KR20090077350A - 특정파장대역에서 보이는 투명 포지션패턴이 코팅된투명필름과 입력장치와 그 활용 - Google Patents

Abstract

본 발명은 특정파장대역에서만 보이는 투명 포지션 패턴이 코팅된 투명필름을 임의의 표면에 부착하여 투명 포지션코팅패턴을 인지하는 입력장치로 입력장치의 팁 부분이 가리키는 위치의 절대 좌표를 알아내고 활용하는 것에 관한 것이다. 이를 위하여 특정파장대역에서 보이는 투명 포지션 패턴이 코팅된 투명필름을 제조하여 임의의 표면에 부착한 다음, 본 발명의 비가시광을 이용한 위치입력장치로 이 위치입력장치의 팁이 누르고 있는 위치의 절대좌표를 검출하게 한다. 이와 같은 방법을 활용하여 일반 컴퓨터 모니터를 터치스크린으로 만들 수 있고, 다양한 응용영역을 창출할 수 있게 된다.

터치스크린. 디스플레이. 포지션코딩패턴. 투명필름. 자외선. 이미지. 모니터. 전자칠판.

Description

특정파장대역에서 보이는 투명 포지션패턴이 코팅된 투명필름과 입력장치와 그 활용 { Transparency film coated by transparency positioning pattern responding on specific wavelength band, input device, and using therefor }

본 발명은 투명 포지션코딩패턴을 이용한 절대좌표입력에 관한 것이다.

접촉되는 표면의 위치좌표를 얻기 위한 다양한 방법들이 개발되어 왔다. 마우스와 같은 상대적인 좌표이동만을 알려주는 장치가 있고, 터치스크린과 같은 누른 지점의 절대 좌표를 알려주는 장치가 있다. 또한 초음파에 의한 접촉점의 좌표를 알려주는 장치도 있다. 또한 광 네비게이션에 의한 디지털펜도 급격히 발전되고 있다.

아노토아베 사에 의해 포지션코딩패턴이 인쇄된 매체에서 절대좌표를 얻는 방법이 개발되었고, 그 기술을 토대로 많은 업체에서 디지털 펜 등과 같은 절대좌표입력장치들을 생산하고 있다.

터치스크린의 경우 편리한 절대좌표를 알려주지만 대형화하면 할수록 가격이 급상승하여 쉽게 사용하기 어려워진다. 또한 그래픽에서 필요한 붓의 기능을 구현할 방법이 없다.

전자칠판의 경우 초음파센서를 사용하여 위치 입력장치를 구성하지만 응답속도가 떨어지는 문제점을 안고 있고 해상도도 떨어진다.

프로젝터로 프리젠테이션을 하는데 스크린 상에서 직접 글씨를 쓰고 싶은데 쓸 수 있는 방법이 없다.

전자벽지의 특정부위에 입력창을 만들고 싶은데 마땅한 방법이 없다.

청소로봇 등의 주행을 위해 장판에 절대좌표를 위한 패턴을 인쇄하지만 밑그림이 있을 경우 인식에 어려움을 주는 문제점이 있다.

상기에 나열된 문제점들을 해결하기 위해 본 발명이 개시된다.

본 발명의 목적은 특정파장대역(자외선 혹은 적외선)에서만 보이는 투명 포지션 패턴이 코팅된 투명필름을 임의의 표면에 부착하여 투명 포지션코팅패턴을 인지하는 입력장치로 입력장치의 팁 부분이 가리키는 위치의 절대 좌표를 알아내고 활용하는 것이다.

특정파장대역에서 보이는 투명 포지션 패턴이 코팅된 투명필름을 제조하여 임의의 표면에 부착한 다음, 비가시광을 이용한 위치입력장치로 이 위치입력장치의 팁이 누르고 있는 위치의 절대좌표를 검출한다.

본 발명을 활용하여 간편한 절대좌표 입력시스템의 구성이 가능하다. 전자칠판 등의 대형 디스플레이에 본 발명의 투명필름을 부착함으로써 쉽게 터치스크린 기능을 구현할 수 있다. 또한 태블릿PC에 본 발명의 투명필름을 부착함으로써 그래픽의 툴로 붓의 기능을 구현할 수 있고 다양한 추가 기능을 추가할 수 있다. 또한 차세대의 전자벽지에 절대좌표 입력시스템을 추가하여 벽에 그림을 그릴 수도 있고 원하는 기능을 부가할 수도 있어 다양한 응용분야를 창출할 수 있다.

본 발명의 또 다른 효과로는 포맷을 갖는 종이 위에 본 발명의 투명필름을 점착시키고 본 발명의 위치입력장치로 필기하면 포맷에 맞게 글씨가 저장되는 디지털노트가 구현되어 다양한 응용분야를 창출할 수 있다.

본 발명은 특정파장대역(적외광 혹은 자외광)에서만 보이는 투명잉크를 이용하여 절대 위치를 알려주는 특정 패턴을 코팅(인쇄)한 투명필름, 그 투명필름을 부착한 장치, 특정파장대역(적외광 혹은 자외광)의 비가시광을 이용하여 특정패턴을 읽어 절대좌표를 판독하는 위치입력장치로 구성된다.

또한 본 발명은 특정파장대역(적외광 혹은 자외광)에서만 보이는 투명잉크를 이용하여 절대 위치를 알려주는 특정 패턴을 코팅(인쇄)한 매체, 특정파장대역(적외광 혹은 자외광)의 비가시광을 이용하여 특정패턴을 읽어 절대좌표를 판독하는 위치입력장치로 구성된다. 상기의 매체는 제조시에 상기 투명패턴이 인쇄된 디스플레이, 전자칠판, 전자벽지, 베이스 이미지가 있는 종이, 장판 등을 일컫는다.

본 발명의 투명필름은 가시영역에서의 투명으로 사람의 눈이 그 좌표를 나타내는 패턴을 인지하지 못하여 배경화면을 보는데 방해하지 않는다.

본 발명을 첨부된 도면을 활용하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 특정파장에서만 보이는 특정 패턴이 인쇄된 투명필름의 구성도이다. 얇고 투명한 투명부재(110)를 준비한다. 이 투명부재(110)는 플라스틱의 필름인 것이 바람직하다. 그러나 본 발명의 적용 분야를 필름으로 한정하는 것은 아니다.

이 투명부재(110) 위에 자외선을 비추면 형광이 발생하는 물질을 코팅하여 투명패턴층(120)을 형성한다. 또는 이 투명부재(110) 위에 적외선에 의해 발광하거나 반사, 흡수 또는 투과하는 물질을 코팅하여 투명패턴층(120)을 형성할 수 있다. 롤투롤(Roll-to-Roll)방식에 의해 생산할 경우 상기 자외광(UV)용 물질과 적외광(IR)용 물질이 잉크로 제조된 것을 사용하면 편리하다. 인쇄되는 패턴은 전체 영역의 어느 일부분을 부분적으로 읽었을 때 절대위치를 알 수 있는 패턴이어야 한다. 포지션코딩패턴은 절대좌표를 위한 다양한 형태가 있을 수 있다. 여러 업체에서 이와 같은 패턴을 연구하여 상품화하고 있다.

형성된 투명패턴층(120) 위에 보호층(130)을 입힌다. 이 보호층(130)은 사용되는 파장대역에 투명해야 한다. 만약 투명패턴층(120)이 UV용 물질로 구성되면 UV에 투명해야 하고, IR용 물질로 구성되면 IR에 투명해야 한다. 이 보호층(130)은 또 다른 투명한 필름으로 구성할 수 있다. 이와 같은 구조일 경우 2개의 투명한 필름에 투명패턴층(120)이 샌드위치처럼 들어가게 된다. 경화용 잉크에 의해 보호층(130)을 형성할 수도 있다.

상기의 투명부재(110)의 사용되지 않은 다른 표면에 투명한 점착층(140)을 형성할 수 있다. 이 점착층(140)을 활용하여 완성된 특정파장대역(UV 혹은 IR)에서만 보이는 투명 포지션패턴이 코팅된 투명필름(100)을 대상물에 부착할 수 있다.

도 2는 본 발명의 특정파장대역(적외광 혹은 자외광)의 비가시광을 이용하여 특정패턴을 읽어 절대좌표를 판독하는 위치입력장치(200)의 구성도이다. 본 발명의 위치입력장치(200)의 구성요소들을 수납하는 케이스(200으로 혼용)가 준비된다. 케이스(200)의 형태는 펜형, 카드형, 원통형, 사각기둥형 등등 다양할 수 있다.

케이스(200) 내부에 비가시광원(220)이 준비된다. 이 비가시광원(220)은 UV발광 LED나 IR발광 LED로 구성될 수 있다. 이 비가시광원(220)은 광가이드(224)로 유도되어 팁(225)에서 투명필름(100)에 조사되어진다. 투명필름(100)의 투명패턴층(120)이 UV용 물질로 구성되었을 경우 특정파장대역의 형광을 내게된다. 이 형광패턴(도 3의 320)은 형광만이 통과가능한 광학필터(215)를 통하여 카메라모듈(210)으로 들어가게 된다.

카메라모듈(210)에서는 고속으로 이미지를 캡처하고, 내장된 제어부(250)에서 DSP(고속마이컴)를 사용하여 절대좌표를 판독해낸다.

광가이드(224)는 팁(225)이 카메라모듈(210)과 적절한 거리를 유지할 수 있게 지지하는 역할을 하고, 절대좌표를 판독하기 위한 이미지에 거의 영향을 미치지 않도록 충분히 가늘게 구성된다. 포지션패턴의 속성상 이미지의 부분적인 음영은 절대좌표의 판독에 영향을 미치지 않는다.

본발명의 위치입력장치(200)가 투명패턴층(120)을 갖는 표면에 접촉한 것을 감지하기 위하여 힘센서(235)가 준비된다. 힘센서(235)는 광가이드(224)와 팁(235) 부분에서 연결되어 광가이드(224)가 형상을 잘 유지할 수 있게 해준다. 힘센서(235)의 외부는 약간의 탄력성을 갖고 있어서 힘에 의한 휨을 측정하여 힘의 크기로 환산할 수 있는 방식이 사용될 수 있다. 또는 끝부분에 로드셀 등의 힘센서를 구비하여 힘을 측정할 수 있다. 이 힘의 크기를 측정하여 그래픽 소프트웨어에 붓의 기능을 부여할 수 있다.

3차원기울기센서(230)을 설치하여 본발명의 위치입력장치(200)의 3차원기울기를 알 수 있다. 이를 이용하여 카메라모듈(210)로 읽어들인 형광패턴의 왜곡을 보정하여 빠르고 정확한 절대좌표를 검출할 수 있게 한다.

필요에 따라 외부입력버튼(270)을 하나 이상을 배치하여 사용할 수 있게 한다. 만약 마우스 기능이 가능하게 한다면 마우스 우측 버튼의 기능을 부여할 수 있다. 또는 사용 모드 전환을 위한 기능으로도 사용할 수 있다.

본발명의 위치입력장치(200)의 제어부(250)에서 검출한 절대좌표는 외부 전자기기에 인터페이스부(260)를 통하여 전달된다. 무선으로 외부 전자기기와 연결될 때는 본발명의 위치입력장치(200)에 전원부(미도시)가 추가되어야 한다. 다양한 연결방식이 사용될 수 있다.

도 3은 본 발명의 설명도이다. 본 발명은,

특정파장대역(UV 혹은 IR)에서만 보이는 패턴이 인쇄된 투명필름(100)을 부착하는 단계;

상기 특정파장대역(UV 혹은 IR)용 발광소자(220)와 카메라모듈(210)로 구성된 비가시광을 이용하여 특정패턴을 읽어 절대좌표를 판독하는 위치입력장치(200)로 접촉하고 있는 표면의 영상(320)을 캡처하는 단계;

캡처된 영상(300)을 분석하여 절대좌표를 읽어들이는 단계;

타 전자기기에 상기의 절대좌표를 전송하는 단계;

상기의 타 전자기기에서 상기의 절대좌표를 실좌표로 변환하는 단계;

상기의 실좌표를 활용하는 단계로 구성된 접촉위치입력방법을 제공한다.

투명필름(100)의 투명패턴층(120)이 UV용 물질로 구성되었을 경우 투명패턴(320)은 특정파장대역의 형광을 내는 형광패턴(320)이 된다. 이 형광패턴(320)만 광학필터(215)를 통하여 카메라모듈(210)에서 이미지데이터(300) 로 변환된다. 이 이미지 데이터(300)에는 팁(225)의 영상(310)과 광가이드(224)의 영상(미도시)과 힘센서(235)의 영상이 혼재되어 있다. 팁(235)의 영상(310)은 접촉된 곳을 알려주고 그 주위의 포지션패턴을 분석하여 팁(225)의 절대좌표를 알 수 있다. 형광 패턴이 사람 눈에 거슬릴 수 있으므로 위치를 읽는 주기를 조절하여 UV광원을 ON/OFF한다.

투명필름(100)의 투명패턴층(120)이 IR용 물질로 구성되었을 경우 IR 검출과정을 따른다.

상기 투명필름(100)을 일반 모니터에 붙이고, 본 발명의 특정파장대역(적외광 혹은 자외광)의 비가시광을 이용하여 특정패턴을 읽어 절대좌표를 판독하는 위치입력장치(200)를 이용하여 투명필름(100)의 투명패턴층(120)의 절대좌표 패턴을 읽고 컴퓨터에 그 정보를 전달하면 터치스크린 컴퓨터를 구현할 수 있다. 정상적인 사용을 위해서 캘리브레이션을 하여 절대 좌표를 실좌표로 바꾸어야 한다.

이미 터치스크린이 장치된 모니터의 경우에도 특정파장대역에서만 보이는 투명 포지션패턴이 코팅된 투명필름(100), 투명필름(100)이 점착된 매체, 특정파장대역용 발광원과 카메라모듈로 구성된 비가시광을 이용하여 특정패턴을 읽어 절대좌표를 판독하는 위치입력장치(200)으로 이루어진 접촉위치입력시스템을 추가하여 새로운 어플리케이션을 구현할 수 있다. 위치입력장치(200)가 작동될 때, 그 접촉 위치의 좌표와 터치스크린의 위치의 좌표가 유사한 값을 갖게 된다. 이때 터치스크린의 좌표는 무시하고 위치입력장치(200)의 좌표를 활용하게 하면, 왼손으로 터치스크린을 눌러서 응용소프트웨어의 기능들을 선택하고 오른손으로는 위치입력장치(200)를 이용하여 글씨를 쓰는 것 등등의 다른 기능을 추가할 수 있다.

도 1은 본 발명의 특정파장에서 보이는 특정 패턴이 인쇄된 투명필름의 구성도이다

도 2는 본 발명의 특정파장대역(적외광 혹은 자외광)의 비가시광을 이용하여 특정패턴을 읽어 절대좌표를 판독하는 위치입력장치의 구성도이다.

도 3은 본 발명의 설명도이다.

*도면 주요부의 명칭*

100 : 특정파장에서 보이는 투명 포지션패턴이 코팅된 투명필름

120 : 투명 포지션패턴층

200 : 비가시광을 이용한 위치입력장치

210 : 카메라모듈 220 : 비가시광원

224 : 광가이드 225 : 팁

235 : 힘센서 230 : 기울기센서

250 : 제어부 260 : 인터페이스

300 : 카메라영상 310 : 팁 이미지

Claims (7)

1. 베이스가 되는 투명 부재;

   상기 투명 부재에 적외선이나 자외선에 반응하는 물질로 특정 포지션패턴이 형성된 투명 패턴층;

   상기 패턴층을 보호하기 위한 투명 보호층;

   상기 투명 부재를 고정시키기 위해 상기 투명 부재의 일 측면에 형성되는 투명 점착층으로 구성된 것을 특징으로 하는 특정파장대역(UV 혹은 IR)에서만 보이는 투명 포지션패턴이 코팅된 투명필름
2. 포지션 입력장치에 있어서,

   구성품들을 수용하는 케이스;

   상기 케이스에 부착되는 카메라 모듈;

   상기 카메라 모듈의 전면에 부착되는 광학 필터;

   상기 케이스에 내장되는 비가시광원;

   상기 비가시광원을 상기 카메라 모듈로부터 적정한 거리로 유도하는 광가이드;

   상기 케이스에 부착되어 상기 광가이드와 일정한 형상을 갖고 접촉상태와 접촉력을 검출하는 힘센서 가이드;

   상기 케이스에 내장되어 상기 케이스의 기울기를 검출하는 기울기센서;

   상기 케이스에 부착되는 입력버튼;

   상기 케이스에 내장되어 상기 구성요소들 제어하는 제어부, 외부의 전자기기와 신호를 주고 받는 인터페이스부로 구성된 비가시광을 이용하여 특정패턴을 읽어 절대좌표를 판독하는 위치입력장치
3. 특정파장대역에서만 보이는 투명 포지션패턴이 코팅된 투명필름;

   상기 투명필름이 점착된 매체;

   상기 특정파장대역용 발광원과 카메라모듈로 구성된 비가시광을 이용하여 특정패턴을 읽어 절대좌표를 판독하는 위치입력장치;

   상기 구성요소로 이루어진 접촉위치입력시스템
4. 특정파장대역에서만 보이는 투명 포지션패턴이 코팅된 매체;

   상기 특정파장대역용 발광원과 카메라모듈로 구성된 비가시광을 이용하여 특정패턴을 읽어 절대좌표를 판독하는 위치입력장치;

   상기 구성요소로 이루어진 접촉위치입력시스템
5. 제 4항에 있어서 코팅된 매체는 모니터, 전자칠판, 전자벽지 등의 디스플레 이의 표면에 특정파장대역에서만 보이는 투명 포지션패턴이 코팅된 것을 특징으로 하는 것
6. 제 4항에 있어서 코팅된 매체는 장판, 종이 등의 표면에 특정파장대역에서만 보이는 투명 포지션패턴이 코팅된 것을 특징으로 하는 것
7. 특정파장대역(UV 혹은 IR)에서만 보이는 패턴이 인쇄된 투명필름을 부착하는 단계;

   상기 특정파장대역(UV 혹은 IR)용 발광소자와 카메라모듈로 구성된 비가시광을 이용하여 특정패턴을 읽어 절대좌표를 판독하는 위치입력장치로 팁이 접촉하고 있는 표면의 영상을 캡처하는 단계;

   캡처된 영상을 분석하여 절대좌표를 읽어들이는 단계;

   타 전자기기에 상기의 절대좌표를 전송하는 단계;

   상기의 타 전자기기에서 상기의 절대좌표를 실좌표로 변환하는 단계;

   상기의 실좌표를 활용하는 단계로 구성된 접촉위치입력방법

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