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KR20130051118A - Method and apparatus for controling button of electronic textile - Google Patents

Method and apparatus for controling button of electronic textile Download PDF

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KR20130051118A
KR20130051118A KR1020110116281A KR20110116281A KR20130051118A KR 20130051118 A KR20130051118 A KR 20130051118A KR 1020110116281 A KR1020110116281 A KR 1020110116281A KR 20110116281 A KR20110116281 A KR 20110116281A KR 20130051118 A KR20130051118 A KR 20130051118A
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KR
South Korea
Prior art keywords
input
fabric
feedback
button
electronic
Prior art date
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Withdrawn
Application number
KR1020110116281A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이형선
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
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    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
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    • G06F3/0416Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
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    • DTEXTILES; PAPER
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Abstract

일반적인 기계식 버튼과는 달리 직물 버튼들은 딸깍 거리는 촉감을 제공하지 못하기 때문에 버튼의 눌림 여부를 인식하기가 쉽지 않다. 버튼 옆에 추가로 발광 다이오드나, 진동 소자, 스피커 등을 장착하여 버튼 눌림이 감지될 때마다 피드백을 생성하는 방법은 쉬운 것 같지만, 실제로는 추가적인 드라이버 하드웨어뿐 아니라, 직물 회로와 제어보드 혹은 제어 칩 간의 연결 또한 늘어나기 때문에 높은 해상도의 전자회로를 구현하기 어려운 직물 회로에 있어서는 최적의 방법이 아니다. 이에 본 발명의 실시예에서는, 마이크로 컨트롤 유닛(Micro Control Unit, MCU)과 같은 집적회로 칩에 입출력 포트 제어 컨트롤러로 삽입이 가능한 전자직물의 키 입력 제어 기술을 제안하고자 한다. 구체적으로, 본 발명의 실시예에서는, 전자의류의 버튼 입력을 감지하는데 사용되는 포트를 이용하여 피드백을 생성함으로써, 직물회로에게는 부족한 입출력 포트의 수를 최소화하고, 소프트웨어의 관여 없이 버튼 입력에 따른 피드백 출력을 제공할 수 있는 전자직물의 키 입력 제어 기술을 제안하고자 한다.Unlike conventional mechanical buttons, fabric buttons do not provide a click feel, making it difficult to recognize whether the buttons are pressed. It may seem easy to attach additional LEDs, vibration elements, speakers, etc. next to the buttons to generate feedback whenever a button is detected, but in reality not only the additional driver hardware, but also the fabric circuits and control boards or control chips. The increased interconnection is not optimal for fabric circuits where high resolution electronic circuits are difficult to achieve. Accordingly, an embodiment of the present invention is to propose a key input control technique of an electronic fabric that can be inserted into an input / output port control controller in an integrated circuit chip such as a micro control unit (Micro Control Unit, MCU). Specifically, in the embodiment of the present invention, by generating the feedback by using the port used to detect the button input of the electronic clothing, the number of input and output ports that are insufficient for the fabric circuit, and minimizes the feedback according to the button input without software involvement We propose a key input control technique for an electronic fabric that can provide an output.

Description

전자직물의 키 입력 제어 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLING BUTTON OF ELECTRONIC TEXTILE}Electronic input key control device and method {METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLING BUTTON OF ELECTRONIC TEXTILE}

본 발명은 전자직물(electronic textile, e-textile)에 관한 것으로, 특히 전자직물에 사용되는 사용자 입력장치인 직물 버턴의 제어 장치에 피드백(feed-back) 제어 기능을 포함시키는데 적합한 전자직물의 키 입력 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an electronic textile (e-textile), in particular the key input of the electronic fabric suitable for including a feedback control function in the control device of the fabric button which is a user input device used in the electronic fabric A control apparatus and method are provided.

전자직물(electronic textile, e-textile), 특히 전자의류는 휴대성과 심미성을 향상시킨 차세대 컴퓨터로 널리 연구되고 있다. 전자의류는 섬유 혹은 직물에 전도성 잉크 및 전도성 실 등을 이용하여 회로를 구현하거나, 소형의 전자소자를 삽입하여 다양한 컴퓨팅 기능을 더한 지능형 의류 혹은 액세서리를 일컫는다.Electronic textiles (e-textiles), especially electronic clothing, have been widely studied as next-generation computers with improved portability and aesthetics. Electronic clothing refers to intelligent clothing or accessories that implement circuits using conductive inks and conductive threads on textiles or fabrics, or add various computing functions by inserting small electronic devices.

전자의류에는 키보드, 마우스와 같은 종래의 사용자 입력장치를 사용할 수 없기 때문에, 직물의 특성에 맞는 다양한 입력 방법들이 연구되어 왔다. 포스트(Post)와 오스(Orth)는 1997년도에 두 층의 전도성 섬유를 이용하여 기초적인 형태의 직물 버튼을 제안하였으며, 2000년에는 전도성사를 자수하여 전극을 형성한 후, 전극의 캐패시턴스 변화를 감지하여 버튼 터치를 인식하는 방법을 제안하기도 하였다.Since electronic user clothing cannot use a conventional user input device such as a keyboard and a mouse, various input methods suitable for the characteristics of the fabric have been studied. Post and Orth proposed basic fabric buttons using two layers of conductive fibers in 1997.In 2000, after embroidering conductive yarns to form electrodes, the change in capacitance of the electrodes was observed. It also suggested a method of detecting button touch by sensing it.

이외에도 다양한 감지기술을 이용한 직물 형태의 버튼들이 제안되었지만, 종래의 기계식 버튼과는 달리 직물 버튼들은 딸깍 거리는 촉감을 제공하지 못하기 때문에 버튼의 눌림 여부를 인식하기가 쉽지 않다.In addition, fabric-type buttons using various sensing techniques have been proposed. However, unlike conventional mechanical buttons, the fabric buttons are not easy to recognize whether the buttons are pressed because they do not provide a touch.

버튼 옆에 추가로 발광 다이오드나, 진동 소자, 스피커 등을 장착하여 버튼 눌림이 감지될 때마다 피드백을 생성하는 방법은 쉬운 것 같지만, 실제로는 추가적인 드라이버 하드웨어뿐 아니라, 직물 회로와 제어보드 혹은 제어 칩 간의 연결 또한 늘어나기 때문에 높은 해상도의 전자회로를 구현하기 어려운 직물 회로에 있어서는 최적의 방법이 아니다.
It may seem easy to attach additional LEDs, vibration elements, speakers, etc. next to the buttons to generate feedback whenever a button is detected, but in reality not only the additional driver hardware, but also the fabric circuits and control boards or control chips. The increased interconnection is not optimal for fabric circuits where high resolution electronic circuits are difficult to achieve.

미국공개특허 20080105527호, Switches and Devices for Integrated Soft Component Systems, 2008.05.08 공개US Patent Publication 20080105527, Switches and Devices for Integrated Soft Component Systems, published 2008.05.08

이에 본 발명의 실시예에서는, 마이크로컨트롤러(Micro Controller, MCU)와 같은 집적회로 칩에 입출력 포트 제어 컨트롤러로 삽입이 가능한 전자직물의 키 입력 제어 기술을 제안하고자 한다.Accordingly, an embodiment of the present invention is to propose a key input control technology of an electronic fabric that can be inserted into an input / output port control controller in an integrated circuit chip such as a microcontroller (Micro Controller, MCU).

구체적으로, 본 발명의 실시예에서는, 전자의류의 버튼 입력을 감지하는데 사용되는 포트를 이용하여 피드백을 생성함으로써, 직물회로에게는 부족한 입출력 포트의 수를 최소화하고, 소프트웨어의 관여 없이 버튼 입력에 따른 피드백 출력을 제공할 수 있는 전자직물의 키 입력 제어 기술을 제안하고자 한다.
Specifically, in the embodiment of the present invention, by generating the feedback by using the port used to detect the button input of the electronic clothing, the number of input and output ports that are insufficient for the fabric circuit, and minimizes the feedback according to the button input without software involvement We propose a key input control technique for an electronic fabric that can provide an output.

본 발명의 실시예에 따른 전자직물의 키 입력 제어 장치는, 저항 방식 또는 캐패시티브 방식 또는 전류 방식 중 어느 하나의 입력 감지 방식을 이용하여 사용자의 키 입력을 감지하는 입력 감지부와, 상기 입력 감지부의 키 입력 감지 여부에 따라 포트의 입력 및 출력을 제어하되, 상기 포트의 입력 및 출력에 따른 피드백 기능을 제공하는 포트 입출력 제어부와, 피드백 출력 시간 또는 입력 감지 주기를 설정하며, 상기 포트 입출력 제어부에 의해 구동되어 타이머 종료 이벤트를 발생시키는 피드백 타이머부를 포함할 수 있다.
In accordance with another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for controlling a key input of an electronic fabric, comprising: an input sensing unit configured to sense a key input of a user by using an input sensing method of a resistive method, a capacitive method, or a current method; Port input and output control according to whether the sensing unit detects the key input, the port input and output control unit for providing a feedback function according to the input and output of the port, and set the feedback output time or input detection period, the port input and output control unit It may include a feedback timer that is driven by to generate a timer end event.

본 발명에 의하면, 전자의류 등과 같은 전자직물을 구현함에 있어서, 적은 수의 입출력 포트만으로 버튼 눌림을 감지하고 하드웨어 피드백을 제공할 수 있다. 이로 인해, 기존의 직물버튼 제어기에 부족한 피드백 기능을 손쉽게 사용자에게 제공 가능하며, 직물회로 시스템에서 종종 문제가 되는 입출력 포트의 개수를 최소화할 수 있다.According to the present invention, in implementing an electronic fabric such as electronic clothing, a small number of input / output ports can sense button presses and provide hardware feedback. As a result, it is possible to easily provide a feedback function lacking in the conventional fabric button controller to the user, and minimize the number of input / output ports which are often a problem in the fabric circuit system.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자직물의 키 입력 제어 장치에 대한 구성 블록도,
도 2a 및 도 2b는 도 1의 입력 감지부(102)의 일 실시 형태로서, 저항 방식의 입력 감지 수단을 예시한 도면,
도 3a 및 도 3b는 도 1의 입력 감지부(102)의 다른 실시 형태로서, 캐패시티브 방식의 입력 감지 수단을 예시한 도면,
도 4a 및 도 4b는 도 1의 입력 감지부(102)의 또 다른 실시 형태로서, 전류 방식의 입력 감지 수단을 예시한 도면,
도 5a 및 도 5b는 도 1의 포트 입출력 제어부(104)의 다양한 실시 형태를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 피드백 기능을 갖는 16개의 직물 버튼이 적용된 전자직물의 실제 구현 형태를 예시한 도면,
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 2전극-전류 방식 버튼 입력 감지를 위한 회로도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 도 6의 전자직물의 하부면에 장착되는 피드백 LED(feed-back Light Emitting Diode)를 갖는 직물회로 층의 사시도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전자직물의 키 입력 제어 방법을 설명하는 상태 다이어그램.
1 is a block diagram illustrating a key input control device of an electronic fabric according to an embodiment of the present invention;
2A and 2B illustrate an embodiment of the input sensing unit 102 of FIG.
3A and 3B illustrate another embodiment of the input sensing unit 102 of FIG. 1, illustrating a capacitive input sensing means;
4A and 4B illustrate another embodiment of the input sensing unit 102 of FIG. 1, illustrating a current type input sensing means.
5A and 5B illustrate various embodiments of the port input / output control unit 104 of FIG. 1;
FIG. 6 illustrates an actual implementation of an electronic fabric with 16 fabric buttons having a feedback function according to an embodiment of the present invention. FIG.
7 is a circuit diagram for sensing a two-electrode current button input according to an embodiment of the present invention;
8 is a perspective view of a fabric circuit layer having a feedback LED (feed-back light emitting diode) mounted on the bottom surface of the electronic fabric of FIG. 6 in accordance with an embodiment of the present invention;
9 is a state diagram for explaining a key input control method of an electronic fabric according to an embodiment of the present invention;

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. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like numbers refer to like elements throughout.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions in the embodiments of the present invention, which may vary depending on the intention of the user, the intention or the custom of the operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 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 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 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 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 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 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.Each block of the accompanying block diagrams and combinations of steps of the flowchart may be performed by computer program instructions. These computer program instructions may be loaded into a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing apparatus so that the instructions, which may be executed by a processor of a computer or other programmable data processing apparatus, And means for performing the functions described in each step are created. These computer program instructions may be stored in a computer usable or computer readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement functionality in a particular manner, and thus the computer usable or computer readable memory. It is also possible for the instructions stored in to produce an article of manufacture containing instruction means for performing the functions described in each block or flowchart of each step of the block diagram. Computer program instructions may also be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, such that a series of operating steps may be performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a computer-implemented process to create a computer or other programmable data. Instructions that perform processing equipment may also provide steps for performing the functions described in each block of the block diagram and in each step of the flowchart.

또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또한, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
Also, each block or each step may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing the specified logical function (s). It should also be noted that in some alternative embodiments, the functions mentioned in the blocks or steps may occur out of order. For example, two blocks or steps shown in succession may in fact be performed substantially concurrently, or the blocks or steps may sometimes be performed in reverse order according to the corresponding function.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자직물의 키 입력 제어 장치(100)에 대한 구성 블록도로서, 입력 감지부(102), 포트 입출력 제어부(104), 피드백 타이머부(106) 등을 포함할 수 있다.1 is a block diagram illustrating a key input control device 100 of an electronic fabric according to an exemplary embodiment of the present invention, which includes an input sensing unit 102, a port input / output control unit 104, a feedback timer unit 106, and the like. can do.

본 발명의 실시예에 따른 전자직물의 키 입력 제어 장치(100)는, 바람직하게는 MCU(Micro Control Unit) 내에 장착될 수 있다.The key input control device 100 of the electronic fabric according to the embodiment of the present invention may be mounted in a microcontrol unit (MCU).

MCU 또는 프로세서들은 범용 입출력(General Purpose Input / Output, 이하 GPIO라 함) 블록, 범용 비동기식 송수신(Universal Asynchronous Receiver / Transmitter, 이하 UART라 함) 블록, 타이머 블록, 아날로그-디지털 변환(Analog-to-Digital Converter, 이하 ADC라 함) 블록 등 다양한 주변기기(peripheral) 제어 하드웨어를 내장할 수 있다.MCUs or processors can be called General Purpose Input / Output (GPIO) blocks, Universal Asynchronous Receiver / Transmitter (UART) blocks, timer blocks, analog-to-digital conversions. A variety of peripheral control hardware, such as a converter (hereinafter referred to as an ADC) block, can be embedded.

전자직물의 설계에 있어서도, 연산 기능을 위해 이러한 MCU를 사용할 수 있으며, 다수의 선행기술에서 나타나는 직물 버튼들은 내장된 GPIO 블록이나 ADC 블록들을 이용하여 직물 버튼의 눌림을 감지하는 것을 확인할 수 있는데, 본 발명의 실시예에 따른 전자직물의 키 입력 제어 장치도 MCU 내부의 기능 블록들 중 하나로 구현될 수 있을 것이다.Even in the design of electronic fabrics, such MCUs can be used for computational functions, and the fabric buttons appearing in many prior arts can be seen to detect the pressing of fabric buttons using the built-in GPIO block or ADC blocks. The key input control apparatus of the electronic fabric according to the embodiment of the present invention may also be implemented as one of the functional blocks inside the MCU.

도 1에 도시한 바와 같이, 입력 감지부(102)는 사용자에 의해 눌려지는 키 입력, 예컨대 버튼 입력을 감지하는 역할을 할 수 있다.As shown in FIG. 1, the input sensing unit 102 may serve to detect a key input, for example, a button input pressed by a user.

포트 입출력 제어부(104)는 입력 감지부(102)의 키 입력 감지 여부에 따라 입출력 포트의 기능을 입력과 출력 사이에서 조절하는 기능을 수행할 수 있다.The port input / output controller 104 may perform a function of adjusting the function of the input / output port between an input and an output according to whether a key input is detected by the input detector 102.

피드백 타이머부(106)는 피드백 제공 시간을 조절하는 기능을 수행할 수 있다.The feedback timer unit 106 may perform a function of adjusting a feedback providing time.

부가적으로, 키 입력 제어 장치(100)는 연산부(12)와 UART(14)에 연결될 수 있다.In addition, the key input control device 100 may be connected to the operation unit 12 and the UART 14.

여기서, 입력 감지부(102)는 입력 감지 방법에 따라 다양한 형태로 구현이 가능하다.Here, the input detector 102 may be implemented in various forms according to the input detection method.

예컨대, 도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이, 두 개의 전도성 섬유를 구멍 뚫린 레이스로 분리하여 구현한 저항방식의 직물버튼의 경우, 하나의 버퍼 게이트(buffer gate)와 풀업(pull-up) 저항 등으로 입력 감지부(102)를 구현할 수 있다.For example, as illustrated in FIGS. 2A and 2B, in the case of a resistance type textile button implemented by separating two conductive fibers into a perforated lace, one buffer gate and a pull-up resistor are shown. The input sensing unit 102 may be implemented as such.

또한, 도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이, 손가락 접촉에 따라 전극의 캐패시턴스 변화를 감지하는 캐패시티브 방식의 직물버튼의 경우, 캐패시턴스 측정기로 입력 감지부(102)를 구현할 수 있다.In addition, as shown in FIGS. 3A and 3B, in the case of a capacitive textile button for detecting a change in capacitance of an electrode according to a finger contact, the input detector 102 may be implemented as a capacitance meter.

또한, 도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같이, 인접한 두 개의 전극과 손가락이 양 전극에 동시에 접촉했을 때 손가락을 통해 흐르는 미세전류를 감지하는 직물버튼의 경우, 전류 증폭기와 전류-전압 변환기를 이용하여 입력 감지부(102)를 구현할 수 있다.In addition, as shown in Figures 4a and 4b, in the case of the fabric button that detects the micro-current flowing through the finger when two adjacent electrodes and fingers in contact with both electrodes at the same time, using a current amplifier and a current-voltage converter The input sensing unit 102 can be implemented.

다만, 이러한 입력 감지부(102)의 입력 감지 방식은 예시일 뿐이며, 특정 입력 감지 방식에 한정될 필요는 없다.However, the input sensing method of the input sensing unit 102 is merely an example, and need not be limited to a specific input sensing method.

한편, 포트 입출력 제어부(104)는 입력 감지 기능과 피드백 기능 및 현재 상태에 맞게 포트의 입출력 기능을 제어하는 역할을 할 수 있다.Meanwhile, the port input / output controller 104 may serve to control the input / output function of the port according to the input sensing function, the feedback function, and the current state.

가장 단순한 형태의 피드백 기법은 디지털 출력으로 구동되는 LED를 장착하거나(도 5a), 진동 모터(vibration motor) 등을 외부에 장착하는 것(도 5b)이다.The simplest form of feedback technique is to mount an LED driven by a digital output (FIG. 5A) or externally mount a vibration motor or the like (FIG. 5B).

이외에, 버저(buzzer)나 전기적 충격, 소리 등의 피드백 방법을 사용하는 것도 가능하다. 피드백 방법을 선정하는데 있어서 가장 중요한 요소는 선정된 입력 감지 방법과 포트를 공유하는 것이 가능한지의 여부이다. 버튼과 피드백 회로가 사용 중에 물리적으로 분리되지 않기 때문에, 버튼 감지 상태로 설정된 순간에는 피드백 회로가 연결된 상태에서도 포트의 입출력 상태 및 전압 레벨에 따라 버튼 입력이 정상적으로 감지되어야 한다. 역으로, 피드백 출력 상태로 설정된 순간에는 입력 감지 회로가 연결된 상태에서도 포트의 입출력 상태 및 전압 레벨에 따라 피드백 생성이 정상적으로 이루어져야 한다.In addition, it is also possible to use a feedback method such as a buzzer, electric shock, sound, or the like. The most important factor in choosing a feedback method is whether it is possible to share the port with the selected input sensing method. Since the button and the feedback circuit are not physically separated during use, the button input should normally be sensed according to the input / output status and voltage level of the port even when the feedback circuit is connected. Conversely, at the moment of being set to the feedback output state, feedback generation should be normally performed according to the input / output state and the voltage level of the port even when the input sensing circuit is connected.

그 밖에, 포트 입출력 제어부(104)는, 각 버튼들의 눌림 여부를 판단하여 인터럽트나 상태 레지스터 등을 통해 연산부(12)에 버튼 입력 이벤트를 전달하는 역할도 담당할 수 있다.In addition, the port input / output control unit 104 may also play a role of transferring a button input event to the operation unit 12 through an interrupt or a status register by determining whether each button is pressed.

피드백 타이머부(106)는 사용자에게 피드백 출력 시간 또는 입력 감지 주기를 설정하는 기능을 제공하며, 포트 입출력 제어부(104)에 의해 구동되어 타이머 종료 이벤트를 전달하는 역할을 담당할 수 있다.The feedback timer unit 106 may provide a function of setting a feedback output time or an input sensing period to the user, and may be driven by the port input / output controller 104 to transmit a timer end event.

이렇게 구성된 피드백 내장형 전자직물의 키 입력 제어 장치(100)를 포함하는 MCU는 직물에 구현된 직물버튼과 동일한 포트에 연결된 피드백 장치를 단일 포트로 제어 하는 것이 가능하여 최소화된 연결 만으로 전자의류 시스템을 구성하는 것이 가능하다.The MCU including the key input control device 100 of the feedback-embedded electronic fabric configured as described above is capable of controlling the feedback device connected to the same port as the fabric button implemented in the fabric to a single port, thereby configuring the electronic clothing system with only minimal connection. It is possible to do

피드백을 내장한 전자직물의 키 입력 제어 장치(100)를 포함한 전자의류 시스템의 실시예로 다음과 같은 시스템을 생각해 볼 수 있다.As an embodiment of the electronic garment system including the key input control device 100 of the electronic fabric with embedded feedback, the following system can be considered.

먼저, 전자직물의 키 입력 감지 방법은, 의류 등에 장착했을 때에 착용자의 몸에 의해 영향을 덜 받으며, 피드백 제공에 용이하도록 두 개의 전극을 사용하는 전류 방식을 선정할 수 있다.First, the key input sensing method of the electronic fabric is less affected by the wearer's body when mounted on clothing, and a current method using two electrodes can be selected to facilitate feedback.

다수의 직물 버튼이 요구되는 시스템에서 본 발명에서 제안하는 직물 버튼의 유용성이 커지므로, 16개의 직물 버튼을 가지며, 각 버튼을 통해 TV의 기능을 제어 가능한 리모컨 쿠션을 대상 전자의류 시스템으로 선정할 수 있다.Since the usefulness of the fabric button proposed by the present invention increases in a system requiring a large number of fabric buttons, a remote control cushion having 16 fabric buttons and capable of controlling TV functions through each button can be selected as a target electronic clothing system. have.

리모컨 쿠션의 외피를 구성하는 직물 회로는 16개의 버튼 혹은 각 버튼당 2개씩 32개의 전극을 가지며, 전도성사(conductive thread)를 이용하여 도 6과 같이 자수하여 구현할 수 있다.The fabric circuit constituting the outer shell of the remote control cushion has 16 buttons or 32 electrodes, 2 for each button, and can be embroidered as shown in FIG. 6 using a conductive thread.

비교적 높은 저항을 가지는 피부를 통해 양 전극 사이를 흐르는 전류는 마이크로 암페어(uA) 단위로 아주 미세하기 때문에, 이를 감지하기 위해 높은 전류 이득(gain)을 갖는 바이폴라 트랜지스터(bipolar transistor) 두 개를 달링턴(Darlington) 연결하여 도 7과 같은 입력 감지기 블록을 설계할 수 있다.Since the current flowing between both electrodes through the skin with relatively high resistance is very small in microamperes (uA), two bipolar transistors with high current gain are used to detect this. Darlington) can be connected to design the input detector block shown in FIG.

포트 입출력 제어부(104)로 하여금 COM 단자에 3V 전압을 출력하고 IO[i] 단자를 입력으로 설정하면, 달링턴 연결된 트랜지스터들의 콜렉터(collector) 단자는 사용자의 버튼 입력에 따라 3V에서 0V로 변화하는 모습을 보일 수 있다.When the port input / output controller 104 outputs a 3V voltage to the COM terminal and sets the IO [i] terminal as an input, the collector terminal of the Darlington connected transistors changes from 3V to 0V according to the user's button input. Can be seen.

도 7의 전류 감지기 회로는 입력 감지 상태에서는 COM 단자의 전압 VCOM과 IO[i] 단자의 전압 V{ IO ,i}가 VCOM>V{ IO ,i}> GND의 관계를 유지할 수 있다.In the current sensing circuit of FIG. 7, in the input sensing state, the voltage V COM of the COM terminal and the voltage V { IO , i} of the IO [i] terminal may maintain a relationship of V COM > V { IO , i} > GND.

만일, 도 5a와 같은 형태의 피드백 회로를 사용한다면, 이와 같은 입력 감지 상태에서는 LED가 역방향으로 바이어스(reverse biased)된 상태를 유지하므로 피드백 회로는 영향을 받지 않음을 알 수 있다. If a feedback circuit of the type as shown in FIG. 5A is used, the feedback circuit is not affected since the LED is reverse biased in the input sensing state.

반대로, 도 5b의 피드백을 활성화하기 위해 포트 입출력 제어부(104)가 IO[i] 단자로 3V를 출력하고, COM 단자를 GND를 출력한다면, 도 7의 전류 감지기 회로는 LED에 피드백 생성에 사용되는 전류가 흐르는데 아무런 영향을 주지 않는다.Conversely, if the port input / output control unit 104 outputs 3V to the IO [i] terminal and the COM terminal outputs GND to activate the feedback of FIG. 5B, the current sensor circuit of FIG. 7 is used to generate feedback to the LED. It has no effect on the current flow.

따라서, 도 5a의 광 피드백 방법을 리모컨 쿠션의 피드백 방법으로 선정하도록 하자.Therefore, the optical feedback method of FIG. 5A is selected as the feedback method of the remote control cushion.

도 6에서 사용된 직물은 얇아서 빛이 비치는 특성을 가진다. 따라서, 이 직물회로의 아래에 광 피드백 회로를 내장한 내부 직물회로 층을 도 8과 같이 구현하여 두 층의 전극들, 예컨대 32개의 전극들을 정렬하여 서로 맞닿도록 두 층을 바느질하여 구현할 수 있다.
The fabric used in Figure 6 is thin and has the property of shining light. Accordingly, the inner fabric circuit layer having the optical feedback circuit embedded under the fabric circuit can be implemented as shown in FIG. 8 to sew the two layers so that the two layers of electrodes, for example, 32 electrodes, are aligned to be in contact with each other.

포트 입출력 제어부(104)는 연산부(12)의 관여 없이 피드백 생성과 입력 감지를 수행해야 하며, 디지털 로직을 이용하여 설계할 수 있다.The port input / output controller 104 should perform feedback generation and input sensing without the involvement of the calculator 12, and can be designed using digital logic.

포트 입출력 제어부(104)의 상태(state)를, S0: 입력대기, S1: 피드백 생성 및 S2: 피드백 종료로 각각 정의할 경우, 각 포트의 상태정의는 [표 1]과 같이 예시될 수 있으며, 상태전환 다이어그램(state diagram)은 도 9와 같이 나타내어 구현이 가능하다.When the state of the port input / output control unit 104 is defined as S0: input standby, S1: feedback generation, and S2: feedback termination, the state definition of each port may be illustrated as shown in [Table 1]. The state diagram can be implemented as shown in FIG.

상태condition 정의Justice 출력Print 입력input 다음 상태Next state S0S0 입력 대기 상태Waiting for input 피드백 비활성.
타이머 비활성.
버튼 안눌림 상태.
Feedback inactive.
Timer inactive.
Button not pressed.
버튼 안눌림No button pressed S0S0
버튼 눌림Button pressed S1S1 S1S1 정의된 짧은 시간 동안 피드백 생성Generate feedback for a defined short time 피드백 활성.
타이머 활성.
버튼 눌림 상태.
Feedback active.
Timer active.
Button pressed state.
타이머 종료 안됨Timer never expires S1S1
타이머 종료됨Timer expired S2S2 S2S2 피드백 타이머 종료 직후 입력 검사 상태Input check status immediately after feedback timer ends 피드백 비활성.
타이머 비활성.
버튼 눌림 상태.
Feedback inactive.
Timer inactive.
Button pressed state.
버튼 안눌림No button pressed S0S0
버튼 눌림Button pressed S1S1

포트 입출력 제어부(104)는 평소에는 입력 대기 상태에 있다가, 버튼 입력이 감지되면, 피드백 생성을 시작할 수 있다. 피드백은 미리 정해진 시간 동안 생성되며, 민감한 반응을 원할 경우 이 시간을 짧게 설정하는 것도 가능하다.The port input / output controller 104 is normally in an input standby state, and when a button input is detected, the port input / output controller 104 may start generating feedback. Feedback is generated for a predetermined amount of time, and you can set this time as short if you want a sensitive response.

피드백 타이머부(106)가 종료되면 한 클럭 사이클 동안 피드백 생성을 중단하고 포트를 입력 상태로 바꾼 후 버튼의 입력을 감지하는데, 이때 버튼이 눌림 상태에 있을 경우, 다시 피드백 생성 상태로 돌아가고, 버튼이 눌리지 않은 상태일 경우, 입력 대기 상태로 돌아갈 수 있다.When the feedback timer 106 is terminated, it stops generating feedback for one clock cycle, changes the port to an input state, and detects the input of the button. If the button is in the pressed state, the feedback timer returns to the feedback generating state again, and the button If it is not pressed, it can return to the input standby state.

피드백 타이머부(106)의 주기가 인간의 인지 범위보다 충분히 짧을 경우, 예를 들어 100ms보다 짧은 시간일 경우, 버튼의 눌림 감지와 피드백 생성 과정은 거의 동시에(quasi-simultaneous) 일어나는 것처럼 느껴질 수 있다When the period of the feedback timer unit 106 is shorter than the human perception range, for example, a time shorter than 100 ms, the pressing of the button and the process of generating the feedback may be felt to occur almost simultaneously (quasi-simultaneous).

이러한 피드백 타이머부(106)의 기능은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있는 바, 구체적인 기술 설명은 생략하기로 한다.
The function of the feedback timer unit 106 can be easily understood by those of ordinary skill in the art, detailed description thereof will be omitted.

이상 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, MCU와 같은 집적회로 칩에 입출력 포트 제어 컨트롤러로 삽입이 가능한 전자직물의 키 입력 제어 기술을 제안하였으며, 전자의류의 버튼 입력을 감지하는데 사용되는 포트를 이용하여 피드백을 생성함으로써, 직물회로에게는 부족한 입출력 포트의 수를 최소화하고, 소프트웨어의 관여 없이 버튼 입력에 따른 피드백 출력을 제공할 수 있는 전자직물의 키 입력 제어 기술을 구현한 것이다. 이로 인해 본 발명에 의하면, 전자의류 등과 같은 전자직물을 구현함에 있어서, 적은 수의 입출력 포트만으로 버튼 눌림을 감지하고 하드웨어 피드백을 제공할 수 있으며, 기존의 직물버튼 제어기에 부족한 피드백 기능을 손쉽게 사용자에게 제공 가능하고, 직물회로 시스템에서 종종 문제가 되는 입출력 포트의 개수를 최소화하도록 구현할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention as described above, a key input control technique of an electronic fabric that can be inserted into an integrated circuit chip such as an MCU as an input / output port control controller has been proposed, and a port used for detecting a button input of electronic clothing is provided. By generating the feedback by using the fabric circuit, it is possible to implement the key input control technology of the electronic fabric which can minimize the number of input / output ports that are insufficient for the fabric circuit and provide the feedback output according to the button input without software involvement. Therefore, according to the present invention, in implementing electronic fabrics such as electronic clothing, it is possible to detect button presses with a small number of input / output ports and provide hardware feedback, and easily provide a feedback function lacking in the conventional fabric button controller to the user. It can be provided and implemented to minimize the number of input and output ports that are often problematic in fabric circuit systems.

102: 입력 감지부
104: 포트 입출력 제어부
106: 피드백 타이머부
102: input detection unit
104: port input / output control unit
106: feedback timer unit

Claims (1)

입력 감지 방식을 이용하여 사용자의 키 입력을 감지하는 입력 감지부와,
상기 입력 감지부의 키 입력 감지 여부에 따라 포트의 입력 및 출력을 제어하거나, 상기 포트의 입력 및 출력에 따른 피드백 기능을 제공하는 포트 입출력 제어부와,
피드백 출력 시간 또는 입력 감지 주기를 설정하며, 상기 포트 입출력 제어부에 의해 구동되어 타이머 종료 이벤트를 발생시키는 피드백 타이머부를 포함하는
전자직물의 키 입력 제어 장치.
An input detection unit detecting a user's key input by using an input detection method;
A port input / output controller for controlling input and output of the port according to whether the input sensing unit detects a key input or providing a feedback function according to the input and output of the port;
A feedback timer configured to set a feedback output time or an input sensing period and to be driven by the port input / output controller to generate a timer end event;
Key input control device of electronic fabric.
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Patent event date: 20111109

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