KR20000067478A - Position and Control Signal Input System using Ultrasonic - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A position and control signal input system is provided to sense supersonic waves generated from a supersonic pen without using an expensive touch pad, and determine a current input position over a 2 dimension or 3 dimension space. CONSTITUTION: A position and control signal input system comprises a supersonic pen(30), a plurality of supersonic wave receivers(21,22,23), a modulator(40), a phase difference detector(50), an amplitude detector(60), a position determination unit(70), and an interface(80). The supersonic wave receivers(21,22,34), installed at a screen(10), receives the supersonic wave generated from the supersonic pen(20). The modulator(40) modulates the supersonic wave signals. The phase difference detector(50) detects phase differences among the modulated supersonic wave signals. The position determination unit(70) determines the position of the pen(30) on the screen(10) by using the phase differences and an output of the amplitude detector(60). The interface(80) transmits the output from the position determination unit(70) to a computer.

Description

초음파를 이용한 위치 및 제어신호 입력 시스템{Position and Control Signal Input System using Ultrasonic}Position and Control Signal Input System using Ultrasonic

본 발명은 초음파를 이용한 위치 및 제어신호 입력 시스템에 것으로, 특히 전자 칠판등에 있어서 크기를 대형화함과 아울러 비교적 저가로 구현할 수 있도록 하는 초음파를 이용한 위치 및 제어신호 입력 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a position and control signal input system using ultrasonic waves, and more particularly, to a position and control signal input system using ultrasonic waves that can be implemented at a relatively low cost while increasing the size of an electronic blackboard.

일반적으로 강의나 회의석상에서 참여한 사람들에게 준비된 자료를 프리젠테이션하기 위하여 대형 모니터를 사용하게 된다.Typically, a large monitor will be used to present the prepared material to those who attend the lecture or conference.

또한, 그 대형 모니터를 전자 칠판으로 이용하는 경우에 그 모니터의 디스플레이 면에 투명한 터치 필름을 부가하여 현재 사용자가 지시하는 위치를 파악하게 된다.In addition, when the large monitor is used as an electronic blackboard, a transparent touch film is added to the display surface of the monitor to grasp the position currently indicated by the user.

즉, 모니터상에 사용자가 펜과 같은 일반적인 입력 매체로 스크린에 직접 접촉하게 되면, 현재 접촉되는 위치를 파악하고, 그 위치에서 화면상에 디스플레이되는 명령을 수행하도록 하는 것이다.That is, when the user directly touches the screen with a general input medium such as a pen, the user may determine the current contact position and perform a command displayed on the screen at the position.

이러한 전자 칠판에서 터치 필름을 이용하여 위치를 파악하는 방식으로는 저항 접촉식, 커패시턴스 접촉식, 표면 장력 감지식등이 있다.In the copyboard, a method of identifying a location using a touch film includes a resistive contact method, a capacitance contact method, and a surface tension sensing method.

그런데, 이와같이 터치 필름을 이용하여 전자 칠판을 구현하는 경우에 그 비용적인 측면에서 결코 이롭지 못하다.However, in the case of implementing the electronic blackboard using the touch film as described above, it is never advantageous in terms of cost.

터치 필름은 제조하기도 결코 수월하지 않고, 또한 상당히 고가이며, 전자 칠판의 대형화에 걸림돌이 된다.Touch films are never easy to manufacture, they are also quite expensive, and are an obstacle to the enlargement of electronic blackboards.

즉, 모니터와 터치 필름은 그 자체가 크기의 한계성을 가지고 있으므로, 대형화하기에는 여러가지 문제점을 수반하게 된다.In other words, since the monitor and the touch film themselves have limitations in size, there are various problems to increase the size.

따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 감안하여, 터치 필름은 사용하지 않고 초음파 센서들에 의해 초음파 펜으로부터 발생된 초음파를 감지하여 2차원 및 3차원상에서의 현재 입력 위치를 판단하도록 함으로써 제조하기가 간단하고, 또한 저가의 프리젠테이션용 장치를 구현한 초음파를 이용한 위치 및 제어신호 입력 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, in view of the above problems, the present invention is simple to manufacture by detecting the ultrasonic waves generated by the ultrasonic pens by ultrasonic sensors without using the touch film to determine the current input position in two and three dimensions. In addition, an object of the present invention is to provide a position and control signal input system using ultrasonic waves, which implements a low-cost presentation device.

도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파를 이용한 위치 및 제어신호 입력 시스템을 나타낸 도.1 is a view showing a position and control signal input system using ultrasonic waves according to an embodiment of the present invention.

도 2 는 초음파 펜의 구성도.2 is a block diagram of an ultrasonic pen.

도 3 은 도 2의 초음파 발생부의 상세 블록도 및 각 블록에서의 파형도.3 is a detailed block diagram of the ultrasonic wave generator of FIG. 2 and a waveform diagram of each block;

도 4 는 도 2의 반사기의 구조도 및 초음파의 반사 상태를 나타낸 도.4 is a structural diagram of the reflector of FIG. 2 and a reflection state of ultrasonic waves;

도 5 는 전자 칠판상에서 초음파의 진행 상태를 나타낸 도.5 is a diagram showing the progress of ultrasonic waves on an electronic blackboard;

도 6 은 초음파 수신부의 상세도.6 is a detailed view of an ultrasonic receiver.

도 7 은 스크린 상에서의 초음파 펜의 위치를 확인하기 위한 상태를 보인도.7 shows a state for confirming the position of the ultrasonic pen on the screen.

도 8 은 초음파 펜으로부터 발생된 초음파가 초음파 수신부에 도달된 시간에 따라 거리를 계산하기 위한 타임 챠트를 나타낸 도.8 is a time chart for calculating a distance according to the time when the ultrasonic wave generated from the ultrasonic pen reaches the ultrasonic receiver.

도 9 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파를 이용한 위치 및 제어신호 입력 시스템을 나타낸 도.9 is a view showing a position and control signal input system using ultrasonic waves according to another embodiment of the present invention.

도 10 은 수신된 초음파 신호에 의한 3차원 공간상에서의 펜의 위치를 파악하기 위한 상태를 설명하기 위한 도.10 is a view for explaining a state for identifying the position of the pen in the three-dimensional space by the received ultrasonic signal.

도 11 은 3차원 공간상에서의 펜의 위치와 각도를 설명하기 위한 도.11 is a view for explaining the position and angle of the pen in the three-dimensional space.

도 12 는 초음파 발생부의 다른 실시예를 나타낸 도.12 is a view showing another embodiment of the ultrasonic generator.

도 13 은 초음파 펜의 인밸러프 발생 상태의 일예를 보인 도.13 is a view showing an example of an envelope generation state of the ultrasonic pen.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

10,100 : 스크린10,100: screen

21,22,23,210,220,230 : 초음파 수신부21,22,23,210,220,230: ultrasonic receiver

30,300 : 초음파 펜 31 : 하우징30,300: ultrasonic pen 31: housing

32 : 전원부 33 : 초음파 발생부32: power supply unit 33: ultrasonic generator

33-1 : 초음파 발진부 33-2 : 변조부33-1: Ultrasonic Oscillator 33-2: Modulator

33-3 : 기준신호 발생부 34 : 초음파 가이드33-3: reference signal generator 34: ultrasonic guide

35 : 반사기 36 : 투과창35 reflector 36 transmission window

37 : 압력센서 38 : 볼37: pressure sensor 38: ball

40,400 : 복조부 50 : 위상차 검출부40,400: demodulator 50: phase difference detector

500 : 궤적 검출부 60,600 : 진폭 검출부500: trajectory detector 60,600: amplitude detector

610 : 기울기 정보 검출부 70,700 : 위치 결정부610: tilt information detection unit 70,700: positioning unit

80,900 : 인터페이스 800 : 룩업 테이블80,900: Interface 800: Lookup Table

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 초음파를 이용한 위치 및 제어신호 입력 시스템은, 초음파 신호를 발생하는 초음파 펜; 스크린의 요소에 구비되어 상기 초음파 펜으로부터 발생된 초음파 신호를 수신하는 다수개의 초음파 수신부; 상기 다수개의 초음파 수신부로부터 수신된 초음파 신호를 각각 복조하는 복조부; 상기 복조된 각 신호간의 위상차를 검출하는 위상차 검출부; 상기 복조된 각 신호의 진폭을 검출하는 진폭 검출부; 상기 위상차 및 진폭 검출부의 출력에 의해 스크린 상에서의 초음파 펜의 위치를 판단하는 위치 결정부; 상기 위치 결정부의 출력 데이터를 컴퓨터로 연결하는 인터페이스부로 구성됨을 특징으로 한다.Position and control signal input system using the ultrasonic wave according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, the ultrasonic pen for generating an ultrasonic signal; A plurality of ultrasonic receivers provided in elements of a screen to receive ultrasonic signals generated from the ultrasonic pens; A demodulator for demodulating each of the ultrasonic signals received from the plurality of ultrasonic receivers; A phase difference detector for detecting a phase difference between the demodulated signals; An amplitude detector for detecting an amplitude of each demodulated signal; A positioning unit that determines the position of the ultrasonic pen on the screen by the output of the phase difference and amplitude detection unit; And an interface unit for connecting output data of the positioning unit to a computer.

상기 초음파 펜은 펜 형태의 하우징; 압력센서로부터 신호가 인가되면 초음파 발생부에 전원을 공급하는 전원부; 전원이 공급되면 소정 주파수를 갖는 초음파 신호를 발생하는 초음파 발생부; 상기 발생된 초음파를 반사기의 위치로 유도하는 초음파 가이드; 상기 초음파 가이드에 의하여 유도된 초음파를 원하는 방향으로 반사시키는 반사기; 상기 하우징의 둘레를 따라 형성되어 반사기에 의해 반사된 초음파를 하우징 외부로 투과시키는 투과창으로 구성된다.The ultrasonic pen has a pen shaped housing; A power supply unit supplying power to the ultrasonic wave generation unit when a signal is applied from the pressure sensor; An ultrasonic generator for generating an ultrasonic signal having a predetermined frequency when power is supplied; An ultrasonic guide for guiding the generated ultrasonic waves to a position of a reflector; A reflector for reflecting the ultrasonic wave guided by the ultrasonic wave guide in a desired direction; And a transmission window formed along the circumference of the housing to transmit ultrasonic waves reflected by the reflector to the outside of the housing.

상기 초음파 발생부는 소정의 주파수를 갖는 초음파를 발진하는 초음파 발진부; 소정 파형의 기준 신호를 발생하는 기준 신호 발생부; 상기 초음파와 기준 신호를 인가받아 이를 변조하는 변조부로 구성된다.The ultrasonic generator includes an ultrasonic oscillator for oscillating an ultrasonic wave having a predetermined frequency; A reference signal generator for generating a reference signal of a predetermined waveform; The modulator is configured to receive the ultrasonic wave and the reference signal and modulate it.

이와같이 구성된 본 발명의 일실시예를 첨부한 도 1 내지 도 8까지를 참조하여 상세히 설명한다.One embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 8.

스크린(10)의 일정 위치의 요소에 초음파를 수신할 수 있는 초음파 수신부(21,22,23)가 다수개 구비되는데, 본 발명에서는 스크린(10)의 상부 양측 가장자리와 하부 중심부에 수신부가 위치하는 경우를 예를 들어 설명한다.A plurality of ultrasonic receivers 21, 22, and 23 capable of receiving ultrasonic waves are provided at elements of a predetermined position of the screen 10. In the present invention, the receivers are positioned at both upper edges and lower centers of the screen 10. An example is demonstrated.

위치를 파악하기 위한 초음파를 발생하는 초음파 펜(30)은 도 2 에 도시한 바와같이, 펜 모양의 하우징(31)이 구비되고, 그 하우징(31)의 하부에 볼(38)이 구비되어 사용자가 그 초음파 펜(30)을 쥐고 스크린(10) 상에 위치시키게 되면, 그 볼(38)이 접촉 센서(37)와 맞닿게 된다.As shown in FIG. 2, the ultrasonic pen 30 generating ultrasonic waves for determining a position is provided with a pen-shaped housing 31, and a ball 38 is provided under the housing 31. Is held on the screen 10 by holding the ultrasonic pen 30, the ball 38 is in contact with the contact sensor 37.

상기 접촉 센서(37)는 그에 따라 접촉 신호를 전원부(32)에 인가하게 되어, 초음파 발생부(33)에 전원을 공급하게 된다.The touch sensor 37 accordingly applies a contact signal to the power supply unit 32, thereby supplying power to the ultrasonic wave generator 33.

이때, 굳이 초음파 펜(30)의 하부에 볼(38)을 구비하지 않고 하우징(31)의 측면 소정부위에 버튼을 구비하여 사용자가 사용시 그 버튼에 의해 전원부(32)가 초음파 발생부(33)에 전원을 인가하도록 할 수 있다.At this time, instead of having a ball 38 in the lower portion of the ultrasonic pen 30, a button is provided at a predetermined portion of the side surface of the housing 31, so that the power supply unit 32 causes the ultrasonic generator 33 by the button when the user uses it. The power can be applied to.

상기 초음파 발생부(33)는 전원부(32)로부터 전원이 인가되면 변조된 초음파 신호를 발생하게 되는데, 이는 도 3a에 도시한 바와같이 초음파 발진부(33-1)는 도 3b에 도시한 바와같이 일정 주파수를 갖는 초음파를 발진하게 되고, 기준 신호 발생부(33-3)는 일예로 도 3c에 도시한 바와같은 일정 주파수를 갖는 삼각파를 발생하게 된다.The ultrasonic generator 33 generates a modulated ultrasonic signal when power is applied from the power supply unit 32. As shown in FIG. 3A, the ultrasonic oscillator 33-1 is constant as shown in FIG. 3B. The ultrasonic wave having a frequency is oscillated, and the reference signal generator 33-3 generates a triangular wave having a predetermined frequency as shown in FIG. 3C.

이때, 상기 기준 신호는 삼각파이외에 구형파 또는 정현파등 다양한 형태의 신호를 기준 신호로 할 수 있다.In this case, the reference signal may be a signal of various forms such as a square wave or a sinusoidal wave in addition to the triangle pie.

변조부(33-2)는 상기 초음파 발진부(33-1)로부터 발생된 초음파 및 기준 신호 발생부(33-3)로부터 발생된 기준 신호를 인가받아 도 3d에 도시한 바와같이 변조를 행하게 된다.The modulator 33-2 receives the ultrasound signal generated from the ultrasonic oscillator 33-1 and the reference signal generated from the reference signal generator 33-3 to perform modulation as shown in FIG. 3D.

상기의 과정에 의해 변조된 초음파 신호는 초음파 가이드(34)를 통해 반사기(35)의 위치로 유도된다.The ultrasonic signal modulated by the above process is guided to the position of the reflector 35 through the ultrasonic guide 34.

상기 유도된 초음파 신호는 반사기(35)에 의하여 반사되어 초음파 펜(30)의 측면 부위로 퍼져 나가게 되는데, 이의 반사기(35)는 도 4a에 도시한 바와같이 원뿔 모양으로 형성되어, 도 4b에 도시한 바와같이 그 상측으로부터 초음파 신호가 유도되면 그 반사기(35)의 경사면에 의하여 측면으로 확산되어진다.The induced ultrasonic signal is reflected by the reflector 35 to spread to the side of the ultrasonic pen 30, the reflector 35 is formed in a conical shape, as shown in Figure 4a, shown in Figure 4b As described above, when the ultrasonic signal is induced from the upper side, the ultrasonic signal is diffused to the side by the inclined surface of the reflector 35.

물론, 상기 반사기(35)의 경사면의 각도를 조절함으로써 확산되는 초음파 신호의 확산 범위를 결정할 수 있다.Of course, by adjusting the angle of the inclined surface of the reflector 35 it is possible to determine the diffusion range of the ultrasonic signal to be spread.

도 4c는 이러한 초음파 신호의 반사되는 상태를 보인 도로서, 상측으로부터 입사되는 초음파 신호의 평면파를 원통(cylindrical)파로 변환하여 주변으로 확산시키는 상태를 보인 도이다.4C is a diagram illustrating a reflected state of the ultrasonic signal, in which the plane wave of the ultrasonic signal incident from the upper side is converted into a cylindrical wave and diffused to the surroundings.

따라서, 상기 반사기(35)에 의하여 반사된 초음파 신호는 투과창(36)을 통하여 하우징(31)의 외부로 확산되어 지는데, 이때 상기 투과창은 반사기(35)가 위치한 하우징(31)의 위치에서 그 측면의 둘레를 따라 형성됨으로써 초음파 신호가 이를 관통하여 외부로 확산된다.Therefore, the ultrasonic signal reflected by the reflector 35 is diffused to the outside of the housing 31 through the transmission window 36, where the transmission window is located at the position of the housing 31 where the reflector 35 is located. It is formed along the circumference of the side surface so that the ultrasonic signal penetrates and diffuses outward.

도 5 는 스크린(10) 상에서 초음파 펜(30)으로부터 확산되는 초음파 신호가 그 스크린(10)의 위에서 확산되는 상태를 보인 도로서, 볼(38)이 스크린(10)에 접촉되면 초음파 펜(30)의 투과창(36)을 통하여 초음파 신호는 비교적 일정한 높이를 가지고 확산되어 진다.FIG. 5 illustrates a state in which ultrasonic signals diffused from the ultrasonic pen 30 on the screen 10 are diffused on the screen 10. When the ball 38 contacts the screen 10, the ultrasonic pen 30 Ultrasonic signal is diffused with a relatively constant height through the transmission window (36).

도 6 은 초음파 수신부(21)의 상세도를 나타낸 도로서, 스크린(10)의 평면을 따라 확산되어진 초음파 신호는 어큐머레이터(21-1)에 의하여 수집되고, 초음파 검출기(21-2)에서는 수신되는 초음파 신호를 전기적인 신호로 변환하게 된다.6 shows a detailed view of the ultrasonic receiver 21, in which ultrasonic signals diffused along the plane of the screen 10 are collected by the accumulator 21-1, and in the ultrasonic detector 21-2, FIG. The received ultrasonic signal is converted into an electrical signal.

따라서, 복조부(40)는 각 초음파 수신부(21,22,23)로부터 입력되는 전기적인 초음파 신호를 복조하여 위상차 검출부(50) 및 진폭 검출부(60)로 제공한다.Therefore, the demodulator 40 demodulates the electric ultrasonic signals input from the ultrasonic receivers 21, 22, and 23 and provides them to the phase difference detector 50 and the amplitude detector 60.

상기 위상차 검출부(50)는 그 각 초음파 신호로부터 위상의 차이를 검출하여 초음파 펜(30)과 초음파 수신부(21,22,23) 사이의 거리를 계산할 수 있고, 진폭 검출부(60)는 각 초음파 신호로부터 기준 신호의 최대 진폭을 갖는 신호에 가중치를 부여함으로써 정확도를 계산할 수 있다.The phase difference detector 50 may detect the difference in phase from the respective ultrasonic signals to calculate the distance between the ultrasonic pen 30 and the ultrasonic receivers 21, 22, and 23, and the amplitude detector 60 may detect each ultrasonic signal. The accuracy can be calculated by weighting the signal with the maximum amplitude of the reference signal from.

즉, 도 3d에서와 같이 서로 인접한 기준 신호와의 혼동을 방지하기 위하여 초음파 신호의 가장 큰 진폭에 대하여 가중치를 부여함으로써 그 기준 신호의 한 주기마다의 위상차를 검출하게 되고, 이는 도 8에 도시한 바와같다.That is, in order to prevent confusion with reference signals adjacent to each other, as shown in FIG. 3D, weighting is performed on the largest amplitude of the ultrasonic signals to detect phase differences for each period of the reference signal, which is illustrated in FIG. 8. As

도 8은 초음파 수신부(21)에 수신된 초음파 신호가 초음파 펜(30)으로부터 d1의 거리를 가지고 도착하고, 초음파 수신부(22)에 수신된 초음파 신호가 초음파 펜(30)으로부터 d2의 거리를 가지고 도착하며, 초음파 수신부(23)에 수신된 초음파 신호가 초음파 펜(30)으로부터 d3의 거리를 가지고 도착한 경우를 예시하였다.8 shows that the ultrasonic signal received by the ultrasonic receiver 21 arrives at a distance d1 from the ultrasonic pen 30, and the ultrasonic signal received by the ultrasonic receiver 22 has a distance d2 from the ultrasonic pen 30. Arriving, the case in which the ultrasonic signal received by the ultrasonic receiver 23 has arrived at a distance of d3 from the ultrasonic pen 30.

각 거리(d1,d2,d3)는 초음파 펜(30)과 초음파 수신부(21,22,23)가 초음파보다 충분히 빠른 RF신호나 빛으로 동기화 되면 동일 신호에 대해 초음파 펜(30) 및 초음파 수신부(21,22,23) 사이의 시간차로 거리를 계산할 수 있고, 이 값들이 이루는 원의 교점이 초음파 펜(30)의 위치가 된다.The distances d1, d2, and d3 correspond to the ultrasonic pen 30 and the ultrasonic receiver for the same signal when the ultrasonic pen 30 and the ultrasonic receivers 21, 22, and 23 are synchronized with RF signals or light that are sufficiently faster than the ultrasonic waves. The distance can be calculated by the time difference between 21, 22, and 23, and the intersection point of the circle formed by these values becomes the position of the ultrasonic pen 30.

본 발명의 경우에서는 별도의 동기화 과정없이 초음파 펜(30)의 위치를 파악할 수 있다.In the case of the present invention, it is possible to determine the position of the ultrasonic pen 30 without a separate synchronization process.

위치 결정부(70)는 초음파 펜(30)으로부터 발생된 초음파가 각 초음파 수신부(21,22,23)에 수신되는 시간을 거리로 환산하고, 각 초음파 수신부(21,22,23)로부터 그 각 거리(d1,d2,d3)에 따라 파라볼라 형의 선을 형성하여 그 선의 교점인 A 부분(즉 a-a,b-b가 만나는 부분)을 초음파 펜(30)의 위치로 결정하여 그 위치 데이터를 인터페이스(80)를 통해 컴퓨터로 전송하게 된다.The positioning unit 70 converts the time at which the ultrasonic wave generated from the ultrasonic pen 30 is received by each of the ultrasonic receivers 21, 22, and 23 into a distance, and the angle from each of the ultrasonic receivers 21, 22, and 23. A parabola-shaped line is formed according to the distances d1, d2, and d3, and the A portion (that is, the portion where aa and bb meet), which is an intersection point of the line, is determined as the position of the ultrasonic pen 30, and the position data is transferred to the interface 80. ) To the computer.

이의 원리적인 측면을 좀 더 자세히 설명한다.The principle side of this is explained in more detail.

두 초음파 수신부(21,23)에 도착한 초음파 신호의 시간차나 또는 시간차로 계산되는 위상차에 의해 초음파 펜이 있을 수 있는 선이 결정된다.The line on which the ultrasonic pen may be determined is determined by the time difference or the phase difference calculated by the time difference between the ultrasonic signals arriving at the two ultrasonic receivers 21 and 23.

즉, 두 초음파 수신부(21,22)에서 도착한 초음파 신호의 위상차가 존재하지 않으면 그 두개의 초음파 수신부(21,22)를 연결하는 직선에 수직인 선()이 동일 위상차 궤적이 되고, 초음파 수신부(21)에서만큼 초음파 수신부(22)보다 위상이 앞선 경우에는 a-a와 같은 파라볼라 형의 선이 형성된다.That is, if there is no phase difference between the ultrasonic signals arriving from the two ultrasonic receivers 21 and 22, a line perpendicular to the straight line connecting the two ultrasonic receivers 21 and 22 ( ) Becomes the same phase difference trajectory, and the ultrasonic receiver 21 If the phase is earlier than the ultrasonic receiver 22, a parabolic line like aa is formed.

또한, 두 초음파 수신부(21,23)에서 도착한 초음파 신호의 위상차가 존재하지 않으면 그 두개의 초음파 수신부(21,23)를 연결하는 직선에 수직인 선()이 동일 위상차 궤적이 되고, 초음파 수신부(21)에서만큼 초음파 수신부(23)보다 위상이 앞선 경우에는 b-b와 같은 파라볼라 형의 선이 형성된다.Also, if there is no phase difference between the ultrasonic signals arriving from the two ultrasonic receivers 21 and 23, a line perpendicular to the straight line connecting the two ultrasonic receivers 21 and 23 ( ) Becomes the same phase difference trajectory, and the ultrasonic receiver 21 If the phase is earlier than the ultrasonic receiver 23, a parabolic line like bb is formed.

따라서, 이 두 파라볼라 형의 선(a-a,b-b)의 교점(A)이 초음파 펜(30)의 위치가 되는 것이다.Therefore, the intersection A of these two parabola-type lines a-a and b-b becomes the position of the ultrasonic pen 30.

컴퓨터는 이에따라 스크린(10)상의 초음파 펜(30)의 위치를 확인하여 그 위치에서의 명령을 수행하게 된다.The computer accordingly checks the position of the ultrasonic pen 30 on the screen 10 and executes the command at that position.

한편, 상기 초음파의 진동수와 기준 신호의 최대 주파수는 다음 수학식 1에 의하여 결정된다.On the other hand, the frequency of the ultrasonic wave and the maximum frequency of the reference signal is determined by the following equation (1).

따라서, 도 8a에서와 같이 가장 먼저 도착하는 초음파 신호를 기준으로 하여 이후에 도착하는 도 8b 및 도 8c의 초음파 신호와의 위상차를 구할 수 있다.Accordingly, as shown in FIG. 8A, the phase difference between the ultrasonic signals arriving later may be obtained based on the ultrasonic signals arriving first.

결국, 초음파 펜(30)과 초음파 수신부사이의 신호가 동위상이 되었을 경우에 각 초음파 수신부(21,22,23)에서 검출되는 초음파 신호의 시간차로 부터 초음파 펜(30)이 있을 수 있는 반경을 갖는 원의 궤적이 형성되며, 각 초음파 수신부(21,22,23)로부터 얻은 원의 궤적의 교점이 초음파 펜(30)의 위치가 되는 것이다.As a result, when the signal between the ultrasonic pen 30 and the ultrasonic receiver is in phase, the radius of the ultrasonic pen 30 may be determined from the time difference between the ultrasonic signals detected by the ultrasonic receivers 21, 22, and 23. The trajectory of the circle is formed, and the intersection of the trajectory of the circle obtained from each of the ultrasonic receivers 21, 22, 23 becomes the position of the ultrasonic pen 30.

상기에서 설명한 본 발명의 일실시예는 스크린(10) 즉, 2차원 평면상에서 위치를 파악하는 과정 및 동작에 관한 것이고, 본 발명에 다른 실시예에 의하여 3차원 공간상에서의 위치를 파악하는 동작 과정을 설명한다.One embodiment of the present invention described above relates to the process and operation of identifying the position on the screen 10, that is, the two-dimensional plane, the operation process of identifying the position in the three-dimensional space according to another embodiment of the present invention Explain.

먼저, 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파를 이용한 위치 및 제어신호 입력 시스템은, 초음파 신호를 발생하는 초음파 펜; 스크린의 요소에 구비되어 상기 초음파 펜으로부터 발생된 3차원 공간상의 초음파 신호를 수신하는 다수개의 초음파 수신부; 상기 다수개의 초음파 수신부로부터 수신된 초음파 신호를 각각 복조하는 복조부; 상기 복조된 각 신호로부터 3차원 궤적을 검출하는 궤적 검출부; 상기 복조된 각 초음파 신호의 진폭차를 검출하는 진폭 검출부; 상기 3차원 궤적의 중첩되는 위치에 의해 스크린으로부터 초음파 펜까지의 위치를 파악하고, 각 진폭차에 대한 기울기 데이터에 의하여 사용자가 지시하는 스크린의 위치를 결정하는 위치 결정부; 상기 각 신호의 진폭차에 대한 기울기 각도 데이터를 갖는 룩업 테이블; 상기 위치 결정부의 출력 데이터를 컴퓨터로 연결하는 인터페이스부로 구성됨을 특징으로 한다.First, a position and control signal input system using ultrasonic waves according to another embodiment of the present invention, an ultrasonic pen for generating an ultrasonic signal; A plurality of ultrasonic receivers provided in elements of a screen to receive ultrasonic signals in a three-dimensional space generated from the ultrasonic pens; A demodulator for demodulating each of the ultrasonic signals received from the plurality of ultrasonic receivers; A trajectory detector for detecting a 3D trajectory from each of the demodulated signals; An amplitude detector for detecting an amplitude difference of each demodulated ultrasonic signal; A position determination unit which grasps the position from the screen to the ultrasonic pen by the overlapping positions of the three-dimensional trajectories, and determines the position of the screen indicated by the user based on the inclination data for each amplitude difference; A lookup table having tilt angle data for an amplitude difference of each signal; And an interface unit for connecting output data of the positioning unit to a computer.

이와같이 구성된 본 발명의 다른 실시예에 따른 동작을 도 9 내지 도 11까지를 참조하여 상세히 설명한다.Operation according to another embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail with reference to FIGS. 9 to 11.

초음파 펜(300)이 3차원 공간상에 위치하여 초음파 신호를 발생하는 경우에 스크린(100)의 가장자리 요소에 위치한 각 초음파 수신부(210,220,230)에서 이를 수신받아 복조부(400)로 그 전기적인 신호를 출력하게 된다.When the ultrasonic pen 300 is positioned in a three-dimensional space to generate an ultrasonic signal, the ultrasonic pens 210, 220, and 230 located at the edge elements of the screen 100 receive the electrical signals to the demodulator 400. Will print.

상기 복조부(400)에서는 이 초음파 신호의 전기적인 신호를 복조한 다음 각각 궤적 검출부(500) 및 진폭 검출부(600)에 제공하게 되는데, 상기 궤적 검출부(500)는 도 10 에 도시한 바와같이 복조된 초음파 신호로 부터 3차원 공간상에서의 초음파 펜(300)의 위치를 파악하게 된다.The demodulator 400 demodulates the electrical signal of the ultrasonic signal and then provides the signal to the locus detector 500 and the amplitude detector 600, respectively. The locus detector 500 demodulates as shown in FIG. 10. The position of the ultrasound pen 300 in the 3D space is determined from the received ultrasound signal.

즉, 각 초음파 수신부(210,220,230)에서 수신되는 초음파 신호의 위상차가 결정되면, 그 위상차에 의해 그려지는 공간에서의 파라볼라 유형의 궤적은 그 거리에 따라 a,b,c와 같이 입체적인 면이 형성될 수 있고, 그 각 파라볼라 유형의 궤적의 교점인 B 부분이 초음파 펜(300)의 위치가 된다.That is, when the phase difference of the ultrasonic signals received by each of the ultrasonic receivers 210, 220, and 230 is determined, a three-dimensional surface such as a, b, and c may be formed according to the distance of the parabola type trajectory in the space drawn by the phase difference. The portion B, which is the intersection point of the trajectory of each parabola type, becomes the position of the ultrasonic pen 300.

다시말하면 상기 도 7에서 설명한 바와같이, 2차원상에서의 파라볼라 형의 선으로 형성되지만, 3차원 상에서 입체적인 파라볼라 형의 면으로 생성됨으로써, 각 면이 만나는 교점(B)이 초음파 펜(300)의 위치가 되는 것이다.In other words, as described above with reference to FIG. 7, the parabola-shaped lines are formed in two dimensions, but the three-dimensional parabola-shaped faces are generated in three dimensions, whereby the intersection points B where the respective surfaces meet are located at the position of the ultrasonic pen 300. To be.

상기의 교점 즉, 초음파 펜(300)이 위치하는 부분은 도 11에서와 같이 스크린(100)으로부터 3차원 공간상에 D만큼의 거리를 가지고 위치하게 된다.The intersection point, that is, the portion where the ultrasonic pen 300 is positioned is positioned at a distance of D on the three-dimensional space from the screen 100 as shown in FIG. 11.

그러나, 사람이 그 위치에서 스크린(100)의 특정 부위를 지시하는 경우에 초음파 펜(300)의 기울기에 따라 그 위치는 얼마든지 변화될 수 있다.However, when a person points to a specific portion of the screen 100 at that position, the position may change as much as the tilt of the ultrasound pen 300.

다시말하면, 2차원 평면상에서는 초음파 펜이 스크린에 접촉되는 부위 자체가 초음파 펜의 위치가 될 수 있지만, 3차원 공간상에서는 초음파 펜의 위치와 함께 기울기에 의하여 사용자가 스크린상에 지시하는 위치가 달라질 수 있는 것이다.In other words, in the two-dimensional plane, the area where the ultrasonic pen contacts the screen may be the position of the ultrasonic pen, but in the three-dimensional space, the position indicated by the user on the screen may be changed by tilting together with the position of the ultrasonic pen. It is.

따라서, 도 11에 도시한 바와같이,만큼의 각도로 상측방향을 지시하는 경우에 사용자가 지시하는 최종 위치는 스크린(100)상의 P위치가 된다.Therefore, as shown in FIG. In the case of indicating the upward direction at an angle, the final position indicated by the user is the P position on the screen 100.

이러한 초음파 펜의 기울기의 검출은 진폭 검출부(600)에서 행해지는데, 초음파 펜(300)의 기울기에 따라 초음파 수신부(210,220,230)에서 수신되는 초음파 신호의 진폭에 차이가 발생하게 된다.The inclination of the ultrasonic pen is detected by the amplitude detector 600, and the difference in the amplitude of the ultrasonic signals received by the ultrasonic receivers 210, 220, and 230 occurs according to the tilt of the ultrasonic pen 300.

즉, 도 13에서와 같이 초음파 펜(300)의 단부에서 발생되는 초음파 신호의 인벨러프를 초음파 수신부(210,220,230)에서 감지하여 그 진폭에 의해 기울기를 판단하는 것이다.That is, as illustrated in FIG. 13, the envelope of the ultrasonic signal generated at the end of the ultrasonic pen 300 is detected by the ultrasonic receivers 210, 220, and 230, and the tilt is determined based on the amplitude.

그러므로, 도 11에서와 같이 초음파 펜(300)이 상측으로 기울어져 지시하는 경우 그 초음파 펜(300)의 단부로부터 방생되는 초음파 신호의 인벨러프를 초음파 수신부(210,230)에서 감지하게 되고, 그 초음파 수신부(230)에서 수신받은 신호의 진폭과 초음파 수신부(210)에서 수신받은 신호의 진폭 차이에 의하여 초음파 펜(300)의 기울기를 판단하게 되는 것이다.Therefore, as illustrated in FIG. 11, when the ultrasonic pen 300 is inclined upward and instructed, the ultrasonic receivers 210 and 230 detect envelopes of ultrasonic signals generated from the ends of the ultrasonic pen 300. The inclination of the ultrasound pen 300 is determined based on the difference between the amplitude of the signal received at 230 and the amplitude of the signal received at the ultrasound receiver 210.

만일, 초음파 수신부(210)에서 수신받은 초음파 신호의 진폭이 초음파 수신부(230)에서 수신받은 초음파 신호의 진폭보다 큰 경우에 초음파 펜(300)의 지시 위치는 상측 방향이 되고, 그 진폭의 차이는 기울기의 정도가 된다.If the amplitude of the ultrasonic signal received by the ultrasonic receiver 210 is greater than the amplitude of the ultrasonic signal received by the ultrasonic receiver 230, the indicated position of the ultrasonic pen 300 is in an upward direction, and the difference in amplitude is This is the degree of tilt.

그러므로 진폭 검출부(600)는 그 각 초음파 수신부(210,220,230)에서 수신되는 신호의 진폭에 대한 차이를 검출하게 되고, 그 진폭의 차이에 대한 데이터는 위치 결정부(700)로 제공된다.Therefore, the amplitude detector 600 detects a difference in amplitude of a signal received by each of the ultrasonic receivers 210, 220, and 230, and the data about the difference in amplitude is provided to the position determiner 700.

상기 위치 결정부(700)는 궤적 검출부(500) 및 진폭 검출부(600)의 출력에 의해 사용자가 스크린(100)상의 지시 위치를 판단하게 되는데, 궤적 검출부(500)의 출력에 의하여 공간산의 초음파 펜(300)의 위치를 판단하고, 진폭 검출부(600)로부터 제공되는 진폭차를 근거로 룩업 테이블(800)로부터 각도 데이터를 읽어들인다.The position determining unit 700 determines the position of the user's instruction on the screen 100 by the output of the trajectory detector 500 and the amplitude detector 600. The position of the pen 300 is determined, and the angle data is read from the lookup table 800 based on the amplitude difference provided from the amplitude detection unit 600.

상기 룩업 테이블(800)에는 각 초음파 신호의 상호 진폭차에 대하여 기울기의 각도 데이터가 미리 저장되어 있게된다.In the lookup table 800, the angle data of the slope with respect to the mutual amplitude difference of each ultrasonic signal is stored in advance.

결국, 위치 결정부(700)는 스크린(100)으로부터 초음파 펜(300)까지의 위치와 초음파 펜(300)의 각도 데이터를 알고 있으므로 스크린(100)의 지시 위치(P)를 정확히 판단할 수 있는 것이다.As a result, since the positioning unit 700 knows the position from the screen 100 to the ultrasonic pen 300 and the angle data of the ultrasonic pen 300, the positioning unit 700 can accurately determine the indicated position P of the screen 100. will be.

따라서, 위치 결정부(700)는 스크린(100) 상의 P 위치를 초음파 펜(300)의 지시 위치로 결정하여 그 위치 데이터를 인터페이스(900)를 통해 컴퓨터로 전송하게 된다.Therefore, the positioning unit 700 determines the P position on the screen 100 as an instruction position of the ultrasonic pen 300, and transmits the position data to the computer through the interface 900.

컴퓨터는 이에따라 스크린(100)상의 초음파 펜(300) 지시 위치를 확인하여 그 위치에서의 명령을 수행하게 된다.The computer accordingly checks the position of the ultrasound pen 300 instruction on the screen 100 and executes the command at that position.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파를 이용한 위치 및 제어신호 입력 시스템은, 초음파 신호 및 기울기 감지값에 대한 신호를 발생하는 초음파 펜; 스크린의 요소에 구비되어 상기 초음파 펜으로부터 발생된 3차원 공간상의 초음파 신호를 수신하는 다수개의 초음파 수신부; 상기 다수개의 초음파 수신부로부터 수신된 초음파 신호를 각각 복조하는 복조부; 상기 복조된 각 신호로부터 3차원 궤적을 검출하는 궤적 검출부; 상기 복조된 초음파 신호로부터 기울기 감지값만을 검출하는 기울기 정보 검출부; 상기 3차원 궤적의 중첩되는 위치에 의해 스크린으로부터 초음파 펜까지의 위치를 파악하고, 각 기울기 감지값에 의하여 사용자가 지시하는 스크린의 위치를 결정하는 위치 결정부; 상기 위치 결정부의 출력 데이터를 컴퓨터로 연결하는 인터페이스부로 구성됨을 특징으로 한다.Position and control signal input system using the ultrasonic wave according to another embodiment of the present invention, the ultrasonic pen for generating a signal for the ultrasonic signal and the tilt detection value; A plurality of ultrasonic receivers provided in elements of a screen to receive ultrasonic signals in a three-dimensional space generated from the ultrasonic pens; A demodulator for demodulating each of the ultrasonic signals received from the plurality of ultrasonic receivers; A trajectory detector for detecting a 3D trajectory from each of the demodulated signals; A tilt information detector for detecting only a tilt detection value from the demodulated ultrasonic signal; A position determination unit which grasps the position from the screen to the ultrasonic pen by the overlapping positions of the three-dimensional trajectories, and determines the position of the screen indicated by the user according to each tilt detection value; And an interface unit for connecting output data of the positioning unit to a computer.

본 발명의 일실시예 및 다른 실시예와 중복되는 부분에 대한 설명은 제외한다.The description of the overlapping parts of one embodiment and the other embodiments of the present invention is excluded.

상기 초음파 펜(300)의 기울기는 초음파 신호의 진폭뿐만 아니라 기울기 센서에 의하여 감지된 기울기 값으로 지시하는 위치를 파악할 수 있도록 한다.The inclination of the ultrasonic pen 300 may determine the position indicated by the inclination value detected by the inclination sensor as well as the amplitude of the ultrasonic signal.

이를 위해 초음파 펜(300)에는 도 12와 같이 기울기를 감지할 수 있는 기울기 감지 센서(33-4)를 구비하고, 그 기울기 감지값을 초음파 발진부(33-1)에 의해 발진된 초음파와 함께 변조부(33-2)에서 변조를 행하게 된다.To this end, the ultrasound pen 300 includes a tilt detection sensor 33-4 capable of detecting a tilt as shown in FIG. 12, and modulates the tilt detection value together with the ultrasonic wave oscillated by the ultrasonic oscillator 33-1. In section 33-2, modulation is performed.

따라서, 이렇게 변조된 기울기 값을 갖는 초음파 신호는 초음파 수신부(210,220,230) 및 복조부(400)에 의하여 수신 및 복조된 다음 기울기 정보 검출부(610)로 제공된다.Therefore, the ultrasonic signal having the modulated slope value is received and demodulated by the ultrasonic receivers 210, 220, 230 and the demodulator 400, and then provided to the tilt information detector 610.

상기 기울기 정보 검출부(610)는 초음파 신호중에 포함된 기울기 값만을 검출하여 위치 결정부(700)로 제공하고, 상기 위치 결정부(700)는 궤적 검출부(500) 및 기울기 정보 검출부(610)의 출력에 의하여 스크린(100)상에서의 지시 위치를 정확히 판단할 수 있게된다.The inclination information detector 610 detects only the inclination value included in the ultrasound signal and provides the inclination value to the positioning unit 700. The positioning unit 700 outputs the trajectory detection unit 500 and the inclination information detection unit 610. As a result, the position of the indication on the screen 100 can be accurately determined.

이와같이 본 발명은 초음파 펜으로부터 발생된 초음파를 감지하여 2차원 및 3차원상에서의 현재 입력 위치를 판단하도록 하여 제조 과정 및 구조가 간단하고, 또한 저가의 전자 칠판을 구현함과 아울러 스크린의 크기에 구애받지 않는 효과가 있게된다.As described above, the present invention detects the ultrasonic wave generated from the ultrasonic pen to determine the current input position in 2D and 3D, so that the manufacturing process and structure are simple, and the low-cost copyboard is realized, and the size of the screen is respected. There is no effect.

Claims (7)

초음파 신호를 발생하는 초음파 펜;An ultrasonic pen for generating an ultrasonic signal; 스크린의 요소에 구비되어 상기 초음파 펜으로부터 발생된 초음파 신호를 수신하는 다수개의 초음파 수신부;A plurality of ultrasonic receivers provided in elements of a screen to receive ultrasonic signals generated from the ultrasonic pens; 상기 다수개의 초음파 수신부로부터 수신된 초음파 신호를 각각 복조하는 복조부;A demodulator for demodulating each of the ultrasonic signals received from the plurality of ultrasonic receivers; 상기 복조된 각 신호간의 위상차를 검출하는 위상차 검출부;A phase difference detector for detecting a phase difference between the demodulated signals; 상기 복조된 각 신호의 진폭을 검출하는 진폭 검출부;An amplitude detector for detecting an amplitude of each demodulated signal; 상기 위상차 및 진폭 검출부의 출력에 의해 스크린 상에서의 초음파 펜의 위치를 판단하는 위치 결정부;A positioning unit that determines the position of the ultrasonic pen on the screen by the output of the phase difference and amplitude detection unit; 상기 위치 결정부의 출력 데이터를 컴퓨터로 연결하는 인터페이스부로 구성된 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 위치 및 제어신호 입력 시스템.Position and control signal input system using the ultrasonic wave, characterized in that consisting of an interface unit for connecting the output data of the positioning unit to a computer. 제 1 항에 있어서, 초음파 펜은The method of claim 1, wherein the ultrasound pen 하우징;housing; 하우징 내부에 위치하여 전원이 공급되면 소정 주파수를 갖는 초음파 신호를 발생하는 초음파 발생부;An ultrasonic generator which is located inside the housing and generates an ultrasonic signal having a predetermined frequency when power is supplied; 초음파 발생부로부터 발생된 초음파를 하우징 외부로 투과시키는 투과창으로 구성된 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 위치 및 제어신호 입력 시스템.Position and control signal input system using ultrasonic waves, characterized in that the transmission window for transmitting the ultrasonic waves generated from the ultrasonic generator to the outside of the housing. 제 1 항에 있어서, 초음파 펜은The method of claim 1, wherein the ultrasound pen 펜 형태의 하우징;A housing in the form of a pen; 압력센서로부터 신호가 인가되면 초음파 발생부에 전원을 공급하는 전원부;A power supply unit supplying power to the ultrasonic wave generation unit when a signal is applied from the pressure sensor; 전원이 공급되면 소정 주파수를 갖는 초음파 신호를 발생하는 초음파 발생부;An ultrasonic generator for generating an ultrasonic signal having a predetermined frequency when power is supplied; 상기 발생된 초음파를 반사기의 위치로 유도하는 초음파 가이드;An ultrasonic guide for guiding the generated ultrasonic waves to a position of a reflector; 상기 초음파 가이드에 의하여 유도된 초음파를 원하는 방향으로 반사시키는 반사기;A reflector for reflecting the ultrasonic wave guided by the ultrasonic wave guide in a desired direction; 상기 하우징의 둘레를 따라 형성되어 반사기에 의해 반사된 초음파를 하우징 외부로 투과시키는 투과창으로 구성된 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 위치 및 제어신호 입력 시스템.And a transmission window formed along a circumference of the housing and configured to transmit ultrasonic waves reflected by the reflector to the outside of the housing. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 초음파 발생부는The ultrasonic generator of claim 2 or 3, wherein the ultrasonic wave generator 소정의 주파수를 갖는 초음파를 발진하는 초음파 발진부;An ultrasonic oscillator for oscillating ultrasonic waves having a predetermined frequency; 소정 파형의 기준 신호를 발생하는 기준 신호 발생부;A reference signal generator for generating a reference signal of a predetermined waveform; 상기 초음파와 기준 신호를 인가받아 이를 변조하는 변조부로 구성된 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 위치 및 제어신호 입력 시스템.Position and control signal input system using the ultrasonic wave, characterized in that consisting of a modulator for receiving the ultrasonic signal and the reference signal and modulates it. 초음파 신호를 발생하는 초음파 펜;An ultrasonic pen for generating an ultrasonic signal; 스크린의 요소에 구비되어 상기 초음파 펜으로부터 발생된 3차원 공간상의 초음파 신호를 수신하는 다수개의 초음파 수신부;A plurality of ultrasonic receivers provided in elements of a screen to receive ultrasonic signals in a three-dimensional space generated from the ultrasonic pens; 상기 다수개의 초음파 수신부로부터 수신된 초음파 신호를 각각 복조하는 복조부;A demodulator for demodulating each of the ultrasonic signals received from the plurality of ultrasonic receivers; 상기 복조된 각 신호로부터 3차원 궤적을 검출하는 궤적 검출부;A trajectory detector for detecting a 3D trajectory from each of the demodulated signals; 상기 복조된 각 초음파 신호의 진폭차를 검출하는 진폭 검출부;An amplitude detector for detecting an amplitude difference of each demodulated ultrasonic signal; 상기 3차원 궤적의 중첩되는 위치에 의해 스크린으로부터 초음파 펜까지의 위치를 파악하고, 각 진폭차에 대한 기울기 데이터에 의하여 사용자가 지시하는 스크린의 위치를 결정하는 위치 결정부;A position determination unit which grasps the position from the screen to the ultrasonic pen by the overlapping positions of the three-dimensional trajectories, and determines the position of the screen indicated by the user based on the inclination data for each amplitude difference; 상기 각 신호의 진폭차에 대한 기울기 각도 데이터를 갖는 룩업 테이블;A lookup table having tilt angle data for an amplitude difference of each signal; 상기 위치 결정부의 출력 데이터를 컴퓨터로 연결하는 인터페이스부로 구성된 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 위치 및 제어신호 입력 시스템.Position and control signal input system using the ultrasonic wave, characterized in that consisting of an interface unit for connecting the output data of the positioning unit to a computer. 초음파 신호 및 기울기 감지값에 대한 신호를 발생하는 초음파 펜;An ultrasonic pen for generating a signal for the ultrasonic signal and the tilt detection value; 스크린의 요소에 구비되어 상기 초음파 펜으로부터 발생된 3차원 공간상의 초음파 신호를 수신하는 다수개의 초음파 수신부;A plurality of ultrasonic receivers provided in elements of a screen to receive ultrasonic signals in a three-dimensional space generated from the ultrasonic pens; 상기 다수개의 초음파 수신부로부터 수신된 초음파 신호를 각각 복조하는 복조부;A demodulator for demodulating each of the ultrasonic signals received from the plurality of ultrasonic receivers; 상기 복조된 각 신호로부터 3차원 궤적을 검출하는 궤적 검출부;A trajectory detector for detecting a 3D trajectory from each of the demodulated signals; 상기 복조된 초음파 신호로부터 기울기 감지값만을 검출하는 기울기 정보 검출부;A tilt information detector for detecting only a tilt detection value from the demodulated ultrasonic signal; 상기 3차원 궤적의 중첩되는 위치에 의해 스크린으로부터 초음파 펜까지의 위치를 파악하고, 각 기울기 감지값에 의하여 사용자가 지시하는 스크린의 위치를 결정하는 위치 결정부;A position determination unit which grasps the position from the screen to the ultrasonic pen by the overlapping positions of the three-dimensional trajectories, and determines the position of the screen indicated by the user according to each tilt detection value; 상기 위치 결정부의 출력 데이터를 컴퓨터로 연결하는 인터페이스부로 구성된 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 위치 및 제어신호 입력 시스템.Position and control signal input system using the ultrasonic wave, characterized in that consisting of an interface unit for connecting the output data of the positioning unit to a computer. 제 6 항에 있어서, 초음파 펜은7. The ultrasonic pen of claim 6 wherein 기울기를 감지할 수 있는 기울기 감지 센서;A tilt detection sensor capable of detecting a tilt; 초음파 신호를 발진하는 초음파 발진부;An ultrasonic oscillator for oscillating an ultrasonic signal; 상기 기울기에 해당하는 신호와 초음파 신호를 인가받아 이를 변조하는 변조부로 구성된 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 위치 및 제어신호 입력 시스템.Position and control signal input system using the ultrasonic wave, characterized in that consisting of a modulator for receiving the signal corresponding to the slope and the ultrasonic signal to modulate it.
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