KR101139849B1 - A apparatus for 3d optical track pad and method using the same - Google Patents

A apparatus for 3d optical track pad and method using the same Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A 3D optical track pad including a pressure sensor and a method using the same are provided to conveniently control content by obtaining location information data based on a pressure sensor which is added to a 2D optical track pad. CONSTITUTION: A pressure sensor(180) is located between a subject and an optical source unit(100) and generates an electrical signal. An image sensor(160) obtains horizontal location data based on the horizontal movement of the subject. The pressure sensor obtains vertical location data based on the vertical movement of the subject. The image sensor senses location data information and obtains horizontal location data information.

Description

3차원 광학 트랙 패드 장치 및 이를 이용하는 방법{A APPARATUS FOR 3D OPTICAL TRACK PAD AND METHOD USING THE SAME} 3D optical track pad device and method of using the same {A APPARATUS FOR 3D OPTICAL TRACK PAD AND METHOD USING THE SAME}

본 발명은 3차원 광학 트랙패드 장치 및 이를 이용하는 방법에 관한 것으로, 특히, 3차원 디스플레이장치 또는 3차원 게임에서 사용자가 정보를 효과적으로 입력하기 위해서 광학 트랙패드를 이용하여 3차원 공간의 X축, Y축 및 Z축의 방향을 제어하여 컨텐츠의 정보를 인지하고 선택 및/또는 조작할 수 있는 3차원 광학 트랙패드 장치 및 이를 이용한 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a three-dimensional optical trackpad device and a method of using the same. In particular, in the three-dimensional display device or a three-dimensional game, an X-axis, Y in a three-dimensional space using an optical trackpad to effectively input information. The present invention relates to a three-dimensional optical trackpad device capable of recognizing, selecting, and / or manipulating information of a content by controlling directions of an axis and a Z axis, and a method using the same.

종래에는 모바일 기기(스마트폰, PDA, 랩탑 등)에서 PC의 마우스 역할을 수행하는 트랙볼(track ball)을 사용하여 실제로 마우스를 움직이는 것처럼 돌리고 클릭하여 메뉴를 선택할 수 있었다. 하지만 이러한 트랙볼은 오작동, 정밀한 조작의 어려움 등의 여러 가지 문제점으로 인하여 현재에는 널리 사용되고 있지 않다.In the related art, using a track ball which acts as a mouse of a PC in a mobile device (smartphone, PDA, laptop, etc.), a user can select a menu by rotating and clicking as if the mouse is actually moving. However, these trackballs are not widely used at present due to various problems such as malfunction and difficulty in precise operation.

도 1은 종래에 광학 트랙 패드의 원리를 나타내는 개념도이다. 도 1을 참고하여 광학 트랙 패드에 대해서 설명하면 다음과 같다.1 is a conceptual diagram showing the principle of an optical track pad in the related art. An optical track pad will be described with reference to FIG. 1.

광학 트랙 패드는 광원, 반사경, 센서 및 렌즈를 포함할 수 있다. 광학 트랙 패드의 원리는 나노 광학 기술에 기초하여 사용자의 손가락에 광을 조사시키고 반사된 광을 감지하여 이에 대한 전기적 신호를 획득함으로써 사용자의 손가락의 움직임을 파악할 수 있다. 이러한 광학 트랙 패드는 모바일 기기에서도 PC의 마우스 커서와 동일한 움직임을 지원하는 솔루션으로써 최근 각광을 받고 있는 실정이다. 이러한 광학 트랙 패드는 자유로운 동작성과 미세영역에서의 컨트롤 및 웹과 PC 기반의 사용환경을 구현할 수 있는 등 많은 장점이 있다. Optical track pads may include light sources, reflectors, sensors, and lenses. The principle of the optical track pad is to detect the movement of the user's finger by irradiating light on the user's finger, sensing the reflected light and acquiring an electrical signal based on the nano-optic technology. Such optical track pads have been in the spotlight recently as a solution that supports the same movement as the mouse cursor of a PC in a mobile device. Such an optical track pad has many advantages, such as free operation, control in a micro area, and a web and PC-based environment.

최근 광학 트랙 패드와 관련된 기술이 모바일 디바이스에 맞춰서 슬림화, 저전력화, 내부 광학 설계 및 실장구조의 자유로움의 특성을 갖추면서, 사용자는 기존의 모바일 기기가 갖고 있는 제한성에서 탈피하여 좀더 자유롭고 직관적인 조작을 실행할 수 있게 되었다.With the recent technology related to optical track pads for slimming, low power, internal optical design and mounting structure for mobile devices, users can move away from the limitations of existing mobile devices and operate more freely and intuitively. Now you can run

다만, 이러한 광학 트랙 패드의 상용화 기술의 경우에, 손가락의 움직임에 따라 디스플레이상의 2차원(예컨대 X축, Y축) 컨트롤만 가능하다는 한계가 있었다. 최근 3D 기술의 발달로 인하여 종전 2차원 광학 트랙 패드를 이용해서는 3D 기술이 적용되는 3D 기기(예컨대, 3D TV, 3D 게임기 등)를 지원할 수 없으므로, 3D 환경에서도 광학 트랙 패드를 자유롭고 직관적으로 조작할 수 있는 3D 광학 트랙 패드 장치 및 이를 이용한 방법에 대한 개념이 필요한 현실이다.
However, in the commercialization technology of such an optical track pad, there is a limitation that only two-dimensional (for example, X-axis and Y-axis) control on the display is possible according to the movement of a finger. Due to the recent development of 3D technology, the conventional 2D optical trackpad cannot be used to support 3D devices (for example, 3D TVs, 3D game machines, etc.) to which 3D technology is applied. Therefore, the optical trackpad can be operated freely and intuitively even in a 3D environment. There is a need for a concept of a 3D optical track pad device and a method using the same.

상기 문제점을 해결하기 위해서 상기 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 모바일 기기 및 TV 리모컨 등에서 사용되고 있는 2D용 광학 트랙 패드(Optical Track Pad ; OTP) 장치에 압력 센서를 더 포함함으로써 X축, Y축 및 Z축에 대한 위치 정보 데이터를 획득하여 사용자가 직관적이고 편리하게 컨텐츠를 선택 및/또는 조작할 수 있는 것을 목적으로 한다.
In order to solve the above problems, the present invention provides an X-axis, a Y-axis, and a Z by further including a pressure sensor in an 2D optical track pad (OTP) device used in a mobile device and a TV remote control. An object of the present invention is to acquire position information data about an axis so that a user can select and / or manipulate content intuitively and conveniently.

본 발명에 따른 3차원 광학 트랙 패드 장치는, 피사체로 광을 조사하는 광원부와 조사된 광이 반사경에 의해서 상기 피사체에 반사되면 반사된 광을 감지하는 이미지 센서를 포함하는 3차원 광학 트랙 패드 장치에 있어서, 상기 피사체와 상기 광원부 사이에 위치해서, 상기 피사체에 의해 압력이 가해지면 전기적 신호를 생성하는 압력 센서를 더 포함하되, 상기 이미지 센서는 상기 피사체의 수평 움직임에 기초하여 수평 위치 데이터 정보를 획득하며, 상기 압력 센서는 상기 피사체의 수직 움직임에 기초하여 수직 위치 데이터 정보를 획득하는 것을 특징으로 한다.The three-dimensional optical track pad device according to the present invention includes a light source unit for irradiating light to a subject and an image sensor for detecting the reflected light when the irradiated light is reflected by the reflector to the subject. The apparatus may further include a pressure sensor positioned between the subject and the light source unit to generate an electrical signal when pressure is applied by the subject, wherein the image sensor acquires horizontal position data information based on a horizontal movement of the subject. The pressure sensor may obtain vertical position data information based on the vertical movement of the subject.

본 발명에 따른 3차원 광학 트랙 패드 장치는, 상기 이미지 센서가, 상기 피사체의 X축 및 Y축 각각의 위치 데이터 정보를 감지하고, 상기 X축 및 Y축의 각각의 위치 데이터 정보를 이용해서 상기 수평 위치 데이터 정보를 획득하는 것을 특징으로 한다.In the three-dimensional optical track pad device according to the present invention, the image sensor, the position data information of each of the X-axis and Y-axis of the subject, and the horizontal position by using the position data information of each of the X-axis and Y-axis And obtaining location data information.

본 발명에 따른 3차원 광학 트랙 패드 장치는, 상기 압력 센서가, 상기 피사체의 수평 위치 데이터 정보가 획득된 후에, 상기 피사체에 의해서 Z축으로 가해지는 압력을 감지하고, 상기 Z축으로 가해지는 압력에 따라 상기 수직 위치 데이터 정보를 획득하는 것을 특징으로 한다.In the three-dimensional optical track pad device according to the present invention, the pressure sensor, after obtaining the horizontal position data information of the subject, senses the pressure applied to the Z axis by the subject, the pressure applied to the Z axis The vertical position data information is obtained according to the above.

본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 광학 트랙 패드 장치를 이용하는 방법은, 피사체로 광을 조사하는 광원부와 조사된 광이 반사경에 의해서 상기 피사체에 반사되면 반사된 광을 감지하는 이미지 센서와 상기 피사체와 상기 광원부 사이에 위치해서, 상기 피사체에 의해 압력이 가해지면 전기적 신호를 생성하는 압력 센서를 포함하는 3차원 광학 트랙 패드 장치를 이용하는 방법에 있어서, 상기 이미지 센서가 상기 피사체의 수평 움직임에 기초하여 수평 위치 데이터 정보를 획득하는 단계(S100); 및 상기 압력 센서가 상기 피사체의 수직 움직임에 기초하여 수직 위치 데이터 정보를 획득하는 단계(S200);를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of using a 3D optical track pad device according to another embodiment of the present invention includes a light source unit for irradiating light to a subject and an image sensor for detecting reflected light when the irradiated light is reflected by the reflector to the subject and the subject And a pressure sensor positioned between the light source and the light source unit, the pressure sensor generating an electrical signal when pressure is applied by the subject, wherein the image sensor is based on a horizontal movement of the subject. Acquiring horizontal position data information (S100); And acquiring, by the pressure sensor, vertical position data information based on the vertical movement of the subject (S200).

본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 광학 트랙 패드 장치는, 피사체로 광을 조사하는 제1광원부와 조사된 광이 제1반사경에 의해서 상기 피사체로부터 반사되면 반사된 광을 감지하는 수직 제1 이미지 센서를 포함하는 수직 움직임 감지부; 및 상기 피사체에 제2 방향으로 광을 조사하는 제2광원부와 조사된 광이 제2반사경에 의해서 상기 피사체로부터 반사되면 반사된 광을 감지하는 제2 이미지 센서를 포함하는 수평 움직임 감지부;를 포함하고, 상기 수평 움직임 감지부는 상기 피사체의 수평 움직임에 기초하여 수평 위치 데이터 정보를 획득하며, 상기 수직 움직임 감지부는 상기 피사체의 수직 움직임에 기초하여 수직 위치 데이터 정보를 획득하는 것을 특징으로 한다.The three-dimensional optical track pad device according to another embodiment of the present invention, the first light source unit for irradiating light to the subject and the vertical first image for detecting the reflected light when the irradiated light is reflected from the subject by the first reflector A vertical motion detector including a sensor; And a horizontal motion detector including a second light source for irradiating light to the subject in a second direction and a second image sensor for detecting the reflected light when the irradiated light is reflected from the subject by a second reflector. The horizontal motion detector may acquire horizontal position data information based on the horizontal movement of the subject, and the vertical motion detector may acquire vertical position data information based on the vertical movement of the subject.

본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 광학 트랙 패드 장치는, 수평 움직임 감지부가, 상기 피사체의 X축 및 Y축 각각의 위치 데이터 정보를 감지하고, 상기 X축 및 Y축의 각각의 위치 데이터 정보를 이용해서 상기 수평 위치 데이터 정보를 획득하는 것을 특징으로 한다.In a three-dimensional optical track pad device according to another embodiment of the present invention, the horizontal motion detection unit, the position data information of each of the X-axis and the Y-axis of the subject is detected, and the respective position data information of the X-axis and Y-axis And acquiring the horizontal position data information.

본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 광학 트랙 패드 장치는, 상기 수직 움직임 감지부가, 상기 피사체의 X축과 Z축 각각의 위치 데이터 정보 또는 상기 피사체의 Y축과 Z축 각각의 위치 데이터 정보를 감지하고, 상기 X축과 Z축 각각의 위치 데이터 정보 또는 상기 Y축과 상기 Z축 각각의 위치 데이터 정보를 이용해서 상기 수직 위치 데이터 정보를 획득하는 것을 특징으로 한다.
In the 3D optical track pad device according to another embodiment of the present invention, the vertical motion detection unit, the position data information of each of the X and Z axes of the subject or the position data information of each of the Y and Z axes of the subject And detecting the vertical position data using position data information of each of the X and Z axes or position data information of the Y and Z axes.

상기 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 모바일 기기 및 TV 리모컨 등에서 사용되고 있는 2D용 광학 트랙 패드(Optical Track Pad ; OTP) 장치에 압력 센서를 더 포함함으로써 X축, Y축 및 Z축에 대한 위치 정보 데이터를 획득하여 사용자가 직관적이고 편리하게 컨텐츠를 선택 및/또는 조작할 수 있는 효과를 제공한다.
In order to solve the above problems, the present invention further includes a pressure sensor in a 2D optical track pad (OTP) device used in a mobile device and a TV remote control, thereby providing position information data for the X, Y, and Z axes. It provides the effect that the user can select and / or manipulate the content intuitively and conveniently.

도 1은 종래 광학 트랩 패드의 원리를 나타내는 개념도이며,
도 2는 3차원 디스플레이의 편광 필름 방식의 동작원리를 설명하는 개념도이고,
도 3은 본원 발명에 따른 3차원 광학 트랙패드 장치의 구성도이며,
도 4는 본원 발명에 따른 3차원 광학 트랙 패드 장치를 이용하여 원하는 컨텐츠를 선택하는 원리에 대한 개념도이고,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 광학 트랙 패드를 이용하여 3차원 컨텐츠를 선택 및/또는 조작하는 방법에 대한 흐름도이다.1 is a conceptual diagram showing the principle of a conventional optical trap pad,
2 is a conceptual diagram illustrating the operation principle of the polarizing film method of the three-dimensional display,
3 is a block diagram of a three-dimensional optical trackpad device according to the present invention,
4 is a conceptual diagram of a principle of selecting a desired content by using a three-dimensional optical track pad device according to the present invention,
5 is a flowchart of a method of selecting and / or manipulating three-dimensional content using a three-dimensional optical track pad according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 첨부된 도면을 참고하여 이하에서 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. The present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments.

일반적인 3차원 디스플레이의 구현 기술은 안경식과 무안경식으로 나눠진다. 안경식은 좌우 영상을 분리하는 방법이 핵심이며, 크게 공간분할과 시간분할로 구분된다. 비안경식은 안경식에 비하여 2D/3D 동시 구현이 힘들기 때문에 시스템으로 문제를 해결하고 있는 실정이다. 반면, 안경식은 편광 필름 방식과 셔터글래스 방식으로 나눠지고, 현재 이 두 기술이 상업화되고 있다.Techniques for implementing a general three-dimensional display are divided into glasses and glasses-free. The key to eyeglass type is to separate left and right images, and it is divided into space division and time division. Since the non-glass type is more difficult to implement 2D / 3D than the eyeglass type, the situation is solved by the system. On the other hand, eyeglasses are divided into polarizing film method and shutter glass method, and these two technologies are currently commercialized.

먼저, 편광 필름 (Film Patterned Retarter ; FPR) 방식을 설명하면, 편광 필름은 공간을 분할하는 방식으로, 편광 현상을 이용하되 디스플레이 화면에 위상제어기능을 가진 층, 즉 리타더(retarder)가 패턴화되어 있어서 좌우 영상을 공간적으로 분리하는 방식이다.First, a description of a polar patterned film (FPR) method, the polarizing film is a method of dividing the space, using a polarization phenomenon, but the layer having a phase control function on the display screen, that is, the retarder (pattern) is patterned In this way, the left and right images are spatially separated.

도 2는 3차원 디스플레이의 편광 필름 방식의 동작원리를 설명하는 개념도이다. 도 2를 참고하여, 3차원 디스플레이의 편광 필름 방식의 동작원리에 대하여 설명하면 다음과 같다.2 is a conceptual diagram illustrating an operation principle of a polarizing film method of a three-dimensional display. Referring to Figure 2, the operation principle of the polarizing film method of the three-dimensional display will be described as follows.

3차원 디스플레이는 LCD 패널, 패턴된 리타더(Patterned Retarder) 및 폴라라이저 글래스(Polarizer Glasses)를 포함할 수 있다. LCD 패널에서 나온 광은 패턴된 리타더에 의해서 위상이 제어되고, 위상이 제어된 광은 폴라라이저 글래스를 통과해서 분리된 좌/우 영상이 생성된다. 관찰자는 이렇게 분리된 좌/우 영상을 최종 3D 영상으로 시각적으로 인식하게 된다.The three-dimensional display may include an LCD panel, a patterned retarder, and polarizer glasses. The light from the LCD panel is phase controlled by the patterned retarder, and the phase controlled light passes through the polarizer glass to generate a separated left and right image. The viewer visually recognizes the separated left and right images as the final 3D image.

다음으로, 셔터 글래스(Shutter Glass ; SG) 방식에 대해서 설명하면 다음과 같다. 셔터 글래스 방식은 시간분할을 하는 방식으로, 셔터 글래스 방식은 60Hz의 주파수 기간 동안 좌측 눈과 우측 눈에 각각 다른 영상을 보여준다. 액정 셔터 글래스 방식을 이용한 입체 영상 표시 장치는 좌안 영상 및 우안 영상을 교대로 빠르게 디스플레이하고, 액정 셔터를 좌, 우 교대로 개폐(OPEN/CLOSE)한다. 이때 한 프레임이 보여지기 직전에는 블랙영상을 화면에 디스플레이함으로써 크로스토크의 발생율을 낮추기 위함이다.
Next, a shutter glass (SG) method will be described. The shutter glass method is a time division method, and the shutter glass method shows different images for the left eye and the right eye during a frequency period of 60 Hz. A stereoscopic image display apparatus using a liquid crystal shutter glass method alternately displays a left eye image and a right eye image alternately, and opens and closes (OPEN / CLOSE) the liquid crystal shutter alternately left and right. This is to reduce the incidence of crosstalk by displaying a black image on the screen just before one frame is displayed.

도 3은 본원 발명에 따른 3차원 광학 트랙패드 장치의 구성도이다. 도 3을 참고하여 3차원 광학 트랙 패드 장치를 살펴보면 다음과 같다.3 is a block diagram of a three-dimensional optical trackpad device according to the present invention. The 3D optical track pad device will be described with reference to FIG. 3.

3차원 광학 트랙 패드 장치는, 광원부(100)와, 광원부(100)의 빛을 가이드하여 피사체(F)에 조사하는 광가이드(120)와, 피사체(F)로부터 반사된 빛을 집광시키는 렌즈(140)와, 집광된 빛의 변화를 감지하여 전기적 신호로 변환시키는 이미지 센서(160) 및 사용자의 손가락 압력과 위치에 따라 Z축의 위치를 제어하는 압력센서(180)를 포함할 수 있다.The three-dimensional optical track pad device includes a light source unit 100, a light guide 120 for guiding light from the light source unit 100 to irradiate the subject F, and a lens for condensing the light reflected from the subject F ( 140, and an image sensor 160 that detects a change in the collected light and converts it into an electrical signal, and a pressure sensor 180 that controls the position of the Z-axis according to the pressure and position of the user's finger.

광원부(100)는 피사체로 광을 조사하는 기능을 수행하고, 광가이드(120)에 의해서 조사된 광이 반사경에 의해서 반사되고, 상기 피사체에 반사된 광을 렌즈(140)가 집광하여 이미지 센서(160)로 보낸다. 이미지 센서(160)에 의해서 사용자의 손가락의 위치에 대한 X축 및 Y축에 대한 위치 정보 데이터가 획득된다.The light source unit 100 performs a function of irradiating light to a subject, the light irradiated by the light guide 120 is reflected by a reflector, and the lens 140 collects the light reflected by the subject to an image sensor ( 160). The image sensor 160 acquires position information data about the X and Y axes of the user's finger position.

그 후에 피사체와 광원부(100) 사이에 위치하고, 피사체에 의해 압력이 가해지면 전기적 신호를 생성하는 압력 센서(180)는 사용자의 손가락에 의해서 가해지는 압력에 기초하여 Z축에 대한 위치 정보 데이터를 획득하게 된다.Thereafter, the pressure sensor 180, which is located between the subject and the light source unit 100 and generates pressure when the pressure is applied by the subject, acquires position information data on the Z axis based on the pressure applied by the user's finger. Done.

이때 광원(100)은 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)를 사용하고, 이미지 센서(160)로는 씨모스(CMOS:Complementary Metal Oxide Semiconductor)센서를 사용하며, 압력센서(180)는 전단응력을 이용한 압저항형 압력센서가 사용될 수 있다. 이는 기판 위에 형성된 다이어프램과 다이어프램상에 형성되는 상호 직렬 연결된 복수의 Piezo 저항을 구비하고, 2개 내지 4개의 Piezo 저항을 상호 직렬로 연결하여 압력 크기에 따른 출력 전압을 산출하여 Z축의 위치를 획득할 수 있다. 이때, 광이 압력 센서(180)를 통과할 수 있도록 압력 센서(180)는 투명 재질로 구현될 수 있다.In this case, the light source 100 uses a light emitting diode (LED), the CMOS sensor uses a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) sensor, and the pressure sensor 180 uses a shear stress. Piezoresistive pressure sensors can be used. It has a diaphragm formed on the substrate and a plurality of piezo resistors connected in series formed on the diaphragm, and two to four piezo resistors are connected in series to calculate the output voltage according to the magnitude of pressure to obtain the position of the Z axis. Can be. In this case, the pressure sensor 180 may be made of a transparent material so that light may pass through the pressure sensor 180.

이러한 광학 트랙 패드 장치에 의하면, 인가되는 전기에 의해 광원(100)이 발광한다. 그러한 광원(100)의 빛은 광가이드를 통해 피사체(F), 즉 사용자가 손가락에 조사되고, 조사된 빛은 피사체(F)에 반사되면서 하측의 렌즈로 조사되며, 조사된 빛은 렌즈에 의해 집광되면서 이미지 센서(160)에 결상된다. According to such an optical track pad device, the light source 100 emits light by electricity applied. The light of the light source 100 is irradiated to the subject F, that is, the user's finger through the light guide, the irradiated light is reflected to the subject (F) to the lower lens, the irradiated light is irradiated by the lens The light is collected and imaged in the image sensor 160.

그리고 이와 같은 상태에서 피사체(F)가 움직이면, 그 움직임에 따라 피사체(F)로부터 반사된 빛은 변화하게 되고, 빛의 변화에 따라 이미지 센서(160)에 결상된 영상도 변화된다.When the subject F moves in such a state, the light reflected from the subject F changes according to the movement, and the image formed by the image sensor 160 also changes according to the change of the light.

결국, 이미지 센서(160)는 변화되는 영상을 전기적인 신호로 변환시키면서 모바일 기기의 데이터 처리부(도시하지 않음)에 입력시키고, 전기적 신호가 입력된 데이터 처리부는 이를 근거로 피사체(F)의 움직임을 2차원, 즉 X축 및 Y축에 대한 데이터로 변환시킨다. As a result, the image sensor 160 converts the changed image into an electrical signal and inputs the data signal to a data processor (not shown) of the mobile device, and the data processor inputs the electrical signal based on the movement of the subject F. Convert to two-dimensional, i.e., data for the X and Y axes.

이미지 센서(160)에 의해서 X축 및 Y축에 대한 위치 정보 데이터가 획득된 후에, 압력 센서(180)는 사용자의 손가락에 의해서 가해진 압력에 기초하여 압력의 위치 및 크기에 따른 출력 전압 데이터를 생성하고, 이러한 출력 전압 데이터는 Z축 위치 정보 데이터에 관한 것으로 이를 전기적 신호로 데이터 처리부에 전송한다.
After the positional information data for the X and Y axes are obtained by the image sensor 160, the pressure sensor 180 generates output voltage data according to the position and magnitude of the pressure based on the pressure applied by the user's finger. The output voltage data relates to Z-axis position information data and is transmitted as an electrical signal to the data processor.

도 4는 본원 발명에 따른 3차원 광학 트랙 패드 장치를 이용하여 원하는 컨텐츠를 선택하는 원리에 대한 개념도이다.4 is a conceptual diagram of a principle of selecting a desired content by using a three-dimensional optical track pad device according to the present invention.

도 4를 참고하여 보다 구체적으로 살펴보면, 사용자는 3D 디스플레이 화면에서 A지점에 원하는 콘텐츠가 존재하고, A지점의 컨텐츠를 선택/조작하려고 한다면, 모바일 기기의 데이터 처리부가 A지점에 대한 X축, Y축 및 Z축 위치 정보 데이터를 알고 있어야 한다. In more detail with reference to Figure 4, if the user has a desired content on the point A on the 3D display screen, and wants to select / manipulate the content of the point A, the data processing unit of the mobile device X axis, Y You must know the axis and Z axis position information data.

사용자가 본원 발명의 3차원 광학 트랙 패드를 사용하여 A지점에 대한 정보를 획득하는 원리를 살펴보면 다음과 같다. 우선 사용자가 A지점이 위치한 X축 및 Y축 위치 정보 데이터를 획득하게 된다. 이는 사용자의 손가락이 3차원 광학 트랙 패드 상에서 움직이게 되고, 해당 지점(A 지점)으로 이동함으로써 해당 위치 정보를 획득할 수 있게 된다.Looking at the principle that the user acquires information about the point A using the three-dimensional optical track pad of the present invention. First, the user acquires the X-axis and Y-axis position information data where the A point is located. This allows the user's finger to move on the three-dimensional optical track pad and move to the corresponding point (point A) to obtain the corresponding position information.

사용자가 3차원 디스플레이 화면 속에서 A지점의 X축 및 Y축에 위치하게 되면, 사용자는 A지점의 Z축 위치에 해당하는 만큼 압력센서(180)에 압력을 가하거나 감함으로써 해당 Z축 위치에 위치하게 된다. 이때 가해진 압력을 압력센서가 처리하여 전기적 신호로 변환하여 Z축 위치 정보 데이터를 얻게 된다.
When the user is located on the X and Y axes of the A point in the 3D display screen, the user applies or depresses the pressure sensor 180 as much as the Z axis of the A point to the corresponding Z axis position. Will be located. At this time, the pressure sensor is processed by the pressure sensor is converted into an electrical signal to obtain the Z-axis position information data.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 광학 트랙 패드를 이용하여 3차원 컨텐츠를 선택 및/또는 조작하는 방법에 대한 흐름도이다.5 is a flowchart of a method of selecting and / or manipulating three-dimensional content using a three-dimensional optical track pad according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참고하여, 3차원 광학 트랙 패드 장치를 이용한 방법에 대해서 살펴보면 다음과 같다.Referring to FIG. 5, the method using the 3D optical trackpad device is as follows.

3차원 광학 트랙 패드를 이용한 방법은, 이미지 센서가 피사체의 수평 움직임에 기초하여 수평 위치 데이터 정보를 획득하는 단계(S100); 및 압력 센서가 상기 피사체의 수직 움직임에 기초하여 수직 위치 데이터 정보를 획득하는 단계(S200);를 포함한다.
The method using the 3D optical track pad includes: obtaining, by the image sensor, horizontal position data information based on a horizontal movement of the subject (S100); And obtaining, by the pressure sensor, vertical position data information based on the vertical movement of the subject (S200).

도 6a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 광학 트랙 패드 장치의 개략적인 제1실시도이다. 6A is a schematic first embodiment of a three-dimensional optical track pad device according to another embodiment of the present invention.

도 6a를 참고하여 살펴보면 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 광학 트랙 패드 장치는 수평 움직임 감지부(200)를 이용하여 XY축을 센싱하고, 수직 움직임 감지부(300)를 이용하여 YZ축 또는 XZ축의 변이를 감지할 수 있도록 구현될 수 있다.Referring to FIG. 6A, the 3D optical track pad device according to another embodiment of the present invention senses the XY axis using the horizontal motion detector 200 and the YZ axis or XZ using the vertical motion detector 300. It can be implemented to detect the variation of the axis.

이러한 수평 움직임 감지부(200) 또는 수직 움직임 감지부(300)는 앞서 살펴본 바와 같이 광원부, 반사경, 렌즈 및 이미지 센서를 포함하여 구성된다. 수평 움직임 감지부(200) 및 수직 움직임 감지부(300)의 동작 원리는 도 4에서 설명한 바와 같이 피사체의 움직임에 대해서 이를 감지하고 움직임에 관한 위치 데이터 정보를 이용하여 수평 위치 데이터 정보 및 수직 위치 데이터 정보를 획득할 수 있다.As described above, the horizontal motion detector 200 or the vertical motion detector 300 includes a light source unit, a reflector, a lens, and an image sensor. The operation principle of the horizontal motion detector 200 and the vertical motion detector 300 detects the movement of the subject as described with reference to FIG. 4, and uses the horizontal position data information and the vertical position data using position data information about the movement. Information can be obtained.

즉, 수평 움직임 감지부(200)는 피사체의 제1 수평 움직임을 감지하여서 사용자 손가락의 X축 및 Y축 위치 데이터 정보를 획득한다. X축 및 Y축 위치 데이터 정보에 기초하여 수평 위치 데이터 정보를 획득할 수 있다.That is, the horizontal motion detector 200 detects the first horizontal motion of the subject to obtain X and Y axis position data information of the user's finger. The horizontal position data information can be obtained based on the X-axis and Y-axis position data information.

수직 움직임 감지부(300)는 피사체의 제2 수평 움직임을 감지하여서 사용자 손가락의 X축과 Z축 위치 데이터 정보 또는 Y축과 Z축의 위치 데이터 정보를 획득한다. X축과 Z축의 위치 데이터 정보 또는 Y축과 Z축의 위치 데이터 정보에 기초하여 수직 위치 데이터 정보를 획득할 수 있다.The vertical motion detector 300 detects the second horizontal motion of the subject to obtain X and Z axis position data information of the user's finger or position data information of the Y and Z axes. The vertical position data information may be obtained based on the position data information of the X and Z axes or the position data information of the Y and Z axes.

도 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 광학 트랙 패드 장치의 개략적인 제2실시도이다. 6B is a schematic second embodiment of a three-dimensional optical track pad device in accordance with another embodiment of the present invention.

도 6b를 참고하여 살펴보면, 수평 움직임 감지부(200)와 수직 움직임 감지부(300)는 서로 직각 형태로 결합하여 구성될 수도 있다. 이러한 변형 실시예는 당업자가 본 명세서를 참고하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 응용할 수 있으므로, 대표적인 2개의 실시예를 기재한다. Referring to FIG. 6B, the horizontal motion detector 200 and the vertical motion detector 300 may be configured by combining each other at right angles. Such a modified embodiment may be variously applied by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention with reference to the present specification, and thus, two representative embodiments are described.

Claims (7)

피사체로 광을 조사하는 광원부와 조사된 광이 반사경에 의해서 상기 피사체에 반사되면 반사된 광을 감지하는 이미지 센서를 포함하는 3차원 광학 트랙 패드 장치에 있어서,
상기 피사체와 상기 광원부 사이에 위치해서, 상기 피사체에 의해 압력이 가해지면 전기적 신호를 생성하는 압력 센서를 더 포함하되,
상기 이미지 센서는 상기 피사체의 수평 움직임에 기초하여 수평 위치 데이터 정보를 획득하며,
상기 압력 센서는 상기 피사체의 수직 움직임에 기초하여 수직 위치 데이터 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 3차원 광학 트랙 패드 장치.
A three-dimensional optical track pad device comprising a light source unit for irradiating light to a subject and an image sensor for detecting the reflected light when the irradiated light is reflected on the subject by a reflector,
Located between the subject and the light source unit, when the pressure is applied by the subject further comprises a pressure sensor for generating an electrical signal,
The image sensor obtains horizontal position data information based on the horizontal movement of the subject,
And the pressure sensor acquires vertical position data information based on the vertical movement of the subject.
제 1 항에 있어서, 상기 이미지 센서는,
상기 피사체의 X축 및 Y축 각각의 위치 데이터 정보를 감지하고, 상기 X축 및 Y축의 각각의 위치 데이터 정보를 이용해서 상기 수평 위치 데이터 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 3차원 광학 트랙 패드 장치.
The method of claim 1, wherein the image sensor,
And sensing position data information of each of the X and Y axes of the subject, and acquiring the horizontal position data information using the position data information of the X and Y axes.
제 1 항에 있어서, 상기 압력 센서는,
상기 피사체의 수평 위치 데이터 정보가 획득된 후에, 상기 피사체에 의해서 Z축으로 가해지는 압력을 감지하고, 상기 Z축으로 가해지는 압력에 따라 상기 수직 위치 데이터 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 3차원 광학 트랙 패드 장치.
The method of claim 1, wherein the pressure sensor,
After the horizontal position data information of the subject is obtained, the pressure applied to the Z axis by the subject is sensed, and the vertical position data information is acquired according to the pressure applied to the Z axis. Trackpad device.
피사체로 광을 조사하는 광원부와 조사된 광이 반사경에 의해서 상기 피사체에 반사되면 반사된 광을 감지하는 이미지 센서와 상기 피사체와 상기 광원부 사이에 위치해서, 상기 피사체에 의해 압력이 가해지면 전기적 신호를 생성하는 압력 센서를 포함하는 3차원 광학 트랙 패드 장치를 이용하는 방법에 있어서,
상기 이미지 센서가 상기 피사체의 수평 움직임에 기초하여 수평 위치 데이터 정보를 획득하는 단계(S100); 및
상기 압력 센서가 상기 피사체의 수직 움직임에 기초하여 수직 위치 데이터 정보를 획득하는 단계(S200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 광학 트랙 패드 장치를 이용하는 방법.
The light source unit for irradiating light to the subject and the irradiated light is reflected between the object and the image sensor for detecting the reflected light when the reflected light is reflected by the reflector, and when the pressure is applied by the subject to the electrical signal In the method using a three-dimensional optical track pad device comprising a pressure sensor to generate,
Acquiring, by the image sensor, horizontal position data information based on a horizontal movement of the subject (S100); And
And acquiring, by the pressure sensor, vertical position data information based on the vertical movement of the subject (S200).
피사체로 광을 조사하는 제1광원부와 조사된 광이 제1반사경에 의해서 상기 피사체로부터 반사되면 반사된 광을 감지하는 수직 제1 이미지 센서를 포함하는 수직 움직임 감지부; 및
상기 피사체에 제2 방향으로 광을 조사하는 제2광원부와 조사된 광이 제2반사경에 의해서 상기 피사체로부터 반사되면 반사된 광을 감지하는 제2 이미지 센서를 포함하는 수평 움직임 감지부;를 포함하고,
상기 수평 움직임 감지부는 상기 피사체의 수평 움직임에 기초하여 수평 위치 데이터 정보를 획득하며,
상기 수직 움직임 감지부는 상기 피사체의 수직 움직임에 기초하여 수직 위치 데이터 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 3차원 광학 트랙 패드 장치.
A vertical motion detector comprising a first light source for irradiating light to a subject and a vertical first image sensor for detecting the reflected light when the irradiated light is reflected from the subject by a first reflector; And
And a horizontal motion detector including a second light source for irradiating light to the subject in a second direction and a second image sensor for detecting the reflected light when the irradiated light is reflected from the subject by a second reflector. ,
The horizontal motion detector acquires horizontal position data information based on the horizontal motion of the subject,
And the vertical motion detector acquires vertical position data information based on the vertical motion of the subject.
제 5 항에 있어서, 상기 수평 움직임 감지부는,
상기 피사체의 X축 및 Y축 각각의 위치 데이터 정보를 감지하고, 상기 X축 및 Y축의 각각의 위치 데이터 정보를 이용해서 상기 수평 위치 데이터 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 3차원 광학 트랙 패드 장치.
The method of claim 5, wherein the horizontal motion detector,
And sensing position data information of each of the X and Y axes of the subject, and acquiring the horizontal position data information using the position data information of the X and Y axes.
제 5 항에 있어서, 상기 수직 움직임 감지부는,
상기 피사체의 X축과 Z축 각각의 위치 데이터 정보 또는 상기 피사체의 Y축과 Z축 각각의 위치 데이터 정보를 감지하고, 상기 X축과 Z축 각각의 위치 데이터 정보 또는 상기 Y축과 Z축 각각의 위치 데이터 정보를 이용해서 상기 수직 위치 데이터 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 3차원 광학 트랙 패드 장치.The method of claim 5, wherein the vertical motion detection unit,
Detecting position data of each of the X and Z axes of the subject or position data of each of the Y and Z axes of the subject, and detecting position data of each of the X and Z axes or the Y and Z axes, respectively. And obtaining the vertical position data information by using the position data information of the optical track pad device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100465969B1 (en) 2003-04-11 2005-01-13 (주)모비솔 Pointing device using the surface of a finger
KR100813428B1 (en) 2000-11-06 2008-03-13 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. Method of measuring the movement of an input device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100813428B1 (en) 2000-11-06 2008-03-13 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. Method of measuring the movement of an input device
KR100465969B1 (en) 2003-04-11 2005-01-13 (주)모비솔 Pointing device using the surface of a finger

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111052187A (en) * 2017-06-20 2020-04-21 惠普发展公司，有限责任合伙企业 Sensor position determination
CN111052187B (en) * 2017-06-20 2024-01-30 惠普发展公司，有限责任合伙企业 Sensor position determination

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