KR101447109B1 - 포인팅 장치 및 그의 지시위치 산출방법 - Google Patents

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Abstract

물체의 영상을 판독하여 지시위치를 산출하는 포인팅 장치 및 그의 지시위치 산출방법이 제공된다. 포인팅 장치는, 포인팅 바, 포인팅 바의 일 지점에 형성되는 제1 표시부, 포인팅 바의 타 지점에 형성되는 제2 표시부, 및 포인팅 바와 이격되고 포인팅 바를 촬영하여 제1 표시부와 제2 표시부가 모두 나타난 영상을 획득하는 적어도 하나의 카메라를 포함하며, 영상으로부터 제1 표시부와 제2 표시부 중 적어도 하나의 크기정보, 및 제1 표시부와 제2 표시부 상호간의 위치관계를 나타내는 상대위치정보를 취득하여 포인팅 바가 지시하는 지점의 위치값을 산출한다.

Description

포인팅 장치 및 그의 지시위치 산출방법{Pointing apparatus and Method of calculating pointing location of the same}
본 발명은 포인팅 장치 및 그의 지시위치 산출방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 물체의 영상을 판독하여 지시위치를 산출하는 포인팅 장치 및 그의 지시위치 산출방법에 관한 것이다.
포인팅 장치는 공간이나 평면상의 특정 지점을 지시할 수 있도록 만들어진 장치이다. 포인팅 장치는 대한민국 공개특허 제10-2006-0121748호에 개시된 바와 같이 대개 지시지점에 레이저 광 등의 직진광을 직접 조사하는 방식으로 구현되며, 예를 들어, 이목을 집중시켜 스크린에 영사된 화면상의 정보를 대중에게 좀 더 효과적으로 전달하거나, 텔레비전, 모니터 등 영상 단말기의 화면에 표시된 정보를 사용자가 인식하는 데 용이하게 사용될 수 있다.
한편, 화면 속 메뉴나 하이퍼텍스트 등을 선택하여 사용자가 자신이 원하는 콘텐츠를 제공받는 양방향 미디어(Interactive Media) 기술이 있다. 특히 IPTV(Internet Protocol Television)나 스마트TV 등 최근에 개발된 대화형 TV(Interactive Television)의 경우, 일반적인 방송 서비스 기능뿐만 아니라 인터넷 브라우징 기능 등이 제공되고 있어 화면 내부의 다양한 지점을 원활하게 지시할 수 있는 장치가 필요하다. 또한 필기체 인식과 같이 리모컨을 통하여 문자궤적을 입력해야 할 경우 정확한 궤적을 입력시킬 수 있는 입력 장치가 필요하다.
이러한 문제를 해결하기 위해 종래의 광 조사식 포인팅 장치를 미디어 제어에 활용하려는 시도가 있어왔다. 하지만, 광 조사식 포인팅 장치는 지시지점이 광이 조사되는 스크린이나 영상 단말기의 표면에 형성될 뿐, 컴퓨터의 마우스 포인터와 같이 스크린이나 영상 단말기에 표시된 화면상에서 결정되는 것이 아니다. 따라서, 스크린이나 영상 단말기의 표면위치와 화면 속 지시위치를 서로 연계시키는 것이 매우 곤란하다.
또한, 광 조사식 포인팅 장치 대신, 터치패드장치나 마우스장치와 같은 기존의 컴퓨터 입력장치를 활용하는 방법이 있다. 하지만, 이러한 입력장치는 포인팅 장치와 달리 사용자가 지시위치를 직관적으로 파악하기 어렵고 사용자의 인지를 오히려 저해하는 경우도 있어 이용상의 편의성이 취약한 문제가 있다.
대한민국 공개특허 제10-2006-0121748호, (2006.11.29)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 이러한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 물체의 영상을 판독하여 지시위치를 산출하는 포인팅 장치 및 그의 지시위치 산출방법을 제공하려는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 의한 포인팅 장치는, 포인팅 바; 상기 포인팅 바의 일 지점에 형성되는 제1 표시부; 상기 포인팅 바의 타 지점에 형성되는 제2 표시부; 및 상기 포인팅 바와 이격되고 상기 포인팅 바를 촬영하여 상기 제1 표시부와 상기 제2 표시부가 모두 나타난 영상을 획득하는 적어도 하나의 카메라를 포함하며, 상기 영상으로부터 상기 제1 표시부와 상기 제2 표시부 중 적어도 하나의 크기정보, 및 상기 제1 표시부와 상기 제2 표시부 상호간의 위치관계를 나타내는 상대위치정보를 취득하여 상기 포인팅 바가 지시하는 지점의 위치값을 산출한다.
상기 포인팅 바가 지시하는 지점의 위치값은, 기준지점과 상기 제1 표시부 사이 또는 기준지점과 상기 제2 표시부 사이를 연결하는 기준벡터, 및 상기 제1 표시부와 상기 제2 표시부를 연결하는 연장선이 상기 기준벡터로부터 이격된 각도로 표시되며, 상기 크기정보에 의해 상기 기준벡터가 결정되고 상기 상대위치정보에 의해 상기 이격된 각도가 결정될 수 있다.
상기 상대위치정보가 상기 제1 표시부와 상기 제2 표시부 사이의 상대거리로 측정될 수 있다.
상기 제1 표시부는 상기 포인팅 바의 끝단부에 형성되고, 상기 제2 표시부는 상기 포인팅 바의 외주부 둘레에 형성될 수 있다.
상기 제2 표시부는 상기 제1 표시부의 지름보다 큰 지름을 갖는 고리형상일 수 있다.
상기 제1 표시부 및 상기 제2 표시부 중 적어도 하나는 서로 이격된 둘 이상의 식별수단으로 이루어지고, 상기 제1 표시부 또는 상기 제2 표시부의 크기가 상기 식별수단 사이의 이격거리로 측정될 수 있다.
상기 상대위치정보가 상기 제1 표시부 및 상기 제2 표시부 중 적어도 하나의 형상변화로 측정될 수 있다.
상기 포인팅 장치는 상기 포인팅 바의 끝단부로 개구된 홈부를 더 포함하고, 상기 제1 표시부는 상기 홈부의 외부에, 상기 제2 표시부는 상기 홈부의 내부에 형성되며, 상기 상대위치정보가 상기 홈부를 통해 노출되는 상기 제2 표시부의 노출량으로 측정될 수 있다.
상기 제1 표시부 및 상기 제2 표시부는 상기 카메라가 인식 가능한 파장의 빛을 상기 카메라에 전파하는 광원일 수 있다.
상기 광원은 스스로 발광하는 발광체, 외부광의 자극에 의해 발광되는 형광체, 및 외부광을 반사하는 반사체 중 적어도 어느 하나로 이루어진 것일 수 있다.
상기 포인팅 장치는 상기 포인팅 바가 지시하는 지점의 위치를 표시하는 디스플레이 패널을 더 포함할 수 있다.
상기 포인팅 바는 상기 디스플레이 패널을 조작 가능한 리모트 콘트롤러일 수 있다.
본 발명에 의한 포인팅 장치의 지시위치 산출방법은, 적어도 하나의 카메라가 포인팅 바를 촬영하는 단계; 상기 카메라가 상기 포인팅 바의 서로 다른 지점에 형성된 제1 표시부와 제2 표시부가 모두 나타난 영상을 얻는 단계; 상기 영상을 판독하여 상기 제1 표시부와 상기 제2 표시부 중 어느 하나의 크기정보를 얻는 단계; 상기 영상을 판독하여 상기 제1 표시부와 상기 제2 표시부 상호간의 위치관계를 나타내는 상대위치정보를 얻는 단계; 및 상기 크기정보 및 상기 상대위치정보를 이용하여 상기 포인팅 바가 지시하는 지점의 위치값을 산출하는 단계를 포함한다.
상기 포인팅 바가 지시하는 지점의 위치값은, 기준지점과 상기 제1 표시부 사이 또는 기준지점과 상기 제2 표시부 사이를 연결하는 기준벡터, 및 상기 제1 표시부와 상기 제2 표시부를 연결하는 연장선이 상기 기준벡터로부터 이격된 각도로 표시되며, 상기 크기정보에 의해 상기 기준벡터가 결정되고 상기 상대위치정보에 의해 상기 이격된 각도가 결정될 수 있다.
상기 상대위치정보가 상기 제1 표시부와 상기 제2 표시부 사이의 상대거리로 측정될 수 있다.
상기 상대위치정보가 상기 제1 표시부 및 상기 제2 표시부 중 적어도 하나의 형상 변화로 측정될 수 있다.
본 발명에 의한 포인팅 장치는 영상을 판독하여 물체의 위치변화를 추적함으로써, 물체가 지시하는 지점의 위치를 간단하게 파악하는 것이 가능하다. 따라서, 직진광과 같이 지시지점까지 도달하는 수단을 사용하지 않고서도 화면상에 지시위치를 직관적으로 표시할 수 있다.
또한, 지시위치가 영상 단말기 등의 표면이 아닌 화면상에 직접 표시되어 양방향 미디어 등을 제어하는 데 효과적으로 사용될 수 있으며, 본 발명에 의한 포인팅 장치의 지시위치 산출방법으로 이러한 포인팅 장치가 영상정보로부터 지시위치를 용이하게 산출하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 포인팅 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 포인팅 장치의 포인팅 바를 도시한 측면도 및 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 포인팅 장치의 구성을 개념적으로 도시한 블록도이다.
도 4a 내지 도 6은 도 1의 포인팅 장치의 작동과정을 도시한 도면들이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 포인팅 장치의 포인팅 바를 도시한 사시도 및 정면도이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 의한 포인팅 장치의 작동과정을 도시한 도면들이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 포인팅 장치의 지시위치 산출방법을 도시한 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 포인팅 장치에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 포인팅 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 포인팅 장치의 포인팅 바를 도시한 측면도 및 정면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 포인팅 장치의 구성을 개념적으로 도시한 블록도이다.
우선, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 포인팅 장치(1)는 포인팅 바(100), 포인팅 바(100)의 일 지점에 형성되는 제1 표시부(110), 제1 표시부(110)와 이격되어 포인팅 바(100)의 타 지점에 형성되는 제2 표시부(120), 및 포인팅 바(100)를 촬영하는 적어도 하나의 카메라(200)를 포함한다. 카메라(200)는 포인팅 바(100)를 촬영하여 제1 표시부(110)와 제2 표시부(120)가 모두 나타난 영상을 획득한다.
이 때, 제1 표시부(110)와 제2 표시부(120)의 크기, 및 제1 표시부(110)와 제2 표시부(120) 상호간의 위치관계는, 포인팅 바(100)가 지시하는 지점의 지시지점(P)이 바뀜에 따라 특징적으로 변화하게 된다. 포인팅 장치(1)는 촬영된 영상으로부터 제1 표시부(110)와 제2 표시부(120) 중 적어도 하나의 크기정보, 및 제1 표시부(110)와 제2 표시부(120) 상호간의 위치관계를 나타내는 상대위치정보를 수집하고, 이러한 특징적인 변화를 분석해 냄으로써 포인팅 바(100)가 지시하는 지시지점(P)의 위치값을 용이하게 산출할 수 있는 것이다. 산출된 위치값은 디스플레이 패널(300) 등에 전송되어 디스플레이 패널(300)에 표시된 화면상에 출력될 수 있다.
이 때, 제1 표시부(110) 또는 제2 표시부(120)의 크기 또는 크기정보라 함은, 멀어지거나 가까워짐에 따라 카메라(300)가 촬영한 영상 내부에서 변화되어 제1 표시부(110) 또는 제2 표시부(120)의 거리정보를 추출 가능한 것으로서 제1 표시부(110) 또는 제2 표시부(120)의 부피, 면적, 길이나 간격 등을 모두 포함하는 개념일 수 있으며, 예를 들어, 제1 표시부(110) 또는 제2 표시부(120)가 하나의 물체로 형성되는 경우 물체의 부피나 면적 등으로 표시되고, 제1 표시부(110) 또는 제2 표시부(120)가 하나 이상의 물체로 형성되는 경우에는 물체 사이의 거리나 간격 등으로 표시될 수 있다.
따라서, 본 발명에 의한 포인팅 장치(1)는 직진광과 같은 지시지점(P)까지 도달하는 지시수단을 사용할 필요가 없으며, 카메라(200)가 식별 가능한 적어도 두 개의 표시부 만으로 위치값을 산출하여 스크린이나 영상 단말기 등의 표면이 아닌 화면 내부의 특정 지점을 용이하게 지시할 수 있는 것이다. 또한, 지시지점(P)은 제1 표시부(110)와 제2 표시부(120)를 서로 연결하는 연장선상에 표시되므로, 사용자는 본 발명에 의한 포인팅 장치(1)를 직관적으로 손쉽게 사용할 수 있는 것이다. 이하, 이러한 특징을 갖는 포인팅 장치(1)의 각 구성부에 대해 좀 더 상세히 설명한다.
포인팅 바(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 일 측으로 상대적으로 길게 연장된 바 또는 봉의 형상으로 형성될 수 있으며, 적어도 일부가 끝단부를 향해 점차로 좁아지도록 형성될 수 있다. 사용자는 끝단부가 지시지점(P)을 향하도록 포인팅 바(100)의 일 측을 파지하여 사용할 수 있다. 그러나 포인팅 바(100)의 형상이 이러한 형상에 한정될 것은 아니며, 사용자가 쉽게 파지하고, 지시할 수 있는 형상이면 어떠한 형상으로 형성되어도 무방하다. 또한, 포인팅 바(100)의 재질 역시 특정 재질에 구애받지 않고 다양한 재질로 형성될 수 있다.
제1 표시부(110) 및 제2 표시부(120)는 각각 포인팅 바(100)의 일 측 및 타 측에 서로 이격되어 형성된다. 구체적으로, 제1 표시부(110)는 포인팅 바(100)의 끝단부에 구형상으로 형성되고, 제2 표시부(120)는 포인팅 바(100)의 외주부 둘레를 따라 제1 표시부(110)보다 지름이 큰 고리형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 제1 표시부(110)는 구형으로 형성되고 제2 표시부(120)는 고리형으로 형성되었으나, 제1 표시부(110) 및 제2 표시부(120)의 형상이 이에 한정될 것은 아니다. 제1 표시부(110) 및 제2 표시부(120)는 필요에 따라 서로 동일한 형상으로 형성될 수도 있는 것이며, 본 발명의 실시예에서와 같이 서로 완전히 상이한 형상으로 형성되어도 무방하다. 제1 표시부(110) 및 제2 표시부(120)의 형상은 포인팅 바(100) 전체의 구조나 제1 표시부(110)와 제2 표시부(120) 상호간의 배치관계에 따라 그에 알맞게 적절히 변형될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서와 같이 제1 표시부(110)가 구형으로 형성되고 제2 표시부(120)가 고리형으로 형성되는 경우, 포인팅 바(100)의 정면에서 제1 표시부(110)와 제2 표시부(120)가 도 2에 도시된 바와 같이 동심원 형태로 서로 나란히 정렬될 수 있다. 따라서, 이러한 상태를 기준으로 하여 지시지점(P)이 바뀜에 따라 나타나는 제1 표시부(110) 및 제2 표시부(120) 상호간의 위치관계 변화를 더욱 용이하게 파악할 수 있다. 이에 대해서는 후술하여 좀 더 상세히 설명한다.
제1 표시부(110) 및 제2 표시부(120)는 발광체, 및 비발광체를 포함하는 다양한 재질로 형성될 수 있으나, 카메라(200)가 좀 더 용이하게 인식할 수 있는 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 제1 표시부(110) 및 제2 표시부(120)는 재질뿐만 아니라 그 색상이나 형상 등도 카메라(200)가 용이하게 인식할 수 있도록 다양하게 변화시킬 수 있으며, 이러한 색상 및 형상은 카메라(200)가 용이하게 인식할 수 있는 다양한 패턴으로 조합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 제1 표시부(110) 및 제2 표시부(120)가 카메라(200)가 인식할 수 있는 다양한 영역대의 파장 중 적어도 어느 하나의 파장을 방출 가능한 광원으로 형성된다. 이 때, 광원이라 함은 예를 들어, LED(Light Emitting Diode)와 같은 점 발광체, 전계발광현상(Electroluminescence)을 이용하는 선발광체 및 면발광체 등을 포함하는 스스로 발광하는 발광체나, 외부광의 자극에 의해 2차적으로 발광하는 형광체, 및 외부광을 카메라(200)를 향해 반사하는 반사체 중 적어도 어느 하나로 이루어진 것일 수 있다.
카메라(200)는 포인팅 바(100)로부터 이격되어 설치된다. 따라서, 포인팅 바(100)를 촬영하여 포인팅 바(100)에 형성된 제1 표시부(110) 및 제2 표시부(120)가 모두 나타난 영상을 용이하게 촬영할 수 있다. 카메라(200)는 하나 또는 하나 이상이 형성될 수 있으며, 바람직하게는 포인팅 바(100)의 정면에 위치할 수 있다. 카메라(200)는 도시된 바와 같이 디스플레이 패널(300)의 전면에 설치될 수 있으나, 필요한 경우 디스플레이 패널(300)과 서로 독립적으로 형성되어도 무방하다.
디스플레이 패널(300)은 포인팅 바(100)가 지시하는 지점의 위치를 시각적으로 표시하는 것으로, 다양한 종류의 영상을 화면으로 표시할 수 있는 것이다. 디스플레이 패널(300)은 기존에 사용되던 텔레비전이나, 컴퓨터 모니터와 같은 영상 단말기일 수 있으며, 지시지점(P)의 위치는 이러한 디스플레이 패널(300)의 화면상에서 점이나 면 또는 화살표와 같은 특정 형태로 다양하게 표시될 수 있다. 또한, 필요한 경우 지시지점(P)의 위치는 화면 내부에서 인식될 뿐 시각적으로 표현되지 않도록 할 수도 있다.
도 3을 참조하면, 포인팅 장치(1)의 각 구성부 상호간의 관계에 대해 좀 더 상세히 알 수 있다.
제1 표시부(110) 및 제2 표시부(120)는 포인팅 바(100)위에 형성되며 서로 이격되어 있다. 카메라(200)는 제1 표시부(110) 및 제2 표시부(120)가 형성된 포인팅 바(100)로부터 좀 더 멀리 떨어져 있으며, 제1 표시부(110) 및 제2 표시부(120)를 식별하여 제1 표시부(110)와 제2 표시부(120)가 모두 나타난 영상을 촬영한다. 이 때, 제1 표시부(110) 및 제2 표시부(120)로부터 전파된 빛이 카메라(200)에 전달된다.
카메라(200)는 영상처리부(210)를 거쳐 디스플레이 패널(300)과 연결된다. 영상처리부(210)는 카메라(200)가 촬영한 영상을 판독하여 제1 표시부(110) 또는 제2 표시부(120) 중 적어도 하나의 크기정보 및 제1 표시부(110)와 제2 표시부(120) 상호간의 위치관계를 나타내는 상대위치정보를 추출한다. 또한, 추출된 크기정보 및 상대위치정보로부터 기준지점과 제1 표시부(110) 사이 또는 기준지점과 제2 표시부(120) 사이를 연결하는 기준벡터, 및 제1 표시부(110)와 제2 표시부(120)를 연결하는 연장선이 기준벡터로부터 이격된 이격각을 연산하여, 포인팅 바(100)가 지시하는 지점의 위치값을 산출한다. 영상처리부(210)에서 산출된 위치값은 디스플레이 패널(300)에 전달되어 화면상에 표시된다.
기준벡터는 크기 및 방향을 가지고 제1 표시부(110) 또는 제2 표시부(120)의 위치를 나타내는 것으로, 기준지점과 제1 표시부(110) 사이 또는 기준지점과 제2 표시부(120)사이를 연결하는 직선으로 형성되어 제1 표시부(110) 또는 제2 표시부(120)의 위치를 공간상에서 유일하게 결정할 수 있다. 이 때, 기준지점은 기준벡터의 시점 또는 종점 중 어느 하나일 수 있으며, 예를 들어, 영상을 촬영하는 카메라(200)가 훌륭한 기준지점이 될 수 있다. 그러나 기준지점이 이로써 한정될 것은 아니며, 필요에 따라 다양한 방식으로 기준지점을 설정할 수 있다. 본 명세서 상에서는 카메라(200)를 기준지점으로 설정하여 설명하였다.
영상처리부(210)는 적어도 하나의 산식을 내장하고 있는 중앙처리장치 또는 이를 포함하는 컴퓨터 등으로 이루어질 수 있으며, 중앙처리장치가 포함된 회로형태로 컴팩트하게 구성되어 카메라(200) 또는 디스플레이 패널(300) 등에 장착될 수도 있다. 영상처리부(210)는 예를 들어, 카메라(200)가 촬영한 영상의 색상이나 명도, 채도를 조정/보정하여 제1 표시부(110) 및 제2 표시부(120)의 크기와 형상, 위치 등을 파악하는 영상분석알고리즘을 수행할 수 있다. 영상분석알고리즘은 프로그램의 형태로 제공되는 것일 수 있으며, 필요에 따라 추가되거나, 변경 또는 보강될 수 있다.
영상처리부(210)에서 산출된 위치값을 전달받은 디스플레이 패널(300)은 화면을 통해 포인팅 바(100)가 지시한 지점의 위치를 표시한다. 따라서, 전술한 바와 같이 사용자가 화면 내 지시위치를 직관적으로 파악하고 지시위치를 용이하게 변경할 수 있다.
도 4a 내지 도 6은 도 1의 포인팅 장치의 작동과정을 도시한 도면들이다.
이하, 도 4a 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 포인팅 장치(1)의 구체적인 작동과정에 대해 좀 더 상세히 설명한다.
포인팅 장치(1)는 포인팅 바(100)가 지시하는 지점의 위치값을 기준벡터(VR, VR1, VR2, VR3), 및 기준벡터로부터 이격된 이격각(θ, θ1, θ2, θ3, θ4)의 조합으로 표시하여, 최종적으로 제1 표시부(110)와 제2 표시부(120)를 연결하는 연장선상에 놓이는 포인팅벡터(VP)로서 산출한다. 기준벡터(VR, VR1, VR2, VR3)는 제1 표시부(110) 또는 제2 표시부(120) 중 적어도 하나의 크기정보로부터 결정되고, 이격각(θ, θ1, θ2, θ3, θ4)은 제1 표시부(110)와 제2 표시부(120)의 상대위치정보로부터 결정된다. 이하 각각에 대해 설명한다.
우선 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 도 4a에 도시된 바와 같이 포인팅 바(100)와 카메라(200) 사이의 거리(R1, R2, R3)가 변화할 때마다. 카메라(200)는 도 4b에 도시된 바와 같이 제1 표시부(110) 및 제2 표시부(120)의 크기가 변화하는 영상(I1, I2, I3)을 얻는다. 이 때, 각각의 영상(I1, I2, I3)을 판독함으로써 영상에 나타난 제1 표시부(110) 또는 제2 표시부(120)의 크기정보를 얻을 수 있다.
카메라(200)로부터 멀어질수록 제1 표시부(110) 또는 제2 표시부(120)의 크기는 작아지고(I2), 카메라(200)와 가까워질수록 제1 표시부(110) 또는 제2 표시부(120)의 크기는 커질 것이므로(I3), 그에 대응하여 카메라(200)와 제1 표시부(110) 사이의 거리(R2, R3) 및 카메라(200)와 제1 표시부(110) 사이를 연결하는 기준벡터(VR2, VR3)가 결정된다. 이는 크기정보를 영상분석알고리즘으로 연산하거나 미리 저장된 거리정보와 비교함으로써 얻어질 수 있다.
따라서, 크기가 다른 각각의 영상(I1, I2, I3)으로부터 그에 대응하는 거리(R1, R2, R3)를 나타내는 각각의 기준벡터(VR1, VR2, VR3)가 용이하게 결정된다.
본 발명의 일 실시예에 따라 기준벡터(VR1, VR2, VR3) 및 거리(R1, R2, R3)가 카메라(200)와 제1 표시부(110) 사이에서 결정되는 것으로 설명하였으나, 기준벡터(VR1, VR2, VR3) 및 거리(R1, R2, R3)는 카메라(200)와 제2 표시부(120)사이에서 결정되어도 무방하다.
이어서, 도 5a 및 도 5를 참조하면, 포인팅 바(100)는 카메라(200)로부터 특정거리(R)에 위치하되, 화면상의 특정지점을 지시하기 위해 다양한 방향으로 기울어질 수 있다. 이러한 상태는 또 5a에 도시된 바와 같이 기준벡터(VR)로부터 상, 하, 좌, 우를 포함하는 특정 방향으로 이격된 것으로 표현할 수 있다.
카메라(200)는 기울어진 포인팅 바(100)를 촬영하여 도 5b에 도시된 바와 같은 영상(Iup, Idown, Iright, Ileft)을 얻는다. 이 때, 제1 표시부(110)와 제2 표시부(120) 사이의 상대위치관계가 변화하며, 이는 제1 표시부(110)와 제2 표시부(120) 사이의 상대거리(d1, d2, d3, d4) 또는 상대거리벡터(Vd1, Vd2, Vd3, Vd4)로 측정될 수 있다. 즉, 제1 표시부(110)와 제2 표시부(120) 상호간의 위치관계를 나타내는 상대위치정보가 카메라(200)가 촬영한 영상으로부터 얻어진 상대거리(d1, d2, d3, d4) 또는 상대거리벡터(Vd1, Vd2, Vd3, Vd4)로 환원하여 얻어질 수 있는 것이다.
각각의 상대거리(d1, d2, d3, d4)의 크기는 도 5a 도시된 각각의 이격각(θ1, θ2, θ3, θ4)의 크기에 대응한다. 따라서, 상대거리(d1, d2, d3, d4)를 측정하여 제1 표시부(110)와 제2 표시부(120)를 연결하는 연장선 즉, 포인팅벡터(도 6의 VP 참조)가 기준벡터(VR)로부터 이격된 이격각(θ1, θ2, θ3, θ4)을 결정할 수 있다. 즉, 카메라(200)가 촬영한 제1 표시부(110) 및 제2 표시부(120)가 모두 나타난 영상(Iup, Idown, Iright, Ileft)으로부터, 상대거리(d1, d2, d3, d)로 측정된 상대위치정보를 파악하여, 기준벡터(VR)로부터 포인팅벡터(VP)가 이격된 이격각(θ1, θ2, θ3, θ4)을 결정할 수 있는 것이다. 이격각(θ1, θ2, θ3, θ4) 역시 전술한 영상분석알고리즘의 연산과정 및 미리 저장된 각도 정보와의 비교과정을 통해 얻어질 수 있다.
이와 같은 과정을 거쳐, 도 6에 도시된 바와 같이 카메라(200)와 제1 표시부(110) 사이의 거리(R)를 나타내는 기준벡터(VR), 및 기준벡터(VR)와 포인팅벡터(VP) 사이의 이격각(θ)을 얻고, 임의의 지시지점(P)을 지시하는 포인팅벡터(VP)의 형태로 위치값을 산출할 수 있는 것이다. 산출된 위치값은 포인팅 바(100)가 지시하는 방향에 따라 디스플레이 패널(300) 상에 즉각적으로 표시된다.
이 때, 포인팅벡터(VP)의 끝단부가 가리키는 위치좌표는 카메라(200)가 위치한 지점을 기준으로 디스플레이 패널(300)과 평행한 평면상의 한 점으로 표시될 수 있다. 이는 예를 들어, 영상처리부(210)에 카메라(200)와 디스플레이 패널(300)간의 거리, 디스플레이 패널(300)의 정렬상태 등에 관한 정보를 미리 입력하고, 전술한 영상분석알고리즘을 통해 보정하는 방식으로 구현될 수 있다. 이로써 화면상의 특정 위치를 직관적으로 용이하게 지시할 수 있다.
이하, 도 7 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 의한 포인팅 장치에 대해 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 포인팅 장치의 포인팅 바를 도시한 사시도 및 정면도이고, 도 8 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 의한 포인팅 장치의 작동과정을 도시한 도면들이다.
이하, 설명이 보다 간결하고 명확한 것이 되도록 전술한 실시예와 차이나는 부분을 중점적으로 하여 설명하되, 별도로 언급되지 않은 사항에 대한 설명은 전술한 설명사항으로 대신한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 포인팅 장치(도 10의 1-1 참조)는 포인팅 바(1-1)가 디스플레이 패널(도 10의 300 참조)을 조작 가능한 리모트 콘트롤러로 형성된다. 즉, 디스플레이 패널(300)이 텔레비전이나 모니터와 같은 영상 단말기로 형성되고, 이를 조작하는 데 사용되는 리모트 콘트롤러를 포인팅 바(100-1)로 사용하는 것이다. 따라서, 포인팅 바(100-1)로 화면 내 특정위치를 지시하는 포인팅 기능뿐만 아니라, 채널 전환기능과 같은 일반적인 화면 조작기능까지 통합하여 사용할 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 의한 포인팅 장치(1-1)는 제1 표시부(110)가 서로 이격된 둘 이상의 식별수단(110a, 110b)으로 이루어져 있어, 식별수단(110a, 110b) 사이의 이격거리를 제1 표시부(110)의 크기로 환원하여 측정할 수 있으며, 포인팅 바(100-1)에 끝단부로 개구된 홈부(130)가 형성되고 제1 표시부(110)는 홈부(130)의 외측에, 제2 표시부(120)는 홈부(130)의 내측에 배치되어, 전술한 상대위치정보가 홈부(130)를 통해서 노출되는 제2 표시부(120)의 노출량으로 측정될 수 있다.
이 때, 제1 표시부(110)의 크기는 전술한 바와 같이 원근에 따라 변화하는 물체의 부피, 면적, 길이나 간격 등을 모두 포함하는 개념으로 식별수단(110a, 110b) 사이의 이격거리는 카메라(200)로부터 멀어지거나 가까워짐에 따라 변화하는 제1 표시부(110)의 크기를 효과적으로 표시할 수 있다.
필요한 경우, 제1 표시부(110)뿐만 아니라, 제2 표시부(120) 역시 서로 이격된 식별수단으로 형성될 수 있다. 즉, 제1 표시부(110) 및 제2 표시부(120) 중 어느 하나, 또는 제1 표시부(110)와 제2 표시부(120) 모두가 서로 이격된 식별수단으로 형성될 수 있는 것이며, 이에 따라 제1 표시부(110)나 제2 표시부(120)의 크기가 식별수단 사이의 이격거리로 측정될 수 있는 것이다.
홈부(130)는 포인팅 바(100-1)의 끝단부로 개방된다. 도면상으로 사각형상의 홈부(130)가 도시되었으나, 홈부(130)의 형상이 이에 한정될 것은 아니며 내측에 수용공간이 마련될 수 있는 정형화되지 않은 다양한 형상으로 홈부(130)를 형성할 수 있다.
제1 표시부(110)는 홈부(130) 외측에 배치된다. 제1 표시부(110)는 서로 분리된 두 개의 식별수단(110a, 110b)으로 이루어져 홈부(130)를 사이에 두고 배치될 수 있다. 이 때, 식별수단(110a, 110b)은 전술한 바와 같이 발광체, 형광체, 반사체 중 적어도 어느 하나로 이루어진 광원으로 형성되는 것이 가능하며, 그 색상이나 형상 역시 다양하게 변형될 수 있다.
제2 표시부(120)는 제1 표시부(110)와 달리 홈부(130) 내측에 배치된다. 즉, 제1 표시부(110)와 제2 표시부(120)는 홈부(130)를 매개로 이격되어 각각 포인팅 바(100-1)의 서로 다른 지점에 형성되며, 이를 통해 제1 표시부(110)와 제2 표시부(120) 상호간의 위치관계 변화가 용이하게 파악되도록 하는 것이다. 제2 표시부(120)는 홈부(130)의 저면에 형성되어, 도시된 바와 같이 정면에서 볼 때 홈부(130) 내부를 완전히 채우고 있는 것으로 보일 수 있다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 의한 포인팅 장치의 작동과정을 도시한 도면들이다.
이하, 도 8 내지 도 10을 참조하여 포인팅 장치(1-1)의 작동과정에 대해 설명한다.
우선, 제1 표시부(110)의 크기는 도 8에 도시된 바와 같이 서로 이격된 식별수단(110a, 110b)간의 이격거리(l1, 12, l3)로 용이하게 측정될 수 있다. 즉, 기준이미지(I1)를 중심으로 축소되거나, 확대되는 포인팅 바(100-1)의 이미지(I2, I3)들로부터 그에 대응하여 축소되거나, 확대되는 이격거리(12, l3)가 용이하게 표시되는 것이다. 따라서, 제1 표시부(110)의 크기를 파악하고 이로부터 기준벡터(도 10의 VR) 및 카메라(도 10의 200 참조)와 제1 표시부(110) 사이의 거리(R)를 손쉽게 결정할 수 있다.
한편, 제1 표시부(110)와 제2 표시부(120) 상호간의 위치관계는 도 9에 도시된 바와 같이 홈부(130)를 통해 노출되는 제2 표시부(120)의 노출량으로 측정된다. 전술한 바와 같이 포인팅 바(100-1)는 카메라(200)로부터 특정거리(R)에 위치하되, 화면상의 특정지점을 지시하기 위해 다양한 방향으로 기울어질 수 있다. 이는 카메라(도 10의 200 참조)를 통해 도시된 바와 같은 영상(Iup, Idown, Iright, Ileft)으로 얻어진다.
이 때, 제1 표시부(110)와 제2 표시부(120) 사이의 상대위치관계가 홈부(130)를 매개로 변화한다. 따라서, 홈부(130)와 제2 표시부(120) 사이의 상대적인 위치변화가 촬영되어 도 9에 도시된 바와 같이 제2 표시부(120)의 노출량이 변화하는 것이다. 제2 표시부(120)의 노출영역은 도 9의 중앙부에 도시된 영상(I)을 기준으로 홈부(130)의 상, 하, 좌, 우를 포함하는 다양한 방향으로 형성될 수 있다.
이와 같이 제2 표시부(120)의 노출량을 파악하여 포인팅벡터(도 10의 VP 참조)가 기준벡터(도 10의 VR 참조)로부터 이격된 이격각(도 10의 θ 참조) 을 용이하게 결정할 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 의한 포인팅 장치(1-1) 역시 도 10에 도시된 바와 같이 카메라(200)와 제1 표시부(110) 사이의 거리(R)를 나타내는 기준벡터(VR), 및 기준벡터(VR)와 포인팅벡터(VP) 사이의 이격각(θ)을 얻고, 임의의 지시지점(P)을 지시하는 포인팅벡터(VP)의 형태로 위치값을 산출할 수 있는 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 포인팅 장치의 지시위치 산출방법을 도시한 순서도이다.
이하, 도 1 내지 도 11을 모두 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 포인팅 장치의 지시위치 산출방법에 대해 상세히 설명한다. 포인팅 장치(1)는 첫번째 실시예를 기준으로 하며, 필요한 경우 다른 실시예의 설명사항에 대해 별도로 언급하도록 한다.
포인팅 장치(1)로 특정 지점을 지시하기 위한 첫번째 단계로, 우선, 포인팅 바(100)를 촬영한다(S100). 포인팅 바(100)는 단수 또는 복수개의 카메라(200)로 촬영할 수 있으며, 각각의 카메라(200)는 디스플레이 패널(300)의 전면부와 같이 포인팅 바(100)를 촬영하기 유리한 지점에 배치될 수 있다.
카메라(200)가 포인팅 바(100)를 촬영하면 제1 표시부(110)와 제2 표시부(120)가 모두 나타난 영상을 얻는다(S200). 이러한 영상은 제1 표시부(110) 및 제2 표시부(120) 중 적어도 하나의 크기정보와, 제1 표시부(110) 및 제2 표시부 상호간의 위치관계를 나타내는 상대위치정보를 포함하고 있다.
따라서, 영상촬영 후 촬영된 영상으로부터 크기정보 및 상대위치정보를 획득한다(S300). 크기정보는 제1 표시부(110)의 크기를 직접 측정하거나, 제1 표시부(110)를 서로 이격된 식별수단(110a, 110b)으로 구성하여 식별수단(110a, 110b)간의 이격거리로부터 측정될 수 있으며, 상대위치정보는 제1 표시부(110)와 제2 표시부(120) 사이의 상대거리로 측정되거나, 제2 표시부(120)의 노출량으로 측정될 수 있다.
이와 같이 획득한 크기정보와 상대위치정보를 영상처리부(210)가 분석하여 기준벡터(VR), 및 제1 표시부(110)와 제2 표시부(120)를 연결하는 연장선이 기준벡터(VR)로부터 이격된 이격각을 결정한다(S400).
이를 통해, 포인팅 장치(1)의 지시위치는 최종적으로 포인팅벡터(VP)의 형태로 산출된다. 즉, 포인팅벡터(VP)는 제1 표시부(110)와 제2 표시부(120)를 연결하는 연장선상에 형성되는 것이며, 포인팅 바(100)의 끝단부가 향하는 방향과도 일치하여, 사용자가 직관적으로 지시하는 방향으로 자연스럽게 형성되는 것이다.
포인팅벡터(VP)의 형태로 산출된 위치값은 디스플레이 패널(300) 등에 전달되어 인지 가능하게 표시된다. 이러한 방법을 통해 포인팅 장치(1)로 화면상의 원하는 지점을 직관적으로 용이하게 지시할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서도 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1, 1-1: 포인팅 장치 100, 100-1: 포인팅 바
110: 제1 표시부 110a, 110b: 식별수단
120: 제2 표시부 130: 홈부
200: 카메라 210: 영상처리부
300: 디스플레이 패널
R, R1, R2, R3: 카메라와 제1 표시부 사이의 거리
VR, VR1, VR2, VR3: 기준벡터
d1, d2, d3, d4: 제1 표시부와 제2 표시부 사이의 상대거리
Vd1, Vd2, Vd3, Vd4: 상대거리벡터
θ, θ1, θ2, θ3, θ4: 기준벡터와 포인팅벡터 사이의 이격각
l1, 12, l3: 식별수단 사이의 이격거리
I, I1, I2, I3, Iup, Idown, Iright, Ileft: 영상
P: 지시지점 VP: 포인팅벡터

Claims (16)

  1. 포인팅 바;
    상기 포인팅 바의 일 지점에 형성되는 제1 표시부;
    상기 포인팅 바의 타 지점에 형성되는 제2 표시부; 및
    상기 포인팅 바와 이격되고 상기 포인팅 바를 촬영하여 상기 제1 표시부와 상기 제2 표시부가 모두 나타난 영상을 획득하는 적어도 하나의 카메라를 포함하며,
    상기 영상으로부터 상기 제1 표시부와 상기 제2 표시부 중 적어도 하나의 크기정보, 및
    상기 제1 표시부와 상기 제2 표시부 상호간의 위치관계를 나타내는 상대위치정보를 취득하고,
    상기 크기정보로부터 기준지점과 상기 제1 표시부 사이 또는 기준지점과 상기 제2 표시부 사이를 연결하는 기준벡터를 결정하고,
    상기 상대위치정보로부터 상기 제1 표시부와 상기 제2 표시부를 연결하는 연장선이 상기 기준벡터로부터 이격된 각도를 결정하여, 상기 포인팅 바가 지시하는 지점의 위치값을 산출하는 포인팅 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 상대위치정보가 상기 제1 표시부와 상기 제2 표시부 사이의 상대거리로 측정되는 포인팅 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 표시부는 상기 포인팅 바의 끝단부에 형성되고,
    상기 제2 표시부는 상기 포인팅 바의 외주부 둘레에 형성되는 포인팅 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제2 표시부는 상기 제1 표시부의 지름보다 큰 지름을 갖는 고리형상인 포인팅 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 표시부 및 상기 제2 표시부 중 적어도 하나는 서로 이격된 둘 이상의 식별수단으로 이루어지고,
    상기 제1 표시부 또는 상기 제2 표시부의 크기가 상기 식별수단 사이의 이격거리로 측정되는 포인팅 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 상대위치정보가 상기 제1 표시부 및 상기 제2 표시부 중 적어도 하나의 형상변화로 측정되는 포인팅 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 포인팅 바의 끝단부로 개구된 홈부를 더 포함하고,
    상기 제1 표시부는 상기 홈부의 외부에, 상기 제2 표시부는 상기 홈부의 내부에 형성되며,
    상기 상대위치정보가 상기 홈부를 통해 노출되는 상기 제2 표시부의 노출량으로 측정되는 포인팅 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 표시부 및 상기 제2 표시부는 상기 카메라가 인식 가능한 파장의 빛을 상기 카메라에 전파하는 광원인 포인팅 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 광원은 스스로 발광하는 발광체, 외부광의 자극에 의해 발광되는 형광체, 및 외부광을 반사하는 반사체 중 적어도 어느 하나로 이루어진 것인 포인팅 장치.
  11. 제 1항, 및 제 3항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 포인팅 바가 지시하는 지점의 위치를 표시하는 디스플레이 패널을 더 포함하는 포인팅 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 포인팅 바는 상기 디스플레이 패널을 조작 가능한 리모트 콘트롤러인 포인팅 장치.
  13. 적어도 하나의 카메라가 포인팅 바를 촬영하는 단계;
    상기 카메라가 상기 포인팅 바의 서로 다른 지점에 형성된 제1 표시부와 제2 표시부가 모두 나타난 영상을 얻는 단계;
    상기 영상을 판독하여 상기 제1 표시부와 상기 제2 표시부 중 어느 하나의 크기정보를 얻는 단계;
    상기 영상을 판독하여 상기 제1 표시부와 상기 제2 표시부 상호간의 위치관계를 나타내는 상대위치정보를 얻는 단계; 및
    상기 크기정보로부터 기준지점과 상기 제1 표시부 사이 또는 기준지점과 상기 제2 표시부 사이를 연결하는 기준벡터를 결정하고,
    상기 상대위치정보로부터 상기 제1 표시부와 상기 제2 표시부를 연결하는 연장선이 상기 기준벡터로부터 이격된 각도를 결정하여, 상기 포인팅 바가 지시하는 지점의 위치값을 산출하는 단계를 포함하는 포인팅 장치의 지시위치 산출방법.
  14. 삭제
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 상대위치정보가 상기 제1 표시부와 상기 제2 표시부 사이의 상대거리로 측정되는 포인팅 장치의 지시위치 산출방법.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 상대위치정보가 상기 제1 표시부 및 상기 제2 표시부 중 적어도 하나의 형상 변화로 측정되는 포인팅 장치의 지시위치 산출방법.
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