KR20020073028A - 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치 - Google Patents

펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20020073028A
KR20020073028A KR1020010013183A KR20010013183A KR20020073028A KR 20020073028 A KR20020073028 A KR 20020073028A KR 1020010013183 A KR1020010013183 A KR 1020010013183A KR 20010013183 A KR20010013183 A KR 20010013183A KR 20020073028 A KR20020073028 A KR 20020073028A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
pen
distance
ultrasonic
detecting
Prior art date
Application number
KR1020010013183A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100418423B1 (ko
Inventor
고도영
이재준
Original Assignee
고도영
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 고도영 filed Critical 고도영
Priority to KR10-2001-0013183A priority Critical patent/KR100418423B1/ko
Publication of KR20020073028A publication Critical patent/KR20020073028A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100418423B1 publication Critical patent/KR100418423B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input 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
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/043—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using propagating acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input 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
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03545—Pens or stylus

Abstract

본 발명은 음파를 발생시키는 발신 장치의 거리를 음파의 수신기까지의 도달 시간에 따라 계산하고, 이를 통하여 발신장치의 위치 이동을 추적하여 해당 정보를 전송, 저장 및 편집할 수 있게 하는 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치에 관한 것으로,
본 발명의 특징은, IR센서와 적어도 두개 이상의 초음파센서를 구비한 판을 이용하여 펜의 위치를 추적하는 장치에 있어서, 적어도 두개 이상의 상기 초음파센서 중 왼쪽 초음파센서에서 센싱되는 초음파신호를 증폭하는 제1전치증폭수단; 적어도 두개 이상의 상기 초음파센서 중 오른쪽 초음파센서에서 센싱되는 초음파신호를 증폭하는 제2전치증폭수단; 상기 IR센서에서 센싱되는 IR신호를 받아서 기준(의사)신호를 발생하는 기준(의사)신호발생수단; 상기 제1전치증폭수단과 상기 기준(의사)신호발생수단에서 각각 출력되는 신호를 받아서 필터링하는 제1전치필터링수단; 상기 제2전치증폭수단과 상기 기준(의사)신호발생수단에서 각각 출력되는 신호를 받아서 필터링하는 제2전치필터링수단; 상기 제1전치필터링수단에서 필터링된 아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 제1아날로그/디지털변환수단; 상기 제2전치필터링수단에서 필터링된 아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 제2아날로그/디지털변환수단; 상기 제1아날로그/디지털변환수단에서 변환된 디지털신호의 경계를 검출하는 제1경계검출수단; 상기 제2아날로그/디지털변환수단에서 변환된 디지털신호의 경계를 검출하는 제2경계검출수단; 상기 제1경계검출수단에서 경계가 검출된 디지털신호를 이용하여 거리를 검출하는 제1거리검출수단; 상기 제2경계검출수단에서 경계가 검출된 디지털신호를 이용하여 거리를 검출하는 제2거리검출수단; 상기 제1거리검출수단과 상기 제2거리검출수단에서 각각 출력되는 신호의 벡터를 코딩하는 벡터코딩수단; 상기 벡터코딩수단에서 코딩된 신호를 메모리수단으로 저장하거나 해당 벡터 좌표 정보를 외부기기로 출력하는 메모리인터페이스수단; 상기 메모리수단에 저장된 코딩 신호 정보를 받아서 이미지 데이터를 생성하는 이미지생성코딩수단; 및 상기 이미지생성코딩수단에서 생성된 상기 이미지 데이터를 상기 외부기기로 출력하는 외부기기인터페이스수단을 포함하는데 있다.
이와 같이 본 발명은 소형으로 휴대가 가능하고 정교한 위치 추적 장치로 활용이 가능하며, 무선 마우스, 문자 및 문서 입력 장치 등에 적용되는 이점이 있다. 또한, 기존의 테블렛과 디지타이저의 응용 분야에서 테블렛 없는 디지타이저로 사용될 수 있고 3차원 공간에서의 이동 경로를 추적할 수 있는 이점이 있다.

Description

펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치{Apparatus for inputting using positional recognition of a pen}
본 발명은 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음파를 발생시키는 발신 장치의 거리를 음파의 수신기까지의 도달 시간에 따라 계산하고, 이를 통하여 발신장치의 위치 이동을 추적하여 해당 정보를 전송, 저장 및 편집할 수 있게 하는 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치에 관한 것이다.
컴퓨터나 전자제품의 소형화에 의해 입력장치인 기존의 키보드 및 마우스가 불편을 초래하고 있는 바, 이로 인해 사용하기 쉽고 소형의 입력장치가 요구되고 있는 실정이며, 전자메일의 보급으로 통신 환경이 편리해졌으나 사용자의 필체 그대로 전송되도록 하여 훨씬 더 실감나는 메일을 전송하고자 하는 욕구도 일어나고 있다. 한편, 테블렛을 사용하는 디지타이저 등의 입력 장치는 항상 테블렛을 휴대하여야 하고, 테블렛의 크기가 일정하게 제한되며 가격이 고가인 단점이 있다. 또한, 테블렛에 자기를 검출할 수 있는 검출용 코일을 추가하여야 하며, 테블렛 위에서 입력장치를 사용할 시 자기가 해당 위치에서 발생하는 등의 한정된 기능의 사용 및 성능의 문제로 많은 불편을 야기하여 전반적으로 보급되기에는 한계를 노출하고 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 특별한 테블렛 없이 사용 가능하여 기능상의 제약을 받지 아니하고 소형이어서 휴대하기 편리하며 정확한 입력이 가능한 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 초음파 신호를 이용한 위치 추적 원리를 이용하여 발신장치에 수신부를 동시에 갖추고 발신되는 신호가 반사되어 되돌아 오는 시간이나 주파수의 변화를 관찰하여 움직이는 물체의 다차원 공간상에서의(2차원 평면상에서의) 위치를 추적할 수 있게 하는 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치의 패널을 구동하기 위한 시스템의 구성을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치의 발신 위치 추적 방법을 나타낸 좌표를 보인 도면,
도 3은 본 발명에 따른 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치의 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치의 초음파 수신 파형의 예를 보인 도면,
도 5는 본 발명에 따른 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치의 위치 측정을 위한 파형도,
도 6은 본 발명에 따른 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치에 사용되는 펜의 개념도,
도 7은 도 6에 도시된 펜의 제어를 위한 입력 장치의 일실시예.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 펜 20 : 패널
30 : IR센서 40, 50 : 초음파센서
60 : 제어판 70 : 표시장치
100 : 제1전치증폭수단 110 : 제2전치증폭수단
120 : 기준(의사)신호발생수단 130 : 제1전치필터링수단
140 : 제2전치필터링수단 150 : 제1아날로그/디지털변환수단
160 : 제2아날로그/디지털변환수단
170 : 제1경계검출수단 180 : 제 2경계검출수단
190 : 제1거리검출수단 200 : 제2거리검출수단
210 : 벡터코딩수단 220 : 메모리인터페이스수단
230 : 메모리수단 240 : 이미지생성코딩수단
250 : 외부기기인터페이스수단
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, IR센서와 적어도 두개 이상의 초음파센서를 구비한 판을 이용하여 펜의 위치를 추적하는 장치에 있어서,적어도 두개 이상의 상기 초음파센서 중 왼쪽 초음파센서에서 센싱되는 초음파신호를 증폭하는 제1전치증폭수단; 적어도 두개 이상의 상기 초음파센서 중 오른쪽 초음파센서에서 센싱되는 초음파신호를 증폭하는 제2전치증폭수단; 상기 IR센서에서 센싱되는 IR신호를 받아서 기준(의사)신호를 발생하는 기준(의사)신호발생수단; 상기 제1전치증폭수단과 상기 기준(의사)신호발생수단에서 각각 출력되는 신호를 받아서 필터링하는 제1전치필터링수단; 상기 제2전치증폭수단과 상기 기준(의사)신호발생수단에서 각각 출력되는 신호를 받아서 필터링하는 제2전치필터링수단; 상기 제1전치필터링수단에서 필터링된 아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 제1아날로그/디지털변환수단; 상기 제2전치필터링수단에서 필터링된 아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 제2아날로그/디지털변환수단; 상기 제1아날로그/디지털변환수단에서 변환된 디지털신호의 경계를 검출하는 제1경계검출수단; 상기 제2아날로그/디지털변환수단에서 변환된 디지털신호의 경계를 검출하는 제2경계검출수단; 상기 제1경계검출수단에서 경계가 검출된 디지털신호를 이용하여 거리를 검출하는 제1거리검출수단; 상기 제2경계검출수단에서 경계가 검출된 디지털신호를 이용하여 거리를 검출하는 제2거리검출수단; 상기 제1거리검출수단과 상기 제2거리검출수단에서 각각 출력되는 신호의 벡터를 코딩하는 벡터코딩수단; 상기 벡터코딩수단에서 코딩된 신호를 메모리수단으로 저장하거나 해당 벡터 좌표 정보를 외부기기로 출력하는 메모리인터페이스수단; 상기 메모리수단에 저장된 코딩 신호 정보를 받아서 이미지 데이터를 생성하는 이미지생성코딩수단; 및 상기 이미지생성코딩수단에서 생성된 상기 이미지 데이터를 외부기기로 출력하는 외부기기인터페이스수단을 포함함을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 기준(의사)신호발생수단은 수신된 상기 IR신호를 증폭 및 해석하고 문턱치 기법에 의하여 발신장치와 동기화된 신호를 발생함을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제1아날로그/디지털변환수단과 상기 제2아날로그/디지털변환수단에서 각각 변환되는 디지털신호는 샘플링된 신호임을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제1거리검출수단과 상기 제2거리검출수단은 각각 카운터를 구비하여 2차원 평면상에서 거리를 검출하여 전송시킴을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 벡터코딩수단은 각각의 개별적인 거리 측정 결과를 이용하여 2차원 평면상에서의 위치를 파악하고 수평/수직축으로의 거리 정보를 분리한 후 각각을 코딩함을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제1전치필터링수단과 상기 제2전치필터링수단은 노이즈 및 고스트 성분을 제거하고 정형화된 파형을 얻기 위하여 각각 밴드패스 필터를 구비하고 코어링(Coring), 컨벌루션(Convolution), 크로스 콜리레이션(Cross Correlation)과 같은 신호 처리를 수행함을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 크로스 콜리레이션과 같은 신호 처리의 기준 신호는 상기 IR신호에 의하여 생성된 상기 기준(의사)(Reference)신호에 의해서 수행되어짐을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징은, IR센서와 적어도 두개 이상의 초음파센서를 구비하여 발신장치의 위치를 추적하는 장치에 있어서, 문자 및 문서를 작성할 때 사용되는 펜; 상기 펜의 동작 상태를 검출하여 상기 펜이 사용되는 기간에 초음파신호를 방출하도록 하는 방출수단; 초음파신호를 발생시켜 상기 방출수단으로 방출하는 초음파신호발생수단; 각 구성수단을 제어하는 제어수단; 각 구성수단에 전원을 공급하는 전원수단; 상기 제어수단의 제어에 의하여 IR신호를 발생하는 IR신호발생수단; 및 압력신호의 기능을 수행하는 펜압력버튼을 포함함을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 펜압력버튼에 의해서 상기 펜이 눌려지는 압력을 감지하여 해당 감지신호를 상기 제어수단으로 전송하는 검출수단을 더 포함함을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제어수단의 제어에 의하여 초음파신호를 발생시키는 피에조 크리스털을 더 포함함을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제어수단은 상기 펜의 기능 및 동작 정보를 전송하기 위하여 상기 IR신호의 변조를 수행하고 초음파신호 발생 시간이나 상기 IR신호의 발생 타이밍을 제어함을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징은, IR센서와 적어도 두개 이상의 초음파센서를 구비하여 위치를 추적하는 장치에 있어서, 입력 장치에 필요한 명령어를 내포하는 기능키 및 철자키로 구성된 제어판의 제어정보를 입력하는데 사용되는 펜; 상기 펜에서 방출되는 초음파신호로 상기 펜의 위치정보를 추적하는 경계검출수단; 상기 경계검출수단에서 검출된 파형에서 상기 펜으로의 거리를 계산하는 거리검출수단; 및 상기 거리검출수단에서 상기 펜의 위치정보를 입력받아 해당 기능키 및 철자키에 대응하는 명령을 수행하는 제어수단을 포함함을 특징으로 하는 펜의 위치 인식을 이용한 입력장치.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치의 패널을 구동하기 위한 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1에 있어서, 본 발명은 펜(10), 패널(20), IR센서(30), 초음파센서(40, 50), 제어판(60), 표시장치(70) 등을 이용하여 구성한다.
펜(10)은 도 6의 본 발명에 따른 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치에 사용되는 펜의 개념도와 도 7의 도 6에 도시된 펜의 제어를 위한 입력 장치의 일실시예에서 보인 바와 같이, 문자 및 문서를 작성할 때 사용하는 펜촉(11), 펜촉(11)의 동작 상태를 검출하여 펜(10)이 사용되는 기간에 도 4의 본 발명에 따른 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치의 초음파 수신 파형인 초음파 신호를 방출하는 방출부(12), 위치 인식에 필요한 초음파신호발생수단(13), 시스템 전체를 제어하고 펜 기능 및 동작 정보의 전송을 위한 IR 신호 변조를 수행하며 초음파신호 발생 시간이나 IR신호 발생 타이밍 등을 제어하는 제어수단(14), 전원수단(15), IR신호발생수단(16)으로 구성된다. 이때, 펜(10)은 눌려지는 압력을 감지하는 검출수단인 버튼(A)이 포함되며 마우스 기능을 추가시에는 기능 버튼 신호(B)가 제어수단(14)에 입력되도록 다수의 기능 버튼(도시되지 않음)이 추가된다.
초음파신호발생수단(13)의 상대적인 위치는 초음파센서(40, 50) 각각에 도달하는 초음파신호의 지연 시간이 매 수신시간마다 계산되고 벡터(Vector)정보로 저장된다
패널(20)은 종이, 패드, 나무판 등으로 이루어져 있으며, 제어판(60)은 입력 장치에 필요한 명령어를 내포하는 기능키 및 철자키로 구성되어 있으며 펜(10)을 이용하여 제어판(60)의 특정 위치에 위치시키고 초음파 신호를 발생시키면 특정 위치의 좌표를 추적하여 대응되는 명령이나 입력을 실행시킨다. 초음파센서(40, 50)는 펜(10)에서 보내지는 초음파 신호를 센싱하고, IR센서(30)는 IR 신호를 센싱하며, 표시장치(70)는 현재 시스템 상태 및 사용자의 작업 내용을 표시한다.
한편, 위치 인식은 도 2의 본 발명에 따른 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치의 발신 위치 추적 방법을 나타낸 좌표를 보인 도면에 보인 바와 같이 ⓐ, ⓓ, ⓔ를 알고 있을 때, ⓒ와 ⓑ의 길이 정보를 알 수 있다는 피타고라스 정의에 의해 계산될 수 있다. 이때, 빛의 속도가 거의 무한대라고 가정할 때 IR신호는 거리 측정을 위한 기준신호로 사용되며, ⓓ, ⓔ의 거리는 초음파 신호의 공기 중에서의 전달 속도에 의해 계산할 수 있다. 아래의 [식1, 식2]에서 두 개의 변수값은 두 개의 함수로부터 계산된다.
d²= c²+ b²
e²= (a-c)²+ b²
[식1], [식2]에서 ⓐ, ⓓ, ⓔ는 알고 있거나 측정되는 값이고 ⓑ, ⓒ는 계산하여야 할 값으로, 계산된 ⓑ, ⓒ에 의해 벡터값이 추출되고 저장 및 가공될 수 있다.
초음파 신호는 펜(10)이 눌려지는 압력에 의해 발생하고, IR 신호는 펜(10)이 눌러지는 순간에만 발생하며 압력이 지속되는 구간에는 발생하지 않게 할 수 도 있는데, 펜(10)에 압력은 있으나 IR 신호 파형은 수신되지 않아서 펜(10)의 위치가 크게 변화하지 않을 때에는 초기 위치에서 상대적인 거리 변화만을 추적하여 데이터량을 줄일 수 있게 하고 정밀한 측정이 가능하게 한다. IR 신호에 정보를 변조하여 송신하는 경우에도 거리를 측정하기 위한 IR 신호와 정보를 전송하는 IR 신호에 서로 다른 코드를 할당하는 것이 가능하다.
ⓓ와 ⓔ의 측정은 도 5의 본 발명에 따른 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치의 위치 측정을 위한 파형도와 같은 도달 파형에서 측정될 수 있다. 도 5에서 T1은 빛인 IR 신호의 도달 파형이고, T2와 T3는 초음파 신호의 경계 검출된 파형이다. T1 내지 T3의 각 신호의 거리는 미리 설정된 주파수 클럭을 ⓓ와 ⓔ 기간 동안 카운터하여 계산된다.
이와 같은 검출 과정은 도 3의 본 발명에 따른 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치의 구성도에 의해서 수행된다.
도 3에 있어서, 도 4와 같은 초음파 수신 파형의 신호가 적어도 두개 이상의 초음파센서 중 왼쪽 초음파센서(40)에서 센싱되는 초음파신호를 증폭하는 제1전치증폭수단(100)과, 적어도 두개 이상의 초음파센서 중 오른쪽 초음파센서(50)에서센싱되는 초음파신호를 증폭하는 제2전치증폭수단(110)의 각 입력단(IN1, IN2)에 각각 입력되면 도 5와 같은 형태의 파형 신호를 만들기 위해 입력되는 파형 신호의 신호 처리를 위하여 각각 증폭된다. 기준(의사)신호발생수단(120)은 입력단(IN3)을 통해 수신된 IR신호를 증폭 및 해석하고 문턱치 기법에 의하여 발신장치(도시되지 않음)와 동기화된 신호를 만들며, 이는 IR센서(30)에서 센싱되는 IR신호를 받아서 기준(의사)신호를 발생한다.
제1전치필터링수단(130)은 제1전치 증폭수단(100)과 기준(의사) 신호발생수단(120)에서 각각 출력되는 신호를 받아서 필터링하며, 제2전치필터링수단(140)은 제2전치증폭수단(110)과 기준(의사)신호발생수단(120)에서 각각 출력되는 신호를 받아서 필터링하여 노이즈 및 고스트 성분을 제거하고 정형화된 파형을 얻기 위하여 각각 밴드패스 필터(도시되지 않음)를 구비하고, 코어링(Coring), 컨벌루션(Convolution), 크로스 콜리레이션(Cross Correlation)과 같은 신호 처리를 수행한다. 이때, 크로스 콜리레이션과 같은 신호 처리의 기준 신호는 IR신호에 의하여 생성된 기준(의사)(Reference)신호에 의해서 정해진다.
한편, 제1아날로그/디지털변환수단(150)은 제1전치필터링수단(130)에서 필터링된 아날로그신호를 샘플링하여 디지털신호로 변환하고, 제2아날로그/디지털변환수단(160)은 제2전치필터링수단(140)에서 필터링된 아날로그신호를 샘플링하여 디지털신호로 변환한다. 또한, 제1경계검출수단(170)은 제1아날로그/디지털변환수단(150)에서 변환된 디지털신호의 경계를 검출하고, 제2경계검출수단(180)은 제2아날로그/디지털변환수단(160) 에서 변환된 디지털신호의 경계를 검출한다.
제1거리검출수단(190)은 카운터를 구비하여 2차원 평면상에서 거리를 검출하여 전송하기 위하여 제1경계검출수단(170)에서 경계가 검출된 디지털신호를 이용하여 거리를 검출하고, 제2거리검출수단(200)은 카운터를 구비하여 2차원 평면상에서 거리를 검출하여 전송하기 위하여 제2경계검출수단(180)에서 경계가 검출된 디지털신호를 이용하여 거리를 검출한다.
벡터코딩수단(210)은 제1거리검출수단(190)과 제2거리검출수단(200)에서 각각 출력되는 신호의 벡터를 코딩하여 메모리수단(230)에 저장하거나 메모리인터페이스수단(220)을 통해 출력단(OUT1)으로 해당 벡터 좌표 정보를 출력하기 위하여 각각의 개별적인 거리 측정 결과를 이용하여 위치를 파악하고 수평/수직축으로의 거리 정보를 분리한 후 각각을 코딩한다. 이미지생성코딩수단(240)은 메모리수단(230)에 저장된 코딩 신호 정보를 입력받거나 벡터코딩수단(210)으로부터 벡터 정보를 받아서 이미지 데이터를 생성하며, 외부기기인터페이스수단(250)을 통해 출력단(OUT2)으로 이미지 데이터를 외부기기로 출력한다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
결국, 본 발명에 의한 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치에 따르면 다음과같은 이점이 발생한다.
즉, 소형으로 휴대가 가능하고 정교한 위치 추적 장치로 활용이 가능하며, 무선 마우스, 문자 및 문서 입력 장치 등에 적용된다. 또한, 기존의 테블렛과 디지타이저의 응용 분야에서 테블렛 없는 디지타이저로 사용될 수 있고 3차원 공간에서의 이동 경로를 추적할 수 있다.

Claims (12)

  1. IR센서와 적어도 두개 이상의 초음파센서를 구비한 판을 이용하여 펜의 위치를 추적하는 장치에 있어서,
    적어도 두개 이상의 상기 초음파센서 중 왼쪽 초음파센서에서 센싱되는 초음파신호를 증폭하는 제1전치증폭수단;
    적어도 두개 이상의 상기 초음파센서 중 오른쪽 초음파센서에서 센싱되는 초음파신호를 증폭하는 제2전치증폭수단;
    상기 IR센서에서 센싱되는 IR신호를 받아서 기준(의사)신호를 발생하는 기준(의사)신호발생수단;
    상기 제1전치증폭수단과 상기 기준(의사)신호발생수단에서 각각 출력되는 신호를 받아서 필터링하는 제1전치필터링수단;
    상기 제2전치증폭수단과 상기 기준(의사)신호발생수단에서 각각 출력되는 신호를 받아서 필터링하는 제2전치필터링수단;
    상기 제1전치필터링수단에서 필터링된 아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 제1아날로그/디지털변환수단;
    상기 제2전치필터링수단에서 필터링된 아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 제2아날로그/디지털변환수단;
    상기 제1아날로그/디지털변환수단에서 변환된 디지털신호의 경계를 검출하는 제1경계검출수단;
    상기 제2아날로그/디지털변환수단에서 변환된 디지털신호의 경계를 검출하는 제2경계검출수단;
    상기 제1경계검출수단에서 경계가 검출된 디지털신호를 이용하여 거리를 검출하는 제1거리검출수단;
    상기 제2경계검출수단에서 경계가 검출된 디지털신호를 이용하여 거리를 검출하는 제2거리검출수단;
    상기 제1거리검출수단과 상기 제2거리검출수단에서 각각 출력되는 신호의 벡터를 코딩하는 벡터코딩수단;
    상기 벡터코딩수단에서 코딩된 신호를 메모리수단으로 저장하거나 해당 벡터 좌표 정보를 출력하는 메모리인터페이스수단;
    상기 벡터코딩수단이나 상기 메모리수단에 저장된 벡터 신호 정보를 받아서 이미지 데이터를 생성하는 이미지생성코딩수단; 및
    상기 이미지생성코딩수단에서 생성된 상기 이미지 데이터를 외부기기로 출력하는 외부기기인터페이스수단을 포함함을 특징으로 하는 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 기준(의사)신호발생수단은
    수신된 상기 IR신호를 증폭 및 해석하고 문턱치 기법에 의하여 발신장치와 동기화된 신호를 발생함을 특징으로 하는 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1아날로그/디지털변환수단과 상기 제2아날로그/디지털변환수단에서 각각 변환되는 디지털신호는 샘플링된 신호임을 특징으로 하는 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제1거리검출수단과 상기 제2거리검출수단은
    각각 카운터를 구비하여 2차원 평면상에서 거리를 검출하여 전송시킴을 특징으로 하는 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 벡터코딩수단은
    각각의 개별적인 거리 측정 결과를 이용하여 발신장치의 위치를 파악하고 수평/수직축으로의 거리 정보를 분리한 후 각각을 코딩함을 특징으로 하는 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제1전치필터링수단과 상기 제2전치필터링수단은
    노이즈 및 고스트 성분을 제거하고 정형화된 파형을 얻기 위하여 각각 밴드패스 필터를 구비하고, 코어링(Coring), 컨벌루션(Convolution), 크로스 콜리레이션(Cross Correlation)과 같은 신호 처리를 수행함을 특징으로 하는 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 크로스 콜리레이션과 같은 신호 처리의 기준 신호는 상기 IR신호에 의하여 생성된 상기 기준(의사)(Reference)신호에 의해서 정해짐을 특징으로 하는 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치.
  8. IR센서와 적어도 두개 이상의 초음파센서를 구비하여 위치를 추적하는 장치에 있어서,
    문자 및 문서를 작성할 때 사용되는 펜;
    상기 펜의 동작 상태를 검출하여 상기 펜이 사용되는 기간에 초음파신호를 방출하도록 하는 방출수단;
    초음파신호를 발생시켜 상기 방출수단으로 방출하는 초음파신호발생수단;
    각 구성수단을 제어하는 제어수단;
    각 구성수단에 전원을 공급하는 전원수단;
    상기 제어수단의 제어에 의하여 IR신호를 발생하는 IR신호발생수단; 및
    압력신호의 기능을 수행하는 펜압력버튼을 포함함을 특징으로 하는 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 펜압력버튼에 의해서 상기 펜이 눌려지는 압력을 감지하여 해당 감지신호를 상기 제어수단으로 전송하는 검출수단을 더 포함함을 특징으로 하는 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어수단의 제어에 의하여 초음파신호를 발생시키는 피에조 크리스털을 더 포함함을 특징으로 하는 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 제어수단은
    상기 펜의 기능 및 동작 정보를 전송하기 위하여 상기 IR신호의 변조를 수행하고 초음파신호 발생 시간이나 상기 IR신호의 발생 타이밍을 제어함을 특징으로 하는 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치.
  12. IR센서와 적어도 두개 이상의 초음파센서를 구비하여 위치를 추적하는 장치에 있어서,
    입력 장치에 필요한 명령어를 내포하는 기능키 및 철자키로 구성된 제어판의 제어정보를 입력하는데 사용되는 펜;
    상기 펜에서 방출되는 초음파신호로 상기 펜의 위치정보를 추적하는 경계검출수단;
    상기 경계검출수단에서 검출된 파형에서 상기 펜으로의 거리를 계산하는 거리검출수단; 및
    상기 거리검출수단에서 상기 펜의 위치정보를 입력받아 해당 기능키 및 철자키에 대응하는 명령을 수행하는 제어수단을 포함함을 특징으로 하는 펜의 위치 인식을 이용한 입력장치.
KR10-2001-0013183A 2001-03-14 2001-03-14 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치 KR100418423B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0013183A KR100418423B1 (ko) 2001-03-14 2001-03-14 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0013183A KR100418423B1 (ko) 2001-03-14 2001-03-14 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020073028A true KR20020073028A (ko) 2002-09-19
KR100418423B1 KR100418423B1 (ko) 2004-02-11

Family

ID=27697381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2001-0013183A KR100418423B1 (ko) 2001-03-14 2001-03-14 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100418423B1 (ko)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020050197A (ko) * 2002-05-06 2002-06-26 고도영 피에조 필름을 이용한 볼펜형 초음파 신호 발생 장치
KR20020084001A (ko) * 2002-10-10 2002-11-04 고도영 의사신호 알고리즘을 이용한 자연필기정보 입력 장치
KR20020090203A (ko) * 2002-11-12 2002-11-30 고도영 적응 알고리즘을 이용한 자연필기정보 입력 장치
KR100432529B1 (ko) * 2001-06-18 2004-05-24 송우석 도플러효과를 이용하여 물체의 이동거리를 측정하는반도체 칩 및 이를 구비하는 마우스
KR100468842B1 (ko) * 2001-10-10 2005-01-29 삼성전자주식회사 초음파 펄스를 이용한 무선 정보 처리 장치
KR100736249B1 (ko) * 2006-07-25 2007-07-06 박해영 데이터 입력 및 송수신장치
WO2007086681A1 (en) * 2006-01-24 2007-08-02 Yong-Jik Lee Portable apparatus and method for inputing data with electronic pen and transmitting data
KR100813998B1 (ko) * 2006-10-17 2008-03-14 (주)펜앤프리 3차원 위치 추적 방법 및 장치
WO2008054160A1 (en) * 2006-11-01 2008-05-08 Yong-Jik Lee Messenger system for transmitting handwriting instant messages through wire and/or wireless network system and messenger service method thereof
KR100893114B1 (ko) * 2002-01-31 2009-04-14 후지쯔 가부시끼가이샤 좌표 입력을 위한 초음파 거리 측정 장치 및 방법
KR101006140B1 (ko) * 2009-06-15 2011-01-07 삼성에스디아이 주식회사 터치 위치 검출용 전자펜, 터치 위치 검출 방법 및 터치 위치 검출 장치
WO2013019071A1 (en) * 2011-08-01 2013-02-07 Lg Innotek Co., Ltd. The method for generating pointer movement value and pointing device using the same
CN109508102A (zh) * 2017-09-14 2019-03-22 宏碁股份有限公司 主动式触控笔及其检测方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2003219506B2 (en) 2002-04-15 2009-02-05 Qualcomm Incorporated Method and system for obtaining positioning data
KR101125101B1 (ko) 2011-06-07 2012-03-21 (주)펜앤프리 신호 발생 장치
CN104487919B (zh) 2012-07-24 2017-04-12 Pnf 有限公司 能够调节超声波传感器之间的距离的利用超声波的位置跟踪系统
KR101437915B1 (ko) 2013-05-27 2014-10-30 주식회사 피엔에프 초음파 수신기 및 이를 포함하는 위치 정보 입력 장치
KR101534020B1 (ko) * 2013-11-18 2015-07-06 주식회사 피엔에프 위치 정보 입력 시스템

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH669676A5 (ko) * 1986-01-23 1989-03-31 Zellweger Uster Ag
US4814552A (en) * 1987-12-02 1989-03-21 Xerox Corporation Ultrasound position input device
WO1990013095A2 (en) * 1989-04-26 1990-11-01 Robert Horton Equipment for capture of positional data
JPH09167046A (ja) * 1995-12-18 1997-06-24 Fuji Xerox Co Ltd 超音波スタイラスペン
KR100326756B1 (ko) * 1999-04-29 2002-03-12 이호균 초음파를 이용한 위치 및 제어신호 입력 시스템

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100432529B1 (ko) * 2001-06-18 2004-05-24 송우석 도플러효과를 이용하여 물체의 이동거리를 측정하는반도체 칩 및 이를 구비하는 마우스
KR100468842B1 (ko) * 2001-10-10 2005-01-29 삼성전자주식회사 초음파 펄스를 이용한 무선 정보 처리 장치
KR100893114B1 (ko) * 2002-01-31 2009-04-14 후지쯔 가부시끼가이샤 좌표 입력을 위한 초음파 거리 측정 장치 및 방법
KR20020050197A (ko) * 2002-05-06 2002-06-26 고도영 피에조 필름을 이용한 볼펜형 초음파 신호 발생 장치
KR20020084001A (ko) * 2002-10-10 2002-11-04 고도영 의사신호 알고리즘을 이용한 자연필기정보 입력 장치
KR20020090203A (ko) * 2002-11-12 2002-11-30 고도영 적응 알고리즘을 이용한 자연필기정보 입력 장치
WO2007086681A1 (en) * 2006-01-24 2007-08-02 Yong-Jik Lee Portable apparatus and method for inputing data with electronic pen and transmitting data
KR100736249B1 (ko) * 2006-07-25 2007-07-06 박해영 데이터 입력 및 송수신장치
KR100813998B1 (ko) * 2006-10-17 2008-03-14 (주)펜앤프리 3차원 위치 추적 방법 및 장치
WO2008054160A1 (en) * 2006-11-01 2008-05-08 Yong-Jik Lee Messenger system for transmitting handwriting instant messages through wire and/or wireless network system and messenger service method thereof
KR100850313B1 (ko) * 2006-11-01 2008-08-04 이용직 필기형 유무선 복합 인스턴트 메신저 서비스 시스템 및 그서비스 방법
KR101006140B1 (ko) * 2009-06-15 2011-01-07 삼성에스디아이 주식회사 터치 위치 검출용 전자펜, 터치 위치 검출 방법 및 터치 위치 검출 장치
US8334855B2 (en) 2009-06-15 2012-12-18 Samsung Sdi Co., Ltd. Electronic pen for detecting touch location and method and apparatus for detecting touch location
WO2013019071A1 (en) * 2011-08-01 2013-02-07 Lg Innotek Co., Ltd. The method for generating pointer movement value and pointing device using the same
US9626012B2 (en) 2011-08-01 2017-04-18 Lg Innotek Co., Ltd. Method for generating pointer movement value and pointing device using the same
CN109508102A (zh) * 2017-09-14 2019-03-22 宏碁股份有限公司 主动式触控笔及其检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR100418423B1 (ko) 2004-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100418423B1 (ko) 펜의 위치 인식을 이용한 입력 장치
EP2147567B1 (en) Voice and position localization
US8345023B1 (en) Wireless and contactless electronic input stylus having at least one button with optical scan and programmable pointer functionality
JP4154342B2 (ja) コンピュータ入力用の無線無電源手書き装置
US9471183B1 (en) Mobile device incorporating projector and pen-location transcription system
WO1998037508A1 (en) Retrofittable apparatus for converting a substantially planar surface into an electronic data capture device
EP1228480B1 (en) Method for digitizing writing and drawing with erasing and/or pointing capability
US6535206B1 (en) Ultrasonic wireless pen position determination system and method
US20100013773A1 (en) Keyboard apparatus integrated with handwriting retrieval function
KR101153977B1 (ko) 휴대 단말기용 입력 시스템
CN102402278B (zh) 定位设备及其定位方法
WO2000013039A2 (en) Method and system for measuring the distance from a piezoelectric element
JPH0887374A (ja) 入力装置
KR200315179Y1 (ko) 휴대기기에서 초음파를 이용한 무선 입력 장치
KR20120065928A (ko) 입력 장치, 이의 입력 방법, 및 이를 포함하는 입력 시스템
KR200305086Y1 (ko) 필기 정보입력 시스템에서 사용자 인터페이스 수단
JP2004046391A (ja) 筆記具
CN117389415A (zh) 操作方法、装置、电子设备及可读存储介质
WO2002033528A1 (en) Hand held electronic pen device, a system and a method for recording a motion pattern of the tip of a pen device, a computer program product and element
AU718394C (en) Retrofittable apparatus for converting a substantially planar surface into an electronic data capture device
KR20110096416A (ko) 휴대 단말기용 입력 시스템
KR20010094798A (ko) 다용도 전자식사이버 화이트보드 칠판
JP2004145461A (ja) 筆記具
JPH05134801A (ja) 画像入力装置
JP2009169603A (ja) 情報記録システム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
J206 Request for trial to confirm the scope of a patent right
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL DECISION FOR CONFIRMATION OF THE SCOPE OF RIGHT_AFFIRMATIVE REQUESTED 20080321

Effective date: 20081204

Free format text: TRIAL NUMBER: 2008100000843; TRIAL DECISION FOR CONFIRMATION OF THE SCOPE OF RIGHT_AFFIRMATIVE REQUESTED 20080321

Effective date: 20081204

J302 Written judgement (patent court)

Free format text: JUDGMENT (PATENT COURT) FOR CONFIRMATION OF THE SCOPE OF RIGHT_AFFIRMATIVE REQUESTED 20090106

Effective date: 20090821

Free format text: TRIAL NUMBER: 2009200000146; JUDGMENT (PATENT COURT) FOR CONFIRMATION OF THE SCOPE OF RIGHT_AFFIRMATIVE REQUESTED 20090106

Effective date: 20090821

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130131

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140110

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150128

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151222

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170117

Year of fee payment: 14

LAPS Lapse due to unpaid annual fee