KR101700121B1 - 인터렉티브 빔 프로젝터 및 이의 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 빔 프로젝터를 개시한다. 보다 상세하게는, 본 발명은 빛을 벽에 투영하여 화상을 구현하는 빔 프로젝터의 기능과 더불어 사용자가 빔 프로젝터가 표시하는 화면상에 판서를 수행할 수 있는 상호작용(Interactive) 기능을 하나의 장치로 구현한 인터렉티브 빔 프로젝터 및 이의 구동방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 화상신호에 대응하는 화면을 표시하는 기능과, 화면을 촬영하여 촬영신호를 생성하는 기능과, 촬영신호를 분석하여 그에 포함된 사용자의 행위를 화상신호에 반영하는 기능을 하나의 장치로 구현함으로써, 프리젠테이션 시 사용자가 드로잉 기능과 입력장치제어기능을 능동적으로 활용할 수 있는 효과가 있다.

Description

인터렉티브 빔 프로젝터 및 이의 구동방법{INTERACTIVE BEAM PROJECTOR AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 빔 프로젝터에 관한 것으로, 특히 빛을 벽에 투영하여 화상을 구현하는 빔 프로젝터의 기능과 더불어 사용자가 빔 프로젝터가 표시하는 화면상에 판서를 수행할 수 있는 상호작용(Interactive) 기능을 하나의 장치로 구현한 인터렉티브 빔 프로젝터 및 이의 구동방법에 관한 것이다.
빔 프로젝터는 관공서, 회사 및 학교 등에서 널리 이용되는 전자정보 표시장치로서, 일반적으로 실내 회의실, 사무실 및 강의실에 설치되어 다수의 청중에 대한 자료의 강의, 발표, 보고 및 공유 등을 수행하는 데 활용되고 있다.
도 1은 종래의 빔 프로젝터를 이용하여 구축한 프리젠테이션 시스템을 예시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 프리젠테이션 시스템(10)은 스크린장치 또는 벽면 등에 표시하고자 하는 화상에 대한 빛을 투영하여 화면(scr)을 구성하는 빔 프로젝터(10)와, 그 빔 프로젝터(10)와 연결되어 화상신호를 제공하는 컴퓨팅 장치 또는 영상 플레이어 등으로 이루어지는 셋탑(20)으로 구성되는 것이 일반적이다.
빔 프로젝터(10)는 본체에 내장된 광원에서 발생한 빛을 액정패널에 투과시켜 영상을 하나로 모은 후 투영렌즈를 통해 전면으로 주사하여 벽에 영상이 맺히도록 하는 방식이 널리 이용되고 있다. 즉, 빔 프로젝터(10)는 연결된 셋탑(20)으로부터 화상신호를 수신하고, 화상을 설정값에 따라 확대하여 화면을 구성 및 표시하는 역할을 한다.
전술한 구성에 따라, 빔 프로젝터(10)가 제공하는 화면(scr)은 청중에게 일방적으로 정보를 제공할 수만 있을 뿐, 발표자가 프리젠테이션 진행 도중 화면(scr)상에 판서 등의 작업을 수행할 수는 없다.
특히, 셋탑(20)은 빔 프로젝터(10)가 표시하는 화면(scr)을 구성하는 화상신호를 제공하는 것으로서, 실제 화면(scr)내에 포함되는 콘텐츠는 셋탑(20)이 생성하게 되며, 따라서 빔 프로젝터(10)는 장치 자체의 설정을 위한 OSD 표시 등의 부가적인 기능을 제외하고는 셋탑(20)에서 전송하는 화상신호를 그대로 표시하는 기능 및 구성만을 포함하게 된다.
따라서, 전자정보 표시장치로서 빔 프로젝터는 사용자와의 상호작용을 위한 기능을 제공하는 데는 한계가 있다.
본 발명은 전술한 한계를 극복하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 하나의 장치로 구성된 빔 프로젝터가 화상표시기능뿐만 아니라, 화면상에 판서 및 장치제어 등의 상호작용 행위를 반영할 수 있는 인터렉티브 빔 프로젝터 및 이의 구동방법을 제공하는 데 그 과제가 있다.
또한, 본 발명은 하나의 패키지에 인터렉티브 기능을 구현하기 위한 다수의 모듈을 효율적으로 배치 및 실장한 하나의 장치로 이루어진 인터렉티브 빔 프로젝터를 제공하는 데 다른 과제가 있다.
상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인터렉티브 빔 프로젝터는, 화상신호에 대응하는 화면을 표시하는 화상표시모듈; 상기 화면을 촬영하여 촬영신호를 생성하는 카메라모듈; 및 상기 촬영신호를 분석하여 사용자의 행위를 상기 화상신호에 반영하는 구동모듈을 포함하고, 상기 구동모듈은, 상기 사용자의 행위에 대응하여 이미지신호를 생성하는 판서모드 및 제어신호를 발생시키는 입력모드 중, 어느 하나로 구동모드를 전환하는 것을 특징으로 한다.
상기 화상표시모듈은, 광원; 복수의 화소를 구비하고, 상기 화상신호에 대응하는 화상을 구현하는 플랫패널; 및 상기 광원으로부터 출광되는 빛이 상기 플랫패널을 통해 외부로 출광되도록 빛을 경로를 결정하는 광학부재를 포함할 수 있다.
상기 카메라모듈은, 상기 화면으로부터 반사되는 빛을 수광하는 이미지 센서; 및 수광된 빛을 전기적 펄스로 변조하여 상기 촬영신호를 생성하는 ISP를 포함할 수 있다.
상기 구동모듈은, 상기 화상표시모듈 및 카메라모듈과 연결되어 신호를 송수신하는 인터페이스; 하나이상의 내부 및 외부입출력장치를 제어하는 I/O 콘트롤러; 상기 구동모드에 따라 상기 이미지 신호를 상기 화상신호내 포함시키거나, 또는 상기 제어신호를 상기 I/O 콘트롤러의 장치입력신호로 전환하는 프로그램 모듈이 저장된 메모리; 및 상기 화상신호를 생성하고, 상기 프로그램 모듈을 실행하는 어플리케이션 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 장치입력신호는, 상기 화면상에 표시되는 커서의 이동을 제어하는 신호인 것을 특징으로 한다.
상기 프로그램 모듈은, 상기 화면상에 발생하는 포인팅 신호를 감지하는 식별부; 상기 포인팅 신호의 좌표를 추적하는 좌표추적부; 상기 판서모드에서, 상기 좌표의 궤적에 따라 이미지를 생성하는 드로잉부; 상기 이미지에 대한 그래픽 효과를 제공하는 편집툴 제공부; 및 상기 구동모드에서, 상기 궤적에 따른 제어신호를 생성하여 I/O 콘트롤러에 입력하는 제어신호 입력부를 포함할 수 있다.
상기 화상표시모듈은 제1 기판상에 실장되고, 상기 카메라모듈 및 구동모듈은 상기 제1 기판과 상부 또는 하부로 중첩되어 배치되는 상기 제2 기판상에 실장되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 기판은, 상기 제1 기판상에 형성된 커넥터와 연결되는 케이블을 통해 전원부와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 전술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 양태의 실시예로서, 콘텐츠를 투영하여 화면을 표시하는 단계; 상기 화면을 촬영하여 촬영신호를 생성하는 단계; 상기 촬영신호를 분석하여 사용자의 행위를 상기 화상신호에 반영하는 단계를 포함하고, 상기 사용자의 행위에 대응하여 이미지신호를 생성하는 판서모드 및 제어신호를 발생시키는 입력모드 중, 어느 하나로 구동모드를 전환하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 촬영신호를 분석하는 단계는, 상기 화면상에 발생하는 포인팅의 좌표를 추출하는 단계; 및 상기 좌표의 궤적을 추적하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 좌표의 궤적을 추적하는 단계 이후, 상기 판서모드일 경우, 드로잉 API를 호출하는 단계; 및 상기 궤적에 대응하여 상기 화면상에 드로잉을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 좌표의 궤적을 추적하는 단계 이후, 상기 구동모드일 경우, 상기 궤적에 대응하는 제어신호를 생성하는 단계; 및 상기 제어신호를 장치입력신호로서 I/O 콘트롤러에 입력하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 화상신호에 대응하는 화면을 표시하는 기능과, 화면을 촬영하여 촬영신호를 생성하는 기능과, 촬영신호를 분석하여 그에 포함된 사용자의 행위를 화상신호에 반영하는 기능을 하나의 장치로 구현함으로써, 프리젠테이션 시 사용자가 드로잉 기능과 입력장치제어기능을 능동적으로 활용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 화면을 표시하는 모듈과, 인터렉티브 기능을 구현하기 위한 모듈을 각각 별도의 기판에 실장하여 적층구조로 구성함으로써, 장치의 크기를 최소화하고 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 빔 프로젝터를 이용하여 구축한 프리젠테이션 시스템을 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인터렉티브 빔 프로젝터의 사용환경을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인터렉티브 빔 프로젝터의 내부구조에 대한 단면을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인터렉티브 빔 프로젝터를 이루는 모듈의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 인터렉티브 빔 프로젝터에 설치되는 어플리케이션의 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인터렉티브 빔 프로젝터의 구동방법을 나타낸 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 인터렉티브 빔 프로젝터 및 이의 구동방법을 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인터렉티브 빔 프로젝터의 사용환경을 예시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 인터렉티브 빔 프로젝터(100)는 화상에 대응하는 빛을 일방향으로 투영하여 화면(scr)을 구성하고, 또한, 화면(scr)상에 형성되는 포인팅 신호(P)를 감지하여 상호작용 기능을 구현한다.
상기의 기능을 구현하기 위해, 본 발명의 인터렉티브 빔 프로젝터(100)는, 화상신호에 대응하는 화면을 표시하는 화상표시모듈(110)과, 상기 화면을 촬영하여 촬영신호를 생성하는 카메라모듈(120)과, 상기 촬영신호를 분석하여 사용자의 행위를 상기 화상신호에 반영하는 구동모듈(130)을 포함하고, 특히 상기 구동모듈(130)은 사용자의 행위에 대응하여 이미지신호를 생성하는 판서모드 및 제어신호를 발생시키는 입력모드 중, 어느 하나로 구동모드를 전환하는 것을 특징으로 한다.
상세하게는, 화상표시모듈(110)은 빔 프로젝터(100)의 영상표시기능으로서 셋탑(미도시)에서 제공하는 콘텐츠를 광 신호의 형태로 외부로 출력하여 화면(scr)을 표시하는 역할을 한다.
이를 위해, 화상표시모듈(110)은 전기신호 형태로 인가되는 콘텐츠에 대한 신호를 광 신호로 변환하여 출력하기 위한 광원 및 플랫패널 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 화상표시모듈(110)은 생성한 광 신호를 벽 또는 화이트 보드 등에 넓게 퍼지도록 투사하기 위해 제1 렌즈부(115)를 구비할 수 있으며, 제1 렌즈부(115)는 빔 프로젝터(100)와 화면(scr)간의 이격거리에 따라, 표준렌즈 또는 광각렌즈 등이 이용될 수 있다.
카메라모듈(120)은 화면(scr)을 실시간으로 촬영하여 사용자의 행위에 따라 발생하는 포인팅 신호(P)를 감지하고, 그 결과를 구동모듈(130)에 제공하는 역할을 한다. 카메라모듈(120)은 빔 프로젝터(100)의 내부에 실장되고, 구동모듈(130)과 소정의 통신방식으로 연결될 수 있으며, 상기 포인팅 신호에 대하여 실시간으로 감지 및 추적해야 됨에 따라 전송속도 및 대역폭이 높은 프로토콜이 이용될 수 있다.
이러한 카메라모듈(120)은 광 신호를 전기 신호의 형태로 변환하기 위해 소정의 이미지센서 및 변환된 전기신호를 디지털 파형의 영상신호로 변환하기 위한 ISP(Image Signal Processor)를 포함할 수 있다.
또한, 카메라모듈(120)는 화면(scr)의 전 영역으로부터 입사되는 광 신호를 손실없이 수광하기 위한 제2 렌즈부(125)를 구비할 수 있으며, 이러한 제2 렌즈부(125)는 제1 렌즈부와 같이, 표준렌즈 또는 광각렌즈 등이 이용될 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 빔 프로젝터(100)는 포인팅 신호(P)로서 적외선 광 신호(IR signal)을 이용할 수 있으며, 외광 및 잡광에 의한 노이즈를 제거하고, 정확한 포인팅 신호(P)만을 수광하기 위해, 카메라모듈(120)에 IR 밴드패스필터(band pass filter)를 더 구비할 수 있다.
여기서, 포인팅 신호(P)는 사용자의 조작에 따라 상기 적외선 광 신호를 방출하는 전자 펜(200)을 통해 생성할 수 있으며, 사용자가 화면내 전자 펜(200)을 이용하여 판서 등을 동작을 수행하면 그 궤적이 촬영신호에 포착되게 된다.
구동모듈(130)은 빔 프로젝터(100)가 표시하는 콘텐츠를 외부장치없이 독립적으로 제공하는 역할을 한다. 즉, 구동모듈(130)은 내장된 메모리내 소정의 콘텐츠를 저장하고 있고, 콘텐츠를 재생할 수 있는 수단을 어플리케이션 형태로 내장하고 있으며, 이러한 콘텐츠를 재생하여 통상의 빔 프로젝션 시스템에서 컴퓨팅 장치 또는 영상플레이어와 같이 영상신호 형태로 화상표시모듈(110)에 출력하는 기능을 수행하게 된다.
또한, 구동모듈(130)는 카메라모듈(120)로부터 전송된 포인팅 신호(P)의 화면상의 좌표를 식별하고, 그 좌표의 이동을 추적하여 콘텐츠에 반영하는 기능을 더 포함한다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 인터렉티브 빔 프로젝터(100)에서는 구동모듈(130)이 현재 설정된 구동모드에 따라, 상기 카메라모듈(120)로부터 제공되는 포인팅 신호(P)를 화면에 반영하여 이미지를 생성하거나 또는 이미지 편집을 위한 툴(tool)을 제공할 수 있으며, 입력장치로서의 커서(cur) 이동 등의 기능을 제어할 수 있다. 이러한 구동모듈(130)의 기능에 대한 상세한 설명은 후술한다.
전술한 화상표시모듈(110), 카메라모듈(120) 및 구동모듈(130)은 모두 하나의 케이스내에 실장되어 하나의 패키지를 이루며, 이러한 구조에 따라 본 발명의 인터렉티브 빔 프로젝터는 독립적으로 화상 또는 동영상을 화면(scr)상에 표시할 수 있고, 또한 화면(scr)상에 이미지를 생성하거나, 커서 조작을 위한 입력을 처리할 수 있으며, 따라서 사용자에게 상호작용 기능을 제공할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 인터렉티브 빔 프로젝터의 내부 기구적 특징을 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인터렉티브 빔 프로젝터의 내부구조에 대한 단면을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 인터렉티브 빔 프로젝터(100)는 하나의 케이스(101)내에 실장되며, 화면을 투영 및 촬영하기 위한 화상표시모듈(110) 및 카메라모듈(120)의 각 렌즈부들이 외부로 노출되도록 전면으로 배치되고, 구동모듈(130)과 전원부(140)가 내측으로 배치되는 구조로 이루어진다.
특히, 화상표시모듈(110)은 광원 및 광학기구와 회로소자가 다수 포함됨에 따라, 그 면적이 타 모듈들보다 크고 발열이 심한 특징이 있으며, 이에 모든 모듈을 하나의 기판상에 실장하는 것이 아닌, 부하가 큰 화상표시모듈(110)을 하나의 기판(sub1)상에 실장하고, 나머지 카메라 모듈(120) 및 구동모듈(130) 등은 별도의 기판(sub2)상에 실장될 수 있다.
또한, 화상표시모듈(110) 및 카메라모듈(120)은 동일한 대상인 화면을 투영 및 촬영함에 따라, 그에 구비되는 렌즈부들이 나란히 배치되는 것이 바람직하며, 이에 제1 및 제2 기판(sub1, sub2)은 상하로 나란히 중첩되도록 배치될 수 있다.
또한, 제2 기판(sub2)상에 실장된 구동모듈(130)은 화상표시모듈(110)로 영상신호 등을 제공함에 따라 각 기판들의 일측에는 커넥터가 형성되고, 케이블(cab)을 통해 두 기판(sub1, sub2)이 서로 전기적으로 연결되도록 구성될 수 있다.
그리고, 케이스(101)의 내부로는 각 구동모듈에 전원을 공급하는 전원부(140)가 구비되며, 이러한 전원부(140)는 인터렉티브 빔 프로젝터(100)의 이동성이 고려됨에 따라 충전식 2차전지로 구성될 수 있다. 또한, 케이스(101)의 일측단으로는 내부공기를 순환시켜 발열문제를 개선하기 위한 쿨러(150)가 장착될 수 있다.
전술한 구조에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 인터렉티브 빔 프로젝터는 화상을 표시 및 촬영하기 위한 각각의 모듈을 실장하고, 별도의 기판상에 탑재 및 연결함으로써, 하나의 패키지 구조를 갖는 인터렉티브 빔 프로젝터를 구성할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 인터렉티브 빔 프로젝터를 구성하는 각 모듈의 구조 및 기능을 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인터렉티브 빔 프로젝터를 이루는 모듈의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 인터렉티브 빔 프로젝터는, 크게 3개의 모듈(110 ~ 130) 및 전원부(140)로 구분되며, 화상신호에 대응하는 화면을 표시하는 화상표시모듈(110)과, 상기 화면을 촬영하여 촬영신호를 생성하는 카메라모듈(120)과, 상기 촬영신호를 분석하여 사용자의 행위를 상기 화상신호에 반영하는 구동모듈(130)을 포함한다.
먼저, 화상표시모듈(110)은 구동모듈(130)로부터 제공되는 영상신호에 따른 화상을 표시하기 위해, 광원(111)과, 복수의 화소를 구비하고, 상기 화상신호에 대응하는 화상을 구현하는 플랫패널(113)과, 상기 광원(111)으로부터 출광되는 빛이 상기 플랫패널을 통해 외부로 출광되도록 빛을 경로를 결정하는 광학부재(115)로 이루어진다.
여기서, 광원(111)은 화면, 즉 영상의 전체 밝기를 결정하게 되며, 플랫패널(113)은 액정표시소자 등으로 구성되어 실제적으로 화상을 구현하는 역할을 한다. 또한, 광학부재(115)는 광원으로부터 출력된 빛이 플랫패널(113)을 거쳐 렌즈부를 통해 출광되도록 빛의 방향을 제어하는 역할을 한다.
카메라모듈(120)은 화상표시모듈(110)에 의해 생성된 화면을 촬영하는 역할을 하며, 이를 위한 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 또는 CCD(Charge-Coupled Device)의 이미지 센서(124)와, 이미지 센서(124)로부터 출력되는 전기신호를 화상관련 데이터의 형태로 변환하는 ISP(Image Signal Processor; 126)로 이루어진다. 여기서, ISP(126)로부터 출력되는 검출신호는 10 비트(bit)의 YUV신호로 설정될 수 있다.
구동모듈(130)은 영상신호를 제공하는 동시에, 화상관련 데이터내 포함된 포인팅 신호를 감지 및 추적하여 구동모드에 따른 화면제어 및 입력장치처리를 수행한다.
상세하게는, 구동모듈(130)은 타 모듈과의 연결을 위한 인터페이스(131)와, 빔 프로젝터에 연결되는 입력 및 출력장치의 제어를 수행하는 I/O 콘트롤러(132)와, 구동모듈의 동작을 제어하는 어플리케이션 프로세서(135)와, 콘텐츠의 실행 및 포인팅 신호의 감지 및 추적을 수행하는 어플리케이션이 저장된 메모리(136)로 구성될 수 있다.
인터페이스(131)는 구동모듈(130)의 신호 송수신을 위해 각 모듈간을 연결하는 역할을 하는 것으로, 화상표시모듈(110) 및 카메라모듈(120)에 각각 별도의 포트가 할당되어 서로 다른 신호를 송수신하게 되며, 여기서 이용되는 프로토콜로는 USB 방식이 이용될 수 있다.
I/O 콘트롤러(132)는 빔 프로젝터에 연결되는 외부장치에 대한 입력 및 출력을 제어하는 역할을 하는 것으로, 이러한 외부장치로는 키보드, 마우스 및 스타일러스 펜 등의 입력장치와, 스피커 등의 출력장치가 이용될 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예에서는 입력기 모드에서 사용자의 행위에 따라 실제 입력장치를 대체하여 커서를 이동하는 등의 작업을 수행할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에서는 동일한 포인트 신호에 대하여, I/O 콘트롤러(132)는 판서모드에서 휴지상태로서 신호입력을 대기하게 되나, 입력기모드에서는 I/O 콘트롤러(132)가 활성상태가 되어 해당 포인트신호를 입력장치의 구동시 발생하는 제어신호로서 대체하여 구동하는 특징이 있다.
어플리케이션 프로세서(135)는 중앙처리장치(CPU) 및 그래픽처리장치(GPU) 등이 포함된 시스템 온 칩(SOC)으로서, 어플리케이션을 실행하고 콘텐츠를 재생하는 역할을 한다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 어플리케이션 프로세서(135)는 메모리(136)상에 저장되어 있는 콘텐츠를 재생하는 동시에, 어플리케이션을 실행하여 촬영신호내 포함된 포인팅 신호를 검색하고 구동모드에 따른 이벤트를 진행하도록 제어한다.
메모리(136)는 구동모듈(130)을 동작시키기 위한 운영체제 및 본 발명의 실시예에 따른 어플리케이션을 저장하는 역할을 한다. 이러한 메모리(136)는 하나이상의 판독 전용 메모리(ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM) 등으로 구성될 수 있으며, 기능에 따라 어플리케이션이 설치되거나 어플리케이션 프로세서(135)에 의해 호출될 수 있도록 상주되는 형태를 모두 포함하는 개념이다.
전원부(140)는 화상표시모듈(110), 카메라모듈(120) 및 구동모듈(130)의 구동을 위한 전원을 공급하는 역할을 한다. 이러한 전원부(140)은 외부의 전원공급장치에 연결되어 전원을 안정적으로 공급하는 레귤레이터 회로를 포함할 수 있으며, 2차 전지 등으로 구성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 메모리에 저장된 어플리케이션에 의해 그 기능이 구현되며, 이하 도면을 참조하여 본 발명의 인터렉티브 빔 프로젝터의 어플리케이션 구조를 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 인터렉티브 빔 프로젝터에 설치되는 어플리케이션의 구조를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 어플리케이션(200)은 포인팅 신호의 인식을 위한 포인팅 인식모듈(210)과, 판서모드시 이미지 드로잉 및 편집 툴을 제공하는 판서모듈(220)과, 입력기모드시 입력장치로서 커서의 움직임을 제어하는 제어신호를 생성하는 제어신호 생성모듈(230)을 포함한다.
상기의 구조에서 어플리케이션(200)은 어플케이션 프로세서(135)에 의해 실행되며, 빔 프로젝터의 구동시 카메라모듈로부터 촬영신호가 전송되면, 식별부(211)는 그 신호로부터 포인팅 신호의 좌표를 추출하고, 좌표 추적부(212)는 추출된 좌표의 이동을 추적하게 된다.
그리고, 구동모드에 따라 어플리케이션 프로세서(135)는 판서모듈(220) 및 제어신호 생성모듈(230)을 선택적으로 실행하게 된다. 판서모드에서는 드로잉부(221)가 미리 정의된 드로잉 API을 호출하여 좌표의 궤적을 따라 선과 같은 이미지를 생성하여 화면상에 표시하게 되며, 동시에 화면의 일 영역에 생성되는 이미지의 두께 및 색상 등을 선택할 수 있는 편집 툴을 표시하게 된다.
또한, 입력기모드에서는 제어신호 생성모듈(230)이 좌표의 궤적에 대응하는 제어신호를 생성하고 이를 I/O 콘트롤러(132)에 전송하게 되며, I/O 콘트롤러(132)는 그 제어신호를 마우스와 같은 입력장치의 신호로 대체하여 화면상에 커서를 이동하게 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 인터렉티브 빔 프로젝터의 구동방법을 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인터렉티브 빔 프로젝터의 구동방법을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 먼저 사용자가 인터렉티브 빔 프로젝터를 구동하고, 장치내 메모리에 저장된 정지화상 또는 동영상 등의 콘텐츠를 재생함에 따라, 화상표시모듈이 벽면 또는 스크린장치 등에 투영함으로써 화면을 표시하게 된다(S110). 이때, 화면상에는 어플리케이션이 제공하는 편집 툴이 포함될 수 있다.
다음단계로서, 사용자가 인터렉티브 기능을 활성화하기 위해 해당 어플리케이션을 선택하면, 내장된 어플리케이션 프로세서는 메모리에 저장된 어플리케이션을 실행하게 된다(S120).
상기 S120 단계에 따라, 실행되는 어플리케이션은 카메라모듈에 요청하여 화면을 촬영하고, 그로부터 촬영신호를 전송받게 된다(S130). 여기서, 상기 촬영신호내에는 화면에 대한 데이터 뿐만 아니라, 사용자에 의한 포인팅 신호가 포함될 수 있으며, 상기 촬영신호에 포인팅 신호를 검출하여 포인팅 신호가 검출되지 않으면 상기 S130 단계를 유지하고, 검출되면 포인팅 신호의 좌표를 추출한다(S140).
S140 단계에서는, 먼저 촬영신호를 전처리 과정을 통해 노이즈를 제거하고, 전처리 영상의 각 프레임내 포인팅 신호의 유무판단 및 포함된 경우의 화면상의 좌표를 추출하는 과정을 거치게 된다. 여기서, 카메라모듈에는 IR 밴드패스필터가 구비될 수 있으며, 이에 따라 화면을 촬영한 촬영신호에는 가시광선 영역이 필터링되어 흑색만이 포함되게 된다. 그리고, 포인팅 신호가 발생하게 되면, 전처리 영상에서 해당 영역은 백색으로 표시되게 된다. IR 밴드패스필터를 이용하여 촬영신호를 이진화 처리하는 경우, 좌표 추출시 이미지 인식알고리즘이 단순화되어 S140 단계의 전체 속도를 증가시킬 수 있는 장점이 있다.
이에 따라, 어플리케이션은 전처리 영상내 백색영역을 포인팅 신호로 판단하고, 그 백색영역에 대한 화면상의 좌표를 추출한다. 여기서, 백색영역은 원 형을 이루며 좌표는 그 원형의 중심점으로 결정될 수 있다.
다음으로, 좌표의 궤적을 추적하는 단계(S140)는 각 프레임이 진행되면서 포함된 백색영역의 좌표값이 변화하는 것을 추적하는 단계이다.
이후, 어플리케이션은 현재 구동모드에 대응하여 추적된 좌표의 궤적에 의한 이벤트를 처리하게 된다. 구동모드는 어플리케이션의 실행 이후 사용자의 선택에 의해 결정될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 화면상에 점 및 선과 같은 이미지를 드로잉하는 판서모드와, 화면상의 일 영역을 선택하기 위한 커서의 위치를 이동시키는 입력기모드의 두 가지 모드를 개시하고 있다.
먼저, 판서모드의 경우에는 구동모듈의 운영체제(OS)에서 제공하는 드로잉 API를 호출하여 화면에 이미지를 생성할 준비 과정을 거치고(S160), 이어서 추적된 궤적을 따라 드로잉을 수행하게 된다(S165). 이러한 드로잉 단계(S165)는 화면상에 설정된 폭 및 색상으로 좌표의 궤적을 따라 선을 그려주는 형태가 될 수 있다.
또한, 입력기모드의 경우에는 어플리케이션이 입력장치의 제어신호를 생성하고(S170), 그 제어신호에 기초하여 I/O 콘트롤러가 마우스와 같은 실제 입력장치를 대체하여 커서를 제어하게 된다(S175).
즉, 본 발명의 실시예에 따른 인터렉티브 빔 프로젝터의 구동방법에 따르면, 화면을 구성하는 동시에 사용자에 의한 행위를 인식하여 구동모드에 따라, 판서 또는 입력기 제어를 수행함으로써, 상호작용 기능을 갖는 빔 프로젝터를 제공할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서 개시된 어플리케이션 프로그램은 구동모듈에 구비되는 어플리케이션 프로세서에 의해 실행되는 복수의 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록매체의 형태로도 구현될 수 있다. 이러한 기록매체는 장치에 내장된 메모리 및 이를 포함하는 어플리케이션 프로세서에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함 할 수 있다.
또한, 본 발명의 빔 프로젝터에서 이용되는 통신매체는 전형적으로 프로세서 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함할 수 있으며, 임의의 정보 전달 매체를 포함할 수 있다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서, 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
100 : 인터렉티브 빔 프로젝터 110 : 화상표시모듈
115 : 제1 렌즈부 120 : 카메라모듈
125 : 제2 렌즈부 130 : 구동모듈
200 : 전자펜 cur : 커서
ed : 편집툴 scr :화면
P : 포인팅 신호

Claims (12)

  1. 화상신호에 대응하는 화면을 표시하는 화상표시모듈;
    상기 화면을 촬영하여 촬영신호를 생성하는 카메라모듈; 및
    상기 촬영신호를 분석하여 사용자의 행위를 상기 화상신호에 반영하는 구동모듈을 포함하고,
    상기 구동모듈은,
    상기 사용자의 행위에 대응하여 이미지신호를 생성하는 판서모드 및 제어신호를 발생시키는 입력모드 중, 어느 하나로 구동모드를 전환하며,
    상기 구동모듈은, 상기 화상표시모듈 및 카메라모듈과 연결되어 신호를 송수신하는 인터페이스; 하나 이상의 내부 및 외부입출력장치를 제어하는 I/O 콘트롤러;상기 구동모드에 따라 상기 이미지 신호를 상기 화상신호내 포함시키거나, 또는 상기 제어신호를 상기 I/O 콘트롤러의 장치입력신호로 전환하는 프로그램 모듈이 저장된 메모리; 및 상기 화상신호를 생성하고, 상기 프로그램 모듈을 실행하는 어플리케이션 프로세서를 포함하며,
    상기 프로그램 모듈은,
    상기 화면상에 발생하는 포인팅 신호를 감지하는 식별부; 상기 포인팅 신호의 좌표를 추적하는 좌표추적부; 상기 판서모드에서, 상기 좌표의 궤적에 따라 이미지를 생성하는 드로잉부; 상기 이미지에 대한 그래픽 효과를 제공하는 편집툴 제공부; 및 상기 구동모드에서, 상기 궤적에 따른 제어신호를 생성하여 I/O 콘트롤러에 입력하는 제어신호 입력부를 포함하되,
    상기 I/O 콘트롤러는 빔 프로젝터에 연결되는 외부장치에 대한 입력 및 출력을 제어하며, 상기 판서모드에서 휴지상태로서 신호입력을 대기하며, 상기 입력모드에서 활성상태가 되어 해당 포인트 신호를 외부장치의 구동시 발생하는 제어신호로 대체화하여 구동되는 것을 특징으로 하는 인터렉티브 빔 프로젝터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 화상표시모듈은,
    광원;
    복수의 화소를 구비하고, 상기 화상신호에 대응하는 화상을 구현하는 플랫패널; 및
    상기 광원으로부터 출광되는 빛이 상기 플랫패널을 통해 외부로 출광되도록 빛을 경로를 결정하는 광학부재
    를 포함하는 인터렉티브 빔 프로젝터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 카메라모듈은,
    상기 화면으로부터 반사되는 빛을 수광하는 이미지 센서; 및
    수광된 빛을 전기적 펄스로 변조하여 상기 촬영신호를 생성하는 ISP
    를 포함하는 인터렉티브 빔 프로젝터.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치입력신호는,
    상기 화면상에 표시되는 커서의 이동을 제어하는 신호인 것을 특징으로 하는 인터렉티브 빔 프로젝터.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 화상표시모듈은 제1 기판상에 실장되고,
    상기 카메라모듈 및 구동모듈은 상기 제1 기판과 상부 또는 하부로 중첩되어 배치되는 제2 기판상에 실장되는 것
    을 특징으로 하는 인터렉티브 빔 프로젝터.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 기판은,
    상기 제1 기판상에 형성된 커넥터와 연결되는 케이블을 통해 전원부와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 인터렉티브 빔 프로젝터.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
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