WO2017034128A1 - 3차원 가상 버튼을 이용한 포인팅 장치 - Google Patents

3차원 가상 버튼을 이용한 포인팅 장치 Download PDF

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조창석
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한신대학교 산학협력단
주식회사 아이비시스
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers

Definitions

  • the present invention relates to a pointing device using a three-dimensional virtual button.
  • buttons and unmanned kiosk buttons are frequently broken due to frequent pressing, there is a need to convert the current mechanical buttons into three-dimensional non-glasses non-contact buttons with a beautiful appearance.
  • the existing touch panel method has a problem that the password is easily exposed by a sneak camera installed on the upper part of the ATM.
  • the present invention has an object of solving the above technical problem, and an object thereof is to provide a pointing device using a three-dimensional virtual button capable of minimizing mechanical failure in a non-contact button method.
  • an object of the present invention is to provide a pointing device using a three-dimensional virtual button that the user can observe the image of the button by the three-dimensional stereoscopic vision, thereby preventing the exposure of the button information by the camera. have.
  • Another object of the present invention is to provide a pointing device using a three-dimensional virtual button that can be implemented at low cost by a simple structure.
  • Pointing device using a three-dimensional virtual button of a preferred embodiment of the present invention a button display layer on which at least one button is displayed; A three-dimensional stereoscopic filter layer positioned on the button display layer and capable of separating images of left and right eyes; And a point layer positioned on an upper portion of the filter layer and acquiring a pointing position of the user.
  • the pointing device of the present invention is located under the button display layer, and further comprises an illumination layer capable of emitting light.
  • the lighting device is disposed in a position corresponding to the position of the at least one button displayed on the button display layer.
  • the lighting layer may display the pointed button to the user by using the lighting device corresponding to the position of the button.
  • the pointing layer may include at least one infrared light emitting device positioned above the filter layer; And at least one infrared sensor positioned above the filter layer.
  • the button display layer is preferably divided into respective viewpoints of the left eye and the right eye, and the left eye image and the right eye image are displayed alternately.
  • the part of the button display layer on which the button is displayed is characterized by being translucent.
  • a mechanical failure can be minimized by a non-contact button method.
  • the user can observe the image of the button by the three-dimensional stereoscopic vision, it is possible to prevent the exposure of the button information by the camera.
  • a pointing device using a three-dimensional virtual button can be implemented at a low cost by a simple structure.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a pointing device using a three-dimensional virtual button according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating synthesis of left and right eye images by a button display layer and a filter layer
  • Figure 1 shows an exploded perspective view of the pointing device 100 using a three-dimensional virtual button according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a pointing device 100 using a three-dimensional virtual button according to an embodiment of the present invention, the pointing layer 10, filter layer 20, button display layer 30 and the illumination layer And 40.
  • the pointing layer 10 is located above the filter layer 20, and preferably includes at least one infrared light emitting element 11 and at least one infrared sensor 12.
  • the pointing layer 10 is a part for acquiring a pointing position of a finger in three dimensions and is preferably positioned at the top of the pointing device 100 of the present invention.
  • the pointing layer 10 is composed of at least one infrared light emitting element 11 and at least one infrared sensor 12 which is an infrared light receiving element to calculate a three-dimensional position of a finger.
  • the position calculation principle may be achieved by calculating the integral value of the light emission amount of the light emitting element 11 and the total integrated amount of infrared rays for each sensor 12 which is a light receiving element.
  • the height of the pointing layer 10 for the three-dimensional positioning is so limited that only the two-dimensional coordinates of the finger need to be identified. When a finger enters outside the height region of the pointing layer 10 and enters the three-dimensional region of the pointing layer 10, the position of the finger may be calculated.
  • the filter layer 20 is positioned above the button display layer 30 and serves to separate the left eye image and the right eye image for 3D stereoscopic vision.
  • the filter layer 20 is configured for realizing a 3D image by auto glasses, and may be implemented by using a parallax barrier or a lenticular lens method.
  • the button display layer 30 is characterized in that at least one button 31 is displayed.
  • the part of the button display layer 30 in which the button 31 was displayed is translucent. That is, when the illumination device 41 of the illumination layer 40 emits light, the user may check whether the illumination device 41 of the illumination layer 40 emits light through the translucent button 31.
  • the method of displaying at least one button 31 on the button display layer 30 may be implemented by printing the button 31 on a glass plate or a plastic plate.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of synthesis of left and right eye images by the button display layer 30 and the filter layer 20.
  • At least one button 31 displayed on the button display layer 30 is divided into respective viewpoints of the left eye and the right eye, and the left eye image and the right eye image are displayed alternately.
  • the at least one button 31 produces a three-dimensional image of the button 31 in three-dimensional graphics, divides it into respective viewpoints on both the left and right eyes, and combines the left and right images by one line.
  • the images, which are arranged in a line by the left and right lines, are matched according to the filter shape of the filter layer 20 designed to separate the left and right lines, respectively, so that the left and right images are output separately.
  • the illumination layer 40 is located under the button display layer 30, and contains the illumination device 41 which can emit light.
  • the illumination device 41 of the illumination layer 40 various illumination elements can be used, including light emitting diodes and / or laser diodes.
  • the illumination layer 40 serves to recognize the pointing portion by causing the pointed button 31 to display a different color from the button 31 not pointed to. That is, by using the position data acquired from the pointing layer 10, the controller (not shown) controls the operation of the lighting layer 40 so that the lighting device 41 at the position corresponding to the button 31 emits light. Confirm the pressed button 31.
  • all the lighting devices 41 included in the lighting layer 40 always emit light, and when the button 31 is pointed, the lighting device 41 at the position corresponding to the button 31 does not emit light. You may.
  • the lighting device 41 included in the lighting layer 40 when all the lighting devices 41 included in the lighting layer 40 always emit light in the 'A' color, and when the button 31 is pointed, the lighting device at the position corresponding to the button 31 ( 41) may be emitted in a 'B' color.
  • the illumination layer 40 is characterized in that the illumination device 41 is disposed at a position corresponding to the position of the at least one button 31 displayed on the button display layer 30.
  • the pointing button 31 can be displayed to the user by using the lighting device 41 corresponding to the position of the button 31.
  • the pointing device 100 using the three-dimensional virtual button of the present invention using the autostereoscopic stereoscopic representation technology to display a set of virtual buttons in the three-dimensional space and read the pointing position mounted on the virtual space
  • the pointing layer 10 which is a device, reads the position of the finger in three dimensions to confirm the on / off of the virtual button and to indicate that the button 31 has been pressed.
  • a password is easily exposed by a sneak camera installed on an upper part of an ATM, etc., but the pointing device 100 using the 3D virtual button of the present invention has an image captured by a camera in our eyes. Unlike 3D stereoscopic images, it can contribute to security such as passwords, which makes it suitable for banking and other purposes.
  • the pointing device 100 using the three-dimensional virtual button of the present invention is expected to be able to exert its function as a much more efficient means, and demand may be newly created.
  • the production cost of the pointing device 100 using the three-dimensional virtual button of the present invention begins to be below a certain unit price by mass dissemination, it is possible to advance the demand for switching to the non-contact three-dimensional button and to open up a large market. will be.
  • new demand can be expected to increase in places such as ATMs and kiosks in hospitals and kitchen facilities for restaurants.
  • a mechanical failure can be minimized by a non-contact button method.
  • the user can observe the image of the button 31 by the three-dimensional stereoscopic vision, it is possible to prevent the exposure of the button 31 information by the camera.
  • the pointing device 100 using the 3D virtual button can be implemented at low cost by a simple structure.

Abstract

3차원 가상 버튼을 이용한 포인팅 장치는, 적어도 하나의 버튼이 표시된 버튼 표시층; 상기 버튼 표시층의 상부에 위치하고, 좌안 및 우안의 영상을 분리할 수 있는 3차원 입체시용 필터층; 상기 필터층의 상부에 위치하고, 사용자의 포인팅 위치를 획득하는 포인트층; 및 상기 버튼 표시층의 하부에 위치하며, 발광할 수 있는 조명층;을 포함한다.

Description

3차원 가상 버튼을 이용한 포인팅 장치
본 발명은 3차원 가상 버튼을 이용한 포인팅 장치에 관한 것이다.
현재 자동차 버튼이나 무인 키오스크 버튼은 잦은 누름으로 인한 고장이 잘 일어나기 때문에, 현재의 기계식 버튼은 미려한 외관의 3차원 무안경식 비접촉 버튼으로의 전환의 필요성이 제기되고 있다.
예를 들면, 메르스 등의 전염성이 강한 병이 유행하는 시기에는 접촉식 버튼보다는 3차원 가상 버튼에 의한 비접촉식을 선호할 것으로 보여 위생적인 면에서의 수요가 증가할 것으로 판단된다.
아울러, 기존의 터치 패널 방식은 현금인출기 등의 상부에 설치한 몰래카메라 등에 의해 비밀번호가 노출되기 쉬운 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 과제를 해결하는 데 목적이 있는 발명으로서, 비접촉 버튼 방식으로 기계적 고장을 최소화할 수 있는 3차원 가상 버튼을 이용한 포인팅 장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
아울러, 본 발명은 3차원 입체시에 의해 버튼의 영상을 사용자가 관찰할 수 있어, 카메라에 의한 버튼 정보의 노출을 방지할 수 있는 3차원 가상 버튼을 이용한 포인팅 장치를 제공하는 것에도 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 간단한 구조에 의해 저가로 구현할 수 있는 3차원 가상 버튼을 이용한 포인팅 장치를 제공하는 것에도 그 목적이 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예의 3차원 가상 버튼을 이용한 포인팅 장치는, 적어도 하나의 버튼이 표시된 버튼 표시층; 상기 버튼 표시층의 상부에 위치하고, 좌안 및 우안의 영상을 분리할 수 있는 3차원 입체시용 필터층; 및 상기 필터층의 상부에 위치하고, 사용자의 포인팅 위치를 획득하는 포인트층;을 포함한다.
아울러, 본 발명의 포인팅 장치는, 상기 버튼 표시층의 하부에 위치하며, 발광할 수 있는 조명층;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 조명층은, 상기 버튼 표시층에 표시된 적어도 하나의 버튼의 위치에 대응하는 곳에 조명 디바이스가 배치된 것이 바람직하다. 구체적으로 상기 조명층은, 사용자가 버튼을 포인팅한 경우, 해당 버튼의 위치에 대응하는 조명 디바이스를 이용하여 포인팅된 버튼을 사용자에게 표시할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 포인팅층은, 상기 필터층의 상부에 위치하는 적어도 하나의 적외선 발광소자; 및 상기 필터층의 상부에 위치하는 적어도 하나의 적외선 센서;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 버튼 표시층은, 좌안 및 우안의 각 시점으로 분할되어, 좌안 영상 및 우안 영상이 교차되어 표시된 것이 바람직하다.
아울러, 상기 버튼이 표시된 상기 버튼 표시층의 부분은, 반투명한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 3차원 가상 버튼을 이용한 포인팅 장치에 따르면, 비접촉 버튼 방식으로 기계적 고장을 최소화할 수 있다. 아울러, 본 발명에 따르면, 3차원 입체시에 의해 버튼의 영상을 사용자가 관찰할 수 있어, 카메라에 의한 버튼 정보의 노출을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 간단한 구조에 의해 저가로 3차원 가상 버튼을 이용한 포인팅 장치를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 3차원 가상 버튼을 이용한 포인팅 장치의 분해 사시도.
도 2는 버튼 표시층 및 필터층에 의한 좌안 및 우안 영상의 합성 설명도.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 3차원 가상 버튼을 이용한 포인팅 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 하기의 실시예는 본 발명을 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리 범위에 속하는 것으로 해석된다.
먼저, 도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 3차원 가상 버튼을 이용한 포인팅 장치(100)의 분해 사시도를 나타낸다.
도 1로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 3차원 가상 버튼을 이용한 포인팅 장치(100)는, 포인팅층(10), 필터층(20), 버튼 표시층(30) 및 조명층(40)을 포함한다.
포인팅층(10)은, 필터층(20)의 상부에 위치하며, 적어도 하나의 적외선 발광소자(11) 및 적어도 하나의 적외선 센서(12)를 포함하는 것이 바람직하다.
포인팅층(10)은 손가락의 포인팅 위치를 3차원으로 획득하는 부분으로서, 본 발명의 포인팅 장치(100)의 최상부에 위치하는 것이 바람직하다. 포인팅층(10)은 적어도 하나의 적외선 발광소자(11)와 적외선 수광소자인 적어도 하나의 적외선 센서(12)로 구성되어 손가락의 3차원 위치를 산출한다. 위치 산출 원리는 발광소자(11)의 발광량의 적분값과 수광소자인 센서(12)별 적외선의 총 적분량을 계산하는 것에 의해 이루어질 수 있다. 3차원의 위치 확인을 위한 포인팅층(10)의 높이는 매우 제한적이어서 손가락의 2차원 상의 좌표만을 확인하면 된다. 포인팅층(10)의 높이 영역 밖에서 손가락이 진입하여 포인팅층(10)의 3차원 영역대에 들어오면 손가락의 위치를 산출할 수 있다.
3차원을 인식하기 위하여는 좌우 양안의 각 시점에서 바라본 영상이 입력되어야 한다. 이를 위해 필터층(20)은, 버튼 표시층(30)의 상부에 위치하며, 3차원 입체시를 위해 좌안 영상과 우안 영상을 분리하는 역할을 한다.
필터층(20)은, 무안경에 의해 3차원 영상을 구현하기 위한 구성으로, 패럴랙스 배리어(Parallex Barrier) 또는 렌티큘라 렌즈(Lenticular Lens) 방식 등을 이용하여 구현할 수 있다.
다음으로 버튼 표시층(30)은, 적어도 하나의 버튼(31)이 표시된 것을 특징으로 한다.
버튼(31)이 표시된 버튼 표시층(30)의 부분은, 반투명한 것이 바람직하다. 즉, 조명층(40)의 조명 디바이스(41)가 발광할 경우, 반투명한 버튼(31)을 통해 사용자가 조명층(40)의 조명 디바이스(41)의 발광 여부를 확인할 수 있다.
버튼 표시층(30)에 적어도 하나의 버튼(31)을 표시하는 방법은, 유리판 또는 플라스틱판 등에 버튼(31)을 인쇄하는 것에 의해 구현될 수 있을 것이다.
도 2는 버튼 표시층(30) 및 필터층(20)에 의한 좌안 및 우안 영상의 합성 설명도이다.
도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 버튼 표시층(30)에 표시된 적어도 하나의 버튼(31)은 좌안 및 우안의 각 시점으로 분할되어, 좌안 영상 및 우안 영상이 교차되어 표시된 것을 특징으로 한다.
즉, 적어도 하나의 버튼(31)은, 3차원 그래픽으로 버튼(31)의 3차원 영상을 제작하고 이를 좌우 양안의 각 시점으로 분할하여 한 줄씩 좌우 영상을 교차하여 배합 제작한다. 좌우 한줄씩 교차로 배합된 영상은 역시 좌우 한줄씩 분리하도록 설계된 필터층(20)의 필터 모양에 맞게 정합되어 좌우의 이미자가 각기 분리되어 출력되도록 한다.
조명층(40)은, 버튼 표시층(30)의 하부에 위치하며, 발광할 수 있는 조명 디바이스(41)를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 조명층(40)의 조명 디바이스(41)로는, 발광 다이오드 및/또는 레이저 다이오드를 포함하여, 다양한 조명용 소자가 이용될 수 있다.
조명층(40)은, 포인팅된 버튼(31)이 포인팅 안된 버튼(31)과 다른 색을 표시하게 하도록 함으로서 포인팅 부분을 인식하도록 하는 역할을 한다. 즉 포인팅층(10)에서 획득된 위치 데이터를 이용하여, 제어부(미도시)가 조명층(40)의 동작을 제어하여 해당 버튼(31)에 대응하는 위치의 조명 디바이스(41)가 발광하도록 함으로서 눌러진 버튼(31)을 확인하도록 한다.
또는, 조명층(40)에 포함된 모든 조명 디바이스(41)는 항시 발광하고 있다가, 버튼(31)이 포인팅된 경우 해당 버튼(31)에 대응하는 위치의 조명 디바이스(41)가 발광하지 않도록 할 수도 있다.
아울러, 조명층(40)에 포함된 모든 조명 디바이스(41)는 항시 'A'색으로 발광하고 있다가, 버튼(31)이 포인팅된 경우, 해당 버튼(31)에 대응하는 위치의 조명 디바이스(41)를 'B'색으로 발광하도록 할 수도 있다.
즉, 조명층(40)은, 버튼 표시층(30)에 표시된 적어도 하나의 버튼(31)의 위치에 대응하는 곳에 조명 디바이스(41)가 배치된 것을 특징으로 한다. 사용자가 버튼(31)을 포인팅한 경우, 해당 버튼(31)의 위치에 대응하는 조명 디바이스(41)를 이용하여 포인팅된 버튼(31)을 사용자에게 표시할 수 있게 된다.
상술한 바와 같은 본 발명의 3차원 가상 버튼을 이용한 포인팅 장치(100)에 따르면, 무안경 입체시 표현 기술을 이용하여 3차원 공간상에 가상 버튼 세트를 표시하고 가상 공간상에 장착된 포인팅 위치 판독 장치인 포인팅층(10)을 통해 손가락의 3차원 상에서의 위치를 판독하여 가상 버튼의 온/오프를 확인하고 해당 버튼(31)이 눌려 졌음을 표시해 줄 수 있음을 알 수 있다.
기존의 터치 패널 방식은 현금인출기 등의 상부에 설치한 몰래카메라 등에 의해 비밀번호가 노출되기 쉽지만, 본 발명의 본 발명의 3차원 가상 버튼을 이용한 포인팅 장치(100)는 카메라에 찍히는 영상이 우리 눈에서 보는 3차원 입체 영상과 달라서 비밀 번호 등의 보안에도 기여할 수 있어 뱅킹 등의 목적에 적합함을 알 수 있다.
아울러, 손에 액체 등을 수시로 묻혀야 하는 직업에서는 본 발명의 3차원 가상 버튼을 이용한 포인팅 장치(100)는 훨씬 효율적 수단으로서 그 기능을 발휘할 수 있을 것으로 예상되어, 수요가 새로이 창출될 수 있다. 또한, 본 발명의 3차원 가상 버튼을 이용한 포인팅 장치(100)의 생산비가 대량 보급에 의해 일정 단가 이하가 되기 시작하면, 비접촉 3차원 버튼으로의 전환 수요를 앞당길 수 있으며 큰 시장을 개척할 수 있을 것이다. 즉, 현금인출기와 병원내 키오스크 등의 장소와 식당용 주방 설비 등에서 새로운 수요가 증대를 기대할 수 있다.
정리하자면, 본 발명의 3차원 가상 버튼을 이용한 포인팅 장치(100)에 따르면, 비접촉 버튼 방식으로 기계적 고장을 최소화할 수 있다. 아울러, 본 발명에 따르면, 3차원 입체시에 의해 버튼(31)의 영상을 사용자가 관찰할 수 있어, 카메라에 의해 버튼(31) 정보의 노출을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 간단한 구조에 의해 저가로 3차원 가상 버튼을 이용한 포인팅 장치(100)를 구현할 수 있다.

Claims (7)

  1. 적어도 하나의 버튼이 표시된 버튼 표시층;
    상기 버튼 표시층의 상부에 위치하고, 좌안 및 우안의 영상을 분리할 수 있는 3차원 입체시용 필터층; 및
    상기 필터층의 상부에 위치하고, 사용자의 포인팅 위치를 획득하는 포인트층;을 포함하는 3차원 가상 버튼을 이용한 포인팅 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 포인팅 장치는,
    상기 버튼 표시층의 하부에 위치하며, 발광할 수 있는 조명층;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 가상 버튼을 이용한 포인팅 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 조명층은,
    상기 버튼 표시층에 표시된 적어도 하나의 버튼의 위치에 대응하는 곳에 조명 디바이스가 배치된 것을 특징으로 하는 3차원 가상 버튼을 이용한 포인팅 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 조명층은,
    사용자가 버튼을 포인팅한 경우, 해당 버튼의 위치에 대응하는 조명 디바이스를 이용하여 포인팅된 버튼을 사용자에게 표시할 수 있는 것을 특징으로 하는 3차원 가상 버튼을 이용한 포인팅 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 포인팅층은,
    상기 필터층의 상부에 위치하는 적어도 하나의 적외선 발광소자; 및
    상기 필터층의 상부에 위치하는 적어도 하나의 적외선 센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 가상 버튼을 이용한 포인팅 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 버튼 표시층은,
    좌안 및 우안의 각 시점으로 분할되어, 좌안 영상 및 우안 영상이 교차되어 표시된 것을 특징으로 하는 3차원 가상 버튼을 이용한 포인팅 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 버튼이 표시된 상기 버튼 표시층의 부분은,
    반투명한 것을 특징으로 하는 3차원 가상 버튼을 이용한 포인팅 장치.
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