KR101922386B1 - Image display device identifying touch location using infrared rays - Google Patents

Image display device identifying touch location using infrared rays Download PDF

Info

Publication number
KR101922386B1
KR101922386B1 KR1020180089797A KR20180089797A KR101922386B1 KR 101922386 B1 KR101922386 B1 KR 101922386B1 KR 1020180089797 A KR1020180089797 A KR 1020180089797A KR 20180089797 A KR20180089797 A KR 20180089797A KR 101922386 B1 KR101922386 B1 KR 101922386B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
screen
sensing means
infrared rays
image
unit
Prior art date
Application number
KR1020180089797A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
유성운
Original Assignee
유성운
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 유성운 filed Critical 유성운
Priority to KR1020180089797A priority Critical patent/KR101922386B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101922386B1 publication Critical patent/KR101922386B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63FCARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F13/00Video games, i.e. games using an electronically generated display having two or more dimensions
    • A63F13/45Controlling the progress of the video game
    • A63F13/46Computing the game score
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/222Studio circuitry; Studio devices; Studio equipment
    • H04N5/262Studio circuits, e.g. for mixing, switching-over, change of character of image, other special effects ; Cameras specially adapted for the electronic generation of special effects
    • H04N5/272Means for inserting a foreground image in a background image, i.e. inlay, outlay
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141Constructional details thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

The present invention relates to an image display apparatus for identifying a contact position by using infrared rays, and more particularly, to an image display apparatus for identifying a contact position by using infrared rays which detects infrared rays scattered in a sensing means on a screen by a camera, identifies coordinates of an area in which the infrared rays are scattered to check whether the coordinates match coordinates of a target object, and displays a score calculated according to a match rate. According to the present invention, when implementing functions of a game, description data, a virtual keyboard, and the like displayed by image transmission of a projector on a screen, an accurate position of the sensing means can be identified, and the game and data description can be performed by using a relatively simple system.

Description

적외선을 이용하여 접촉 위치를 확인하는 영상출력장치{IMAGE DISPLAY DEVICE IDENTIFYING TOUCH LOCATION USING INFRARED RAYS}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an image output apparatus for confirming a contact position using infrared rays,

본 발명은 적외선을 이용하여 접촉 위치를 확인하는 영상출력장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 적외선을 스크린의 일측에서 조사하고, 스크린 위에 있는 감지수단에서 산란되는 적외선을 카메라로 감지하고, 적외선이 산란된 영역의 좌표를 확인하여 영상 속에 표시되는 대상물체의 좌표와 일치하는지를 확인하고, 일치도에 따라서 점수나 결과를 책정하여 표시하도록 하는 적외선을 이용하여 접촉 위치를 확인하는 영상출력장치에 관한 것이다.The present invention relates to an image output apparatus for confirming a contact position using infrared rays, and more particularly to an image output apparatus for detecting an infrared ray scattered by a sensing means on a screen by a camera, And confirms whether or not the coordinates of the object to be displayed in the image coincide with the coordinates of the object to be displayed in the image, and confirms the contact position by using infrared rays for displaying a score or a result according to the degree of coincidence.

최근 소프트웨어와 반도체기술 및 정보처리 기술이 비약적으로 발달함에 따라 휴대폰이나 컴퓨터, 태블릿 등 각종 정보기기가 점차 다기능화되는 추세에 있으며, 이와 더불어 정보기기에 있어서의 데이터 등의 입력을 통한 정보저장 및 통신의 중요성 또한 날로 커지고 있다.Recently, with the rapid development of software and semiconductor technology and information processing technology, various information devices such as mobile phones, computers, and tablets are becoming more and more multifunctional. In addition, information storage and communication Is also growing in importance.

종래에는 정보기기에 데이터를 입력함에 있어서, 입력키의 누름에 의한 방식을 사용하였으나, 최근에는 상기 정보기기에 터치 스크린을 이용한 데이터 입력방식이 증가하고 있다.Conventionally, a method of inputting data to an information device is performed by pressing an input key, but in recent years, a data input method using the touch screen has been increasingly used for the information device.

일반적으로 터치 스크린이란, 입력키, 키보드 및 마우스를 대체하는 입력장치로서, 터치 스크린을 스크린 상에 장착한 후 본 스크린상에 손 또는 스타일러스 펜(stylus pen) 등을 통해 직접 터치하여 데이터를 입력할 수 있는 장치이다.In general, a touch screen is an input device that replaces an input key, a keyboard, and a mouse. The touch screen is mounted on a screen, and then touches the screen directly with a hand, a stylus pen, or the like to input data It is a device that can.

터치 스크린은 직관적인 업무 수행이 가능한 장치로 휴대용 입력장치에 적합하며, 컴퓨터 시뮬레이션 응용 분야, 사무 자동화 응용분야, 교육 응용 분야 및 게임 응용분야 등에서 널리 사용될 수 있다.The touch screen is an intuitive device that is suitable for portable input devices and can be widely used in computer simulation applications, office automation applications, educational applications, and game applications.

이와 같은 입력장치에서는 사용자가 손이나 펜으로 접촉하는 지점을 전기적으로 감지하여 입력 정보를 확인한다.In such an input device, a user senses a point of contact with a hand or a pen electrically and confirms input information.

최근에는 가상으로 구현되는 키보드나, 스크린 상에 표시되는 영상 위에서 손이나 다른 감지수단으로 접촉을 하고, 영상신호의 처리를 통해 입력 정보를 확인하는 장치도 개시되고 있다.In recent years, an apparatus for confirming input information through a virtual keyboard or an image displayed on a screen by a hand or other sensing means and processing a video signal is also disclosed.

도 1은 종래기술의 실시예에 따라 구성된 투영 키보드 시스템의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a projection keyboard system constructed in accordance with a prior art embodiment;

도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 공간적인 광 조절 소자를 조명하는 고체상태 광원을 포함하는 투영 서브시스템(100)은 책상과 같은 고정적 표면인, 투영 표면(104)상에 키보드의 이미지(102)를 형성한다.Referring to Figure 1, a projection subsystem 100 including a solid state light source for illuminating a spatial light modulator according to the prior art includes an image 102 of a keyboard on a projection surface 104, which is a fixed surface, such as a desk, ).

고체상태의 광원을 포함하는 조명 서브시스템(106)은, 방사상의 조명 패턴(108)으로 빛을 투사하고, 투영 표면(104)에 대개 평행한 면에 뻗어있다. 방사상의 조명 패턴(108)은 일반적으로 투영 표면(104)에 수직 방향으로 매우 좁은 스프레드를 가지고 있다. 방사상의 조명 패턴(108)은 투영 표면(104)과 매우 근접하여 위치해있다.The illumination subsystem 106, which includes a solid state light source, projects light into a radial illumination pattern 108 and extends to a plane that is generally parallel to the projection surface 104. The radial illumination pattern 108 generally has a very narrow spread in a direction normal to the projection surface 104. The radial illumination pattern 108 is located very close to the projection surface 104.

사람의 손가락, 스타일러스 또는 다른 도구와 같은 데이터 엔트리 객체(110)상에 방사상의 조명 패턴(108)의 빛이 투사되면 빛이 산란되거나 반사된다. 빛은 데이터 엔트리 객체(110)가 투영 표면(104)상에 형성된 키보드(102)와 근접하여 접촉할때 산란되거나 반사된다.Light is projected or reflected when light of a radial illumination pattern 108 is projected onto a data entry object 110, such as a person's finger, stylus, or other tool. Light is scattered or reflected when the data entry object 110 is brought into close contact with the keyboard 102 formed on the projection surface 104.

고체상태 이미징 센서를 이용한 탐지 서브시스템(112)은 데이터 엔트리 객체(110)로부터 산란되거나 반사된 빛을 수광한다. 수신된 빛은 탐지 서브시스템(112)에 의하여 감지된 데이터 엔트리 객체(110)의 위치와 키보드(102)상의 키 위치(113)를 연관시키기 위한 키보드의 표현에 관하여 이미징 센서상에 매핑된다.The detection subsystem 112 using the solid state imaging sensor receives light scattered or reflected from the data entry object 110. The received light is mapped onto the imaging sensor with respect to the representation of the keyboard to associate the location of the data entry object 110 sensed by the detection subsystem 112 with the key location 113 on the keyboard 102. [

따라서 감지된 데이터 엔트리 객체(110)의 위치는 키보드(102)의 어느 키가 접촉하고 있는지를 나타낸다.Thus, the position of the sensed data entry object 110 indicates which key of the keyboard 102 is touching.

그런데 이러한 장치에서는 일측에서 빛을 투사하여 손에서 반사되는 정도를 찾고, 이미지 분석을 통해 정확한 위치를 찾아야 하는데, 화면에 표시되는 영상과 위치를 확인하기 위한 빛이 겹쳐지면서 정확한 위치 분석이 어려운 문제가 있다.However, in such a device, it is necessary to project light from one side to find the degree of reflection from the hand, and to find an accurate position through image analysis. However, since the image displayed on the screen and the light for confirming the position overlap, have.

특히 대형 화면 위에 프로젝터를 이용하여 영상을 투사하면서 입력위치를 확인해야 하는 경우에는 빛의 간섭으로 인해 발생하는 오류를 줄여야 할 필요가 있다.Especially, when the input position must be confirmed while projecting the image using the projector on a large screen, it is necessary to reduce errors caused by light interference.

KRKR 10-2003-007259110-2003-0072591 AA KRKR 10-2012-006681410-2012-0066814 AA

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 적외선을 스크린의 상단 또는 하단, 일측에서 스크린과 평행하게 조사하고, 스크린 위를 움직이는 손이나 기타 감지수단에서 산란되는 적외선을 적외선 필터로 감지하고, 적외선의 산란이 일어나는 위치를 확인하여 좌표를 계산함으로써 감지수단의 위치를 확인할 수 있도록 하는 적외선을 이용하여 접촉 위치를 확인하는 영상출력장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an infrared ray scattering apparatus for detecting infrared rays scattered by a hand or other sensing means moving on a screen by an infrared filter, And the position of the sensing means can be confirmed by calculating the coordinates of the position of the sensing means.

또한 적외선 필터가 장착된 카메라에서 촬영되는 영상을 분석하여 감지수단의 위치를 확인하고, 프로젝터를 통해 감지수단이 위치한 곳에 적외선 산란 효과를 시각적으로 표시하는 영상을 합성하여 송출하도록 하는 적외선을 이용하여 접촉 위치를 확인하는 영상출력장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, it is possible to confirm the position of the sensing means by analyzing the image taken by the camera equipped with the infrared filter, and to combine the images that visually display the infrared scattering effect at the position of the sensing means through the projector, And to provide a video output device for confirming the position.

또한 적외선발광부를 스크린 위에서 방사상으로 배치하여 스크린 전체에 균일하게 적외선이 조사되도록 함으로써 위치 확인의 정확성을 높일 수 있도록 하는 적외선을 이용하여 접촉 위치를 확인하는 영상출력장치를 제공하는 것을 목적으로 한다And an object of the present invention is to provide a video output device for confirming a contact position by using infrared rays so that the infrared ray emitting portion is radially arranged on the screen so that the infrared rays are uniformly irradiated onto the entire screen,

또한 적외선 산란을 통해 감지수단의 위치를 확인하여 게임의 점수를 계산하거나, 화면 상에 가상으로 표시되는 입력버튼의 동작을 실행시키는 등의 기능을 구현할 수 있는 적외선을 이용하여 접촉 위치를 확인하는 영상출력장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is also possible to check the position of the sensing means by means of infrared scattering, to calculate the score of the game, or to perform the operation of the input button virtually displayed on the screen, And an output device.

전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 영상이 표시되는 스크린의 일측에서 적외선을 조사하고, 스크린 위에 있는 감지수단(10)에서 산란되는 적외선을 감지하여 상기 감지수단(10)의 위치를 확인하는 영상출력장치로서, 상기 스크린의 일측에 설치되어 상기 스크린의 평면과 평행한 방향으로 적외선을 상기 스크린 위로 조사하는 적외선발광부(202)와; 상기 스크린을 촬영하는 카메라(204)와; 상기 카메라(204)에 장착되어 상기 감지수단(10)에 부딪혀서 산란되는 적외선을 통과시키는 적외선필터(208)와; 상기 스크린에 표시될 영상을 송출하는 프로젝터(206)와; 상기 스크린에 표시될 배경영상에 대한 데이터를 저장하며, 상기 프로젝터(206)에 상기 배경영상에 대한 신호를 전송하는 배경영상송출부(210)와; 상기 스크린 위에서 움직이는 상기 감지수단(10)에서 발생되는 적외선의 산란을 감지하여 상기 감지수단(10)의 위치에 대한 정보인 좌표값을 확인하는 좌표확인부(212)와; 상기 좌표확인부(212)의 감지내용에 따라 사용자가 입력한 정보를 확인하고, 그 결과를 계산하여 저장하는 결과처리부(214)와; 상기 배경영상송출부(210)에서 출력되는 배경영상과, 상기 감지수단(10)의 주위에서 발생되는 적외선 산란 효과가 적용된 산란영상을 합성하여 상기 프로젝터(206)에 합성 영상에 대한 신호를 전송하는 영상합성부(216);를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for detecting infrared rays scattered by a sensing unit on a screen, An infrared ray emitting unit 202 installed on one side of the screen and irradiating infrared rays onto the screen in a direction parallel to the plane of the screen; A camera 204 for photographing the screen; An infrared ray filter (208) mounted on the camera (204) and passing infrared rays scattered by the sensing means (10); A projector 206 for transmitting an image to be displayed on the screen; A background image transmitting unit 210 for storing data on a background image to be displayed on the screen and transmitting a signal for the background image to the projector 206; A coordinate confirming unit 212 for detecting the scattering of infrared rays generated by the sensing means 10 moving on the screen and confirming a coordinate value of the position of the sensing means 10; A result processing unit 214 for confirming the information inputted by the user according to the contents detected by the coordinate confirming unit 212, and calculating and storing the result; A background image output from the background image sending unit 210 and a scattered image using an infrared scattering effect generated around the sensing means 10 are combined to transmit a signal for the composite image to the projector 206 And an image synthesizing unit 216. FIG.

상기 결과처리부(214)는 상기 감지수단(10)의 위치에 의해 결정되는 감지수단영역(11)과, 상기 배경영상에 포함된 대상물체(20)의 위치에 의해 결정되는 대상물체영역(21)의 위치를 비교하여 서로 겹치는 영역의 정도에 따라 점수나 등급을 결정하는 것을 특징으로 한다.The result processing unit 214 includes a sensing means region 11 determined by the position of the sensing means 10 and a target object region 21 determined by the position of the target object 20 included in the background image. And a score or a grade is determined according to the degree of overlapping areas.

본 발명에 따르면 스크린 상에 프로젝터의 영상 송출에 의해 표시되는 게임이나 설명자료, 가상 키보드 등의 기능을 구현함에 있어서, 감지수단의 정확한 위치를 확인할 수 있으며, 비교적 간단한 시스템을 이용하여 게임이나 자료설명 등을 진행할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, in implementing functions of a game, description data, a virtual keyboard, etc., displayed by projecting a video image of a projector on a screen, the accurate position of the sensing means can be confirmed, And so on.

도 1은 종래기술의 실시예에 따라 구성된 투영 키보드 시스템의 개략도.
도 2는 본 발명의 실시예에 다른 영상출력장치의 구성을 나타낸 개념도.
도 3은 스크린의 정면에서 영상출력장치를 본 도면.
도 4는 스크린의 측면에서 영상출력장치를 본 도면.
도 5는 영상출력장치의 내부 구성을 나타낸 블럭도.
도 6은 영상 속에 대상물체가 표시된 상태를 나타낸 개념도.
도 7은 감지수단의 주변에서 산란되는 적외선을 이용하여 감지수단의 좌표값을 확인하는 방법을 나타낸 개념도.
도 8은 감지수단과 대상물체의 좌표값을 비교하여 일치도를 계산하는 방법을 나타낸 개념도.
도 9는 감지수단의 주위에 산란영역을 영상으로 표시하는 방법을 나타낸 개념도.
1 is a schematic diagram of a projection keyboard system constructed in accordance with an embodiment of the prior art;
2 is a conceptual diagram illustrating the configuration of a video output apparatus according to an embodiment of the present invention;
3 is a view showing a video output device in front of a screen;
4 is a view of a video output device on the side of the screen.
5 is a block diagram showing an internal configuration of a video output apparatus;
6 is a conceptual diagram showing a state in which an object is displayed in a video.
7 is a conceptual diagram showing a method of confirming the coordinate value of the sensing means using infrared rays scattered around the sensing means.
8 is a conceptual diagram illustrating a method of calculating the degree of correspondence by comparing the coordinate values of the sensing means and the object.
9 is a conceptual view showing a method of displaying a scattering region as an image around the sensing means.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 "적외선을 이용하여 접촉 위치를 확인하는 영상출력장치"(이하, '영상출력장치'라 함)를 설명한다.Hereinafter, a video output apparatus for confirming a contact position using infrared rays (hereinafter referred to as a video output apparatus) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 다른 영상출력장치의 구성을 나타낸 개념도이며, 도 3은 스크린의 정면에서 영상출력장치를 본 도면, 도 4는 스크린의 측면에서 영상출력장치를 본 도면, 도 5는 영상출력장치의 내부 구성을 나타낸 블럭도이다.2 is a conceptual view showing a configuration of a video output apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a view showing a video output apparatus in front of a screen, FIG. 4 is a view showing a video output apparatus on the side of a screen, Is a block diagram showing the internal configuration of the video output apparatus.

본 발명의 영상출력장치(200)는 스크린이나 칠판, 사무실 벽면 등에 영상을 표시하면서 사용자가 손이나 지시봉 등의 감지수단으로 영상을 직접 접촉하면서 정보를 입력할 수 있도록 하는 장치이다. 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 영상이 표시되는 면을 스크린이라고 하고, 손이나 지시봉 등과 같이 스크린 위를 접촉하면서 위치를 결정하는 장치를 감지수단이라고 한다.The video output apparatus 200 of the present invention is a device that allows a user to input information while directly touching an image with a sensing means such as a hand or a pointer while displaying an image on a screen, a blackboard, an office wall, In the present invention, for the sake of convenience of explanation, a device for determining the position while touching the screen, such as a hand or a pointer, is referred to as a sensing means.

영상이 표시되는 스크린의 일측에는 적외선발광부(202)가 설치된다. 적외선발광부(202)는 스크린의 평면과 같은 평면 상에 설치되어 스크린의 평면과 평행한 방향으로 적외선을 조사한다. 적외선발광부(202)는 스크린의 상단이나 하단, 좌우측 중 어느 한 곳에 설치된다. 비교적 큰 영상이 표시되는 스크린 앞에서 사용자가 양손으로 정보를 입력하는 경우가 많기 때문에 적외선이 가려지거나 간섭하는 것을 방지하기 위해 스크린의 상단에서 하단을 향하여 스크린과 평행하게 조사하도록 설치하는 것이 가장 바람직하다.An infrared ray emitting portion 202 is provided on one side of a screen on which an image is displayed. The infrared ray emitting portion 202 is provided on the same plane as the plane of the screen and irradiates infrared rays in a direction parallel to the plane of the screen. The infrared ray emitting unit 202 is installed at either the top or bottom of the screen, or the left or right side of the screen. Since it is often the case that the user inputs information with both hands in front of a screen on which a relatively large image is displayed, it is most preferable to irradiate the screen from the top to the bottom in parallel with the screen to prevent the infrared rays from being blocked or interfered with.

적외선발광부(202)에는 적외선을 조사하는 헤드가 방사상 형상으로 하나 이상 설치된다. 통상적으로 하나의 헤드에서는 대략 60° 내지 90° 정도의 방사각을 갖는 적외선이 조사되며, 10m 내외의 유효거리만큼 도달할 수 있을 정도의 출력을 갖는다. 60° 내지 90°의 방사각을 갖는 복수의 헤드가 설치된 적외선발광부(202)를 사용함으로써 수 m 길이의 폭을 갖는 스크린 위를 빠짐없이 커버할 수 있다.At least one head for irradiating infrared rays is installed in the infrared ray emitting portion 202 in a radial shape. Normally, one head irradiates infrared rays having a radiation angle of about 60 to 90 degrees, and has an output enough to reach an effective distance of about 10 m or so. It is possible to completely cover the screen having a width of several meters by using the infrared ray emitting portion 202 provided with a plurality of heads having a radiation angle of 60 to 90 degrees.

적외선은 700㎚ 내지 1200㎚ 정도의 파장을 갖는 전자기파이지만, 부품의 단가나 사용가능한 센서의 종류 등을 고려하여 비교적 짧은 파장대의 적외선을 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 808㎚의 파장대를 갖는 적외선을 사용하는 것으로 설정하였다.Although the infrared ray is an electromagnetic wave having a wavelength of about 700 nm to 1200 nm, it is preferable to use infrared rays of a relatively short wavelength band in consideration of the unit price of the component and the type of usable sensor. In the present invention, infrared rays having a wavelength band of 808 nm are set to be used.

스크린의 앞쪽에는 상단에는 카메라(204)와 프로젝터(206)가 설치된다.A camera 204 and a projector 206 are installed on the upper side of the screen.

카메라(204)는 스크린 상에 표시되는 영상과, 스크린 상에서 움직이는 감지수단(10)을 촬영하여 영상신호로 변환한다. 카메라(204)에는 적외선필터(208)가 장착되는데, 본 발명에 사용되는 적외선필터(208)는 스크린 상에서 움직이는 감지수단(10)의 주위에서 산란되는 적외선을 감지할 수 있도록 적외선 영역의 전자기파를 가시광선으로 변환해주는 장치를 의미한다. 일반적인 가시광선을 촬영하는 카메라(204)에 적외선필터(208)를 장착함으로써 육안으로는 확인할 수 없었던 적외선의 산란을 카메라(204)가 촬영할 수 있게 된다. 가시광선 영역이나 자외선 영역의 빛을 차단하고, 적외선 영역의 광선만 통과시키는 대역필터를 적용할 수도 있을 것이다. 다만, 적외선필터(208)는 감지수단(10)의 주위에서 무작위로 산란되는 적외선만 감지하는 것이 바람직하며, 적외선발광부(202)에서 방출되어 직선방향으로 이동하는 적외선은 차단하거나 일부만 통과시키도록 한다.The camera 204 photographs the image displayed on the screen and the sensing means 10 moving on the screen, and converts it into a video signal. The infrared ray filter 208 used in the present invention includes an infrared ray filter 208 mounted on the camera 204 to detect electromagnetic waves in the infrared region so as to detect infrared rays scattered around the sensing means 10 moving on the screen. Means a device that converts to light. By attaching the infrared filter 208 to the camera 204 for shooting a general visible light, the camera 204 can capture infrared scattering that could not be seen with the naked eye. A band-pass filter that blocks light in the visible light region or the ultraviolet region and passes only the light in the infrared region may be applied. It is preferable that the infrared filter 208 detects only infrared rays scattered randomly around the sensing means 10, and the infrared rays emitted from the infrared ray emitting portion 202 are cut off or partially passed through in the linear direction. do.

프로젝터(206)는 스크린 상에 표시될 영상을 송출한다. 프로젝터(206)가 표시할 영상은 게임이나 가상 키보드, 문서자료 등 다양한 종류를 포함한다. 프로젝터(206)는 영상출력장치(200)에 저장된 영상신호를 대형 스크린에 출력하여 표시하는 장치라면 어떤 것이라도 적용될 수 있다.The projector 206 transmits an image to be displayed on the screen. The image to be displayed by the projector 206 includes various kinds of games, a virtual keyboard, document data, and the like. The projector 206 can be applied to any device that outputs and displays a video signal stored in the video output device 200 on a large screen.

영상출력장치(200)의 본체는 적외선발광부(202)나 카메라(204), 프로젝터(206)와 같은 외부장치와는 별개의 몸체로 구성되며, 외부장치와 유무선 네트워크를 통해 연결되어 데이터를 주고받을 수 있도록 구성된다. 외부장치와 본체 사이의 통신수단에 대해서는 통상적인 기술을 적용할 수 있으므로, 본 발명에서는 상세하게 설명하지 않는다.The main body of the video output apparatus 200 is formed of a separate body from an external apparatus such as an infrared ray emitting unit 202, a camera 204 and a projector 206 and is connected to an external apparatus through a wired / . Since the communication means between the external device and the main body can be applied to the conventional technology, it will not be described in detail in the present invention.

영상출력장치(200)에는 배경영상송출부(210)가 포함된다. 배경영상송출부(210)는 스크린에 표시될 배경 영상에 대한 데이터를 저장하며, 프로젝터(206)에 배경영상에 대한 신호를 전송한다. 배경영상은 전술한 바와 같이, 게임이나 문서자료 등 사용자가 감지수단(10)을 이용하여 정보를 입력하는 프로그램에 포함된 영상을 의미한다.The video output apparatus 200 includes a background video transmission unit 210. The background image transmitting unit 210 stores data on the background image to be displayed on the screen and transmits a signal to the projector 206 on the background image. As described above, the background image means an image included in a program in which a user inputs information by using the sensing means 10, such as a game or document data.

좌표확인부(212)는 감지수단(10)에서 발생되는 적외선의 산란을 감지하여 감지수단(10)의 위치에 대한 정보(좌표값)를 확인하는 수단이다. 배경영상이 표시되는 스크린 영역에서 감지수단(10)이 어느 위치에 있는지를 확인함으로써 사용자의 정보 입력 내용을 확인할 수 있다. 좌표확인부(212)의 동작 내용에 대해서는 후술한다.The coordinate confirming unit 212 is means for detecting information (coordinate value) about the position of the sensing unit 10 by sensing scattering of infrared rays generated by the sensing unit 10. [ It is possible to confirm the information input contents of the user by checking the position of the sensing means 10 in the screen area where the background image is displayed. The operation contents of the coordinate confirming unit 212 will be described later.

결과처리부(214)는 좌표확인부(212)의 감지내용에 따라 감지수단(10)의 위치가 확인된 후에 사용자가 입력한 정보를 확인하고, 그 결과를 기능 실행이나 점수 등의 방법으로 변환한다. 영상출력장치(200)를 사용하여 게임을 진행한 경우에는 게임의 결과(점수, 성취도 등)를 계산하여 저장한다.The result processing unit 214 confirms the position of the sensing means 10 according to the sensing information of the coordinate confirming unit 212, and then confirms the information inputted by the user, and converts the result into a function execution or a score . When the game is played using the video output apparatus 200, the result (score, achievement, etc.) of the game is calculated and stored.

영상합성부(216)는 배경영상송출부(210)에서 출력되는 배경영상과, 감지수단(10)의 주위에서 발생되는 적외선 산란 효과가 적용된 산란영상을 합성하여 하나의 스크린에서 동시에 표시되도록 한다.The image synthesizing unit 216 synthesizes the background image output from the background image output unit 210 and the scattered images using the infrared scattering effect generated around the sensing unit 10 so that they are simultaneously displayed on one screen.

적외선발광부(202)에서 조사되는 적외선은 사람의 육안으로는 보이지 않는다. 따라서 감지수단(10)에서 산란되는 적외선을 사람의 눈으로 확인할 수는 없어서 게임을 진행하는 사용자는 자신의 손의 위치의 변화나 게임의 진행 상황을 실감나게 느끼지 못할 수 있다.Infrared rays irradiated from the infrared ray emitting portion 202 are not visible to human eyes. Therefore, since the infrared rays scattered by the sensing means 10 can not be confirmed by the human eye, the user proceeding to the game may not feel the change of the position of his / her hand or the progress of the game.

적외선필터(208)가 장착된 카메라(204)는 감지수단(10)의 주위에 형성되는 산란영역(12)을 촬영한다. 영상합성부(216)는 산란영역(12)을 배경영상에 합성하여 프로젝터(206)를 통해 함께 출력한다. 사용자는 스크린 상에서 감지수단(10)을 움직일 때 원래의 배경영상과, 영상합성부(216)를 통해 합성되어 출력되는 산란영상을 함께 보게 된다. 스크린 상에서 영상을 볼 때에는 배경영상과, 사용자가 움직이는 감지수단(10)의 주위에 산란효과가 적용된 영상이 겹쳐지면서 사용자는 현재 자신이 움직이고 있는 감지수단(10)의 주위에 직접적으로 산란이 생기고 있는 것처럼 느낀다. 따라서 자신이 사용하는 감지수단(10)을 움직이면서 일정한 조건을 만족할 때, 감지수단(10)의 주위로 상대적으로 밝은 영역이 표시되면서 자신의 움직임에 따른 게임의 결과를 시각적으로 확인할 수 있다.The camera 204 equipped with the infrared filter 208 photographs the scattering region 12 formed around the sensing means 10. The image combining unit 216 combines the scattering region 12 with the background image and outputs the resultant image together through the projector 206. When the user moves the sensing means 10 on the screen, the user views the original background image and the scattered image synthesized through the image synthesizer 216 and output. When viewing an image on a screen, a background image and an image with a scattering effect applied around the sensing means 10 on which the user is moving overlap each other, so that the user is directly scattered around the sensing means 10 on which the user is currently moving I feel like. Therefore, when a predetermined condition is satisfied while moving the sensing means 10 used by the user, a relatively bright region is displayed around the sensing means 10, and the result of the game according to the movement of the sensing means 10 can be visually confirmed.

한편, 도 6은 영상 속에 대상물체가 표시된 상태를 나타낸 개념도이다.6 is a conceptual diagram showing a state in which an object is displayed in a video.

스크린 상에는 프로젝터(206)에서 송출되는 배경영상이 표시된다. 도 6에서는 게임을 예시로 하여 구성하였는데, 영상에 표시되는 대상물체(타겟)를 잡는 것이 목적인 게임으로 가정한다. 사용자는 스크린 위에서 크기와 위치가 변화하는 대상물체(20)를 잡기 위해 감지수단(10)으로 대상물체(20)가 표시되는 위치를 접촉한다.A background image transmitted from the projector 206 is displayed on the screen. In FIG. 6, the game is illustrated as an example, but it is assumed that the game is intended to capture an object (target) displayed on the image. The user touches the position at which the object 20 is displayed by the sensing means 10 to catch the object 20 whose size and position change on the screen.

사용자가 감지수단(10)으로 스크린 위를 접촉하면 카메라(204)는 감지수단(10)의 주위에 생기는 적외선 산란을 감지한다. 그리고 도 7에서와 같이 적외선이 산란된 영역의 좌표값을 구한다. When the user touches the screen with the sensing means 10, the camera 204 senses the infrared scattering occurring around the sensing means 10. Then, as shown in FIG. 7, coordinate values of the region where infrared rays are scattered are obtained.

도 7은 감지수단의 주변에서 산란되는 적외선을 이용하여 감지수단의 좌표값을 확인하는 방법을 나타낸 개념도이다. 감지수단(10)의 주위에는 적외선발광부(202)로부터 조사된 적외선이 감지수단(10)과 부딪히면서 산란되는 모습이 나타나며, 적외선필터(208)가 장착된 카메라(204)는 산란되는 모습을 촬영한다.7 is a conceptual diagram illustrating a method of confirming the coordinate values of the sensing means using infrared rays scattered around the sensing means. The infrared ray emitted from the infrared ray emitting portion 202 is scattered while bombarding the sensing means 10 and the camera 204 equipped with the infrared ray filter 208 displays the scattered state do.

좌표확인부(212)는 적외선이 산란되는 영역의 위치를 확인하여 수치화된 좌표값으로 변환한다. 적외선이 산란되는 영역은 일반적으로 불규칙 형상의 면으로 표시될 것이다. 좌표확인부(212)는 적외선이 산란된 영역의 좌표값을 결정하기 위해 산란된 영역의 중심값을 기준으로 삼거나, 선란된 영역에 속하는 모든 위치를 기준으로 삼을 수도 있을 것이다.The coordinate confirmation unit 212 confirms the position of the region where the infrared rays are scattered and converts the coordinates into numerical coordinate values. The region where the infrared rays are scattered will generally be indicated by irregularly shaped faces. The coordinate confirming unit 212 may use the center value of the scattered region as a reference or all the positions belonging to the frozen region as a reference in order to determine the coordinate value of the scattered region of the infrared rays.

감지수단(10)이 둘 이상인 경우 각각의 감지수단(10)에서 산란이 이루어질 수 있고, 카메라(204)는 적외선의 산란을 모두 감지하게 되므로, 멀티 터치 기능을 구현할 수 있다.When the number of the sensing means 10 is two or more, scattering can be performed in each sensing means 10, and the camera 204 senses all the scattering of infrared rays, so that a multi-touch function can be realized.

결과처리부(214)는 산란된 영역의 좌표값을 이용하여 사용자의 행동의 결과를 수치화하여 저장한다.The result processing unit 214 digitizes and stores the result of the user's action using the coordinate values of the scattered region.

도 8은 감지수단과 대상물체의 좌표값을 비교하여 일치도를 계산하는 방법을 나타낸 개념도이다.8 is a conceptual diagram illustrating a method of calculating the degree of correspondence by comparing the coordinate values of the sensing means and the object.

도 8에는 감지수단(10)의 위치에 의해 결정되는 감지수단영역(11)과, 대상물체(20)의 위치에 의해 결정되는 대상물체영역(21)이 동시에 표시된다. 감지수단영역(11)은 적외선 산란으로부터 좌표확인부(212)가 계산한 감지수단(10)의 위치 좌표값에 의해 위치와 크기가 정해진다. 대상물체영역(21)은 배경영상송출부(210)에서 출력되는 영상신호에 포함된 대상물체(20)의 좌표값 데이터로부터 위치와 크기가 정해진다.8, a sensing means region 11 determined by the position of the sensing means 10 and a target object region 21 determined by the position of the object 20 are simultaneously displayed. The sensing means region 11 is positioned and sized according to the position coordinate value of the sensing means 10 calculated by the coordinate confirming unit 212 from the infrared scattering. The position and size of the target object area 21 are determined from the coordinate value data of the object 20 included in the video signal output from the background video transmitting unit 210.

결과처리부(214)는 감지수단영역(11)과 대상물체영역(21)의 위치를 비교하여 서로 겹치는 부분을 확인하고, 그 결과에 따라 게임의 점수나 등급 등을 결정한다. 게임의 내용에 따라서 감지수단영역(11)과 대상물체영역(21)이 일부라도 겹치면 점수를 줄 수도 있고, 일정 비율 이상으로 겹치는 경우에만 점수를 줄 수도 있을 것이다.The result processing unit 214 compares the positions of the sensing means region 11 and the object object region 21, identifies overlapping portions, and determines the score, grade, etc. of the game according to the result. If the detection means region 11 and the target object region 21 partially overlap each other according to the content of the game, the score may be reduced or the score may be reduced only when the detection means region 11 overlaps the predetermined ratio or more.

사냥이나 풍선 터뜨리기와 같은 슈팅 게임(Shooting game)의 경우에는 화면에서 움직이는 타겟을 손으로 쫓아가면서 접촉하면 점수를 얻게 되는데, 빠른 속도로 움직이는 대상물체(20)를 가상의 화면 위에서 감지수단(10)으로 건드리기만 하면 성공한 것으로 본다. 경우에 따라서는 감지수단영역(11)과 대상물체영역(21)이 겹쳐지는 영역의 비율에 따라서 점수를 다르게 할 수도 있을 것이다.In the case of a shooting game such as hunting or ballooning, a score is obtained when a moving target is touched while touching a moving target. The object 10 to be moved at a high speed is detected on the virtual screen by the sensing means 10, If you touch it, it will be considered successful. In some cases, the score may be different depending on the ratio of the area where the sensing means region 11 and the object object region 21 overlap.

그리고 영상합성부(216)는 적외선이 산란되는 영역을 시각적으로 표시하기 위해 배경영상에 결합시킨다.The image combining unit 216 combines the infrared image with the background image to visually display the scattered region.

도 9는 감지수단의 주위에 산란영역을 영상으로 표시하는 방법을 나타낸 개념도이다.FIG. 9 is a conceptual diagram showing a method of displaying a scattering region around an image sensing means. FIG.

전술한 바와 같이, 적외선발광부(202)에서는 사람의 눈으로 볼 수 없는 적외선을 방출하는데, 감지수단(10)에 의한 산란도 눈으로 볼 수 없다. 본 발명에서는 감지수단(10)의 위치를 좌표값으로 확인하고, 감지수단(10)이 위치한 좌표에 산란영역(12)을 표시하도록 영상의 출력을 제어한다. 그러면 사용자는 도 9에 도시된 바와 같이, 스크린 상에서 자신이 움직이는 감지수단(10)의 주위에 밝기 또는 색채가 달라진 산란영역(12)이 표시되는 것을 육안으로 볼 수 있다.As described above, the infrared ray emitting unit 202 emits infrared rays that can not be seen by human eyes, and the scattering by the sensing means 10 can not be seen. In the present invention, the position of the sensing means 10 is identified as a coordinate value, and the output of the image is controlled so that the scattering region 12 is displayed at coordinates where the sensing means 10 is located. Then, as shown in FIG. 9, the user can visually observe the scattering area 12 whose brightness or color is changed around the sensing means 10 on which the user is moving.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, As will be understood by those skilled in the art. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the appended claims rather than the foregoing description, It is intended that all changes and modifications derived from the equivalent concept be included within the scope of the present invention.

10 : 감지수단 11 : 감지수단영역
12 : 산란영역 20 : 대상물체
21 : 대상물체영역 200 : 영상출력장치
202 : 적외선발광부 204 : 카메라
206 : 프로젝터 208 : 적외선필터
210 : 배경영상송출부 212 : 좌표확인부
214 : 결과처리부 216 : 영상합성부
10: sensing means 11: sensing means region
12: scattering area 20: object
21: Target object area 200: Video output device
202: infrared ray emitting unit 204: camera
206: Projector 208: Infrared filter
210: background video transmitting unit 212: coordinate confirmation unit
214: Result processing unit 216:

Claims (2)

영상이 표시되는 스크린의 일측에서 적외선을 조사하고, 스크린 위에 있는 감지수단(10)에서 산란되는 적외선을 감지하여 상기 감지수단(10)의 위치를 확인하는 영상출력장치로서,
상기 스크린의 일측에 설치되어 상기 스크린의 평면과 평행한 방향으로 적외선을 상기 스크린 위로 조사하는 적외선발광부(202)와;
상기 스크린을 촬영하는 카메라(204)와;
상기 카메라(204)에 장착되어 상기 감지수단(10)에 부딪혀서 산란되는 적외선을 통과시키는 적외선필터(208)와;
상기 스크린에 표시될 영상을 송출하는 프로젝터(206)와;
상기 스크린에 표시될 배경영상에 대한 데이터를 저장하며, 상기 프로젝터(206)에 상기 배경영상에 대한 신호를 전송하는 배경영상송출부(210)와;
상기 스크린 위에서 움직이는 상기 감지수단(10)에서 발생되는 적외선의 산란을 감지하여 상기 감지수단(10)의 위치에 대한 정보인 좌표값을 확인하는 좌표확인부(212)와;
상기 좌표확인부(212)의 감지내용에 따라 사용자가 입력한 정보를 확인하고, 그 결과를 계산하여 저장하는 결과처리부(214)와;
상기 배경영상송출부(210)에서 출력되는 배경영상과, 상기 감지수단(10)의 주위에서 발생되는 적외선 산란 효과가 적용된 산란영상을 합성하여 상기 프로젝터(206)에 합성 영상에 대한 신호를 전송하는 영상합성부(216);를 포함하는, 적외선을 이용하여 접촉 위치를 확인하는 영상출력장치.
An image output apparatus for irradiating infrared rays from one side of a screen on which an image is displayed and detecting the position of the sensing means (10) by sensing infrared rays scattered by the sensing means (10) on the screen,
An infrared light emitting unit 202 installed on one side of the screen and irradiating infrared light onto the screen in a direction parallel to the plane of the screen;
A camera 204 for photographing the screen;
An infrared ray filter (208) mounted on the camera (204) and passing infrared rays scattered by the sensing means (10);
A projector 206 for transmitting an image to be displayed on the screen;
A background image transmitting unit 210 for storing data on a background image to be displayed on the screen and transmitting a signal for the background image to the projector 206;
A coordinate confirming unit 212 for detecting the scattering of infrared rays generated by the sensing means 10 moving on the screen and confirming a coordinate value of the position of the sensing means 10;
A result processing unit 214 for confirming the information inputted by the user according to the contents detected by the coordinate confirming unit 212, and calculating and storing the result;
A background image output from the background image sending unit 210 and a scattered image using an infrared scattering effect generated around the sensing means 10 are combined to transmit a signal for the composite image to the projector 206 And a video synthesizing unit (216), which confirms the contact position using infrared rays.
제1항에 있어서,
상기 결과처리부(214)는
상기 감지수단(10)의 위치에 의해 결정되는 감지수단영역(11)과, 상기 배경영상에 포함된 대상물체(20)의 위치에 의해 결정되는 대상물체영역(21)의 위치를 비교하여 서로 겹치는 영역의 정도에 따라 점수나 등급을 결정하는 것을 특징으로 하는, 적외선을 이용하여 접촉 위치를 확인하는 영상출력장치.
The method according to claim 1,
The result processing unit 214
The detection means region 11 determined by the position of the sensing means 10 and the position of the target object region 21 determined by the position of the target object 20 included in the background image are compared with each other, And a score or a grade is determined according to the degree of the region.
KR1020180089797A 2018-08-01 2018-08-01 Image display device identifying touch location using infrared rays KR101922386B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180089797A KR101922386B1 (en) 2018-08-01 2018-08-01 Image display device identifying touch location using infrared rays

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180089797A KR101922386B1 (en) 2018-08-01 2018-08-01 Image display device identifying touch location using infrared rays

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180019762A Division KR101886243B1 (en) 2018-02-20 2018-02-20 Image display device identifying touch location using infrared rays

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101922386B1 true KR101922386B1 (en) 2018-11-26

Family

ID=64603130

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180089797A KR101922386B1 (en) 2018-08-01 2018-08-01 Image display device identifying touch location using infrared rays

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101922386B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10324566B2 (en) Enhanced interaction touch system
US20220083880A1 (en) Interactions with virtual objects for machine control
US20200356238A1 (en) Virtual Interactions for Machine Control
US8180114B2 (en) Gesture recognition interface system with vertical display
KR102335132B1 (en) Multi-modal gesture based interactive system and method using one single sensing system
US7535463B2 (en) Optical flow-based manipulation of graphical objects
US8345920B2 (en) Gesture recognition interface system with a light-diffusive screen
US8842076B2 (en) Multi-touch touchscreen incorporating pen tracking
US8743089B2 (en) Information processing apparatus and control method thereof
US20020061217A1 (en) Electronic input device
EP2315103A2 (en) Touchless pointing device
US20030226968A1 (en) Apparatus and method for inputting data
KR101949474B1 (en) Image display device identifying the location of bowling ball using infrared rays
US20100225588A1 (en) Methods And Systems For Optical Detection Of Gestures
CN102341814A (en) Gesture recognition method and interactive input system employing same
WO2017136980A1 (en) Touch control system, touch control display system, and touch control interaction method
US9703410B2 (en) Remote sensing touchscreen
JP2010511221A (en) Three-dimensional control of data processing via a handheld pointing device
KR101922386B1 (en) Image display device identifying touch location using infrared rays
KR101886243B1 (en) Image display device identifying touch location using infrared rays
TWI454653B (en) Systems and methods for determining three-dimensional absolute coordinates of objects
KR20190133441A (en) Effective point tracing method interactive touchscreen
Paul et al. A Case Study of Usability in Virtual Controls

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant