KR101037240B1 - 범용 컴퓨팅 장치 - Google Patents
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Abstract
범용 입력 장치는 인쇄된 문서를 포함하는 다양한 서로 다른 컴퓨팅 플랫폼에 공통 사용자 인터페이스를 제공한다. 본 시스템을 사용하는 경우, 범용 입력 장치를 사용하여 다양한 컴퓨팅 장치를 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 수기 전자 잉크를 캡쳐하여 이 전자 잉크가 새로운 또는 저장된 문서에 관련되게 할 수 있다. 범용 입력 장치는 다수의 사용자가 한 문서 및/또는 하나의 어플리케이션 프로그램에 동시에 또는 비동시에 동작할 수 있게 하기 위해서 특정 식별정보에 의해 식별될 수 있다. 적외선 조명을 갖는 오프셋 광학 시스템은 원근도(perspective)를 처리하고 공통 가시광선 조명 하에서 기존 잉크에 의해 커버될 수 있는 위치 인코딩을 검출할 수 있게 한다.
범용 입력 장치, 공통 사용자 인터페이스, 전자 잉크, 광학 시스템, 듀얼 코어 아키텍처
Description
도 1은 본 발명의 특정 양태들이 구현될 수 있는 범용 디지털 컴퓨팅 환경의 개략도.
도 2는 본 발명의 적어도 일 양태에 따른 입력 장치를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 양태들에 따라 사용되는 카메라 시스템의 3개의 실시예를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 적어도 일 양태에 따른 입력 장치의 광 설계의 일 실시예를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 적어도 일 양태에 따른 입력 광치의 광 설계의 일 실시예를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 적어도 일 양태에 따른 입력 장치의 조명 설계의 일 실시예를 나타내는 도면.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 적어도 일 양태에 따른 입력 장치의 힘 감지(force sensing) 콤포넌트를 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 적어도 일 양태에 따른 입력 장치의 렌즈 설계를 나타내는 도면.
도 9는 문서 위치를 인코딩하는 예시적인 기술(미로 패턴; maze pattern)을 나타내는 도면.
도 10은 전자 잉크가 생성될 수 있는 트레이스 패턴(trace pattern)의 예를 제공하는 도면.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 적어도 일 양태에 따른 시스템의 예시적인 하드웨어 아키텍처를 나타내는 도면.
도 12는 다른 실시예에 따라 전자 잉크를 생성하는 입력 장치에 포함된 콤포넌트의 추가 조합을 나타내는 도면.
도 13은 본 발명의 적어도 일 양태에 따라 입력 장치의 듀얼 코어 아키텍처에 의한 데이터의 예시적인 흐름도.
도 14는 본 발명의 적어도 일 양태에 따라 입력 장치로부터 전송된 예시적인 데이터 프레임 구조를 나타내는 도면.
도 15는 본 발명의 적어도 일 양태에 따라 다수의 입력 장치로부터 데이터 전송의 처리의 예시를 나타내는 도면.
도 16은 본 발명의 여러 실시예에 따른 입력 장치의 사용을 나타내는 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1150 : 듀얼 코어 아키텍처
1155 : 오디오부
1160 : 기타 입력 센서부
1161 : 센서
1163 : 논리 제어
1170 : 이미지 캡쳐부
1185 : 배터리 전원 관리
1190: 사용자 인터페이스부
1191: 전원 버튼
1192: 스위치
1193: 표시기
1195: 펜 프로젝션
본 출원은 2002년 10월 31일에 출원되고 발명의 명칭이 "Universal Computing Device"인 미국 특허출원번호 제10/284,417호의 계속출원이며, 그 내용이 본 명세서에 참조로서 포함된다.
본 발명은 일반적으로 완만한 전자 잉크(smooth electronic ink)를 생성하는 컴퓨터 입력 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 공통 사용자 인터페이스를 제공하면서 상이한 플랫폼 상에서 사용될 수 있는 입력 장치에 관한 것이다.
컴퓨팅 시스템은 우리가 사는 방식을 급격하게 변경시켜 왔다. 초창기의 컴퓨터는 매우 고가여서 비즈니스 환경에서만 비용 효율적이었다. 컴퓨터가 구입가능하게 됨에 따라, 가정과 직장에서 개인용 컴퓨터는 광범위하게 사용되어 직장의 책상이나 가정에서의 주방 테이블과 같이 컴퓨터가 흔하게 되었다. 마이크로프로 세서는 텔레비전 및 다른 엔터테인먼트 시스템에서의 사용으로부터 자동차의 동작을 조절하는 장치까지, 우리의 일상생활의 모든 측면에서 포함되어 있다.
큰 사무실의 전체 한 층을 차지하는 데이터 처리 장치로부터 랩탑 컴퓨터 또는 다른 휴대용 컴퓨팅 장치까지 컴퓨팅 장치의 진화는 문서 생성과 정보 저장 방식을 급격하게 변화시켜 왔다. 휴대용 컴퓨팅 성능은 개인들이 서신 작성, 메모 초안 작성, 기록, 화상 생성 등을 가능하게 하며 이들 컴퓨팅 장치를 사용하여 사무실 이외의 장소에서 수많은 작업을 수행할 수 있게 한다. 전문가와 비전문자 모두 이동 중에 임의의 장소에서 그들의 컴퓨팅 요구를 충족시키는 장치를 사용하여 작업을 수행할 수 있게 된다.
통상의 컴퓨터 시스템, 특히, Microsoft
Windows 등의 그래픽 사용자 인터페이스(GUI) 시스템을 사용하는 컴퓨터 시스템은 키보드(텍스트 입력용) 및 사용자 선택을 활성화시키는 하나 이상의 버튼을 갖는 포인팅 장치(마우스 등)와 같은 하나 이상의 개별 입력 장치로부터 사용자 입력을 허용하도록 최적화되어 있다.
컴퓨팅 업계의 초기 목적 중 하나는 모든 책상에 컴퓨터를 갖게 하는 것이었다. 광범위하게는, 이러한 모적인 사무실 내에서 PC가 유비쿼터스화 됨으로 인해 실현되었다. 랩탑 컴퓨터와 고성능 개인용 데이터 단말(PDA)의 도래로 인해, 직장은 작업이 수행되는 다양한 비전통적인 공간을 포함하도록 확장되어 왔다. 점점, 컴퓨터 사용자는 그들의 컴퓨팅 장치 각각에 대하여 상이한 사용자 인터페이스를 익혀야 한다. 표준 개인용 컴퓨터에 있어서의 마우스와 키보드 인터페이스로부터 개인용 데이터 단말의 간략화된 저항성 스타일러스 인터페이스까지 그리고 심지어 이동 전화의 적은 개수의 키 까지, 사용자는 그가 관련 기술을 사용할 수 있기 전에 익혀야 할 다양한 서로 다른 사용자 인터페이스에 직면하게 된다.
기술 발전에도 불구하고, 대부분의 사용자는 주요 편집 도구로서 용지에 인쇄된 문서를 사용하려는 경향이 있다. 인쇄된 용지의 이점은 가독성(readability)과 휴대성(portability) 등이 있다. 다른 이점으로는 주석이 기재된 용지 문서를 공유할 수 있고 인쇄된 용지를 보관하기에 용이하다는 점 등이 있다. 향상된 컴퓨팅 기술과 인쇄된 용지의 기능 간의 갭을 연결하는 사용자 인터페이스 중의 하나는 스타일러스 기반의 사용자 인터페이스(stylus-based user interface)이다. 스타일러스 기반 사용자 인터페이스의 접근법 중 하나는 저항성 기술(resistive technology; 오늘날 PDA에서는 흔함)을 사용하는 것이다. 다른 접근법은 랩탑 컴퓨터에서 액티브 센서를 사용하는 것이다. 컴퓨터 업계의 다음 목적 중 하나는 컴퓨터를 운영하는 사용자 인터페이스를 다시 사용자에게 다시 주는 것이다.
스타일러스 사용에 관련된 단점은 이러한 장치가 센서 보드를 포함하는 컴퓨팅 장치에 결합되어 있다는 점이다. 즉, 스타일러스는 필요한 센서 보드와 결합하여 사용되는 경우 입력을 생성하는데 사용될 수 있을 뿐이다. 더욱이, 스타일러스의 감지는 센싱 보드에 대한 스타일러스의 근접도(proximity)에 의해 영향을 받는다.
종래 휴대용 컴퓨팅 장치는 다수의 사용자 구성에 대하여 특정한 식별 형태를 결여할 수 있다. 이에 따라, 이러한 2개의 휴대용 컴퓨팅 장치가 동시에 동작 하는 경우, 호스트 컴퓨터는 혼동되어 동일 컴퓨터 장치로부터 온 것으로 감지한다. 한 사용자가 컴퓨팅 장치를 사용하여 문서에 주석을 기재한 후 제2 사용자가 제2 컴퓨팅 장치를 사용하여 동일 문서에 주석을 기재한 경우에는, 컴퓨팅 장치로부터 데이터 프레임을 수신하는 호스트 PC는 이 데이터를 동일 컴퓨팅 장치로부터 비롯된 것으로 해석한다. 주석이 발생하는 컴퓨터를 식별할 능력이 없는 경우, 호스트 PC는 구체적으로 특정 컴퓨팅 장치에 대한 변화를 추적할 수 없다.
종래의 휴대용 컴퓨팅 장치는 사용자가 기존 잉크 상부에 행할 수 있는 기입을 추적할 수 있는 능력이 결여할 수 있다. 종래 컴퓨팅 장치는 깨끗하고, 잉크없는 표면 상에 사용자의 기입을 추적할 수 있다; 그러나, 이들 장치의 이미지 캡쳐 성능은 기존 잉크에 발생하는 기입을 추적할 수는 없다. 또한, 종래 휴대용 컴퓨팅 장치는 펜 등의 기입 도구가 주어진 경우 자연스럽게 존재하는 원근도(perspective) 유지 능력이 결여될 수 있다. 관련 컴퓨팅 장치의 화상 센서는 사용자가 기입면에 수직인 각도에서 컴퓨팅 장치를 갖는 경우 효율적으로 동작한다. 그러나, 대부분의 개인은 표면에 90도의 각도로 펜을 잡지는 않는다. 이와 같이, 균형은 센서가 컴퓨팅 장치의 각도를 적절하게 보상하는 문제가 된다.
다양한 컴퓨팅 장치 중 임의의 하나에 대한 입력 장치로서 동작할 수 있고 다양한 상황에서 동작할 수 있는 휴대용 장치에 대한 기술이 필요하다. 또한, 다수 사용자가 한 문서 및/또는 하나의 어플리케이션 프로그램 내에서 동시에 동작할 수 있게 하기 위해서 특정 식별에 의해 식별될 수 있는 휴대용 컴퓨팅 장치에 대한 기술도 필요하다. 또한, 표면 상의 화상을 캡쳐할 때 원근도(perspective)의 영향 을 감소시키고, 기존 잉크 상의 사용자에 의한 기입을 추적하도록 구성될 수 있는 휴대용 컴퓨팅 장치에 대한 기술이 필요하다.
본 발명의 양태는 상술한 하나 또는 그 이상의 문제점을 해결하여, 사용자에게 상이한 컴퓨터 플랫폼에 대한 공통 사용자 인터페이스를 제공하려는 것이다. 본 발명의 양태는 데이터가 의도되는 장치에 독립적으로 전자 잉크를 생성하고 및/또는 다른 입력을 생성하는 입력 장치에 관한 것이다. 입력 장치는 펜의 형상으로 형성될 수 있고, 잉크 카트리지를 포함하거나 포함하지 않아 익숙한 방식으로 입력 장치의 움직임을 수월하게 한다. 본 발명의 양태는 다수의 사용자가 한 문서 및/또는 하나의 어플리케이션 프로그램 내에서 동시에 동작할 수 있도록 하기 위해서 특정 식별정보에 의해 식별될 수 있는 휴대용 컴퓨팅 장치이다.
본 발명의 양태는 표면에 인쇄, 임베디드, 임프린트된 적외선 조명 및 미로 패턴을 사용한다. 이 표면은 카본 잉크에 의해 인쇄된 미로 패턴을 갖는 한 장의 용지일 수 있다. 본 발명의 카메라는 임의의 논 카본 컨텐츠(non-carbon content) 하부에 있을 수 있는 미로 패턴 셀을 캡쳐할 수 있다. m-어레이 디코딩 및 문서 화상 분석에 관련된 알고리즘은 문서 컨텐츠와 미로 패턴을 모두 포함하는 캡쳐 화상의 위치를 디코딩한다.
본 발명의 다른 양태는 일련의 렌즈와 상대적으로 낮은 해상도 카메라로서 동작하는 광 센서를 포함하는 적외선(IR) 조명을 갖는 오프셋 광학 시스템을 제공한다. 이 카메라는 다른 평면에 있으며 주석용으로 사용되는 입력 장치와 오프셋 각도에 있다. 오프셋은 입력 장치가 수직 기입 각도에서 보다 자연스럽게 사용될 수 있도록 성능 및 조작 균형을 향상시킨다. IR 조명은 가시광선 조명 하에서의 기존 문서 컨텐츠 또는 잉크에 의해 종종 커버될 수 있는 위치 인코딩을 검출할 수 있게 한다.
상술한 본 발명의 양태와 후술하는 상세한 설명의 다양한 실시예는 첨부 도면을 참조하여 보다 잘 이해되며, 이는 단지 예로서 포함되며, 본 발명을 한정하려는 것은 아니다.
<실시예>
본 발명의 양태는 데스크탑 또는 랩탑 컴퓨터를 제어, 화이트보드 상에 기재, 용지와 같은 표면 상의 기재, PDA 또는 셀룰러 폰의 제어, 또는 다양한 플랫폼 중에서 포트될 수 있는 잉크의 생성 등이 서로 다른 다양한 플랫폼에서 사용될 수 있는 입력 장치에 관한 것이다.
용어
펜 - 잉크를 저장하는 능력을 포함하거나 포함하지 않을 수 있는 임의의 필기 도구. 몇몇 예에서, 잉크 성능이 없는 스타일러스가 본 발명의 일 실시예에 따라 펜으로 사용될 수 있다.
카메라 - 이미지 캡쳐 시스템.
액티브 코딩 - 적절한 처리 알고리즘을 사용하여 입력 장치의 위치 및/또는 움직임을 판정하기 위한 목적으로 입력 장치가 배치되는 표면 또는 객체 내의 코드들을 포함함.
패시브 코딩 - 적절한 처리 알고리즘을 사용하여 입력 장치가 이동되는 객체 또는 표면으로부터 획득되는, 상기 목적을 위해 포함되는 코드가 아닌, 이미지 데이터를 사용하여 입력 장치의 움직임/위치를 검출.
입력 장치 - 정보의 생성 및 처리를 위해 구성될 수 있는 정보를 입력하기 위한 장치.
액티브 입력 장치 - 신호를 액티브하게 측정하고 입력 장치 내에 포함되는 센서를 사용하여 입력 장치의 위치 및/또는 임직임을 표현하는 데이터를 생성하는 입력 장치.
패시브 입력 장치 - 입력 장치 이외에 포함되는 센서를 사용하여 움직임이 검출되는 입력 장치.
컴퓨팅 장치 - 입력 장치를 포함하는 정보를 처리하기 위해서 구성되는 데스크탑 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿 PCTM, 개인용 데이터 단말, 전화기 또는 임의의 장치.
도 1은 본 발명이 구현될 수 있는 적절한 컴퓨팅 시스템 환경(100)의 일례를 나타낸다. 컴퓨팅 시스템 환경(100)은 단지 적절한 컴퓨팅 환경의 일 예이며, 본 발명의 사용 또는 기능의 범위에 대한 임의의 제한을 암시하려는 것은 아니다. 또한, 컴퓨팅 시스템 환경(100)은 예시적인 컴퓨팅 시스템 환경(100)에 나타낸 콤포넌트 중 임의의 하나 또는 조합에 대한 임의의 의존성 또는 요건을 갖는 것으로 해석되어서는 안된다.
본 발명은 수많은 다른 범용 또는 특정 목적 컴퓨팅 시스템 환경 또는 구성에서 동작한다. 본 발명에서 사용하기에 적합할 수 있는 공지의 컴퓨팅 시스템, 환경 및/또는 구성의 예들은 개인용 컴퓨터, 서버 컴퓨터, 핸드헬드 또는 랩탑 장치, 멀티프로세스 시스템, 멀티프로세서 기반 시스템, 셋탑 박스, 프로그래머블 소비자 전자제품, 네트워크 PC, 미니컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터, 상기 시스템 또는 장치 중 임의의 것을 포함하는 분산 컴퓨팅 환경 등을 포함하지만 이에 국한되는 것은 아니다.
본 발명은 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈 등의 컴퓨터 실행가능 명령들의 맥략에서 설명될 수 있다. 통상, 프로그램 모듈은 특정 작업을 수행하거나 특정 추상 데이터형을 구현하는 루틴, 프로그램 객체, 콤포넌트, 데이터 구조 등을 포함한다. 본 발명은 또한 통신 네트워크를 통해 연결되는 원격 처리 장치에 의해 작업이 수행되는 분산 컴퓨팅 환경에서 실시될 수 있다. 분산 컴퓨팅 환경에서, 프로그램 모듈은 메모리 저장 장치를 포함하는 로컬 및 원격 컴퓨터 저장 매체에 배치될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명을 구현하는 예시적인 시스템은 컴퓨터(110)의 형태의 범용 컴퓨팅 장치를 포함한다. 컴퓨터(110)의 콤포넌트는 처리부(120), 시스템 메모리(1309), 및 시스템 메모리를 포함하는 다양한 시스템 콤포넌트를 처리부(120)에 결합하는 시스템 버스(121)를 포함할 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 시스템 버스(121)는 메모리 버스 또는 메모리 컨트롤러, 주변 버스, 및 다양한 버스 아키텍처 중 임의의 것을 사용하는 로컬 버스 등의 여러 유형의 버스 구조 중 임의의 것일 수 있다. 예를 들면 - 한정이 아님 -, 이러한 아키텍처는 산업 표준 아키텍처(ISA) 버스, 마이크로 채널 아키텍처(MCA) 버스, 개선된 ISA(EISA) 버스, 비디오 전자 표준 협회(VESA) 로컬 버스, 메자닌 버스(Mezzanine bus)로도 알려진 주변장치 인터페이스(PCI)를 포함한다.
컴퓨터(110)는 다양한 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터(110)에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용가능 매체일 수 있으며, 휘발성 및 비휘발성 매체, 소거형 및 비소거형 매체를 포함한다. 예를 들면 - 한정이 아님 -, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체와 통신 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현되는 휘발성 및 비휘발성, 소거형 및 비소거형 매체를 포함한다. 컴퓨터 저장 매체는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 전기적 소거가능 프로그래머블 판독 전용 메모리(EEPROM), 플래시 메모리 또는 다른 메모리 기술, CD-ROM, 디지털 다기능 디스크(DVD) 또는 다른 광 디스크 스토리지, 자기 카세트, 자기 테이프, 자기 디스크 스토리지 또는 기타 자기 스토리지 장치 또는 원하는 정보를 저장하는데 사용될 수 있고 컴퓨터(110)에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함하지만 이에 국한되는 것은 아니다. 통신 매체는 통상 컴퓨터 판독가능 명령, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터를 반송파 등의 변조 데이터 신호로 구현하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다. "변조된 데이터 신호(modulated data signal)"이라는 용어는 그 특성 중 하나 또는 그 이상이 신호의 정보를 인코딩하는 방식으로 설정 또는 변경되는 신호를 의미한다. 예를 들면 - 한정이 아님 -, 통신 매체는 유선 네트워크, 다이렉트 와이어드 접속과 같은 유선 매체 및 어쿠스틱, RF, 적외선 및 기타의 무선 매체 등의 무선 매체를 포함한다. 상기의 것의 임의의 조합은 또한 컴퓨터 판독가능 매체의 범주 내에 포함되어야 한다.
시스템 메모리(130)는 ROM(131) 및 RAM(132)과 같은 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리의 형태의 컴퓨터 저장 매체를 포함한다. 기본 입출력 시스템(133; BIOS)은 시동 시와 같은 컴퓨터(110) 내의 요소들 사이에서 정보를 전송할 수 있게 하는 기본 루틴을 포함하여 ROM(131)에 통상 저장된다. 통상, RAM(132)은 처리부(120)에 의해 바로 동작되는 및/또는 즉시 액세스가능한 데이터 및/또는 프로그램 모듈을 포함한다. 예를 들면 - 한정이 아님 -, 도 1은 운영 체제(134), 어플리케이션 프로그램(135), 다른 프로그램 모듈(136), 및 프로그램 데이터(137)를 나타낸다.
또한, 컴퓨터(110)는 다른 소거형/비소거형, 휘발성/비휘발성 컴퓨터 저장 매체를 포함할 수 있다. 단지 예를 들면, 도 1은 비소거형, 비휘발성 자기 매체로부터 판독하거나 이에 기입하는 하드 디스크 드라이브(141), 소거형, 비휘발성 자기 디스크(152)로부터 판독하거나 이에 기입하는 자기 디스크 드라이브(151), CD ROM 또는 다른 광학 매체 등과 같은 소거형 비휘발성 광 디스크(156)로부터 판독하거나 이에 기입하는 광 디스크 드라이브(155)를 나타낸다. 예시적인 운영 환경에서 사용될 수 있는 다른 소거형/비소거형, 휘발성/비휘발성 컴퓨터 저장 매체는 자기 테이프 카세트, 플래시 메모리 카드, 디지털 다기능 디스크, 디지털 비디오 테 이프, 고체 상태 RAM, 고체 상태 ROM 등을 포함하지만 이에 국한되는 것은 아니다. 하드 디스크 드라이브(141)는 통상 인터페이스(140)와 같은 비소거형 메모리 인터페이스를 통해 시스템 버스(121)에 접속되고, 광 디스크 드라이브(155)는 인터페이스(150)와 같은 소거형 메모리 인터페이스에 의해 시스템 버스(121)에 통상 접속된다.
상기 설명되고 도 1에 도시된 드라이브 및 관련 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터(110)에 대한 컴퓨터 판독가능 명령, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 및 기타 데이터를 제공한다. 도 1에서, 예를 들면, 하드 디스크 드라이브(141)는 운영 체제(144), 어플리케이션 프로그램(145), 다른 프로그램 모듈(146) 및 프로그램 데이터(147)를 저장하는 것으로 나타낸다. 이들 콤포넌트는 운영 체제(134), 어플리케이션 프로그램(135), 다른 프로그램 모듈(136), 및 프로그램 데이터(137)와 동일 또는 상이할 수 있다. 운영 체제(144), 어플리케이션 프로그램(145), 다른 프로그램 모듈(146), 및 프로그램 데이터(147)는 최소한 이들이 서로 다른 복사본임을 나타내기 위해 여기서 상이한 번호가 주어진다. 사용자는 디지털 카메라(미도시), 키보드(162), 및 통상 마우스로 알려진 포인팅 장치(161), 트랙볼 또는 터치 패드와 같은 입력 장치를 통해 컴퓨터(110)에 명령 및 정보를 입력할 수 있다. 다른 입력 장치(미도시)는 마이크로폰, 조이스틱, 게임 패드, 위성 접시, 스캐너 등을 포함할 수 있다. 이들 및 다른 입력 장치는 종종 시스템 버스(121)에 결합되는 사용자 입력 인터페이스(160)를 통해 처리부(120)에 접속되지만, 병렬 포트, 게임 포트, 범용 직렬 버스(USB)와 같은 다른 인터페이스와 버스 구조에 의해 접속될 수도 있다. 모니터(191) 또는 다른 유형의 디스플레이 장치가 또한 비디오 인터페이스(190)와 같은 인터페이스를 통해 시스템 버스(121)에 접속된다. 모니터에 더하여, 컴퓨터는 또한 출력 주변 인터페이스(195)를 통해 접속될 수 있는 스피커(197)와 프린터(196)와 같은 다른 주변 출력 장치를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 펜 디지타이저(163)와 수반하는 펜 또는 스타일러스(164)가 수기 입력을 디지털 캡쳐하기 위해 제공된다. 펜 디지타이저(163)와 사용자 입력 인터페이스(160) 간의 직접 접속이 도시되지만, 실제, 펜 디지타이저(163)는 공지된 바와 같이 시스템 버스(121)와 병렬 포트 또는 다른 인터페이스를 통해 처리부(120)에 결합될 수 있다. 더욱이, 디지타이저(163)는 모니터(191)에 이격되어 도시되지만, 디지타이저(163)의 가용 입력 영역은 모니터(191)의 디스플레이 영역과 동일 영역일 수 있다. 또한, 디지타이저(163)는 모니터(1901)에 통합될 수 있으며, 또는, 모니터(191)에 오버레이하거나 달리 부착되는 개별 장치로서 존재할 수 있다.
컴퓨터(110)는 원격 컴퓨터(180)와 같은 하나 이상의 원격 컴퓨터에 논리접속을 사용하여 네트워크 환경에서 동작할 수 있다. 원격 컴퓨터(180)는 개인용 컴퓨터, 서버, 라우터, 네트워크 PC, 피어 장치 또는 다른 공통 네트워크 노드일 수 있으며, 도 1에는 단지 메모리 저장 장치(181)가 도시되었지만 통상, 컴퓨터(110)에 대하여 상술한 모든 또는 다수의 요소를 포함한다. 도 1a에 도시된 논리적 접속은 근거리 네트워크(LAN; 171)와 광역 네트워크(WAN; 173)를 포함하며, 또한 다른 네트워크를 포함할 수도 있다. 이러한 네트워킹 환경은 직장, 범사내망, 인트 라넷, 및 인터넷에서 흔히 볼 수 있다.
LAN 네트워킹 환경에서 사용되는 경우, 컴퓨터(110)는 네트워크 인터페이스 또는 어댑터(170)를 통해 LAN(171)에 접속된다. WAN 네트워킹 환경에서 사용되는 경우, 컴퓨터(110)는 통상 인터넷 등의 WAN(173) 상에서 통신을 설정하는 모뎀(172) 또는 다른 수단을 포함한다. 모뎀(172)은 내장형 또는 외장형일 수 있으며, 사용자 입력 인터페이스(160) 또는 다른 적절한 메커니즘을 통해 시스템 버스(121)에 접속될 수 있다. 네트워크 환경에서, 컴퓨터(110) 또는 그 일부에 대하여 도시된 프로그램 모듈은 원격 메모리 저장 장치에 저장될 수 있다. 예를 들면 - 한정이 아님 -, 도 1a는 메모리 장치(181) 상에 상주하는 원격 어플리케이션 프로그램(185)을 나타낸다. 이 네트워크 접속은 예시적인 것으로서 컴퓨터들 간의 통신 링크를 설정하는 다른 수단이 사용될 수 있음이 이해될 것이다.
도시된 네트워크 접속은 예시적이며 컴퓨터 간의 통신 링크를 설정하는 다른 수단이 사용될 수 있음이 이해될 것이다. TCP/IP, 이더넷, FTP, HTTP 등의 임의의 다양한 공지된 프로토콜의 존재는 사용자가 웹기반 서버에서 웹 페이지를 검색할 수 있도록 클라이언트 서버 구성에서 동작될 수 있다. 임의의 다양한 종래 웹 브라우저가 웹페이지 상의 데이터를 디스플레이하고 조작하는데 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다양한 양태에 따라 사용되는 입력 장치의 일 실시예를 제공한다. 다음은 다수의 상이한 요소 및/또는 센서를 나타낸다. 다양한 센서 조합은 본 발명의 양태를 실시하는데 사용될 수 있다. 또한, 자기 센서, 가속도계, 자이로스코프, 마이크로폰 또는 표면 또는 객체에 대한 입력 장치의 위치를 검출하는 임의의 센서 등의 추가 센서가 포함될 수 있다. 도 2에서, 펜(201)은 잉크 카트리지(202), 압력 센서(203), 카메라(204), 유도 성분(205), 처리기(206), 메모리(207), 송수신기(208), 전원(209), 도킹 스테이션(210), 캡(211), 및 디스플레이(212)를 포함한다. 다양한 콤포넌트가 예를 들면 미도시된 버스를 사용하여 필요한 바와 같이 전기적으로 접속될 수 있다. 펜(201)은 데스크탑 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿 PCTM, 개인용 데이터 단말, 전화기, 또는 정보를 처리하고 및/또는 디스플레이할 수 있는 임의의 장치를 포함하는 장치에 대한 입력 장치로서 동작할 수 있다.
입력 장치(201)는 표준 펜 및 용지 필기 또는 도안을 수행하기 위한 잉크 카트리지(202)를 포함할 수 있다. 더욱이, 사용자는 입력 장치를 갖는 전자 잉크를 생성하면서 펜의 통상의 방식으로 장치를 동작할 수 있다. 따라서, 잉크 카트리지(202)는 용지에 수기된 자획을 생성하면서 펜의 이동이 기록되고 전자 잉크를 생성하는데 사용되는, 편하고, 익숙한 매체를 제공할 수 있다. 잉크 카트리지(202)는 임의 개수의 공지의 기술을 사용하여 물러난 위치(withdrawn position)에서 필기 위치에 이동될 수 있다. 다르게는, 잉크 카트리지(202)는 라운딩 팁을 갖는 프라스틱 카트리지 등의 잉크를 포함하지 않지만 사용자가 펜 또는 표면을 손상시키지 않고 표면 주변에 펜을 이동할 수 있는 카트리지로 대체할 수 있다. 또한, 유도 성분 또는 성분들이 예컨대 스타일러스에 의해 생성되는 것과 유사한 방식으로 입력 장치에 나타내는 신호를 제공하여 입력 장치의 상대적 이동의 검출을 지원하도 록 포함될 수 있다. 압력 센서(203)는 펜이 눌려지면서 대상에 배치되는 경우로 나타내는 바와 같이 입력을 지정하는데 포함되어, 예를 들면 마우스 버튼의 입력을 선택하여 달성될 수 있는 바와 같은 객체 또는 표시의 선택을 용이하게 할 수 있다. 다르게는, 압력 센서(203)는 사용자가 생성된 전자 잉크의 폭을 변경하는데 사용되는 펜으로 스트로크를 행사하는 누름 힘을 검출할 수 있다. 또한, 센서(203)는 카메라 동작을 트리거할 수 있다. 다른 모드에서, 카메라(204)는 압력 센서(203)의 설정에 독립적으로 동작할 수 있다.
더욱이, 스위치로서 동작할 수 있는 압력 센서에 더하여, 추가 스위치가 또한 입력 장치의 동작을 제어하는 다양한 설정을 영향을 주도록 포함될 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 스위치는 입력 장치의 외부에 제공되어 카메라 또는 광원을 활성화하도록 입력 장치에 급전하는데 사용되어 센서의 감도와 광원의 명도를 제어하고, 텍스트로의 전환이 수행되지 않는 스케치 모드로 입력 장치를 설정하고, 이 장치가 입력 데이터를 내부에 저장하도록 설정하며, 입력 데이터를 처리 및 저장하고, 데이터를 입력 장치가 통신하는 컴퓨팅 장치 등의 처리부에 전송하며, 또는 원하는 임의의 설정을 제어할 수 있다.
카메라(204)는 펜이 움직이는 표면의 화상을 캡쳐하도록 포함될 수 있다. 유도성 성분(205)은 또한 유도 시스템에서 스타일러스로서 사용되는 경우 펜의 성능을 향상시키도록 포함될 수 있다. 처리기(206)는 아래 보다 상세히 설명되는 본 발명의 다양한 양태에 관련되는 기능을 수행하는 임의의 공지의 처리기로 이루어질 수 있다. 유사하게, 메모리(207)는 RAM, ROM, 또는 데이터를 저장하는 임의의 메 모리 장치 및/또는 이 장치를 제어하고 데이터를 처리하는 소프트웨어를 포함할 수 있다. 입력 장치는 송수신기(208)를 더 포함할 수 있다. 송수신기는 다른 장치와의 정보 교환을 가능하게 한다. 예를 들면, 블루투스
또는 다른 무선 기술이 통신을 수월하게 하도록 사용될 수 있다. 다른 장치는 입력 장치를 더 포함할 수 있는 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있다.
전원(209)이 포함될 수 있으며, 펜(201)이 데이터가 처리, 저장 및/또는 표시되는 호스트 장치와 원격으로 독립적으로 사용되는 경우에 전력을 제공할 수 있다. 전원(209)은 임의 개수의 위치에서 입력 장치(201)에 포함될 수 있으며, 전원이 대체가능하여야 하거나 재충전을 수월하게 하여 전원을 재충전가능하게 하는 경우, 즉시 대체를 위해 배치될 수 있다. 다르게는, 자동차 배터리, 벽 출구에 접속되는 충전기, 컴퓨터의 전원, 또는 임의의 다른 전원에 펜(201)을 전기적으로 접속시키는 어댑터와 같은 다른 전원에 결합될 수 있다.
도킹 스테이션 링크(210)는 입력 장치와 외장형 호스트 컴퓨터 등의 제2 장치 간의 정보를 전송하는데 사용될 수 있다. 도킹 스테이션 링크(210)는 미도시된 도킹 스테이션에 부착되거나 전원에 접속되는 경우 전원(209)을 재충전하는 구조를 포함할 수 있다. USB 또는 다른 접속은 입력 장치를 도킹 스테이션 링크 또는 다른 포트를 통해 호스트 컴퓨터에 탈착식으로 접속할 수 있다. 다르게는, 하드와이어 접속이 또한 데이터를 송수신하는 장치에 펜을 접속하는데 사용될 수 있다. 하드와이어 구성에서, 도킹 스테이션 링크는 입력 장치를 호스트에 직접 접속하는 도선을 위해 생략될 수 있다. 도킹 스테이션 링크는 생략되거나 다른 장치(예를 들 면, 블루투스
802.11b)와 통신하는 다른 시스템으로 대체될 수 있다.
입력 장치(201)는 저항성 센싱을 용이하게 하는 금속 팁을 구비할 수 있는 제거용 캡(211)을 더 포함할 수 있으며, 입력 장치(201)가 예를 들면 센싱 보드를 포함하는 장치에서 사용될 수 있다. 입력 장치(201)의 외관(shell)은 플라스틱, 금속, 수지 및 이들의 조합, 또는 콤포넌트나 입력 장치의 전체 구조를 보호할 수 있는 임의의 재료로 이루어질 수 있다. 샤시는 일부 또는 모든 장치의 민감성 전자 콤포넌트를 전기적으로 차폐하는 금속 구획을 포함할 수 있다. 입력 장치는 펜의 형상에 대응할 수 있는 연장 형태일 수 있다. 그러나, 이 장치는 입력 장치 및/또는 잉크 생성 장치로서의 용도에 상응하는 임의 개수의 형상으로 형성될 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 양태에 따라 사용되는 카메라의 3개의 실시예를 나타낸다. 상술한 바와 같이, 입력 장치(201)는 예를 들면 카메라를 사용하여 펜의 이동을 검출하여 전자 잉크를 생성하는데 사용될 수 있다. 카메라(304)는 펜이 움직이는 표면의 화상을 캡쳐하고, 화상 분석을 통해 스캔되는 표면 상에서 펜의 이동 양을 검출하도록 포함될 수 있다. 이동은 문서와 상관되고 전자 잉크를 문서에 전자적으로 이동, 추가 또는 관련시킨다(예를 들어, 원 문서와는 별도로 입력된 주석을 저장한다).
도 3a에 도시한 바와 같이, 일 실시예에서, 카메라(304)는 예컨대 화상 센싱 요소로 이루어진 화상 센서(320)를 포함한다. 예를 들면, 카메라는 32화소 대 32 화소의 해상도의 1.79mm 대 1.79mm를 스캐닝하는 성능을 갖는 CMOS 화상 센서로 이 루어질 수 있다. 이러한 화상 센서 중 하나의 최소 노광 프레임 속도는 대략 330㎐이지만, 예시적인 화상 센서는 110㎐의 처리 속도에서 동작할 수 있다. 선택된 화상 센서는 컬러 화상 센서, 흑백 화상 센서를 포함할 수 있으며, 또는 단일 임계치를 초과하는 세기를 검출하도록 동작할 수 있다. 그러나, 입력 장치의 위치를 정확하게 계산하는데 필요한 해상도 등의 인수로 나타낸 바와 같이, 카메라 또는 그 콤포넌트 부품의 선택은 성능, 가격 또는 다른 고려사항 등에 따라 카메라에 관련되는 원하는 동작 파라미터에 기초하여 변할 수 있다.
광원(321)은 입력 장치가 움직이는 표면을 비출 수 있다. 광원은 예컨대 단일 발광 다이오드(LED), LED 어레이 또는 다른 발광 장치로 이루어질 수 있다. 광원은 백색을 포함하는 단일 컬러의 광을 생성하거나 다수의 색을 생성할 수 있다. 하프 미러(322)는 원하는대로 광을 지시하도록 카메라 내에서 포함될 수 있다. 카메라(304)는 광원(321)으로부터 광을 스캔된 표면(324)에 포커싱하거나 및/또는 표면에서 화상 센서(320)에 반사되는 광을 포커싱하는 하나 이상의 광학 장치(323)를 더 포함할 수 있다.
도 3a에 나타낸 바와 같이, 광원(321)에서 방사되는 광은 하프 미러(322)에 의해 반사되고, 이 미러는 입사광의 방향에 따라 광을 반사 또는 전송한다. 반사광은 그 후 렌즈 시스템(323)을 통해 이동되어 아래 반사 표면으로 전송된다. 그 후, 광은 렌즈 시스템(323)을 통해 표면에서 반사되고, 하프 미러(322)를 미러를 통과하는 전송각도에서 마주쳐서 센싱 어레이(320)에 입사한다. 물론, 광범위의 콤포넌트를 포함하는 카메라는 더 적거나 많은 콤포넌트를 포함하는 카메라를 포함 하여, 이미지 데이터를 캡쳐하는데 사용될 수 있다. 또한, 콤포넌트 배치의 변경예은 다양할 수 있다. 단지 일 예를 제공하기 위해서, 간략 배치에서, 광원 및 센싱 어레이는 둘 모두 화상이 캡쳐되어야 하는 표면을 마주보도록 함께 배치될 수 있다. 이러한 경우, 카메라 내의 어떤 반사도 필요하지 않기 때문에, 하프 미러는 시스템으로부터 제거될 수 있다. 도 3b에 도시한 바와 같이, 광원이 렌즈(323)와 센서(320)로부터 이격되어 배치되어 간략한 구성된다. 보다 간략된 배치로는, 도 3c에 도시한 바와 같이, 광원이 제거될 수 있으며, 객체의 면을 반사하는 주변광이 센서(320) 상으로 렌즈(323)에 포커싱된다.
따라서, 카메라 또는 이들의 배치에 포함되는 콤포넌트의 변형예는 본 발명의 양태에 따라 사용될 수 있다. 예를 들면, 카메라 및/또는 잉크 카트리지의 배치 및/또는 방향이 도 2에 도시된 바와 변경될 수 있어 잉크 구성 및 방향 및/또는 광범위한 카메라 용도를 가능하게 한다. 예컨대, 카메라(304) 또는 이의 콤포넌트 부품의 임의의 것은 도시된 바와 동일한 개구 내 이외의 잉크 카트리지에 대하여 제공되는 인접 개구에 배치될 수 있다. 추가 예로서, 카메라(304)는 카메라의 측면에 배치되는 잉크 카트리지를 갖는 입력 장치의 중앙에 배치될 수 있다. 유사하게, 광원(321)은 카메라의 나머지 콤포넌트를 갖는 구조 내에 포함될 수 있으며, 또는 하나 이상의 콤포넌트가 다른 것과 이격되어 배치될 수 있다. 더욱이, 광 방출 특성이 추가 구조 및/또는 소프트웨어 또는 필요한 예시된 콤포넌트에 대한 개조예와 함께 광원 및/또는 광학 시스템을 사용하여 가능해질 수 있다.
수직 광학 설계에서, 광축은 화상 센서의 중심을 통과하며, 렌즈의 FOV(시 야), 광축은 입력 장치 외형에 거의 평행이다. 화상 센서 평면은 표면에 평행하기 때문에 광학 성능은 지면에 수직인 경우 가장 우수하다. 그러나, 사용자는 종종 90도가 아닌 경사 각도에서 펜을 사용한다. 따라서, 원근도(perspective)의 영향은 대략 90도 각도에서 유지되는 경우에만 동작하는 입력 장치의 용도를 제한할 수 있다. 기존 잉크에 기입하는 문제는 사용자가 잉크가 이미 기입된 영역 상에 무엇인가를 기입하기를 원하는 경우에 발생한다. 미로 패턴은 사용자가 원래 기재한 것에 의해 커버되기 때문에, 특정 처리가 문제를 처리하기 위해 요구된다. 입력 장치에 대한 시야 오프셋 광학 시스템은 균형 영향을 다루고, IR(적외선) 조명은 기존 잉크에 대한 기입 문제를 다룬다. IR 조명은 임의의 논 카본 컨텐츠에 의해 커버되는 미로 패턴을 캡쳐하는데 사용될 수 있다.
도 4는 입력 장치(400)의 화상 시스템의 일 실시예를 나타낸다. 입력 장치(400)는 32x32 화소 CMOS 화상 센서(410)를 포함할 수 있다. 시스템 타겟은 5mm x 5mm 필드의 미로 패턴 평면일 수 있다. 사용자가 기입하거나 갈겨쓰는 경우, 입력 장치(400)와 지지 포인트로서 펜 팁을 갖는 표면 사이에 경사 및 피치 각도가 존재한다. 많은 사용자는 통상 펜을 90도의 각도로 잡지는 않는다. 따라서, 본 발명의 화상 시스템은 50°내지 90°등의 특정 경사/피치 각도 범위에서 충분한 화상 품질의 요건을 충족하도록 설계된다. 표 1은 본 발명의 일 실시예의 렌즈 요건을 나타낸다.
| 카메라에 의해 캡쳐된 화상의 크기(32화소 대 32화소) | 카메라(5mm x 5mm)에 의해 캡쳐된 표면 영역 크기, 본 출원에서 시야(field of view)로 불림. |
| 공액 거리 | 30mm 미만 |
| 화상 평면의 왜곡 | 3.5% 미만 |
| 해상도 | 121p/mm(라인쌍/밀리미터) 이상 |
| 확대 | 0.385(검출기-차수/FOV-차수) |
| 초점 깊이(DOF) | 65°± 15°(지지 포인트로서 펜 팁을 갖는 경사 각도) |
| 조명 | 화상 평면에서 대략 동질 |
화상 시스템의 렌즈 요건
도 4에 도시한 바와 같이, 입력 장치(400)는 표면에 대한 가변 경사각으로 사용될 수 있다. 따라서, 시스템 설계에서, 65°의 경사각이 설계 각도로서 도시된다. 입력 장치(400)의 자세에 있어서, 광학 시스템은 보다 효율적으로 수행한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 화상 센서(410)의 실제 시야(440)는 렌즈 구성(420)의 전체 시야(450)의 일부이고, 화상 시스템의 실제 축과 렌즈(430)의 주요 광축 사이에 각도가 존재한다. 화상 시스템의 광축은 펜의 축에 대략 평행이고, 즉, 화상 시스템의 축은 표면에 약 65°내지 70°의 각도에 있어야 한다.
설계 각도에서, 렌즈 구성(420)의 광축(430)은 화상면에 수직이지만, 화상 센서(410)의 시야는 도 5에 도시한 바와 같이 광축(430)에 오프셋된다. 광축 중앙의 시야 거리는 대략 7.44mm이며 화상면에 대하여 대략 69.5°의 경사 각도를 산출한다. 화상면이 수직 설계 각도 조건으로 지면에 대략 평행하기 때문에, 시야 오프셋 설계는 균형의 영향을 감소시킬 수 있으며, 다시 말하면, 입력 장치(400)가 대략 65°의 각도에서 다루어지는 경우 원근도(perspective)는 매우 작다(3.5% 미만). 상술한 대략 65°의 설계 각도의 예는 단지 하나의 일례이며 본 발명에 따라 다른 각도가 사용될 수 있음이 당업자에 의해 이해될 것이다.
렌즈 구성(420)은 이중 렌즈와 단일 렌즈로 이루어지는 3개 요소 시스템일 수 있다. 적절한 개구수가 화상의 초점 및 밝기를 고려하여 선택된다. 전체 광학 시스템은 ZEMAX 디자인(San Diego, California)의 소프트웨어를 사용하여 최적화되어 우수한 해상도 뿐만 아니라 허용가능한 왜곡을 생성한다.
화상 품질에 대한 조명의 효과는 종종 광학 시스템 설계에서 과소 평가된다. 적절한 조명 시나리오는 화상 채도 및 해상도를 향상시켜, 시스템의 전체 성능을 개선시킬 수 있다. 광원은 단일 발광 다이오드(LED), LED 어레이 또는 다른 발광 장치로 이루어질 수 있다. 광원은 백색, 단일 색 또는 여러 색의 광을 생성할 수 있다. 조명 콤포넌트는 광원으로부터의 광을 스캔되는 표면에 포커싱하여 밝기를 가능한 한 일정하게 하는 하나 또는 두 개의 광학 장치를 더 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 적어도 일 양태에 따른 IR LED 조명 광학 시스템을 나타낸다. 필름을 통해, 두 개의 LED(610)에 의해 방사되는 광은 평면의 표면(620)에 직접 투사한다. 두 개의 LED의 조명 영역은 중첩되고(630), 이는 카메라의 FOV(640)보다 크다. 일 실시예에서, 850nm IR LED(610)가 광원으로서 선택될 수 있다. 표면(620) 상의 조명 특성은 패턴이 논 카본 잉크에 의해 커버될 수 있으며, 즉, IR LED(610)의 IR 광은 잉크층을 통과할 수 있으므로, 표면(620) 상에 기입된 잉크는 CMOS 센서에 의해 캡쳐되는 화상에 영향을 주지 않는다. 또한, 단일 광 스펙트럼은 화상 품질을 개선할 수 있다. 확산 반사막은 IR LED(610)의 정면에 배치되어 조명의 균일성을 증가시킬 수 있다. FOV는 두 방향에서 두 개의 LED(610)에 의해 조명되어 충분한 밝기를 획득하고 표면(620)에서 가능한 한 균일한 밝기를 획득한 다.
렌즈, 화상 센서 및 광원을 포함하는 화상 시스템은 도 4에 도시한 바와 같이 잉크 카트리지에 인접하여 배치될 수 있다. 힘 감지 콤포넌트와 화상 시스템 콤포넌트를 갖는 잉크 카트리지는 기계적 콤포넌트에 통합될 수 있다. 평면과의 사이에 접촉된 펜 팁으로부터 압력은 화상 샘플링을 스위치 온/오프시키고, 디지털 잉크 복구를 위한 두께 기준을 제공하는데 사용된다. 따라서, 압력 센싱 콤포넌트에 있어서, 하나의 문제는 효과적이고 강인한 힘 전달 시스템을 설계하는 것으로, 이는 펜 팁 압력을 민감하게 감지하여 펜 팁이 위아래로 움직일 때 자동으로 복귀될 수 있다. 도 7a에 도시한 바와 같이, 힘 센서 시스템(710)은 정밀하고 신뢰성있는 힘 감지 성능을 제공한다. 시스템(710)은 스테인레스 스틸 볼(720)을 통해 힘을 실리콘 센싱 요소(730)에 집중시킨다. 도 7b에 도시한 바와 같이, 스프링을 갖는 슬라이딩 블록에 기초하여 효과적인 압력 전달 시스템이 도시되어 있다. 스프링(740)은 압력을 버퍼링하고 잉크 카트리지(760) 위치를 복구하는데 사용된다. 인칭-변조(inching-modulation) 스크루(750)는 힘 임계치를 설정하는데 사용된다. 슬라이딩 블록(770) 밖의 스크루(750)의 길이는 스프링(740)의 압축 범위를 결정하는데 사용될 수 있다. 설계된 힘의 범위는 0kg 내지 4.5kg이다. 선형 연산 증폭기와 12비트 직렬 A/D 컨버터는 햄을 샘플링하는데 사용될 수 있다. 민감 압력 검출과 12비트 정밀도는 입력 장치가 잉크 두께로 자획을 기록할 수 있게 한다. 표 2 내지 표 8은 본 발명의 렌즈의 일 실시예에 다른 추가 정보를 제공한다. 도 8은 아래 도시한 표 6 및 표 7에 따른 추가 정보를 제공한다.
| 표면 정지 |
10 5 |
| 시스템 개구 글래스 카탈로그 광 조준 |
화상 스페이스 F/# = 6.5 schott newchi~1 근축 기준, 캐시 온 |
| X 퓨필 시프트 Y 퓨틸 시프트 Z 퓨필 시프트 |
0 0 0 |
| 아포다이제이션(apodization) 유효 초점 길이 유효 초점 길이 후방 초점 길이 총 트랙 |
균일, 인자 = 0.00000E+000 5.317697(시스템 온도 및 압력에서의 대기) 5.317697(화상 공간에서) 5.187262 27.07951 |
| 화상 스페이스 F/# 근축 동작 F/# 동작 F/# 화상 스페이스 NA 객체 스페이스 NA 정지 반경 |
6.5 20.19998 19.55002 0.02474492 0.06892086 0.3888333 |
| 근축 화상 높이 근축 확대 |
10.5 -2.791037 |
| 입력 퓨필 직경 입력 퓨필 위치 |
0.8181072 5.000273 |
| 출력 퓨필 직경 출력 퓨필 위치 |
1.083351 -21.74014 |
| 필드형 최대 필드 기본파 각도 확대 필드 |
근축 화상 높이 (밀리미터) 10.5 0.545 0.75516535 5 |
| 렌즈 단위 | 밀리미터 |
범용 렌즈 데이터
| # | X값 | Y값 | 가중치 |
| 1 | 0.000000 | 0.000000 | 0.020000 |
| 2 | 0.000000 | 5.000000 | 1.500000 |
| 3 | 0.000000 | 7.500000 | 1.000000 |
| 4 | 0.000000 | 10.000000 | 1.000000 |
| 5 | 0.000000 | 10.500000 | 1.000000 |
필드형: 근축 화상 높이(단위: 밀리미터)
| # | VDX | VDY | VCX | VCY | VAN |
| 1 | 0.000000 | 0.000000 | 0.000000 | 0.000000 | 0.000000 |
| 2 | 0.000000 | 0.000000 | 0.000000 | 0.000000 | 0.000000 |
| 3 | 0.000000 | 0.000000 | 0.000000 | 0.000000 | 0.000000 |
| 4 | 0.000000 | 0.000000 | 0.000000 | 0.000000 | 0.000000 |
| 5 | 0.000000 | 0.000000 | 0.000000 | 0.000000 | 0.000000 |
비네트 인수(Vignetting Factors)
| # | 값 | 가중치 |
| 1 | 0.450000 | 1.000000 |
| 2 | 0.545000 | 1.000000 |
| 3 | 0.618000 | 1.000000 |
파장: 3, 단위: 마이크로미터
| 표면 | 유형 | 코멘트 | 반경 | 두께 | 글래스 | 직경 | 뿔 |
| OBJ | 표준 | 무한 | 0.920734 | 7.524086 | 0 | ||
| 1 | 표준 | 무한 | 0.53 | CBAK6 | 6.477137 | 0 | |
| 2 | 표준 | 무한 | 4.23389 | 6.125204 | 0 | ||
| 3 | 표준 | 5.931 | 0.7 | CLAF2 | 2.4 | 0 | |
| 4 | 표준 | -4.36 | 0 | 2.4 | 0 | ||
| STO | 표준 | 무한 | 0.32 | 0.7776666 | 0 | ||
| 6 | 표준 | -1.7 | 0.55 | CZF2 | 1.049225 | 0 | |
| 7 | 표준 | 11.56 | 0.08 | 2.4 | 0 | ||
| 8 | 표준 | -9.45 | 0.78 | CLAK3 | 1.69666 | 0 | |
| 9 | 표준 | -1.95 | 19.88562 | 2.4 | 0 | ||
| IMA | 표준 | 무한 | 21.06387 | 0 |
표면 데이터 요약
| 표면 | 에지 |
| OBJ | 0.920734 |
| 1 | 0.530000 |
| 2 | 4.356554 |
| 3 | 0.408946 |
| 4 | 0.168389 |
| STO | 0.237029 |
| 6 | 0.695424 |
| 7 | -0.020607 |
| 8 | 0.405197 |
| 9 | 20.298575 |
| IMA | 0.000000 |
에지 두께 데이터
| 초점 길이, f | 5.52mm |
| 공액 길이 | 28mm |
| F # | 19.5 |
| 파장 길이 | 456,546,640nm |
렌즈의 기술 사양
입력 장치의 검출 및/또는 배치를 지원하기 위해서, 입력 장치가 배치되는 대상의 표면은 표면의 영역의 상대 위치를 나타내는 이미지 데이터를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 스캔되는 표면은 호스트 컴퓨터 또는 다른 외장형 컴퓨팅 장치의 디스플레이를 포함할 수 있으며, 이는 데스크탑 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿 PCTM, 개인용 데이터 단말, 전화기, 디지털 카메라 또는 정보를 디스플레이할 수 있는 임의의 장치의 모니터에 대응할 수 있다. 따라서, 태블릿 PCTM의 스크린 상에 생성되는 블랭크 문서 또는 다른 화상은 전체 문서 내 또는 화상의 임의의 다른 부분에 대한 문서의 일부의 상태 위치를 나타내는 코드에 대응하는 데이터를 포함할 수 있다. 이 정보는 영숫자 문자, 코딩 패턴 또는 상대 위치를 나타내는데 사용될 수 있는 임의의 분별가능한 이미지 데이터 패턴이 있는 화상으로 이루어질 수 있다. 대상의 표면 내에 영역 위치를 지정하는데 사용되는 화상 또는 화상들은 센서의 화소 해상도, 및/또는 스캔되는 표면 내에 포함되는 이미지 데이터의 화소 해상도 등과 같이 카메라에 통합되는 스캐닝 장치의 감도에 의존할 수 있다. 객체로부터 추출된 위치 정보는 그 후 객체에 대한 입력 장치의 이동을 추적하는데 사용될 수 있다. 이 정보를 사용하여, 전자 잉크 또는 입력 장치의 이동에 대응하는 다른 정보가 정확하게 생성될 수 있다. 위치 정보는 입력이 영향받을 화상 내의 위치를 검출할 뿐만 아니라 객체 표면 상의 입력 장치 이동의 표시를 제공하는데 사용될 수 있다. 결과적인 정보는 예를 들면 문서 내의 변경을 생성하도록 문서 처리 소프트웨어와 연동하여 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 입력 장치와 함께 사용되는 객체는 예를 들면 배경 내에 포함되는 위치 정보를 갖는 용지로 이루어질 수 있다. 위치 정보는 임의 형태의 코드, 광학 표현, 또는 입력 장치에 관련되고 용지 상에 특정 사이트의 상대 위치를 나타내는데 사용되는 센서에 의해 감지될 수 있는 다른 형태에 포함될 수 있다.
도 9는 문서의 위치를 인코딩하는 예시적인 기술을 나타낸다. 이 예에서, 화상의 배경은 큰 그룹으로 보는 경우 미로 유사 패턴을 형성하는 가는 선들을 포함할 수 있다. 미로 설계 내의 각 선 그룹은, 예컨대, 고유 방향과 상대 위치를 갖는 여러 가는 선들로 이루어지고, 문서의 다른 부분에 대한 미로 패턴 부분의 위치를 나타낼 수 있다. 캡쳐된 화상에 발견된 미로 패턴의 디코딩은 수많은 디코딩 방식에 따라 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 선들의 특정 배치 및 그룹은 위치 정보를 생성하도록 디코딩될 수 있다. 다른 실시예에서, 캡쳐된 데이터의 위치의 표시는 샘플링된 패턴에 대응하는 화상으로부터 코드를 추출하고, 이 코드를 사용하여 영역의 위치를 식별하는 데이터를 포함하는 룩업 테이블을 어드레스하여 유도될 수 있다. 미로 패턴을 사용하는 코딩 기술에 대한 참조는 예시적인 목적으로 제공되고, 다른 액티브 코딩 기술은 2002년 10월 31일에 출원되고 발명의 명칭이 "Active Embedded Interaction Code"인 미국 특허출원번호 제10/284,412호의 비주 얼 코딩 기술을 포함하지만 이에 국한되는 것은 아니며, 상기 내용은 참조로서 본 명세서에 포함되어 본 발명의 양태에 따라 사용될 수 있다.
위치 코드가 없는 경우에도, 화상 센서에 의해 캡쳐된 화상은 이미지 캡쳐 시에 입력 장치의 위치를 결정하도록 분석될 수 있다. 연속적인 화상은 상이한 시점에서 입력 장치의 상대 위치를 계산하는데 사용될 수 있다. 이 정보의 상관은 기판 상에 입력 장치의 정확한 트레이스를 제공할 수 있다. 이러한 트레이스 정보를 사용하여, 예를 들면, 수기된 자획을 정확하게 표현하는 전자 잉크가 생성될 수 있다.
도 10은 전자 잉크가 생성될 수 있는 트레이스 패턴의 일 예를 제공한다. 이 예에서, 제1 캡쳐 화상은 제1 시점 t1에서 입력 장치의 제1 위치 p1을 나타내는 미로 패턴 부분을 포함할 수 있다. 다음 캡쳐 화상은 코딩된 이미지 데이터 부분인, 이 예에서 미로 패턴의 다른 부분을 포함하여, 제2 시점 t2에서 제2 위치 p2의 정보를 제공한다. 제3 캡쳐 화상은 미로 패턴의 제3 부분을 포함할 수 있어, 시점 t3에서 제3 위치 p3의 입력 장치의 위치를 나타낸다. 이 데이터를 사용하여, 3개의 포인트는 t1 내지 t3에서 입력 장치의 트레이스를 나타낸다. 입력 장치에 트레이스되는 잉크 패턴을 추정하는 알고리즘을 적용하여, 전자 잉크가 생성될 수 있다. 적용되는 알고리즘의 복잡도는 생성된 잉크의 정확성을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 기본 잉킹(inking) 알고리즘은 변하지 않은 두께의 굵은 선으로 점을 연결한다. 이전 샘플링 포인트, 입력이 움직이는 속도 또는 가속도를 나타내는 샘플링들 또는 다른 데이터간의 시간, 사용되는 누름 힘을 나타내는 데이터 또는 임의의 관련 데이터를 포함하는 알고리즘이 입력 장치(예를 들어, 다른 센서로부터)의 실제 움직임을 보다 정확하게 나타내는 잉크를 제공하도록 처리될 수 있다.
카메라(304)에 의해 수행되는 광학 스캐닝은 여러 시점에서 입력 장치의 위치를 결정하는데 필요한 정보를 생성할 수 있고, 이 정보는 전자 잉크를 생성하는데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 시점 t1에 캡쳐된 화상과 시점 t2에 캡쳐된 화상의 비교는 t1 내지 t2 동안 하나의 포인트에서 다른 포인트로의 펜의 이동 거리를 나타내는 데이터를 제공할 수 있다. 이들 두 개의 데이터 포인트 및/또는 관련 이동 거리는 그 후 수기된 자획을 표현하는 전자 잉크를 생성하는 입력 장치의 이동의 트레이스를 생성하는데 사용될 수 있다. 상대 이동을 계산하기 위해 둘 또는 다수의 화상, 또는 캡쳐된 화상의 일부의 비교는 차이 분석에 의해 달성될 수 있다. 이 경우, 하나 이상의 화상에서 나타나는 특징들이 비교되어 이들 화상 내에서 하나의 포인트에서 다른 포인트로의 특징 또는 특징들의 상대 이동은 예컨대 펜 이동의 정확한 표시를 제공할 수 있다. 불규칙한 샘플링 주기가 사용되는 경우, 처리 알고리즘은 샘플링 주기 내의 변동을 보상하도록 변경되어 각 이동에 필요한 실제 시간과 입력 장치의 이동 간의 상관관계를 보다 정확하게 나타낼 수 있다. 이동 속도를 나타내는 정보는 적절한 두께의 잉크를 생성할 수 있게 할 수 있다.
이러한 일 실시예에 따라, 입력 장치가 움직이는 표면이 컴퓨팅 장치의 디스플레이, 마우스 패드, 데스크탑, 또는 표면 상에서 입력 장치의 이동을 나타내는 화상 또는 이미지 데이터가 추출될 수 있는 화상 임의의 비균일 반사 표면을 포함할 수 있다. 캡쳐 이미지 데이터가 처리될 수 있는 추적 알고리즘은 고정될 수 있거나 캡쳐된 화상의 특성에 따라 변할 수 있다. 단순 추적 알고리즘을 사용하여, 처리기는 예컨대 데스크탑 목재 내의 그레인을 검출할 수 있으며, 카메라에 의해 캡쳐된 화상 시퀀스의 비교에 기초하여, 연속 화상 내의 그레인의 특정 패턴의 상대 위치가 여러 시점에서 입력의 위치 및/또는 표면 상의 입력 장치의 상대 이동을 결정하는데 사용될 수 있다. 화상 내의 특징이 덜 용이하게 식별되고 화상이 보다 균일하게 되는 보다 복잡한 추적 알고리즘이 필요할 수 있다. 다른 패시브 코딩 기술은 2002년 10월 31일에 출원되고 발명의 명칭이 "Passive Embedded Interaction Code"인 미국 특허출원번호 제10/284,451호에 기재된 코딩 기술을 포함하지만 이에 국한되지 않으며, 그 내용은 참조로서 본 명세서에 포함되고 본 발명의 양태에 따라서 사용될 수 있다.
도 11a는 본 발명의 일 실시예에 다른 시스템의 하드웨어 아키텍처를 나타낸다. 이전 실시예에 도시된 동일 또는 관련 콤포넌트 중 다수는 유사 참조번호를 사용하여 나타낼 수 있다. 처리기(1106)는 본 발명의 다양한 양태에 관련된 기능을 수행하는 임의의 공지된 처리기로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 처리기는 FPSLICAT94S40을 포함할 수 있으며, AVR 코어를 갖는 FPGA(필드 프로그래머블 게이트 어레이)로 이루어질 수 있다. 이러한 특정 장치는 20㎒ 클록을 포함하고 20MIPS의 속도에서 동작할 수 있다. 물론, 입력 장치(1101)에 사용되는 처리기의 선택은 시스템의 비용 및/또는 처리 속도 요건으로 나타낼 수 있다. 이러한 분석 이 입력 장치 내에 수행되는 경우, 처리기(1106)는 화상 분석을 수행할 수 있다. 다르게는, 장치(1101)에 포함된 디지털 신호 처리기(DSP) 등의 제2 처리기에 의해 처리가 수행될 수 있다. 이동 및/또는 장치의 배치를 나타내는 데이터에 기초할 수 있는 입력 장치가 비활성인 경우, 처리기(1106)는 전력 소모를 줄여서 다양한 콤포넌트가 전력을 낮추는 등의 전원(1109)에 저장된 전력을 보존하는데 중요한 단계들을 수행하도록 추가 동작할 수 있다. 또한, 처리기(1106)는 예를 들면 카메라의 센싱 어레이의 감도 또는 광원의 세기에 대한 조절을 포함하는, 다양한 콤포넌트의 성능을 조정 및 조절하도록 동작할 수 있다. 또한, 처리기 또는 결합된 디지털 신호 처리기는 복수의 저장된 화상 처리 알고리즘으로부터 선택될 수 있으며, 예컨대, 장치가 움직이는 표면에 관련되는 특성에 따라 이동을 검출하는데 가장 적합한 화상 분석 알고리즘을 선택하도록 제어될 수 있다. 따라서, 화상 처리 알고리즘은 입력 장치에 프로그래밍된 성능 고려사항에 따라 자동 선택될 수 있다. 다르게는, 입력 장치는 예를 들면 힘 센서의 구동 또는 입력 장치 상의 입력을 통해 사용자에 의해 선택된 입력에 기초하여 입력 장치가 제어되고 환경이 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 메모리(1107)는 하나 이상의 RAM, ROM, FLASH 메모리 또는 데이터를 저장하고, 장치를 제어하는 소프트웨어를 저장하며 데이터를 처리하는 소프트웨어를 저장하는 임의의 메모리 장치 또는 장치들을 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 위치 정보를 나타내는 데이터는 입력 장치(1101) 내에 처리되고 호스트 컴퓨터(1120)에 전송하기 위해 메모리(1107)에 저장될 수 있다. 다르게는, 캡쳐 이미지 데이터는 입력 장치(1101) 내의 메모리(1107)에 처리용 호스트 장치(1120) 등에 전송하기 위해 버퍼링된다.
송수신기(transceiver) 또는 통신부는 송신부 및 수신부를 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 전자 잉크를 생성하거나 및/또는 디스플레이하기에 적합한 형태로 처리되는 등의 입력 장치의 이동을 나타내는 정보는, 상술한 데스크탑 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿 PCTM, 개인용 디지털 단말, 전화기 또는 사용자가 입력하고 전자 잉크가 유용할 수 있는 다른 이러한 장치와 같은 호스트 컴퓨터(1120)에 전송될 수 있다. 송수신기는 단거리 무선 통신, 적외선 통신 또는 셀룰러 또는 다른 장거리 무선 기술을 수행하는 블루투스
기술을 포함하는 임의의 무선 통신 기술을 사용하는 외장형 장치와 통신할 수 있다. 다르게는, 송수신기는 USB 접속을 통해 또는 도킹 크래들(docking cradle)(1130)과의 접속을 통해 간접적으로 호스트 컴퓨터로의 직접 링크에 대한 데이터의 전송을 제어할 수 있다. 또한, 입력 장치는 전용 접속을 사용하여 특정 호스트 컴퓨터에 유선 연결될 수 있다. 또한, 송수신기는 일 실시예에서 입력 장치의 성능을 개선시키는데 사용될 수 있는 정보 및/또는 소프트웨어를 수신하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 처리기의 제어 기능을 갱신하는 프로그램 정보는 임의의 상술한 기술을 통해 업로드될 수 있다. 더욱이, 이미지 데이터를 분석하고 및/또는 입력 장치를 조절하는 소프트웨어를 포함하는 소프트웨어가 입력 장치에 전송될 수 있고 외부 장치로부터 다운로드될 수 있다.
처리기(1106)은 상호동작 모델에 따라 동작할 수 있다. 상호동작 모델은 전 자 잉크가 입력 장치의 기능을 수행하는 외부 장치에 상관없이 생성되는 지속적 경험을 유지하는 소프트웨어 형태로 구현될 수 있다. 상호동작 모델은 데스크탑 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿 PCTM, 개인용 데이터 단말, 전화기, 화이트보드, 또는 입력 장치를 통해 입력되는 데이터를 저장, 디스플레이 또는 기록하는 임의의 장치를 포함하는 다수의 호스트 장치 상에 사용하기에 전반적으로 적절한 형태로의 전환을 위해 캡쳐된 데이터를 처리할 수 있다. 처리기(1106)는 접속되거나 수기 입력을 나타내는 데이터가 의도되는 장치를 이러한 인식에 기초하여 인식하고, 입력 데이터를 인식되는 특정 장치에 적합한 형태로 전환하는 처리를 선택할 수 있다. 이 경우, 각 가능 수신 컴퓨팅 장치에 유용한 형태로의 전환은 입력 장치 내에 포함되고 필요시 이용가능하게 된다. 무선 또는 직접 접속되는 경우, 의도된 수신 장치의 인식이 장치들 사이의 통신의 결과로서 획득될 수 있다. 다르게는, 사용자는 데이터가 입력 장치에 직접적으로 의도되는 장치 또는 장치들의 식별정보(identity)를 입력할 수 있다. 물론, 입력 장치가 디스플레이를 포함하는 경우, 데이터는 디스플레이 및/또는 다수의 다른 장치에 사용하기에 적합한 기본 처리 알고리즘을 사용하여 처리될 수 있다.
도 11b는 본 발명의 적어도 일 양태에 따라 시스템의 다른 하드웨어 아키텍처를 나타낸다. 하드웨어 아키텍처는 인쇄용 회로 기판(PCB) 및 PCB 상에 동작하는 펌웨어일 수 있다. 일련의 PCB 콤포넌트는 듀얼 코어 아키텍처 콤포넌트(1150), 기타의 입력 센서부(1160), 이미지 캡쳐부(1170), 통신 콤포넌트(1180), 오디오부(1155), 사용자 인터페이스부(1190), 메모리(1186), 및 하드웨어 가속 콤 포넌트(1188)를 포함한다. 다음 보드 및 다음 설명은 본 발명에 대하여 모두 필요한 것은 아니며 하나 이상의 콤포넌트가 본 발명의 실시를 위해 포함될 수 있음이 당업자에 이해될 것이다.
듀얼 코더 아키텍처 콤포넌트(1150)는 Windows CE
등의 임베디드 OS(운영 체제)를 동작하는데 사용되는 RISC(축약 명령 집합 컴퓨터) 또는 GPP(범용 처리기; 1151)를 포함한다. DSP(디지털 신호 처리기; 1152)는 화상 처리, 미로 패턴 분석 및 m-어레이(m-array) 디코딩 등의 알고리즘 동작을 담당한다. 두 개의 코더는 두 개의 서로 다른 칩일 수 있거나 하나의 칩에 탑재될 수 있다. MCU/RISC/GPP 콤포넌트(1151)는 동시에 동작하는 여러 센서 및 A/D(아날로그 디지털 전환) 칩을 가질 수 있다. 센서 및 A/D 칩은 동시에 구성 및 제어될 필요가 있다. MCU/RISC/GPP 콤포넌트(1151)는 실시간 병렬 컴퓨팅에 적합하기 때문에, MCU/RISC/GPP 콤포넌트(1151)는 시스템 제어, 계산 및 통신을 처리할 수 있다. MCU/RISC/GPP 콤포넌트(1151)의 일 예는, 50K 논리 게이트와 96개의 사용자 IO를 갖는 Xilinx사(San Jose, California 소재)의 FPGA 칩인 XCV50CS144; Xilinx사의 PROM 구성인 XC18V01; 컴퓨터 버퍼로서, CYPRESS사(San Jose, California 소재)의 32KX8 SRAM(스태틱 RAM)인 CY62256U을 포함할 수 있다.
DSP(디지털 신호 처리기) 콤포넌트(1152)는 두 개의 칩으로 이루어질 수 있다. TMS320VC5510은 텍사스 인스트루먼트(TI)(Texas, Dallas 소재)의 고성능, 저전력소모, 고정 소수점 DSP 칩이다. 이 칩은 모바일 컴퓨팅 장치에 매우 적합하다. 이 칩은 사용자에 의해 기입되는 자획(stroke)을 복구하는 계산을 위해 사용 된다. DSP 콤포넌트(1152)의 두 번째 칩은 SST사(Sunnyvale, California 소재)의 다목적 플래시 메모리인 SST39LF160일 수 있다. 이러한 비휘발성으로 신뢰성있고 컴팩트한 저장 칩은 DSP 펌웨어 및 계산 결과를 저장하는데 사용된다.
두 개의 입력부는 다른 입력 센서부(1160)와 이미지 캡쳐부(1170)를 포함한다. 이들 부들은 각각 듀얼 아키텍처 콤포넌트(1150)에 출력되는 힘과 이미지 신호를 생성한다. 기타의 입력 센서부(1160)는 하니웰(Honeywell)사(Morristown, NJ 소재) 힘 센서 칩(1161)인 FSL05N2C, MAXIM사(Sunnyvale, CA)의 계측 증폭기(1163)인 MAX4194, MAXIM사의 12 QLXM 직렬 A/D 컨버터(1162)인 MAX1240을 포함할 수 있다. 기타의 입력 센서부들(1160)은 12비트 정확성으로 약 100K 초당 샘플까지에서 미세한 힘의 변화를 감지하도록 구성된다. 정밀한 힘 데이터는 입력 장치가 기입에 사용되는지 여부와 사용자가 기입시에 입력 장치에 누르는 강도를 나타내는데 필요하다. 이미지 캡쳐부(1170)는 Mitsubishi사(일본 동경소재)의 32x32 화소 화상 센서 칩(1171)인 MF64285FP, TI사(Dallas, Texas 소재)로부터의 8비트 A/D 컨버터(1172)인 TLV571과 논리 제어 콤포넌트(1173)를 포함할 수 있다. 이미지 캡쳐부(1170)는 (초당 프레임) 336fps까지에서 화상을 캡쳐할 수 있다. 낮은 해상도가 처리용으로 충분한 특징을 캡쳐할 수 없기 때문에 최소 32*32 화소 해상도의 이미지 센서가 선택된다. 화상 센서(1171)는 고속 소형, 저전력의 이미지 센서이다. 이미지 캡쳐부(1170)는 여러 영역에서 이미지 데이터를 캡쳐하는 추가 센서를 포함할 수 있다. 예를 들면, 두 개의 화상 센서(1171)를 사용하는 입력 장치는 화이트보드를 사용한 동작에서 사용될 수 있다. 하나의 화상 센서(1171)는 사용자의 기 입을 나타내는 데이터를 캡쳐하도록 구성될 수 있다. 제2 화상 센서(1171)를 화이트보드 펜의 바코드 등의 표시기를 스캔하도록 구성될 수 있다. 이러한 예에서, 화이트보드 펜의 바코드는 화이트보드 펜의 색 및/또는 두께에 대한 정보를 포함할 수 있다. 제2 화상 센서(1171)는 이 데이터를 캡쳐하여 사용자는 청색 화이트보드 펜을 사용하고 1.5cm의 두께를 갖고 있음을 식별할 수 있다.
통신 콤포넌트(1180)는 WML-C09칩(1181) 및 안테나를 포함할 수 있다. WML-CO9 칩(1181)은 MITSUMI사(일본 동경소재)로부터 클래스 2 블루투스
모듈이다. 블루투스
칩은 입력 장치가 10미터의 범위에서 초당 100프레임 또는 720K bps(초당 비트)의 속도로 호스트 PC와 통신할 수 있게 한다. 블루투스
는 업계의 폭넓은 지원을 받는 저가의 낮은 전력 케이블 대체 솔루션으로, 본 발명에 사용하기에 적합하다. 각 블루투스
모듈은 입력 장치 자체를 식별하는데 사용될 수 있는 할당된 특정 및/또는 고유 블루투스
어드레스이다. 통신 콤포넌트(1180)는 USB 포트(1182)와 UART 콤포넌트(1183)를 포함할 수 있다.
배터리 전력 관리 콤포넌트(1185)는 Li 이온 배터리에서 예를 들면 5V, 3.3V, 2.5V, 1.6V인 모든 필요 전압을 생성하도록 설계된다. 5V 전원은 화상 센서(1171)와 힘 센서(1161)에 의해 사용될 수 있다. 2.5V 전원은 내부 전원에 대한 MCU/RISC/GPP 콤포넌트(1151)에 의해 사용될 수 있다. 1.6V 전원은 내부 전원에 대한 DSP 콤포넌트(1152)에 의해 사용될 수 있다. 3.3V 전원은 통신 콤포넌트(1180)에 대해서와 같이 다른 콤포넌트에 의해 사용될 수 있다. 전력 절약 콤포넌 트(1186)는 배터리 전원의 동작 수명을 보존하고 충전 콤포넌트(1187)는 입력 장치의 배터리 전원을 충전한다. 또한, 과방전 보호기가 배터리 손상을 방지하기 위해 설계된다. 배터리 전원 관리 콤포넌트는 다음 칩들을 포함할 수 있다: 과방전 보호를 실현하기 위해 사용되는, TI사의 UCC3952PW-1, MAXIM사(Sunnyvale, California)의 MAX9402SO8; 5V 전원 출력을 생성하는, TI사의 TPS60130PWP; 2.5V 전원 출력을 생성하는, TI사의 TPS62006DGSR; 1.6V 전원 출력을 생성하는, TI사의 TPS62000DGSR; 및 3.3V 전원 출력을 생성하는, TI사의 TPS62007DGSR 및/또는 TI사의 TPS79333을 포함할 수 있다.
오디오부(1155)은 입력 장치의 오디오 인터페이스 콤포넌트를 제공한다. 오디오부(115)는 MP3 플레이어 등의 내장형 오디오 플레이어 시스템을 포함할 수 있다. 마이크로폰(1156)은 입력 장치를 사용하면서 음성 기록이 가능하다. 스피커(1157)는 내장형 및/또는 외장형 MP3 플레이어, 멀티미디어 파일, 오디오 파일 및/또는 몇몇 다른 오디오 소스를 포함하는 다양한 소스로부터 오디오를 출력할 수 있다. 버저(1158)는 불법 동작 표시 및/또는 낮은 배터리 전원 표시 등 사용자에 대한 가청 표시일 수 있다.
사용자 인터페이스부(1190)는 사용자에게/로부터 통신에 대한 여러 사용자 인터페이스 성분을 제공한다. 전원 버튼(1191)은 사용자가 입력 장치를 온 또는 오프할 수 있게 하며, 또한, 배터리 전원의 보존을 위해 슬립, 대기 또는 저전력 모드에 진입하도록 구성될 수 있다. 기능 버튼/스위치(1192)는 입력 장치에 입력되는 명령으로서 사용될 수 있다. 기능 버튼/스위치는 입력 장치를 동작하는 어플 리케이션 프로그램에서 요소를 선택하는 구동 가능한 버튼일 수 있다. 표시기(1193)는 사용자와의 시각적 통신을 위한 LED(발광 다이오드) 및/또는 다른 광출력일 수 있다. 표시기(1193)는 색, 세기 및/또는 펄스 레이트를 변경할 수 있다. 예를 들면, 표시기(1193)는 입력 장치는 저전력 모드에 변경하는 경우 색을 변경할 수 있다. LCD(액정 디스플레이; 1194)는 사용자에 시각 정보를 출력하는 미니 디스플레이일 수 있다. 예를 들면, LCD(1194)는 디스플레이 상의 "LO BAT"을 표시하여 사용자 인터페이스 상에 배터리가 낮음을 표시할 수 있다. 펜 프로젝션(1195)은 표면 상으로 화상을 투사할 수 있게 한다. 펜 프로젝션(1195)은 입력 장치의 사용자에 추가 시각적 정보를 제공한다.
메모리(1186)는 사용자 인터페이스가 동작할 수 있는 특정 어플리케이션 프로그램에 대한 힘 센서(1161)와 화상 센서(1171) 데이터와 연산 명령을 포함하는 임의 유형의 정보의 저장을 가능하게 한다. 논리 제어(1187)는 주변 장치를 제어하는데 사용될 수 있다. 논리 제어(1187)는 FPGA 또는 CPLD(컴플렉스 프로그래머블 논리 장치)일 수 있다. 하드웨어 가속부(1188)는 입력 장치의 계산 효율성을 증가시키기 위해서 알고리즘을 가속하도록 구성될 수 있다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 입력 장치(1201)는 동일 참조부호로 나타내는 이전에 설명된 콤포넌트에 더하여, 펜 움직임, 위치 또는 방향을 감지하기 위한 하나 이상의 관성 센서(1215)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 입력 장치(1201)는 복수의 방향에서 펜의 각속도를 나타내는 데이터를 제공하는 자이로스코프를 포함할 수 있다. 입력 장치(1201)는 하나 이상의 가속도계 또는 가속도계 집합을 포함하여, 펜 의 중력 또는 가속도를 측정할 수 있다. 펜의 움직임을 나타내는 데이터는 또한 펜의 이동을 지구 자계의 측정 변화를 검출하여 측정하는, 이미지 데이터 이외의 데이터에 따라 입력 장치의 이동을 검출하기 때문에 여기서 관성 센서로서 기재한 자기 센서를 사용하여 획득된다. 자이로스코프, 가속도계, 자기 센서, 유도성 요소 또는 입력 장치의 이동을 측정하는 임의의 장치 또는 장치들을 포함할 수 있는 입력 장치에 포함되는 관성 센서 중 하나 또는 임의의 것으로부터의 데이터는, 카메라로부터의 데이터와 조합으로 사용되어 입력 장치의 이동 또는 배치를 나타내는 데이트를 획득하여 전자 잉크를 생성하는 데이터를 생성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 입력 장치가 배치 및/또는 이동되는 객체의 표면은 이 표면 내의 각 영역의 위치 또는 상대 위치를 나타내는 코딩된 이미지 데이터를 포함할 수 있다. 객체는 랩탑 컴퓨터 등의 컴퓨터 장치의 디스플레이를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 문서는 화면 상에 디스플레이되고 메모리로부터 호출될 수 있다. 배경과 같이 문서 내에 임베디드되어, 문서의 각 영역 위치를 나타내는 코딩 정보가 있을 수 있다. 예를 들면, 문서의 배경은 미로 패턴을 포함하며, 이 패턴의 상당히 많은 부분은 전체 문서 내의 각 영역을 고유하게 식별한다. 입력 장치는 코딩된 위치 정보와 함께 사용되어 랩탑의 디스플레이가 화면 상의 입력 장치의 이동을 검출하는 센서를 포함하지 않은 경우에도 특정 위치에서 문서에 주석 또는 편집을 추가할 수 있다. 따라서, 입력 장치는 이 입력 장치에 관련되는 센서들이 장치의 위치 또는 배치를 나타내는 데이터를 생성하도록 "액티브 입력 장치"로서 동작할 수 있다.
일례에서, 입력 장치에 포함된 화상 센서는 입력 장치가 배치 및/또는 이동되는 디스플레이 화면의 표면을 나타내는 이미지 데이터를 캡쳐한다. 센서는 입력 장치의 상대 위치를 나타내는 위치 코드를 포함하는 화상을 캡쳐한다. 사용자가 디스플레이된 화상 주변에서 움직여서 디스플레이되는 전자 문서에 주석을 기입하거나 및/또는 편집을 행함에 따라, 입력 장치는 이들 입력을 나타내는 신호와 입력들이 포함되는 문서 내 위치를 나타내는 데이터를 생성한다. 랩탑의 제어는 또한 마우스를 대신하는 입력 장치를 사용하여 커서의 이동과 선택의 실행을 포함하는 다른 표준 입력 기능을 수행하는 것일 수 있다.
입력 장치는 단어 처리 소프트웨어와 함께 사용되어 예를 들면 텍스트를 삭제하고 새로운 텍스트를 삽입하여 문서를 편집할 수 있다. 컴퓨팅 장치의 화면 상에 디스플레이되는 문서를 편집하기 위해서, 사용자는 원하는 위치에 화면 상의 입력 장치를 배치한다. 텍스트를 삭제하기 위해서, 사용자는 화면에 근접하여 입력 장치를 배치할 수 있고 디스플레이되는 텍스트의 화상을 통해 장치를 움직일 수 있다. 위치 코드를 감지함으로써, 화상은 펜이 현저한 움직임으로 이동되었는지를 결정하고 사용자가 입력 장치를 움직인 장소에 대응하는 텍스트를 식별하도록 처리될 수 있다. 따라서, 입력은 이 데이터를 삭제하는데 사용될 수 있다.
다음, 사용자는 새로운 텍스트를 삽입하려 할 수 있다. 익숙한 방식으로, 사용자는 다음 텍스트가 삽입될 위치에서 "캐럿" 즉 거꾸로된 "V"와 같이 텍스트 삽입용 심볼을 그릴 수 있다. 입력을 입력 장치 또는 호스트 컴퓨터에 저장되는 이미지 데이터 및/또는 명령으로 입력을 전환하는 처리 소프트웨어는 텍스트를 삽 입하는 제어 신호로서 심볼을 인식한다. 입력 장치을 이용하여, 사용자는 손으로 삽입할 텍스트를 기입할 수 있다.
다른 실시예에서, 사용자는 주석에 관련된 원본 텍스트를 나타내는 하이라이팅을 갖는 기록을 추가할 수 있다. 예를 들면, 사용자는 화면 상에 디스플레이되는 풀다운 메뉴 또는 하이라이팅 버튼을 사용하여 하이라이트될 텍스트를 선택할 수 있다. 다음, 입력 장치는 하이라이팅을 위해 선택될 텍스트 상으로 드래그된다. 그 후, 하이라이트/선택된 텍스트에 관련되는 코멘트가 인접 하이라이트된 텍스트의 위치에서 디스플레이의 스크린 상에 기재될 수 있다. 동작이 완료된 경우, 사용자는 주석의 기입 완료에 필요한 프롬프트를 선택할 수 있다. 문서에 대한 이들 변경 모두는 디스플레이가 입력 장치의 이동을 검출하는 센서를 포함하는지에 관계없이 입력 장치를 사용하여 생성될 수 있다.
문서에 대한 변형예가 디스플레이되거나 및/또는 이미지 데이터, 전자 잉크 또는 텍스트로 전환된 데이터의 형태로 문서 내에 포함될 수 있다. 텍스트 내의 입력의 전환은 텍스트가 입력되는 대로 화면 상의 문서의 디스플레이에 나타나도록 사용자에게 보이지 않도록 하는 방식으로 발생할 수 있다. 다르게는, 사용자의 수기는 문서의 본문 내에 나타날 수 있다. 편집의 순차 디스플레이를 달성하기 위해서, 펜의 움직임과 이러한 편집 위치를 나타내는 정보는 진행 기준으로 랩탑 장치에 전송될 수 있다.
동작 시에, 입력 장치가 움직이는 표면의 32x32 화소 해상도 화상과 입력 장치가 기입에 사용되거나 사용자가 기입 시에 입력 장치에 강하게 누르는 정도를 나 타내는 12비트의 정확성 힘 데이터를 캡쳐한다. 이 화상과 힘 데이터는 하나의 프레임 내에 함께 패키징된다. 그 후, 연속 프레임 스트림은 초당 100프레임까지 블루투스
를 사용하여 무선 전송된다. 입력 장치는 급전 시에 자동 초기화 절차를 개시한 후 동작 모드 또는 대기 모드에 진입한다. 입력 장치는 압력값의 확대에 따른 실시간으로 모드를 스위칭하며, 즉, 압력값이 주어진 입계치보다 큰 경우에는 동작모드에 스위칭하고 그렇지 않은 경우 대기 모드에 스위칭한다.
동작 모드에서 동작하는 경우, 입력 장치는 약 120㎃ 전류를 소모한다. 프레임 데이터는 1160 등의 다른 입력 센서부와 1170 등의 이미지 캡처부에서 생성되어 1150 등의 듀얼 코어 아키텍처에 출력된다. 듀얼 코어 아키텍처는 화상 및 힘 데이터를 수신하여 이를 프레임화하고(화상 압축, CRC 코딩, 타임 스탬핑, 프레이밍), 1180 등의 통신부에 데이터를 전송하여 호스트 PC와 통신한다. 또한, 통신부는 디버깅을 위해 바로 호스트 PC에서 RS-232에 접속하는 1183 등의 고속 UART를 제공한다. 듀얼 코드 아키텍처(1150) 내의 동작은 데이터 프레이밍, 이미지 압축, 타임 스탬핑, CRC 코딩 및 전송 링크 제어(UART 또는 블루투스를 통해)를 포함한다.
도 13은 본 발명의 적어도 일 양태에 따른 입력 장치의 듀얼 코더 아키텍처를 통한 데이터의 예시적인 흐름도이다. 데이터를 획득하면서, 화상과 힘 센서 데이터의 프레이밍이 단계 1301에서 발생한다. 데이터 프레이밍은 두 개의 "FF"만으로 연속 데이터 흐름으로부터 프레임을 분할하여 한정된 블루투스
대역을 사용하도록 구성될 수 있다. 캡쳐된 화상 및 힘 데이터는 데이터 프레임 내에 듀얼 코어 아키텍처에 함께 패키지된다. 도 14에 도시된 바와 같이, 데이터 프레임(1400)은 이미지 데이터(원본 데이터 또는 압축 데이터), 힘 데이터, 타임 스탬프, 압축 플래그(1410), CRC 코딩, 및 프레임 플래그로 이루어진다.
단계 1302에서, 일정 압축 비율 알고리즘은 화소당 8비트 내지 5 또는 6비트의 이미지 데이터를 압축한다. 이 압축은 일정 전송 속도를 유지한다. 알고리즘 원리는 예측과 비균일 양자화이다. 예측 공식은: d=a+b-c이고, 여기서 d는 예측 화소값이고 a, b, 및 c는 각각 좌측, 상위 및 상위좌측 화소이다. 예측 및 실제 값 사이의 나머지는 소정의 방식에 따라 양자화되고, 듀얼 코더 아키텍처에서 룩업 테이블로서 저장된다. 화상 압축은, 단계 1302에서, 한정된 블루투스
대역을 이용하도록 행해질 수 있다. 단계 1303에서, 28비트 타임 스탬프는 시동 이래 모든 프레임에 대하여 증분되고, 구체적으로 및/또는 고유하게 모든 데이터 프레임을 식별한다. 단계 1304에서, 데이터 프레임 내의 모든 데이터는 프레임 플래그를 제외하면 28비트 CRC 코더에 전달된다. 호스트 PC 내의 수신기는 CRC 코드를 점검하여 에러 프레임을 체크할 수 있다. CRC 코드는 모든 수신된 프레임 데이터를 올바르도록 한다.
데이터 흐름 제어 동안, 단계 1305에서, FIFO(선출선입)은 2,048 바이트 버퍼를 제공하여 데이터 생성 속도 및 전송 속도를 밸런싱한다. 이 FIFO 버퍼는 동시에 동작할 수 있다. 프레임 데이터는 FIFO에 놓이며 동시에 취해질 수 있다. 블루투스
링크 품질이 낮은 경우, 블루투스
콤포넌트는 데이터 생성 속도와 같이 고속인 프레임 데이터를 전송할 수 없다. 이와 같이, 일부 데이터는 프레임 통 합을 유지하도록 폐기되어야 한다. 단계 1306에서, 흐름 제어기는 적응 전송 프레임 속도 제어를 달성하여 추가 프레임 데이터를 폐기한다. 데이터의 전송 동안, 통신부는 프레임 데이터를 호스트 PC에 전송한다. 블루투스
제어기가 무선 데이터 전송에 대하여 이용되는 경우, 단계 1307에서, 호스트 PC의 입력 장치로부터 블루투스 송수신기 모듈로의 무선 데이터 전송이 발생한다. 다르게는, 단계 1308에서, UART 제어기는 호스트 PC의 RS-232에 인터페이스하는데 이용될 수 있다. 고속 UART 코어는 듀얼 코어 아키텍처에서 구현되어 호스트 PC에서 듀얼 코어 아키텍처로부터 RS-232에 데이터를 전송한다. 이러한 인터페이스는 디버깅을 위한 테스트 포트일 수 있다.
대기 모드에서 동작하는 동안, 입력 장치는 약 40㎃ 전류를 소모한다. 배터리 전력 관리 콤포넌트, 기타의 입력 센서부 및 이미지 캡쳐부는 여전히 동작할 수 있다. 듀얼 코더 아키텍처는 대부분의 동작들을 중단하고 압력 값만을 모니터한다. 통신 콤포넌트는 대기 모드에서 동작한다.
상술한 바와 같이, 입력하는 사람의 식별정보(identity)가 또한 기록될 수 있다. 예를 들면, 입력 장치는 사용자 및/또는 특정 입력 장치를 식별하는 정보를 생성할 수 있다. 식별정보는 생성된 입력 데이터에 첨부될 수 있다. 다르게는, 이러한 식별 정보는 호스트 장치에 전송되는 개별 신호로서 제공될 수 있다.
도 14는 본 발명의 적어도 일 양태에 다른 입력 장치로부터 전송된 예시적인 데이터 프레임 구조를 나타낸다. 각 입력 장치는 블루투스
콤포넌트의 블루투스
어드레스와 PEN ID에 의해 식별된다. 압축 플래그(1410)는 데이터 프레임 내의 이미지 데이터가 발생하는 입력 장치를 식별하는 데이터(PEN ID)를 유지한다. PEN ID는 입력 장치에 고유하다. 부재 사용자 로그인 입력 시스템 및 사용자 특정 로그인 이름, 이전의 입력 장치 기술은 입력 장치가 특정된 식별 시스템을 갖지 않는다. 입력 장치 중 하나는 유사한 유형의 임의의 다른 입력 장치와 같이 식별된다. 본 발명의 적어도 하나의 양태에 따라, 압축 플래그(1410)의 PEN ID 필드는 다수의 입력 장치가 동시에 동작할 수 있게 한다. 이러한 어플리케이션은 다수 저자 협업(multi-author collaboration)시에 유용할 수 있다. 이미지 데이터 필드에 대한 바이트수, 1024, 768, 및 640은 압축없이, 화소당 6비트로 압축되어, 화소당 5비트에 압축되는 바이트수를 각각 나타냄이 당업자에 의해 이해되어야 한다.
다수 사용자 어플리케이션에서, 여러 사용자는 동일 문서를 동시에 또는 비동시에 주석기재할 수 있다. 각 입력 장치가 프레임 데이터를 출력할 수 있음에 따라 호스트 PC는 프레임 데이터의 시퀀스를 수신할 수 있다. PEN ID 및/또는 블루투스
어드레스를 사용하는 입력 장치의 프레임 데이터를 추출함으로써, 여러 입력 장치는 도 15에 도시한 바와 같이 동시에 또는 비동시에 동작할 수 있다. 블루투스
기술은 7개(7)의 상이한 입력 장치까지 무선 데이터 전송에 의해 동시에 식별될 수 있게 한다. 도 15에 도시한 바와 같이, 입력 장치(1510, 1520, 1530)은 블루투스
통신 콤포넌트를 통해 호스트 PC에 무선으로 캡쳐 이미지 데이터를 각각 전송한다. 호스트 PC는 데이터 프레임의 프레임 시퀀스 1540-1 내지 1540-n을 수신한다. 호스트 PC는 각 입력 장치 1510, 1520, 및 1530에 대한 개별 데이터 프 레임을 대응하는 입력 장치(1510, 1520, 및 1530)의 PEN ID 필드 및/또는 블루투스 어드레스를 사용하여 데이터 프레임 시퀀스로부터 분리할 수 있다. 이와 같이, 다수 사용자 어플리케이션에서, 상이한 주석이 동일 문서에 발생할 수 있으며, 호스트 PC는 주석이 생성된 입력 장치(1510, 1520, 또는 1530)를 추적할 수 있다.
상기 실시예는 입력 장치가 랩탑 장치의 디스플레이로서 움직이는 표면을 식별하지만, 입력 장치는 장치가 움직일 수 있는 임의의 객체의 표면 내에 포함된 코드를 사용하여 위치를 검출하도록 동작할 수 있다. 따라서, 위치 코드를 포함하는 화상은 데스크탑 컴퓨터, 태블릿 PCTM, 개인용 데이터 단말, 전화기 또는 정보를 디스플레이할 수 있는 임의의 장치의 모니터와 함께 입력 장치를 사용하여 생성 및/또는 편집될 수 있다. 코딩된 정보는 또한 이러한 장치의 디스플레이 화면 상에 놓여진 투명지에 포함되거나 보호막을 포함하는 디스플레이와 함께 사용될 수 있는 표면 내에 포함될 수 있다.
코딩된 정보는 또한 용지 등의 기입 표면 또는 기입 재료 상에 포함되어 이 표면 상의 위치를 고유하게 식별할 수 있다. 예를 들면, 위치 정보는 용지의 배경에 포함될 수 있다. 상술한 바와 같이, 위치 정보는 용지 상의 특정 사이트의 상대 위치를 나타내는 코드 또는 임의 형태의 표시를 포함할 수 있다. 따라서, 입력 장치는 코딩된 용지와 함께 사용되어 적절한 위치에서 사용자의 수기에 대응하는 정보가 기록된다. 예를 들면, 단지 입력 장치와 코딩된 위치 정보를 포함하는 기입 표면을 구비하는 경우, 택시를 타는 동안 입력 장치는 고객에게 서신을 작성하 는데 사용될 수 있다. 입력 장치로 용지에 기입하고, 텍스트 또는 다른 입력 정보에 대응하는 태도는 특정 시점에서 입력 장치의 위치의 변화를 검출하여 인식된다. 그 후, 입력은 이들 몸동작에 대응하는 정보를 생성하는데 사용되는 전자 잉크 또는 다른 전자 데이터로 전환된다. 입력의 전환은 이들 입력이 입력 장치 내에 생성되거나 입력 장치에 결합되는 호스트 컴퓨팅 장치에 의해 수신되는 경우 수행될 수 있다. 다르게는, 이러한 전환은 추후 수행될 수 있다. 예를 들면, 입력 장치를 사용하여 생성된 정보는 메모리에 저장되어 추후 적절한 처리를 위한 수신 및/또는 호스트 컴퓨터에 전송될 수 있다.
이들 입력이 손으로 쓰여진 문자, 기호, 단어 또는 다른 쓰여진 화상인지에 따라, 입력 장치를 사용하여 생성되는 데이터는 위치 코드에 의해 식별되는 위치에서 문서에 포함될 수 있다. 따라서, 서식 템플릿이 없는 경우에도, 이전에 설명된 서신과 같은 문서의 레이아웃은 정보가 입력되는 문서 내의 위치를 식별하는 위치 정보를 사용하여 달성될 수 있다. 예를 들면, 초안자의 어드레스, 수신자의 어드레스, 서신의 본문 및 맺음말, 및 나머지 콤포넌트가 적절한 위치에서 용지에 입력될 수 있다. 카메라에 의해 캡쳐된 코딩 위치 정보를 사용하여, 대응 전자 문서의 컨텐츠를 형성하는 단어 또는 다른 화상은 적절한 위치에 포함된다.
검출된 위치 정보를 사용하여, 입력 장치는 명령 입력 및 선택 등을 위한 호스트 컴퓨팅 장치와 상호동작할 수 있다. 컴퓨팅 장치가 웹 브라우징 속성을 갖는 휴대용 카메라 또는 전화기인 경우, 입력 장치는 스타일러스 또는 마우스의 방식으로 사용되어 디스플레이된 버튼 또는 메뉴로부터 선택할 수 있다. 따라서, 입력 장치는 호스트 컴퓨터의 브라우저를 활성화시키고 이전에 설명된 문서는 원격 저장되는 경우에도 파일을 검색하는 옵션을 선택할 수 있다. 입력 장치를 사용하여, 사용자는 사용자에 의해 요구되는 정보를 포함하는 파일의 다운로딩을 선택할 수 있다. 다음으로, 사용자는 입력 장치를 통해 다운로드된 파일 또는 파일들은 주석을 입력할 수 있다. 이들 편집은 파일이 다운로딩되는 원격 위치에 전송될 수 있으며, 여기서, 입력 장치는 원격 컴퓨팅 장치와의 통신을 수행하도록 구비된다. 다르게는, 입력 장치가 호스트 장치와 통신하고 있다고 가정하면, 편집은 입력 장치 및/또는 호스트 컴퓨팅 장치 내에 저장되는 파일을 편집하는데 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 호스트 컴퓨팅 장치의 모니터 상에 디스플레이되는 파일은 Microsoft
사(Redmond, Washington 소재)의 EXCELTM 등의 스프레드시트 소프트웨어를 사용하여 생성되는 스프레드시트일 수 있다. 위치 코드는 스프레드시트 내의 해당 셀과 위치를 연관시키는데 사용될 수 있다. 사용자는 화면 상에 디스플레이되는 셀 내의 수치 엔트리를 입력할 수 있다. 이 때, 입력 장치는 입력 장치의 위치에 관련된 화상을 캡쳐하여 이 정보를 호스트 컴퓨팅 장치에 전송한다. 예를 들면, 호스트 컴퓨팅 장치에 위치한 처리 소프트웨어는 스프레드시트 소프트웨어와 함께 동작하여, 검출된 위치 코드에 따라 엔트리에 대하여 선택된 셀의 식별정보를 결정하고, 이에 따라 스프레드시트 문서 내용을 변경시킨다.
입력 장치는 또한 특정 몸동작 또는 몸동작의 조합에 간련되는 화상 또는 다른 미리 저장된 정보를 불러오는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 입력 장치는 처리 알고리즘의 장치가 인식하도록 프로그래밍되는 심볼을 그리는데 사용된다. 미로 패턴은 이동에 관련된 특정 심볼이 검출될 수 있도록 패턴 상에서 입력 장치의 이동을 정확하게 검출하는데 사용된다. 예를 들면, 사용자는 입력 장치를 제어하여 사용자에 의해 회사 로고와 연관되는 심볼을 이전에 식별된 용지 상에 그릴 수 있다. 미로 패턴은 마이크로소프트
사로부터의 엔트리를 지정하는 명령으로서 문자 "M" 바로 다음에 문자 "S"에 대응하는 이동 조합을 식별할 수 있다. 그 결과, 이러한 미리저장된 정보는 특정 입력 시퀀스의 엔트리에 의해 문서 내에 입력될 수 있다.
또한, 입력 장치는 패시브 입력 장치로서 사용될 수 있다. 이 모드에서, 입력 장치는 예를 들면 저항성 센싱을 사용하여 입력 장치의 이동을 감지하는 컴퓨팅 장치와 함께 사용될 수 있다. 태블릿 PCTM 또는 개인용 데이터 단말 등의 입력 장치의 이동을 검출하는 센서 보드를 포함하는 장치와 함께 사용되는 경우, 입력 장치는 스타일러스와 같이 동작할 수 있다. 이 입력 장치를 사용하여, 전자 잉크 또는 다른 이미지 데이터는 입력 장치가 화면에 매우 근접한 경우에 발생될 수 있다. 제어 함수도 유사한 방식으로 입력될 수 있다. 또한, 특정 컴퓨팅 장치의 모니터 상에 디스플레이되는 화상은 문서의 일부의 상대 위치를 나타내는 코드에 대응하는 데이터를 포함할 수 있다. 카메라를 사용하여 객체로부터 추출된 이 위치 정보는 컴퓨팅 장치의 센서를 사용하여 검출된 이동을 대체하여 또는 이와 함께 입력 장치의 이동을 추적하는데 사용될 수 있다.
예를 들면, 사용자는 태블릿 PCTM 또는 개인용 데이터 단자 등의 입력 장치의 위치를 검출하는 능력을 이미 포함하는 휴대용 컴퓨팅 장치 상의 화상을 생성 또는 변형할 수 있다. 입력 장치의 이동을 나타내는 정보가 컴퓨팅 장치에 의해 생성되도록 입력 장치는 패시브 입력 장치로서만 동작할 수 있다. 그러나, 컴퓨팅 장치의 센서는 해당 상황에서 사용자에 의해 요구되는 범위에서 펜의 검출된 이동에 대한 성능을 갖지 않을 수 있다. 예를 들면, 사용자 입력의 정확한 검출은 사용자가 불안정 차량으로 이동하는 경우 방해될 수 있다. 사용자가 컴퓨팅 장치의 디스플레이 표면 상에서 입력 장치를 이동하여 파일을 편집함에 따라, 입력 장치는 센서 보드로부터 상당 거리 벗어날 수 있다. 입력 장치에 의해 캡쳐된 이미지 데이터는 컴퓨팅 장치의 센서에 의해 생성된 신호가 덜 정확하게 되는 경우에도 컴퓨팅 장치의 표면에 수평인 평면 내에서 입력 장치의 이동을 검출하는데 사용될 수 있다. 컴퓨터 장치의 센서가 입력 장치의 이동을 더 이상 검출할 수 없는 경우에도, 화상 센서는 충분한 정보를 생성하여 입력 장치의 이동의 정확한 표현을 유지하여 사용자의 의도된 입력을 반영할 수 있다. 따라서, 입력 장치의 이동 감지 성능을 갖는 컴퓨팅 장치와 결합하여 사용되는 경우에도, 입력 장치는 패시브 입력 장치 또는 액티브 입력 장치로서 동작할 수 있다.
또한, 입력 장치는 임의의 용지, 기입 표면 또는 다른 표면에 결합하여 사용자의 수기에 대응하는 정보를 기록할 수 있다. 또한, 입력 장치와 기입 표면 만을 구비한 경우에도, 입력 장치는 클라이언트에 서신을 작성하는데 사용될 수 있다. 이 경우, 몸동작은 패시브 코딩을 기반으로 검출되며, 입력 장치의 이동은 기판 표면의 화상에 임베디드된 및/또는 인쇄된 코드 이외의 것을 사용하여 검출된다. 예를 들면, 사용자는 용지의 평면에 서신을 작성할 수 있다. 사용자가 입력 장치를 기입함에 따라, 화상 센서는 용지의 화상을 캡쳐한다. 화상 내의 객체는 식별될 수 있으며, 일련의 캡쳐된 화상 내에서 이들의 이동이 동작을 나타내는 것일 수 있다. 감지된 객체는 용지 표면 상의 아티팩트 또는 다른 객체를 포함할 수 있으며, 이는 워터 마크 또는 용지상의 다른 결함(defect)에 대응할 수 있다. 다르게는, 용지는 표면 상에서 펜의 이동을 계산하는데 사용될 수 있는 눈금선을 포함할 수 있다. 용지가 없는 경우에도, 입력 장치의 상대 이동이 결정될 수 있다. 입력 장치는 책상 표면 상에서 이동될 수 있으며, 목재 그레인은 입력 장치의 상대 이동을 검출하는데 필요한 객체를 제공한다. 상술한 것과 유사한 방식으로, 사용자는 용지 상에 또는 이동이 광학적으로 검출될 수 있는 임의의 표면 상에 서신을 작성할 수 있다. 입력 장치의 이동은 메모리에 저장되거나 및/또는 이들 몸동작을 나타내는 정보에 전환된다.
또 다른 실시예에서, 휴대용 장치는 휴대용 컴퓨팅 장치에 대한 대체물로서 사용될 수 있다. 예를 들면, 회사의 페이스메이커(pacemaker)에 관련된 회로 결함에 대한 솔루션을 작성하지만, 이용가능한 랩탑 또는 컴퓨팅 장치가 없는 경우, 엔지니어는 설계 팀의 나머지를 충족하도록 기차로 여행할 때 그녀의 생각을 기록하는 적절한 대체물로서 그녀의 입력 장치에 의존할 수 있다. 이용가능한 대부분의 시간(제자리의 캡 또는 제거된 잉크 카트리지를 이용)에 있어서, 그녀의 앞의 의자 뒷면에, 사용자는 의심가는 전기 회로에 대한 변형을 나타내는 스케치를 작성한다. 그녀는 입력 장치를 활성화하여, 이를 스케치를 생성하는 모드로 설정하고(예를 들면, 전환의 비활성화를 포함할 수 있음), 이 문제에 대한 솔루션을 나타내는 간략된 설계의 스케칭을 개시한다. 그 후, 입력 장치는 수기된 자획을 표현하는 파일을 저장할 수 있다. 스케치 모드, 표기 및 참조의 스위칭은 스케치의 관련 부분 옆과 화상 파일 내에 포함된 이들 엔트리에 적어 둘 수 있다. 예를 들면, 사용자는 서신에 대응하는 몸동작이 인식되는 경우 표기 모드에 스위칭할 수 있다. 따라서, 스케치와 함께 제안된 솔루션의 설명을 포함할 수 있다. 의료 연구 센터에 도달하기까지 기다리는 대신, 조작자는 예정된 회의 이전에 전체 고려에 대한 설계 팀의 나머지에 개략도를 전송하도록 선택할 수 있다. 이러한 전송은 셀룰러 폰 등의 입력 장치로부터 휴대용 무선 장치로의 갱신된 문서를 업로딩하는 것을 포함하는 임의의 다수의 방식이 달성될 수 있다. 이 정보는 그 후 VISIOTM 문서 등의 화상 파일을 생성하는데 사용될 수 있다.
팀의 나머지 멤버에 일단 전송되면, 개략도의 스케치에 대응하는 전술한 파일은 팀 멤버의 호스트 컴퓨팅 장치의 모니터 상에 디스플레이될 수 있다. 예를 들면, 화상 및 그에 동반하는 텍스트는 데스크탑 컴퓨터의 디스플레이 상에 제시될 수 있다. 모니터 상에 디스플레이되는 파일의 화상에 근접하여 입력 장치를 배치하여, 추가 주석이 디스플레이되는 것에 추가될 수 있다. 이 경우, 입력 장치의 움직임은 입력 장치의 광 센서에 의해 캡쳐되는 화상 내의 객체의 상대 이동을 측 정하여 검출될 수 있다. 입력 장치에 의해 생성되는 신호는 입력 장치 내에 저장되는 소프트웨어에 의해 처리되고 처리를 위해 호스트 컴퓨팅 장치에 전송될 수 있다. 검출된 움직임의 처리는 전자 잉크, 텍스트 또는 입력 장치를 통해 입력되는 표기를 나타내는 다른 데이터를 생성할 수 있다.
입력 장치는 위치 코드가 없는 경우에도 입력 장치의 움직임을 검출하는 센서를 갖는 컴퓨팅 장치와 함께 사용될 수 있다. 예를 들면, 입력 장치는 스타일러스에 사용되는 설계된 개인용 데이터 단말 또는 다른 컴퓨팅 장치 상의 수기 노트를 생성하는 소스로서 사용될 수 있다. 따라서, 심부름 가는 동안, 사용자에게 통지받을 수 있고 기존 "희망 리스트"에 항목을 추가할 수 있다. 사용자는 개인용 데이터 단자 등의 호스트 컴퓨팅 장치에 저장되는 리스트를 검색한다. 개인용 데이터 단자의 디스플레이 상으로 입력 단자의 팁을 배치하여, 사용자는 메뉴를 가로질러 원하는 리스트를 검색하는 선택을 행한다. 이 리스트가 제공되면, 사용자는 이미 완료된 작업의 설명 다음에 배치된 빈 상자에서 호스트 장치의 화면 상에 체크를 입력할 수 있다. 입력 장치는 상자에 대응하는 데이터를 포함하는 화면의 화상을 캡쳐하여 이 데이터를 호스트 컴퓨팅 장치에 전송한다. 이미지 데이터를 분석하는 처리 알고리즘을 사용하여, 호스트 컴퓨팅 장치는 그 후 엔트리가 행해지는 객체로서 상자의 형상을 검출한다. 체크 마크를 연속적으로 입력하여, 이미지 데이터는 펜의 이동을 상자의 영역 내에서 검출하도록 처리될 수 있으며, 몸동작은 "체크"의 인식된 형상을 형성한다. 그 후, 호스트 장치는 상자 내의 체크 표현을 포함하도록 리스트에 관련된 파일을 변경시킨다. 리스트 내의 최종 항목 다음의 공간으로 입력 장치를 배치하여, 사용자는 추가 항목을 나타내는 텍스트를 입력한다. 호스트 장치의 센서는 입력 장치의 이동을 검출하여 이들 입력을 나타내는 데이터를 생성한다. 입력은 텍스트로 전환되어 사용자에게 빈 상자와 함께 디스플레이된다.
마찬가지로, 예컨대, 지정된 소설을 읽는 학생 등의 Microsoft
리더 사용자는 관련 텍스트 옆에 메모하려 할 수 있다. 휴대용 호스트 장치의 모니터 상에 디스플레이되는 화상은 입력 장치를 사용하여 주석된다. 예를 들면, 사용자는 호스트 컴퓨터, 예를 들면, 태블릿 PCTM의 모니터 상으로 입력 장치를 배치하여, 관련 텍스트 옆에 수기 노트를 입력한다. 이 동작은 호스트 장치의 센서에 의해 검출되어 이미지 데이터에 전환되고 화면 상에 디스플레이되는 전자 데이터로서 저장된다. 기록은 수기 형태로 유지될 수 있으며 영숫자 문자로 전환될 수 있다. 이들 기록은 추가 코멘트의 관측 활성화 또는 주석이 존재하는 몇몇 다른 표시 또는 하이라이트 상으로 입력 장치를 배치하는 등의 추가 기능의 구동없이 볼 수는 없다. 그 후, 이들 기록은 별도 파일에 저장되거나, 호스트 컴퓨터 내에 저장된 소설의 전자 버전의 복사본으로 저장될 수 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 입력 장치의 일부를 형성하는 추가 센서로부터 정보는 이동 검출의 다른 형태를 보충 또는 완전 대체하는데 사용될 수 있다. 이러한 추가 센서는 입력 장치의 선형 가속도, 각 가속도, 속도, 회전, 누름 힘, 경사, 전자장 변화 또는 입력 장치의 이동 또는 배치의 임의의 감지된 표시를 검출할 수 있다. 이러한 정보는 보다 정확한 이동 검출을 생성하려는 노력을 지원할 수 있다. 다르게는, 추가 센서가 해당 시간에 이용가능한 정보만을 제공할 수 있다. 예를 들면, 입력 장치는 전반적으로 빈 용지 등의 균일 표면과 함께 사용될 수 있다. 이러한 경우, 광 센서에 의해 캡쳐되는 화상은 불충한 정보를 제공하여 입력 장치의 지속적이고 정확하게 이동을 검출할 수 있다. 입력 장치의 이동을 추정하는 객체가 검출하기보다 어려워지는 등, 광 이동 검출이 보다 어려운 경우, 추가 센서로부터의 추가 정보가 보다 고도의 이동 검출을 제공하는데 사용될 수 있다. 구체적으로, 위치 및/또는 이동을 결정하는데 사용되는 알고리즘 또는 알고리즘들은 추가 정보에 분석하고 광학 이동 검출이 있는 경우 이동 및/또는 위치 검출을 보충하는 계산을 포함할 수 있다.
광학 검출이 유용한 결과를 제공하지 못하는 경우, 추가 센서가 이동을 검출하는 정보만을 제공할 수 있다. 예를 들면, 사용자는 적층된 대향 상부의 균일한 흰색 카운터 상의 도면을 스케치를 시도하는 경우, 광 센싱 시스템은 이동을 나타내는 충분한 데이터를 제공할 수 있다. 이러한 경우, 추가 센서는 충분한 정보를 제공하여 입력 정보의 허용가능한 정확한 표현을 생성할 수 있다.
예를 들면, 입력 장치가 스캔되는 표면으로부터 충분한 거리를 이동하는 경우, 광 센서부는 제공되는 화상의 정확한 표현을 캡쳐하지 않을 수 있다. 이 경우, 추가 센서로부터의 추가 정보는 입력 장치가 움직이는 객체의 화상에 의해 획득되는 데이터를 보충하는데 사용될 수 있다. 따라서, 입력 장치가 이동되는 (z축) 상으로 디스플레이에서 1인치 이상을 움직인 경우에도, 입력 장치 내의 센서는 디스플레이 평면 내에서, 즉 수직 및 수평 방향으로, 펜의 이동의 표시를 제공할 수 있다.
예를 들면, 랩탑 컴퓨터와 함께 사용되는 입력 장치가 사용자 전면의 트레이 테이블 상에 위치된다. 배경에 포함되는 미로 패턴을 사용하는 문서의 화상은 랩탑의 화면 상에 디스플레이된다. 사용자에 의해 입력되는 주석은 굵은 블루 잉크로 도시되어 있다. 안전벨트 표시는 비행기가 난기류를 경험할 때 나타난다. 사용자가 랩탑 컴퓨터의 키보드에 뻗어서 주석에 다른 단어를 추가함에 따라, 그의 손은 화면 표면에서 신속하게 벗어난다. 화상 센서가 디스플레이되는 미로 패턴을 형성하는 선을 정확하게 검출될 수 없더라도, x 및 y축으로의 이동은 입력 장치에 포함된 추가 센서에 의해 측정된다.
도 16은 문서가 다양한 실시예에서 입력 장치를 사용하여 생성, 전송, 편집되는 본 발명의 여러 예시적인 실시예에 따른 입력 장치의 사용을 나타내다. 후술하는 설명은 단지 입력 장치의 용도의 예이며 본 발명의 구조 또는 기능을 제한하려는 것은 아니다.
입력 장치(1601)는 광범위한 환경과 수많은 장치에 관련하여 사용되는 문서의 생성 및/또는 편집을 가능하게 하는 문서의 수명을 연장하는데 사용될 수 있다. 입력 장치(1601)를 사용하여, 문서(1602)는 도시된 태블릿 PC(1603)와 같은 하나의 컴퓨팅 장치의 화면 상에 전자적으로 생성될 수 있다. 예를 들면, 입력 장치(1601)는 문서의 수기 초안을 생성하는데 사용될 수 있다. 태블릿 PC(1603)의 화면 상에 입력되는 정보에 대응하는 전자 잉크는 입력 장치(1601)가 태블릿 PC(1603)에 대한 스타일러스로서 동작하는 경우 생성된다. 전자 잉크는 텍스트 형태로 전환되고 태블릿 PC(1603)에 저장될 수 있다.
문서를 나타내는 전자 파일은 데스크탑(1604)과 같은 제2 컴퓨팅 장치에 전송될 수 있다. 이 환경에서, 문서는 독립 입력부로서 동작하는 입력 장치(1601)를 사용하여 데스크탑 장치의 화면 상에 편집될 수 있다. 입력 장치(1601)는 도면의 디스플레이된 화상 내의 자신의 상대 위치를 감지하기 때문에, 디스플레이가 입력 장치의 위치를 감지하는 요소를 포함하는 경우에도, 데스크탑 장치의 화면에 입력되는 편집이 전자 문서(1602)에 반영될 수 있다. 입력 장치(1601)를 사용하여 생성되는 편집은 이들이 생성되거나 또는 임의의 PC로의 전송을 위한 입력 장치(1601) 내에 저장될 수 있음에 따라 데스크탑 PC(1604)에 전송될 수 있다. 이 편집은 데스크탑 PC(1604) 내에 저장된 문서(1602)의 버전에 입력될 수 있다.
생성된 문서는 또한 데스크탑 PC(1604)에 연결된 프린터(1605) 등의 프린터에 의해 형성되는 하드카피로 출력될 수 있다. 이 문서의 하드카피(1606) 버전은 예컨대 미로 패턴을 사용하여 문서 내의 임의의 위치에서 입력 장치의 상대 위치를 지정하는 정보 또는 코드를 포함할 수 있다. 하드카피는 각각 입력 장치를 갖고 각 사용자의 편집이 개별 입력 장치에 의해 생성되는 한 명 이상의 사용자에 의해 마크업된다. 편집 표현 정보와 함께, 이들 편집을 생성하는데 사용되는 펜을 식별하는 정보가 또한 제공될 수 있다. 예를 들면, 문서에 행해진 변경을 추적하는 어플리케이션에 공지된 바와 같은 밑줄 채색된 텍스트를 사용하여 반영될 수 있다. 이 편집/입력은 그 문서에 포함되는, 데스크탑 PC(1604)에서 태블릿 PC(1603)으로 진행될 수 있다. 다르게는, 편집은 입력 장치(1601) 내에 저장되고 추후 갱신될 수 있다.
또한, 문서는 백지 용지 또는 입력 장치의 상대 위치 표시를 포함하지 않는 임의의 기판 상에 출력될 수 있다. 또한, 하드카피(1606)는 입력 장치를 갖는 하나 이상의 사용자에 의해 마크업될 수 있으며, 각 사용자의 편집은 입력 장치(1601)에 의해 생성된다. 이 예에서, 펜(1601)의 위치 또는 이동은 용지 상에서 입력 장치(1601)의 이동을 광학적으로 감지하는 코딩 기술을 사용하여 결정될 수 있다. 상술한 바와 같이, 위치/움직임은 이미지 데이터의 각 프레임 내의 객체의 상대 위치가 검출되어 입력 장치(1601)의 움직임을 결정하는데 사용되는 비교 알고리즘을 사용하여 결정될 수 있다. 결과적인 편집은 예를 들면 원본 데이터 파일의 갱신이 발생되는 컴퓨팅 장치에 전송될 수 있다. 편집은 무선 또는 유선 통신을 통한 목적지 장치로의 송신에 대하여 또는 컴퓨팅 장치 내의 편집을 포함하는 장치의 도킹시에 포켓 PC(1607) 등의 컴퓨팅 장치를 통해 전송될 수 있다.
또한, 전자 문서는 도시된 태블릿 PC(1603)과 같은 제2 컴퓨팅 장치에 전송될 수 있다. 이 환경에서, 문서는 단순 스타일러스로서 입력 장치(1601)를 사용하여 태블릿 장치(1603)의 화면 상에 편집될 수 있다. 이들 입력은 태블릿 PC(1603)로부터 문서의 원본 복사본을 예를 들면 문서에 대한 주석으로 또는 이 문서로의 포함을 위한 편집으로 저장하는 컴퓨팅 장치에 전송될 수 있다.
임베디드 상호동작 코딩 기술을 사용하여, 액정 디스플레이는 디지타이저로 전환될 수 있다. 각 액정 셀의 격자 영역은 패턴을 임베드하는데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 미로 패턴은 액정 디스플레이 패널의 블랙 매트릭스 영역에 임베디드될 수 있다. 다른 실시예에서, 미로 패턴은 도파면에 임베디드될 수 있다. 미로 패턴의 수직 및 수평의 바(bar)들은 입력 장치 내의 카메라 센서에 의해 캡쳐될 수 있는 광을 방사한다. 고유 및 절대 좌표가 m-어레이(m-array) 디코딩에 제공된다. 이와 같이, 입력 장치는 태블릿 PC, 포켓 PC, 스마트폰, 및/또는 임베디드 상호동작 코딩 인에이블된 액정 디스플레이 내의 임의의 다른 장치에 대한 태블릿 펜으로서 사용될 수 있다. 사용자는 다수의 상이한 장치에 걸쳐 동일 입력 장치를 사용할 수 있다. 예를 들면, 도킹되는 경우, 태블릿 PC 상에서, 입력 장치가 재충전될 수 있다. 이러한 구성은 사용자에게 다수의 옵션을 제공하면서 단지 하나의 필요 입력 장치를 유지한다.
또한, 본 발명의 입력 장치는 원격 저장과 추후 데이터 전송을 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 입력 장치는 근처에 호스트 PC 없이 사용될 수 있다. 입력 장치의 처리 전력 및 저장 성능은 화상 센서에 의해 캡쳐되는 화상을 처리하고 추후 전송으로부터 이를 저장할 수 있다. 예를 들면, 사용자는 입력 장치를 사용하여 기록하고 및/또는 문서에 주석을 기재하는 경우, 기록 및 주석은 입력 장치 내에 무제한 처리 및 저장될 수 있다. 다르게는, 데이터는 개인용 디지털 단말(PDA)을 즉시 및/또는 추후 전송되어 PDA 상에서 처리 및 저장될 수 있다. PDA는 무선 통신 성능을 갖는 경우, 데이터는 원격 위치에서 호스트 PC 또는 서버에 전송될 수 있다. 예를 들면, 사용자가 여행할 때, 입력 장치를 이용하여 작성한 기록 및 주석은 그들의 스마트폰을 통해 호스트 PC에 전송될 수 있다. 사용자는 비행기에 있 는 동안 문서에 주석을 작성하여 비행기가 착륙할 때 호스트 PC 및/또는 서버로의 추후 전송을 위해 저장할 수 있다.
프로젝션 디스플레이 및 임베디드 및/또는 인쇄된 메타데이터를 이용하여, 입력 장치, 예를 들면, 범용 컴퓨팅 장치는 보다 상호동작적인 판독 경험을 만들 수 있다. 예를 들면, Microsoft
사(Redmond, Washington)의 Office2000 내의 스마트 태그는 절대 위치와 함께 문서 내에 임베디드되고 및/또는 인쇄될 수 있다. 사용자가 입력장치를 사용하여 판독 및 주석기재하는 경우, 입력 장치는 스마트 태그를 검출 및 디코딩하고 프로젝션 디스플레이를 사용하여 관련 정보를 디스플레이할 수 있다. 사전 엔트리(dictionary entry)가 문서 상에서 임베디드 및/또는 인쇄되면, 입력 장치는 또한 사전 룩업(dictionary look-up)을 디스플레이할 수 있다. 유사하게, 다양한 종류의 정보가 명령 및 제어 정보 그리고 오디오 정보 등의 문서 상에 임베디드 및/또는 인쇄될 수 있다. 입력 장치는 디코딩된 및/또는 인쇄된 정보를 검출 및 디코딩하여 이에 따라 동작할 수 있다.
스마트 개인 객체 기술(SPOT: smart personal objects technology)은 본 발명의 입력 장치 내에 포함될 수 있다. SPOT을 사용하여, 임베디드 및/또는 인쇄 명령 및 제어 정보, 및 프로젝션 디스플레이, 입력 장치가 사용자에게 펜 팁에서 최신 정보를 제공할 수 있다. 예를 들면, 날씨 예보에 대한 요청은 용지에 임베디드되거나 인쇄될 수 있다. 입력 장치는 요청을 디코딩할 수 있고, SPOT은 사용자의 현재 위치에 기초하여 날씨 예보를 획득할 수 있다. 입력 장치는 프로젝션 디스플레이를 사용하여 용지에 정보를 디스플레이할 수 있다. 유사하게, 주식, 스포 츠, 뉴스, 예를 들면 영화 시간, 텔레비전 쇼 시간 등의 엔터테인먼트 정보 등의 여러 종류의 정보가 펜 팁에서 사용자에게 제공될 수 있다.
상기 설명과 첨부 도면은 특정 콤포넌트를 사용하는 실시예는 나타내지만, 콤포넌트의 추가 및/또는 도시된 임의의 콤포넌트의 제거는 본 발명의 범위에 있다. 유사하게, 입력 장치 구조 내의 다양한 콤포넌트의 재배치는 카메라 또는 관성 센서가 펜의 이동을 검출하고 전자 잉크를 생성하는 정확성에 큰 영향을 주지 않으면서 구현될 수 있다. 예를 들면, 화상 센서는 입력 장치가 이동될 수 있는 표면 또는 객체의 속성을 검출하는 센싱 장치로 대체 또는 보충될 수 있다. 따라서, 미로 패턴은 패턴이 객체의 표면 상에 형성되는 경우, 가시광선 스펙트럼 외부의 에너지 방사, 객체에 전송되는 이러한 에너지의 반사, 또는 다른 이러한 센싱 기술에 기초하여 검출된다. 표면의 임의의 속성의 감지는 검출되고 객체의 표면 상에 입력 장치의 위치 및/또는 이동을 결정하도록 사용될 수 있다. 추가 예로서, 마이크로폰 센싱 시스템은 마이크로폰이 입력 장치가 위치한 객체로부터 음향의 반사 또는 방사를 검출하도록 사용될 수 있다.
설명되고 도시된 실시예는 펜의 형상으로 구현되는 입력 장치이다. 그러나, 본 발명의 양태는 임의 개수의 형상 및 크기의 입력 장치에 적용될 수 있다.
이러한 입력 장치의 사용은 임의 위치의 개인용 컴퓨팅을 가능하게 한다. 따라서, 상술한 입력 장치를 구비한 사용자는 어디에 있는지에 관계없이 데이터 파일을 생성 및 편집할 수 있다. 문서 및 기타 정보는 사무실 환경, 교식, 호텔, 이동 중 또는 해변에서도 생성, 편집 또는 기록될 수 있다.
상술한 바와 같이, 입력 장치는 적절한 디스플레이를 포함할 수 있다. 다르게는, 호스트 컴퓨팅 장치의 디스플레이는 생성되는 문서 및 화상을 리뷰하는데 사용될 수 있다. 사용자는 텍스트 등의 정보가 입력되기 전에 또는 후에 문서의 서식을 선택할 수 있으며, 또는, 문서를 리뷰하거나 문서의 서식을 변경할 수 있다. 상기 예의 컨텍스트에서 이러한 디스플레이 상에 생성되는 문서를 보는 경우, 사용자는 적절한 위치에서 그 또는 그녀의 어드레스를 포함하는 헤더를 삽입할 수 있다.
본 발명은 첨부된 청구항을 사용하여 한정되지만, 이들 청구항은 본 발명이 임의의 조합예 또는 하부조합예에서 본 명세서서에서 설명된 요소 및 단계들을 포함하도록 의도된다는 점에서 실시예적인 것이다. 따라서, 다양한 조합예 또는 하부조합예에서, 상세한 설명, 청구항, 및 도면을 포함하는 명세서에서 하나 이상의 요소를 포함하는, 본 발명을 한정하기 위한 임의 개수의 대체실시예적인 조합예가 있다. 본 명세서을 조명함으로써, 본 발명의 양태의 다른 조합은 본 명세서에 기재되는 하나 이상의 요소 또는 단계의 단독 또는 조합들은 본 발명의 변형예 또는 변경예 또는 본 발명의 일부로서 사용될 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 여기서 포함되는 본 발명의 기재된 설명은 모든 이러한 변형예 및 변경예를 포괄하려는 것이다. 예를 들면, 다양한 실시예에서, 데이터에 대한 특정 순서가 도시된다. 그러나, 데이터의 임의의 재정렬은 본 발명에 포함된다. 또한, 크기(예컨대, 바이트 또는 비트) 등의 특정 속성의 단위가 사용되는 경우, 기타 다른 단위로도 고찰될 수 있다.
상술한 본 발명에 따르면, 범용 입력 장치를 사용하여 다양한 컴퓨팅 장치를 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 수기 전자 잉크를 캡쳐하여 이 전자 잉크가 새로운 또는 저장된 문서에 관련되게 할 수 있다. 적외선 조명을 갖는 오프셋 광학 시스템은 균형을 처리하고 공통 가시광선 조명 하에서 기존 잉크에 의해 커버될 수 있는 위치 인코딩을 검출할 수 있게 한다.
Claims (23)
- 수기된 자획들을 표현하는 데이터를 생성하는 입력 장치로서,상기 입력 장치가 배치되는 객체의 영역의 화상을 캡쳐하고, 캡쳐된 이미지 데이터를 생성하는 이미지 캡쳐부;상기 캡쳐된 이미지 데이터를 처리하는 처리기;상기 캡쳐된 이미지 데이터에 기초하여 수기된 자획들을 표현하는 데이터를 저장하는 메모리; 및상기 입력 장치의 식별자를 포함하고,상기 처리기는 외부 처리부로의 전송을 위한 데이터 프레임을 생성하도록 구성되며,상기 데이터 프레임은,압축된 캡쳐된 이미지 데이터;센싱된 힘 데이터(sensed forced data);타임 스탬프 데이터;압축 플래그 데이터; 및순환 중복 검사(cyclic redundancy check) 데이터를 포함하는, 입력 장치.
- 제1항에 있어서,수기된 입력들을 표현하는 신호들을 생성하는 상기 외부 처리부에 상기 입력 장치의 움직임을 표현하는 데이터를 전송하는 통신부를 더 포함하는 입력 장치.
- 제2항에 있어서,상기 외부 처리부는 개인용 디지털 단말(PDA)인, 입력 장치.
- 제2항에 있어서,상기 통신부는 움직임을 표현하는 데이터를 무선으로 전송하도록 구성되는, 입력 장치.
- 제4항에 있어서,상기 통신부는 어드레싱 가능형(addressable) 통신부인, 입력 장치.
- 제5항에 있어서,상기 어드레싱 가능형(addressable) 통신부의 어드레스는 상기 입력 장치의 상기 식별자에 대응하는, 입력 장치.
- 제1항에 있어서,상기 처리기는 상기 캡쳐된 이미지 데이터를 압축하도록 구성되는, 입력 장치.
- 제1항에 있어서,상기 입력 장치의 상기 식별자는 상기 압축 플래그 데이터 내에 위치되는, 입력 장치.
- 제1항에 있어서,상기 식별자는 상기 입력 장치를 특정적으로 식별하는, 입력 장치.
- 제1항에 있어서,상기 이미지 캡쳐부는 복수의 임베디드형 상호동작 코딩 가능형 디스플레이 장치(embedded interation coding enabled display device) 상에서 동작하도록 구성되는, 입력 장치.
- 제10항에 있어서,상기 복수의 임베디드형 상호동작 코딩 가능형 디스플레이 장치 중 적어도 하나는 상기 입력 장치를 재충전하도록 구성되는, 입력 장치.
- 복수의 입력 장치로부터 데이터를 수신하는 시스템으로서,복수의 입력 장치로부터 수신되는 데이터 프레임들을 나타내는 데이터 스트림을 무선으로 수신하는 처리기를 포함하고,상기 처리기는 제1 입력 장치를 식별하는 제1 식별자에 의해 상기 데이터 스트림 내의 제1 데이터 프레임을 식별하고, 상기 제1 식별자에 기초하여 상기 데이터 스트림으로부터 상기 제1 데이터 프레임을 추출하도록 구성되며,상기 제1 데이터 프레임은 상기 제1 입력 장치에 의해 캡쳐된 이미지 데이터에 기초하여 수기된 자획들을 표현하는 데이터를 포함하고,상기 데이터 프레임은압축된 캡쳐된 화상 데이터;센싱된 힘 데이터;타임 스탬프 데이터;압축 플래그 데이터; 및순환 중복 검사 데이터를 포함하는, 데이터 수신 시스템.
- 제12항에 있어서,상기 처리기는 제2 입력 장치를 식별하는 제2 식별자에 의해 상기 데이터 스트림 내의 제2 데이터 프레임을 식별하고, 상기 제2 식별자에 기초하여 상기 데이터 스트림으로부터 상기 제2 데이터 프레임을 추출하도록 구성되며,상기 제2 데이터 프레임은 상기 제2 입력 장치에 의해 캡쳐된 이미지 데이터에 기초하여 수기된 자획들을 표현하는 데이터를 포함하는, 데이터 수신 시스템.
- 제13항에 있어서,상기 처리기는 상기 제1 식별자에 기초하여 상기 데이터 스트림으로부터 추출된 데이터 및 상기 제2 식별자에 기초하여 상기 데이터 스트림으로부터 추출된 데이터를 메모리에 저장하도록 구성되는, 데이터 수신 시스템.
- 제12항에 있어서,상기 제1 식별자는, 상기 제1 데이터 프레임의 소정의 필드 내의 특정 개수의 비트로 된 데이터인, 데이터 수신 시스템.
- 제12항에 있어서,상기 처리기는 상기 추출된 제1 데이터 프레임을 메모리에 저장하도록 구성되는, 데이터 수신 시스템.
- 데이터 스트림 내의 복수의 데이터 프레임을 정렬하는 방법으로서,복수의 입력 장치로부터 데이터 프레임들을 나타내는 데이터 스트림을 수신하는 단계;상기 데이터 스트림의 제1 데이터 프레임 내의 제1 입력 장치 식별자의 위치를 파악하는 단계;상기 제1 입력 장치 식별자에 연관된 제1 입력 장치를 판정하는 단계; 및상기 연관된 제1 입력 장치에 기초하여 메모리에 상기 제1 데이터 프레임을 저장하는 단계를 포함하고,상기 제1 데이터 프레임은 상기 제1 입력 장치에 의해 캡쳐된 이미지 데이터에 기초하여 수기된 자획들을 표현하는 데이터를 포함하며,상기 제1 데이터 프레임은,압축된 캡쳐 이미지 필드;타임 스탬프 필드;압축 플래그 필드; 및순환 중복 검사 필드를 포함하는, 데이터 프레임 정렬 방법.
- 제17항에 있어서,상기 데이터 스트림의 제2 데이터 프레임 내의 제2 입력 장치 식별자의 위치를 파악하는 단계;상기 제2 입력 장치 식별자에 연관된 제2 입력 장치를 판정하는 단계; 및상기 연관된 제2 입력 장치에 기초하여 메모리에 상기 제2 데이터 프레임을 저장하는 단계를 더 포함하며,상기 제2 데이터 프레임은 상기 제2 입력 장치에 의해 캡쳐된 이미지 데이터에 기초하여 수기된 자획들을 표현하는 데이터를 포함하는, 데이터 프레임 정렬 방법.
- 제18항에 있어서,상기 제1 입력 장치 식별자는 상기 제1 입력 장치를 특정적으로 식별하고, 상기 제2 입력 장치 식별자는 상기 제2 입력 장치를 특정적으로 식별하는, 데이터 프레임 정렬 방법.
- 제17항에 있어서,상기 제1 입력 장치 식별자는 상기 압축 플래그 필드 내에 위치되는, 데이터 프레임 정렬 방법.
- 제17항에 있어서,상기 제1 입력 장치 식별자는 상기 제1 입력 장치와 연관된 어드레싱 가능형 통신부의 어드레스에 대응하는, 데이터 프레임 정렬 방법.
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