KR100827236B1 - 포인팅 디바이스, 포인터 이동 방법 및 상기 포인터를디스플레이하는 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포인팅 디바이스 및 포인터 이동 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 포인팅 디바이스는 하우징의 움직임에 따라 서로 다른 3개의 축을 중심으로 회전하는 제1 각속도, 제2 각속도 및 제3 각속도를 감지하는 각속도 감지 모듈과, 상기 움직임에 따른 가속도를 감지하는 가속도 감지 모듈과, 상기 감지된 가속도 정보를 이용하여 상기 하우징의 자세 정보를 연산하는 자세 연산 모듈과, 상기 자세 정보를 이용하여 상기 제1 각속도, 제2 각속도 및 제3 각속도를 디스플레이 좌표계에서의 각속도로 각각 변환하는 신호 변환 모듈 및 상기 변환된 각속도 정보를 이용하여 디스플레이 장치에서 디스플레이되는 포인터의 좌표를 연산하여 제공하는 포인터 좌표 연산 모듈을 포함한다.

포인팅 디바이스, 포인터 이동

Description

포인팅 디바이스, 포인터 이동 방법 및 상기 포인터를 디스플레이하는 디스플레이 장치{Pointing Device, Pointer movement method and Apparatus for displaying the pointer}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템을 개략적으로 나타내는 예시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 포인팅 디바이스의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 포인터 이동 방법을 나타내는 플로우 차트이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 포인팅 디바이스의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 포인터 이동 방법을 나타내는 플로우 차트이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

110: 각속도 감지 모듈

112: 가속도 감지 모듈

114: 자세 연산 모듈

116: 신호 변환 모듈

118: 포인터 좌표 연산 모듈

120: 무선 신호 송신 모듈

본 발명은 포인팅 디바이스, 포인터 이동 방법 및 상기 포인터를 디스플레이하는 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원격으로 디스플레이 화면에 나타나는 포인터를 이동시키는 포인팅 디바이스 및 상기 포인팅 디바이스를 잡는 위치에 관계없이 상기 디스플레이 화면에 나타나는 포인터를 이동시키는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 텔레비전과 같은 디스플레이 장치를 제어하기 위해서는 사용자가 직접 디스플레이 장치에 부착된 제어 버튼, 예를 들어 전원 온/오프(power on/off), 음량 업/다운(volume up/down), 채널 업/다운(channel up/down) 버튼을 누르거나 또는 위와 같은 기능을 갖는 리모콘을 이용하게 된다.

그러나, 최근 통신 및 영상 기술의 발달에 따라 텔레비전과 같은 디스플레이 장치는 단순히 영상과 음성을 사용자에게 제공해 주는 기능만을 갖는 것이 아니라, 양방향 텔레비전과 같이 사용자로 하여금 다양한 컨텐츠를 선택하도록 하는 기능도 제공한다. 이 경우 종래의 리모컨에 있는 4방향키를 이용하여 디스플레이 화면에 나타나는 하이라이트 표시를 사용자가 원하는 컨텐츠로 이동하게 할 수도 있으나, 이는 사용자에게 있어서 매우 불편하며, 특히 여러 번의 4방향키를 눌러야만 하는 경우에는 4방향키에 의한 사용성은 저하될 수 밖에 없다.

따라서, 이러한 문제를 해결하기 위하여 포인팅 방식에 의해 디스플레이 화면에 나타내는 포인터를 이동시키는 방법이 제안되었다. 이와 관련하여 미국등록특허 제5,440,326호에서는 자이로스코픽 포인팅 디바이스를 개시하고 있는데, 여기에서는 사용자가 상기 자이로스코픽 포인팅 디바이스를 정해진 방법에 따라 잡고 좌우로 움직이면 원격에 위치한 디스플레이 화면 상의 포인터가 죄우로 움직이고, 상하로 움직이면 디스플레이 화면 상의 포인터가 상하로 움직이도록 하는 방법을 개시하고 있다.

그러나, 위와 같은 선행 기술에서는 자이로스코픽 포인팅 디바이스를 돌려 잡고 좌우로 움직이면 디스플레이 화면 상의 포인터가 좌우로 이동하지 않게 되는 것과 같이 자이로스코픽 포인팅 디바이스를 잡는 방법에 있어서 제약이 따르게 되므로 사용자는 반드시 미리 정해진 방법에 따라 자이로스코픽 포인팅 디바이스를 잡고 움직여야 하는 불편함이 있다.

따라서, 사용자가 어떠한 자세로 포인팅 디바이스를 잡고 움직이더라도 디스플레이 화면 상의 포인터를 일관되게 이동시킬 수 있는 방법이 필요하게 되었다.

본 발명은 어떠한 자세로 포인팅 디바이스를 잡고 움직이더라도 원격에 위치한 디스플레이 장치의 화면 상에 있는 포인터를 일관되게 이동시키는 방법 및 이러한 방법에 따라 상기 포인터를 이동시키는 포인팅 디바이스를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 포인팅 디바이스는 하우징의 움직임에 따라 서로 다른 3개의 축을 중심으로 회전하는 제1 각속도, 제2 각속도 및 제3 각속도를 감지하는 각속도 감지 모듈과, 상기 움직임에 따른 가속도를 감지하는 가속도 감지 모듈과, 상기 감지된 가속도 정보를 이용하여 상기 하우징의 자세 정보를 연산하는 자세 연산 모듈과, 상기 자세 정보를 이용하여 상기 제1 각속도, 제2 각속도 및 제3 각속도를 디스플레이 좌표계에서의 각속도로 각각 변환하는 신호 변환 모듈 및 상기 변환된 각속도 정보를 이용하여 디스플레이 장치에서 디스플레이되는 포인터의 좌표를 연산하여 제공하는 포인터 좌표 연산 모듈을 포함한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 포인팅 디바이스는 하우징의 움직임에 따라 서로 다른 3개의 축을 중심으로 회전하는 제1 각속 도, 제2 각속도 및 제3 각속도를 감지하는 각속도 감지 모듈과, 상기 움직임에 따른 가속도를 감지하는 가속도 감지 모듈과, 상기 감지된 가속도 정보를 이용하여 상기 하우징의 자세 정보를 연산하는 자세 연산 모듈 및 상기 자세 정보를 이용하여 상기 제1 각속도, 제2 각속도 및 제3 각속도를 디스플레이 좌표계에서의 각속도로 각각 변환하여 제공하는 신호 변환 모듈을 포함한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 포인터 이동 방법은 하우징의 움직임에 따라 서로 다른 3개의 축을 중심으로 회전하는 제1 각속도, 제2 각속도 및 제3 각속도와 가속도를 감지하는 (a) 단계와, 상기 감지된 가속도 정보를 이용하여 상기 하우징의 자세 정보를 연산하는 (b) 단계와, 상기 자세 정보를 이용하여 상기 제1 각속도, 제2 각속도 및 제3 각속도를 디스플레이 좌표계에서의 각속도로 각각 변환하는 (c) 단계와, 상기 변환된 각속도 정보를 이용하여 디스플레이 장치에서 디스플레이되는 포인터의 좌표를 연산하는 (d) 단계 및 상기 연산된 포인터 좌표를 이용하여 상기 포인터의 위치를 변경시키는 (e) 단계를 포함한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 포인터 이동 방법은 하우징의 움직임에 따라 서로 다른 3개의 축을 중심으로 회전하는 제1 각속도, 제2 각속도 및 제3 각속도와 가속도를 감지하는 (a) 단계와, 상기 감지된 가속도 정보를 이용하여 상기 하우징의 자세 정보를 연산하는 (b) 단계와, 상기 자세 정보를 이용하여 상기 제1 각속도, 제2 각속도 및 제3 각속도를 디스플레이 좌표계에서의 각속도로 각각 변환하여 상기 변환된 각속도 정보를 전송하는 (c) 단계와, 상기 전송된 각속도 정보를 이용하여 상기 디스플레이 장치에서 디스플레이되는 포인터의 좌표를 연산하는 (d) 단계 및 상기 연산된 포인터 좌표를 이용하여 상기 포인터의 위치를 변경시키는 (e) 단계를 포함한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 포인터 이동 방법은 포인팅 디바이스로부터 무선 신호를 수신하는 (a) 단계와, 상기 포인팅 디바이스의 움직임에 따라 서로 다른 3개의 축을 중심으로 회전하는 제1 각속도, 제2 각속도 및 제3 각속도에 대응하는 각각의 각속도 정보를 상기 무선 신호로부터 추출하는 (b) 단계와, 상기 추출된 각속도 정보를 이용하여 디스플레이되는 포인터의 좌표를 연산하는 (c) 단계 및 상기 연산된 좌표에 따라 상기 포인터의 위치를 이동시키는 (d) 단계를 포함한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치는 포인팅 디바이스로부터 무선 신호를 수신하고, 상기 포인팅 디바이스의 움직임에 따라 서로 다른 3개의 축을 중심으로 회전하는 제1 각속도, 제2 각속도 및 제3 각속도에 대응하는 각각의 각속도 정보를 상기 무선 신호로부터 추출하는 무선 신호 수신 모듈과, 상기 추출된 각속도 정보를 이용하여 디스플레이되는 포인터의 좌표를 연산하는 포인터 좌표 연산 모듈 및 상기 연산된 좌표에 따라 사기 포인터의 위치를 이동시키는 포인터 제어 모듈을 포함한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 포인팅 디바이스, 포인터 이동 방법 및 상기 포인터를 디스플레이하는 디스플레이 장치를 설명하기 위한 블록도 또는 처리 흐름도에 대한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다. 이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑 제되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

본 발명의 실시예에서 사용되는 용어 중 '디스플레이 장치'는 포인팅 디바이스의 움직임에 대응하는 포인터를 디스플레이하는 장치를 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템을 개략적으로 나타내는 예시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 시스템은(100) 포인터(190)를 디스플레이하는 디스플레이 장치(150)와 원격으로부터 포인터(190)의 이동을 제어하는 입력 디바이스로서의 포인팅 디바이스(105)를 포함한다.

또한, 포인팅 디바이스(105)의 움직임과 자세를 나타내기 위한 디바이스 좌 표계(130)가 도시되어 있는데, 도 1에서는 3개의 축(X_b, Y_b, Z_b)을 이용하여 디바이스 좌표계(130)가 구성되고 있음을 나타내고 있다. 그러나, 이는 예시적인 것으로서, 포인팅 디바이스(150)의 움직임과 자세를 나타낼 수 있는 좌표계라면 본 발명에서의 적용이 가능하다. 여기에서 첨자 'b'은 포인팅 디바이스에서의 좌표계임을 나타내는 것이다.

한편, 디바이스 좌표계(130)에 대응하여 디스플레이 장치(150)를 기준으로 하는 좌표계를 설정할 수 있는데, 이를 디스플레이 좌표계(140)라 칭하기로 한다. 여기에서 첨자 'n'은 디스플레이 장치에서의 좌표계임을 나타내는 것이다.

또한, 도 1에서는 디스플레이 장치에서의 포인터 좌표를 나타내기 위한 포인터 좌표계(170)가 도시되어 있는데, 2개의 축(X_d, Y_d)을 이용하여 포인터 좌표계(170)가 구성되고 있음을 나타내고 있다. 그러나, 이는 예시적인 것으로서, 디스플레이 장치에서의 포인터 좌표를 나타낼 수 있는 좌표계라면 본 발명에서의 적용이 가능하다.

사용자가 포인팅 디바이스(105)를 잡고 디바이스 좌표계(130)를 구성하는 임의의 축을 중심으로 회전하면, 포인팅 디바이스(105)는 자신의 움직임에 따른 각속도 및 가속도를 감지한다. 그리고 나서, 포인팅 디바이스(105)는 감지된 각속도 및 가속도를 기초로 하여 포인터(190)가 이동되는 위치 좌표를 연산하여, 그 결과를 디스플레이 장치(150)로 전송한다.

디스플레이 장치(150)는 포인팅 디바이스(105)로부터 수시한 포인터(190)의 위치 좌표를 이용하여 포인터(190)의 위치를 이동시키게 된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 포인팅 디바이스의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 2를 참조하면, 포인팅 디바이스(105)는 각속도 감지 모듈(110), 가속도 감지 모듈(112), 자세 연산 모듈(114), 신호 변환 모듈(116), 포인터 좌표 연산 모듈(118) 그리고 무선 신호 송신 모듈(120)을 포함한다.

각속도 감지 모듈(110)은 하우징에 해당하는 포인팅 디바이스의 움직임이 있는 경우에 도 1에 도시된 디바이스 좌표계에서의 X, Y, Z 축을 회전축으로 하여 각각의 회전 정보, 예컨대 회전 각속도를 감지하고, 가속도 감지 모듈(112)은 포인팅 디바이스의 움직임이 있는 경우에 디바이스 좌표계에서의 X, Y, Z 축 방향에 대한 각각의 가속도를 감지한다.

자세 연산 모듈(114)은 가속도 감지 모듈(112)에 의해 감지된 각각의 가속도 정보를 이용하여 포인팅 디바이스의 자세를 연산한다. 포인팅 디바이스의 자세를 나타내는 방법으로서 롤각(roll angle), 피치각(pitch angle), 요각(yaw angle)을 이용할 수 있다.

신호 변환 모듈(116)은 자세 연산 모듈(114)에 의해 연산된 자세 정보를 이용하여 각속도 감지 모듈(110)에 의해 감지된 디바이스 좌표계(130)에서의 각속도 정보를 디스플레이 좌표계(140)에서의 각속도 정보로 변환시킨다.

포인터 좌표 연산 모듈(118)은 신호 변환 모듈(116)에 의해 변환된 각속도 정보를 이용하여 디스플레이 장치에서의 포인터 좌표를 연산하고, 무선 신호 송신 모듈(120)은 상기 연산된 포인터 좌표를 디스플레이 장치로 전송한다.

한편, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내고 있는데, 디스플레이 장치(150)는 무선 신호 수신 모듈(152), 포인터 제어 모듈(154) 그리고 디스플레이 모듈(156)을 포함한다.

무선 신호 수신 모듈(152)은 포인팅 디바이스(105)의 무선 신호 송신 모듈(120)로부터 전송된 무선 신호를 수신하여 포인터 좌표를 추출한다. 디스플레이 모듈(156)은 포인터를 디스플레이하고, 포인터 제어 모듈(154)은 상기 추출된 포인터 좌표를 이용하여 디스플레이 모듈(156)에 의해 디스플레이되는 포인터의 이동을 제어한다.

한편, 본 발명에 대한 실시예에서 사용되는 '모듈'이라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, 모듈은 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 모듈은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. 모듈은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 모듈은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 모듈들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 모듈들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 모듈들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 모듈들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.

이하, 도 2, 도 3에 도시된 구성 및 도 4에 도시된 플로우 차트를 이용하여 포인터 이동 방법을 구체적으로 설명하도록 한다.

우선 각속도 감지 모듈(110)과 가속도 감지 모듈(112)에 의해 움직이는 포인팅 디바이스의 각속도 및 가속도를 감지한다(S410).

이를 위해, 각속도 감지 모듈(110)은 포인팅 디바이스가 도 1에 도시된 디바이스 좌표계의 X_b축, Y_b축 그리고 Z_b축을 중심으로 회전하는 각속도를 감지한다. 이를 위하여 각속도 감지 모듈(110)은 각각의 축에 대한 회전 각속도를 감지하는 센서를 포함할 수 있으며, 이러한 센서의 예로서 자이로스코프(gyroscope) 센서가 이용될 수 있다. 이 때, 각속도 감지 모듈(110)에 의해 감지된 각속도를 w_b라고 나타낼 수 있고, w_b는 [수학식 1]과 같이 표현될 수 있다.

w_b = [w_bx w_by w_bz ]^T

수학식 1에서 w_bx, w_by, w_bz는 각각 X축, Y축 그리고 Z축을 중심으로 회전하는 각속도를 나타낸다.

한편, 각속도 감지 모듈(110)에 의해 움직이는 포인팅 디바이스의 각 축에 대한 각속도가 감지되는 동안, 가속도 감지 모듈(112)은 디바이스 좌표계에서의 X, Y, Z 축 방향에 대한 각각의 가속도를 감지한다. 이 때, 가속도 감지 모듈(112)에 의해 감지된 가속도를 a_b라고 나타낼 수 있고, a_b는 [수학식 2]과 같이 표현될 수 있다.

a_b = [a_bx a_by a_bz ]^T

수학식 2에서 a_bx, a_by, a_bz는 각각 X축, Y축 그리고 Z축 방향에 대한 가속도를 나타낸다.

가속도 감지 모듈(112)에 의해 가속도가 감지되면, 자세 연산 모듈(114)은 감지된 가속도 정보를 이용하여 포인팅 디바이스의 자세를 나타내는 자세 정보를 연산한다(S420). 이 때, 상기 자세 정보는 포인팅 디바이스의 롤각(roll angle), 피치각(pitch angle) 및 요각(yaw angle)으로 나타낼 수 있으며, 각각, 'φ', 'θ' 그리고 'ψ'로 표시하기로 한다.

자세 연산 모듈(114)은 [수학식 3] 및 [수학식 4]를 이용하여 감지된 가속도 정보로부터 상기와 같은 포인팅 디바이스의 자세 정보를 얻을 수 있다.

수학식 3 및 수학식 4에서 'atan2(A, B)' 함수는 지정된 A, B 좌표에서 아크 탄젠트값을 구하는 함수를 나타내며, 요각(yaw angle)에 해당하는 'ψ'값에 대해서는 후술하기로 한다.

위와 같은 방식에 따라, 포인팅 디바이스의 자세 정보가 구해지면 신호 변환 모듈(116)은 각속도 감지 모듈(110)에 의해 감지된 각속도 정보와 상기 자세 정보를 이용하여 디바이스 좌표계(130)에서의 각속도 w_b를 디스플레이 좌표계(140)에서의 각속도 w_n로 [수학식 5]에 의해 변환할 수 있다(S430).

이 때, w_n 는 디스플레이 좌표계에서의 각속도를 나타내고, w_n = [w_nx w_ny w_nz ]^T 와 같이 나타낼 수 있으며, w_b는 수학식 1에서 나타내고 있다. 또한,

는 [수학식 6]과 같이 표현될 수 있다.

수학식 5와 수학식 6을 통해 알 수 있듯이, 사용자가 포인팅 디바이스를 잡는 위치에 관계없이 디바이스 좌표계(130)로부터 디스플레이 좌표계(140)로의 변환이 가능하게 된다.

한편, 위 수학식 6의 연산을 보다 간단히 하기 위해 상기 자세 정보 중, 요각(yaw angle)에 해당하는 ψ값을 0으로 할 수도 있는데, 이러한 경우

는 수학식 7과 같이 정리될 수 있다.

또한, 보다 정밀한 디스플레이 좌표계에서의 각속도 정보 계산을 위하여 가속도 감지 모듈(112)은 지구에서 발생하는 자기장의 흐름을 파악해 나침반처럼 방위를 탐지할 수 있는 지자기센서를 더 포함할 수 있는데, 이 경우 가속도 감지 모듈(112)은 상기 지자기센서를 이용하여 방위의 변화량을 감지할 수 있고, 그 결과값을 자세 연산 모듈(114)에게 제공한다. 자세 연산 모듈(114)은 상기 결과값으로 부터 요각(yaw angle)에 해당하는 ψ값을 결정하고, 이를 신호 변환 모듈(116)로 제공하면, 신호 변환 모듈(116)은 방위 변화량에 따른 ψ값을 수학식 6에 적용함으로써 디스플레이 좌표계에서의 각속도 정보를 얻을 수 있게 된다.

위와 같은 방식에 의해 디스플레이 좌표계에서의 각속도 정보가 얻어지면, 포인터 좌표 연산 모듈(118)은 신호 변환 모듈(116)에 의해 변환된 각속도 정보를 이용하여 디스플레이 장치(150)에서의 포인터 좌표를 연산한다(S440).

포인터 좌표는 포인터 좌표계(170)에서의 포인터 좌표를 의미하는 것으로서, 포인터 좌표 (x_n, y_n)는 수학식 8에 의해 얻을 수 있다.

이 때, r_x와 r_y는 스케일 계수(scale coefficient)로서, 포인팅 디바이스(105)의 움직임에 따라 디스플레이 화면 상에 있는 포인터가 이동하는 정도를 조절해 주는 값에 해당한다. 스케일 계수를 조절하는 수단을 포인팅 디바이스(105)에 구비하여 사용자가 직접 스케일 계수를 조절할 수 있도록 하거나, 특정한 값으로 미리 설정될 수도 있다.

예를 들어, 사용자가 포인팅 디바이스(105)에 구비된 스케일 계수 조절 수단 을 이용하여 r_x 또는 r_y의 값을 작게 할 경우에는, 사용자가 포인팅 디바이스를 움직일 때 디스플레이 화면 상의 포인터는 이전보다 더 작은 거리를 이동하게 되는 것이다.

이 때, 상기 포인터 좌표 (x_n, y_n)는 디스플레이 좌표계에서의 원점에 대한 좌표이거나, 현재 디스플레이되고 있는 포인터의 위치에 대한 상대적인 좌표, 즉 현재 디스플레이되고 있는 포인터의 이동 거리를 나타내는 정보일 수 있다.

무선 신호 송신 모듈(120)은 포인터 좌표 연산 모듈(118)에 의해 연산된 포인터 좌표에 대한 정보를 디스플레이 장치(150)로 전송한다(S450).

디스플레이 장치(150)의 무선 신호 수신 모듈(152)은 포인팅 디바이스(105)로부터 수신한 무선 신호로부터 포인터 좌표 (x_n, y_n)을 추출하고, 포인터 제어 모듈(154)이 상기 추출한 포인터 좌표를 이용하여 현재 디스플레이 모듈(156)에 의해 디스플레이되고 있는 포인터를 위치를 이동시키게 된다(S460).

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 포인팅 디바이스의 구성을 나타내는 블록도로서, 포인팅 디바이스(500)는 도 1에서 도시된 포인팅 디바이스(105)에 대응한다.

도 5를 참조하면, 포인팅 디바이스(500)는 각속도 감지 모듈(510), 가속도 감지 모듈(512), 자세 연산 모듈(514), 신호 변환 모듈(516) 그리고 무선 신호 송신 모듈(520)을 포함한다.

각속도 감지 모듈(510)은 포인팅 디바이스의 움직임이 있는 경우에 도 1에 도시된 디바이스 좌표계에서의 X, Y, Z 축을 회전축으로 하여 각각의 회전 각속도를 감지하고, 가속도 감지 모듈(512)은 포인팅 디바이스의 움직임이 있는 경우에 디바이스 좌표계에서의 X, Y, Z 축 방향에 대한 각각의 가속도를 감지한다.

자세 연산 모듈(514)은 가속도 감지 모듈(512)에 의해 감지된 각각의 가속도 정보를 이용하여 포인팅 디바이스의 자세를 연산한다. 포인팅 디바이스의 자세를 나타내는 방법으로서 롤각(roll angle), 피치각(pitch angle), 요각(yaw angle)을 이용할 수 있다.

신호 변환 모듈(516)은 자세 연산 모듈(514)에 의해 연산된 자세 정보를 이용하여 각속도 감지 모듈(510)에 의해 감지된 디바이스 좌표계에서의 각속도 정보를 디스플레이 좌표계에서의 각속도 정보로 변환시킨다.

무선 신호 송신 모듈(520)은 상기 변환된 각속도 정보를 디스플레이 장치로 전송한다.

한편, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블록도로서, 디스플레이 장치(600)는 도 1에서 도시된 디스플레이 장치(150)에 대응한다.

디스플레이 장치(600)는 무선 신호 수신 모듈(610), 포인터 좌표 연산 모듈(620), 포인터 제어 모듈(630) 그리고 디스플레이 모듈(640)을 포함한다.

무선 신호 수신 모듈(610)은 포인팅 디바이스(500)의 무선 신호 송신 모듈(520)로부터 전송된 무선 신호를 수신하여 디스플레이 좌표계에서의 각속도 정보를 추출하고, 포인터 좌표 연산 모듈(620)은 상기 추출된 각속도 정보를 이용하여 디스플레이 장치(600)에서의 포인터 좌표를 연산한다.

디스플레이 모듈(640)은 포인터를 디스플레이하고, 포인터 제어 모듈(630)은 상기 연산된 포인터 좌표를 이용하여 디스플레이 모듈(640)에 의해 디스플레이되는 포인터의 이동을 제어한다.

이하, 도 5, 도 6에 도시된 구성 및 도 7에 도시된 플로우 차트를 이용하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 포인터 이동 방법을 구체적으로 설명하도록 한다.

도 5에 도시된 각속도 감지 모듈(510), 가속도 감지 모듈(512), 자세 연산 모듈(514) 그리고 신호 변환 모듈(516)은 도 2에 도시된 각속도 감지 모듈(110), 가속도 감지 모듈(112), 자세 연산 모듈(114) 그리고 신호 변환 모듈(116)에 대응하고 각 모듈이 행하는 기능도 동일하므로 여기에서는 생략하기로 한다. 또한, 도 7에서의 S710 단계 내지 S730 단계는 도 4에서의 S410 단계 내지 S430 단계와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

도 5를 참조하면, 무선 신호 송신 모듈(520)은 신호 변환 모듈(516)에 의해 제공되는 디스플레이 좌표계에서의 각속도 정보를 디스플레이 장치(600)로 전송한다(S740).

디스플레이 장치(600)의 무선 신호 수신 모듈(610)은 포인팅 디바이스(500)로부터 수신한 무선 신호를 수신하여 디스플레이 좌표계에서의 각속도 정보 w_n 을 추출하여 포인터 좌표 연산 모듈(620)로 제공한다.

포인터 좌표 연산 모듈(620)은 상기 각속도 정보를 이용하여 수학식 8과 같 은 방법에 의해 포인터 좌표계에서의 포인터 좌표를 연산한다(S750). 그리고 나서, 포인터 제어 모듈(630)이 상기 추출한 포인터 좌표를 이용하여 현재 디스플레이 모듈(640)에 의해 디스플레이되고 있는 포인터를 위치를 이동시키게 된다(S760).

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 포인팅 디바이스, 포인터 이동 방법 및 상기 포인터를 디스플레이하는 디스플레이 장치에 따르면, 어떠한 자세로 포인팅 디바이스를 잡고 움직이더라도 원격에 위치한 디스플레이 장치의 화면 상에 있는 포인터를 일관되게 이동시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (23)

1. 하우징의 움직임에 따라 서로 다른 3개의 축을 중심으로 회전하는 제1 각속도, 제2 각속도 및 제3 각속도를 감지하는 각속도 감지 모듈;

   상기 움직임에 따른 가속도를 감지하는 가속도 감지 모듈;

   상기 감지된 가속도 정보를 이용하여 상기 하우징의 자세 정보를 연산하는 자세 연산 모듈;

   상기 자세 정보를 이용하여 상기 제1 각속도, 제2 각속도 및 제3 각속도를 디스플레이 좌표계에서의 각속도로 각각 변환하는 신호 변환 모듈; 및

   상기 변환된 각속도 정보를 이용하여 디스플레이 장치에서 디스플레이되는 포인터의 좌표를 연산하여 제공하는 포인터 좌표 연산 모듈을 포함하는 포인팅 디바이스.
2. 제1항에 있어서,

   상기 가속도 정보는 서로 다른 3개의 축에 관한 가속도 정보를 포함하며, 상기 자세 정보는 상기 3개의 축에 관한 롤각(roll angle) 및 피치각(pitch angle)을 포함하는 포인팅 디바이스.
3. 제2항에 있어서,

   상기 자세 정보는 요각(yaw angle)을 더 포함하는 포인팅 디바이스.
4. 제3항에 있어서,

   상기 요각(yaw angle)은 지자기센서로부터 제공되는 포인팅 디바이스.
5. 제1항에 있어서,

   상기 포인터의 좌표는 상기 하우징의 움직임에 따라 상기 포인터가 이동하는 정도를 조절해 주는 스케일 계수에 의해 조절되는 포인팅 디바이스.
6. 하우징의 움직임에 따라 서로 다른 3개의 축을 중심으로 회전하는 제1 각속도, 제2 각속도 및 제3 각속도와 가속도를 감지하는 (a) 단계;

   상기 감지된 가속도 정보를 이용하여 상기 하우징의 자세 정보를 연산하는 (b) 단계;

   상기 자세 정보를 이용하여 상기 제1 각속도, 제2 각속도 및 제3 각속도를 디스플레이 좌표계에서의 각속도로 각각 변환하는 (c) 단계;

   상기 변환된 각속도 정보를 이용하여 디스플레이 장치에서 디스플레이되는 포인터의 좌표를 연산하는 (d) 단계; 및

   상기 연산된 포인터 좌표를 이용하여 상기 포인터의 위치를 변경시키는 (e) 단계를 포함하는 포인터 이동 방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 가속도 정보는 서로 다른 3개의 축에 관한 가속도 정보를 포함하며, 상기 자세 정보는 상기 3개의 축에 관한 롤각(roll angle) 및 피치각(pitch angle)을 포함하는 포인터 이동 방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 자세 정보는 요각(yaw angle)을 더 포함하는 포인터 이동 방법.
9. 제8항에 있어서,

   상기 요각(yaw angle)은 지자기센서로부터 제공되는 포인터 이동 방법.
10. 제6항에 있어서,

    상기 포인터의 좌표는 상기 하우징의 움직임에 따라 상기 포인터가 이동하는 정도를 조절해 주는 스케일 계수에 의해 조절되는 포인터 이동 방법.
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 포인팅 디바이스로부터 무선 신호를 수신하고, 상기 포인팅 디바이스의 움직임에 따라 서로 다른 3개의 축을 중심으로 회전하는 제1 각속도, 제2 각속도 및 제3 각속도에 대응하는 각각의 각속도 정보를 상기 무선 신호로부터 추출하는 무선 신호 수신 모듈;

    상기 추출된 각속도 정보를 이용하여 디스플레이되는 포인터의 좌표를 연산하는 포인터 좌표 연산 모듈; 및

    상기 연산된 좌표에 따라 상기 포인터의 위치를 이동시키는 포인터 제어 모듈을 포함하는 디스플레이 장치.
16. 제15항에 있어서,

    상기 좌표는 상기 포인팅 디바이스의 움직임에 따라 상기 포인터가 이동하는 정도를 조절해 주는 스케일 계수에 의해 조절되는 디스플레이 장치.
17. 하우징의 움직임에 따라 서로 다른 3개의 축을 중심으로 회전하는 제1 각속도, 제2 각속도 및 제3 각속도와 가속도를 감지하는 (a) 단계;

    상기 감지된 가속도 정보를 이용하여 상기 하우징의 자세 정보를 연산하는 (b) 단계;

    상기 자세 정보를 이용하여 상기 제1 각속도, 제2 각속도 및 제3 각속도를 디스플레이 좌표계에서의 각속도로 각각 변환하여 상기 변환된 각속도 정보를 전송하는 (c) 단계;

    상기 전송된 각속도 정보를 이용하여 상기 디스플레이 장치에서 디스플레이되는 포인터의 좌표를 연산하는 (d) 단계; 및

    상기 연산된 포인터 좌표를 이용하여 상기 포인터의 위치를 변경시키는 (e) 단계를 포함하는 포인터 이동 방법.
18. 제17항에 있어서,

    상기 가속도 정보는 서로 다른 3개의 축에 관한 가속도 정보를 포함하며, 상기 자세 정보는 상기 3개의 축에 관한 롤각(roll angle) 및 피치각(pitch angle)을 포함하는 포인터 이동 방법.
19. 제18항에 있어서,

    상기 자세 정보는 요각(yaw angle)을 더 포함하는 포인터 이동 방법.
20. 제19항에 있어서,

    상기 요각(yaw angle)은 지자기센서로부터 제공되는 포인터 이동 방법.
21. 제17항에 있어서,

    상기 포인터의 좌표는 상기 하우징의 움직임에 따라 상기 포인터가 이동하는 정도를 조절해 주는 스케일 계수에 의해 조절되는 포인터 이동 방법.
22. 포인팅 디바이스로부터 무선 신호를 수신하는 (a) 단계;

    상기 포인팅 디바이스의 움직임에 따라 서로 다른 3개의 축을 중심으로 회전하는 제1 각속도, 제2 각속도 및 제3 각속도에 대응하는 각각의 각속도 정보를 상기 무선 신호로부터 추출하는 (b) 단계;

    상기 추출된 각속도 정보를 이용하여 디스플레이되는 포인터의 좌표를 연산하는 (c) 단계; 및

    상기 연산된 좌표에 따라 상기 포인터의 위치를 이동시키는 (d) 단계를 포함하는 포인터 이동 방법.
23. 제22항에 있어서,

    상기 좌표는 상기 포인팅 디바이스의 움직임에 따라 상기 포인터가 이동하는 정도를 조절해 주는 스케일 계수에 의해 조절되는 포인터 이동 방법.

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