KR100537518B1

KR100537518B1 - 공간에서 클릭 동작에 따른 포인팅 위치 조절 방법 및이를 위한 공간형 입력 장치

Info

Publication number: KR100537518B1
Application number: KR10-2004-0004983A
Authority: KR
Inventors: 소병석; 이상국
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-01-27
Filing date: 2004-01-27
Publication date: 2005-12-19
Also published as: US20050174326A1; US7333087B2; KR20050077364A

Abstract

공간에서 클릭 동작에 따른 포인팅 위치 조절 방법 및 이를 위한 공간형 입력 장치가 개시된다. 본 발명은 손의 움직임을 검출하는 제1장치와 손가락의 움직임을 검출하는 제2장치를 구비하는 공간형 입력장치를 이용하여 공간에서 클릭동작을 수행할 때, 클릭동작에 따라 화면에서 포인팅 위치를 조절하는 방법에 있어서,제1장치를 통해 손의 움직임 신호를 검출하여 출력하고, 손의 움직임 신호에 따른 화면상의 포인팅 위치를 설정하는 단계; 제1시간구간동안 손의 움직임 신호가 검출되지않으면, 제2시간구간동안 제2장치를 통해 클릭신호가 발생하기를 기다리는 단계; 및 제2시간구간내에 클릭신호가 발생하면, 클릭신호를 출력하고 제2시간구간동안 제1장치에서 발생된 손의 움직임 신호는 출력하지않는 단계를 포함함을 특징으로한다.

Description

공간에서 클릭 동작에 따른 포인팅 위치 조절 방법 및 이를 위한 공간형 입력 장치{Method for adjusting pointing position according to click operation in space and spatial input device therefor}

본 발명은 공간에서 클릭 동작에 따른 포인팅 위치 조절 방법 및 이를 위한 공간형 입력 장치에 관한 것으로, 특히 공간형 입력장치를 이용하여 공간에서 클릭 동작을 수행할 때 화면에서 포인터의 포인팅 위치를 조절하는 방법 및 이를 위한 공간형 입력 장치에 관한 것이다.

공간형 입력장치, 예를 들어 스커리(SCURRY) 또는 자이레이션 마우스(gyration mouse)를 이용하여 사용자가 신호입력을 하고자하는 화면상의 지점에서 클릭신호를 발생시킬 경우, 클릭 동작시 손가락이 움직이면서 손도 같이 움직이게되어 사용자가 원하는 지점으로부터 약간 벗어난 위치에서 클릭신호가 발생되는 경우가 있다.

통상적으로 공간형 입력장치는 손과 손가락의 움직임을 감지하기위해 속도계(accelerometer)와 각속도계(gyroscope)를 구비하는데, 가속도계는 손가락에 장착되어 손가락이 상하로 움직임에 따라 손가락 움직임 신호를 감지하여 클릭신호 발생 여부를 출력한다. 각속도계는 손등에 장착되어 손의 움직임을 감지하여 손 움직임 신호를 출력한다.

그러나, 사용자가 클릭신호를 발생시키기위해 손가락을 움직이면 손등도 같이 움직이게 된다. 따라서 가속도계에 의해 손가락 움직임 신호가 전송되기 이전에 각속도계에 의한 손 움직임 신호가 먼저 전송되어 사용자가 원하는 지점을 벗어난 위치에서 클릭신호가 발생되는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 사용자가 공간형 입력 장치를 착용하고 공간상에서 클릭동작을 위해 손의 움직임을 멈추었을 때 클릭동작이 발생하기 이전까지 발생하는 손 움직임 신호를 무시함으로써 포인팅 위치를 보다 정확하게 조절하는 방법 및 이를 위한 공간형 입력 장치를 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 이루기위한, 본 발명은 손의 움직임을 검출하는 제1장치와 손가락의 움직임을 검출하는 제2장치를 구비하는 공간형 입력장치를 이용하여 공간에서 클릭동작을 수행할 때, 상기 클릭동작에 따라 화면에서 포인팅 위치를 조절하는 방법에 있어서, 상기 제1장치를 통해 손의 움직임 신호를 검출하여 출력하고, 상기 손의 움직임 신호에 따른 화면상의 포인팅 위치를 설정하는 단계; 제1시간구간동안 손의 움직임 신호가 검출되지않으면, 제2시간구간동안 상기 제2장치를 통해 클릭신호가 발생하기를 기다리는 단계; 및 상기 제2시간구간내에 클릭신호가 발생하면, 상기 클릭신호를 출력하고 상기 제2시간구간동안 상기 제1장치에서 발생된 손의 움직임 신호는 출력하지않는 단계를 포함함을 특징으로한다.

상기 기술적 과제를 이루기위한, 본 발명의 공간형 입력 장치는 손의 일부분에 장착되어 손의 움직임을 감지하는 각속도 센서; 손가락의 일부분에 장착되어 손가락의 움직임을 감지하는 가속도 센서; 및 제1시간구간동안 상기 각속도 센서의 출력신호의 크기가 제1임계치 이하이고 제2시간구간동안 상기 가속도 센서의 출력신호의 크기가 제2임계치 이상이면, 상기 가속도 센서의 출력신호를 외부로 출력하고 상기 제2시간구간동안 상기 각속도 센서의 출력신호는 외부로 출력하지않는 전송부를 포함함을 특징으로한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 공간형 입력장치의 외관을 도시한 것이다. 도시된 공간형 입력장치는 스커리 형태로 손에 장갑처럼 착용된다. 참조번호 10은 손가락들에 장착되는 가속도계이고, 11은 손등에 장착되는 각속도계, 12는 가속도계(10) 또는 각속도계(11)에서 감지된 손가락 또는 손의 움직임을 컴퓨터(미도시) 등으로 전송하는 전송부를 각각 나타낸다.

여기서, 가속도계(10)는 편의상 클릭 동작을 위해 주로 사용되는 검지 손가락에 장착된 가속도계로 한정하기로 한다. 전송부(12)는 가속도계(10) 또는 각속도계(11)에서 출력되는 신호를 무선전송에 적합하게 변환하는 신호변환부(미도시)를 구비하고, 본 발명에 따른 공간에서 클릭 동작에 따른 포인팅 위치 조절 방법을 수행하는 제어부(미도시)를 구비할 수 있다.

다른 예로서, 전송부(12)는 가속도계(10) 또는 각속도계(11)에서 출력되는 모든 감지신호들을 수신장치(미도시)로 전송하고, 수신장치에 구비된 제어부(미도시)는 수신된 감지신호들을 이용하여 본 발명의 클릭 동작에 따른 포인팅 위치 조절 방법을 수행할 수도 있다.

가속도계(10)는 클릭 동작 또는 타이핑 등을 위해 손가락이 상하로 움직이는 것을 감지한다. 각속도계(11)는 손목에 대해 좌우(X) 또는 상하 방향(Y)으로 손이 움직이는 것을 감지한다. 수신장치는 각속도계(11)에서 출력되는 손 움직임 신호에 따라 화면에서 포인터의 포인팅 위치를 설정한다.

도 2는 클릭 동작이 일어날 때 가속도계(10)의 출력신호와 각속도계(11)의 출력신호를 각각 도시한 것이다. 참조번호 20은 가속도계(10)의 출력신호를 나타내고, 21은 X축 방향의 움직임을 감지하는 X축 각속도계(11)의 출력신호를 나타낸다. 22는 Y축 방향의 움직임을 감지하는 Y축 각속도계(11)의 출력신호를 나타내고, 23은 클럭신호 발생을 결정하는 임계치를 나타낸다. 24는 가속도계(10)의 출력값이 임계치를 초과함으로써 클릭 동작이 발생한 것으로 인식하는 지점을 나타낸다.

또한, A_dx, A_dy는 각각 X축, Y축 각속도계(11)가 움직이지 않을 때 각 가속도계(10)에서 발생되는 드리프트(drift) 범위이고, A_Dx, A_Dy는 각각 클릭 동작이 검출되기 전에 손의 움직임을 검출하는 X축, Y축 각속도계의 출력 범위를 나타낸다. T₁은 사용자가 클릭동작을 위해 일시 정지하는 시간범위를 나타내고, T₁₂는 T₁이후에 X축 혹은 Y축 각속도계(11)의 출력이 각각 A_dx, A_dy를 초과하는 시점까지의 시간을 나타내는 것으로, T₁이후 클릭이 발생할 때까지의 여유시간을 나타낸다. T₁₂는 필요에 따라 0이상의 값으로 설정될 수 있다. T_D는 T₁₂이후 클릭 동작이 일어날 때까지의 시간범위를 나타내고, T₂는 클릭 동작이 검출된 후, 손의 움직임 검출을 디스에이블시키는 시간범위를 나타낸다. T₂의 시간범위는 클릭동작을 완료할 때 손의 움직임에 따라 포인터가 다시 움직이는 것을 방지하기위한 것이다.

도시된 바에 따르면, 클릭 신호 인식 지점(24) 이전에 X축, Y축 각속도계(11)가 손의 움직임을 검출함을 알 수 있다. 즉, 클릭 동작을 위해 손가락을 움직이면 각속도계(11)가 장착된 손등도 같이 움직이게되어서 화면상의 원하는 지점에서 벗어난 위치로 포인터가 이동하게된다.

따라서, 본 발명에서는, 손 움직임을 이용하여 화면상의 원하는 지점에 포인터를 위치시킨 다음, 소정 시간동안(T₁) 정지한 후 발생되는 클릭 동작을 사용자에 의한 의도적인 클릭 동작인 것으로 정의하고, 그 이외의 경우에 발생되는 클릭 동작은 사용자의 의도적인 클릭동작이 아닌 것으로 간주한다. 이를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 사용자가 손을 움직이다가 멈추었을 경우, 제어부는 사용자의 의도가 클릭을 하기위해서인지 혹은 포인터를 움직이는 도중 일시 정지한 것인지를 파악한다. 만약 클릭을 하기위해 움직임을 멈춘 경우라면, 사용자가 클릭을 발생시킬 수 있는 시간여유를 두고, 이 시간동안 발생하는 손 움직임 신호를 출력하지않음으로써 실질적으로 손의 움직임이 감지되지 못하게한다. 손을 움직이는 도중 일시 정지한 경우라면, 이후 소정 시간동안 발생하는 클릭신호는 무시한다.

이를 첨부된 흐름도를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 3은 본 발명에 따른 클릭동작을 위한 사용자의 의도를 판별하는 방법에 따른 흐름도이다. 도시된 바에 따르면, 먼저, 각속도계(11)에서 출력되는 신호로부터 움직임이 있는지의 여부를 검출한다(31단계). 움직임 여부는 각속도의 크기를 측정하여 검출되고, 각속도의 크기 A는 x방향 각속도 크기 A_x의 제곱과 y방향 각속도 크기 A_y의 제곱의 합으로 얻어진다.

측정된 A가 소정 임계치 A₁보다 작다면(32단계), 손의 움직임이 일시 정지된 것을 나타내므로 정지 카운터 T_c를 한 샘플구간 증가시킨다(33단계). T_c가 T ₁보다 크다면(34단계), 사용자가 클릭하기위해 정지했거나 포인터를 미세 조정하려는 의도가 있는 것으로(x) 판단한다(35단계). 34단계에서 T_c가 T₁보다 작거나 같다면 31단계부터 다시 시작한다.

32단계에서 A가 A₁보다 크거나 같다면 T_c를 0으로 리셋하고, 사용자가 포인터를 움직이려는 의도(y)인 것으로 판단한다(37단계).

도 4는 본 발명에 따른 포인팅 위치 조절 방법에 대한 흐름도이다. 이 포인팅 위치 조절 방법은 도 3의 T₁의 시간이 지난 이후에 진행되는 과정이다.

도시된 바에 따르면, 먼저 대기 카운터 T_w를 0으로 리셋하고(41단계), 움직임을 감지한다(42단계). T_w가 T₁₂보다 작으면(43단계), 대기 카운터를 한 샘플구간 증가시키고(44단계), 다시 움직임을 감지한다. 이 때, T₁₂는 T₁에 대해 시간여유를 두기위한 것으로, 필요에 따라 0으로 설정될 수도 있다. T_w가 T₁₂보다 크거나 같으면 사용자 의도가 도 3의 35단계의 x의 경우인지를 판단한다(45단계). 45단계에서 사용자 의도가 클릭 또는 포인터를 미세 조정하려고 한 경우라면, T_w가 (T₁₂+T _D)보다 작은 동안(46단계) 클릭이 발생하기를 기다린다(48단계). T_w가 (T₁₂+T_D)보다 크거나 같으면, 클릭이 발생되지않았기 때문에 각속도계(11)의 출력신호인 손의 움직임 신호만 전송한다. (T₁₂+T_D) 시간내에 클릭이 발생하였다면, 클릭신호만을 전송한다(49단계). 클릭이 발생한 후 T_w가 (T₁₂+T_D+T₂)보다 작은 동안에는(50단계), 손의 움직임에 의한 포인터의 이동을 방지하기위해 손의 움직임 신호를 전송하지않는다(51, 52단계).

도 5는 클릭동작이 일어났을 때, 본 발명의 포인팅 조절 방법에 따라 전송부(12)에서 각각 전송되는 가속도계(10)의 출력신호와 각속도계(11)의 출력신호를 도시한 것이다. 도시된 바에 따르면, 참조번호 55 및 56과 같이 X축 및 Y축 각속도 출력신호가 실질적으로 0이 된다. 따라서 클릭동작시 포인팅 위치가 원하는 위치에서 벗어나지않는다.

다음 표는 종래 기술에 따라 A,B,C,D,E의 다섯 사람이 각각 20회씩 4번 클릭을 실시하여 성공한 회수를 나타낸 것이다.

데이터	성공한 클릭회수
데이터	A	B	C	D	E
1	16	15	15	17	13
2	16	12	18	18	14
3	17	11	12	15	17
4	14	12	16	18	14

다음 표는 본 발명에 따라 A,B,C,D,E의 다섯 사람이 각각 20회씩 4번 클릭을 실시하여 성공한 회수를 나타낸 것이다.

데이터	성공한 클릭회수
데이터	A	B	C	D	E
1	18	17	17	19	17
2	20	13	16	19	16
3	17	16	19	20	15
4	19	16	17	18	17

표 1과 표 2를 비교해보면, 종래 기술의 평균 클릭 성공회수는 15회이고, 본 발명의 경우는 17.3회로 본 발명에 따른 결과가 보다 향상된 성능을 보임을 알 수 있다.

도 6은 표 1 및 표 2에 나타난 결과를 그래프로 도시한 것으로, 성공 확률에 대응하는 빈도수를 도시한 것이다. 본 발명의 경우가 성공회수가 향상된 결과를 보임을 알 수 있다.

본 발명에 따르면, 사용자가 공간형 입력 장치를 착용하고 공간상에서 손의 움직임을 멈추었을 때 클릭동작을 위한 것인지 또는 일시적으로 포인터의 움직임을 멈춘 것인지를 식별하고, 움직임이 멈추었을 때부터 클릭동작이 발생하기 전후에 일어나는 손의 움직임 신호를 무시함으로써 포인팅 위치를 보다 정확하게 설정하게되어 원하는 화면상의 위치에서 클릭 성공확률을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 공간형 입력장치의 외관을 도시한 것이다.

도 2는 클릭 동작이 일어날 때 가속도계의 출력신호와 각속도계의 출력신호를 각각 도시한 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 클릭동작을 위한 사용자의 의도를 판별하는 방법에 따른 흐름도이다.

도 4는 본 발명에 따른 포인팅 위치 조절 방법에 대한 흐름도이다.

도 5는 클릭동작이 일어났을 때, 본 발명의 포인팅 조절 방법에 따라 전송부에서 각각 전송되는 가속도계의 출력신호와 각속도계의 출력신호를 도시한 것이다.

도 6은 종래기술과 본 발명에 의한 포인팅 위치 조절 방법에 따라 클릭동작을 수행하여 성공한 결과를 그래프로 도시한 것이다.

Claims

손의 움직임을 검출하는 제1장치와 손가락의 움직임을 검출하는 제2장치를 구비하는 공간형 입력장치를 이용하여 공간에서 클릭동작을 수행할 때, 상기 클릭동작에 따라 화면에서 포인팅 위치를 조절하는 방법에 있어서,

상기 제1장치를 통해 손의 움직임 신호를 검출하여 출력하고, 상기 손의 움직임 신호에 따른 화면상의 포인팅 위치를 설정하는 단계;

제1시간구간동안 손의 움직임 신호가 검출되지않으면, 제2시간구간동안 상기 제2장치를 통해 클릭신호가 발생하기를 기다리는 단계; 및

상기 제2시간구간내에 클릭신호가 발생하면, 상기 클릭신호를 출력하고 상기 제2시간구간동안 상기 제1장치에서 발생된 손의 움직임 신호는 출력하지않는 단계를 포함함을 특징으로하는 포인팅 위치 조절 방법.
제1항에 있어서,

상기 손의 움직임 신호의 크기가 소정 임계치 이상인지의 여부에 따라 상기 손의 움직임 신호의 검출여부를 결정하는 것을 특징으로하는 포인팅 위치 조절 방법.
제1항에 있어서, 상기 클릭신호는

상기 제2장치에서 출력되는 신호의 크기가 제2임계치 이상일 때 발생되는 것을 특징으로하는 포인팅 위치 조절 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1시간구간동안 손의 움직임 신호가 검출되면, 상기 클릭신호의 발생을 기다리지않고 상기 손의 움직임 신호만을 출력하는 것을 특징으로하는 포인팅 위치 조절 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1시간구간동안 손의 움직임 신호가 검출된 후 상기 클릭신호가 발생되면, 상기 클릭신호를 출력하지않는 것을 특징으로하는 포인팅 위치 조절 방법.
제1항에 있어서,

상기 제2시간구간내에 클릭신호가 발생하지않으면, 상기 제2시간구간동안 상기 제1장치에서 발생한 손의 움직임 신호만을 출력하는 것을 특징으로하는 포인팅 위치 조절 방법.
제1항에 있어서,

상기 제2시간구간내에 클릭신호가 발생하면, 제3시간구간동안 상기 제1장치에서 출력되는 손의 움직임 신호를 출력하지않는 것을 특징으로하는 포인팅 위치 조절 방법.
손의 일부분에 장착되어 손의 움직임을 감지하는 각속도 센서;

손가락의 일부분에 장착되어 손가락의 움직임을 감지하는 가속도 센서; 및

제1시간구간동안 상기 각속도 센서의 출력신호의 크기가 제1임계치 이하이고 제2시간구간동안 상기 가속도 센서의 출력신호의 크기가 제2임계치 이상이면, 상기 가속도 센서의 출력신호를 외부로 출력하고 상기 제2시간구간동안 상기 각속도 센서의 출력신호는 외부로 출력하지않는 전송부를 구비함을 특징으로하는 공간형 입력 장치.
제8항에 있어서, 상기 전송부는

상기 제1시간구간동안 상기 각속도 센서의 출력신호의 크기가 상기 제1임계치보다 크면, 상기 각속도 센서의 출력신호를 외부로 출력하고 상기 가속도 센서의 출력신호를 출력하지않는 기능을 더 구비함을 특징으로하는 공간형 입력 장치.
제8항에 있어서, 상기 전송부는

상기 제2시간구간동안 상기 가속도 센서의 출력신호의 크기가 상기 제2임계치보다 작으면, 상기 각속도 센서의 출력신호를 외부로 출력하고 상기 가속도 센서의 출력신호를 출력하지않는 기능을 더 구비함을 특징으로하는 공간형 입력 장치.
제8항에 있어서, 상기 전송부는

제1시간구간동안 상기 각속도 센서의 출력신호의 크기가 제1임계치 이하이고 제2시간구간동안 상기 가속도 센서의 출력신호의 크기가 제2임계치 이상이면, 제3시간구간동안 상기 각속도 센서의 출력신호를 외부로 출력하지않는 기능을 더 구비함을 특징으로하는 공간형 입력 장치.