KR19980036077A - 개선된 디지탈 글러브 입력 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 착용이 용이하고 구조가 간단한 디지탈 글러브를 이용하여 간단한 게임을 즐길 수 있도록 한 개선된 디지탈 글러브 입력장치에 관한 것으로, 이를 위하여 본 발명에 따른 디지탈 글러브는, 착용시 실제의 각 손가락이 외부로 노출될 수 있도록 각 손가락의 끝부분이 소정길이만큼 개방 절제된 형태의 글러브이고, 입력장치는: 개방 절제된 글러브의 각 손가락 부분의 소정위치에 각각 장착되며, 사용자 조작에 따른 구부림 조작신호를 각각 감지하여 그에 상응하여 0 또는 1의 디지탈 감지신호를 각각 발생하는 복수의 센서로 된 센서 블록; 각 센서의 출력 논리조합에 의거하여 글러브의 손가락 구부림 정보를 검출하며, 이 검출된 구부림 정보에 상응하여 게임기에 게임동작 진행을 위한 동작 제어신호를 발생하는 제어 블록; 및 제어 블록으로부터 출력되는 검출된 각각의 동작 제어신호를 인터페이스하여 게임기로 전송하는 인터페이스 블록을 포함한다.

Description

개선된 디지탈 글러브 입력장치

본 발명은 가상현실(Virtual Reality ; 이하 VR 이라 약칭함) 시스템이나 게임기 등에 사용되는 입력장치에 관한 것으로, 특히 디지탈 센서를 채용하여 사용자가 손에 착용한 상태에서 공간상에서 소망하는 지령신호(입력신호)를 입력하는 데 적합한 개선된 디지탈 글러브 입력장치에 관한 것이다.

최근들어, 스크린상의 가상현실을 이용하는 가상현실 시스템의 개발이 가속화되어 실용화되고 있는 실정인데, 여기에서 가상현실이란 가상현실 시스템에 의해 생성된 3 차원 스테레오 이미지의 가상환경상에서 사용자가 3 차원 사운드를 들으면서 사용자가 입력장비(예를 들면, 데이터 슈트(Datasuit), 헤드 마운티드 디스플레이(HMD), 스페이스볼(Spaceball), 데이터 글러브(Dataglove), 등) 등의 입력수단의 조작을 통해 가상현실 시스템에 의해 생성된 가상환경을 마치 실제세계처럼 느낄 수 있도록 하는 것을 말한다.

여기에서, 본 발명은 가상현실 시스템의 입력장치중 특히 가상현실 시스템의 스크린상에 설정된 가상환경상에서 사용자가 수행하고자 하는 각종 동작(예를들면, 어떤 물체를 잡거나 집는 동작)에 필요한 입력신호를 발생하는 데이터 글러브의 개선에 관련된다. 이러한 데이터 글러브는 통상적으로 사용자의 손에 착용된 상태에서 사용되고 있다.

잘 알려진 바와같이, 데이터 글러브 입력장치에는 사용자에 의해 조작되는 각종 제어신호(즉, 지령신호)를 감지하는 다수개의 센서(예를들면, 글러브의 손 부분등에 각각 부착되는 위치 트랙커(position tracker) 등)가 부착되어 있으며, 이러한 각 센서의 검출정보(또는 감지정보)를 이용하여 x,y,z 좌표와 같은 아날로그 형태의 손의 위치정보를 검출하고 또한 아날로그 형태의 각 손가락의 구부림 정보를 검출한다. 이때, 손의 위치정보는 공간상에서의 손의 3차원 좌표를 의미하는 위치와 손바닥의 방향을 나타내는 오리엔테이션(orientation)으로 표현될 수 있을 것이다.

또한, 기존의 데이터 글러브 입력장치는 상술한 바와같이 센서를 통해 감지된 아날로그 형태의 조작신호를 디지탈로 변환하는 A/D 변환수단, 변환된 조작신호(감지신호)에 대해 탑재된 알로리즘에 따라 소정의 신호처리를 수행하는 제어수단(예를들면, 마이컴) 및 데이터 글러브 입력장치와 본체(즉, 가상현실 시스템)와의 데이터 인터페이스를 위한 인터페이스 수단을 포함한다.

따라서, 상술한 바와같은 데이터 글러브를 게임기(3차원 게임기) 등의 입력장치로서 이용한다면 보다 현실감이 충만한 게임을 즐기는 데 효과적일 것이다.

그러나, 상술한 바와같은 데이터 글러브는 그 구조(회로의 하드웨어 및 글러브)가 복잡하고 고가인 관계로 게임기 등의 게임 입력장치(예를들면, 묵찌바 게임 등)로 적용하는 경우 경제성 등을 고려할 때 비효율적이다. 따라서, 본 발명에서는 기존의 데이터 글러브의 구조를 간단하게 개선함으로써, 게임기 등의 게임 입력장치로 이용하고자 한다.

본 발명의 목적은 착용이 용이하고 구조가 간단한 디지탈 글러브를 이용하여 간단한 게임을 즐길 수 있는 개선된 디지탈 글러브 입력장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 사용자 조작에 따라 발생되는 게임실행을 위한 동작 지령신호를 모니터를 갖는 게임기에 제공하는 디지탈 글러브용 입력장치에 있어서, 상기 글러브는, 착용시 실제의 각 손가락이 외부로 노출될 수 있도록 각 손가락의 끝부분이 소정길이만큼 개방 절제된 형태의 글러브이고, 상기 입력장치는: 상기 개방 절제된 글러브의 각 손가락 부분의 소정위치에 각각 장착되며, 사용자 조작에 따른 구부림 조작신호를 각각 감지하여 그에 상응하여 0 또는 1의 디지탈 감지신호를 각각 발생하는 복수의 센서로 된 센서 블록; 상기 각 센서의 출력 논리조합에 의거하여 상기 글러브의 손가락 구부림 정보를 검출하며, 이 검출된 구부림 정보에 상응하여 상기 게임기에 게임동작 진행을 위한 동작 제어신호를 발생하는 제어 블록; 및 상기 제어 블록으로부터 출력되는 상기 검출된 각각의 동작 제어신호를 인터페이스하여 상기 게임기로 전송하는 인터페이스 블록으로 이루어진 개선된 디지탈 글러브 입력장치를 제공한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 개선된 디지탈 글러브 입력장치의 블록구성도

도 2는 본 발명에 따른 디지탈 글러브 입력장치를 사용자 손에 착용한 형태의 일예를 도시한 도면

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

100 : 센서 블록112,114,116 : 센서

130 : 제어 블록150 : 인터페이스 블록

200 : 제어기

본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러가지 장점은 이 기술분야의 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 디지탈 글러브 입력장치는, 일예로서 도 2에 도시된 바와같이, 기존의 데이터 글러브와는 달리 사용자의 손을 완전히 감싸는 형태의 글러브가 아니라 손가락 부분의 일부(손가락 끝쪽 부분)가 제거된 형태를 갖는다. 즉, 본 발명에 따른 글러브는 착용시 실제 사람(사용자)의 각 손가락이 외부로 노출될 수 있도록 각 손가락의 끝부분이 소정길이만큼 개방 절제된 형태의 글러브이다. 따라서, 본 발명은 이러한 개선된 글러브 구조를 채용함으로써, 통기성, 착탈의 용이성 및 제조비용의 절감을 꾀할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 개선된 디지탈 글러브 입력장치의 블록구성도를 나타낸다.

동도면에 도시된 바와같이, 본 발명의 글러브 입력장치는 세 개의 센서(110/1-110/n)로 구성되는 센서 블록(110), 제어 블록(130) 및 인터페이스 블록(150)을 포함한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따라 센서 블록(110)은 일예로서 세 개의 센서(112,114,116)만을 포함하는 데, 이와같이 세 개의 센서를 채용함으로써 3상태의 입력신호(또는 조작신호)를 요하는 게임, 예를들면 가위, 바위, 보에 대한 신호인식을 통해 게임을 진행하는 묵찌바 게임, 위에서 낙하하는 여러 가지 형태의 물체(도형)에 대해 좌우 이동 및 방향전환을 해 가면서 정렬시키는 테트리스 게임 등에 적용할 수 있을 것이다.

즉, 기존의 테트리스 게임의 경우 키보드 또는 조정레버를 이용하여 낙하하는 도형의 좌우 이동 및 방향전환을 실행하는 데, 본 발명에 따라 글러브의 검지 부분, 무명지 부분 및 약지 부분에 각각 센서를 부착한 데이터 글러브를 이용하는 경우 간단한 세가지의 손동작을 통해 게임을 실행할 수 있을 것이다.

도 1을 참조하면, 센서 블록(110)은, 예를들면 세 개의 센서(112, 114, 116)로 구성되어 사용자에 의한 데이터 글러브의 조작시에 조작에 따른 각 손가락(검지, 무명지, 약지)의 구부림 정보(게임실행중의 특정 동작을 위한 조작신호 또는 지령신호)를 검출한다. 즉, 일예로서 도 3에 도시된 바와같이, 데이터 글러브에 장착되는 각 센서(112, 114, 116)는 데이터 글러브내 각 손가락(검지, 무명지, 약지)의 소정부분에 각각 장착되어 해당 손가락의 구부림 정도를 검출하며, 그 검출결과에 따라 온/오프되어 0 또는 1 의 디지탈 형태의 감지신호를 발생한다. 여기에서 감지된 조작신호들은 라인 L1,L2,L3을 통해 제어 블록(130)으로 각각 제공된다.

일예로서, 본 발명에 따른 데이터 글러브를 가위, 바위, 보를 이용하여 게임을 실행하는 묵찌바 게임에 적용하는 경우, 사용자가 데이터 글러브를 가위형태로 취할 경우, 펴진 상태인 검지 부분에 부착된 센서(112)는 오프상태를 유지하고, 구부러진 상태인 무명지 및 약지 부분에 부착된 두 센서(114,116)는 온상태로 된다. 따라서, 센서의 온상태를 1 로 간주하고 오프상태를 0 으로 간주할 때, 제어 블록(130)으로 입력되는 각 센서(112, 114, 116)의 출력값은 011 이 될 것이다.

마찬가지로, 사용자가 데이터 글러브를 바위형태로 취하면, 글러브의 모든 손가락이 구부러지므로 모든 센서(112, 114, 116)는 온상태로 된다. 따라서, 라인 L1,L2,L3을 통해 제어 블록(130)으로 입력되는 각 센서(112, 114, 116)의 출력조합은 111 이 될 것이고, 사용자가 데이터 글러브를 보형태로 취할 경우, 글러브의 모든 손가락이 펴진상태로 되므로 모든 센서(112, 114, 116)는 오프상태로 된다. 따라서, 라인 L1,L2,L3을 통해 제어 블록(130)으로 입력되는 각 센서(112, 114, 116)의 출력조합은 000 이 될 것이다.

즉, 제어 블록(130)에서는 각 센서의 출력조합이 011 이면 이를 가위로 인식하고, 각 센서의 출력조합이 111 이면 이를 바위로 인식하며, 각 센서의 출력조합이 000 이면 이를 보로 인식한다.

또한, 본 발명에 따른 데이터 글러브를 테트리스 게임에 적용할 때, 가위(각 센서(112, 114, 116)의 출력조합값이 011)를 좌측 이동, 바위(각 센서(112, 114, 116)의 출력조합값이 111)를 우측 이동, 보(각 센서(112, 114, 116)의 출력조합값이 000)를 방향전환으로 설정함으로써, 간단한 손동작을 통해 게임을 실행할 수 있을 것이다.

즉, 제어 블록(130)은, 예를들면 마이컴으로 구성되어 각 센서들(112, 114, 116)로부터 글러브 조작에 따른 감지신호(조작신호 또는 지령신호)가 입력될 때마다 각 감지신호에 대해 소정의 신호처리 루틴을 수행하며, 이러한 신호처리 루틴을 통해 최종적으로 얻어지는 게임진행을 위한 동작 제어신호들은 인터페이스 블록(150)을 통해 도시 생략된 게임기 본체로 전송된다.

도 2를 참조하면, 제어기(200)는 전술한 도 1의 제어 블록(130) 및 인터페이스 블록(150)을 포함하는 것으로, 데이터 글러브의 각 손가락(검지, 무명지, 약지)에 각각 부착된 각 센서(112, 114, 116)로부터 제공되는 글러브 조작에 따른 각종 감지신호(즉, 디지탈 형태의 손가락 구부림 정보)에 대해 소정의 신호처리 과정을 거친후에 인터페이스 라인(IFL)을 통해 도시 생략된 게임기로 전송한다.

따라서, 도시 생략된 게임기에서는 인터페이스 라인(IFL)을 통해 상기한 데이터 글러브내의 인터페이스 블록(150)으로부터 수신되는 각종 동작 제어신호(조작신호 또는 지령신호)에 응답하여 그에 상응하는 게임동작(예를들면, 테트리스 게임에서 도형의 좌우 이동 및 방향전환 등)을 수행하게 될 것이다.

한편, 상술한 본 발명의 실시예에서는 글러브의 검지, 무명지, 약지 부분에 하나씩 모두 세 개의 센서를 부착한 데이터 글러브를 게임기용 입력장치로 채용하는 것으로하여 설명하였으나, 글러브의 각 손가락마다 센서를 더 부착함으로써, 3상태의 입력뿐만 아니라 4상태 또는 5상태의 입력을 필요로 하는 게임기에도 적용할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 데이터 글러브 입력장치와 게임기간에 유선을 통한 감지신호 데이터 인터페이스를 수행하는 것으로하여 설명하였으나, 이와는 달리 글러브 입력장치측과 게임기 본체측에 무선 송수신 수단을 부가함으로써 무선상으로 데이터 인터페이스를 수행하도록 구성할 수도 있을 것이다.

이상 설명한 바와같이 본 발명에 따르면, 기존의 데이터 글러브의 구조에서 각 손가락의 끝부분을 제거한 개선된 구조를 채용함으로써 통기성, 착탈의 용이성 및 제조비용의 절감을 꾀할 수 있을 뿐만 아니라, 디지탈 센서를 채용함으로써 A/D 변환회로 등을 제거하여 전체 하드웨어의 간소화는 물론 감지된 손가락 조작신호의 처리시간을 절감함으로써 게임기의 동작제어에 소요되는 구현속도의 고속화를 실현할 수 있다.

Claims (5)

1. 사용자 조작에 따라 발생되는 게임실행을 위한 동작 지령신호를 모니터를 갖는 게임기에 제공하는 디지탈 글러브용 입력장치에 있어서,

   상기 글러브는, 착용시 실제의 각 손가락이 외부로 노출될 수 있도록 각 손가락의 끝부분이 소정길이만큼 개방 절제된 형태의 글러브이고,

   상기 입력장치는:

   상기 개방 절제된 글러브의 각 손가락 부분의 소정위치에 각각 장착되며, 사용자 조작에 따른 구부림 조작신호를 각각 감지하여 그에 상응하여 0 또는 1의 디지탈 감지신호를 각각 발생하는 복수의 센서로 된 센서 블록;

   상기 각 센서의 출력 논리조합에 의거하여 상기 글러브의 손가락 구부림 정보를 검출하며, 이 검출된 구부림 정보에 상응하여 상기 게임기에 게임동작 진행을 위한 동작 제어신호를 발생하는 제어 블록; 및

   상기 제어 블록으로부터 출력되는 상기 검출된 각각의 동작 제어신호를 인터페이스하여 상기 게임기로 전송하는 인터페이스 블록

   으로 이루어진 개선된 디지탈 글러브 입력장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 글러브 입력장치는, 상기 검출된 각 동작 제어신호를 무선송출 가능한 신호로 변환하는 수단을 더 포함하며, 상기 검출된 각 동작 제어신호를 상기 게임기에 무선으로 송출하는 것을 특징으로 하는 개선된 디지탈 글러브 입력장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 센서 블록은, 가위, 바위, 보를 이용한 3상태의 조작신호 입력을 위해 5개의 글러브 손가락중 적어도 3개의 글러브 손가락에 각각 부착되는 3개의 센서로 구성된 것을 특징으로 하는 개선된 디지탈 글러브 입력장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 센서 블록은, 4상태의 조작신호 입력을 위해 5개의 글러브 손가락중 적어도 4개의 글러브 손가락에 각각 부착되는 4개의 센서로 구성된 것을 특징으로 하는 개선된 디지탈 글러브 입력장치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 센서 블록은, 5상태의 조작신호 입력을 위해 5개의 글러브 손가락 각각에 부착되는 5개의 센서로 구성된 것을 특징으로 하는 개선된 디지탈 글러브 입력장치.