KR101690269B1 - 전자보드용 객체 위치 검출 장치 - Google Patents

Abstract

전자보드용 객체 위치 검출 장치가 개시된다. 이 장치는 레이저 광을 조사하는 레이저 광원을 포함하는 광 조사 모듈, 전자보드 상에 위치한 객체에 의해 반사된 레이저 광을 통과시키는 슬릿, 및 슬릿을 통과한 광이 맺히는 이미지센서를 포함하는 광 검출 모듈, 및 광 조사부와 광 검출부의 위치 차이와 광이 맺힌 화소 정보에 근거하여 객체의 위치를 산출하는 프로세서를 포함한다.

Description

전자보드용 객체 위치 검출 장치{Detection apparatus of object position for electronic board}

전자보드, 특히 전자보드 상에서 객체의 위치를 검출하는 기술이 개시된다.

국내공개특허공보 제10-2012-0067064호에는 전자보드에 대해 개시되어 있다. 이 공보에 따른 전자보드은 음파-전압 변환부와 연산부를 포함한다. 음파-전압 변환부는 관심 영역을 향해 초음파를 발생시키며, 관심 영역에서 반사된 초음파를 수음하여 해당하는 전압 레벨로 변환한다. 그리고 연산부는 음파-전압 변환부에 의해 변환된 전압 레벨에 따라 초음파가 반사된 위치를 연산한다.

본 발명은 단일의 레이저 광원을 이용하여 전자보드 상의 객체 위치를 검출할 수 있는 기술적 방안을 제공함을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 전자보드 상의 다중 객체를 동시에 검출할 수 있는 기술적 방안을 제공함을 목적으로 한다.

일 양상에 따른 전자보드용 객체 위치 검출 장치는 레이저 광을 조사하는 레이저 광원을 포함하는 광 조사 모듈, 전자보드 상에 위치한 객체에 의해 반사된 레이저 광을 통과시키는 슬릿, 및 슬릿을 통과한 광이 맺히는 이미지센서를 포함하는 광 검출 모듈, 및 광 조사부와 광 검출부의 위치 차이와 광이 맺힌 화소 정보에 근거하여 객체의 위치를 산출하는 프로세서를 포함한다.

일 양상에 따르면, 광 조사 모듈은 레이저 광원에 의해 조사된 광을 반사하는 회전 거울을 더 포함한다.

다중 객체의 검출을 위해 광 조사 모듈과 광 검출 모듈은 복수이되, 각각이 서로 다른 위치에 배치된다.

일 양상에 따르면, 복수의 광 조사 모듈은 서로 상이한 파장의 레이저 광을 조사하거나 서로 상이한 시점에 레이저 광을 조사한다.

본 발명에 따른 전자보드용 객체 위치 검출 장치는 단일의 레이저 광원을 이용하여 전자보드 상의 객체 위치를 검출할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 전자보드용 객체 위치 검출 장치는 전자보드 상에 단일 객체가 존재하는 경우뿐만 아니라 다중 객체가 존재하는 경우에도 그 객체들의 위치를 검출할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 전자보드용 객체 위치 검출 장치의 구성도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 객체 위치 검출 방식을 설명하기 위한 참조도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 다중 객체 검출을 위한 광 모듈 배치 예시도이다.

전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 일 실시예에 따른 전자보드용 객체 위치 검출 장치의 구성도이며, 도 2는 일 실시예에 따른 객체 위치 검출 방식을 설명하기 위한 참조도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전자보드용 객체 위치 검출 장치는 광 모듈(100)과 프로세서(200)를 포함한다. 광 모듈(100)은 전자보드 상의 객체 위치를 광학적으로 검출하기 위한 구성이다. 여기서 객체는 사용자의 손가락을 예로 들 수 있다. 광 모듈(100)은 전자보드 상으로 레이저 광을 조사하고 객체에 의해 반사된 광을 수신한다. 이를 위해, 광 모듈(100)은 전자보드의 테두리측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 전자보드의 코너에 배치된다. 후술하겠지만, 광 모듈(100)은 하나일 수도 있고 둘 이상일 수도 있다. 광 모듈(100)이 하나만 있어도 객체 혹은 객체들을 검출할 수 있으나, 객체들일 경우 한 객체가 다른 객체에 의해 가려지는 경우에는 하나의 광 모듈(100)만으로는 객체들을 검출할 수 없다. 따라서 광 모듈(100)은 복수일 수 있으며, 객체의 가리워짐을 고려하여 서로 다른 위치에 적절하게 배치될 수 있다.

광 모듈(100)은 광 조사 모듈(110)과 광 검출 모듈(120)을 포함한다. 광 조사 모듈(110)과 광 검출 모듈(120)은 단일의 모듈로 구성될 수도 있고, 별도의 모듈로 구성될 수도 있다. 별도의 모듈로 구성될 경우, 광 조사 모듈(110)과 광 검출 모듈(120)은 떨어져 배치될 수 있다. 그리고 광 조사 모듈(110)의 수와 광 검출 모듈(120)의 수는 일치할 수도 있고 일치하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 광 조사 모듈(110)은 하나더라도 광 검출 모듈(120)은 서로 다른 위치에 둘 이상이 배치될 수도 있다. 그리고 광 모듈(100)이 복수일 경우에는 광 조사 모듈(110)은 복수이고 광 검출 모듈(120)은 광 조사 모듈(110)보다 그 수가 적을 수도 있고 많을 수도 있다. 즉, 단일 객체 검출을 위해서는 광 조사 모듈(110)은 하나면 되고 다중 객체 검출을 위해서는 광 조사 모듈(110)은 복수여야 하며, 광 검출 모듈(120)은 그 수가 적절히 정해질 수 있다.

광 조사 모듈(110)은 레이저 광원(111)을 포함한다. 레이저 광원(111)은 전자보드 상으로 레이저 광을 조사하는 점광원이다. 나아가, 광 조사 모듈(110)은 회전 거울(112)을 더 포함할 수 있다. 회전 거울(112)은 모터(113)에 의해 회전되며, 회전에 따라 레이저 광원(111)에서 조사된 레이저 광을 전자보드 상의 서로 다른 방향으로 반사시킨다. 따라서, 점광원으로도 전자보드 상의 모든 방향으로 레이저 광이 조사된다. 광 검출 모듈(120)은 슬릿(121)과 이미지센서(122)를 포함한다. 슬릿(121)은 레이저 광을 통과시키기 위한 좁은 틈새를 가지며, 이미지센서(122)의 앞쪽에 배치된다. 광 조사 모듈(110)에서 조사되어 객체(300)에 의해 반사된 각에 따라 그 반사된 레이저 광은 슬릿(121)을 통과하게 된다. 그리고 이미지센서(122)는 CCD(charge coupled deivce)일 수 있으며, 슬릿(121)을 통과한 레이저 광을 렌즈를 통해 받아들여 전기신호로 변환하는 센서이다.

프로세서(200)는 전자보드용 객체 위치 검출 장치를 전반적으로 제어하는 제어 유닛이다. 프로세서(200)는 광 조사 모듈(110)의 광 조사 제어는 물론 모터(113)를 제어하여 회전 거울(112)을 회전시킬 수 있다. 또한, 프로세서(200)는 이미지센서(122)의 노출 시간을 제어할 수도 있다. 프로세서(200)는 레이저 광원(111)과 이미지센서(122)의 위치차이를 이용하여 삼각법으로 객체의 위치를 산출한다. 이에 대해, 도 2를 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 레이저 광원(111)과 슬릿(121) 및 이미지센서(122)는 그 위치좌표값이 정해져 있다. 따라서, 이로부터 레이저 광원(111)과 이미지센서(122) 간의 거리 d와, 이미지센서(122)와 슬릿(121) 간의 거리 s를 알 수 있다. 그리고 객체(300)에 반사된 레이저 광이 슬릿(121)을 통과하면 이미지센서(122)의 화소에 맺히게 되는데, 레이저 광이 맺힌 화소를 알 수 있는바 이미지센서(122)의 센터 위치와 레이저 광이 맺힌 화소 간의 거리 p도 알 수 있다. 이로부터 이미지센서(122)와 슬릿(121)의 센터 축과 레이저 광이 이루는 각 α를 구할 수 있으며, α=β=γ를 파악할 수 있다. 그리고 레이저 광원(111)은 점광원이며 전자보드로의 조사 방향각을 알 수 있는바, 조사 방향각과 위의 값들로부터 객체의 위치를 삼각법을 통해 산출해낼 수 있다.

도 3은 일 실시예에 따른 다중 객체 검출을 위한 광 모듈 배치 예시도이다. 다중 객체, 예를 들어 사용자의 멀티 터치를 검출하기 위해 복수의 광 모듈들(101, 102, 103, 104)이 배치될 수 있다. 도 3에는 전자보드의 각 코너에 제 1 광 모듈(101)과 제 2 광 모듈(102)과 제 3 광 모듈(103) 및 제 4 광 모듈(104)이 배치되어 있음이 예시되어 있다. 도 3에서 복수의 광 모듈은 광 조사 모듈만일 수도 있으며, 광 조사 모듈과 광 검출 모듈이 일체화된 모듈일 수도 있다. 전자의 경우, 도 3에 도시되어 있지는 않으나 복수의 광 검출 모듈들이 서로 다른 위치에 배치된다. 도 3으로부터 확인되듯이, 제 3 광 모듈(103)의 레이저 광의 경우에는 제 1 객체(310)에서 반사되는 것이 가능하나, 제 2 객체(320)에서는 반사될 수가 없다. 제 1 객체(310)에 의해 가려지기 때문이다. 이 경우, 제 2 객체(320)를 검출하기 위해서는 제 1 광 모듈(101)이나 제 2 광 모듈(102) 또는 제 4 광 모듈(104)을 이용하여야 한다. 그리고 복수의 광 조사 모듈들은 서로 상이한 파장의 레이저 광을 조사하거나 서로 다른 시점에 레이저 광을 조사한다. 그리고 이에 맞춰 대응되는 광 검출 모듈만이 프로세서(200)의 제어에 의해 활성화될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(200)는 이미지센서의 노출 시간을 대응되는 광 조사 모듈의 레이저 광 조사에 맞춰 제어할 수 있다. 즉, 멀티 터치 검출을 위해 주파수 동기화 또는 시간 동기화를 하는 것이다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 광 모듈 110 : 광 조사 모듈
111 : 레이저 광원 112 : 회전 거울
113 : 모터 120 : 광 검출 모듈
121 : 슬릿 122 : 이미지센서
200 : 프로세서

Claims (5)

1. 레이저 광을 조사하는 레이저 광원, 및
   조사된 광을 반사하는 회전거울을 포함하는 적어도 하나의 광 조사 모듈;
   전자보드 상에 위치한 객체에 의해 반사된 레이저 광을 통과시키는 슬릿, 및 슬릿을 통과한 광이 맺히는 이미지센서를 포함하는 적어도 하나의 광 검출 모듈; 및
   광 조사 모듈과 광 검출 모듈의 위치 차이와 광이 맺힌 화소 정보에 근거하여 객체의 위치를 산출하는 프로세서;를 포함하되,
   상기 프로세서는
   레이저 광원과 이미지센서 간의 거리, 이미지 센서와 이미지 슬릿 간의 거리 및 이미지센서의 센터 위치와 레이저 광이 맺힌 화소 간의 거리를 포함하는 정보에 근거하여 객체의 위치를 산출하는 전자보드용 객체 위치 검출 장치.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   다중 객체의 검출을 위해 광 조사 모듈과 광 검출 모듈은 복수이되, 각각이 서로 다른 위치에 배치된 전자보드용 객체 위치 검출 장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   복수의 광 조사 모듈은 서로 상이한 파장의 레이저 광을 조사하는 전자보드용 객체 위치 검출 장치.
   
5. 제 3 항에 있어서,
   복수의 광 조사 모듈은 서로 상이한 시점에 레이저 광을 조사하는 전자보드용 객체 위치 검출 장치.

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