KR100908879B1 - LED-based object control system for table top display - Google Patents

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Abstract

본 발명의 테이블 탑 디스플레이용 LED 기반의 객체 컨트롤 장치는, 테이블 탑 디스플레이; 및 테이블 탑 디스플레이를 지지함과 아울러 외부입력을 감지하여 외부입력정보를 생성하는 입력장치; 를 포함하되,LED-based object control device for a table top display of the present invention, a table top display; And an input device for supporting a table top display and sensing external input to generate external input information. Including but not limited to:

입력장치는, 테이블 탑 디스플레이를 향해 적외선을 방사하는 적외선발광센서; 적외선발광센서가 방사하는 단위 입체각당 적외선비율의 추이변화를 측정하여 방사강도정보를 생성하는 방사강도측정부; 적외선발광센서 및 방사강도측정부로 소정의 전원을 인가하는 전원부; 방사강도정보의 값이 변동되면, 방사강도정보를 제어부로 인가하는 스위치; 및 적외선발광센서, 방사강도측정부, 전원부 및 스위치를 제어하며, 스위치로부터 인가받은 방사강도정보에 따라 외부입력정보를 생성하는 제어부; 로 구성된다.The input device includes an infrared light emitting sensor for emitting infrared light toward the table top display; A radiation intensity measuring unit for generating a radiation intensity information by measuring a change in the infrared ratio per unit solid angle emitted by the infrared light emitting sensor; A power supply unit applying predetermined power to the infrared light emitting sensor and the radiation intensity measuring unit; A switch for applying the radiation intensity information to the control unit when the value of the radiation intensity information is changed; And a control unit which controls the infrared light emitting sensor, the radiation intensity measuring unit, the power supply unit, and the switch, and generates external input information according to the radiation intensity information received from the switch. It consists of.

Description

테이블 탑 디스플레이용 ＬＥＤ 기반의 객체 컨트롤 시스템{THE OBJECT CONTROL SYSTEM BASED ON TABLE TOP DISPLAY LED}LED-based object control system for table top display {THE OBJECT CONTROL SYSTEM BASED ON TABLE TOP DISPLAY LED}

본 발명은 테이블 탑 디스플레이로 방사하는 적외선을 측정하여 외부로부터의 입력신호를 감지하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for sensing an input signal from the outside by measuring the infrared radiation emitted by the table top display.

행위 인식시스템이란, 3D 이미지의 움직임을 독출하여 현실세계의 이미지로 화면을 통해 재구성하는 것을 일컫는데, 최근에 인간과 컴퓨터간의 자연스러운 상호작용을 제공하는 시각 기반의 사용자 의도ㆍ행위인식 연구가 활발히 진행되고 있다.Behavior Recognition System refers to reconstructing 3D image movements into real world images through screens. Recently, research on visual intention of user's intentions and behaviors that provides natural interaction between humans and computers has been actively conducted. It is becoming.

그 중에서도 손을 이용한 제스처(gesture)인식은 시각 기반 인식 분야에서 핵심 기술분야로 심도 깊은 연구가 이루어져 왔으며, 이를 이용한 인간과 컴퓨터의 협동적 상호작용에 관한 연구 또한 활발하게 진행되고 있다.Among them, gesture recognition using hands has been in-depth research into the core technology field in the field of vision-based recognition, and researches on the cooperative interaction between human and computer are also actively conducted.

협동적 상호작용이란, 공동 작업을 하는 구성원들이 직간접적인 의사소통을 통해 어떤 현상을 일으키거나 시스템을 조작하는 것을 말하는데, 대표적으로 정전 용량 방식과 시각 기반 감지 방법을 이용한 상호작용 등이 있다.Cooperative interaction refers to a phenomenon in which a collaborative member causes or manipulates a system through direct or indirect communication. Examples of such interactions are capacitive and visual-based sensing.

먼저 정전 용량 방식을 이용한 상호작용은, 스크린에 부착된 FSR(Force Sensitive Resistor Sensor)의 정전용량 변화를 측정하여 사용자 손의 위치나 접촉정보를 감지할 수 있도록 함으로써, 시스템 복잡도를 크게 낮추며, 스크린에 사용자의 접촉여부와 더불어 사용자의 손이 스크린에 얼마나 접근했는지의 접근성 여부를 판별할 수 있어 상호작용이 가능한 표면을 현실세계로 재구성할 수 있다.First, the capacitive interaction measures the capacitance change of the Force Sensitive Resistor Sensor (FSR) attached to the screen to detect the position or contact information of the user's hand, thereby greatly reducing the system complexity. In addition to determining whether or not the user's hand has touched the screen, whether or not the user's hand is accessible can be reconstructed into the real world.

그러나 이러한 정전 용량 방식은 스크린 내부에 안테나 및 센서 등의 전자적 장치가 내장되어 있으므로 거의 대부분이 삼부투영(top-down projection) 방식을 채택하고 있어, 사용자의 손과 투영된 이미지가 겹치는 현상이 자주 발생하며, 고해상도의 구현을 위해서는 많은 센서들을 연결해야 하므로 높은 설치비용이 발생하는 문제점이 있다.However, since the capacitive type has a built-in electronic device such as an antenna and a sensor inside the screen, almost all of them adopt a top-down projection method, so that the user's hand and the projected image frequently overlap. And, in order to implement high resolution, many sensors must be connected, which causes a problem of high installation cost.

한편, 시각 기반 감지 방법은 비디오카메라를 이용하여 스크린 상부의 물체를 검출ㆍ인식하여 입력신호를 생성하는 방법이다. 대표적으로 뉴욕대의 제퍼슨 한(Jefferson Han)과 필립 데이빗슨(Philip Davidson) 등이 개발한 멀티터치 탐지 기술이 있으며, 이는 전반사 장애(FTIR: Frustrated Total Internal Reflection) 원리를 기반으로 한다.On the other hand, the vision-based detection method is a method of generating an input signal by detecting and recognizing an object on the screen using a video camera. Representatives include multi-touch detection technology developed by Jefferson Han and Philip Davidson of the University of New York, based on the principle of Frustrated Total Internal Reflection (FTIR).

첨부도면 도 1에 도시된 바와 같은 전반사 장애 원리는, 1960년대 이래로 지문 추출을 위해 사용해왔던 기술로, 로봇 센서 기술 및 터지 탐지 기술 등 다양한 분야에 응용되어 왔다. 여기서 전반사란 임계각 이상의 입사각을 가진 빛이 매질 경계면에서 모두 매질 내부로 반사되는 현상인데, 이때 매질 외부의 경계면에 광 성질을 가진 물체를 인접시키면 전반사로 인한 장애가 발생하여 빛이 확산된다.The principle of total reflection disorder as shown in FIG. 1 is a technology that has been used for fingerprint extraction since the 1960s and has been applied to various fields such as robot sensor technology and touch detection technology. Here, total reflection is a phenomenon in which light having an angle of incidence greater than or equal to the critical angle is reflected from inside the medium to the inside of the medium. At this time, when an object having a light property is adjacent to the outside of the medium, an obstacle due to total reflection occurs and the light is diffused.

이와 같은 전반사 장애로 인해 새어나오는 빛을 카메라로 추적하면 여러 접 촉점을 동시에 탐지할 수 있으며, 빛이 낮은 반사 지수를 가진 매개체를 인터페이스로써 만나게 되면, 빛은 입사각에 따라 굴절되고, 이때 발생되는 내부 전반사로 인해 빛이 아크릴 내부에 머물도록 유지된다.Tracking the leaked light with the camera due to total reflection disturbance can detect several contact points at the same time. When the light meets the medium with low reflection index as an interface, the light is refracted according to the angle of incidence. Total reflection keeps the light inside the acrylic.

이후, 손가락으로 광학 접촉이 이루어지면, 상전이 현상이 발생하여 아크릴을 통해 수직으로 빛이 분산ㆍ발산되고, 이 발산된 적외선 LED 빛을 대역통과필터(band pass filter)가 구비된 적외선 카메라를 통해 검출할 수 있어 저렴한 비용으로 터치 이미지 정보를 획득할 수 있다.Subsequently, when optical contact is made with a finger, a phase transition phenomenon occurs, and light is vertically dispersed and emitted through acrylic, and the emitted infrared LED light is detected by an infrared camera equipped with a band pass filter. It is possible to obtain the touch image information at a low cost.

그러나 이와 같은 시각 기반 감지 방법은 사용자의 손가락에 의해 복수개의 접촉이 일어날 경우, 한 손의 두 손가락인지, 각각 서로 다른 두 손의 한 손가락인지 또는 서로 다른 사용자의 손가락인지 구별이 불가능하며, 더욱이 카메라만을 이용하여 인식해야 하기 때문에 높은 정확도나 인식률을 보장받을 수 없다.However, such a vision-based detection method is impossible to distinguish between two fingers of one hand, one finger of two different hands, or a different user's finger when a plurality of contacts are generated by the user's fingers. High accuracy or recognition rate cannot be guaranteed because it needs to be recognized using only.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 안출된 것으로서, 입력장치 내부에 구비된 적외선발광다이오드와 스위치를 통해 입력을 위한 별도의 추가작업 없이 외부로부터의 입력신호를 감지하며, 지속적인 자외선 방사강도 측정을 통해 입력신호 인식의 향상된 정확도를 제공한다.The present invention has been made to solve the above problems, it detects the input signal from the outside without any additional work for input through the infrared light emitting diode and the switch provided inside the input device, the continuous ultraviolet radiation intensity measurement This provides improved accuracy of input signal recognition.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 테이블 탑 디스플레이용 LED 기반의 객체 컨트롤 시스템은, 테이블 탑 디스플레이; 및 테이블 탑 디스플레이를 지지함과 아울러 외부입력을 감지하여 외부입력정보를 생성하는 입력장치; 를 포함하되,LED-based object control system for a table top display to achieve this technical problem, table top display; And an input device for supporting a table top display and sensing external input to generate external input information. Including but not limited to:

입력장치는, 테이블 탑 디스플레이를 향해 적외선을 방사하는 적외선발광센서; 적외선발광센서가 방사하는 단위 입체각당 적외선비율의 추이변화를 측정하여 방사강도정보를 생성하는 방사강도측정부; 적외선발광센서 및 방사강도측정부로 소정의 전원을 인가하는 전원부; 방사강도정보의 값이 변동되면, 방사강도정보를 제어부로 인가하는 스위치; 및 적외선발광센서, 방사강도측정부, 전원부 및 스위치를 제어하며, 스위치로부터 인가받은 방사강도정보에 따라 외부입력정보를 생성하는 제어부; 로 구성된다.The input device includes an infrared light emitting sensor for emitting infrared light toward the table top display; A radiation intensity measuring unit for generating a radiation intensity information by measuring a change in the infrared ratio per unit solid angle emitted by the infrared light emitting sensor; A power supply unit applying predetermined power to the infrared light emitting sensor and the radiation intensity measuring unit; A switch for applying the radiation intensity information to the control unit when the value of the radiation intensity information is changed; And a control unit which controls the infrared light emitting sensor, the radiation intensity measuring unit, the power supply unit, and the switch, and generates external input information according to the radiation intensity information received from the switch. It consists of.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 입력장치 내부에 적외선발광다이오드와 스위치를 구비하여 입력을 위한 별도의 추가작업 없이 외부로부터의 입력신호를 감지한 다.According to the present invention as described above, by providing an infrared light emitting diode and a switch inside the input device to detect the input signal from the outside without any additional work for input.

또한, 지속적인 자외선 방사강도 측정을 통해 입력신호의 향상된 인식률과 정확도를 제공한다.In addition, continuous UV radiation intensity measurement provides improved recognition and accuracy of input signals.

또한, 테이블 탑 디스플레이 하부에 부드러운 소재의 탄성부재를 부착함으로써, 입력장치와의 마찰력을 최소화하여 정확한 인식률을 제공한다.In addition, by attaching an elastic member made of a soft material to the lower portion of the table top display, it minimizes the friction with the input device to provide accurate recognition rate.

본 발명의 구체적인 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.Specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims are defined in the technical spirit of the present invention on the basis of the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to explain his invention in the best way. It should be interpreted to mean meanings and concepts. In addition, when it is determined that the detailed description of the known function and its configuration related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, it should be noted that the detailed description is omitted.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 테이블 탑 디스플레이용 LED 기반의 객체 컨트롤 시스템(S)은, 입력장치(200)로부터 인가받은 외부입력정보를 출력하는 테이블 탑 디스플레이(100)와, 테이블 탑 디스플레이(100)를 지지하고, 외부로부터의 입력을 감지하여 외부입력정보를 생성하는 입력장치(200) 및 입력장치(200) 상부에 부착되어 테이블 탑 디스플레이(100)와의 마찰력을 저감시키는 탄성부재(300)로 구성된다.2 to 4, the table top display LED-based object control system S of the present invention includes a table top display 100 for outputting external input information received from the input device 200, and a table. An elastic member that supports the top display 100 and is attached to an input device 200 that generates external input information by sensing an input from the outside and the input device 200 to reduce frictional force with the table top display 100. It consists of 300.

입력장치(200)는 적외선발광센서(210), 방사강도측정부(220), 전원부(230), 스위치(240) 및 제어부(250)로 구성되는데, 구체적으로 적외선발광센서(210)는 수직으로 ±10˚이내의 각도로 테이블 탑 디스플레이(100)를 향해 직진성이 강한 적외선을 방사한다.The input device 200 includes an infrared light emitting sensor 210, a radiation intensity measuring unit 220, a power supply unit 230, a switch 240, and a control unit 250. Specifically, the infrared light emitting sensor 210 vertically. The infrared ray emits strong straightness toward the table top display 100 at an angle within ± 10 °.

방사강도측정부(220)는 적외선발광센서(210)가 방사하는 단위 입체각당 적외선 비율의 추이변화를 지속적으로 측정하여 방사강도정보를 생성한다.The radiation intensity measurement unit 220 generates radiation intensity information by continuously measuring a change in the ratio of infrared rays per unit solid angle emitted by the infrared light emitting sensor 210.

전원부(230)는 적외선발광센서(210)와 방사강도측정부(220)로 1.1V 내지 1.4V의 전원을 지속적으로 인가하여 적외선발광센서의 저항이 34Ω상태를 유지하도록 하며, 건전지 또는 배터리로 구성된다.The power supply unit 230 continuously applies 1.1V to 1.4V of power to the infrared light emitting sensor 210 and the radiation intensity measuring unit 220 so that the resistance of the infrared light emitting sensor is maintained at 34Ω, and is composed of a battery or a battery. do.

스위치(240)는 방사강도측정부(220)로부터 인가받는 방사강도정보의 값이 변동되면, 테이블 탑 디스플레이(100)가 사용자로부터 외부자극을 입력받은 것으로 판단하여 방사강도정보를 제어부(250)로 인가한다.The switch 240 determines that the table top display 100 receives an external stimulus from the user when the value of the radiation intensity information received from the radiation intensity measurement unit 220 changes, and transmits the radiation intensity information to the controller 250. Is authorized.

제어부(250)는 상기 구성요소들(210~240)을 제어하며, 스위치(240)로부터 인가받은 방사강도정보에 따라 기설정된 외부입력정보를 생성하여 구동부(260)로 인가한다. 여기서 외부입력정보란, 스위치(240)로부터 인가받은 방사강도정보에 상응하도록 기설정된 숫자, 문자 또는 특수문자 등을 의미하는 정보이다.The controller 250 controls the components 210 to 240, generates preset external input information according to the radiation intensity information received from the switch 240, and applies the preset external input information to the driver 260. Here, the external input information is information indicating a number, a letter, a special character, or the like which is preset to correspond to the radiation intensity information received from the switch 240.

구동부(260)는 제어부(250)로부터 인가받은 외부입력정보를 해당 테이블 탑 디스플레이(100)로 인가한다.The driver 260 applies external input information received from the controller 250 to the corresponding table top display 100.

탄성부재(300)는 입력장치(200) 상부에 부착되어 테이블 탑 디스플레이(100)와의 마찰력을 저감시킴으로써, 입력장치를 보호하고, 입력장치가 일관된 인식률을 얻도록 한다. 여기서 탄성부재는 천, 부직포 또는 합성수지로 등으로 구성될 수 있 다.The elastic member 300 is attached to the upper portion of the input device 200 to reduce the friction force with the table top display 100, thereby protecting the input device, so that the input device obtains a consistent recognition rate. Here, the elastic member may be made of cloth, nonwoven fabric or synthetic resin.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.As described above and described with reference to a preferred embodiment for illustrating the technical idea of the present invention, the present invention is not limited to the configuration and operation as shown and described as described above, it is a deviation from the scope of the technical idea It will be understood by those skilled in the art that many modifications and variations can be made to the invention without departing from the scope of the invention. Accordingly, all such suitable changes and modifications and equivalents should be considered to be within the scope of the present invention.

도 1은 전반사 장애 원리를 도시한 도면,1 is a view showing the principle of total reflection disorder;

도 2는 본 발명에 따른 테이블 탑 디스플레이용 LED 기반의 객체 컨트롤 시스템의 구성도,2 is a configuration diagram of an LED-based object control system for a table top display according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 테이블 탑 디스플레이용 LED 기반의 객체 컨트롤 시스템을 도시한 사시도,3 is a perspective view illustrating an LED-based object control system for a table top display according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 테이블 탑 디스플레이용 LED 기반의 객체 컨트롤 시스템의 정보흐름을 도시한 도면.4 is a diagram illustrating the information flow of the LED-based object control system for a table top display according to the present invention.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **

S: 테이블 탑 디스플레이용 LED 기반의 객체 컨트롤 시스템S: LED-based object control system for table top display

100: 테이블 탑 디스플레이 200: 입력장치100: table top display 200: input device

210: 적외선발광센서 220: 방사강도측정부210: infrared light emitting sensor 220: radiation intensity measuring unit

230: 전원부 240: 스위치230: power supply unit 240: switch

250: 제어부 260: 구동부250: control unit 260: driving unit

300: 탄성부재300: elastic member

Claims (6)

디스플레이용 LED 기반의 터치 감지 시스템으로서,LED-based touch sensing system for displays 테이블 탑 디스플레이(100);Table top display 100; 상기 테이블 탑 디스플레이를 지지함과 아울러 외부입력을 감지하여 외부입력정보를 생성하는 입력장치(200); 및An input device 200 supporting the table top display and sensing external input to generate external input information; And 상기 입력장치(200) 상부에 부착되어 상기 테이블 탑 디스플레이(100)와의 마찰력을 저감시키는 천, 부직포, 또는 합성수지로 제작된 탄성부재(300); 를 포함하되,An elastic member 300 attached to an upper portion of the input device 200 and made of cloth, nonwoven fabric, or synthetic resin to reduce friction with the table top display 100; Including but not limited to: 상기 입력장치(200)는,The input device 200, 상기 테이블 탑 디스플레이(100)를 향해 적외선을 방사하는 적외선발광센서(210); 상기 적외선발광센서가 방사하는 단위 입체각당 적외선비율의 추이변화를 측정하여 방사강도정보를 생성하는 방사강도측정부(220); 상기 적외선발광센서 및 방사강도측정부로 소정의 전원을 인가하는 전원부(230); 상기 방사강도정보의 값이 변동되면, 상기 방사강도정보를 제어부로 인가하는 스위치(240); 상기 적외선발광센서, 방사강도측정부, 전원부 및 스위치를 제어하며, 상기 스위치로부터 인가받은 방사강도정보에 따라 외부입력정보를 생성하는 제어부(250); 및 상기 제어부(250)로부터 외부입력정보를 인가받아 상기 테이블 탑 디스플레이(100)로 인가하는 구동부(260); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 테이블 탑 디스플레이용 LED 기반의 객체 컨트롤 시스템.An infrared light emitting sensor 210 emitting infrared light toward the table top display 100; A radiation intensity measuring unit (220) for generating radiation intensity information by measuring a change in the infrared ratio per unit solid angle emitted by the infrared light emitting sensor; A power supply unit 230 applying predetermined power to the infrared light emitting sensor and the radiation intensity measuring unit; A switch 240 for applying the radiation intensity information to a controller when a value of the radiation intensity information is changed; A controller 250 for controlling the infrared light emitting sensor, a radiation intensity measuring unit, a power supply unit, and a switch, and generating external input information according to radiation intensity information received from the switch; And a driving unit 260 receiving external input information from the control unit 250 and applying the external input information to the table top display 100. LED-based object control system for table top display, characterized in that consisting of. 삭제delete 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 테이블 탑 디스플레이(100)는,The table top display 100, 상기 입력장치(200)로부터 외부입력정보를 인가받아 출력하는 것을 특징으로 하는 테이블 탑 디스플레이용 LED 기반의 객체 컨트롤 시스템.LED-based object control system for a table top display, characterized in that for receiving the external input information from the input device 200 to output. 삭제delete 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 전원부(230)는,The power supply unit 230, 상기 적외선발광센서(210) 및 방사강도측정부(220)로 1.1V 내지 1.4V의 전원을 인가하는 것을 특징으로 하는 테이블 탑 디스플레이용 LED기반의 객체 컨트롤 시스템.LED-based object control system for a table top display, characterized in that for applying power of 1.1V to 1.4V to the infrared light emitting sensor 210 and the radiation intensity measuring unit 220. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 외부입력정보는,The external input information, 상기 제어부(250)가 상기 스위치(240)로부터 인가받은 방사강도정보에 상응하도록 기설정된 숫자, 문자 또는 특수문자 등을 의미하는 정보인 것을 특징으로 하는 테이블 탑 디스플레이용 LED기반의 객체 컨트롤 시스템.LED-based object control system for a table top display, characterized in that the control unit 250 means information, such as numbers, letters or special characters predetermined to correspond to the radiation intensity information received from the switch 240.
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JP2003337657A (en) * 2002-03-13 2003-11-28 Toto Ltd Optical touch panel device

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