루어져 저렴한 비용으로 제작이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 안경형 마우스 장치가 안경에 부착된 일례,
도 2는 본 발명에 따른 안경형 마우스 장치를 테스트를 위해 안경 테두리에 설치하는 일례,
도 3은 본 발명에 따른 안경형 마우스 장치의 블럭 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 가속도 센서 및 자이로 센서가 융합된 MPU-6050의 측정 방향 일례,
도 5는 본 발명에 따른 사용자 머리 움직임에 따른 마우스 커서 동작의 일례,
도 6은 본 발명에 따른 안경형 마우스 장치를 통하여 마우스 신호가 생성되어 컴퓨터로 전송되는 과정을 나타낸 흐름도,
도 7은 본 발명에 따른 안경형 마우스 장치 제어부의 마우스 신호 생성 소스 코드의 일례를 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 안경형 마우스 장치가 안경에 부착된 일례를 나타낸 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 안경형 마우스 장치(100)는 사용자가 착용하는 안경(200)의 일측, 예를 들면 안경테 등에 부착되어, 사용자의 머리 움직임을 감지하여 마우스 이동 및 버튼 클릭, 드래그 등의 마우스 신호를 발생시키고, 발생된 마우스 신호를 컴퓨터(300)에 전송하는 장치이다.
본 발명에 따른 안경형 마우스 장치(100)는 소형으로 제작되어 안경 테두리에 고정 설치될 수도 있고, 클립이나 집게 등의 고정부재를 통해 안경 테두리에 착탈 가능하게 결합될 수도 있다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 안경형 마우스 장치를 테스트를 위해 안경 테두리에 설치하는 일례를 나타낸 것이다.
한편, 사용자가 이용하는 PC나 노트북 등의 컴퓨터(300)는 안경형 마우스 장치(100)로부터 전송되는 마우스 신호를 수신하여 마우스 커서 동작을 실행하게 된다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 안경형 마우스 장치의 블럭 구성도를 나타낸 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 안경형 마우스 장치(100)에는 안경을 착용한 사용자가 머리 움직임을 측정하는 가속도 센서(120) 및 자이로 센서(130)와, 상기 가속도 센서(120) 및 자이로 센서(130) 측정값을 분석하여 안경을 착용한 사용자의 머리 움직임을 판별하고 사용자의 머리 움직임에 따른 마우스 신호를 생성하는 제어부(110)와, 상기 제어부(110)에 의해 생성되는 마우스 신호를 유선 또는 무선으로 컴퓨터(300)에 전송하는 통신부(150)와, 상기 각 구성부에 전원을 공급하는 전원공급부(140)가 구비된다.
상기 가속도 센서(120)는 사용자의 머리 움직임에 따른 가속도를 측정하는 센서이고, 자이로 센서(130)는 사용자의 머리 움직임에 따른 각속도를 측정하는 센서로서, 이 두 센서의 측정값을 통하여 사용자 머리의 3차원(X,Y,Z축) 움직임을 파악할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서 상기 가속도 센서(120)와 자이로 센서(130)는 MPU-6050 모듈로 제작되었는데, 이 MPU-6050은 자이로 센서(130)와 가속도 센서(120)가 통합된 모듈로서 3축 가속도와 3축 각속도 RPY(Roll, Pitch, Yaw) 측정이 가능하다. 도 4는 이러한 MPU-6050의 측정 방향을 나타낸 것으로, 본 발명에서는 X축의 Roll 각도를 측정하여 마우스 왼쪽과 오른쪽 버튼 클릭 동작을 인식하고, Z축의 Yaw 값을 기반으로 수평 이동을 인식하도록 하였다.
상기 제어부(110)는 가속도 센서(120) 및 자이로 센서(130)의 측정값에 따라 사용자의 머리 움직임을 판별하여 마우스 신호를 생성하게 되는데, 본 발명의 실시 예에서 상기 제어부(110)는 아두이노 레오나르도(Arduino Leonardo) 보드로 제작된다. 상기 아두이노 레오나르도는 아두이노 보드로 마이크로컨트롤러 Atmega32U4칩을 사용하는 8 bit 연산의 아두이노 보드로서, 가속도 센서(120) 및 자이로 센서(130)가 구비된 MPU-6050의 출력값을 분석하여 사용자의 머리 움직임을 파악하게 된다.
상기 제어부(110)는 가속도 센서(120) 및 자이로 센서(130) 측정값을 통하여 파악되는 사용자 머리 움직임에 따라 마우스 제어 신호를 생성하게 되는데, 도 5는 사용자 머리 움직임에 따른 마우스 커서 동작의 일례를 나타낸 것이다. 도 5의 a)에서 보듯이, 사용자가 머리를 평행하게 오른쪽으로 회전(움직임)하면, 회전각의 크기에 따라 마우스 커서를 오른쪽으로 이동한다. b)에서처럼 머리를 평행하게 왼쪽으로 회전하면, 마우스 커서를 왼쪽으로 이동하는 동작으로 인식한다. c)와 d)는 머리를 수직으로 위 또는 아래로 회전하는 경우에 마우스 커서가 위쪽 혹은 아래쪽으로 이동하는 동작을 의미한다. e)와 f)는 왼쪽이나 오른쪽 직각방향 아래로 회전 동작을 하면, 마우스 왼쪽 클릭 또는 마우스 오른쪽 클릭 동작을 의미한다. g)에는 마우스 드래깅 동작을 보여주는데, 마우스 왼쪽 클릭 동작 이후에, 원하는 방향으로 이동을 하게 된다. h)는 대각선 움직임과 회전을 통해 마우스를 대각선 방향으로 이동하는 것을 보여준다.
상기 제어부(110)에 의해 마우스 커서 동작을 위한 마우스 신호가 생성되면, 생성되는 마우스 신호는 통신부(150)를 통해 컴퓨터로 전송되는데, 이 통신부(150)는 I2C 등의 유선통신이나 BLE, Wifi 등의 무선 통신을 통해 컴퓨터(300)에 데이터를 전송할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 사용자의 움직임에 방해를 받지 않기 위해 블루투스 등의 무선 통신으로 컴퓨터와 통신을 연결하였다.
이하, 상기의 구성으로 이루어진 안경형 마우스 장치(100)를 통하여 컴퓨터(300)의 마우스 커서 동작이 제어되는 과정에 대하여 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 안경형 마우스 장치를 통하여 마우스 신호가 생성되어 컴퓨터로 전송되는 과정을 나타낸 흐름도이다.
단계 S100 : 먼저, 안경형 마우스 장치(100)를 사용하고자 하는 사용자는 안경형 마우스 장치(100)를 턴온시켜 컴퓨터(300)와 통신을 연결한 후, 안경형 마우스 장치(100)가 장착된 안경(200)을 얼굴에 착용하게 된다.
단계 S110 : 안경형 마우스 장치(100)가 장착된 안경(200)을 착용한 사용자는 컴퓨터(300)에 표시되는 마우스 커서의 동작을 제어하기 위해 얼굴을 움직이게 되고, 안경형 마우스 장치(100)에 구비된 가속도 센서(120)와 자이로 센서(130)는 사용자의 얼굴 움직임을 감지하여 측정값을 산출하게 된다. 상기 가속도 센서(120)와 자이로 센서(130)의 측정값은 제어부(110)에 의해 분석되어 사용자의 얼굴 움직임에 따른 마우스 신호가 생성된다.
단계 S120, S121 : 만약, 사용자가 얼굴을 좌측 또는 우측 수평 방향으로 회전하여 움직였다면(S120), 가속도 센서(120) 및 자이로 센서(130)는 이를 감지하여 측정값을 산출하고, 제어부(110)는 가속도 센서(120) 및 자이로 센서(130) 측정값을 분석하여 수평 회전각에 따른 마우스 이동 벡터(방향 및 속도)를 계산하여 마우스 이동 신호를 생성하게 된다(S121).
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 제어부의 마우스 신호 생성 소스 코드의 일례를 나타낸 것이다. 본 발명의 실시 예에서 상기 제어부(110)는 아두이노 레오나르도 보드로 이루어지는데, 이 아두이노 레오나르도 보드에는 마이크로컨트롤러에 의해 실행되는 소스 코드가 탑재되어 있다. 이 소스 코드에 따르면 가속도 센서(120)는 사용자 머리 움직임에 따른 가속도 AcX, AcY, AcZ를 측정하고, 자이로 센서(130)는 각속도 GyX, GyY, GyZ를 측정하게 된다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 가속도 센서(120)는 3차원(AcX, AcY, AcZ) 값을 산출하지만, 컴퓨터에서는 평면 2차원(AcX, AcZ) 값만을 사용하기 때문에 AcY값은 사용하지 않고, AcX와 AcZ 값으로 마우스 이동 거리를 산출하게 된다. 이때, 제어부(110)는 AcX와 AcZ 값을 다음의 수학식과 같은 보정 알고리즘에 따라 두 값을 보정하여 보정된 값 (ac1, ac2)을 마우스 이동 신호로 생성하고. 보정된 두 값은 Mouse.move(ac1, ac2)의 함수 형태로 컴퓨터(300)로 전달된다.
Figure pat00002
여기에서, Sensitivity 값은 본 발명에서 AcX와 AcZ 값의 민감도를 낮추기 위해 적용된 상수이다.
본 발명에 적용된 가속도 센서(120)는 중력을 기반으로 움직임을 측정하는데, 가속도 센서(120)에 의해 측정된 AcX와 AcZ의 값의 범위는 대략 4,000 ∼ 6,000 사이의 값이 된다. 하지만, 이 측정값을 마우스의 움직임 값으로 컴퓨터에 전송하게 되면 값이 너무 커서 보정이 필요하다. 즉, 컴퓨터로 전송하는 마우스 움직임 값의 범위는 대략 -10 ∼ 10 사이를 가지기 때문에 가속도 센서(120)의 측정값 AcX와 AcZ의 값은 이에 맞게 보정되어야 하는데, 이를 위해 본 발명에서는 상기 수학식 1과 같이 측정된 AcX와 AcZ의 값을 축소하는 보정 알고리즘을 적용하였다. 본 발명의 실시 예에서 상기 Sensitivity 값은 6,000으로 설정되는데, 가속도 센서(120)의 종류에 따라 측정되는 값의 크기가 조금씩 다르기 때문에 Sensitivity 값도 사용되는 가속도 센서(120)의 종류에 따라 다르게 설정되는 것이 바람직하다. 이러한 Sensitivity 값이 적용된 상기 수학식 1은 가속도 센서(120)의 출력값으로 마우스 움직임을 잘 표현하는 값을 구하기 위해 여러 번의 실험을 통하여 산출된 것이다.
이러한 보정 알고리즘을 적용한 예를 들면 다음과 같다.
먼저, 사용자의 얼굴이 왼쪽으로 이동한 경우, AcX : 4500 (X축 값) 이고, AcZ : 3500 (Z축 값)이라고 하면, 상기 보정 알고리즘에 따라 ac1 : -2.2 (X축 값의 보정 알고리즘에 따라 보정한 값), acZ : -2.7 (Z축 값의 보정 알고리즘에 따라 보정한 값)이 된다. 즉, Mouse.move(-2.2, -2.7))가 된다.
만약, 사용자의 얼굴이 오른쪽으로 이동한 경우, AcX : -3100 (X축 값) 이고, AcZ : -4200 (Z축 값)이라고 하면, 상기 보정 알고리즘에 따라 ac1 : 0.4 (X축 값의 보정 알고리즘에 따라 보정한 값), acZ : -0.4 (Z축 값의 보정 알고리즘에 따라 보정한 값)이 된다. 즉, Mouse.move(0.4, -0.4)가 된다.
단계 S130, S131 : 만약, 사용자가 얼굴을 위쪽 또는 아래쪽 수직 방향으로 회전하여 움직였다면(S130), 가속도 센서(120) 및 자이로 센서(130)는 이를 감지하여 측정값을 산출하고, 제어부(110)는 가속도 센서(120) 및 자이로 센서(130) 측정값을 분석하여 수직 회전각에 따른 마우스 이동 벡터(방향 및 속도)를 계산하여 마우스 이동 신호를 생성하게 된다(S131). 이러한 수직 방향 움직임에 따라 마우스 이동 거리를 산출하는 과정에서도 상기 수평 방향 움직임에서와 마찬가지로 수학식 1의 보정 알고리즘이 적용된다.
단계 S140, S141 : 만약, 사용자가 얼굴을 대각선 방향으로 회전하여 움직였다면(S140), 가속도 센서(120) 및 자이로 센서(130)는 이를 감지하여 측정값을 산출하고, 제어부(110)는 가속도 센서(120) 및 자이로 센서(130) 측정값을 분석하여 대각선 회전각에 따른 마우스 이동 벡터(방향 및 속도)를 계산하여 마우스 이동 신호를 생성하게 된다(S141). 이러한 대각선 방향 움직임에 따라 마우스 이동 거리를 산출하는 과정에서도 수학식 1의 보정 알고리즘이 적용된다.
단계 S150, S151 : 만약, 사용자가 얼굴을 왼쪽 직각방향 아래로 회전하여 움직였다면(S150), 가속도 센서(120) 및 자이로 센서(130)는 이를 감지하여 측정값을 산출하고, 제어부(110)는 가속도 센서(120) 및 자이로 센서(130) 측정값을 분석하여 마우스 왼쪽 버튼을 클릭한 것으로 인식함으로써 마우스 왼쪽 버튼 클릭 신호를 생성하게 된다(S151).
단계 S160, S161 : 만약, 사용자가 얼굴을 오른쪽 직각방향 아래로 회전하여 움직였다면(S160), 가속도 센서(120) 및 자이로 센서(130)는 이를 감지하여 측정값을 산출하고, 제어부(110)는 가속도 센서(120) 및 자이로 센서(130) 측정값을 분석하여 마우스 오른쪽 버튼을 클릭한 것으로 인식함으로써 마우스 오른쪽 버튼 클릭 신호를 생성하게 된다(S161).
단계 S170, S171 : 만약, 사용자가 얼굴을 왼쪽 직각방향 아래로 움직인 후 어느 방향으로 계속 이동하였다면(S170), 가속도 센서(120) 및 자이로 센서(130)는 이를 감지하여 측정값을 산출하고, 제어부(110)는 가속도 센서(120) 및 자이로 센서(130) 측정값을 분석하여 마우스 왼쪽 클릭 후 드래깅 동작을 수행한 것으로 인식함으로써 마우스 드래그 신호를 생성하게 된다(S151).
단계 S180 : 상기 과정을 통하여 안경형 마우스 장치(100)에 의해 생성되는 마우스 이동 신호, 마우스 버튼 클릭 신호, 마우스 드래그 신호 등의 마우스 신호는 통신부(150)를 통하여 컴퓨터(300)로 전송되게 된다.
단계 S190 : 한편, 상기의 과정은 사용자의 마우스 커서 제어 동작을 종료할 때까지 반복하여 수행된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 안경형 마우스 장치(100)는 안경(200)에 장착되어, 안경(200)을 착용한 사용자의 머리 움직임을 가속도 센서(120) 및 자이로 센서(130)를 통하여 측정하여 마우스 신호를 생성하며, 생성된 마우스 신호를 컴퓨터(300)에 전송하여 컴퓨터(300)의 마우스 커서 동작이 제어될 수 있도록 한다. 이에 따라 사용자가 손을 이용하지 않고도 안경(200)을 착용하고 머리의 움직임만으로 컴퓨터 마우스의 커서 동작을 실행시키는 것이 가능해진다.
이러한 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구 범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
100 : 안경형 마우스 장치 110 : 제어부
120 : 가속도 센서 130 : 자이로 센서
140 : 전원공급부 150 : 통신부
200 : 안경 300 : 컴퓨터

Claims (6)

  1. 컴퓨터(300)의 마우스 커서 동작을 제어하기 위한 안경형 마우스 장치(100)로서,
    사용자의 얼굴에 착용되는 안경(200)에 장착되어, 안경(200)을 착용한 사용자의 머리 움직임을 감지하고, 감지되는 머리 움직임의 형태에 따라 마우스 이동 신호, 마우스 버튼 클릭 신호, 마우스 드래그 신호 중 어느 하나의 마우스 신호를 생성하여 컴퓨터(300)에 전송하는 것을 특징으로 하는 안경형 마우스 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 안경형 마우스 장치(100)에는
    안경(200)을 착용한 사용자가 머리 움직임에 따른 가속도를 측정하는 가속도 센서(120)와,
    안경(200)을 착용한 사용자가 머리 움직임에 따른 각속도를 측정하는 자이로 센서(130)와,
    상기 가속도 센서(120) 및 자이로 센서(130) 측정값을 분석하여 안경(200)을 착용한 사용자의 머리 움직임을 판별하고, 사용자의 머리 움직임 형태에 따른 마우스 신호를 생성하는 제어부(110)와,
    상기 제어부(110)에 의해 생성되는 마우스 신호를 유선 또는 무선으로 컴퓨터(300)에 전송하는 통신부(150)가 구비된 것을 특징으로 하는 안경형 마우스 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 가속도 센서(120) 및 자이로 센서(130)는 3축 가속도와 3축 각속도 RPY(Roll, Pitch, Yaw)를 측정하여 제어부(110)에 전송하며,
    상기 제어부(110)는 가속도 센서(120) 및 자이로 센서(130)로부터 전송되는 3축 측정값 중 X축의 Roll 각도를 통하여 마우스의 왼쪽 버튼과 오른쪽 버튼 클릭 동작을 인식하고, Z축의 Yaw 값을 기반으로 마우스의 수평 이동을 인식하는 것을 특징으로 하는 안경형 마우스 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제어부(110)는
    가속도 센서(120)의 3축 가속도 출력값이 AcX, AcY, AcZ 라고 할때, 가속도 센서(120)에서 검출한 X축 값(AcX)과 Z축 값(AcZ)을 통하여 마우스 이동 거리를 산출하되,
    상기 AcX와 AcZ를 다음 수학식에 따른 보정 과정을 수행하여 보정된 두값(ac1, ac2)을 산출하는 것을 특징으로 하는 안경형 마우스 장치.
    [수학식]
    Figure pat00003

    (여기에서, Sensitivity 값은 AcX와 AcZ 값의 민감도를 낮추기 위한 상수를 나타낸다)
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부(110)는
    상기 가속도 센서(120) 및 자이로 센서(130)의 측정값을 분석하여,
    사용자가 머리가 평행하게 왼쪽 또는 오른쪽으로 회전한 것으로 판단되면, 회전각의 크기에 따라 마우스 커서를 왼쪽 또는 오른쪽으로 이동하는 마우스 이동 신호를 생성하고,
    사용자의 머리가 수직으로 위쪽 또는 아래쪽으로 회전한 것으로 판단되면, 회전각의 크기에 따라 마우스 커서를 위쪽 또는 아래쪽으로 이동하는 마우스 이동 신호를 생성하며,
    사용자의 머리가 대각선 방향으로 회전한 것으로 판단되면, 회전각의 크기에 따라 마우스 커시를 대각선으로 이동하는 마우스 이동 신호를 생성하고,
    사용자의 머리가 왼쪽 직각방향 아래로 회전한 것으로 판단되면, 마우스 왼쪽 버튼 클릭 신호를 생성하며,
    사용자의 머리가 오른쪽 직각방향 아래로 회전한 것으로 판단되면, 마우스 오른쪽 버튼 클릭 신호를 생성하고,
    사용자의 머리가 왼쪽 직각방향 아래로 회전한 후 일측 방향으로 이동한 것으로 판단되면, 마우스 왼쪽 클릭 동작 이후에 일측 방향으로 이동하는 마우스 드래그 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 안경형 마우스 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 안경형 마우스 장치(100)는 고정부재를 통해 안경(200)에 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 안경형 마우스 장치.
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