KR102178160B1 - 대전과 정전기 유도 현상을 이용한 웨어러블 입출력 장치 - Google Patents

대전과 정전기 유도 현상을 이용한 웨어러블 입출력 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 웨어러블 센서을 터치 센서로 구성하고 대전과 정전기 유도 현상을 이용한 터치 동작에 따른 전기적 신호를 생성하고, 터치 조합을 통해 원하는 입력정보를 생성하는 웨어러블 입력 장치를 제공하는 것이 목적으로, 이를 위해서, 고유값이 각각 할당된 대전(electric charge)과 정전기유도(electrostatic induction) 현상을 이용한 센서 신호를 발생시키는 복수의 센서; 및 일정 시간내에 상기 복수의 센서로부터 발생된 센서 신호가 설정된 역치값 이상인지를 판단하고, 상기 센서 신호가 상기 역치값 이상인 경우에는 해당 센서를 동작센서로 판단하고 상기 일정 시간내의 모든 상기 동작 센서의 고유값을 합산하고, 합산된 상기 고유값의 합에 대응되는 저장값을 출력하는 웨어러블 본체;를 포함하는 대전과 정전기유도 현상을 이용한 웨어러블 입출력 장치를 제공한다.

Description

대전과 정전기 유도 현상을 이용한 웨어러블 입출력 장치{Wearable input and outputdevice using electric charge and electrostatic induction}
본 발명은 웨어러블 입출력 장치에 대한 것으로, 보다 상세하게는 대전(帶電)과 정전기 유도 현상을 이용하여 전기적 신호를 검출할 수 있는 웨어러블 센서를 인체(예를 들어 손)에 부착하고, 대전과 정전기 유도 현상을 이용하여 서로 다른 고유값을 매칭한 복수의 센서로부터 전기적 신호를 검출하고, 전기적 신호를 검출한 센서에 해당하는 고유값을 산출하여 산출된 값과 매칭된 저장값을 입력 정보 또는 출력 정보로 이용하여 입력 신호 또는 출력 신호를 생성하는 장치에 대한 것이다.
최근, 웨어러블 스마트기기(Wearable Smart Device) 또는 착용 컴퓨터라는 유비쿼터스(ubiquitous)컴퓨팅 기술이 대두되고 있다. 이러한 기술은 컴퓨터를 옷이나 안경처럼 착용할 수 있게 함으로써 컴퓨터를 인간 몸의 일부로 만드는데 기여할 수 있다. 웨어러블 컴퓨터의 관점에서 더욱 편리하게 타이핑하거나 데이터를 입력할 수 있는 입력장치의 개발이 요구되고 있다.
이러한 요구에 따라 종래의 손가락을 이용한 웨어러블 입력 장치는 손가락의 동작이나 손가락이 터치하는 위치에 따라 입력 정보를 다르게 생성하여 입력 정보로 이용하는 것으로 입력정보를 생성하기 위해 특정의 제스처를 취하거나, 신체의 특정 부위를 터치하여 해당 체스처나 해당 신체의 부위에 할당된 입력정보를 이용하여 문자를 입력하는 방식이었다.
따라서, 특정 체스처를 제대로 인식하지 못하거나, 특정 신체 부위를 터치하지 못하는 경우에는 제대로된 입력 정보를 생성하지 못하는 경우가 발생한다.
또한, 종래의 웨어러블 입력 장치는 단순히 입력 장치로만 이용되는 것으로 출력장치로 사용되기 위해서는 별도의 출력정보를 생성하여 이를 출력하는 방법이 필요하였다.
한국등록특허 제10-1821048호(웨어러블 데이터 입력장치)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 웨어러블 센서을 터치 센서로 구성하고 대전과 정전기 유도 현상을 이용한 터치 동작에 따른 전기적 신호를 생성하고, 터치 조합을 통해 원하는 입력정보를 생성하는 웨어러블 입력 장치를 제공하는 것이 목적이다.
본 발명의 또 다른 목적은 웨어러블 센서을 터치 센서로 구성하고 대전과 정전기 유도 현상을 이용한 터치 동작에 따른 전기적 신호를 생성하고, 터치 조합을 통해 원하는 출력정보를 생성하고 이를 소리로 출력할 수 있는 웨어러블 출력 장치를 제공하는 것이 목적이다.
본 발명의 또 다른 목적은 웨어러블 센서의 전기적 신호를 생성할 수 있는 감도를 제어하여 사용자가 원하는 수준에서 정확한 입력 정보 또는 출력 정보를 생성할 수 있도록 하는 것이 목적이다.
본 발명은 고유값이 각각 할당된 대전(electric charge)과 정전기유도(electrostatic induction) 현상을 이용한 센서 신호를 발생시키는 복수의 센서; 및 일정 시간내에 상기 복수의 센서로부터 발생된 센서 신호가 설정된 역치값 이상인지를 판단하고, 상기 센서 신호가 상기 역치값 이상인 경우에는 해당 센서를 동작센서로 판단하고 상기 일정 시간내의 모든 상기 동작 센서의 고유값을 합산하고, 합산된 상기 고유값의 합에 대응되는 저장값을 출력하는 웨어러블 본체;를 포함하는 대전과 정전기유도 현상을 이용한 웨어러블 입출력 장치를 제공한다.
여기서, 상기 센서는 내부의 전극과 상기 전극을 외부에서 코팅하고 있는 절연체로 구성되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 센서는 골무 형상으로 손가락에 끼워지는 형태로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 웨어러블 몸체는 상기 센서로부터 감지되는 상기 센서 신호를 측정하는 센서 신호 입력부;와 상기 센서 신호를 설정된 상기 역치값과 비교하는 역치값 비교부;와 상기 역치값 이상의 센서 신호가 발생된 모든 상기 동작 센서에 할당된 고유값을 합산하는 고유값 합산부;와 합산된 고유값에 대응하는 특정의 저장값이 저장되어 있는 저장부;와 상기 역치값의 크기를 제어하여 상기 동작 센서로 판단되는 센서 신호의 민감도를 제어하는 감도 조절부;와 상기 일정 시간 내의 모든 동작 센서의 고유값을 합산하고 상기 저장부를 참조하여 합산된 고유값에 대응하는 저장값을 선택하고 선택된 저장값을 통신부를 통해 입력장치 또는 출력장치로 전송하도록 제어하는 제어부; 및 통신 장치를 포함하여 상기 저장값을 통신장치가 포함된 타 장치로 전송하는 통신부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 저장값은 문자 정보 또는 소리 정보인 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 문자 정보를 이용하여 문자를 입력하거나 상기 소리 정보를 이용하여 음향을 출력하는 입출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 센서에서 발생하는 전기적 신호인 센서 신호를 측정하는 단계;와 상기 센서 신호가 설정된 역치값 이상인지를 판단하는 단계;와 상기 센서 신호가 상기 역치값 이상인 경우에 해당 센서를 동작 센서로 판단하고 상기 동작 센서에 할당된 고유값을 확인하는 단계;와 일정시간이 초과되었는지를 판단하는 단계;와 상기 일정 시간이 초과된 경우에는 상기 일정 시간 내에 판단된 모든 동작 센서의 고유값을 합산하는 단계;와 합산된 고유값에 대응하는 저장부에 저장된 저장값을 출력하는 단계; 및 상기 저장값을 상기 저장값을 입력정보로 이용하는 입력 장치 또는 상기 저장값을 출력 정보로 이용하는 출력장치로 전송하는 단계;를 포함하는 대전과 정전기유도 현상을 이용한 웨어러블 입출력 방법이 제공된다.
여기서, 상기 입력 장치는 문자를 입력하는 키보드이고, 상기 출력 장치는 소리를 출력하는 음향 장치인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 대전과 정전기유도 현상을 이용하여 복수의 센서를 통해 전기적 신호를 생성하고 전기적 신호를 생성한 센서의 고유값을 조합하여 다양한 문자 정보 또는 소리 출력 정보를 생성할 수 있어 문자입력을 위한 문자 키보드 또는 소리 출력을 위한 소리 키보드로 이용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 자가 발전의 터치 센싱 원리를 이용하므로 전체 시스템의 에너지 소모를 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 역치값을 조절하여 센서의 감도를 제어함으로써, 사용자가 원하는 수준에서 의미 있는 정보를 생성 할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 생성된 입력 정보 또는 출력 장보를 통신부를 통해 타 입력 장치 또는 출력 장치로 전송 가능하여 웨어러블 센서를 통해 생성된 입력정보를 통신모듈을 통해 타 장치에서 입력하거나, 출력정보를 통신모듈을 통해 타 장치에서 전송하여 출력할 수 있는 효과가 있다.
도1은 본 발명의 기술적원리인 정전 발전 구동원리를 설명하기 위한 도면이다.
도2는 본 발명의 일 실시예로 웨어러블 센서의 실시예를 나타낸 도면이다.
도3은 본 발명의 일 실시예로 센서의 고유값의 합산에 대응하는 저장값을 나타낸 도면이다.
도4는 본 발명의 일 실시예로 대전과 정전기유도 현상을 이용한 웨어러블 입출력 장치의 웨어러블 몸체의 구성을 나타낸 도면이다.
도5는 본 발명의 일 실시예로 대전과 정전기유도 현상을 이용한 웨어러블 입출력 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.
본 명세서에서 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
따라서, 몇몇 실시 예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시 예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.
또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명한다.
도1은 본 발명의 기술적원리인 정전 발전 구동원리를 설명하기 위한 도면이다.
도1을 이용하여 본 발명의 센서에서 센서 신호가 발생되는 원리인 정전 발전 구동 원리를 설명하면 다음과 같다.
1)정전기적인 성질이 다른 물체(도1에서는 센서와 손가락을 예로 들기로 한다)가 정전발전 소자(본 발명의 센서)와 접촉하게 되면 대전현상(두 물체간 계면에서 전자친화도가 높은 쪽으로 전자가 이동하는 현상)이 발생한다
2)두 물체가 대전을 일으킨 후 서로 떨어지게 되면 절연체에 쌓인 전자가 불안정해지게 되어 전위차가 발생한다.
3)전기적으로 안정화시키기 위해 소자와 연결된 접지로부터 양전하를 유도하게 된다(전자를 밀어냄).
4)이러한 전자의 이동으로 인해 전류가 발생하게 된다.
5)이후, 다시 물체가 센서에 다가오게 되면 절연체에 쌓인 전자와 다가온 물체의 양전하가 전기적 균형을 이루어 접지로부터 유도한 양전하를 다시 밀어내게 되고 전자를 유도하게 된다.
6) 상기 5) 단계에서의 전자의 이동에 의해 상기 4)단계와는 반대방향의 전류가 발생하게 된다.
본 발명은 상술한 정전 발전 원리를 이용하여 대전과 정전기유도 현상을 이용한 웨어러블 입출력 장치에 대한 것이다.
.
도2는 본 발명의 일 실시예로 웨어러블 센서의 실시예를 나타낸 도면이다.
본 발명의 웨어러블 센서(101,102,103,104,105)는 하나의 실시예로 골무 형상으로 구성되어 손가락에 끼워 질 수 있는 형태가 될 수 있다.
또한, 본 발명의 웨어러블 센서(101,102,103,104,105)는 투명한 전극과 절연체를 이용한 재료를 사용하여 투명한 재질로 구성될 수도 있다.
도2에 도시된 바와 같이 본 발명의 복수의 센서는 해당 센서에 특정의 고유값이 할당되어 있다.
도2에서는 각 센서의 고유값을 2진수의 고유값이 할당되어 있는 것을 예로 들고 있으나, 그 외 다른 진법의 고유값이 할당되어 있을 수 있다.
도2에 도시된 바와 같이 엄지 손가락에 끼워지는 골무 형태의 센서(101)의 고유값은
Figure 112018015655847-pat00001
으로 1의 고유값이 할당 되어 있다.
검지 손가락에 끼워지는 골무 형태의 센서(102)의 고유값은
Figure 112018015655847-pat00002
으로 2의 고유값이 할당 되어 있다.
중지 손가락에 끼워지는 골무 형태의 센서(103)의 고유값은
Figure 112018015655847-pat00003
으로 4의 고유값이 할당 되어 있다.
약지 손가락에 끼워지는 골무 형태의 센서(104)의 고유값은
Figure 112018015655847-pat00004
으로 8의 고유값이 할당 되어 있다.
새끼 손가락에 끼워지는 골무 형태의 센서(101)의 고유값은
Figure 112018015655847-pat00005
으로 8의 고유값이 할당 되어 있다.
또한, 각 손가락에 끼워지는 센서는 전기적 신호를 전송하는 전선(106)에 의해서 웨어러블 몸체(100)에 연결되어 있다.
여기서, 본 발명의 웨어러블 센서(101,102,103,104,105)는 섬유와 같은 부도체에서는 거의 전기가 발생하지 않고 인체의 피부에 접촉하면 도1에서 설명한 바와 같이 전류가 발생하게 된다.
따라서, 손가락에 끼워지는 골무 형태의 센서(101,102,103,104,105)가 피부에 접촉을 하면 전기적 신호가 발생하고 발생한 전기적 신호가 미리 설정된 역치값 이상인 경우에 해당 센서는 동작 센서로 인식하고 동작 센서에 할당된 고유값을 식별한다.
도3은 본 발명의 일 실시예로 센서의 고유값의 합산에 대응하는 저장값을 나타낸 도면이다.
도3(a)는 센서 고유값의 합산에 대응하는 저장값이 알파벳인 것을 나타낸 도면이고, 도3(b)는 센서 고유값의 합산에 대응하는 저장값이 음계인 것을 나타낸 도면이다.
본 발명의 저장부(140)에는 상술한 바와 같이 센서 고유값의 합산에 대응하는 저장값이 저장되어 있다.
본 발명의 대전과 정전기유도 현상을 이용한 웨어러블 입출력 장치는 입력장치로 이용될 수도 있으며, 출력 장치로 이용될 수도 있다.
입력장치로 이용되는 경우에는 문자를 입력하는 키보드로 이용될 수 있다.
본 발명의 대전과 정전기유도 현상을 이용한 웨어러블 입출력 장치가 입력 장치로 이용되는 경우에는 저장값이 문자정보에 대응되는 값으로 저장되어 있다.
도3(a)에서는 저장값이 알파벳인 것을 나타내고 있다.
본 발명의 대전과 정전기유도 현상을 이용한 웨어러블 입출력 장치가 문자입력을 위한 입력 장치로 이용되는 것을 설명하면 다음과 같다.
예를 들어 'DREAM'이라는 문자를 입력하는 경우에 저장값 'D'에 대응하는 고유값의 합의 4이고, 저장값 'R'에 대응하는 고유값의 합의 18이고, 저장값 'E'에 대응하는 고유값의 합의 5이고, 저장값 'A'에 대응하는 고유값의 합의 1이고, 저장값 'M'에 대응하는 고유값의 합은 13이다.
따라서, 사용자는 'DREAM'이라는 문자를 입력하기 위해서, 일정 시간내에 중지 손가락에 끼워지는 골무 형태의 센서(103)를 피부에 접촉하여 동작센서로 전환하여 해당 센서(103)에 할당되어 있는 고유값 4를 출력하여 이에 대응되어 있는 저장값인 'D'를 입력정보로 생성한다. 이후, 일정 시간내에 검지 손가락에 끼워지는 골무 형태의 센서(102)와 약지 손가락에 끼워지는 골무 형태의 센서(104)를 피부에 접촉하여 동작센서로 전환하여 해당 센서(102, 104)에 할당되어 있는 고유값의 합인 18를 출력하여 이에 대응되어 있는 저장값인 'R'를 입력정보로 생성한다. 이후, 일정 시간내에 엄지 손가락에 끼워지는 골무 형태의 센서(101)와 중지 손가락에 끼워지는 골무 형태의 센서(103)를 피부에 접촉하여 동작센서로 전환하여 해당 센서(101, 103)에 할당되어 있는 고유값의 합인 5를 출력하여 이에 대응되어 있는 저장값인 'E'를 입력정보로 생성한다. 이후, 일정 시간내에 엄지 손가락에 끼워지는 골무 형태의 센서(101)를 피부에 접촉하여 동작센서로 전환하여 해당 센서(101)에 할당되어 있는 고유값의 합인 1를 출력하여 이에 대응되어 있는 저장값인 'A'를 입력정보로 생성한다. 이후, 일정 시간내에 엄지 손가락에 끼워지는 골무 형태의 센서(101)와 중지 손가락에 끼워지는 골무 형태의 센서(103)와 약지 손가락에 끼워지는 골무 형태의 센서(104)를 피부에 접촉하여 동작센서로 전환하여 해당 센서(101, 103, 104)에 할당되어 있는 고유값의 합인 13를 출력하여 이에 대응되어 있는 저장값인 'M'를 입력정보로 생성한다.
여기서, 생성된 'DREAM'에 해당하는 입력정보는 통신부(170)를 통해 타 입력 장치로 전송되어 해당 입력정보가 입력 될 수도 있고 웨어러블 몸체(100)에 표시부가 추가로 포함되어 있는 경우에는 해당 표시부를 통해 문자로 표시될 수도 있다.
또다른 실시예로서, 본 발명의 대전과 정전기유도 현상을 이용한 웨어러블 입출력 장치가 소리출력을 위한 출력 장치로 이용되는 것을 설명하면 다음과 같다.
도3(b)에서는 저장값이 음계인 것을 나타내고 있다.
예를 들어, '도미솔'이라는 음계의 소리를 출력하는 경우에 저장값 '도'에 대응하는 고유값의 합의 1이고, 저장값 '레'에 대응하는 고유값의 합의 3이고, 저장값 '솔'에 대응하는 고유값의 합은 5이다.
따라서, 사용자는 도미솔'이라는 음계의소리를 출력하기 위해서, 일정 시간내에 엄지 손가락에 끼워지는 골무 형태의 센서(101)를 피부에 접촉하여 동작센서로 전환하여 해당 센서(101)에 할당되어 있는 고유값 1를 출력하여 이에 대응되어 있는 저장값인 '도'를 소리 출력정보로 생성한다. 이후, 일정 시간내에 엄지 손가락에 끼워지는 골무 형태의 센서(101)와 검지 손가락에 끼워지는 골무 형태의 센서(102)를 피부에 접촉하여 동작센서로 전환하여 해당 센서(101, 102)에 할당되어 있는 고유값의 합인 3를 출력하여 이에 대응되어 있는 저장값인 '미'를 소리 출력 정보로 생성한다. 이후, 일정 시간내에 엄지 손가락에 끼워지는 골무 형태의 센서(101)와 중지 손가락에 끼워지는 골무 형태의 센서(103)를 피부에 접촉하여 동작센서로 전환하여 해당 센서(101, 103)에 할당되어 있는 고유값의 합인 5를 출력하여 이에 대응되어 있는 저장값인 '솔'을 소리 출력 정보로 생성한다.
상술한 방법들을 통해서 본 발명의 대전과 정전기유도 현상을 이용한 웨어러블 입출력 장치는 문자 입력을 위한 키보드로 이용될 수도 있고, 소리 출력을 위한 피아노와 같은 음향 정보 출력 장치로 이용될 수도 있다.
도4는 본 발명의 일 실시예로 대전과 정전기유도 현상을 이용한 웨어러블 입출력 장치의 웨어러블 몸체의 구성을 나타낸 도면이다.
센서 신호 입력부(110), 역치값 비교부(120), 고유값 합산부(130), 저장부(140), 감도 조절부(150), 제어부(160), 통신부(170), 입출력부(180)를 포함할 수 있다.
입력부(110)는 센서(101,102,103,104,105)로부터 감지되는 상기 센서 신호를 측정한다.
역치값 비교부(120)는 미리 사용자에 의해 설정된 역치값이 설정되어 있고 입력부(110)를 통해 측정된 센서 신호를 설정된 역치값과 비교한다.
여기서, 본 발명의 웨어러블 센서(101,102,103,104,105)는 섬유와 같은 부도체에서는 거의 전기가 발생하지 않고 인체의 피부에 접촉하면 도1에서 설명한 바와 같이 전류가 발생하게 된다.
그러나, 섬유와 같은 부도체와 접촉하는 경우에도 어느 정도의 전기가 발생할 수는 있다. 따라서, 사용자가 의도하는 동작을 통해 의미 있는 정보를 생성하기 위해서는 섬유와 같은 옷에 센서(101,102,103,104,105)가 의도치 않게 접촉하는 경우에 발생하는 전기적 신호를 의미 있는 신호로 판단해서는 안된다.
따라서, 역치값 비교부(120)에서는 사용자의 의도에 의한 센서의 터치를 통해 발생하는 전기적 신호만을 의미 있는 신호로 판별하기위해 그 기준값이 되는 역치값을 설정한다.
고유값 합산부(130)는 일정 시간 내에 역치값 이상의 센서 신호가 발생된 모든 동작 센서에 할당된 고유값을 합산하는 기능을 수행한다.
저장부(140)에는 합산된 고유값에 대응하는 특정의 저장값이 저장되어 있다.
이를 위해서 저장부(140)는 메모리를 포함하여 구성된다.
감도 조절부(150)는 역치값의 크기를 제어하여 동작 센서로 판단되는 센서 신호의 민감도를 제어하는 기능을 수행한다.
감도 조절부(150)에서 역치값을 크게 조절하는 경우에는 센서의 감도가 떨어지게되고, 역치값을 작게 조절하는 경우에는 센서의 감도가 민감해지게 된다.
제어부(160)는 일정 시간 내의 모든 동작 센서의 고유값을 합산하고, 저장부(140)를 참조하여 합산된 고유값에 대응하는 저장값을 선택하고, 선택된 저장값을 통신부(170)를 통해 타 입력장치 또는 타 출력장치로 전송하도록 제어한다.
또한, 제어부(160)는 저장값이 생성되는 시간간격을 설정할 수 있다.
즉, 센서를 이용하여 고유값의 합산에 대응되는 저장값을 특정의 의미 있는 문자 정보나 소리 출력 정보로 이용하기 위해서는 저장값의 생성 시간을 일정한 시간내에 이루어 지도록 해야한다.
사용자는 제어부(160)를 통해 이러한 일정 시간은 미리 설정할 수 있어 자신이 문자 정보나 소리 출력 정보를 생성하는데 편한 시간이 되도록 설정할 수 있다.
통신부(170)는 통신 장치를 포함하여 구성되고 저장값을 통신장치가 포함된 타 장치로 전송하는 기능을 수행한다. 이를 위해서, 통신부(170)의 통신장치는 와이파이나 블루투스와 같은 저전력 무선 통신 장치로 구성될 수 있다.
입출력부(180)는 저장값이 문자 정보인 경우에는 해당 문자 정보를 이용하여 문자를 입력하거나 저장값이 소리 정보인경우에는 소리 정보를 이용하여 음향을 출력하는 기능을 수행한다.
이를 위해서, 입출력부(180)는 문자입력을 위한 키보드 입력회로를 포함하여 구성될 수 있고 소리를 출력하기 위해 스피커를 포함하여 구성될 수도 있다.
도5는 본 발명의 일 실시예로 대전과 정전기유도 현상을 이용한 웨어러블 입출력 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
S100 단계는 센서(101,102,103,104,105)에서 발생하는 전기적 신호인 센서 신호를 측정하는 단계이다.
S200 센서 신호가 설정된 역치값 이상인지를 판단하는 단계이다.
S300 단계는 센서 신호가 역치값 이상인 경우에 해당 센서를 동작 센서로 판단하고 동작 센서에 할당된 고유값을 확인하는 단계이다.
S400 단계는 상기 고유값을 확인하는 과정이 미리 설정되어 있는 일정시간 보다 초과되었는지를 판단하는 단계이다.
상술한 바와 같이 센서를 이용하여 고유값의 합산에 대응되는 저장값을 특정의 의미 있는 문자 정보나 소리 출력 정보로 이용하기 위해서는 저장값의 생성 시간을 일정한 시간내에 이루어 지도록 해야한다.
따라서, 저장값의 구분을 위해서 일정 시간내에 상기 S100 단계 내지 S300 단계가 이루어 지를 판단해야 한다.
이러한 일정 시간은 사용자가 미리 설정할 수 있어 자신이 문자 정보나 소리 출력 정보를 생성하는데 편한 시간이 되도록 설정할 수 있다.
S500 단계는 일정 시간이 초과된 경우에는 상기 일정 시간 내에 판단된 모든 동작 센서의 고유값을 합산하는 단계이다.
S600 단계는 합산된 고유값에 대응하는 저장부(140)에 저장된 저장값을 출력하는 단계이다.
여기서, 상기 저장값은 상기 저장값을 입력정보로 이용하는 입력 장치 또는 상기 저장값을 출력 정보로 이용하는 출력장치로 전송된다.
S700 단계는 S400 단계에서 판단 결과 일정 시간이 초과되지 않은 경우에는 해당 동작 센서의 고유값을 저장하는 단계이다. 이후 모든 센서를 리셋 시키고 S100 부터 상술한 단계를 반복하여 수행한다.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
그리고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 특정되는 것이며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 웨어러블 몸체
101,102,103,104,105 : 센서
106 : 센서 연결선
110 : 센서 신호 입력부
120 : 역치값 비교부
130 : 고유값 합산부
140 : 저장부
150 : 감도 조절부
160 : 제어부
170 : 통신부
180 : 입출력부

Claims (8)

  1. 고유값이 각각 할당된 대전(electric charge)과 정전기유도(electrostatic induction) 현상을 이용한 센서 신호를 발생시키는 복수의 센서; 및
    일정 시간내에 상기 복수의 센서로부터 발생된 센서 신호가 설정된 역치값 이상인지를 판단하고, 상기 센서 신호가 상기 역치값 이상인 경우에는 해당 센서를 동작센서로 판단하고 상기 일정 시간내의 모든 상기 동작 센서의 고유값을 합산하고, 합산된 상기 고유값의 합에 대응되는 저장값을 출력하는 웨어러블 본체;를 포함하고,
    상기 웨어러블 본체는
    상기 센서로부터 감지되는 상기 센서 신호를 측정하는 센서 신호 입력부;
    상기 센서 신호를 설정된 상기 역치값과 비교하는 역치값 비교부;
    상기 역치값 이상의 센서 신호가 발생된 모든 상기 동작 센서에 할당된 고유값을 합산하는 고유값 합산부;
    합산된 고유값에 대응하는 특정의 저장값이 저장되어 있는 저장부;
    상기 역치값의 크기를 제어하여 상기 동작 센서로 판단되는 센서 신호의 민감도를 제어하는 감도 조절부;
    상기 일정 시간 내의 모든 동작 센서의 고유값을 합산하고 상기 저장부를 참조하여 합산된 고유값에 대응하는 저장값을 선택하고 선택된 저장값을 통신부를 통해 입력장치 또는 출력장치로 전송하도록 제어하는 제어부; 및
    통신 장치를 포함하여 상기 저장값을 통신장치가 포함된 타 장치로 전송하는 통신부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 저장값이 생성되는 시간간격을 설정하는 대전과 정전기유도 현상을 이용한 웨어러블 입출력 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 센서는 내부의 전극과 상기 전극을 외부에서 코팅하고 있는 절연체로 구성되며 골무 형상으로 손가락에 끼워지는 형태로 구성되며,
    상기 저장값은 문자 정보 또는 소리 정보인 것을 특징으로 하는 대전과 정전기유도 현상을 이용한 웨어러블 입출력 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 문자 정보를 이용하여 문자를 입력하거나 상기 소리 정보를 이용하여 음향을 출력하는 입출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대전과 정전기유도 현상을 이용한 웨어러블 입출력 장치.
  7. 센서에서 발생하는 전기적 신호인 센서 신호를 측정하는 단계
    상기 센서 신호가 설정된 역치값 이상인지를 판단하는 단계;
    상기 센서 신호가 상기 역치값 이상인 경우에 해당 센서를 동작 센서로 판단하고 상기 동작 센서에 할당된 고유값을 확인하는 단계;
    일정시간이 초과되었는지를 판단하는 단계;
    상기 일정 시간이 초과된 경우에는 상기 일정 시간 내에 판단된 모든 동작 센서의 고유값을 합산하는 단계;
    합산된 고유값에 대응하는 저장부에 저장된 저장값을 출력하는 단계; 및
    상기 저장값을 입력정보로 이용하는 입력 장치 또는 상기 저장값을 출력 정보로 이용하는 출력장치로 전송하는 단계;를 포함하고,
    상기 센서 신호를 측정하는 단계 이전에,
    상기 저장값이 생성되는 시간간격을 설정하는 단계;
    를 더 포함하는 대전과 정전기유도 현상을 이용한 웨어러블 입출력 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 입력 장치는 문자를 입력하는 키보드이고, 상기 출력 장치는 소리를 출력하는 음향 장치인 것을 특징으로 하는 대전과 정전기유도 현상을 이용한 웨어러블 입출력 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102561043B1 (ko) * 2023-02-28 2023-07-28 (주) 아하 비접촉 상태로 입력이 가능한 디스플레이 장치 및 그 동작 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200356058Y1 (ko) * 2004-04-24 2004-07-14 한도엠에스(주) 데이터 출력 기능을 포함하는 장갑
JP2013196564A (ja) * 2012-03-22 2013-09-30 Pioneer Electronic Corp タッチパネル入力装置、タッチパネル感度制御装置、タッチパネル感度制御方法、及びタッチパネル感度制御プログラム

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140128195A (ko) * 2013-04-28 2014-11-05 최재용 손가락 입력기
CN103777803B (zh) * 2013-08-12 2017-04-19 北京纳米能源与***研究所 一种单电极触摸传感器及其制备方法
KR101821048B1 (ko) 2016-07-15 2018-01-23 전남대학교산학협력단 웨어러블 데이터 입력장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200356058Y1 (ko) * 2004-04-24 2004-07-14 한도엠에스(주) 데이터 출력 기능을 포함하는 장갑
JP2013196564A (ja) * 2012-03-22 2013-09-30 Pioneer Electronic Corp タッチパネル入力装置、タッチパネル感度制御装置、タッチパネル感度制御方法、及びタッチパネル感度制御プログラム

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