KR101565451B1 - 동기식 레이저 포인트 전자 화이트 보드 시스템 - Google Patents

동기식 레이저 포인트 전자 화이트 보드 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 동기식 레이저 포인트 전자 화이트 보드 시스템은 신호 수신 장치 내에 전면적인 셔터가 있는 화상 센서가 포함되어 레이저 포인트가 펄스 발광한다. 또한 동기 신호 발사기 및 동기 신호 수신기를 장착하여 동기 신호를 통하여 레이저 포인트의 펄스 발광과 화상 센서의 노출 시간을 중합시켰으며, 또한 신호 수신 장치 내에 동기 수신 신호 발사기를 설치하고 레이저 포인트 내에 동기 신호 수신기를 설치하여 두 가지 방안으로 발광 펄스 시간과 노출 시간을 중합시킴으로서 본 발명의 목적에 도달시킨다. 본 발명의 방안을 이용하면 레이저 포인트의 파워 소모를 유효하게 감소키고, 또한 시스템의 신호 대 잡음 비율을 유효하게 상승시킨다.

Description

동기식 레이저 포인트 전자 화이트 보드 시스템{SYNCHRONOUS LIGHT PEN ELECTRONIC WHITEBOARD SYSTEM}
본 발명은 일종의 전자 화이트 보드 시스템에 관련된 것이며, 특히 광학 화상 기술을 적용한 동기식 레이저 포인트 전자 화이트 보드 시스템에 관련된 것이다.
광학 영상 기술을 적용한 전자 화이트 보드 시스템이 구현하는 것은 레이저 포인트의 위치 추적이다. 특허번호는 ZL011080477, 발명 특허 공개 번호는CN1305143A이며, 발명의 명칭이 "컴퓨터 좌표와 제어 정보 입력에 사용하는 시스템 및 방법"이라는 중국 발명 특허 중에 상세하게 서술되어 있다. 그 작동원리는, 레이저 포인트에서 발생된 광 포인트로 목표점의 위치를 표시하고, 촬영 장치를 인입하여 실시간으로 화상을 채집하며, 신호 처리 회로를 이용하여 실시간으로 화상신호를 분석하여 광 포인트의 위치 정보를 추출하고, 접속 회로와 관련 소프트웨어를 통해서 컴퓨터에 입력시킨다. 좌표 교정 계산법을 이용하여 좌표 교정을 진행하여 광 커서의 위치로 하여금 레이저 포인트의 물리적 위치를 추적하게 한다. 비교적 높은 신호대 소음 비율을 구현하여, 작업의 신뢰도를 높였으며. 기존 기술은 일반적으로 1개의 대역통과 광학 필터를 사용하여, 레이저 포인트의 스펙트럼 에너지를 최대한 투과시키는 데 사용해서, 환경 광 에너지를 최대한 여과하고 제거하게 하거나, 대량의 발광 파워를 증가시켜 신호대 소음 비율을 상승시키는 것이다. 그러나 오직 필터 방식으로 효과에 도달하는 데는 한계가 있으며, 일정한 레이저 포인트 밝기의 상황하에서는 만약 환경 빛이 비교적 강하면 쉽게 광 간섭 현상이 발생하게 되며, 또한 발광 파워를 과도하게 제고시키면, 배터리가 너무 빨리 소모된다. 그러므로 신호대 잡음 비율을 더욱 높일 수 있는 고효율적인 방법을 찾아낼 필요가 있다.
본 발명의 목적은 발광 파워를 증가시키지 않는 조건하에서 시스템 신호대 잡음 비율을 더욱 높이는 동기식 레이저 포인트 전자 화이트 보드 시스템에 관한 것이다.
상기 목적을 실현하기 위하여, 본 발명의 동기식 레이저 포인트 전자 화이트 보드 시스템은 신호 수신 장치중에 전면적인 셔터를 갖추고 있는 화상 센서를 장착하여, 레이저 포인트의 펄스 발광하게 하였고, 또한 동기 신호 발사기와 동기 신호 수신기를 장착하여, 동기 신호를 통하여 레이저 포인트의 펄스 발광과 화상 센서의 광선노출 시간을 서로 중합시켜서 신호 대 잡음 비율을 제고시키는 목적에 도달한다.
그 구체적인 기술방안은 두 가지가 있다. 한가지 방안: 일종의 동기식 레이저 포인트 전자 화이트 보드 시스템으로, 신호 수신 장치와 레이저 포인트를 포함하며, 신호 수신 장치는 주로 수신 처리 회로와 이것과 연결된 카메라로 구성되었으며, 레이저 포인트는 주로 레이저 포인트 발광기 부품 및 레이저 포인터 회로로 구성되었다. 그 특징은, 상술한 신호 수신 장치 중에 하나의 동기 신호 수신기가 내장되어 상기 수신 처리 회로와 연결되며, 또한 상술한 카메라 내의 화상 센서는 전체 노출이 가능한 화상 센서로서, 상술한 레이저 포인트 중에는 하나의 관련 동기 신호 발사기가 있으며, 레이저 포인트는 펄스 형식으로 발광한다. 다른 하나의 방안은: 일종의 동기식 레이저 포인트 전자 화이트 보드 시스템으로, 신호 수신 장치와 레이저 포인트가 포함되며, 신호 수신 장치는 주로 수신 처리 회로와 이것과 연결된 카메라로 구성되어 있고, 레이저 포인트는 주로 헤드 발광기 부품 및 레이저 포인트 회로로 구성되어 있다. 그 특징은, 상술한 카메라 내의 화상 센서는 전체적인 노출이 가능한 화상 센서이며, 상술한 레이저 포인트에는 하나의 관련 동기 신호 발사기가 상술한 수신 처리 회로에 연결되어 있으며, 상기 레이저 포인트에는 하나의 관련 동기 신호 수신기가 있으며, 레이저 포인트는 펄스 형식으로 발광한다.
상술한 두 가지 방안 중에서 동기 신호를 사용하여 화면 감지기의 광선 노출시간과 레이저 포인트의 펄스 발광 시간을 서로 중합시킨다. 이렇게 하면, 가령 각 픽셀의 노출 시간이 T-shut이고, 화면 채집 주기는 T이고, 환경 광선의 유효 강도는 Ie라고 가정할 경우, 본 발명 중의 시스템의 신호 대 잡음비는 (T-shut*Ip)/(T-shut*Ie)=Ip/Ie이며, 레이저 포인트의 평균 파워 소모는 a*Ip*T-shut인데. 그 중 a는 고정 계수이며 Ip는 레이저 포인트 펄스 시간 내의 평균 발광 강도이다. 또한 기존 기술 중에서 레이저 포인트의 지속 발광 강도를 Is로 하는 경우, 신호 대 잡음비는 (T-shut*Is)/(T-shut*Ie)=Is/Ie이며, 레이저 포인트의 평균 파워 소모는 a*Is*T이다. 상술한 계산식에 근거하여, 만약 Ip=Is, T-shut=T/4인 경우, 본 발명과 기존 기술의 신호 대 잡음 비율은 같지만 레이저 포인트 파워 소모는 25% 가 감소한다. 즉 신호 대 잡음 비율이 변하지 않는 상황에서 본 발명의 시스템 하에서 레이저 포인트 파워 소모는 대폭적으로 감소되고, 이에 따라 전원 공급시간을 연장시킨다. 만약 본 발명 중의 레이저 포인트 발광 펄스 기간의 발광 파워가 1배 증가 하려면, 즉 Ip=Is*2이고, T-shut=T/4일 경우에도 본 발명의 시스템 중에서 신호 대 잡음 비율을 1배 상승시킬 수 있으며 레이저 포인트의 평균 파워 소모를 50%로 감소시킨다. 즉 파라미터를 적당히 설정하면 신호 대 잡음 비율을 높이고 레이저 포인트의 파워 소모를 감소시킬 수 있다. 만약 회로의 이득을 높이는 전제하에서 광선 노출 시간을 더 감소시키면 신호 대 잡음 비율을 더욱 높이고 레이저 포인트의 평균 파워 소모를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 방안을 적용하면, 레이저 포인트의 파워 소모를 유효하게 감소시키며 전원 공급 시간을 연장시킬 수도 있으며, 또한 시스템의 신호 대 잡음 비율을 높여 제품의 사용 효과를 유효하게 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예의 동기식 레이저 포인트 전자 화이트 보드 시스템 중의 레이저 포인트 구성 제시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예 중 신호 수신 장치의 구성 제시도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예의 동기식 레이저 포인트 전자 화이트 보드 시스템 중의 레이저 포인트 구성 제시도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예 중 신호 수신 장치의 구성 제시도이다.
이하 첨부 도면과 실시예를 결합하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1과 도 2는 본 발명의 동기식 레이저 포인트 전자 화이트 보드 시스템의 구체적인 실시예의 구성 제시도이다. 헤드 발광부품(1)은 하나의 적외선 관(管)으로 레이저 포인트의 헤드 부분에 위치하며 레이저 포인트 회로(2)와 연결되었으며, 케이스(3) 내에 위치한다. 이것은 기존 기술에서의 통상적인 설치이다. 레이저 포인트 회로(2)는 하나의 통상적인 마이크로칩이 핵심이 되어 구성된 회로이며, 마이크로칩의 제어하에서, 레이저 포인트가 발광할 때, 발광 펄스의 폭은 약 5ms, 펄스 주기는 약 20ms이다. 동시에 각 펄스는 38KHs의 반송파로 설정된다. 동기 신호 수신기(4)는 하나의 보통 적외선 리모컨용 38KHs 적외선 수신 모듈이며, 이것은 수신처리 회로(6)에 연결된다. 레이저 포인터 발광 펄스가 도달했을 때, 38KHs 반송파 작용으로 인해, 상술한 적외선 수신 모듈에서 신호 출력이 발생한다. 카메라(5)는 하나의 전면적인 셔터 기능이 있는 CMOS 화상 센서 MT9V034와 렌즈, 필터 등으로 구성되며, 화상 센서 MT9V034는 Slave 모드에서 작동하며, 수신 처리 회로(6)의 제어를 통하여, 화상 센서는 반송파 신호를 수신할 때만 노출시키게 한다.이렇게 하여 레이저 포인터의 발광과 카메라의 광선 노출을 동기화한다.
본 실시예 중에서, 노출 주기는 20ms이며, 발광 펄스 폭은 5ms이며, 펄스 내의 발광 강도는 기존 레이저 포인트 강도의 2배일 경우, 레이저 포인트의 평균 전기 소모량은 약 기존 레이저 포인트의 1/2이며, 시스템의 신호 대 잡음 비율(Signal to Noise Ratio)은 1배 상승된다. 즉 레이저 포인트의 전기 소모는 50% 감소되는 동시에 시스템의 신호 대 잡음 비율은 100% 상승하여, 시스템의 작업 효과를 유효하게 개선하였다.
상술한 실시예 중에서, 헤드 발광부품(1)을 이용하여 적외선 반송파 발사를 진행하며, 헤드 발광기는 동시에 동기 신호 발사기이어서, 하드웨어를 간소화하고, 유효하고 실용성이 있다. 그러나 만약 펄스 헤드가 발광하는 것이 비 적외선인 경우라면, 독립된 적외선 발사관이 동기 신호 발사기로 해야 한다. 또한 RF 발사 모듈과 RF 수신 모듈을 적용하여 동기 신호의 발사 수신을 진행할 수도 있다.
본 발명의 제2 실시예에서, 동기 신호는 신호 수신기 장치 중에 있는 동기 신호 발사기(7)로부터 발송되며, 레이저 포인트 중에는 이와 대응하는 동기 신호 수신기(4)가 있으며, 같은 방법으로 레이저 포인트 발광과 카메라의 광선 노출의 동기를 구현하여, 본 발명의 목적에 도달한다. 이러한 방법의 장점은 동기 신호가 여러개 레이저 포인트에서 수신할 수 있기 때문에, 합리적인 프로그램으로 설계해서 여러 개 레이저 포인트의 협동 작업을 구현한다. 도 3과 도 4에 표시한 것과 같다.
비록 본 발명은 바람직한 실시예로 상기와 같이 공개하였지만, 구체적인 실시예와 첨부도면은 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니며, 본 기술을 숙지한 기술자들은 누구든지 본 발명의 사상과 범위를 이탈하지 않는 범위 내에서 여러가지 변형 또는 개량을 진행할 수 있다. 그러나 이러한 것도 여전히 본 발명의 보호 범위 내에서 이루어져야 한다. 그러므로 본 발명의 보호 범위는 반드시 본 신청중의 청구범위에 한정된 것을 기준으로 한다.
1: 헤드 발광부품
2: 레이저 포인트 회로
3: 케이스
4: 동기 신호 수신기
5: 카메라
6: 수신 처리 회로
7: 동기 신호 발사기

Claims (7)

  1. 일종의 동기식 레이저 포인트 전자 화이트 보드 시스템으로서,
    신호 수신 장치와 레이저 포인트를 포함하며,
    상기 신호 수신 장치는 수신 처리 회로 및 이것과 연결된 카메라를 포함하여 구성되고, 상기 레이저 포인트는 헤드 발광기 부품 및 레이저 포인트 회로를 포함하여 구성되며,
    상기 신호 수신 장치 중에는 하나의 동기 신호 수신기가 내장되어 상기 수신 처리 회로와 연결되고, 또한 상기 카메라 내의 화상 센서는 전체 노출이 가능한 화상 센서이며, 상기 레이저 포인트 내에는 상기 동기 신호 수신기에 대응되는 하나의 동기 신호 발사기가 있으며, 상기 레이저 포인트는 펄스 형식으로 발광하는,
    동기식 레이저 포인트 전자 화이트 보드 시스템.
  2. 청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    상기 동기 신호 발사기는 하나의 적외선 발사관(發射管)이며, 상기 동기 신호 수신기는 하나의 적외선 수신 모듈인, 동기식 레이저 포인트 전자 화이트 보드 시스템.
  3. 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    모든 동기 신호 발사기는 하나의 RF 발사 모듈이며, 상기 동기 신호 수신기는 하나의 RF 수신 모듈인, 동기식 레이저 포인트 전자 화이트 보드 시스템.
  4. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제2항에 있어서,
    상기 동기 신호 발사기 부품과 헤드 발사기 부품은 동일한 적외선 발사관인, 동기식 레이저 포인트 전자 화이트 보드 시스템.
  5. 일종의 동기 레이저 포인트 전자 화이트 보드 시스템으로서,
    신호 수신 장치 및 레이저 포인트를 포함하며,
    상기 신호 수신 장치는 수신 처리 회로, 카메라 및 동기 신호 발사기를 포함하여 구성되고, 상기 레이저 포인트는 헤드 발광기 부품 및 레이저 포인트 회로를 포함하여 구성되며, 상기 카메라와 상기 동기 신호 발사기는 모두 상기 수신 처리 회로에 연결되고,
    상기 카메라 내의 화상 센서는 전체 노출이 가능한 화상 센서이며, 상기 레이저 포인트 중에는 하나의 동기 신호 발사기가 상기 수신 처리 회로에 연결되어 있고, 또한 상기 레이저 포인트 내에는 상기 동기 신호 발사기에 대응되는 하나의 동기 신호 수신기가 있으며, 상기 레이저 포인트는 펄스 형식으로 발광하는,
    동기식 레이저 포인트 전자 화이트 보드 시스템.
  6. 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제5항에 있어서,
    상기 동기 신호 발사기는 하나의 적외선 발사관이며 상기 동기 신호 수신기는 하나의 적외선 수신 모듈인, 동기식 레이저 포인트 전자 화이트 보드 시스템.
  7. 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제5항에 있어서,
    상기 동기 신호 발사기는 하나의 RF 발사 모듈이며 상기 동기 신호 수신기는 하나의 RF 수신 모듈인, 동기식 레이저 포인트 전자 화이트 보드 시스템.
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