KR100418423B1 - Apparatus for inputting using positional recognition of a pen - Google Patents

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KR100418423B1
KR100418423B1 KR20010013183A KR20010013183A KR100418423B1 KR 100418423 B1 KR100418423 B1 KR 100418423B1 KR 20010013183 A KR20010013183 A KR 20010013183A KR 20010013183 A KR20010013183 A KR 20010013183A KR 100418423 B1 KR100418423 B1 KR 100418423B1
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KR20010013183A
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Inventor
고도영
이재준
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주식회사 나비시스닷컴
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Abstract

PURPOSE: An input device through pen position recognition is provided to miniaturize an input device by excluding a special tablet, to make accurate inputting possible, and to track the position on a multi-dimensional space of a moving object. CONSTITUTION: The first and the second pre-amplifying unit(100,110) amplify the ultrasonic signals sensed by a first and second ultrasonic sensors. A reference signal generating unit(120) generates a reference signal by receiving an IR(Infrared) signal sensed by an IR sensor. The first and the second pre-filtering unit(130,140) filter the signals. The first and the second analog/digital converting unit(150,160) convert the filtered analog signals into digital signals. The first and the second boundary detecting unit(170,180) detect the boundaries of the digital signals. The first and the second distance detecting units(190,200) detect distance by using the digital signals. A vector coding unit(210) codes the vectors of the signals. A memory interface unit(220) stores the coded signal or outputs corresponding vector coordinates information. An image generating coding unit(240) generates image data by receiving the vector signal. An external equipment interface unit(250) outputs the image data to external equipment.

Description

펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치{Apparatus for inputting using positional recognition of a pen} Input apparatus using a position recognition of the pen {Apparatus for inputting using positional recognition of a pen}

본 발명은 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음파를 발생시키는 발신 장치의 거리를 음파의 수신기까지의 도달 시간에 따라 계산하고, 이를 통하여 발신장치의 위치 이동을 추적하여 해당 정보를 전송, 저장 및 편집할 수 있게 하는 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an input apparatus using a position recognition of the pen, and more particularly, calculated according to the distance of the source apparatus for generating sound waves in the reaching time to the sonic receiver, to track the movement of the calling device through which It relates to an input apparatus using the positioning of a pen that can be transmitted, store and edit the information.

컴퓨터나 전자제품의 소형화에 의해 입력장치인 기존의 키보드 및 마우스가 불편을 초래하고 있는 바, 이로 인해 사용하기 쉽고 소형의 입력장치가 요구되고 있는 실정이며, 전자메일의 보급으로 통신 환경이 편리해졌으나 사용자의 필체 그대로 전송되도록 하여 훨씬 더 실감나는 메일을 전송하고자 하는 욕구도 일어나고 있다. And the traditional keyboard and mouse, the input device by the computer or the miniaturization of electronics circumstances that are the requirements of a small input device is easy to use because you are causing discomfort bar, which, the communication environment jyeoteuna convenient to the spread of e-mail to realize that much of your handwriting as I sent happening even desire to send mail. 한편, 테블렛을 사용하는 디지타이저 등의 입력 장치는 항상 테블렛을 휴대하여야 하고, 테블렛의 크기가 일정하게 제한되며 가격이 고가인 단점이 있다. On the other hand, the input device of the digitizer, such as using a Tablet will always be a mobile Tablet, limits to the size of the Tablet constant and has a disadvantage of high price. 또한, 테블렛에 자기를 검출할 수 있는 검출용 코일을 추가하여야 하며, 테블렛 위에서 입력장치를 사용할 시 자기가 해당 위치에서 발생하는 등의 한정된 기능의 사용 및 성능의 문제로 많은 불편을 야기하여 전반적으로 보급되기에는 한계를 노출하고 있다. In addition, it should be added to the detection coils capable of detecting a magnetic on Tablet, a self when using the input device on the Tablet causing a lot of inconvenience to the issue of the use and performance of limited functions, such as occurs in that location Overall It has exposed the limitations doegie advertised.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 특별한 테블렛 없이 사용 가능하여 기능상의 제약을 받지 아니하고 소형이어서 휴대하기 편리하며 정확한 입력이 가능한 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention this serves to solve the problems, the present invention has not received the functional constraints to be used without any particular Tablet provide a compact and then using the position recognition of the possible pen easy to carry, and the exact type input device to have its purpose.

본 발명의 다른 목적은 초음파 신호를 이용한 위치 추적 원리를 이용하여 발신장치에 수신부를 동시에 갖추고 발신되는 신호가 반사되어 되돌아 오는 시간이나 주파수의 변화를 관찰하여 움직이는 물체의 다차원 공간상에서의(2차원 평면상에서의) 위치를 추적할 수 있게 하는 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치를 제공하는데 있다. It is another object of the present invention on multi-dimensional space of a moving object by observing a change in the time or frequency return signal emitted has a receiving section at the same time, the source apparatus by using the positioning principle using ultrasonic signal is reflected (two-dimensional plane, there is provided an input device using the positioning of a pen that can track a) locations on.

도 1은 본 발명에 따른 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치의 패널을 구동하기 위한 시스템의 구성을 나타낸 도면, 1 is a diagram showing the configuration of a system for driving the panel of the input device using the positioning of a pen according to the invention,

도 2는 본 발명에 따른 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치의 발신 위치 추적 방법을 나타낸 좌표를 보인 도면, 2 is a view showing a coordinate showing the originating location tracking method of the input device using the positioning of a pen according to the invention,

도 3은 본 발명에 따른 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치의 구성도, Figure 3 is a configuration of the input device using the positioning of a pen according to the invention,

도 4는 본 발명에 따른 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치의 초음파 수신 파형의 예를 보인 도면, 4 is a diagram to show an example of the ultrasonic wave received from the input device by the positioning of a pen according to the invention,

도 5는 본 발명에 따른 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치의 위치 측정을 위한 파형도, Figure 5 is a waveform for the position location of the input device using the positioning of a pen according to the invention,

도 6은 본 발명에 따른 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치에 사용되는 펜의 개념도, 6 is a schematic view of a pen used for the input device using the positioning of a pen according to the invention,

도 7은 도 6에 도시된 펜의 제어를 위한 입력 장치의 일실시예. Figure 7 is one embodiment of an input device for the control of the pen shown in Figure 6 for example.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Description of the Related Art>

10 : 펜 20 : 패널 10: 20 Pen: Panel

30 : IR센서 40, 50 : 초음파센서 30: IR sensor 40, 50: ultrasonic sensor

60 : 제어판 70 : 표시장치 60: 70 Panel: Display

100 : 제1전치증폭수단 110 : 제2전치증폭수단 100: a first pre-amplifier means 110: the second pre-amplifier means

120 : 기준(의사)신호발생수단 130 : 제1전치필터링수단 120: standard (pseudo) signal generating means 130: a first pre-filtering means

140 : 제2전치필터링수단 150 : 제1아날로그/디지털변환수단 140: second pre-filter means 150: first analog / digital conversion means

160 : 제2아날로그/디지털변환수단 160: a second analog / digital converting means

170 : 제1경계검출수단 180 : 제 2경계검출수단 170: a first boundary detection means 180: the second boundary detection means

190 : 제1거리검출수단 200 : 제2거리검출수단 190: a first distance detection unit 200: second distance detecting means

210 : 벡터코딩수단 220 : 메모리인터페이스수단 210: vector coding unit 220: memory interface means

230 : 메모리수단 240 : 이미지생성코딩수단 230: memory means 240: image generation coding means

250 : 외부기기인터페이스수단 250: external apparatus interface means

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, IR센서와 적어도 두개 이상의 초음파센서를 구비한 판을 이용하여 펜의 위치를 추적하는 장치에 있어서,적어도 두개 이상의 상기 초음파센서 중 왼쪽 초음파센서에서 센싱되는 초음파신호를 증폭하는 제1전치증폭수단; In this aspect of the present invention for achieving the objects, is, IR sensor and at least an apparatus for tracking the location of a pen by using a plate having at least two ultrasonic sensors, the sensing in the left ultrasonic sensor of the ultrasonic sensor, at least two or more a first pre-amplifier means for amplifying the ultrasonic signal; 적어도 두개 이상의 상기 초음파센서 중 오른쪽 초음파센서에서 센싱되는 초음파신호를 증폭하는 제2전치증폭수단; Second pre-amplifier means for amplifying the ultrasonic signal to be sensed at least at the right side of the ultrasonic wave of the ultrasonic sensor at least two sensors; 상기 IR센서에서 센싱되는 IR신호를 받아서 기준(의사)신호를 발생하는 기준(의사)신호발생수단; Standard (pseudo) signal generating means to receive an IR signal that is sensed by the IR sensor generates a reference or physician signal; 상기 제1전치증폭수단과 상기 기준(의사)신호발생수단에서 각각 출력되는 신호를 받아서 필터링하는 제1전치필터링수단; A first pre-filter means for receiving a signal in which each filter output from the first pre-amplifier means and said reference (doctor) signal generating means; 상기 제2전치증폭수단과 상기 기준(의사)신호발생수단에서 각각 출력되는 신호를 받아서 필터링하는 제2전치필터링수단; A second pre-filter means for receiving a signal in which each filter output from the second pre-amplifier means and said reference (doctor) signal generating means; 상기 제1전치필터링수단에서 필터링된 아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 제1아날로그/디지털변환수단; A first analog / digital conversion means for converting the analog signal filtered by the first pre-filter means into a digital signal; 상기 제2전치필터링수단에서 필터링된 아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 제2아날로그/디지털변환수단; A second analog / digital conversion means for converting the analog signal filtered by the second pre-filter means into a digital signal; 상기 제1아날로그/디지털변환수단에서 변환된 디지털신호의 경계를 검출하는 제1경계검출수단; A first boundary detecting means for detecting the boundary of the digital signal obtained from the first analog / digital conversion means; 상기 제2아날로그/디지털변환수단에서 변환된 디지털신호의 경계를 검출하는 제2경계검출수단; A second boundary detection means for detecting a boundary of the digital signal from the second analog / digital converting means; 상기 제1경계검출수단에서 경계가 검출된 디지털신호를 이용하여 거리를 검출하는 제1거리검출수단; A first distance detecting means for detecting a distance by using the digital signal is detected at the boundary of the first boundary detection means; 상기 제2경계검출수단에서 경계가 검출된 디지털신호를 이용하여 거리를 검출하는 제2거리검출수단; A second distance detecting means for detecting a distance by using the digital signal is detected in the boundary and the second boundary detection means; 상기 제1거리검출수단과 상기 제2거리검출수단에서 각각 출력되는 신호의 벡터를 코딩하는 벡터코딩수단; Vector encoding means for encoding a vector of signals which are respectively output from the first distance detecting means and the second distance detecting means; 상기 벡터코딩수단에서 코딩된 신호를 메모리수단으로 저장하거나 해당 벡터 좌표 정보를 외부기기로 출력하는 메모리인터페이스수단; Memory interface means for storing and outputting the vector coordinate information to an external device, the coded signal coded in the vector unit to the memory means; 상기 메모리수단에 저장된 코딩 신호 정보를 받아서 이미지 데이터를 생성하는 이미지생성코딩수단; Image generating means for generating a coded image data receives the coded signal information stored in the memory means; 및 상기 이미지생성코딩수단에서 생성된 상기 이미지 데이터를 외부기기로 출력하는 외부기기인터페이스수단을 포함함을 특징으로 한다. And it characterized in that it comprises an external apparatus interface means for outputting the image data generated by the image generation coding means to an external device.

바람직하게, 상기 기준(의사)신호발생수단은 수신된 상기 IR신호를 증폭 및 해석하고 문턱치 기법에 의하여 발신장치와 동기화된 신호를 발생함을 특징으로 한다. And preferably further characterized in that said reference or physician signal generating means generates a signal synchronized with the source apparatus amplifying and interpreting the received IR signal by the threshold value method.

바람직하게, 상기 제1아날로그/디지털변환수단과 상기 제2아날로그/디지털변환수단에서 각각 변환되는 디지털신호는 샘플링된 신호임을 특징으로 한다. Preferably, the digital signals respectively converted by the first analog / digital conversion means and the second analog / digital converting means is characterized in that the sampled signal.

바람직하게, 상기 제1거리검출수단과 상기 제2거리검출수단은 각각 카운터를 구비하여 2차원 평면상에서 거리를 검출하여 전송시킴을 특징으로 한다. Preferably, characterized by said first distance detecting means and the second distance detecting means for detecting a distance Sikkim transmission on the two-dimensional plane with a respective counter.

바람직하게, 상기 벡터코딩수단은 각각의 개별적인 거리 측정 결과를 이용하여 2차원 평면상에서의 위치를 파악하고 수평/수직축으로의 거리 정보를 분리한 후 각각을 코딩함을 특징으로 한다. Preferably, the vector coding method is characterized in that the coding for each and then identify the position on the two-dimensional plane using each respective distance measurement result and the distance separating the information of the horizontal / vertical axes.

바람직하게, 상기 제1전치필터링수단과 상기 제2전치필터링수단은 노이즈 및 고스트 성분을 제거하고 정형화된 파형을 얻기 위하여 각각 밴드패스 필터를 구비하고 코어링(Coring), 컨벌루션(Convolution), 크로스 콜리레이션(Cross Correlation)과 같은 신호 처리를 수행함을 특징으로 한다. Preferably, the first pre-filter unit and the second pre-filter means comprises a core ring (Coring), the convolution (Convolution), cross-collision for each band-pass filter to remove noise and ghost components and gain a formal waveform It characterized by carrying out signal processing, such as migration (Cross Correlation).

바람직하게, 상기 크로스 콜리레이션과 같은 신호 처리의 기준 신호는 상기 IR신호에 의하여 생성된 상기 기준(의사)(Reference)신호에 의해서 수행되어짐을 특징으로 한다. Preferably, the reference signal of the signal processing, such as the cross coli illustration is characterized in doeeojim performed by the standard (pseudo) (Reference) signal generated by the IR signal.

본 발명의 다른 특징은, IR센서와 적어도 두개 이상의 초음파센서를 구비하여 발신장치의 위치를 추적하는 장치에 있어서, 문자 및 문서를 작성할 때 사용되는 펜; Another feature of the invention, when the pen is used having at least two or more ultrasonic sensors and IR sensors to create, text, and documents in the device to track the location of the originating device; 상기 펜의 동작 상태를 검출하여 상기 펜이 사용되는 기간에 초음파신호를 방출하도록 하는 방출수단; Emitting means to emit an ultrasonic signal in the period to which the pen used to detect the operating state of the pen; 초음파신호를 발생시켜 상기 방출수단으로 방출하는 초음파신호발생수단; It generates an ultrasonic signal generating means for emitting ultrasonic signals to said emitting means; 각 구성수단을 제어하는 제어수단; Control means for controlling each component unit; 각 구성수단에 전원을 공급하는 전원수단; Power source means for supplying power to each component means; 상기 제어수단의 제어에 의하여 IR신호를 발생하는 IR신호발생수단; IR signal generating means for generating an IR signal by the control of the control unit; 및 압력신호의 기능을 수행하는 펜압력버튼을 포함함을 특징으로 한다. And it characterized in that it comprises a pressure pen button to perform the functions of the pressure signal.

바람직하게, 상기 펜압력버튼에 의해서 상기 펜이 눌려지는 압력을 감지하여 해당 감지신호를 상기 제어수단으로 전송하는 검출수단을 더 포함함을 특징으로 한다. Preferably, by the pen pressure button is characterized in further comprising a detection means for transmitting the detection signal to the control means to detect the pressure which the pen is pressed.

바람직하게, 상기 제어수단의 제어에 의하여 초음파신호를 발생시키는 피에조 크리스털을 더 포함함을 특징으로 한다. Preferably, it characterized by further comprising a piezoelectric crystal for generating the ultrasonic signal by the control of the control means.

바람직하게, 상기 제어수단은 상기 펜의 기능 및 동작 정보를 전송하기 위하여 상기 IR신호의 변조를 수행하고 초음파신호 발생 시간이나 상기 IR신호의 발생 타이밍을 제어함을 특징으로 한다. Preferably, characterized by said control means also performs modulation of the IR signal and controls the occurrence timing of the ultrasonic signal generating time and the IR signal to transmit the functionality and operation information of the pen.

본 발명의 또 다른 특징은, IR센서와 적어도 두개 이상의 초음파센서를 구비하여 위치를 추적하는 장치에 있어서, 입력 장치에 필요한 명령어를 내포하는 기능키 및 철자키로 구성된 제어판의 제어정보를 입력하는데 사용되는 펜; Another aspect of the invention, IR sensor and at least an apparatus for tracking the location and provided with at least two ultrasonic sensor, which is used to input the control information for the function key and spelling key configured control panel that contains the instructions necessary for the input device, pen; 상기 펜에서 방출되는 초음파신호로 상기 펜의 위치정보를 추적하는 경계검출수단; With an ultrasonic signal emitted from the pen boundary detection means for tracking the position information of the pen; 상기 경계검출수단에서 검출된 파형에서 상기 펜으로의 거리를 계산하는 거리검출수단; Distance detecting means for calculating the distance to the pen in the detected waveform by the boundary detection means; 및 상기 거리검출수단에서 상기 펜의 위치정보를 입력받아 해당 기능키 및 철자키에 대응하는 명령을 수행하는 제어수단을 포함함을 특징으로 하는 펜의 위치 인식을 이용한 입력장치. And an input apparatus using a position recognition of the pen from the distance detection means, characterized in that it comprises control means for receiving the location information of the pen performing a command corresponding to the function key and key spelling.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Below with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다. First, in addition as the reference numerals to components of each drawing, the same components hanhaeseoneun even though shown in different drawings should be noted been designated by the same numerals as much as possible.

도 1은 본 발명에 따른 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치의 패널을 구동하기 위한 시스템의 구성을 나타낸 도면이다. 1 is a view showing the configuration of a system for driving the panel of the input device using the positioning of a pen according to the invention.

도 1에 있어서, 본 발명은 펜(10), 패널(20), IR센서(30), 초음파센서(40, 50), 제어판(60), 표시장치(70) 등을 이용하여 구성한다. 1, the present invention is configured by using a pen (10), the panel (20), IR sensors 30, ultrasonic sensors (40, 50), the control panel 60, a display device 70.

펜(10)은 도 6의 본 발명에 따른 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치에 사용되는 펜의 개념도와 도 7의 도 6에 도시된 펜의 제어를 위한 입력 장치의 일실시예에서 보인 바와 같이, 문자 및 문서를 작성할 때 사용하는 펜촉(11), 펜촉(11)의 동작 상태를 검출하여 펜(10)이 사용되는 기간에 도 4의 본 발명에 따른 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치의 초음파 수신 파형인 초음파 신호를 방출하는 방출부(12), 위치 인식에 필요한 초음파신호발생수단(13), 시스템 전체를 제어하고 펜 기능 및 동작 정보의 전송을 위한 IR 신호 변조를 수행하며 초음파신호 발생 시간이나 IR신호 발생 타이밍 등을 제어하는 제어수단(14), 전원수단(15), IR신호발생수단(16)으로 구성된다. Pen 10 is as shown in one embodiment of the input device for the control of the illustrated pen in a conceptual diagram of Fig. 7, the pen 6 is used in the input device using the positioning of a pen according to the invention of Figure 6 , ultrasound of the input device using the positioning of a pen according to the pen tip 11, the invention also in the period in which to detect an operating state of the pen 11, pen 10 is used 4 are used to create a character and a document reception control the entire emission part 12, the ultrasonic signal generating means (13) required for position recognition, the system for emitting a waveform of the ultrasonic signal and perform an IR signal modulated for the transmission of a pen function and operation information, and generates the ultrasonic signal time or is IR signal generating timing, etc. and a control means 14, the power source means (15), IR signal generating means (16) for controlling. 이때, 펜(10)은 눌려지는 압력을 감지하는 검출수단인 버튼(A)이 포함되며 마우스 기능을 추가시에는 기능 버튼 신호(B)가 제어수단(14)에 입력되도록 다수의 기능 버튼(도시되지 않음)이 추가된다. In this case, the pen 10 is a detecting means to detect being pressed pressure button a plurality of function buttons so that (A) is contained are input to at the time of adding the functionality of a mouse function button signal (B) the control means 14 (shown No) it is added.

초음파신호발생수단(13)의 상대적인 위치는 초음파센서(40, 50) 각각에 도달하는 초음파신호의 지연 시간이 매 수신시간마다 계산되고 벡터(Vector)정보로 저장된다 The relative position of the ultrasonic signal generating means 13 is the delay time of the ultrasonic signal which reaches each of the ultrasonic sensors (40, 50) is calculated for each reception time are stored in the vector (Vector) information

패널(20)은 종이, 패드, 나무판 등으로 이루어져 있으며, 제어판(60)은 입력 장치에 필요한 명령어를 내포하는 기능키 및 철자키로 구성되어 있으며 펜(10)을 이용하여 제어판(60)의 특정 위치에 위치시키고 초음파 신호를 발생시키면 특정 위치의 좌표를 추적하여 대응되는 명령이나 입력을 실행시킨다. Panel 20 is specified on the control panel 60 by the paper, which consists of a pad, a wood plate or the like, the control panel 60 is comprised of a function key that contains the instructions necessary for the input device and spelling key, and using the pen 10 when placed in a position to generate an ultrasonic signal and executes the command or input corresponding to track the coordinates of a location. 초음파센서(40, 50)는 펜(10)에서 보내지는 초음파 신호를 센싱하고, IR센서(30)는 IR 신호를 센싱하며, 표시장치(70)는 현재 시스템 상태 및 사용자의 작업 내용을 표시한다. An ultrasonic sensor (40, 50) is sensing an ultrasonic signal and, IR sensor 30 is sent from the pen 10, and sense the IR signal, the display device 70 display the operation contents of the current system state and user .

한편, 위치 인식은 도 2의 본 발명에 따른 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치의 발신 위치 추적 방법을 나타낸 좌표를 보인 도면에 보인 바와 같이 ⓐ, ⓓ, ⓔ를 알고 있을 때, ⓒ와 ⓑ의 길이 정보를 알 수 있다는 피타고라스 정의에 의해 계산될 수 있다. Meanwhile, the location notification is a time to know the ⓐ, ⓓ, ⓔ as shown in the diagram to show the coordinates showing the originating location tracking method of the input device using the positioning of a pen according to the invention 2, ⓒ and ⓑ length being able to know the information can be calculated by the Pythagoras defined. 이때, 빛의 속도가 거의 무한대라고 가정할 때 IR신호는 거리 측정을 위한 기준신호로 사용되며, ⓓ, ⓔ의 거리는 초음파 신호의 공기 중에서의 전달 속도에 의해 계산할 수 있다. At this point, IR signal Assuming the speed of light almost infinity is used as a reference signal for distance measurement, can be calculated by ⓓ, ⓔ delivery rate of the air from the distance of the ultrasonic signal. 아래의 [식1, 식2]에서 두 개의 변수값은 두 개의 함수로부터 계산된다. In the expression 1, expression 2] the following two variable value is calculated from the two functions.

d²= c²+ b² d² = c² + b²

e²= (ac)²+ b² e² = (ac) ² + b²

[식1], [식2]에서 ⓐ, ⓓ, ⓔ는 알고 있거나 측정되는 값이고 ⓑ, ⓒ는 계산하여야 할 값으로, 계산된 ⓑ, ⓒ에 의해 벡터값이 추출되고 저장 및 가공될 수 있다. [Expression 1] and [formula 2] from the value measured ⓐ, ⓓ, ⓔ are either known and ⓑ, ⓒ is a to the value to be calculated, the calculation ⓑ, the vector value by ⓒ is extracted may be stored and processed .

초음파 신호는 펜(10)이 눌려지는 압력에 의해 발생하고, IR 신호는 펜(10)이 눌러지는 순간에만 발생하며 압력이 지속되는 구간에는 발생하지 않게 할 수 도 있는데, 펜(10)에 압력은 있으나 IR 신호 파형은 수신되지 않아서 펜(10)의 위치가 크게 변화하지 않을 때에는 초기 위치에서 상대적인 거리 변화만을 추적하여 데이터량을 줄일 수 있게 하고 정밀한 측정이 가능하게 한다. Ultrasonic signal may also be so, and generated by the pressure which the pen 10 is pressed, IR signal is not generated, the period in which the pen (10) occurs only moment that the pressing and duration, the pressure, the pressure on the pen 10 but it is able to enable the tracks only the relative distance changes from the initial position to reduce the data amount, precise measurement when the position did not receive the IR signal waveform pen 10 is not significantly changed. IR 신호에 정보를 변조하여 송신하는 경우에도 거리를 측정하기 위한 IR 신호와 정보를 전송하는 IR 신호에 서로 다른 코드를 할당하는 것이 가능하다. In the case of transmitting information by modulating the IR signal, it is possible to assign different code to the IR signal to transmit the IR signal and the information for measuring the distance.

ⓓ와 ⓔ의 측정은 도 5의 본 발명에 따른 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치의 위치 측정을 위한 파형도와 같은 도달 파형에서 측정될 수 있다. Ⓓ and ⓔ are of measurement can be measured at the same wave it reaches help waveforms for position location of the input device using the positioning of a pen according to the invention of Fig. 도 5에서 T1은 빛인 IR 신호의 도달 파형이고, T2와 T3는 초음파 신호의 경계 검출된 파형이다. In Fig. 5 T1 is reached, the waveform of the signal bitin IR, T2 and T3 is the boundary detection waveform of the ultrasonic signal. T1 내지 T3의 각 신호의 거리는 미리 설정된 주파수 클럭을 ⓓ와 ⓔ 기간 동안 카운터하여 계산된다. The distance of each signal of T1 to T3 ⓓ a preset clock frequency, and ⓔ are calculated by the counter during the period.

이와 같은 검출 과정은 도 3의 본 발명에 따른 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치의 구성도에 의해서 수행된다. Such a detection process is performed by the configuration of the input device using the positioning of a pen according to the invention of Fig.

도 3에 있어서, 도 4와 같은 초음파 수신 파형의 신호가 적어도 두개 이상의 초음파센서 중 왼쪽 초음파센서(40)에서 센싱되는 초음파신호를 증폭하는 제1전치증폭수단(100)과, 적어도 두개 이상의 초음파센서 중 오른쪽 초음파센서(50)에서센싱되는 초음파신호를 증폭하는 제2전치증폭수단(110)의 각 입력단(IN1, IN2)에 각각 입력되면 도 5와 같은 형태의 파형 신호를 만들기 위해 입력되는 파형 신호의 신호 처리를 위하여 각각 증폭된다. 3, 4 and the signal of the ultrasonic receiving waveform at least two or more of the ultrasonic sensor of the first pre-amplifier means (100) and at least two or more ultrasonic sensors for amplifying the ultrasonic signal to be sensed from the left ultrasonic sensor 40 of the waveform signal input to produce a waveform signal of the type shown in FIG. 5 when the respective input to the respective input terminals (IN1, IN2) of the second pre-amplifier means (110) for amplifying the ultrasonic signal to be sensed from the right ultrasonic sensor 50 of each is amplified for signal processing. 기준(의사)신호발생수단(120)은 입력단(IN3)을 통해 수신된 IR신호를 증폭 및 해석하고 문턱치 기법에 의하여 발신장치(도시되지 않음)와 동기화된 신호를 만들며, 이는 IR센서(30)에서 센싱되는 IR신호를 받아서 기준(의사)신호를 발생한다. Standard (pseudo) signal generating means 120 creates a signal synchronized with the input terminal (IN3) amplification and analysis of the received IR signal and transmitting device (not shown) by the threshold method through which IR sensor 30 It receives the IR signal from the sensing and generating a reference or physician signal.

제1전치필터링수단(130)은 제1전치 증폭수단(100)과 기준(의사) 신호발생수단(120)에서 각각 출력되는 신호를 받아서 필터링하며, 제2전치필터링수단(140)은 제2전치증폭수단(110)과 기준(의사)신호발생수단(120)에서 각각 출력되는 신호를 받아서 필터링하여 노이즈 및 고스트 성분을 제거하고 정형화된 파형을 얻기 위하여 각각 밴드패스 필터(도시되지 않음)를 구비하고, 코어링(Coring), 컨벌루션(Convolution), 크로스 콜리레이션(Cross Correlation)과 같은 신호 처리를 수행한다. A first pre-filtering means (130) has a first pre-amplifier means (100) and the reference (the doctor) and the filter receives the signal to be respectively output from the signal generation means 120, a second pre-filter means 140 is a second pre- having an amplification means 110 and the reference or physician signal generating means each band-pass filter (not shown) in order to filter receives a signal and outputs (120) to remove the noise and ghost components and obtain a structured waveform, performs signal processing such as a core ring (coring), the convolution (convolution), cross coli illustration (cross Correlation). 이때, 크로스 콜리레이션과 같은 신호 처리의 기준 신호는 IR신호에 의하여 생성된 기준(의사)(Reference)신호에 의해서 정해진다. At this time, the reference signal of the signal processing, such as cross coli migration is determined by a standard (pseudo) (Reference) signal generated by the IR signal.

한편, 제1아날로그/디지털변환수단(150)은 제1전치필터링수단(130)에서 필터링된 아날로그신호를 샘플링하여 디지털신호로 변환하고, 제2아날로그/디지털변환수단(160)은 제2전치필터링수단(140)에서 필터링된 아날로그신호를 샘플링하여 디지털신호로 변환한다. On the other hand, the first analog / digital conversion means (150) has a first pre-sampling an analog signal filtered by the filtering means 130 is converted into a digital signal, a second analog / digital conversion section 160 has a second pre-filter by sampling the analog signal from the filter means 140 is converted into a digital signal. 또한, 제1경계검출수단(170)은 제1아날로그/디지털변환수단(150)에서 변환된 디지털신호의 경계를 검출하고, 제2경계검출수단(180)은 제2아날로그/디지털변환수단(160) 에서 변환된 디지털신호의 경계를 검출한다. In addition, the first edge detection means 170 includes a first analog / digital conversion detecting the boundary of the digital signal obtained from the means 150 and the second edge detection means 180 has a second analog / digital conversion means (160 ) and it detects the boundary of the digital signal from the.

제1거리검출수단(190)은 카운터를 구비하여 2차원 평면상에서 거리를 검출하여 전송하기 위하여 제1경계검출수단(170)에서 경계가 검출된 디지털신호를 이용하여 거리를 검출하고, 제2거리검출수단(200)은 카운터를 구비하여 2차원 평면상에서 거리를 검출하여 전송하기 위하여 제2경계검출수단(180)에서 경계가 검출된 디지털신호를 이용하여 거리를 검출한다. First distance detecting means 190 by using the boundary is detected by the first boundary detection unit 170, a digital signal for transmission by detecting the distance on a two-dimensional plane by a counter and detecting a distance, the second distance detection means (200) using the digital signal is detected at the second boundary edge detection means 180 in order to transmit detects the distance on a two-dimensional plane by a counter to detect the distance.

벡터코딩수단(210)은 제1거리검출수단(190)과 제2거리검출수단(200)에서 각각 출력되는 신호의 벡터를 코딩하여 메모리수단(230)에 저장하거나 메모리인터페이스수단(220)을 통해 출력단(OUT1)으로 해당 벡터 좌표 정보를 출력하기 위하여 각각의 개별적인 거리 측정 결과를 이용하여 위치를 파악하고 수평/수직축으로의 거리 정보를 분리한 후 각각을 코딩한다. Vector coding unit 210 may store a first distance detecting means 190 and the second distance detecting means 200, memory means 230 and encoding the vector of a signal to be output respectively from or through the memory interface unit 220 an output terminal (OUT1) to then determine the position using the respective individual distance measurement result to output the vector coordinate information and separate the information of distance in a horizontal / vertical codes of each. 이미지생성코딩수단(240)은 메모리수단(230)에 저장된 코딩 신호 정보를 입력받거나 벡터코딩수단(210)으로부터 벡터 정보를 받아서 이미지 데이터를 생성하며, 외부기기인터페이스수단(250)을 통해 출력단(OUT2)으로 이미지 데이터를 외부기기로 출력한다. Image generation coding means 240 is an output terminal (OUT2 via a memory means (230) coded signal information image and generating data, the external device interface unit 250 receives the vector information from the vector coding unit 210 receive inputs stored in ) and outputs the image data to the external device.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. Thus, the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, various modifications are possible within the limits that do not depart from the scope of the invention. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. Therefore, the scope of the invention limited to the described embodiments will jeonghaejyeoseo's patent claims as well as defined by the appended claims and their equivalents, which must not be described later.

결국, 본 발명에 의한 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치에 따르면 다음과같은 이점이 발생한다. After all, according to the input device using the positioning of a pen according to the present invention generates the following advantages:

즉, 소형으로 휴대가 가능하고 정교한 위치 추적 장치로 활용이 가능하며, 무선 마우스, 문자 및 문서 입력 장치 등에 적용된다. That is, the compact can be portable, and utilized as a fine positioning device, and is applicable to a wireless mouse, a character input device and document. 또한, 기존의 테블렛과 디지타이저의 응용 분야에서 테블렛 없는 디지타이저로 사용될 수 있고 3차원 공간에서의 이동 경로를 추적할 수 있다. Furthermore, it can be used in conventional applications for the Te and the digitizer tablet as a Tablet without digitizer and may track the path of movement of the three-dimensional space.

Claims (12)

  1. 펜에서 송신되는 IR 신호를 수신하는 IR센서와 상기 펜에서 송신되는 초음파신호를 수신하는 적어도 두개 이상의 초음파센서를 구비한 판을 이용하여 펜의 위치를 추적하는 장치에 있어서, Using the at least one comprising at least two ultrasonic sensor plate for receiving the ultrasonic signal to be transmitted from the pen to the IR sensor to receive an IR signal transmitted from a pen according to a device for tracking the position of the pen,
    적어도 두개 이상의 상기 초음파센서 중 왼쪽 초음파센서에서 센싱되는 초음파신호를 증폭하는 제1전치증폭수단; A first pre-amplifier means for amplifying the ultrasonic signal to be sensed at least in the left of the two or more ultrasonic sensors the ultrasonic sensor;
    적어도 두개 이상의 상기 초음파센서 중 오른쪽 초음파센서에서 센싱되는 초음파신호를 증폭하는 제2전치증폭수단; Second pre-amplifier means for amplifying the ultrasonic signal to be sensed at least at the right side of the ultrasonic wave of the ultrasonic sensor at least two sensors;
    상기 IR센서에서 센싱되는 IR신호를 받아서 기준(의사)신호를 발생하는 기준(의사)신호발생수단; Standard (pseudo) signal generating means to receive an IR signal that is sensed by the IR sensor generates a reference or physician signal;
    상기 제1전치증폭수단과 상기 기준(의사)신호발생수단에서 각각 출력되는 신호를 받아서 필터링하는 제1전치필터링수단; A first pre-filter means for receiving a signal in which each filter output from the first pre-amplifier means and said reference (doctor) signal generating means;
    상기 제2전치증폭수단과 상기 기준(의사)신호발생수단에서 각각 출력되는 신호를 받아서 필터링하는 제2전치필터링수단; A second pre-filter means for receiving a signal in which each filter output from the second pre-amplifier means and said reference (doctor) signal generating means;
    상기 제1전치필터링수단에서 필터링된 아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 제1아날로그/디지털변환수단; A first analog / digital conversion means for converting the analog signal filtered by the first pre-filter means into a digital signal;
    상기 제2전치필터링수단에서 필터링된 아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 제2아날로그/디지털변환수단; A second analog / digital conversion means for converting the analog signal filtered by the second pre-filter means into a digital signal;
    상기 제1아날로그/디지털변환수단에서 변환된 디지털신호의 경계를 검출하는 제1경계검출수단; A first boundary detecting means for detecting the boundary of the digital signal obtained from the first analog / digital conversion means;
    상기 제2아날로그/디지털변환수단에서 변환된 디지털신호의 경계를 검출하는 제2경계검출수단; A second boundary detection means for detecting a boundary of the digital signal from the second analog / digital converting means;
    상기 제1경계검출수단에서 경계가 검출된 디지털신호를 이용하여 거리를 검출하는 제1거리검출수단; A first distance detecting means for detecting a distance by using the digital signal is detected at the boundary of the first boundary detection means;
    상기 제2경계검출수단에서 경계가 검출된 디지털신호를 이용하여 거리를 검출하는 제2거리검출수단; A second distance detecting means for detecting a distance by using the digital signal is detected in the boundary and the second boundary detection means;
    상기 제1거리검출수단과 상기 제2거리검출수단에서 각각 출력되는 신호의 벡터를 코딩하는 벡터코딩수단; Vector encoding means for encoding a vector of signals which are respectively output from the first distance detecting means and the second distance detecting means;
    상기 벡터코딩수단에서 코딩된 신호를 메모리수단으로 저장하거나 해당 벡터 좌표 정보를 출력하는 메모리인터페이스수단; Memory interface means for storing and outputting the vector coordinate information, the coded signal coded in the vector unit to the memory means;
    상기 벡터코딩수단이나 상기 메모리수단에 저장된 벡터 신호 정보를 받아서 이미지 데이터를 생성하는 이미지생성코딩수단; The vector coding method or the image generating means for generating a coded image data receives the vector signal information stored in the memory means; And
    상기 이미지생성코딩수단에서 생성된 상기 이미지 데이터를 외부기기로 출력하는 외부기기인터페이스수단을 포함함을 특징으로 하는 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치. Input apparatus using a position recognition of the pen, characterized in that it comprises an external apparatus interface means for outputting the image data generated by the image generation coding means to an external device.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 기준(의사)신호발생수단은 The method of claim 1, wherein the reference or physician signal generating means
    수신된 상기 IR신호를 증폭 및 해석하고 문턱치 기법에 의하여 발신장치와 동기화된 신호를 발생함을 특징으로 하는 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치. Amplification and analysis of the received IR signal is input by the positioning of a pen, characterized by generating a signal synchronized with the transmitting device by the device threshold technique.
  3. 제 1 항에 있어서, According to claim 1,
    상기 제1아날로그/디지털변환수단과 상기 제2아날로그/디지털변환수단에서 각각 변환되는 디지털신호는 샘플링된 신호임을 특징으로 하는 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치. Wherein the first analog / digital conversion means and said second digital signals respectively converted second analog / digital converting means is input apparatus using a position recognition of the pen, characterized in that the sampled signal.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제1거리검출수단과 상기 제2거리검출수단은 The method of claim 1, wherein the first distance detecting means and the second distance detecting means
    각각 카운터를 구비하여 2차원 평면상에서 거리를 검출하여 전송시킴을 특징으로 하는 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치. Input apparatus using a position recognition of the pen, characterized by each transmission Sikkim detects the distance on a two-dimensional plane by a counter.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 벡터코딩수단은 According to claim 1, wherein said vector encoding means
    각각의 개별적인 거리 측정 결과를 이용하여 발신장치의 위치를 파악하고 수평/수직축으로의 거리 정보를 분리한 후 각각을 코딩함을 특징으로 하는 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치. Using the positioning of a pen, it characterized in that the coding of each individual by using a respective distance measurements and then identify the location of the originating device and remove the distance information of the horizontal / vertical axis input device.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제1전치필터링수단과 상기 제2전치필터링수단은 The method of claim 1, wherein the first pre-filter unit and the second pre-filter means
    노이즈 및 고스트 성분을 제거하고 정형화된 파형을 얻기 위하여 각각 밴드패스 필터를 구비하고, 코어링(Coring), 컨벌루션(Convolution), 크로스 콜리레이션(Cross Correlation)과 같은 신호 처리를 수행함을 특징으로 하는 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치. Removing the noise and ghost component and a respective band-pass filter to obtain a structured waveform, coring (Coring), the convolution (Convolution), cross coli illustration (Cross Correlation) and pen, characterized by carrying out the same signal processing input apparatus using a position of recognition.
  7. 제 1 항에 있어서, According to claim 1,
    상기 크로스 콜리레이션과 같은 신호 처리의 기준 신호는 상기 IR신호에 의하여 생성된 상기 기준(의사)(Reference)신호에 의해서 정해짐을 특징으로 하는 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치. A reference signal of the signal processing, such as the cross coli illustration includes an input apparatus using a position recognition of the pen as determined by the load characteristic of the reference (doctor) (Reference) signal generated by the IR signal.
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