KR101924302B1

KR101924302B1 - 투사 매핑 시스템 및 장치

Info

Publication number: KR101924302B1
Application number: KR1020180067598A
Authority: KR
Inventors: 필딩 비. 스태튼; 데이비드 스트럼프
Original assignee: 뉴토노이드 테크놀로지스, 엘.엘.씨.
Priority date: 2017-06-14
Filing date: 2018-06-12
Publication date: 2018-11-30
Also published as: IL260032A; AU2018204201A1; MX2018007306A; TWI658316B; EP3416379A1; CA3007924C; TW201905574A; IL260032B; EP3416379B1; US10027937B1; CA3007924A1; CN109084650A

Abstract

투사 시스템은 사용자에게 고정되는 하우징 내에 포함된 투사 장치를 포함한다. 상기 투사 장치는 네트워킹 장비, 적어도 하나의 입력/출력 장비, 및 컴퓨터 메모리를 포함하는 데이터 통신의 프로세서를 갖는다. 상기 컴퓨터 메모리는 프로세서에 의해 영향을 받으면, 다음의 단계들을 수행하는, 기계 판독 가능 명령어들을 갖는 프로그램을 포함한다: (a) 측정될 표면의 에지를 결정하는 단계; (b) 초기 이미지를 상기 표면에 투사하는 단계로서, 상기 초기 이미지는 기 설정된 조건의 세트에 기초하는 단계; (c) 상기 투사 장치 및 상기 표면 사이의 실질적인 수직 거리(D1)를 결정하는 단계; (d) 상기 투사 장치 및 상기 표면의 상기 에지 사이의 거리(D2)를 결정하는 단계; (e) (c) 단계 및 (d) 단계에서 결정된 상기 거리(D1 및 D2)에 기초하여 상기 초기 이미지를 보정하는 단계; 및 (e) 업데이트된 이미지를 상기 표면 상에 투사하는 단계.

Description

투사 매핑 시스템 및 장치{PROJECTION MAPPING SYSTEM AND APPARATUS}

본 발명은 투사 매핑 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 줄자(tape measure)를 표면에 투사하는 장치에 관한 것이다.

투사 디스플레이(projection display)는 많은 상이한 형태로 수년 동안 존재해왔다. 많은 산업에서 투사 기술의 이점을 활용함에도 불구하고, 이러한 기술이 잘 사용되지 않는 산업 중 하나는 수공구(hand tool)이다. 일반적으로, 수공구는 수년 동안 비교적 적은 발전을 보였다. 이것은 특히 줄자에 있어 그러하다.

현재, 줄자는 그것의 의도된 목적을 위해 효과적이다. 그러나, 그것은 사용자가 표면에 줄자를 내려 놓고(lay) 줄자를 제 위치에 유지하기 위해 시도하는 동안 표면에 표시를 함께 해야만 하기 때문에 다소 사용하기 어렵고, 부피가 큰 경향이 있다. 이것은 종종, 특히 줄자가 바람직한 위치에서 벗어나거나, 꼬이거나, 또는 사용자가 많은 상이한 표면을 측정해야 하는 경우에 좌절감(frustration)을 유발한다. 따라서, 그 또는 그녀가 물리적으로 임의의 장비를 잡고 있을 필요 없이 사용자가 표면을 측정함을 허용하는 투사 줄자를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 일부 양태의 기본적인 이해를 제시(present)하기 위해 본 발명의 단순화된 요약을 이하에서 제시한다. 이 요약은 본 발명의 광범위한 개관(extensive overview)이 아니다. 이는 본 발명의 중요한 구성 요소를 식별하거나 본 발명의 범위를 기술하기 위한 것이 아니다. 그것의 유일한 목적은 본 명세서의 다른 곳에서 제시되는 보다 상세한 설명의 서두로서 여기서 단순화된 형태로 본 발명의 일부 개념을 제시하는 것이다.

일 실시 예에서, 투사 시스템은 사용자에게 고정되는 하우징 내에 내장된(embedded) 투사 장치를 포함한다. 투사 장치는 네트워킹 장비, 적어도 하나의 입력/출력 장비, 및 컴퓨터 메모리와 데이터 통신하는 프로세서를 갖는다. 컴퓨터 메모리는 프로세서에 의해 영향을 받을 때(effect by), 다음의 단계들을 수행하는, 기계 판독 가능 명령어(machine readable instruction)들을 갖는 프로그램을 포함한다: (a) 측정될 표면의 가장자리(edge)를 결정하는 단계; (b) 초기 이미지를 상기 표면에 투사하는 단계로서, 상기 초기 이미지는 기 결정된 일련의 조건에 기반하는 단계; (c) 상기 투사 장치와 상기 표면 사이의 실질적으로 수직한 거리(D1)를 결정하는 단계; (d) 상기 투사 장치와 상기 표면의 상기 가장자리 사이의 거리(D2)를 결정하는 단계; (e) (c) 단계 및 (d) 단계에서 결정된 상기 거리들(D1 및 D2)에 기반하여 상기 초기 이미지를 보정하는 단계; 및 (f) 업데이트된 이미지를 상기 표면에 투사하는 단계.

다른 실시 예에서, 투사 시스템은 네트워킹 장비, 적어도 하나의 입력/출력 장비와 데이터 통신하는 프로세서를 갖는 기준 장비(reference device)를 포함한다. 기준 장비는 측정될 표면의 가장자리에 위치된다. 시스템은 사용자에게 고정되는 하우징 내에 내장된 투사 장치를 더 포함한다. 투사 장치는 네트워킹 장비, 적어도 하나의 입력/출력 장비, 컴퓨터 메모리와 데이터 통신하는 프로세서를 포함한다. 컴퓨터 메모리는 프로세서에 의해 영향을 받을 때, 다음의 단계들을 수행하는, 기계 판독 가능 명령어들을 갖는 프로그램을 포함한다: (a) 표면에 초기 이미지를 투사하는 단계로서, 상기 초기 이미지는 기 결정된 일련의 조건에 기반하는 단계; (b) 상기 투사 장치와 상기 표면 사이의 실질적으로 수직한 거리(D1)를 결정하는 단계; (c) 상기 투사 장치와 상기 기준 장비 사이의 거리(D2)를 결정하는 단계; (d) (b) 단계 및 (c) 단계에서 결정된 상기 거리들(D1 및 D2)에 기반하여 상기 초기 이미지를 보정하는 단계; (e) 업데이트된 이미지를 상기 표면에 투사하는 단계; 및 (f) 상기 (b) 단계 내지 (e) 단계를 반복하는 단계. 기준 장비와 투사 장치는 네트워크를 통해 통신한다.

또다른 실시 예에서, 투사 시스템은 사용자에게 고정되는 하우징 내에 내장된 기준 장비와 투사 장치를 갖는다. 투사 장치는 네트워킹 장비, 적어도 하나의 입력/출력 장비, 및 컴퓨터 메모리와 데이터 통신하는 프로세서를 포함한다. 컴퓨터 메모리는 프로세서에 의해 영향을 받을 때, 다음의 단계들을 수행하는, 기계 판독 가능 명령어들을 갖는 프로그램을 포함한다: (a) 표면에 초기 이미지를 투사하는 단계로서, 상기 초기 이미지는 기 결정된 일련의 조건에 기반하는 단계; (b) 상기 투사 장치와 상기 표면 사이의 실질적으로 수직한 거리(D1)를 결정하는 단계; (c) 상기 투사 장치와 상기 기준 장비 사이의 거리(D2)를 결정하는 단계; (d) (b) 단계 및 (c) 단계에서 결정된 상기 거리들(D1 및 D2)에 기반하여 상기 초기 이미지를 보정하는 단계; (e) 업데이트된 이미지를 상기 표면에 투사하는 단계; 및 (f) 상기 (b) 단계 내지 (e) 단계를 반복하는 단계.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 투사 장치와 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 2a는 도 1의 투사 장치의 일 실시 예의 정면도이다.
도 2b는 도 2a의 투사 장치의 측면도이다.
도 3은 모자(hat)에 결합되는 도 2a의 투사 장치의 사시도이다.
도 4a는 도 1의 투사 장치의 다른 실시 예의 측면도이다.
도 4b는 도 4a의 투사 장치의 정면도이다.
도 5는 한 개의 안경에 결합되는 도 4a의 투사 장치의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 투사 장치 시스템에 의해 수행되는 다양한 단계를 도시하는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 투사 장치 시스템의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 투사 장치 시스템의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 투사 장치 시스템의 사시도이다.

현재, 대다수의 수공구는 어떤 종류의 투사 시스템과도 결합되지 않는다. 한 가지 예외는 사용자로부터 표면까지의 거리를 결정하기 위해 초음파 및/또는 레이저 반사 기술을 사용하는 거리 측정기이다. 사용자는 공구가 표면을 향하게 하고, 레이저를 활성화하기 위해 버튼을 누르며, 공구는 레이저가 향하는 위치까지의 거리를 측정한다. 이 장비가 지점까지의 거리를 결정하기 위해 유용하나, 그것은 줄자가 아니다. 줄자는 사용자가 원하는 위치, 예를 들면, 절단하고자 하는 표면을 표시하는, 레이저 포인터를 대체할 수 없다.

본 명세서에 개시된 것은 줄자 투사 장비로서 유용할 수 있는 투사 매핑 장치의 실시 예이다. 본 명세서에서 투사 줄자를 투사하는 장치에 대한 설명이 제시되었으나, 본 발명의 범위 내에서 다른 투사 장치가 고려될 수 있고 이는 본 명세서에서 제공되는 설명에 의해 명확해질 것임을 본 기술 분야의 당업자는 이해할 것이다.

일 실시 예에서, 투사 매핑 시스템 및 장치는 본 명세서에서 설명된 대로 사용자의 신체(user's person)에 부착되도록 구성되거나 사용자에 의해 착용된 부분(article)에 결합되도록 구성될 수 있는 투사 장치(200)를 포함한다. 투사 장치(200)의 전자 구성 요소(electronic component)가 도 1에 도시된다. 투사 장치(200)는 네트워킹 장비(210), 하나 또는 그 이상의 입력/출력 장비(215), 및 컴퓨터 메모리(220)와 통신 가능하게 결합된 프로세서(205)를 포함한다. 프로세서(205)는, 주문형 반도체(Application specific integrated circuit, ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(field-programmable gate array, FPGA), 등과 같이, 특별히 구성된 하드웨어를 통해 구성될 수 있고, 및/또는 본 명세서에 따른 기능을 수행하기 위한 소프트웨어(예를 들어, 프로그램(235))의 실행을 통해 구성될 수 있다.

메모리(220)는 하나 또는 그 이상의 휘발성 메모리(예를 들어, 램(RAM)) 또는 비-휘발성 메모리(예를 들어, 롬(ROM), 플래시(FLASH), 마그네틱 미디어(magnetic media), 광 미디어(optical media), 등)를 나타낸다. 투사 장치(200) 내에 도시되었으나, 메모리(220)는, 적어도 부분적으로, 네트워크 장비(210)를 통해 접근될 수 있는 투사 장치(200) 외부의 네트워크 저장소로서 구현될 수 있다. 종래 기술로 알려진 바와 같이, 네트워크 장비(210)는 유선 네트워크 인터페이스 및 무선 네트워크 인터페이스(예를 들어, 와이파이(Wi-Fi), 인터넷, 블루투스, 등) 중 어느 하나 또는 양자 모두에 의해 구현될 수 있다.

네트워크 장비(210)는 투사 장치(200)가 네트워크(250)를 통해 기준 장비(270)와 통신하는 것을 허용할 수 있다. 네트워크(250)는 와이파이, 블루투스와 같은 무선 네트워크일 수 있으며, 또는 다른 무선(또는 유선) 네트워크일 수 있다.

프로그램(225)은 메모리(220)의 일시적 또는 비-일시적 부분에 저장될 수 있다. 프로그램(225)은 프로세서(205)에 의해 실행될 때, 장비(200)의 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 기계 판독 가능 명령어를 포함한다. 실시 예에서, 프로그램(225)은 도 6을 참조하여 이하에서 더욱 상세하게 설명될 바와 같이 거리와 비율(scale)을 계산하고 표면(예를 들어, 표면(100))에 이미지를 투사할 수 있는 명령어를 포함할 수 있다.

이미지 데이터베이스(223)는 메모리(220)에 추가적으로 저장될 수 있거나, 대안적으로 네트워크(250)를 통해 접근 가능한 원격 저장소에 저장될 수 있다. 이미지 데이터베이스(223)는 본 명세서에서 제공된 설명에 따른 투사 장치(200)를 통해 표면(100)에 투사될 수 있는 줄자의 다양한 이미지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 미터법(metric system)에 따라 측정치(measurement)를 디스플레이하는 테이프 측정 이미지가 있을 수 있으며, 또한 영국 단위법(imperial system)에 따라 측정치를 디스플레이하는 다른 테이프 측정 이미지가 있을 수 있다. 더 나아가, 사용자는 다른 것보다 더 선호하는 색상이 있을 수 있는데, 따라서 줄자의 다수의 이미지가 다양한 색상으로 있을 수 있다. 전통주의자들은 노란색의 줄자를 보이는 투사를 선호할 수 있고, 다른 사람들은 상이한 색상(예를 들어, 흰색, 파란색, 녹색, 오렌지색, 등)을 선호할 수 있다. 따라서, 다양한 이미지가 프로세서(205)에 의해 접근 가능하게 이미지 데이터베이스(223)에 저장될 수 있다.

입력/출력 장비(215)는 단일 장비 또는 복수 개의 장비에 내장될 수 있는 하나 또는 그 이상의 입력 및/또는 출력 장비를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 입력/출력 장비(215)는 표면(예를 들어, 표면(100))에 이미지를 투사하는 투사기(projector)를 적어도 포함한다. 입력/출력 장비(215)는 레이저 및/또는 카메라를 추가적으로 포함할 수 있다. 선택적으로, 입력/출력 장비(215)는 후술될 바와 같이, 표시 목적을 위한 UV 레이저를 포함한다. 일 실시 예에서, 입력/출력 장비(215)는 스피커를 더 포함할 수 있다. 입력/출력 장비(215)는 또한, 예를 들어, 본 명세서에 기술된 바와 같이, 사용자가 장치(200) 및/또는 기준 장비(270)와 상호 작용하는 것을 허용하는, 버튼(215A 및 215A')를 더 포함할 수 있다(도 2b 및 4b).

기준 장비(270)는 입력/출력 장비(280) 및 네트워크 장비(285)와 통신 가능하게 연결되는 프로세서(275)를 가질 수 있다. 네트워크 장비(285)는 기준 장비(270)가 네트워크(250)를 통해 투사 장치(200)와 통신하는 것을 허용할 수 있다.

입력/출력 장비(280)는 기준 장비(270)와 투사 장치(200) 사이의 거리를 결정하기 위해 투사 장치(200)에 의해 수신될 수 있는 신호를 (예를 들어, 네트워크(250)를 통해) 송신하는 송신 장비(emitting device)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 기준 장비(270)는 투사 장치(200)으로부터 기준 장비(270)까지의 거리를 통신하기 위해 투사 장치(200)와 통신(예를 들어, 유선 또는 무선으로)할 수 있다.

투사 장치(200)는 다양한 이기종 장비에 내장될 수 있다. 일 실시 예에서, 투사 장치(200)는 레이저 측정 장비 또는 플래시라이트(flashlight)와 유사한, 핸드헬드 장비(handheld device)에 결합될 수 있다. 다른 실시 예에서, 투사 장치(200)는 클립으로서 구성될 수 있다. 도 2a, 2b, 4a, 및 4b는 클립의 예시적인 구성을 도시한다. 도 2a에서, 투사 장치(200)는 하나 또는 그 이상의 입력/출력 장비(215)가 연장할 수 있는 개구부가 형성된 하우징(230)을 갖는 클립에 내장된다. 입력/출력 장비(들)(215)는 개구부를 관통하는 모든 경로를 따라 연장하지 않을 수 있으나, 개구부는 입력/출력 장비(215)가 시스템까지/으로부터 정보를 송신 및/또는 수신함을 허용할 수 있음이 본 기술 분야의 당업자에게 이해되어야 한다. 하우징(230)은 사용자가 장치(200)와 상호 작용하기 위해 사용할 수 있는 버튼(215a)을 더 포함한다. 암(234)은 (예를 들어) 핀(232)에 의해 하우징(230)에 회전 가능하게 부착되며, 또한 (예를 들어, 장치(200)를 착용 가능한 부분(wearable article)에 부착하기 위해) 사용자가 암(234)을 강제로 개방하지 않는 한 암(234)이 폐쇄된 위치에 유지되도록 스프링-로드(spring-loaded)될 수 있다. 도 3은 투사 장치(200)가 부착된 단단한 모자(hard hat)(400)를 도시한다. 투사 장치(200)는 대안적으로 야구 모자 또는 다른 종류의 모자, 또는, 사용자의 칼라(collar)와 같은, 의복의 부분과 같은, 다른 착용 가능한 부분에 부착될 수 있다.

도 4a, 4b, 및 5에서, 장치(200')는 안전 고글(450) 또는 안경에 부착되도록 구성된다. 장치(200')는 안경(450)의 코다리(nose bridge)와 맞물리도록 구성될 수 있는 하우징(230')과 클립(234')을 포함한다. 클립(234')은 장치(200')가 고글(450)에 단단하게 결합되는 것을 보장하기 위해 조정 가능할 수 있다. 장치(200')는 최소한의 입력/출력 장비(215)를 포함하고, 또한 도 4b 및 5에 도시된 것과 같이 버튼(215a')을 추가적으로 포함할 수 있다.

바람직하게는 투사 장치(200)는 입력/출력 장비(215)가 적절하게 배향될 수 있도록 조정 가능할 수 있다. 예를 들어, 하우징(230)은 핀(232)을 통해 암(234)에 고정될 수 있는 판에 조정 가능하게 부착될 수 있다. 따라서 하우징(230)의 위치는 필요한 경우 조정될 수 있다. 대안적으로, 실시 예에서, 투사 장치(200)는 단단한 모자 또는 안전 고글과 같은 물체에 직접 결합될 수 있다.

장치(200)의 전자 구성 요소는 배터리, 또는 태양열로 작동될 수 있거나, 또는 현재 알려진 또는 추후 개발될 임의의 다른 수단에 의해 전력을 공급받을 수 있다. 일 실시 예에서, 장치(200)는 태양열, 전력, 등을 사용하여 충전 가능한 배터리를 포함한다.

본 명세서에서 기술되는 다양한 구성 요소의 특징은 투사 장치(200)의 사용 구성의 예시하는 방법에 의해 더 이해될 것이다. 이제 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 예시적인 일련의 프로세스 단계가 도시된다. 프로세스는 사용자가 측정이 필요한 표면을 결정하는, 단계(600)에서 시작된다. 단계(602)에서, 사용자는 기준 장비(270)를 활성화시키고 도 8에 도시된 바와 같이, 기준 장비(270)가 표면(100)의 일 단부에 인접하도록 위치시킨다. 기준 장비(270)에 대한 추가 논의가 이하에서 제공된다.

단계(604)로 진행하여, 투사 장치(200)가 활성화된다. 투사 장치(200)는, 예를 들어, 장치(200) 상의 버튼(215a)에 의해, 활성화될 수 있다. 버튼(215a)는 장치(200)가 "온"("on") 모드의 전환되도록 할 수 있다. 대안적으로, 장치(200)는 예를 들면, 사용자의 머리의 움직임을 감지할 수 있는 자이로스코프(gyroscope)를 갖출 수 있다. 사용자가 그 또는 그녀의 머리를 흔들면, 장치(200)가 활성화될 수 있다.

단계(606)에서, 활성화된 상태에서, 장치(200)는 표면(100)에 초기 이미지(150)를 투사할 수 있다(도 7 참조). 초기 이미지(150)는 줄자의 사용자가 원하는 묘사가 아직 아닐 수 있다. 예를 들어, 투사 장치(200)는 영국 단위법에 따른 측정치를 보여주는 줄자 이미지 데이터베이스(223)로부터 이미지를 조사하기 위해 초기에 프로그램될 수 있다. 그러나, 사용자는 미터법에 따라 측정치가 보이는 것을 선호할 수 있다. 추가적으로, 초기 이미지(150)는 기-설정된 기준 조건에 기반한 초기 이미지(150)를 투사하도록 프로그램될 수 있다. 그러나, 기준 조건은 표면(100)에 대한 기준에서의 사용자의 위치를 정확히 묘사하지 않을 수 있으며, 따라서, 초기 이미지(150)는 부정확한 단위의 측정치(예를 들어, 투사된 초기 이미지(150)의 1인치는 1인치의 실제 묘사가 아님)를 투사할 수 있다.

그럼에도, 프로세스는 사용자가 이미지 데이터베이스(223)로부터 원하는 테이프 측정 이미지를 선택하는, 단계(608)로 이동한다. 사용자는 측정치의 시스템(예를 들어, 영국 단위법 또는 미터법)을 개인화하기 위해 원하는 이미지에 도달할 때까지 이미지 데이터베이스(223)에 저장된 이미지 사이에서, 예를 들어, 버튼(215a 또는 215a')을 통해 토글링(toggling)함으로써 이미지를 변경하는 것이 가능할 수 있다. 추가적으로, 사용자는 사용자에게 선호되는 색상인 이미지를 선택하는 것이 가능할 수 있다. 일단 사용자가 그 또는 그녀가 선호하는 이미지에 도달하면, 사용자의 선호는 자동으로 메모리(220)에 저장될 수 있고 또한 사용자가 투사 장치(200)를 활성화시킬 때마다 불러들일 수 있다.

단계(610)로 진행하여, 일단 사용자가 그 또는 그녀가 선호하는 이미지를 선택하면, 프로세서(205)는 표면(200)과 관련된 사용자의 위치로 투사된 이미지를 보정하는 프로세스를 개시한다. 상술한 바와 같이, 투사 장치(200)는 투사된 이미지가 측정치의 단위를 정확히 1-인치 단위로 묘사하는 기-설정된 기준 조건에 기반하여 초기 이미지(150)를 투사하도록 프로그램될 수 있다. 예를 들어, 다시 도 7을 참조하면, 기준 조건은 투사 장치(200)로부터 표면(100)까지의 거리(D1)를 2 피트(feet)와 동일하게, 또한 표면의 가장자리(105)로부터 투사된 이미지의 중앙 지점(CP1)까지의 거리(D2)를 6인치로 예측할 수 있다. 이 조건에서, 수식

을 사용하여 연산된, 사용자와 표면의 단부(105) 사이의 기준 각도(

)는, 26.56도이다. 이 조건에서, 투사 장치(200)는 줄자 이미지를 투사할 수 있으며, 여기서 측정치의 증가분은 정확히 1인치로 도시된다. 그러나, 사용자가 이러한 기준 조건을 유지할 것으로 기대하기는 어렵다. 사용자가 표면(100)에 인접하게 또는 표면(100)으로부터 멀어지도록 이동함에 따라, 투사된 이미지가 여전히 줄자의 단위를 정확하게 디스플레이하기 위해 이미지의 비율이 반드시 변경되어야만 한다. 따라서, 표면(100)에 대해 상대적인 사용자의 위치가 결정되어야만 한다.

단계(610a)에서, 프로세서(205)는 사용자(U)(그에 부착된 투사 장치(200)를 갖는)로부터 표면(100)의 중앙 지점(CP)까지의 실제 길이(

)(도 8)를 측정하기 위해 투사 장치(200)가 하나 또는 그 이상의 출력 장비(215)(예를 들어, 레이저)를 활성화시키도록 한다. 본 기술 분야의 당업자가 알고 있는 기술을 사용하여, 거리(

)가 확인된다.

단계(610b)에서, 투사 장치(200)는 기준 장비(270)의 위치를 결정하기 위해, 기준 장비(270), 예를 들면 네트워크(250)를 통해, 네트워킹 장비(210 및 285)를 통해, 각각, 기준 장비(270)과 통신한다. 기준 장비(270)의 위치를 인식함으로써, 프로세서(205)는 투사 장치(200)와 기준 장비(270) 사이의 거리(

)를 결정할 수 있다.

기준 장비(270)는, 일 실시 예에서, 그것이 투사 장치(200)와 통신할 수 있도록 허용하는 다운로드 가능한 소프트웨어(예를 들어, 스마트폰 어플리케이션)를 갖춘 스마트폰일 수 있다. 스마트폰을 기준 장비(270)로서 사용하기 위해, 사용자는 폰의 스마트폰 어플리케이션에 접근할 수 있으며, 이는, 네트워킹 장비(285)를 활성화함으로써 투사 장치(200)가 다른 것들 사이에서, 폰과 통신할 수 있게 한다. 예를 들어, 거리(

)가 결정된 후, 평면 검증 디스플레이 패턴(planar verification display pattern)이 측정될 예정인 표면에 투사될 수 있다. 투사된 디스플레이 패턴은 정사각형, 원, 등과 같이 알려진 비율(ratio)의 기하학적 모양(geometric shape)으로 보일 수 있다. 예측 가능한 패턴의 투사된 순서는 표면이 평평한지(또는 공통 평면(common plane)에서 측정되는지) 검증하기 위해 표면을 따라 연속적으로 보일 수 있다. 소프트웨어의 조정은 측정치의 평면의 임의의 기울임(skewing)을 위한 평면 완전성(planar integrity)을 조정하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시 예에서, 소프트웨어는 투사된 디스플레이 패턴의 입체적 시각(stereoscopic viewing)을 포함하는 3D 매핑 및 표시 기술을 활용하여 윤곽화된 표면(contoured surface)을 조정하기 위해 구성될 수 있다.

실시 예에서, 기준 장비(270)는 생략될 수 있다. 예를 들어, 일 실시 예에서, 투사 장치(200)는 카메라(예를 들어, 입력/출력 장비(215)로서)를 포함할 수 있다. 전통적인 구배 이미지 프로세스(gradient image processing) 기술을 사용하여, 프로세서(205)는 표면(100)의 단부(105)를 확인할 수 있게 되고, 따라서 길이(

)를 결정할 수 있다. 또다른 실시 예에서, 표면(100)의 단부(105)는 마커(marker)로 (예를 들어, UV 레이저, 에칭(etching), 붉은 점 표시를 통해, 또는 현재 사용 중이거나 또는 향후 개발될 임의의 다른 표시자를 통해) 표시될 수 있다. 투사 장치(200)는 표면(100)의 단부(105)의 위치를 확인하고, 따라서 길이(

)를 결정하기 위해 마커를 인식하도록 구성될 수 있다.

다음, 단계(610c)에서, 프로세서(205)는 직각 삼각형에 대한 피타고라스의 정리:

에 기반하여 누락된 길이(

)를 결정한다. 길이(

)의 단위는 측정치의 시스템의 사용자의 선택에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 만약 사용자가 영국 단위법을 선택하면, 길이(

,

, 및

)는 인치 및 피트로 측정되고 결정될 수 있다. 대안적으로, 만약 사용자가 미터법을 선택하면, 다음으로 길이(

,

, 및

)는 센티미터 및 미터로 측정되고 결정될 수 있다. 보다 고급의 비-선형적 방법이 길이(

)의 측정치의 연산을 위해 사용될 수 있다. 이러한 반복적인 방법 중 하나는 단일의 평평한 표면 상에 존재하지 않는 표면의 윤곽화된 측정을 허용하는 미분 적분을 수반한다.

길이(

)를 결정하고, 프로세서(205)는 그 다음 사용자와 표면의 단부(105) 사이의 각도(

)를 연산한다. 사용자가 표면(100)으로부터 2.7' (34.2 인치)(

)이면, 거리(

)는 40인치인 것으로 결정되고, 다음으로 삼각법의 원리(trigonometric principle)에 의해 결정된 사용자와 표면의 단부(105) 사이의 각도(

)는 35.9도이다. 일단 프로세서(205)가 길이(

), 및 각도(

)를 결정하면, 프로세스는 단계(610d)로 이동한다. 프로세서(205)는 측정치의 보다 정확한 결과를 제공하기 위해 단일 각도(

) 측정치에 제한되지 않는다. 원하는 정밀도의 측정 결과를 제공하기 위해 다수의 연산이 연속적으로 수행될 수 있다.

단계(610d)에서, 프로세서(205)는 투사된 이미지의 측정의 단위가 단계(610c)에서 결정된 길이(

)에 대응하도록 투사된 이미지의 크기가 변경되어야 하는 인자를 결정한다. 우리의 예시에서, 실제 각도에 대한 기준 각도의 비율은 .74이다. 따라서, 이미지는 0.74의 인자만큼 길이가 축소되어야만 한다. 본 기술 분야의 당업자가 알고 있는 크기 조정의 방법을 사용하여, 프로그램은 투사된 이미지(150)를 적절한 인자만큼 크기 조정하기 위해 구성될 수 있다.

단계(610e)에서, 투사 장치(200)는 변경된 이미지를 표면(100)에 투사하며, 이 변경된 이미지는 상술한 바와 같이 표면(100)에 대한 사용자의 위치에 기반하여 적절하게 크기 조정된 것이다.

도 9에 도시된, 일 실시 예에서, 사용자는 표면의 단부(105)로부터 거리(L)에 있을 수 있다. 본 기술 분야의 당업자는 투사된 이미지를 가능한 한 정확하게 하기 위해, 투사 장치(200)가 표면(100)에 대해 실질적으로 수직하도록 사용자가 위치되는 것이 바람직하다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 표면의 단부(105)로부터 더 멀리 떨어진 거리(예를 들어, 빔 각도(

), 또는 투사 장치(200)로부터 빔의 각도보다 더 큰 거리)를 측정하기 위해, 사용자는 최종 측정치의 일반적인 부근으로 이동해야만 할 수 있다. 거리(L)는 빔 각도(

)보다 더 클 수 있다. 여기서, 거리(

및

)는

및

를 고려하여 상술한 바와 같이 결정될 수 있다. 피타고라스의 정리를 사용하여, 프로그램(223)이 거리(L)을 결정할 수 있다. 추가적으로, 투사 장치로부터의 빔 각도(

)가 인식됨에 따라, 그리고 거리(

)가 본 명세서에서 기술된 바와 같이 결정될 수 있으므로, 투사 빔의 중앙 지점과 빔의 가장자리 사이의 거리(

)가 결정될 수 있다. 예를 들어, 수식

(

는 빔 각도의

임)을 사용하여, 프로그램이 거리(

)를 결정할 수 있다. 사용자가 표면(100)의 단부(105)에 서 있지 않을 수 있고, 또한 투사의 빔이 제한될 수 있으므로, 줄자 이미지는 그 단위가 거리(L)와 동일하고 거리(

)보다 작을 수 있는, 지점(U)에서 시작할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 표면의 단부(105)로부터 20인치 거리에 서 있고, 빔이 8인치를 가로질러 이미지를 투사하는 경우, 지점(P)은 16인치에서 시작하는 줄자의 시작을 나타낸다.

프로세스는 줄자의 투사된 이미지가 일정하게 정확하도록 보장하기 위해 연속적인 루프에서 단계(610a 내지 610e)를 반복할 수 있다. 일 실시 예에서, 사용자에게 전체 측정치 결과에 대한 증가된 정밀도를 제공하기 위해 다수의 미분 적분이 수행되고 축적될 수 있다.

선택적으로, 일 실시 예에서, 프로세스는 사용자가 투사된 이미지를 고정(lock)할 수 있는, 단계(612)로 이동한다. 예를 들어, 사용자는 이미지를 제 위치에 고정하기 위해 버튼(215a 또는 215a')을 누를 수 있다(예를 들어, 버튼을 빠르게 두 번 누름). 대안적으로, 사용자는 이미지를 고정하기 위해 그의 머리에 의한 움직임을 유발할 수 있다(예를 들어, 그의 머리를 빠르게 상하 운동으로 움직임). 이미지를 제 위치에 고정함으로써, 사용자는 이미지가 고정 해제(unlock)될 때까지 프로세스가 단계(620)에서 스톨(stall)되게 할 수 있다. 사용자는 버튼을 누르거나, 그의 머리를 흔들거나, 또는 다른 수단에 의해 단계(614)에서 이미지를 고정 해제할 수 있다. 일단 이미지가 고정 해제되면, 상술한 바와 같이 프로세스는 단계(610)로 복귀할 수 있다.

프로세스는 사용자가 투사 장치(200)를 비활성화시키는 단계(616)에서 종료된다.

따라서 표면에 이미지를 투사하기 위한 시스템, 방법, 및 장치에 대해 기술되었다. 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고 기술된 발명의 많은 상이한 배치가 가능하다. 본 발명의 실시 예는 제한적이라기보다는 예시적인 목적으로 본 명세서에 기술되었다. 대안적인 실시 예가 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 본 기술 분야의 당업자에게 명백할 것이다. 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 개시된 개선을 구현하기 위한 대안적인 수단을 개발할 수 있다.

더 나아가, 특정 특성과 서브 콤비네이션(subcombination)이 유용하며 또한 다른 특성과 서브 콤비네이션을 참조하지 않고 사용될 수 있으며 청구범위의 범위 내에서 고려될 수 있음이 이해될 것이다. 다양한 도면과 설명에 나열된 모든 단계가 기술된 특정 순서로 수행될 필요는 없다. 설명은 특정의 기술된 실시 예에 제한되어서는 안 된다.

Claims

투사 시스템으로서:
하우징 내에 내장되는 투사 장치를 포함하며, 상기 투사 장치는:
네트워킹 장비, 적어도 하나의 입력/출력 장비, 및 컴퓨터 메모리와 데이터 통신하는 프로세서를 포함하며, 상기 컴퓨터 메모리는 프로세서에 의해 영향을 받을 때, 다음의 단계를 수행하는, 기계 판독 가능 명령어를 갖는 프로그램을 포함하고, 상기 단계는:
(a) 측정될 표면의 가장자리를 결정하는 단계;
(b) 초기 이미지를 상기 표면에 투사하는 단계로서, 상기 초기 이미지는 기 결정된 일련의 조건에 기반하는 단계;
(c) 상기 투사 장치와 상기 표면 사이의 실질적으로 수직한 거리(D1)을 결정하는 단계;
(d) 상기 투사 장치와 상기 표면의 상기 가장자리 사이의 거리(D2)를 결정하는 단계;
(e) (c) 단계 및 (d) 단계에서 결정된 상기 거리들(D1 및 D2)에 기반하여 상기 초기 이미지를 보정하는 단계; 및
(f) 업데이트된 이미지를 상기 표면에 투사하는 단계를 포함하는,
투사 시스템.
제1항에 있어서,
상기 시스템은 네트워크를 통해 상기 투사 장치와 통신하는 기준 장비를 더 포함하며,
상기 기준 장비는 상기 표면의 상기 가장자리에 위치되고,
상기 투사 장치는 상기 기준 장비로부터 상기 거리(D2)를 결정하기 위한 신호를 수신하는,
투사 시스템.
제2항에 있어서,
상기 기준 장비는 스마트폰인,
투사 시스템.
제1항에 있어서,
상기 초기 이미지는 상기 컴퓨터 메모리의 이미지 데이터베이스에 저장된 복수 개의 이미지로부터 선택되는,
투사 시스템.
제4항에 있어서,
상기 이미지는 줄자인,
투사 시스템.
제1항에 있어서,
(c) 단계 내지 (f) 단계는 연속적으로 반복되는,
투사 시스템.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 입력/출력 장비는 상기 이미지를 투사하기 위한 투사기를 포함하는,
투사 시스템.
제7항에 있어서,
상기 적어도 하나의 입력/출력 장비는 상기 거리(D1)를 측정하기 위한 레이저 포인터를 포함하는,
투사 시스템.
제1항에 있어서,
상기 투사 장치 하우징은 클립으로서 구성되는,
투사 시스템.
제9항에 있어서,
상기 클립은 모자에 부착되도록 구성되는,
투사 시스템.
투사 시스템으로서:
네트워킹 장비와 적어도 하나의 입력/출력 장비와 데이터 통신하는 프로세서를 포함하는 기준 장비로서, 측정될 표면의 가장자리에 위치되는 상기 기준 장비; 및
사용자에게 고정되는 하우징 내에 내장되는 투사 장치를 포함하며, 상기 투사 장치는:
네트워킹 장비, 적어도 하나의 입력/출력 장비, 및 컴퓨터 메모리와 데이터 통신하는 프로세서를 포함하며, 상기 컴퓨터 메모리는 프로세서에 의해 영향을 받을 때, 다음의 단계를 수행하는, 기계 판독 가능 명령어를 갖는 프로그램을 포함하고, 상기 단계는:
(a) 초기 이미지를 상기 표면에 투사하는 단계로서, 상기 초기 이미지는 기 결정된 일련의 조건에 기반하는 단계;
(b) 상기 투사 장치와 상기 표면 사이의 실질적으로 수직한 거리(D1)을 결정하는 단계;
(c) 상기 투사 장치와 상기 기준 장비 사이의 거리(D2)를 결정하는 단계;
(d) (b) 단계 및 (c) 단계에서 결정된 상기 거리들(D1 및 D2)에 기반하여 상기 초기 이미지를 보정하는 단계;
(e) 업데이트된 이미지를 상기 표면에 투사하는 단계; 및
(f) (b) 단계 내지 (e) 단계를 반복하는 단계를 포함하며,
상기 기준 장비와 상기 투사 장치는 네트워크를 통해 통신하는,
투사 시스템.
제11항에 있어서,
상기 초기 이미지는 상기 컴퓨터 메모리의 이미지 데이터베이스에 저장된 복수 개의 줄자 이미지로부터 선택되는 줄자 이미지인,
투사 시스템.
제12항에 있어서,
상기 투사 장치의 상기 적어도 하나의 입력/출력 장비는 투사기를 포함하는,
투사 시스템.
제11항에 있어서,
상기 투사 장치 하우징은 상기 사용자에 의해 착용되는 구조체에 부착되도록 구성되는,
투사 시스템.
제14항에 있어서,
상기 구조체는 모자인,
투사 시스템.
제11항에 있어서,
상기 투사 장치 하우징은 상기 사용자에 의해 착용되는 구조체로 형성되는,
투사 시스템.
제16항에 있어서,
상기 구조체는 모자 또는 안경 중 어느 하나인,
투사 시스템.
투사 시스템으로서:
기준 장비; 및
사용자에게 고정되는 하우징 내에 내장되는 투사 장치를 포함하며, 상기 투사 장치는:
네트워킹 장비, 적어도 하나의 입력/출력 장비, 및 컴퓨터 메모리와 데이터 통신하는 프로세서를 포함하고, 상기 컴퓨터 메모리는 프로세서에 의해 영향을 받을 때, 다음의 단계를 수행하는, 기계 판독 가능 명령어를 갖는 프로그램을 포함하며, 상기 단계는:
(a) 초기 이미지를 표면에 투사하는 단계로서, 상기 초기 이미지는 기 결정된 일련의 조건에 기반하는 단계;
(b) 상기 투사 장치와 상기 표면 사이의 실질적으로 수직한 거리(D1)을 결정하는 단계;
(c) 상기 투사 장치와 상기 기준 장비 사이의 거리(D2)를 결정하는 단계;
(d) (b) 단계 및 (c) 단계에서 결정된 상기 거리들(D1 및 D2)에 기반하여 상기 초기 이미지를 보정하는 단계;
(e) 업데이트된 이미지를 상기 표면에 투사하는 단계; 및
(f) (b) 단계 내지 (e) 단계를 반복하는 단계를 포함하는,
투사 시스템.
제18항에 있어서,
상기 기준 장비는 마커(marker)이며,
상기 투사 장치는 거리(D2)를 결정하기 위해 상기 마커를 인식할 수 있도록 구성되는,
투사 시스템.
제18항에 있어서,
상기 (d) 단계는:
(d1) 결정된 거리들(D1 및 D2)에 기반하여 상기 투사 장치와 상기 기준 장비 사이의 각도(
)를 결정하는 단계;
(d2) 각도(
)에 대한 각도(
)의 비율(ratio)를 결정하는 단계로서, 상기 각도(
)는 기 결정된 일련의 조건에 기반하여 결정되는 단계;
(d3) (d2) 단계에서 결정된 상기 비율에 기반하여 상기 초기 이미지를 변경하는 단계를 포함하는,
투사 시스템.