KR100673005B1

KR100673005B1 - 복합좌표 인식 입력장치 및 그 구동방법

Info

Publication number: KR100673005B1
Application number: KR1020050013455A
Authority: KR
Inventors: 양홍영; 이승걸; 조창희
Original assignee: 핑거시스템 주식회사
Priority date: 2005-02-18
Filing date: 2005-02-18
Publication date: 2007-02-28
Also published as: EP1859338A1; US20080259029A1; JP4669519B2; HK1115458A1; CN101160556A; KR20060092507A; US8269720B2; JP2008530704A; CN101160556B; EP1859338A4; WO2006088332A1

Abstract

본 발명은 각종 작업 명령과 도형이나 문자를 입력하여 저장하거나 출력하기 위한 좌표 입력장치에 관한 것으로, 특히 상기 문자나 도형 등의 궤적을 입력하기 위한 좌표 인식방법으로 절대좌표 인식방법과 상대좌표 인식방법을 복합적으로 사용하며, 상기 상대좌표 인식방법으로 획득한 상대좌표를 절대좌표 인식방법으로 획득한 절대좌표를 이용하여 절대좌표로 환산하고, 상기 획득한 절대좌표와 상대좌표로부터 환산된 절대좌표로 수기된 문자, 도형 등의 궤적을 저장하여 자체의 디스플레이에 표시하거나 또는 정보단말기와 연결되어 그 모니터상에 표시되도록 함으로써, 종래의 절대좌표 인식 입력장치와 상대좌표 인식 입력장치들 각각의 문제점을 보완하고, 하드웨어의 구성이 간편하며, 정확한 좌표인식을 통해 문자나 도형을 입력할 수 있는 복합좌표 인식 입력장치 및 그 구동방법을 제공한다.

상대좌표 인식, 절대좌표 인식, 입력장치, 전자펜, 복합좌표 인식

Description

복합좌표 인식 입력장치 및 그 구동방법{Input Device Having the Function of Recognizing Hybrid Coordinates and Operating Method of the Same}

도1은 본 발명에 따른 독립적으로 구동하는 복합좌표 인식 입력장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도.

도2는 본 발명에 따른 정보 단말기에 연결된 복합좌표 인식 입력장치의 한 실시예를 개략적으로 나타낸 블록도.

도3은 본 발명에 따른 정보 단말기에 연결된 복합좌표 인식 입력장치의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 블록도.

도4는 본 발명에 따른 복합좌표 인식 입력장치를 구동할 경우 나타나는 궤적의 한 실시 예를 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11,21,41 : 복합좌표 감지부 11a,21a,41a : 절대좌표 감지부

11b,21b,41b : 상대좌표 감지부 12,22 : 좌표 연산부

13,23,42 : 저장부 14,24,43 : 기능키

15,25,44 : 중앙 제어장치 16 : 디스플레이부

26,45 : 통신수단 30 : 정보 단말기

50 : 좌표 산출기능을 갖는 정보 단말기

61 : 펜 업 동작구간 62 : 펜 다운 동작구간

일반적으로 컴퓨터에 연결되어 모니터 상에 작업 위치를 지정하거나 명령을 입력하기 위한 장치로 마우스가 사용되고 있으며, 상기 마우스가 움직이는 궤적에 따라 모니터상의 커서를 움직이기 위해 사용되는 좌표인식 방법으로는 상대좌표 인 식방법과 절대좌표 인식방법이 있다.

상기 상대좌표 인식방법은 일반적인 형태의 볼 마우스 또는 광 마우스에 적용되는 방법으로서, 패턴지나 별도의 부가장치 없이 위치 이동량을 감지하기 위한 볼-타입 또는 광-타입의 감지장치들을 이용하여 이전 위치와 현재 위치의 상대적인 이동량을 산출함으로써 상대적인 위치를 획득하는 것이다.

상기와 같은 상대좌표 인식방법을 적용한 볼 또는 광 마우스는 특정한 패턴지나 별도의 부가장치 없이도 동작이 가능하므로 구성이 간단하여 휴대가 간편하고 비교적 사용에 제약이 없다. 또한 하드웨어의 구성이 비교적 간단하므로 비용 측면에서 효율적이다.

그러나 상기 상대좌표 인식방법을 적용한 마우스는 위치를 인식하는데 있어서 절대적인 위치를 알 수가 없다. 단지 볼이나 광의 위치가 현재 어느 방향으로 얼마만큼 이동하고 있느냐 하는 정보만을 얻을 수 있으므로, 사용하지 않은 동안에 마우스의 위치가 틀어질 경우 커서의 위치가 작업 중이던 위치에서 벗어나게 된다. 따라서 작업 중이던 위치를 찾기 위해서는 모니터상의 커서 위치를 눈으로 확인하면서 마우스를 여러 차례 움직여 커서를 옮겨야 하기 때문에 원래의 커서 위치를 찾는 것이 어렵다는 문제점이 있었다. 특히, 마우스를 단순히 컴퓨터 제어용으로만 사용하지 않고 특정 글씨나 도형을 그려서 입력하는 경우라면, 작업 중단 이전 상태로 되돌아가는 과정이 번거로우며 마우스의 절대적인 위치를 알 수 없기 때문에 실제 수기하고 있는 글씨나 도형이 전체 용지의 어디에서 작성되고 있는지 알 수 없다는 문제점이 있었다.

또한, 상대좌표 인식방법을 적용한 마우스는 항상 바닥에 밀착한 상태로 이동하여야만 그 움직임에 따라 상대좌표를 인식할 수 있고, 마우스를 들어서 이동시키는 경우 모니터상의 커서가 움직이지 않기 때문에 모니터상의 작업위치를 찾기 위해서는 일일이 마우스를 밀착 이동시켜 작업위치를 찾아야 한다는 문제점도 있었다.

다음에, 상기 절대좌표 인식방법을 사용하는 마우스는 특정한 패턴지나 별도의 부가장치(타블렛 방식, 초음파 방식 등)를 이용하여 그 위치를 인식하는 것으로, 마우스의 이동 궤적을 절대좌표로 검출할 수 있으며 상기 절대좌표 인식 마우스는 대체로 펜 형으로 구성되었다.

상기와 같은 절대좌표 인식방법을 적용한 마우스는 특정한 부가장치를 통해 절대적인 위치를 검출하기 때문에 이전 데이터를 가지고 있지 않아도 항상 정확한 절대위치를 검출해낼 수 있으나, 특정한 패턴이 인쇄된 패턴지나 특정한 별도의 부가장치가 반드시 필요하므로 휴대가 불편하고, 사용범위가 극히 제한적이며 상대좌표 인식방법에 비해 그 해상도가 낮다는 단점이 있었다. 특히, 상기 패턴지는 아주 미세한 마이크로코드의 인쇄가 요구되므로 절대좌표 인식장치의 광학계 및 센서가 고성능 고가이어야 하며, 처리될 영상 데이터의 크기가 크기 때문에 고성능의 마이크로프로세서가 필요하다는 문제점이 있었다. 또한, 미세한 마이크로코드를 인쇄하는 과정이 정교해야 하므로 패턴지를 쉽게 제조할 수 없었다.

또한, 상기 상대좌표 방식의 위치인식에 사용되는 마우스와 비교하여 별도의 부가장치가 필요하므로, 마우스를 구성하는 하드웨어의 구성이 복잡하고 고급사양이 필요할 수밖에 없었고, 따라서 마우스의 부피가 커져 휴대가 불편하고 상대좌표 방식의 마우스에 비해 비효율적이라는 문제점도 있었다.

또한, 일예로 특정한 패턴지를 이용하여 절대좌표를 인식하는 방법에서는, 패턴지에 기록되어 있는 각 마이크로코드(각각 자신의 절대좌표에 해당하는 특정 패턴이 인쇄되어 있는 것)를 인식함으로써 마우스의 현 위치를 절대적으로 인식하게 된다. 그러므로 마우스의 궤적을 인식하기 위해서는 이동하는 궤적 상에 궤적의 각 점의 절대위치를 나타내는 마이크로코드가 연속적으로 분포되어 있어야 하나, 패턴지의 마이크로코드 손상, 마이크로코드 감지 수단에 의한 마이크로코드의 영상 왜곡 또는 마우스의 회전 등 다양한 이유로 절대좌표 인식 오류가 발생할 수 있었다. 이 경우 입력된 정보에 심각한 오류가 발생하게 되며 상기 잘못 입력된 정보를 보정할 수 있는 대안이 없다는 문제점도 있었다.

또한, 수기된 도형이나 문자를 궤적에 따라 저장하고, 그 저장된 문자나 도형을 차후 정보 단말기와 연결하여 저장된 내용을 그 모니터상으로 출력하는 전자펜도 사용되고 있다.

그러나, 상기 전자펜 역시 상기 마우스와 마찬가지로 상대좌표 인식방법을 사용하는 경우, 간단한 메모를 적은 다음, 잠시 후 다시 메모를 추가하고자 하는 경우에는 앞 메모의 끝 위치를 알 수 없으므로 장문의 메모를 처리하는 것이 원천적으로 불가능하였다.

또한, 상기 전자펜의 좌표 인식방법으로 절대좌표 인식방법을 사용할 경우, 특정한 부가장치를 통해 절대적인 위치를 검출하기 때문에 이전 데이터를 가지고 있지 않아도 항상 정확한 절대위치를 검출해낼 수 있어 시간 간격을 둔 메모나 장문의 메모가 가능하나, 특정한 패턴이 인쇄된 패턴지나 특정한 별도의 부가장치가 반드시 필요하므로 휴대가 불편하고, 사용범위가 극히 제한적이라는 문제점이 있었다. 또한, 상기 상대좌표 방식의 위치인식에 사용되는 전자펜과 비교하여 별도의 부가장치가 필요하므로, 하드웨어의 구성이 복잡하고 고급사양이 필요할 수밖에 없고 부피가 크게 되는 문제점도 있었다.

본 발명은 기존 마우스 혹은 전자펜 등의 좌표 입력장치에 상대좌표 인식방법과 절대좌표 인식방법을 동시에 적용함으로써 상술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 상기 상대좌표 인식방법과 절대좌표 인식방법을 결합하여 상호 보완되도록 함으로써, 상대좌표 인식방법의 오류를 절대좌표 인식방법으로 보완하거나 절대좌표 인식방법의 오류를 상대좌표 인식방법으로 보완하고 최종적으로는 모든 궤적 정보를 절대좌표로 인식하여 도시된 문자나 도형을 저장 또는 출력할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 한정된 분해능을 갖는 패턴감지수단을 사용하여 하드웨어의 구성을 단순하게 하여도 상대좌표 인식방법의 높은 분해능에 의해 정밀한 절대좌표의 위치인식이 가능하며, 휴대가 간편한 복합좌표 인식 입력장치와 그 구동방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 패턴지의 마이크로코드가 훼손되었거나 절대좌표 인식방법이 구동되지 않는 상황에서도 상대좌표 인식방법에 의해 복합좌표 인식 입력장치의 궤적에 따른 좌표의 인식이 가능하게 함으로써 좌표인식 기술의 활용범위를 극대화하고, 적용환경을 확대하며, 상기 복합좌표 인식 입력장치의 안정적인 동작이 가능하도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 절대좌표 인식방법과 상대좌표 인식방법을 복합적으로 사용하고, 이를 이용하여 절대좌표 값을 산출함으로써 낮은 분해능을 갖는 절대좌표 인식방법으로도 정확한 절대좌표를 인식하도록 할 수 있고, 따라서 패턴지에 인쇄되는 마이크로코드의 분해능을 낮게 인쇄할 수 있으므로 패턴지의 인쇄가 용이하며, 사용자가 특정 패턴의 마이크로코드를 직접 인쇄하여 사용할 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 각종 명령과 문자나 도형을 입력하여 저장하거나 출력하기 위한 좌표 입력장치에 있어서, 위치에 따른 절대좌표 정보를 얻고, 이동되는 궤적에 따른 상대적인 이동량을 감지하여 상대좌표 정보를 얻기 위한 복합좌표 감지부와; 상기 좌표 정보들로부터 각각의 절대좌표와 상대좌표를 획득하고, 그 획득된 절대좌표를 이용하여 상기 획득한 상대좌표를 절대좌표로 환산하는 좌표 연산부를 포함하여 구성된 복합좌표 인식 입력장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복합좌표 인식 입력장치를 이용하여, 먼저 입력장치의 전원이 켜짐과 동시에 상대좌표를 인식하는 단계와; 상기 상대좌표를 인식하는 과정 중에 절대좌표 감지 스위치 수단을 작동시켜 일정한 시간 간격으로 절대좌표 정보를 획득하고, 절대좌표 감지 스위치 수단이 작동되지 않으면 다시 상대좌표 정보만을 획득하는 단계와; 상기 획득된 절대좌표 정보와 상대좌표 정보로부터 각각 절대좌표와 상대좌표를 획득하고, 그 획득된 절대좌표를 이용하여 상대좌표를 절대좌표로 환산하는 단계를 포함하는 복합좌표 인식 입력장치의 좌표인식 방법을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 도1은 본 발명에 따른 절대좌표 인식방법과 상대좌표 인식방법을 모두 사용하는 복합좌표 인식 입력장치의 한 실시예를 개략적으로 나타낸 것으로서, 개인용 컴퓨터와 같은 정보 단말기에 연결되어 모니터 상에 표시되는 커서를 동작시키고 명령을 입력하며 수기된 글씨 및 이미지를 입력하거나, 정보 단말기와 독립적으로 수기된 문자나 궤적, 이미지를 자체 저장하여 출력하기 위한 좌표 입력장치에 있어서, 좌표 입력장치의 이동되는 궤적에 따른 상대적인 이동량을 감지하여 상대좌표 정보를 얻고, 스위치 수단의 작동에 의해 패턴지에 인쇄된 마이크로코드의 영상, 또는 타블렛 방식이나 초음파 방식등을 이용하여 절대좌표 정보를 얻기 위한 복합좌표 감지부(11)와; 상기 복합좌표 감지부(11)에서 얻어진 절대좌표 정보와 상대좌표 정보로부터 각각의 절대좌표와 상대좌표를 획득하고 그 획득한 절대좌표를 이용하여 상기 상대좌표를 절대좌표로 환산하여 수기된 도형이나 문자의 궤적을 절대좌표로 연산하는 좌표 연산부(12)로 구성된다.

이때, 상기 복합좌표 감지부(11)는 절대좌표 정보를 얻기 위해 작동여부를 결정하는 스위치 수단을 갖는 절대좌표 감지부(11a)와, 상대좌표 정보를 얻기 위한 상대좌표 감지부(11b)로 별개로 구성되거나, 하나의 복합 결상계를 갖는 광학계 및 이미지 센서와, 절대좌표 감지 스위치 수단을 더 포함하여 절대좌표 감지 스위치가 작동되지 않는 경우에는 상대좌표 정보만을 획득하고, 절대좌표 감지 스위치가 작동하는 경우에는 절대좌표와 상대좌표 정보를 동시에 획득할 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 복합좌표 감지부(11)에서 감지한 절대 좌표 정보 및 상대좌표 정보, 좌표 감지 시간, 그리고 상기 좌표 연산부(12)에서 획득한 절대좌표에 따라 수기된 문자나 도형의 좌표값 등을 저장하기 위한 저장부(13)와; 상기 좌표 연산부(12)를 통해 산출된 특정 좌표에서 명령을 입력하기 위한 기능키(14)와; 상기 좌표 연산부(12)에서 수기된 문자 또는 도형의 궤적에 따라 획득한 좌표값과 또는 이미 저장되어 있는 수기된 문자나 도형의 궤적에 따른 좌표값을 기능키(14)를 통해 입력된 명령에 따라 문자나 도형으로 출력하여 표시하기 위한 디스플레이부(16); 및 상기 구성요소의 기능을 제어하는 중앙제어장치(15)를 더 포함하여 구성된다.

상기 도1의 복합좌표 인식 입력장치는 패턴지상에 도시된 도형이나 문자, 즉 메모를 절대좌표로 환산하여 저장부(13)에 저장하였다가 기능키(14)의 조작에 의해 원하는 시기에 디스플레이부(16)를 통해 출력하도록 함으로써 메모된 내용을 수시로 확인할 수 있다.

또한, 도2는 본 발명에 따른 복합좌표 인식 입력장치의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 자체적인 디스플레이 수단 없이 정보 단말기에 연결되어 복합좌표 인식방법으로 입력한 문자나 도형 등을 정보단말기(30)의 모니터로 출력하기 위한 것이다. 도2의 복합좌표 인식 입력장치는 도1에서 설명된 바와 같이, 절대좌표 감지부(21a)부와 상대좌표 감지부(21b)로 구성된 복합좌표 감지부(21), 좌표 연산부(22), 저장부(23), 기능키(24), 중앙제어장치(25)를 포함하며, 상기 좌표 연산부(22)에 의해 획득한 수기된 문자나 도형의 절대좌표값을 정보단말기(30)로 전송하기 위한 통신수단(26)을 더 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성된 통신수단(26)을 갖는 복합좌표 인식 입력장치는 정보단말기(30)에 연결된 상태로 작동하여 마우스의 기능을 가질 수 있으며, 정보단말기(30)에 연결되지 않은 상태에서도 수기된 도형이나 문자의 궤적에 따른 절대좌표값을 저장부에 저장하였다가 차후 정보단말기에 연결하여 저장된 좌표값에 따른 내용을 모니터를 통해 볼 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 복합좌표 인식 입력장치는 디스플레이부와 통신수단을 동시에 구비하여 전자펜과 마우스 기능을 동시에 갖도록 구성할 수도 있다.

다음에, 도3은 본 발명에 따른 절대좌표 인식방법과 상대좌표 인식방법을 모두 사용하는 복합좌표 인식 입력장치의 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 좌표 입력장치의 이동되는 궤적에 따른 상대적인 이동량을 감지하여 상대좌표 정보를 얻고, 스위치 수단의 작동에 의해 패턴지에 인쇄된 마이크로코드의 영상 등을 이용하여 절대좌표 정보를 얻기 위한 복합좌표 감지부(41)와; 상기 좌표 감지부에서 감지한 절대좌표 및 상대좌표 정보, 그리고 감지 시간 등을 저장하기 위한 저장부(42)와; 특정 순간에 명령을 입력하기 위한 기능키(43)와; 상기 복합좌표 감지부(41)에서 감지한 좌표 정보와 기능키(43)를 통해 입력된 명령어를 정보 단말기(50)로 전송하기 위한 통신수단(45); 및 상기 모든 구성 요소의 기능을 제어하는 중앙 제어장치(44)로 구성된다.

이때, 상기 통신수단(45)을 통해 정보단말기로 전달된 모든 정보는 좌표 산출기능을 갖는 정보 단말기(50) 자체의 연산 기능에 의해 절대좌표 정보로부터 절대좌표를 획득하고, 그 획득한 절대좌표를 이용하여 상대좌표 정보로부터 획득한 상대좌표를 보완 및 보정하는 연산을 통해 수기된 문자나 도형의 궤적에 따른 최종적인 절대좌표값으로 상출하여 모니터상에 수기된 문자 또는 도형을 출력하거나, 모니터상에서 움직이는 커서를 제어하게 된다.

또한, 상기 복합좌표 감지부(41)는 도1에서 설명한 바와 같이 절대좌표 감지부(41a)와 상대좌표 감지부(41b)로 별개로 구성되거나, 하나의 복합 결상계를 갖는 광학계와 이미지 센서, 그리고 절대좌표 감지 스위치 수단을 포함하여 구성할 수도 있다.

상기와 같이 구성된 복합좌표 인식 입력장치는 정보 단말기에 연결되어 마우스 기능을 가지며, 수기된 문자나 도형 등의 궤적에 따른 절대좌표 정보 및 상대좌표 정보를 저장부에 저장하였다가, 정보단말기에 연결되어 정보단말기의 좌표산출 기능을 통해 모니터로 출력하게 된다.

상기와 같은 복합좌표 인식 입력장치는 전자펜 형태로 구성하는 것이 가장 바람직하며, 특정한 마이크로코드가 인쇄된 패턴을 갖는 패턴지를 사용한다. 상기 패턴지는 셀 단위로 구분되며, 각 셀은 각기 다른 위치정보를 가지고 있는 마이크로코드가 인쇄되어 있고, 상기 절대좌표 감지 스위치 수단의 작동에 의해 인식되는 마이크로코드를 이용하여 복합좌표 인식 입력장치의 절대적인 위치를 인식하게 된다. 또한, 상기 복합좌표 인식 입력장치는 광 타입 또는 볼 타입 방식을 이용하여 전체 패턴용지 내에서의 상대좌표를 획득하게 된다.

이때, 사용되는 패턴지의 마이크로코드는 통상적인 절대좌표 인식 입력장치에 사용되는 패턴지의 마이크로코드 보다는 간단한, 즉 선이나 두 개 정도의 점으로 구성할 수 있으며, 이때, 이들을 각기 다른 코드로 감지할 수 있을 정도의 해상도를 가진 광학계를 이용하면 된다. 따라서, 별도의 주문 제작 없이도 사용자들이 자신의 컴퓨터를 통해 스스로 인쇄하여 사용할 수 있다.

또한, 상기 복합좌표 감지부(11,21,41)에서 절대좌표 정보를 획득하기 위한 절대좌표 감지 스위치 수단으로는 입력장치의 업 다운(Up-Down)에 따라 작동여부를 결정하는 펜팁이 사용된다. 상기 펜팁이 눌려지는 펜 다운 상태일 경우에는 복합좌표 감지부가 상대좌표와 절대좌표 정보를 동시에 인식하고, 상기 펜팁이 눌려지지 않는 펜 업 상태일 경우에는 상대좌표 정보만을 인식하게 된다.

여기서, 펜팁이 눌려져 절대좌표 정보와 상대좌표 정보를 모두 인식하는 상 태를 펜 다운(Pen Down)이라 하고, 펜팁이 눌려지지 않아 상대좌표 정보만을 인식하는 상태를 펜 업(Pen Up)이라 한다. 또한, 상기 펜 다운 상태에서 절대좌표 정보만을 인식하도록 구성할 수도 있다.

상기와 같이 펜팁의 상태에 따라 좌표를 획득하는 방법은, 복합좌표 인식 입력장치의 전원이 켜지는 순간부터 상대좌표를 인식하는 단계와; 상기 상대좌표를 인식하던 중 펜 다운 상태가 되면 절대좌표와 상대좌표를 동시에 인식하는 단계와; 상기 절대좌표와 상대좌표를 동시에 인식하던 상태에서 펜 업 상태가 되면 절대좌표의 인식을 중지하고 상대좌표를 인식하는 단계와; 상기 단계들을 펜팁의 상태에 따라 반복적으로 수행함으로써 좌표를 인식하는 단계로 구성된다.

상기 복합좌표 인식방법은 절대좌표 및 상대좌표 인식과정에서 발생하는 오류에 상관없이 상호 보완 및 보정되어 산출된 특정한 좌표인식 결과만을 컴퓨터 본체로 전송하여 모니터상의 커서를 제어할 수 있도록 하는 것이다.

또한, 상기와 같이 구성된 복합좌표 인식 입력장치는 복합좌표 감지부에서 인식된 상대좌표를, 펜 다운상태에서 인식한 절대좌표를 이용하여 절대좌표로 환산함으로써 상기 입력장치로 수기된 문자나 도형 등의 궤적을 모두 절대좌표로 정보단말기에 입력하여 모니터로 출력하거나, 모니터 상의 커서를 제어하는 방법을 사용하거나, 자체 내장된 디스플레이부를 통해 출력한다.

이때, 복합좌표 인식 입력장치에서 상대좌표 인식을 위한 동작을 살펴보면, 입력장치의 전원이 켜져 있는 동안 초당 1800 ~ 6500회의 빈도로 복합좌표 감지부에 의해 입력장치의 이동량이 인식되고 그 결과가 저장부(13,23,42)에 저장된다.

또한, 절대좌표를 인식하기 위하여, 펜 다운이 시작된 시점부터 복합좌표 감지부를 통해 펜 다운 상태 동안 초당 적어도 2회 이상의 빈도로 패턴지의 마이크로코드 영상을 획득하여 이 영상을 저장부(13,23,42)에 저장하며 이때 획득 시간을 함께 저장할 수 있다. 이를 절대좌표 정보 저장이라 한다.

이처럼, 상대좌표 정보는 높은 빈도로 인식되는 반면, 절대좌표 정보는 낮은 빈도로 인식되고, 이때 두 가지 인식과정의 주기는 상호 배수관계를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 상대좌표 정보의 인식은 절대좌표 인식과 무관하게 지속적으로 동작되어야 하지만, 상호 동기가 되는 상태는 계속 유지되어야 한다.

또한, 펜 업이 시작됨과 동시에 상대좌표 인식방법만이 동작하게 되는데 이때 펜 업 시간도 함께 저장부에 저장한다.

그러나 본 발명의 입력장치 전원이 켜진 상태이더라도 입력장치를 사용하지 않고 있다고 판단되는 경우에는 그 시간동안 복합좌표 감지부가 동작되지 않거나 인식된 이동량을 저장하지 않을 수 있다. 이 경우에 입력장치가 동작되지 않기 시작한 시간과 동작이 개시되는 시간이 각각 저장된다. 또한, 펜 다운상태에서 절대좌표가 인식되는 동안에는 상대좌표가 인식되지 않을 수 있다.

상기 복합좌표 인식 입력장치의 동작은, 먼저 입력장치의 전원이 켜짐과 동시에 상대좌표를 인식하는 단계와; 상기 상대좌표를 인식하는 과정 중에 절대좌표 감지 스위치 수단을 작동시켜 일정한 시간 간격으로 절대좌표를 획득하는 단계와; 상기 획득된 절대좌표를 이용하여 상대좌표 - 절대좌표 정보 획득 이전에 인식된 상대좌표 정보, 절대좌표 정보 획득과 동시에 인식한 상대좌표, 획득한 절대좌표 정보와 절대좌표 정보 사이에 인식된 상대좌표, 또는 절대좌표 정보 획득 이후에 인식된 상대좌표 - 를 절대좌표로 환산하는 단계와; 상기 절대좌표들을 정보 단말기로 전송하는 단계로 이루어진다.

이때, 절대좌표의 획득은 일 실시예로서 모니터 상의 커서를 제어하고, 글씨나 그림 작업을 실시하고자 펜팁을 다운시킨 펜 다운 상태에서 이루어지며, 절대좌표는 일정한 시간간격으로 획득되기 때문에 그 시간간격 사이에 인식되는 상대좌표를 절대좌표로 환산함으로써 절대좌표의 정확한 궤적을 획득할 수 있다.

또한, 펜 다운 이전 또는 이후에, 즉 절대좌표가 인식되기 이전 또는 이후에 인식된 상대좌표 역시 펜 다운 시점에 감지된 절대좌표를 이용하여 절대좌표로 환산하여 입력장치의 궤적을 완성할 수 있다.

이하에서는, 상기와 같이 구성되어 동작하는 복합좌표 인식 입력장치를 통해 획득된 상대좌표를 펜 다운 상태에서 인식된 절대좌표를 이용하여 절대좌표로 환산하는 방법에 관하여 좀 더 상세히 설명하기로 한다.

이를 위하여, 복합좌표 인식 입력장치가 도4에 도시된 바와 같은 궤적을 그리며 이동되었다고 가정한다. 또한, 상기 궤적은 펜 업 동작구간(61)과 펜 다운 동작구간(62)이 반복적으로 작동하는 경우를 예로 든 것이다.

먼저, 상기 복합좌표 인식 입력장치의 전원이 켜진 직후 처음으로 좌표가 인식되거나 상대적인 이동량이 인식되는 점을

라하고, 아직 펜 업 상태이므로

에 대해서는 절대좌표 대신 상대적인 좌표의 이동량이 인식된다.

이후, 펜 다운이 되기 전까지는 순차적으로 입력장치의 이동 궤적 상에 있는 여러 점들이 상대좌표 인식방법에 의해 인식된다. 다음에 펜 다운이 된 직후 절대좌표 인식방법에 의해 인식되는 최초의 점을

이라 하고, 이 점을 기준으로 이전에 상대좌표 인식방법으로 인식된 여러 점들을 역순으로 각각

라 하자. 이때 인식된 점의 개수를 L개라고 가정하였으므로, 역순으로 표시되는 마지막 점

이 바로

가 된다. 이때 각 점에서 인식된 이동량을 각각

라 한다.

상기 정의에 따라 점

이 인식된 직후 펜 다운 상태가 되는 것이므로, 점

바로 다음 점에 해당하는

은 절대좌표 인식방법에 의해 그 점의 절대좌표가 인식된다. 이때 인식된 절대좌표를

이라 한다.

상기 점

의 절대좌표가 인식되는 바로 그 시작과 동시에 동일한 점에 대해 상대좌표 인식방법이 동작될 수 있다는 것을 강조하기 위해 점

을 점

라고도 표기하며 인식된 상대적인 이동량을

라 한다.

상대좌표 인식방법에 의해 어떤 한 점에 대해 인식된 상대적인 이동량은 바로 그 이전에 있는 점으로부터 현재 점까지의 변위(displacement)를 의미한다. 예를 들어

는 수학식1과 같이 점

의 절대좌표

에서 점

의 절대좌 표

을 뺀 것이 된다. 여기서 '은 그 점의 절대좌표가 직접 인식된 것이 아니라, 다른 보정방법에 의해 절대좌표로 환산된 것을 의미한다.

상기 점

이 절대좌표로 인식된 후, 펜 다운 상태가 지속되면 일정 시간마다 절대좌표 인식방법에 의해 해당하는 점의 절대좌표가 주기적으로 인식된다. 상기 점

이후에 절대좌표 인식방법으로 그 절대좌표

가 인식된 점을

라하고, 또한 절대좌표 인식방법으로 인식된 두 점(예를 들어 점

과 점

) 사이의 궤적에 있는 여러 점들은 더 높은 빈도로 상대좌표 인식방법에 의해 상대적인 이동량으로 인식된다. 상기 점

의 절대좌표가 인식된 이후 상대좌표 인식방법에 의해 인식되는 각 점을

이라 한다. 또한 이들 각 점과 관련된 이동량을 각각

라 한다.

또한, 상기 점

의 절대좌표가 인식되는 바로 그 시각에 동일한 점에 대해 상대좌표 인식방법이 동작될 수 있는데 이를 강조하기 위해 점

를 점

라고 표기하고 인식된 상대적인 이동량을

라 한다.

마찬가지로 점

의 절대좌표가 인식된 이후, 상대좌표 인식방법으로 인식되는 각 점과 해당하는 이동량은

과

로 각각 표기한다.

상기 점

이 인식된 이후에도 펜 다운 상태가 지속되고 있다면, 또 다시 절대좌표 인식방법으로 점

의 절대좌표가 인식될 것이며, 연이어 여러 점이 상대좌표 인식방법으로 인식될 것이다. 그러나 만일 다음 번 절대좌표 인식방법이 적용되기 전에 펜 업 상태로 전환되었다면, 다시 펜 다운 상태가 되기 전까지는 후속 점들은 모두 상대좌표 인식방법에 의해 인식된다. 이 경우, 상대좌표 인식방법에 의해 그 이동량이 인식된 점들을 각각

이라고 하고, 각 점과 관련된 이동량을 각각

이라 한다. 여기서 일반적으로 M은 N보다 큰 수이지만 예외적으로 작을 수도 있다.

상기 점

이 상대좌표 인식방법으로 인식된 직후에 다시 펜 다운 상태가 되었다면, 그 즉시 입력장치의 위치는 절대좌표 인식방법으로 인식될 것이다. 이때 다시 절대좌표로 인식되는 점

의 절대좌표를

라 한다.

상술한 바와 같은 방법으로 절대좌표 인식방법과 상대좌표 인식방법으로 좌표 정보가 인식되는 점들을 명명할 수 있으며, 해당하는 절대좌표 또는 좌표 이동량을 표기할 수 있다.

또한, 상기 절대좌표 인식방법이 적용되는 시간 주기를

, 상대좌표 인식방법이 적용되는 시간주기를

이라 하고, 절대좌표 인식방법에 의해 절대좌표가 인식되는데 소요되는 시간(정확히는 절대좌표 인식을 위해 영상을 획득하는 시간)을

라 한다.

만약, 상기 절대좌표 인식방법과 상대좌표 인식방법이 서로 독립적으로 함께 동작한다면, 펜 다운상태가 유지되는 동안 하나의 절대좌표가 인식되고 다음번의 절대좌표가 인식되기까지의 시간동안에 상대좌표 인식은

번 반복될 것이다. 여기서 int[]는 [] 괄호 안의 값의 정수를 취한다는 의미이다. 이때 절대좌표가 인식되는 점에 대해서 상대좌표 방식이 동시에 동작되는 경우를 N의 계산에는 고려하지 않았다.

그러나 절대좌표 인식방법이 진행되는 시간동안 상대좌표 인식방법이 동작될 수 없다면, 펜 다운 상태가 유지되는 동안 하나의 절대좌표가 인식되고 다음 번의 절대좌표가 인식되는 두 사건 사이에 상대좌표 인식이 반복되는 총 회수 N'는

로 주어진다. 즉, 어떤 한 점에 대한 절대좌표를 인식하는데 소요되는

시간 동안, 상대적인 이동량이 인식하지 못하게 되므로 결과적으로 총

개의 점에 대한 상대적인 이동량을 얻지 못하게 된다는 것이다.

상술한 바와 같이 복합좌표 인식 입력장치가 이동하는 동안에 인식된 절대좌표 및 상대좌표 이동량을 결합하여, 모든 점의 절대좌표를 추출하며 이동 궤적을 절대좌표로 환산하여 입력장치의 궤적을 완성하게 된다.

상기와 같이 획득한 절대좌표를 이용하여 상대좌표를 절대좌표로 환산하는 것은, 좌표인식 오류가 없으며 절대좌표 인식과 별개로 모든 위치에서 상대좌표 인식이 수행되는 경우에 적용되며 그 환산방법을 살펴보면, 입력장치의 전원이 켜진 이후 최초로 절대좌표 인식방법으로 인식된 점

의 절대좌표

과 동일점에 대해 상대좌표 인식방법으로 인식된 이동량

로부터

의 절대좌표

을 환산 할 수 있다. 상기 환산된 절대좌표는 절대좌표 인식방법으로 직접 인식된 절대좌표와 구분하기 위해 '(Prime) 표기를 붙인 것이다.

상기 점

에 대해 상대좌표 인식방법으로 인식된 이동량

의 정의,

로부터 점

의 환산된 절대좌표

를 수학식2와 같이 구할 수 있다.

같은 원리에 따라 점

에 대해 상대좌표 인식방법으로 인식된 이동량

로부터 점

의 환산된 절대좌표

를 수학식3과 같이 구할 수 있다.

이상의 과정에 의하여 점

이전에 상대좌표 인식방법으로 인식된 점

의 환산된 절대좌표

를 수학식4와 같이 나타낼 수 있다.

(단, i는 1 이상의 정수)

상기와 같은 방법에 따라 절대좌표 인식방법으로 인식된 최초의 점

의 절대좌표를 이용하여 그 이후에 상대좌표 인식방법으로 인식된 각 점의 절대좌표도 환산할 수 있다. 점

에 대해 상대좌표 인식방법으로 인식된 상대적인 이동량

은

이므로, 점

의 환산된 절대좌표를 수학식5와 같이 구할 수 있다.

같은 방법으로 점

의 환산된 절대좌표

는 수학식6과 같이 나타낼 수 있다.

(단, j는 1 이상의 정수)

이상의 과정은 두 번째 절대좌표 인식방법이 동작되기 전까지 상대좌표 인식방법으로 인식된 다른 모든 점에 대해 반복 적용될 수 있다. 그러나 절대좌표 인식방법으로 점

의 절대좌표가 인식되었다면, 이 점 이후에 상대좌표 인식방법으로 인식된 점들의 절대좌표는 점

의 절대좌표

를 기준으로 환산되어야 한다.

예를 들어 점

의 환산된 절대좌표

는 수학식7과 같이 주어진다.

(단, j는 1 이상의 정수)

상술한 바와 같이 절대좌표 및 상대좌표의 인식 오류가 없으며 절대좌표 인 식과 별개로 모든 위치에서 상대좌표 인식이 수행되는 경우에는 펜 다운상태에서 인식된 절대좌표를 이용하여 절대좌표를 인식하는 주기 사이 시간에 이동한 궤적과, 펜 업 상태에서 이동한 궤적의 상대좌표를 절대좌표로 환산하여 입력장치의 정확한 궤적을 획득할 수 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 획득한 절대좌표를 이용하여 상대좌표를 절대좌표로 환산하는 것은 상대좌표와 절대좌표의 좌표인식 오류가 없고 절대좌표 인식과 별개로 모든 위치에서 상대좌표 인식이 수행되는 경우만 적용될 수 있으며, 절대좌표 또는 상대좌표의 인식오류 등의 유형에 따라 입력장치의 궤적을 완성하기 위한 절대좌표의 환산방법을 다음과 같이 달리하여 계산할 수 있다.

첫 번째로, 좌표 인식 오류는 없지만 절대좌표 인식이 수행되는 동안에 상대좌표 인식이 수행되지 않는 경우에는, 인식되지 못한 상대좌표를 외접법 또는 스플라인 방식을 이용하여 절대좌표로 환산하는 단계를 상기 복합좌표 인식 입력장치의 구동방법에 더 포함하여 입력장치의 궤적을 완성할 수 있다.

두 번째로, 절대좌표 인식오류가 발생하였을 경우에는, 절대좌표 인식방법에 의해 인식된 점의 절대좌표와 다른 인식결과들로부터 환산된 동일점의 절대좌표를 비교하여 절대좌표 인식오류를 판별하는 단계와; 오류로 판별될 경우에는 상대좌표 인식결과 및 다른 점의 절대좌표 인식결과로부터 오류로 판별된 절대좌표를 보정하는 단계를 상기 복합좌표 인식 입력장치의 구동방법에 더 포함하여 입력장치의 궤적을 완성할 수 있다.

세 번째로, 상대좌표 인식오류가 발생하였을 경우에는, 입력장치가 회전된 상태로 파지된 것으로 판정하는 단계와; 상기 입력장치가 회전한 회전각을 보정하여 정확한 상대좌표를 획득하는 단계를 상기 복합좌표 인식 입력장치의 구동방법에 더 포함하여 입력장치의 궤적을 완성할 수 있다.

상기와 같이 절대좌표 또는 상대좌표의 인식오류가 발생하는 경우 상기 단계들을 단독 또는 복합적으로 사용함으로써 입력장치 작동 중 발생하는 각종 오류에 대응할 수 있고, 이를 통해 입력장치의 정확한 궤적을 획득할 수 있다.

또한, 네 번째로 상기 복합좌표 인식 입력장치의 절대좌표 감지부가 작동하지 않거나, 패턴지의 극심한 손상, 또는 패턴지를 사용할 수 없어 절대좌표를 획득할 수 없는 경우, 상대좌표 감지부에서 인식한 상대좌표만을 사용하여 상기 입력장치의 상대적인 궤적을 획득할 수도 있다.

이하, 상기 절대좌표 또는 상대좌표의 인식오류가 발생하는 경우 입력장치의 궤적을 획득하기 위해 모든 좌표를 절대좌표로 환산하는 단계들에 대해 좀 더 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 첫 번째로 좌표 인식 오류는 없지만 절대좌표를 인식하는데 소요되는 시간

동안에 상대좌표 인식이 수행되지 않는 경우, 인식되지 못한 상대좌표를 외접법 또는 스플라인 방식을 이용하여 절대좌표로 환산하는 방법은 다음과 같다.

상기 스플라인 방식을 이용하여 인식하지 못한 상대좌표를 절대좌표로 환산하는 방법은, 절대좌표가 인식된 점

과 관련된 이전 점(

)과 이후 점(

)의 절대좌표를 환산하는 방법을 살펴보면, 상대좌표가 인식되지 못한 K개의 점(

)들에 대한 상대적인 이동량을 각각 이

라 가정한다. 상기 이동량 값들은 인식된 값이 아닌 미지수이다.

상기 미지수들을 기준으로 점

이전에 상대좌표 인식방법으로 인식된 점들의 환산된 절대좌표와 점

이후 상대좌표 인식방법으로 인식된 점들의 환산된 절대좌표를 얻을 수 있다. 이때 환산된 절대좌표는 절대좌표 인식방법으로 직접 인식된 절대좌표와 구분하기 위하여 '을 덧붙인다.

상기 점

에 대한 가상의 상대적인 이동량을

라 했으므로, 상대적인 이동량의 정의에 따라 점

의 환산된 절대좌표

을 수학식8과 같이 표현할 수 있다.

상기와 같이 점

의 절대좌표가 환산되면, 그 결과와 점

에 대해 상대좌표 인식방법으로 인식된 이동량

로부터 점

의 환산된 좌표

를 수학식9와 같이 구할 수 있다.

이상의 과정에 의해 점

이전에 상대좌표 인식방법으로 인식된 점

의 환산된 절대좌표

는 수학식10과 같이 환산된다.

(단, i는 2이상의 정수임)

같은 방법에 따라 점

이후에 상대좌표 인식방법으로 인식된 점들의 환산된 절대좌표를 표현할 수 있다. 우선, 상대적인 이동량이 인식되지 못하는 K-1개의 점(

는 제외)에 대한 절대좌표를 환산하는 과정을 다루자. 점

에 대한 가상의 상대적인 이동량을

이라 했으므로, 상대적인 이동량의 정의에 따라 점

의 환산된 절대좌표

은 수학식11과 같이 주어진다.

상기와 같이 점

의 절대좌표가 환산되면, 그 결과와 점

에 대한 가상의 상대적인 이동량을

로부터 점

의 환산된 절대좌표

를 수학식12와 같이 구할 수 있다.

이상과 같은 과정에 의해 점

이후에 상대적인 이동량이 인식되지 못하는 유한개의 점에 대한 환산된 절대좌표의 일반화된 값은 수학식 13과 같다.

(단, j는 1 이상이고, K-1 이하인 정수)

이상과 같이 가상의 상대적인 이동량을 이용하여 절대좌표 인식방법으로 인식된 점

이후 K-1개의 점에 대한 환산된 절대좌표를 구했으므로, 점

이후 실질적인 상대좌표 인식방법에 의해 상대적인 이동량이 인식된 점에 대한 절대좌표 표현을 구할 수 있다. 이 경우에 해당하는 첫 번째 점

에 대한 상대적인 이동량이

이므로 점

의 환산된 절대좌표

은 수학식 14와 같이 나타낼 수 있다.

상기와 같은 과정에 의해 점

이후에 상대좌표 인식방법으로 인식된 점

의 환산된 절대좌표는 수학식 15와 같이 주어진다.

(단, j는 K 이상이고, N 이하인 정수)

상기 상대좌표가 인식되지 못한 유한(K)개의 점들에 대한 상대적인 이동량을 가정함으로써, 점

이전에 있는 총 M개의 점과 이후에 있는 총 N개의 점에 대한 환산된 절대좌표를 얻을 수 있다. 하지만 이들은 2K 개의 미지수(K개의 점에 대한 상대 이동량)를 포함하고 있으므로 총 M+1+N개의 점들이 연속적이고 부드러운 곡선이 될 수 있도록 보간법을 이용하여 미지수를 결정해야 한다.

다음에, 외접법을 이용하여 인식하지 못한 상대좌표 정보를 절대좌표로 환산하는 방법은, 상기 상대좌표가 인식되지 못한 K 개의 점(

)들에 대한 상대적인 이동량

를 추정할 수 있다. 먼저, 펜 다운 상태가 유지되는 동안 하나의 절대좌표가 인식되고 다음 번의 절대좌표가 인식되는 두 사건 사이에 상대좌표 인식방법을 통해 얻어진 이동량으로부터 상대좌표 궤적을 구한다. 이때, 궤적의 초기 출발점을 (0,0)라 가정하여 점

이후 실질적인 상대좌표 인식방법에 의해 상대적인 이동량이 인식된 점들의 위치를 결정한다. 상대좌표 궤적에서 첫 번째 점

의 위치는 수학식16에 의해 주어진다.

여기서 위첨자 "￣"(bar)는 상대좌표 궤적을 나타내는 좌표를 의미하며, 이러한 절차에 의해 상대좌표 궤적에서 다른 각 점의 위치는 수학식17에 의해 주어진다.

(단, j는 K 이상이고, N 이하인 정수)

이상의 과정으로 상대좌표 궤적을 완성한 다음, 궤적 상에 있는 초기의 몇 개 점의 좌표(x,y) 값을 정확히 연결하는 다항식 표현을 구한다. 이때 상대좌표가 인식된 각 시간과 상대좌표 궤적상의 x 좌표들의 관계를 설명하는 다항식과 상대좌표가 인식된 각 시간과 상대좌표 궤적상의 y 좌표들의 관계를 설명하는 다항식이 얻어지는데, 이러한 과정을 수치해석 분야에서는 외접(extrapolation) 혹은 내접(interpolation)이라고 한다. 두 가지 다항식 표현에 상대좌표가 인식되지 못한 시간을 대입하여 상기 상대좌표가 인식되지 못한 K 개의 점(

)들에 대한 상대적인 이동량

를 결정한다. 이 과정이 끝나면, 앞에서 구해진 상대좌표 궤적에 상대좌표가 인식되지 못한 K 개의 점의 상대적인 이동량을 덧붙여 상대좌표 궤적을 최종 완성하게 된다.

마지막으로 위에서 구한 상대좌표 궤적의 양 끝점은 절대좌표 방식으로 인식된 두 점과 일치해야 하므로, 이를 이용하여 상대좌표 궤적을 단순한 비례 관계를 통해 절대좌표 궤적으로 변환할 수 있다. 이를 통해 절대좌표가 인식되고 다음 번의 절대좌표가 인식되는 두 사건 사이에 있는 모든 점의 절대좌표를 환산해 낼 수 있게 된다.

두 번째로, 절대좌표 인식오류가 발생하였을 경우, 절대좌표 인식방법에 의해 인식된 점의 절대좌표와 다른 인식결과들로부터 예측된 동일점의 환산된 절대좌표를 비교하여 절대좌표 인식오류를 판별하고, 오류로 판별되는 경우에는 상대좌표 인식결과 및 다른 점의 절대좌표 인식결과로부터 점 P₂의 절대좌표를 보정하게 된다.

예를 들어, 점 P₂의 절대좌표 인식오류를 판별하는 과정은, 점 P₂의 전,후에 절대좌표 인식방법으로 인식된 점 P₁과 점 P₃의 절대좌표

,

, 점 P₁,P₂ 구간에서 상대좌표 인식방법으로 인식된 이동량,

, 점 P₂,P₃ 구간에서 상대좌표 인식방법으로 인식된 이동량,

을 이용한다.

먼저 수학식6과 같이 점 P₁의 절대좌표와 점 P₁,P₂ 구간에서 상대좌표 인식방법으로 인식된 이동량을 이용하여, 점 P_1,N의 환산된 절대좌표

를 구하면,

와 같다. 이 결과와 점 P₂에서 상대좌표 인식방법으로 인식된 이동량

의 정의식

을 이용하여 점 P₂의 환산된 절대좌표

를 수학식 18과 같이 구할 수 있다. 이때 점 P₂의 환산된 절대좌표는 점 P₁을 기준으로 산출되었으므로 위첨자 (1)을 덧붙여 원래 절대좌표 인식방법으로 인식된 결과와 구분한다.

비슷한 방법으로 점 P₃의 절대좌표와 점 P₂,P₃ 구간에서 상대좌표 인식방법으로 인식된 이동량을 이용하여, 점 P₂의 환산된 절대좌표

를 구할 수 있다. 이때 점 P₂의 환산된 절대좌표는 점 P₃을 기준으로 산출되었으므로 위첨자 (3)을 덧붙여 원래 절대좌표 인식방법으로 인식된 결과와 구분한다. 우선 점 P₂를 기준으로 P_2,N의 환산된 절대좌표

을 구하면,

와 같다. 이 결과와 점 P₃에서 상대좌표 인식방법으로 인식된 이동량

의 정의식

을 이용하여 점 P₂의 환산된 절대좌표

을 수학식19와 같이 구할 수 있다.

이렇게 점 P₂전, 후에 있는 점 P₁과 P₃을 기준으로 P₂의 환산된 절대좌표를 각각 구한 다음, 절대좌표 인식방법으로 인식된 점 P₂의 절대좌표와 서로 비교한다. 다음에 점 P₂의 절대좌표와 점 P₁을 기준으로 환산된 점 P₂의 환산된 절대좌표 사이의 편차를

와 같이 정의하고, 점 P₂의 절대좌표와 점 P₃을 기준으로 환산된 점 P₂의 환산된 절대좌표 사이의 편차를

와 같이 정의하자. 절대좌표 인식 정밀도가

(마이크로코드 셀의 간격과 같은 값임)일 때, 각 편차가

와

을 만족한다면, 점 P₁, P₂, P₃에 대해 절대좌표 인식방법으로 인식된 절대좌표는 모두 오류가 없다고 판별한다. 하지만,

이고

이라면, 점 P₁의 절대좌표는 오류로 판별한다. 비슷하게

이고

이라면, 점 P₃의 절대좌표는 오류로 판별한다. 그런데 두 가지 편차가 모두

보다 더 크다면, 세 가지 점들이 모두 인식오류이거나, 점 P₂의 인식오류일 수 있다. 또한, 상기와 같은 방법을 점 P₂, P₃, P₄에 반복 적용하여 점 P₂의 인식오류를 판별할 수 있다.

상기와 같은 방법으로 어떤 점의 절대좌표 인식오류를 판별하였다면, 그 결과로부터 상기 오류를 보정할 수 있다. 위의 예에서처럼, 점 P₁의 절대좌표 인식오류가 발생하였다면, 절대좌표 인식방법으로 인식된 점 P₁의 절대좌표

을

로 대체하면 될 것이다. 만일, 점 P₂의 절대좌표 인식오류가 발생하였다면, 절대좌 표 인식방법으로 인식된 점 P₂의 절대좌표

을

혹은

으로 대체하면 될 것이다.

상기한 바와 같이 절대좌표와 그 절대좌표를 이용한 상대좌표의 환산된 절대좌표가 일치하는 경우에는 정확한 궤적을 그릴 수 있으며, 절대좌표 인식오류가 발생하더라도 오류 판정 및 보정을 통해 정확한 궤적을 얻을 수 있다. 물론 특정 점의 절대좌표에 대하여 오류 판정이 났을 경우에는 보정된 절대좌표를 기준으로 상대좌표가 인식된 점의 환산된 절대좌표를 재보정할 수 있다.

세 번째로, 상대좌표 인식오류가 발생하였을 경우, 입력장치가 회전된 상태로 파지된 것으로 판정하고, 그 회전각을 보정하여 정확한 상대좌표를 획득하는 방법은 다음과 같다. 입력장치에 의한 상대좌표 인식 과정 자체에는 오류가 없으며, 단지 입력장치를 파지하는 자세가 잘못되어 상대적인 움직임을 다르게 인식하는 경우가 있다. 입력장치를 파지하는 자세가 잘못되면, 입력장치가 회전하므로(자신의 축에 대해 회전) 입력장치를 수평 방향으로 이동시킬 때 입력장치는 사선을 따라 이동 중인 것으로 인식하게 된다.

이러한 문제는 절대좌표 인식과정에서 지면에 인쇄된 마이크로코드가 이미지 센서에 대해 상대적으로 얼마나 회전되어 있는가를 파악함으로써 보정할 수 있다. 예를 들어 점 P₂의 절대좌표를 인식하는 과정에서 마이크로코드가 수평 방향에 대해 각도

만큼 회전된 것으로 판단되었다면, 점 P₂ 이후에 상대좌표 인식방법으로 인식되는 각 점의 이동량

는 회전각 보정을 통해 수학식20과 같이

로 변환 될 수 있다.

네 번째로, 패턴지의 마이크로코드가 훼손되거나, 패턴지상에 메모가 되어 있어 마이크로코드가 보이지 않거나 절대좌표 감지부가 작동하지 않아 절대좌표 인식에 절대적인 오류가 있거나 절대좌표를 인식하지 못하는 경우에는 절대좌표 인식 동작을 중지하고 상대좌표만으로 입력장치를 작동하게 함으로써 입력장치의 궤적을 완성하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 복합좌표 인식 입력장치와 그 입력장치의 좌표인식 방법은 절대좌표와 상대좌표 인식방법을 함께 사용하는 것으로, 펜-다운 상태에서 절대좌표를 인식하여 절대좌표를 산출하고, 펜-업 상태에서는 상대좌표만을 인식하고 그 인식된 상대좌표를 절대좌표로 환산하여 그 환산된 절대좌표를 입력장치의 좌표로 사용함으로써 절대좌표 인식방법의 장점과 상대좌표 인식방법의 장점을 모두 갖는 복합좌표 인식 입력장치를 제공하며, 상기 입력장치는 정보 단말기에 연결되어 미리 저장된 문자나 도형을 모니터를 통해 출력하거나 마우스 기능 을 할 수 있고, 독립된 장치로서 수기한 문자나 도형 등의 메모를 자체 디스플레이를 통해 언제 어디서든 확인할 수 있도록 한다.

이상과 같이 본 발명을 도면에 도시한 실시 예를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 권리 범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 복합좌표 인식 입력장치와 그 구동방법은 절대좌표를 펜 다운 상태에서 일정한 시간간격으로 인식하고, 그 시간 사이의 좌표나 펜 업 상태의 좌표 값은 인식된 상대좌표를 절대좌표로 환산하여 입력장치의 궤적을 획득함으로써 비교적 낮은 분해능을 갖는 광학계와 이미지 센서를 사용할 수 있고, 또한 절대좌표로 인식되는 데이터의 용량이 비교적 작아 하드웨어의 사양을 낮출 수 있으므로 하드웨어를 간단하게 구성할 수 있고, 제조비용이 적게 소요된다. 또한, 이로 인해 절대좌표 인식방법으로 구동되는 입력장치를 간편하게 휴대할 수 있도록 구성할 수 있다.

또한, 절대좌표 인식을 위해 사용되는 마이크로코드가 인쇄된 패턴지가 손상되거나, 입력장치를 파지하는 자세가 잘못되었더라도 상대좌표와 특정한 절대좌표를 통해 보정을 실시할 수 있으므로 항상 정확한 입력장치의 궤적을 획득할 수 있다.

또한, 인식된 절대좌표를 통해 분해능이 높은 상대좌표 인식방법으로 인식한 상대좌표를 절대좌표로 환산하여 수기된 도형이나 문자의 궤적을 입력하였다가 디스플레이수단 또는 정보 단말기를 통해 출력함으로써, 단순한 형태의 마이크로코드를 갖는 패턴지를 사용하여도 되고 사용자 스스로가 패턴지를 인쇄하여 사용할 수도 있다. 또한 이로인해 절대좌표 인식방법에 따른 비용을 줄일 수 있다.

또한, 절대좌표 인식에 중대한 오류가 발생하거나 절대좌표를 인식하지 못하더라도 상대좌표 인식을 통해 입력장치를 작동할 수 있으므로 장비를 즉각적으로 교체해야 할 필요가 없어 작업의 연속성을 유지할 수 있다.

Claims

각종 명령과 문자나 도형을 입력하여 저장하거나 출력하기 위한 좌표 입력장치에 있어서,

입력장치의 위치에 따른 절대좌표 정보를 얻고, 이동되는 궤적에 따른 상대적인 이동량을 감지하여 상대좌표 정보를 얻기 위한 복합좌표 감지부와;

상기 좌표 정보들로부터 각각의 절대좌표와 상대좌표를 획득하고, 그 획득된 절대좌표를 이용하여 상기 획득한 상대좌표를 절대좌표로 환산하는 좌표 연산부;

를 포함하여 구성된 복합좌표 인식 입력장치.
제 1 항에 있어서,

상기 복합좌표 감지부는,

상기 절대좌표 정보를 얻기 위해 작동여부를 결정하여 절대좌표를 인식하게 하는 절대좌표 감지 스위치 수단을 갖는 절대좌표 감지부와,

상기 입력장치 전원이 켜지는 순간부터 지속적으로 상대좌표 정보를 얻을 수 있는 상대좌표 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합좌표 인식 입력장치.
제 2 항에 있어서,

상기 복합좌표 감지부는,

하나의 복합 결상계를 갖는 광학계 및 이미지 센서와,

상기 광학계와 이미지 센서를 통해 패턴지에 인쇄된 마이크코드 영상을 획득할 수 있도록 하는 절대좌표 감지 스위치 수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 복합좌표 인식 입력장치.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 절대좌표 감지 스위치 수단은,

지면과의 접촉압력이 감지되는 다운 동작에서 절대좌표 정보를 획득하도록 하는 펜팁인 것을 특징으로 하는 복합좌표 인식 입력장치.
제 2 항에 있어서,

상기 절대좌표 감지부는,

상기 절대좌표 감지 스위치 수단이 작동된 상태 동안 적어도 2회/sec 이상의 주기로 절대좌표를 감지하는 것을 특징으로 하는 복합좌표 인식 입력장치.
제 2 항에 있어서,

상기 절대좌표 감지부는,

타블렛 방식 또는 초음파 방식에 의해 절대좌표 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 복합좌표 인식 입력장치.
제 1 항에 있어서,

상기 좌표 연산부는,

인식된 절대좌표 정보의 오류를 상대좌표를 이용하여 보정하거나, 획득한 상대좌표 정보의 오류를 절대좌표를 이용하여 보정하는 것을 특징으로 하는 복합좌표 인식 입력장치.
제 1 항에 있어서,

상기 복합좌표 인식 입력장치는,

상기 복합좌표 감지부에서 획득한 상대좌표 정보 또는 절대좌표 정보, 감지 시간, 상기 좌표 연산부에서 획득한 절대좌표 등을 저장하기 위한 저장부와;

상기 좌표 연산부를 통해 획득한 특정 좌표에서 명령을 입력하기 위한 기능키와;

상기 좌표 연산부에서 산출한 좌표 또는 기능키를 통해 입력된 명령어를 컴퓨터 본체로 전송하기 위한 통신수단과;

상기 각 구성요소의 기능을 제어하는 중앙제어장치;

를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 복합좌표 인식 입력장치.
제 1 항 또는 제 8 항에 있어서,

상기 복합좌표 인식 입력장치는,

좌표 연산부에서 획득한 수기된 문자나 도형의 궤적에 따른 절대좌표 값을 출력하기 위한 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합좌표 인식 입 력장치.
정보 단말기에 연결되어 모니터 상에 표시되는 커서를 이용하여 각종 명령과 수기된 문자나 도형을 입력하기 위한 입력장치에 있어서,

패턴지에 인쇄된 마이크로코드의 영상을 이용하여 절대좌표 정보를 얻고, 입력장치의 이동되는 궤적에 따른 상대적인 이동량을 감지하여 상대좌표 정보를 얻기 위한 복합좌표 감지부와;

상기 복합좌표 감지부에서 획득한 절대좌표 정보 또는 상대좌표 정보, 그리고 좌표 감지 시간 등을 저장하기 위한 저장부와;

특정 순간에 명령을 입력하기 위한 접속 감지수단을 구비한 기능키와;

상기 복합좌표 감지부에서 획득한 좌표 정보 및 좌표와 기능키를 통해 입력된 명령어를 정보 단말기로 전송하기 위한 통신수단;

상기 절대좌표 감지부, 상대좌표 감지부, 저장부, 기능키 및 통신수단의 기능을 제어하는 중앙 제어장치로 구성되고;

상기 정보 단말기에 내장된 좌표 연산부에 의해 상기 통신수단으로부터 전송된 절대좌표 정보로부터 절대좌표를 산출하고, 그 절대좌표를 이용하여 상기 상대좌표 정보를 절대좌표로 환산하며, 상기 산출된 절대좌표들을 이용하여 모니터상의 커서를 제어하는 것을 특징으로 하는 복합좌표 인식 입력장치.
제 1 항의 복합좌표 인식 입력장치를 이용하여,

먼저 입력장치의 전원이 켜짐과 동시에 상대좌표를 인식하는 단계와;

상기 상대좌표를 인식하는 과정 중에 절대좌표 감지 스위치 수단이 작동되면 일정한 시간 간격으로 절대좌표 정보를 획득하고, 절대좌표 감지 스위치 수단이 작동되지 않으면 다시 상대좌표 정보만을 획득하는 단계와;

상기 획득된 절대좌표 정보를 이용하여 절대좌표를 산출하고, 그 절대좌표를 이용하여 상기 상대좌표 정보를 절대좌표로 환산하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합좌표 인식 입력장치의 좌표인식 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 상대좌표 정보는,

절대좌표 정보 획득 이전에 인식된 상대좌표 정보, 절대좌표 정보 획득과 동시에 인식한 상대좌표 정보, 획득한 절대좌표 정보와 절대좌표 정보 사이에 인식된 상대좌표, 또는 절대좌표 정보 획득 이후에 인식된 상대좌표 중에서 선택된 적어도 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 복합좌표 인식 입력장치의 좌표인식 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 절대좌표를 이용하여, 상대좌표 정보를 절대좌표로 환산하는 단계는,

또는
(여기서,
,
는 환산된 절대좌표이고,
은 절대좌표 인식방법으로 인식한 기준점의 절대좌표이며,
,
은 상대좌표 인식방법으로 인식한 이동량이고, j는 1 이상의 정수임)에 의해 상대좌표를 절대좌표로 환산하는 것을 특징으로 하는 복합 좌표인식 입력장치의 좌표인식 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 절대좌표를 이용하여 상대좌표 정보를 절대좌표로 환산하는 단계에서,

상기 절대좌표 인식이 수행되는 동안에 상대좌표 인식이 수행되지 않는 경우에는, 인식되지 못한 상대좌표를 외접법 또는 스플라인 방식을 이용하여 절대좌표로 환산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 좌표인식 입력장치의 좌표인식 방법.
제 14 항에 있어서,

상기 스플라인 방식에 의한 절대좌표 환산방법은,

절대좌표로 인식한 기준 절대좌표 값에 가상의 상대적인 이동량의 합에 의해 인식되지 못한 한 점의 상대좌표를 절대좌표로 환산하는 단계와;

절대좌표 인식방법으로 인식한 기준점의 절대좌표 값에 K개의 점에 대한 가상의 이동량과 상대좌표 인식방법으로 인식한 이동량의 합에 의해 인식하지 못한 각 점의 상대좌표를 절대좌표로 환산하는 단계와;

상기 환산된 각 점의 절대좌표를 보간법에 의해 가상의 이동량을 결정하여 최종적으로 환산된 절대좌표를 구하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합좌표 인식 입력장치의 좌표인식 방법.
제 14 항에 있어서,

상기 외접법에 의한 절대좌표 환산방법은,

상대좌표가 인식되지 못한 유한개의 점들에 대한 상대적인 이동량을 수치 해석의 외접 또는 내접방법으로 결정하는 단계와;

상기 결정된 상대좌표 궤적에 상대좌표가 인식하지 못한 유한개의 점의 상대적인 이동량을 덧붙여 상대좌표 궤적을 완성하는 단계와;

상기 완성된 상대좌표 궤적을 단순비례 관계를 통해 절대좌표로 환산하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합좌표 인식 입력장치의 좌표인식 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 획득한 절대좌표를 이용하여 상대좌표를 절대좌표로 환산하는 단계에서,

절대좌표 인식오류가 발생하였을 경우에는,

획득한 절대좌표와 다른 상대좌표 인식결과들로부터 환산된 동일점의 절대좌표를 비교하여 절대좌표 인식오류를 판별하는 단계와;

오류로 판별될 경우에는 상대좌표 인식결과 및 다른 점의 절대좌표 인식결과로부터 오류로 판별된 절대좌표를 보정하는 단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합좌표 인식 입력장치의 좌표인식 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 획득한 절대좌표를 이용하여 상대좌표를 절대좌표로 환산하는 단계에서,

상기 상대좌표 인식오류가 발생하였을 경우에는,

상기 입력장치가 회전된 상태로 파지된 것으로 판정하는 단계와;

상기 입력장치가 회전한 회전각을 보정하여 정확한 상대좌표를 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 좌표인식 입력장치의 좌표인식 방법.
상대좌표 감지부와 절대좌표 감지부를 갖는 복합좌표 인식 입력장치에서,

상기 절대좌표 감지부가 작동되지 않는 경우에는,

상기 상대좌표 감지부에서 인식한 상대좌표만을 이용하여 입력장치의 궤적을 획득하는 것을 특징으로 하는 복합좌표 인식 입력장치의 좌표인식 방법.