KR102378476B1 - 디스플레이 장치에 대한 펜 입력 신호를 제공하는 시스템 및 그 동작 방법 - Google Patents

디스플레이 장치에 대한 펜 입력 신호를 제공하는 시스템 및 그 동작 방법 Download PDF

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Abstract

디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템 및 그 동작 방법이 제공된다. 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템은 공간 상에서 움직이는 펜의 위치를 인식하여 상기 펜의 좌표 정보를 생성하는 위치 센싱 장치, 표시부를 통해 화상을 표시하는 디스플레이 장치, 및 상기 위치 측정부가 생성한 좌표 정보를 제공받고, 상기 디스플레이 장치에 대한 펜 터치 입력 신호를 생성하는 수신 장치를 포함한다.

Description

디스플레이 장치에 대한 펜 입력 신호를 제공하는 시스템 및 그 동작 방법{SYSTEM FOR PROVIDING A PEN INPUT SIGNAL TO DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR OPERATING THE SAME}
본 발명은 디스플레이 장치에 대한 펜 입력 신호를 제공하는 시스템 및 그 동작 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 펜 입력을 지원하지 않는 컴퓨터 장치 또는 디스플레이 장치의 표시부 상에서 움직이는 펜에 의해 생성되는 펜 입력 신호를 제공하는 시스템 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
스마트 폰, 태블릿 PC와 같은 정보화 기기가 발전함에 따라 기존의 통상적인 입력 방식에서 벗어나 사용자가 손쉽게 정보 또는 명령을 편리하게 입력할 수 있는 터치 기반의 입력 방식이 지원되고 있다. 특히 전자 장치의 표시부 상에 형성된 전극의 정전 용량 커플링 효과를 이용하여 터치 입력을 인식하는 정전식 터치 스크린은 거의 모든 휴대용 장치에 포함되어 널리 사용되고 있다.
그런데, 모니터 또는 TV, 프로젝터 등 표시부 상의 터치 입력을 지원하지 않는 전자 장치들도 있으며, 오로지 사용자의 신체 부위에 의한 터치 방식만을 지원하여 용도에 따라 정확한 위치 지정 및 필기 입력을 지원하는 펜에 의한 터치 방식에 대한 지원이 결여된 전자 장치들도 있다. 이와 같이 펜에 의한 터치 입력을 지원하지 않는 전자 장치에 대하여 사용자의 용도에 맞게 펜 입력 신호를 제공할 수 있는 시스템에 대한 요구가 증가하고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 표시부 상의 터치 입력을 지원하지 않는 전자 장치 또는 신체에 의한 터치 입력은 지원하지만 펜에 의한 터치 입력은 지원하지 않는 전자 장치에 대하여 펜 터치 입력을 제공할 수 있는 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 표시부 상의 터치 입력을 지원하지 않는 전자 장치 또는 신체에 의한 터치 입력은 지원하지만 펜에 의한 터치 입력은 지원하지 않는 전자 장치에 대하여 펜 터치 입력을 제공할 수 있는 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 디스플레이 장치에 대한 펜 입력 신호를 제공하는 시스템은, 공간 상에서 움직이는 펜의 위치를 인식하여 상기 펜의 좌표 정보를 생성하는 위치 센싱 장치, 표시부를 통해 화상을 표시하는 디스플레이 장치. 및 상기 위치 센싱 장치가 생성한 좌표 정보를 제공받고, 상기 디스플레이 장치에 대한 펜 터치 입력 신호를 생성하는 수신 장치를 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 디스플레이 장치는 상기 표시부를 통해 적어도 3개 이상의 점을 표시하고, 상기 위치 센싱 장치는 상기 펜에 의해 상기 적어도 3개 이상의 점이 터치될 때의 상기 펜의 터치 좌표 정보를 상기 수신 장치에 제공하고, 상기 수신 장치는 상기 적어도 3개 이상의 점의 상기 표시부에서의 픽셀값의 좌표와 상기 펜의 터치 좌표 정보를 맵핑할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 수신 장치는 상기 펜 터치 입력 신호를 상기 디스플레이 장치에 제공하고, 상기 디스플레이 장치는 펜 터치 입력 신호에 기초하여 상기 표시부를 통해 표시되는 화상 데이터를 생성할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 디스플레이 장치를 통해 표시되는 영상 데이터를 생성하는 영상 입력 장치를 더 포함하고, 상기 수신 장치는 상기 영상 데이터를 제공받아 상기 펜 터치 입력 신호에 기초하여 영상 출력 데이터를 생성하여 상기 디스플레이 장치를 통해 표시할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 수신 장치와 상기 영상 입력 장치는 하나의 장치로 통합되어 구성될 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 위치 센싱 장치는 상기 펜에 대해 적외선, 자외선, 가시광선 및 라디오파 등의 전파 중 적어도 하나를 방출하는 센싱 신호 발생부와 상기 펜으로부터 반사되어 상기 위치 센싱 장치로 입력되는 센싱 신호를 촬영하는 카메라를 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 위한 디스플레이 장치에 대한 펜 입력 신호를 제공하는 시스템의 동작 방법은, 수신 장치와 위치 센싱 장치 사이의 연결을 확립하는 단계, 상기 위치 센싱 장치가 디스플레이 장치의 표시부 상에서 움직이는 펜의 위치를 인식하여 펜의 좌표 정보를 생성하여 상기 수신 장치로 제공하는 단계, 상기 수신 장치가 상기 펜의 좌표 정보에 기초하여 상기 표시부 상에 입력되는 펜 터치 입력 신호를 생성하여 상기 디스플레이 장치에 제공하는 단계, 및 상기 디스플레이 장치에 제공된 펜 터치 입력 신호에 기초하여 상기 표시부에 화상을 표시하는 단계를 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 수신 장치가 상기 펜의 좌표 정보에 기초하여 상기 표시부 상에 입력되는 펜 터치 입력 신호를 생성하여 상기 디스플레이 장치에 제공하는 단계는, 상기 디스플레이 장치가 상기 표시부를 통해 적어도 3개 이상의 점을 표시하는 단계, 상기 위치 센싱 장치가 상기 펜에 의해 상기 적어도 3개 이상의 점이 터치될 때의 상기 펜의 터치 좌표 정보를 상기 수신 장치에 제공하는 단계, 및 상기 수신 장치가 상기 적어도 3개 이상의 점의 상기 표시부에서의 픽셀값의 좌표와 상기 펜의 터치 좌표 정보를 맵핑하여 상기 디스플레이 장치에 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 디스플레이 장치에 제공된 펜 터치 입력 신호에 기초하여 상기 표시부에 화상을 표시하는 단계는, 상기 수신 장치와 연결되는 영상 입력 장치가 상기 디스플레이 장치를 통해 표시되는 영상 데이터를 생성하는 단계, 생성된 영상 데이터를 상기 수신 장치에 제공하는 단계, 상기 수신 장치가 상기 영상 데이터를 제공받아 상기 펜 터치 입력 신호에 기초하여 영상 출력 데이터를 생성하여 상기 디스플레이 장치를 통해 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템은 펜 입력 신호를 제공하는 시스템은 펜의 표시부 상의 위치 좌표를 인식하여 터치 입력 신호를 생성할 수 있음에 따라 펜 입력 인식 또는 일반 터치 입력 인식을 위한 별도의 터치 패널을 포함하지 않는 디스플레이 장치에 대해서도 펜을 이용한 터치 입력 신호를 제공할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템에 포함된 위치 센싱 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템에 포함된 수신 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 몇몇 실시예에 따른 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템에서 수신 장치와 디스플레이 장치의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템에 포함된 펜을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템에서 펜의 위치 좌표를 표시부 상에 표시된 점의 좌표로 변환하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 구성 요소와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 구성 요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "직접 연결된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 구성 요소를 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성 요소 일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 실시예에서 사용되는 '부' 또는 '모듈'이라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '부' 또는 '모듈'은 어떤 역할들을 수행한다. 그러나 '부' 또는 '모듈'은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '부' 또는 '모듈'은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '부' 또는 '모듈'은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소과, 함수들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함할 수 있다. 구성요소들과 '부' 또는 '모듈'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '부' 또는 '모듈'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '부' 또는 '모듈'들로 더 분리될 수 있다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템(10)은 위치 센싱 장치(100), 수신 장치(200), 펜(300) 및 디스플레이 장치(500)를 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따른 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템(10)은 펜 입력을 지원하지 않는 디스플레이 장치(500)에 펜(300)에 의한 터치 입력 신호를 제공할 수 있다. 디스플레이 장치(500)는 예를 들어 모바일 폰, 스마트 폰, 퍼스널 디지털 어시스턴트(PDA), 태블릿 피시 등을 포함할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 본 명세서에서 도 1에 도시된 것과 같이 디스플레이 장치(500)는 태블릿 피시인 것을 기준으로 설명하기로 한다. 디스플레이 장치(500)는 펜(300)의 좌표 정보를 기초로 생성된 디스플레이 정보를 표시하기 위한 표시부(510)를 포함할 수 있다.
위치 센싱 장치(100)는 펜(300)의 공간 상에서의 위치를 인식하고 좌표 정보를 생성할 수 있다. 위치 센싱 장치(100)는 예를 들어, 적외선 또는 전파를 방사하여 펜(300)으로부터 반사되는 신호를 인식함으로써 펜(300)의 공간 상에서의 좌표 정보를 생성할 수 있다. 또는 위치 센싱 장치(100)는 펜(300)을 촬영할 수 있는 카메라와 같은 촬상 장치를 포함하고 촬영된 영상으로부터 펜(300)의 위치 정보를 추출함으로써 펜(300)의 좌표 정보를 생성할 수 있다.
위치 센싱 장치(100)는 펜(300)의 위치 정보를 지속적으로 인식함으로써 좌표 정보를 연속적으로 생성할 수 있다. 위치 센싱 장치(100)에 관하여 이후 도 2를 이용하여 더욱 자세하게 설명한다.
수신 장치(200)는 위치 센싱 장치(100)로부터 생성된 펜(300)의 좌표 정보를 제공받을 수 있다. 위치 센싱 장치(100)와 수신 장치(200)는 예를 들어 블루투스, Wi-Fi 등의 무선 통신 방식에 의해 연결될 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 위치 센싱 장치(100)와 수신 장치(200)는 유선으로 연결될 수도 있다.
수신 장치(200)는 디스플레이 장치(500)와도 연결될 수 있다. 수신 장치(200)는 펜(300)의 좌표 정보에 기초하여 디스플레이 장치(500)에서 실행되는 애플리케이션을 조작하기 위한 펜 터치 입력 신호를 생성하고 이를 디스플레이 장치(500)로 제공할 수 있다. 디스플레이 장치(500) 상에서 구동되는 애플리케이션은 수신 장치(200)로부터 제공받은 펜 터치 입력 신호에 기초하여 표시부(510) 상에 표시할 그래픽을 생성할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 수신 장치(200)는 펜(300)으로부터 터치 신호를 제공받을 수도 있다. 예를 들어 펜(300)과 디스플레이 장치(500) 사이에 터치가 이루어지고 있는지 여부를 감지하기 위해 수신 장치(200)는 펜(300에 포함된 펜 팁이 감지하는 터치 신호를 수신할 수 있다.
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템에 포함된 위치 센싱 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템에 포함된 위치 센싱 장치(100)는 센싱부(110)와 통신부(120)를 포함할 수 있다.
센싱부(110)는 펜(300)의 임의의 공간 상에서의 위치 정보를 인식하여 펜(300)의 좌표 정보를 생성할 수 있다. 센싱부(110)는 예를 들어 공중에 적외선 또는 전파를 방사하는 센싱 신호 발생부와, 펜(300)으로부터 반사되어 센싱 장치(100)로 돌아오는 적외선 또는 전파를 센싱하는 센싱 신호 수신부를 포함할 수 있다. 센싱 신호 수신부는 예를 들어 가시광선, 적외선, 자외선 또는 전파 중 적어도 하나를 감지할 수 있는 이미지 센서가 탑재된 카메라를 포함할 수 있다.
펜(300)의 좌표 정보는 (X, Y, Z)와 같은 3차원 좌표 정보의 형태를 가질 수 있다. 센싱부(110)는 펜(300)의 위치 정보를 일정한 주기로 센싱함으로써 연속적으로 얻어지는 펜(300)의 좌표 정보를 통해 연속된 펜(300)의 움직임을 추적할 수 있다. 또한 센싱부(110)는 펜(300)과 다른 물체와의 접촉을 감지할 수 있다. 예를 들어 펜(300)이 디스플레이 장치(500)의 표시부(510)와 접촉하는 경우 센싱 장치(100)는 펜(300)에 의한 터치 입력이 이루어진 것으로 판단하고 이를 수신 장치(200)에 제공할 수 있다.
디스플레이 장치(500)에 대하여 사용되는 펜(300)의 위치 정보를 효과적으로 인식하기 위해 센싱 장치(100)는 센싱부(110)가 디스플레이 장치(500)를 향하도록 배치될 수 있다. 센싱부(110)는 상술한 적외선과 같은 센싱 신호를 디스플레이 장치(500) 및 펜(300)을 향해 방사할 수 있다.
통신부(120)는 센싱부(110)가 획득한 펜(300)의 좌표 정보를 수신 장치(200)에 전송할 수 있다. 상술한 것과 같이 위치 센싱 장치(100)와 수신 장치(200)는 유무선 통신 방식을 이용한 네트워크를 통해 연결될 수 있다. 따라서 통신부(120)는 연속적으로 얻어지는 펜(300)의 좌표 정보를 센싱부(110)로 제공할 수 있다. 통신부(120)는 예를 들어, 블루투스 통신 모듈 또는 Wi-Fi와 같은 무선 통신 모듈을 포함할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 통신부(120)는 펜(300)의 좌표 정보를 수신 장치(200)로 항상 전송하지 않고, 센싱부(110)가 펜(300)과 표시부(510) 사이의 접촉을 감지하는 경우에만 펜(300)에 의한 터치 입력이 제공되는 것으로 보고 수신 장치(200)로 펜(300)의 좌표 정보를 제공할 수 있다. 이를 통해 무선 통신에 사용되는 전력 및 패킷을 감소시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템에 포함된 수신 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템(10)에 포함된 수신 장치(200)는 통신부(210), 좌표 처리부(220) 및 그래픽 생성부(230)를 포함할 수 있다.
통신부(210)는 위치 센싱 장치(100)로부터 제공된 펜(300)의 좌표 정보를 수신할 수 있다. 통신부(210)는 예를 들어 블루투스 모듈 또는 Wi-Fi 모듈과 같은 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다. 통신부(210)는 센싱 장치(100)의 통신부(120)와 유무선 네트워크 연결을 확립하고, 제공된 펜(300)의 좌표 정보를 수신하여 좌표 처리부(220)에 제공할 수 있다.
좌표 처리부(220)는 펜(300)의 좌표 정보를 제공받아 처리할 수 있다. 좌표 처리부(220)는 예를 들어 펜(300)의 좌표 정보에 노이즈가 포함되어 있는 경우 이를 필터링함으로써 펜 터치 입력 신호를 생성할 수 있다. 좌표 처리부(220)는 디스플레이 장치(500)의 표시부(510) 상에서의 펜(300)의 움직임으로 인해 생성된 연속적인 좌표 정보를 벡터 형식의 데이터로써 가공함으로써 펜 터치 입력 신호를 생성할 수 있다. 좌표 처리부(220)는 생성된 펜 터치 입력 신호를 디스플레이 장치(500)로 제공할 수 있다.
그래픽 생성부(230)는 수신 장치(200)와 연결된 디스플레이 장치에 표시하기 위한 그래픽 데이터를 생성할 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 수신 장치(200)는 태블릿 피시와 같이 자체적인 데이터 연산 및 그래픽 생성이 가능한 디스플레이 장치(500)와 연결될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 수신 장치(200)는 이후 도 8 및 9를 이용하여 설명되는 방식과 같이 자체적인 데이터 연산 및 그래픽 생성이 불가능한 영상 출력 장치(도 8의 600)와 같은 장치와도 연결될 수 있는데, 그 경우 그래픽 생성부(230)는 영상 출력 장치(도 8의 600)에 표시하기 위한 그래픽 데이터를 직접 생성할 수 있다. 이에 관한 더욱 자세한 설명은 해당 도면을 이용하여 후술한다.
도시하지는 않았지만 수신 장치(200)는 디스플레이 장치(500)와 연결되기 위한 별도의 커넥터부를 포함할 수도 있다. 수신 장치(200)는 예를 들어 디스플레이 장치(500)와 USB와 같은 유선 인터페이스를 통해 연결될 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 수신 장치(200)는 예를 들어 디스플레이 장치(500)와 블루투스, Wi-Fi, NFC와 같은 무선 인터페이스를 통해 연결될 수도 있다.
도 4는 몇몇 실시예에 따른 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템에서 수신 장치와 디스플레이 장치의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 수신 장치(200)와 연결된 디스플레이 장치(500)는 표시부(510), 그래픽 생성부(520) 및 수신부(530)를 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 디스플레이 장치(500)에 포함된 각각의 구성 요소는 디스플레이 장치(500)에 포함된 하드웨어 구성 요소 또는 디스플레이 장치(500) 상에서 구동되는 소프트웨어 구성 요소를 포함할 수 있다. 상술한 것과 같이 디스플레이 장치(500)는 스마트 폰, 태블릿 피시와 같은 컴퓨터 장치일 수 있으며, 이 경우 디스플레이 장치(500)는 수신 장치(200)가 얻은 펜(300)의 좌표 정보를 이용하여 표시부(510)에 디스플레이할 그래픽 데이터를 생성할 수 있다.
수신부(530)는 수신 장치(200)와 연결되어 펜(300)의 움직임에 기초하여 생성되는 펜 터치 입력 신호를 제공받을 수 있다. 수신 장치(200)와 디스플레이 장치(500)가 상술한 유무선 통신 인터페이스를 통해 연결되는 경우 수신부(530)는 해당 통신 인터페이스를 구현하기 위한 기능 블록을 포함할 수 있다.
그래픽 생성부(520)는 수신부(530)로부터 제공받은 펜 터치 입력 신호에 기초하여 표시부(510)를 통해 표시할 표시 데이터를 생성할 수 있다. 그래픽 생성부(520)는 예를 들어 표시부(510)를 통해 표시되는 표시 데이터를 생성하는 CPU(Central Processing Unit) 또는 GPU(Graphic Processing Unit) 중 적어도 어느 하나 및 이들이 접근하여 데이터를 읽고 쓸 수 있는 메모리의 집합을 포함하는 모듈일 수 있다.
그래픽 생성부(520)는 디스플레이 장치(500) 상에서 구동되는 애플리케이션을 처리하기 위한 연산을 수행할 수 있다. 디스플레이 장치(500)가 페인팅 애플리케이션 또는 노트 애플리케이션을 구동하는 경우 그래픽 생성부(520)는 수신부(530)로부터 제공받은 펜 터치 입력 신호에 기초하여 애플리케이션 상에서 지원하는 각각의 입력 도구에 의해 묘사되는 그래픽을 생성할 수 있다.
표시부(510)는 디스플레이 장치(500)에 탑재되어 영상을 표시하기 위한 액정 모니터, OLED 모니터 등을 포함할 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서 표시부(510)는 복수의 투명 전극이 내장되어 손가락과 같은 인간의 신체를 통한 터치 입력을 수신할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 몇몇 실시예에서 표시부(510)는 자체적인 터치 기능을 내장하지 않을 수도 있다.
도 5는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템에 포함된 펜을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템에 포함된 펜(300)은 본체(310) 및 펜 팁(320)을 포함할 수 있다.
본체(310)는 사용자가 펜(300)을 잡고 사용할 수 있도록 손잡이로서의 역할을 수행할 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 펜(300)은 전원에 의해 구동되지 않는 패시브(passive)형 펜일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 펜(300)은 자체적인 구동 전원을 구비하는 액티브(active)형 펜일 수도 있다.
펜 팁(320)은 본체(310)의 끝에 구비되어 사용자가 디스플레이 장치(500)의 표시부(510)에 접촉시켜 터치 입력을 이용할 수 있다. 표시부(510)와 펜(300) 사이의 접촉 여부를 판단하기 위하여 센싱 장치(100)를 통한 센싱을 이용하는 것은 정확도에 한계를 가질 수 있다. 따라서 펜 팁(320)에는 표시부(510)와의 접촉 여부를 판단하기 위한 센서가 구비될 수 있으며, 이러한 센서는 감압 센서와 또는 정전식 센서를 포함할 수 있다. 펜(300)은 펜 팁(320)이 표시부(510)와 접촉했는지 여부를 수신 장치(200)에 제공하고, 수신 장치(200)는 펜 팁(320)과 표시부(510)의 접촉 여부에 기초하여 펜(300)의 좌표 정보를 생성할 수 있다.
도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템의 동작 방법은 수신 장치(200) 및 위치 센싱 장치(100) 사이의 연결을 확립하는 단계(S110), 디스플레이 장치(500)의 표시부(510) 상에 3개 이상의 터치 점을 표시하는 단계(S120), 표시부(510) 상의 터치 점이 펜(300)에 의해 터치된 좌표 정보를 획득하는 단계(S130), 펜(300)의 위치 좌표를 표시부(510) 상에 표시된 점의 좌표로 변환하는 단계(S140) 및 표시부(510) 상의 펜의 터치 입력 신호를 수신하는 단계(S150)를 포함할 수 있다.
먼저 위치 센싱 장치(100)와 수신 장치(200) 사이의 연결이 확립되는 단계(S110)가 수행된다. 상기 단계(S110)는 위치 센싱 장치(100)와 수신 장치(200) 사이의 유무선 통신 인터페이스에 의한 연결을 통해 위치 센싱 장치(100)와 수신 장치(200) 사이에 통신 채널을 개시하는 단계를 포함할 수 있다. 또한 이 단계에서 위치 센싱 장치(100)는 펜(300)의 공간 상에서의 움직임을 추적하고 좌표 정보를 생성할 수 있다.
이어서, 디스플레이 장치(500)에 표시되는 3개 이상의 점을 위해 펜(300)의 위치 좌표를 표시부(510) 상에 표시된 점의 좌표로 변환하기 위한 일련의 과정이 도 7을 이용하여 설명된다.
도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템에서 펜의 위치 좌표를 표시부 상에 표시된 점의 좌표로 변환하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 디스플레이 장치(500)의 표시부(510) 상에 3개 이상의 점(521, 522, 523, 524)이 표시된다(S120). 표시된 점들은 디스플레이 장치(500)에서 영상이 표시되는 표시 영역을 터치 좌표에 의해 정의하기 위한 지점들이다. 각각의 점들(521, 522, 523, 524)들은 표시부(510) 상에서의 픽셀값으로 나타나는 좌표, 즉 (PX, PY)와 같은 2차원 좌표값을 가질 수 있다. 점들(521, 522, 523, 524)의 픽셀값으로 나타나는 좌표는 연산을 위해 수신 장치(200)로 제공될 수 있다.
사용자는 펜(300)을 이용하여 표시부(510) 상에 표시된 점들(521, 522, 523, 524)을 터치하도록 유도된다. 위치 센싱 장치(100)는 펜(300)에 의하여 점들(521, 522, 523, 524)이 터치될 때 해당 터치 위치에서의 펜(300)의 좌표 정보를 생성할 수 있다(S130). 펜(300)에 의해서 표시부(510) 상에 표시된 점들(521, 522, 523, 524)이 터치될 때, 디스플레이 장치(500) 또는 수신 장치(200)가 펜(300)에 의한 해당 터치 입력의 발생 사실을 알 수 있도록 디스플레이 장치(500)는 표시부(510)를 통해서 별도의 터치 입력을 받을 수도 있다.
이어서, 수신 장치(200)의 좌표 처리부(220)는 펜(300)의 좌표 정보를 표시부(510) 상에서 표시된 점의 좌표로 변환한다(S140). 예를 들어 사용자가 제1 점(521)에 이어서 제2 점(522)을 터치한 경우에, 좌표 처리부(220)는 제1 점(521)과 제2 점(522)의 픽셀값으로 나타나는 좌표의 변이값과, 센싱 장치(100)에 의해 얻어진 펜(300)이 제1 점(521)을 터치하는 경우와 제2 점(522)을 터치하는 경우의 좌표 정보의 변이값을 비교함으로써 표시부(510) 상의 픽셀들의 좌표와 펜(300)의 좌표 정보를 맵핑시킨다(S140). 표시부(510)와 접촉하여 펜(300)이 움직이면, 좌표 처리부(220)는 표시부(510) 상의 어떤 픽셀과 펜(300)이 접촉했는지를 검출하고 수신 장치(200)는 펜(300)의 터치 입력 신호를 수신할 수 있다(S150).
상술한 것과 같이 펜(300)이 디스플레이 장치(500)의 표시부(510)와 접촉하는 경우 센싱 장치(100)는 펜(300)에 의한 터치 입력이 이루어진 것으로 판단하고 이를 수신 장치(200)에 제공할 수 있으나 이러한 방식은 위치 센싱 장치(100)가 갖는 해상력의 한계로 인해 터치 입력 검출의 정확도가 떨어질 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 시스템은 펜(300)에 의한 조작을 개시하기에 앞서 표시부(510)에 3개 이상 표시된 점들을 사용자가 펜(300)을 이용하여 터치할 수 있도록 유도함으로써 표시부(510) 상의 픽셀들의 좌표와 펜(300)의 좌표 정보를 맵핑시킬 수 있다. 이를 통해 표시부(510) 상에서의 펜(300)의 터치 입력 검출의 정확도를 향상시킬 수 있다.
이상에서 기술한 것과 같이, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템은 펜(300)의 표시부(510) 상의 위치 좌표를 인식하여 터치 입력 신호를 생성할 수 있음에 따라 펜 입력 인식 또는 일반 터치 입력 인식을 위한 별도의 터치 패널을 포함하지 않는 디스플레이 장치에 대해서도 펜을 이용한 터치 입력 신호를 제공할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템(20)은 수신 장치(200)가 별도의 영상 입력 장치(1000)로부터 영상 신호를 제공받고, 자체적인 데이터 연산 및 그래픽 생성이 불가능한 영상 출력 장치(600)에 영상 출력 신호를 제공하도록 구성될 수 있다.
영상 출력 장치(600)는 수신 장치(200)로부터 제공된 영상 출력 신호를 표시부(610)를 통해 표시하는 PC 모니터, TV, 또는 프로젝터를 포함할 수 있다. 영상 출력 장치(600)가 프로젝터로 구성되는 경우, 표시부(610)는 프로젝터로부터 제공되는 영상이 투사되는 투사면일 수 있다. 도 8의 시스템(20)은 PC 모니터, TV 및 프로젝터의 표시부(610) 상에 제공되는 펜(300)의 터치 입력을 감지하고 이를 터치 입력 신호로 생성할 수 있다.
영상 입력 장치(1000)는 영상 출력 장치(600)를 통해 출력되는 기초 영상을 생성할 수 있다. 영상 입력 장치(1000)는 예를 들어, 개인용 컴퓨터(PC), 서버 컴퓨터, 워크 스테이션, 랩탑 컴퓨터 등의 다양한 컴퓨터 시스템을 포함할 수 있다. 즉, 영상 입력 장치(1000)는 본 발명의 실시예에 따른 펜 입력 신호를 입력받기 위한 연산을 수행할 수 있는 컴퓨터 장치이면 그 종류의 제한을 갖지 않는다. 따라서 영상 입력 장치(1000)는 상술한 컴퓨터일 뿐만 아니라 모바일 폰, 스마트 폰, 퍼스널 디지털 어시스턴트(PDA), 태블릿 피시 등을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 수신 장치(200)와 영상 입력 장치(1000)는 하나의 구성 요소로 통합될 수도 있다.
도 9는 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 9를 참조하면, 수신 장치(200)는 영상 출력 장치(600)에 출력되는 영상의 기초 데이터인 그래픽 데이터를 영상 입력 장치(1000)로부터 제공받을 수 있다. 통신부(210)와 좌표 처리부(220)가 펜(300)의 움직임으로부터 생성된 펜 터치 입력 신호를 그래픽 생성부(230)에 제공하면, 그래픽 생성부(230)는 영상 입력 장치(1000)로부터 제공받은 그래픽 데이터와 펜 터치 입력 신호를 이용하여 영상 출력 장치(600)에 출력할 표시 데이터를 생성할 수 있다.
즉, 도 8, 9를 이용하여 설명된 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템은 별도의 영상 입력 장치(1000)로부터 출력되는 그래픽 데이터를 표시하는 PC 모니터, TV 및 프로젝터와 같은 영상 출력 장치(600)를 대상으로 펜 터치 입력 신호를 생성할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 위치 센싱 장치 200: 수신 장치
300: 펜 500: 디스플레이 장치
600: 영상 출력 장치 1000: 영상 입력 장치

Claims (10)

  1. 펜 입력을 지원하지 않는 컴퓨터 장치 또는 디스플레이 장치를 포함하는 시스템에 있어서,
    공간 상에서 움직이는 펜의 위치를 인식하여 상기 펜의 좌표 정보를 생성하는 위치 센싱 장치;
    표시부를 통해 화상을 표시하는 디스플레이 장치;
    상기 위치 센싱 장치가 생성한 좌표 정보를 제공받고, 상기 디스플레이 장치에 대한 펜 터치 입력 신호를 생성하는 수신 장치; 및
    상기 디스플레이 장치를 통해 표시되는 영상 데이터를 생성하는 영상 입력 장치;를 포함하고,
    상기 디스플레이 장치는 상기 표시부를 통해 적어도 3개 이상의 점을 표시하며,
    상기 위치 센싱 장치는 상기 펜에 의해 상기 적어도 3개 이상의 점이 터치될 때의 상기 펜의 터치 좌표 정보를 상기 수신 장치에 제공하고,
    상기 수신 장치는 상기 적어도 3개 이상의 점의 상기 표시부에서의 픽셀값의 좌표와 상기 펜의 터치 좌표 정보를 맵핑하며,
    상기 수신 장치는 상기 영상 데이터를 제공받아 상기 펜 터치 입력 신호에 기초하여 영상 출력 데이터를 생성하여 상기 디스플레이 장치를 통해 표시하되,
    상기 위치 센싱 장치는 상기 펜에 대해 적외선 또는 전파를 방출하는 센싱 신호 발생부와 상기 펜으로부터 반사되어 상기 위치 센싱 장치로 입력되는 센싱 신호를 촬영하는 센싱 신호 수신부를 포함하고,
    상기 수신 장치와 상기 영상 입력 장치는 하나의 장치로 통합되어 구성되는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 수신 장치는 상기 펜 터치 입력 신호를 상기 디스플레이 장치에 제공하고,
    상기 디스플레이 장치는 펜 터치 입력 신호에 기초하여 상기 표시부를 통해 표시되는 화상 데이터를 생성하는, 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 펜 입력을 지원하지 않는 컴퓨터 장치 또는 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템의 동작 방법에 있어서,
    수신 장치와 위치 센싱 장치 사이의 연결을 확립하는 단계;
    상기 위치 센싱 장치가 디스플레이 장치의 표시부 상에서 움직이는 펜의 위치를 인식하여 펜의 좌표 정보를 생성하여 상기 수신 장치로 제공하는 단계;
    상기 수신 장치가 상기 펜의 좌표 정보에 기초하여 상기 표시부 상에 입력되는 펜 터치 입력 신호를 생성하여 상기 디스플레이 장치에 제공하는 단계; 및
    상기 디스플레이 장치에 제공된 펜 터치 입력 신호에 기초하여 상기 표시부에 화상을 표시하는 단계;를 포함하고,
    상기 수신 장치가 상기 펜의 좌표 정보에 기초하여 상기 표시부 상에 입력되는 펜 터치 입력 신호를 생성하여 상기 디스플레이 장치에 제공하는 단계는, 상기 디스플레이 장치가 상기 표시부를 통해 적어도 3개 이상의 점을 표시하는 단계; 상기 위치 센싱 장치가 상기 펜에 의해 상기 적어도 3개 이상의 점이 터치될 때의 상기 펜의 터치 좌표 정보를 상기 수신 장치에 제공하는 단계; 및
    상기 수신 장치가 상기 적어도 3개 이상의 점의 상기 표시부에서의 픽셀값의 좌표와 상기 펜의 터치 좌표 정보를 맵핑하여 상기 디스플레이 장치에 제공하는 단계;를 포함하며,
    상기 디스플레이 장치에 제공된 펜 터치 입력 신호에 기초하여 상기 표시부에 화상을 표시하는 단계는, 상기 수신 장치와 연결되는 영상 입력 장치가 상기 디스플레이 장치를 통해 표시되는 영상 데이터를 생성하는 단계; 생성된 영상 데이터를 상기 수신 장치에 제공하는 단계; 상기 수신 장치가 상기 영상 데이터를 제공받아 상기 펜 터치 입력 신호에 기초하여 영상 출력 데이터를 생성하여 상기 디스플레이 장치를 통해 표시하는 단계;를 포함하고,
    상기 수신 장치와 상기 영상 입력 장치는 하나의 장치로 통합되어 구성되는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치에 펜 입력 신호를 제공하는 시스템의 동작 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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