KR20020080669A - 원격강의 시스템의 전자펜 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원격강의 시스템의 전자펜에 관한 것이다. 보다 상세하게는 전자펜과 위치계측모듈간의 거리 위치 계측방식으로 구현되는 무선 원격강의 시스템의 판서수단인 전자펜을 구현토록 하는 기술에 관한 것이다.

종래의 원격강의 시스템에 있어서 전자펜은 전자칠판 상에서만 데이터의 기록이 가능하였다. 즉, 일반 화이트보드나 프로젝션 TV 등과 같은 디스플레이 장치에서는 전자펜의 기능을 발휘할 수 없었다.

이에 본 발명은 펜의 기능 모드를 설정하기 위한 펜모드설정수단과; 상기 펜모드설정수단으로부터 설정된 모드를 표시하는 설정모드표시수단과; 펜이 보드에 접촉되는 위치를 감지하기 위한 펜접촉감지수단과; 펜의 거리 위치 정보를 초음파로 송신하기 위한 초음파송신수단과; 펜의 거리 위치 계측 신호를 적외선으로 송신하기 위한 적외선송신수단과; 펜이 전기적으로 작동할 수 있는 전원을 공급하는 전원수단과; 상기 펜의 거리 위치를 계측하고 그 계측된 거리위치 정보를 초음파신호와 적외선신호로 각각 송신할 수 있도록 각 구성요소의 제어신호를 총괄 제어하는 제어수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 원격강의 시스템의 전자펜이 제공된다.

Description

원격강의 시스템의 전자펜{THE ELECTRIC PEN REMOTE LECTURE SYSTEM}

본 발명은 원격강의 시스템의 전자펜에 관한 것이다. 보다 상세하게는 전자펜과 위치계측모듈간의 거리 위치 계측방식으로 구현되는 무선 원격강의 시스템의 판서수단인 전자펜을 구현토록 하는 기술에 관한 것이다.

최근 원격강의 시스템은 인터넷 컨텐츠의 유료화를 정착시키면서 장래 인터넷 사업의 유력한 수익 모델로 자리를 잡아가고 있다.

특히, 기업 회의 및 교육 진행시에 유용한 원격강의 시스템은 모든 회의 내용 또는 교육 내용을 순차적으로 기록, 저장하지 않아도 되는 장점이 있다.

도 1은 종래의 원격강의 시스템을 나타낸 구성도이다.

사용자가 수기 정보를 기록하는 전자칠판(10)과, 강사의 음성 정보를 입력받는 마이크(도시 안됨)와, 상기 전자칠판(10)에 기록된 수기 정보 및 음성 정보를 입력받아 이를 표시함과 더불어 저장하는 컴퓨터 시스템(20)과, 상기 컴퓨터 시스템(20)에서 작성된 교안 이미지 정보 및 프리젼데이션 자료를 전자칠판(10)에 투영하도록 컴퓨터 시스템(20)과 연결되는 프로??터(30)로 구성되어 있다.

이 때, 상기 컴퓨터 시스템(20)은 수기정보를 전송받는 RS-232C 포트와 음성정보를 전송받는 사운드 카드를 가지며, 상기 전자칠판(10)에서 전송되는 부호화된 수기정보와 음성정보를 컴퓨터 시스템(20)에 전송하도록 하는 인터페이스(40)와, 상기 컴퓨터 시스템(20)과의 네트웍이 구축되는 다수의 사용자 컴퓨터(50)(50n)가 연결되어 있다.

상기와 같은 원격강의 시스템은 전자칠판에 사용자가 데이터를 기록하기 시작하면 이와 동시에 펜의 움직임을 감지하여 발생된 전자 펄스신호가 컴퓨터 시스템으로 전송되기 시작하고, 이 때 컴퓨터 시스템의 제어부는 펜에 대한 정보를 시간 정보와 함께 메모리와 같은 저장수단에 저장하게 된다.

그러나, 상기와 같은 원격강의 시스템에 있어서 전자펜은 전자칠판 상에서만 데이터의 기록이 가능하였다.

즉, 일반 화이트보드나 프로젝션 TV 등과 같은 디스플레이 장치에서는 전자펜의 기능을 발휘할 수 없었다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 본 발명의 목적은 원격강의 시스템에 적용되는 각종 디스플레이 장치에서도 전자펜의 기능을 수행할 수 있도록 하는 원격강의 시스템의 전자펜을 제공하는데 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로써 본 발명은

펜의 기능 모드를 설정하기 위한 펜모드설정수단과;

상기 펜모드설정수단으로부터 설정된 모드를 표시하는 설정모드표시수단과;

펜이 보드에 접촉되는 위치를 감지하기 위한 펜접촉감지수단과;

펜의 거리 위치 정보를 초음파로 송신하기 위한 초음파송신수단과;

펜의 거리 위치 계측 신호를 적외선으로 송신하기 위한 적외선송신수단과;

펜이 전기적으로 작동할 수 있는 전원을 공급하는 전원수단과;

상기 펜의 거리 위치를 계측하고 그 계측된 거리위치 정보를 초음파신호와적외선신호로 각각 송신할 수 있도록 각 구성요소의 제어신호를 총괄 제어하는 제어수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 원격강의 시스템의 전자펜이 제공된다.

도 1은 종래의 원격강의 시스템을 나타낸 개략 구성도

도 2는 본 발명에 따른 원격강의 시스템을 나타낸 블록 구성도

도 3은 도 2에 도시된 전자펜를 상세하게 나타낸 블럭구성도

도 4는 도 2에 도시된 전자펜과의 거리 위치 계측을 위한 위치계측모듈의 블록 구성도

도 5는 도 4에 도시된 전자펜의 좌표계산 원리를 나타낸 그래프

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 프로젝터 200 : 디스플레이장치

300 : 전자펜 310 : 펜모드설정부

320 : 설정모드표시부 330 : 펜접촉감지부

340 : 초음파송신부 350 : 적외선송신부

360 : 전원부 370 : 제어부

400 : 위치계측모듈 410 : 초음파수신부

420 : 적외선수신부 430 : 중앙처리장치부

500 : 컴퓨터장치부

이하, 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 그 작용을 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 원격강의 시스템을 나타낸 블록 구성도이고, 도 3은 도 2에 도시된 전자펜를 상세하게 나타낸 블록구성도이며, 도 4는 도 2에 도시된 전자펜과의 거리 위치 계측을 위한 위치계측모듈의 블록 구성도이며, 도 5는 도 4에 도시된 전자펜의 좌표계산 원리를 나타낸 그래프이다.

먼저, 도 2에 도시된 원격강의 시스템을 살펴 보면, 기록매체로부터 송출된 편집 자료를 투사하는 프로젝터(100)와, 상기 프로젝터(100)로부터 투사되는 편집 자료를 표시함과 더불어 사용자의 판서 정보를 표시하는 디스플레이 장치(200)와, 사용자의 음성 정보를 입력하는 마이크(도시 안됨)와, 상기 디스플레이 장치(200)에 판서 정보를 전자적으로 필기하기 위한 전자펜(300)과, 상기 전자펜(300)으로부터 판서되는 거리 위치 정보를 검출하는 위치계측모듈(400)와, 상기 위치계측모듈(400)로부터 전송되는 거리 위치 정보를 저장함과 더불어 상기 마이크로부터 출력되는 음성 정보를 저장하는 컴퓨터장치(500)로 이루어져 있다.

이 때, 상기 디스플레이 장치(200)는 통상의 화이트 보드(White board)나 프로젝션 TV 등이 사용될 수 있다.

또한, 상기 전자펜(300)은 송신용 초음파센서와 적외선센서를 각각 내장하며 사용자가 전자펜을 디스플레이 장치(200)에 접촉시키게 되면 전자펜의 끝부분은 압력을 받아서 작동 데이터 신호를 위치계측모듈(400)로 전송하게 된다.

또한, 상기 위치계측모듈(400)는 수신용 초음파센서와 적외선센서를 각각 내장하며 디스플레이 장치(200)로부터 전자펜(300)까지의 거리를 계측하고, 계측된 거리로부터 전자펜(300)의 좌표 계산을 하는 중앙처리장치의 역할을 하게 된다.

이 때, 상기 위치계측모듈(400)는 디스플레이 장치(200)의 하단 소정 부분에 위치하게 된다.

또한, 상기 컴퓨터장치(500)는 소프트웨어로 저장된 기록자료와 전자펜(300)으로부터 출력되는 판서 자료를 편집하며, 마이크로부터 출력되는 음성 자료를 저장한다.

이어서, 본 발명에 따른 원격강의 시스템의 동작 과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 회의 진행자가 컴퓨터장치(500)의 저작도구 소프트웨어를 구동한 뒤 저작도구를 이용하여 회의 자료 파일을 오픈한 후, 현재 모니터에 디스플레이 되는 화면을 프로젝터(100)를 통해 디스플레이 장치(200)에 송출한다. 따라서, 회의 진행 준비 완료된다.

그 상태에서 회의 진행자가 회의를 진행하며 디스플레이 장치(200)에 나타나고 있는 내용에 전자펜(300)을 이용하여 판서를 한다. 이 때, 모든 판서 내용과 회의 진행자의 음성은 각각 위치계측모듈(400)와 마이크를 통해 컴퓨터장치(500)로전송된다.

그 후, 저작도구에서 진행내용을 녹화하고 회의가 종료되면 녹화 파일을 저장한 다음 추후 회의 내용을 파일을 통해 확인하고 편집한다.

도 3은 도 2에 도시된 전자펜를 상세하게 나타낸 블록구성도이다.

펜의 기능 모드를 설정하기 위한 펜모드설정부(310)와, 상기 펜모드설정부(310)로부터 설정된 모드를 표시하는 설정모드표시부(320)와, 펜이 보드에 접촉되는 위치를 감지하기 위한 펜접촉감지부(330)와, 펜의 거리 위치 정보를 초음파로 송신하기 위한 초음파송신부(340)와, 펜의 거리 위치 계측 신호를 적외선으로 송신하기 위한 적외선송신부(350)와, 펜이 전기적으로 작동할 수 있는 전원을 공급하는 전원부(360)와, 상기 펜의 거리 위치를 감지하고 그 계측된 거리위치 정보를 송신하도록 각 구성요소의 제어신호를 총괄 제어하는 제어부(360)를 포함하여 이루어져 있다.

이 때, 상기 펜모드설정부(310)에는 보드에 판서할 수 있는 기능의 펜모드와, 일정 영역안의 판서 내용을 지울 수 있는 기능의 지우게모드와, 포인트만을 움직이도록 하는 기능의 마우스모드와, 각종 모드 기능의 수행을 일시 정지하도록 하는 기능의 포즈(Pause)모드가 구비되어 있다.

이어서, 전자펜(300)의 동작 과정을 살펴 보면 다음과 같다.

먼저, 사용자가 원격강의 시스템에서 원격적으로 강의하기 위해 펜모드설정부(310)의 모드 기능을 설정하는 경우 제어부(370)는 사용자의 설정된 모드를 설정모드표시부(320)에 표시하도록 제어한다.

그 상태에서 보드(Board)의 소정 위치에 판서하기 위해 전자펜(300)을 접촉시키게 되면 펜접촉감지부(330)에서는 접촉 위치점의 작동신호를 감지하여 제어부(370)에 전송한다.

그러면 제어부(370)는 감지된 거리 위치정보를 초음파송신부(340)와 적외선송신부(350)를 통하여 계측된 거리 위치정보 신호를 동시에 위치계측모듈(400)의 초음파수신부(410)와 적외선수신부(420)로 각각 전송하게 된다.

이 때, 전자펜(300)의 설정 모드에 다라 펜의 기능과 지우개 기능, 마우스 기능을 수행하게 된다.

도 4는 도 2에 도시된 전자펜과의 위치 계측을 위한 위치계측모듈의 블록 구성도로서 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 4를 살펴보면, 상기 전자펜(300)의 초음파송신부(340)로부터 전송되는 위치 정보를 수신하는 초음파수신부(410)와, 상기 전자펜(300)의 적외선송신부(350) 및 초음파수신부(410)로부터 송수신되는 위치 정보를 동기화시키는 적외선수신부(420)와, 상기 초음파수신부(410)와 적외선수신부(420)로 부터의 주파수 성분값을 검출해 냄과 동시에 그 검출 데이터를 컴퓨터장치(500)에 전송하기 위한 중앙제어장치부(430)가 더 포함되어 이루어져 있다.

이 때, 상기 초음파송신부(340) 및 초음파수신부(410)로부터 송수신되는 위치 정보를 전송하기 위한 통신수단은 고주파(RF; Radio Frequency)를 이용하게 된다.

먼저, 원격강의 시스템의 전자펜의 위치 계측 동작을 살펴보면 다음과 같다.

전자펜(300)은 자체에 내장된 초음파송신부(340) 및 적외선송신부(350)를 통해 자신의 위치 정보를 송신하게 된다. 위치계측모듈(400)은 초음파수신부(410)를 통하여 그 위치 정보를 수신하고, 적외선수신부(420)를 통하여 그 시간 차이를 동기화시켜 주게 된다.

상기 초음파송신부(340) 및 초음파수신부(410)는 음파이기 때문에 속도가 340m/s 내외이다. 따라서, 비록 가까운 거리이기는 하지만 여러 요인으로 인해 발생할 수도 있는 송수신 정보의 시간의 오차를 빛의 속도를 갖는 적외선수신부(420)를 이용해서 동기화시키게 된다.

이 때, 사용되는 각 센서간의 통신 방법은 RF 통신을 사용하게 되는데, 본 시스템에서는 전기력 및 자기력을 미적분에 의해 전자기파의 행동 특성을 완벽하게 해석할 필요가 없기 때문에 중앙처리장치부(430)에 부하가 가해지는 맥스웰 방정식을 풀이하지는 않고 다만 주파수 성분값을 추출해 내기 위해 선형(Linear) 해석법과 비선형(non-linear) 해석법을 필요에 따라 적절히 사용하게 된다.

이어서, 도 4에 도시된 원격강의 시스템의 전자펜의 좌표 계산 과정을 살펴보면 다음과 같다.

전자펜(300)에 부착된 초음파송신부(340)에서 자신의 위치 정보를 송신하면 위치계측모듈(400)에 부착된 2개의 감지부 즉, 초음파수신부(410)와 적외선수신부(420)로부터 각각 전자펜(300)의 위치를 계측하게 된다.

이 때, 그 거리를 반지름으로 하는 호를 그리면 두 호의 교차점이 생성되는데 이 교차점이 바로 전자펜(400)의 위치가 되는 것이다. 즉, 교차점을 P(X,Y)라고하면 다음과 같은 수학식으로 표현될 수 있다.

먼저, 교차점 P의 좌표를 P(X,Y)라고 하고, 상수 d와 계측값 d1, d2를 다음의 수학식에 적용하여 X,Y를 구하면 된다.

상기 수학식 1을 풀어서 X, Y에 대해서 정리하면 다음의 수학식 2와 같다.

상기 수학식 2의 X, Y의 값을 넘겨 받아서 전자펜(300)의 위치를 인식하게 된다. 즉, 도 4에 도시된 전자펜(300)의 좌표 계산 원리를 이용하여 전자펜(300)의 위치를 인식하게 된다.

이어서, 전자펜(300)의 좌표 정보를 전송하기 위한 과정을 상세하게 설명하기로 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 위치계측모듈(400)에 내장된 초음파수신부(410)로부터 전자펜(300)의 좌표 계산을 도출해 내면 중앙처리장치부(430)에서는 계산된 좌표값을 근거리 통신망인 블루투스(Bluetooth)나 RS232C를 이용하여컴퓨터장치(500)로 전송하게 된다.

즉, 계산된 전자펜(300)의 좌표 정보를 컴퓨터장치(500)로 전송하는 과정은 기존의 근거리통신 시스템인 RS232C 또는 블루투스를 적용하여 전송할 수 있다.

이 때, 상기 RS232C 통신망인 경우에는 유선으로 구현되고, 상기 블루투스 통신망의 경우에는 무선으로 구현된다.

이상에서와 같이 본 발명에 의한 원격강의 시스템의 전자펜을 사용함으로서 다음과 같은 이점이 있다.

종래의 원격강의 시스템에 있어서 전자펜은 전자칠판 상에서만 데이터의 기록이 가능 하였으나, 본 발명에서와 같은 무선 원격강의 시스템에서의 전자펜은 일반 화이트보드나 프로젝션 TV 등과 같은 디스플레이 장치에서도 전자펜의 기능을 발휘할 수 있다.

Claims (2)

1. 펜의 기능 모드를 설정하기 위한 펜모드설정수단과;

   상기 펜모드설정수단으로부터 설정된 모드를 표시하는 설정모드표시수단과;

   펜이 보드에 접촉되는 위치를 감지하기 위한 펜접촉감지수단과;

   펜의 거리 위치 정보를 초음파로 송신하기 위한 초음파송신수단과;

   펜의 거리 위치 계측 신호를 적외선으로 송신하기 위한 적외선송신수단과;

   펜이 전기적으로 작동할 수 있는 전원을 공급하는 전원수단과;

   상기 펜의 거리 위치를 계측하고 그 계측된 거리위치 정보를 초음파신호와 적외선신호로 각각 송신할 수 있도록 각 구성요소의 제어신호를 총괄 제어하는 제어수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 원격강의 시스템의 전자펜.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 펜모드설정수단에는

   보드에 판서할 수 있는 기능의 펜모드와;

   일정 영역안의 판서 내용을 지울 수 있는 기능의 지우게모드와;

   포인트만을 움직이도록 하는 기능의 마우스모드와;

   상기 모드 수행을 일시 정지하도록 하는 기능의 포즈모드가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 원격강의 시스템의 전자펜.