KR20120013068A - Grid signal receiver with improved pointig performance, wireless pointing system having the same and gradient correction method in the wireless pointing system - Google Patents

Grid signal receiver with improved pointig performance, wireless pointing system having the same and gradient correction method in the wireless pointing system Download PDF

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KR20120013068A KR1020100075228A KR20100075228A KR20120013068A KR 20120013068 A KR20120013068 A KR 20120013068A KR 1020100075228 A KR1020100075228 A KR 1020100075228A KR 20100075228 A KR20100075228 A KR 20100075228A KR 20120013068 A KR20120013068 A KR 20120013068A
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김석기
이광재
윤세환
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실리콤텍(주)
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Abstract

PURPOSE: A grid signal receiver with increased pointing performance, a wireless pointing system with the same, and a gradient correcting method in the wireless pointing system are provided to enable four sensors to recognize signals wherein the four sensors cross each other. CONSTITUTION: A grid signal receiver(20) comprises first and second X detectors and first and second Y detectors. The first and second X detectors detect a vertical pattern signal of a grid. At least two sensors are horizontally arranged in the first and second X detectors. The first and second Y detectors detect a horizontal pattern signal of a grid. The first and second Y detectors are vertically arranged in at least two sensors.

Description

무선 포인팅 성능이 개선된 격자신호 수신기, 이를 포함한 무선 포인팅 시스템 그리고 무선 포인팅 시스템에서의 기울기 보정 방법{GRID SIGNAL RECEIVER WITH IMPROVED POINTIG PERFORMANCE, WIRELESS POINTING SYSTEM HAVING THE SAME AND GRADIENT CORRECTION METHOD IN THE WIRELESS POINTING SYSTEM}GRID SIGNAL RECEIVER WITH IMPROVED POINTIG PERFORMANCE, WIRELESS POINTING SYSTEM HAVING THE SAME AND GRADIENT CORRECTION METHOD IN THE WIRELESS POINTING SYSTEM}

본 발명은 무선 포인팅 성능이 개선된 격자신호 수신기, 이를 포함한 무선 포인팅 시스템 그리고 무선 포인팅 시스템에서의 기울기 보정 방법에 관한 것으로, 격자신호 수신기 내 센서의 더블 어레이 센서 배열을 통해 무선 포인팅의 해상도를 높이는 동시에 이러한 해상도 향상 대비 제조비를 저렴하게 감소시킬 수 있는 무선 포인팅 성능이 개선된 격자신호 수신기, 이를 포함한 무선 포인팅 시스템 그리고 무선 포인팅 시스템에서의 기울기 보정 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a grid signal receiver with improved wireless pointing performance, a wireless pointing system including the same, and a tilt correction method in a wireless pointing system. The present invention provides a method of increasing the resolution of wireless pointing through a double array sensor array of sensors in the grid signal receiver. The present invention relates to a grating signal receiver having an improved wireless pointing performance, which can reduce manufacturing cost compared to the resolution improvement, a wireless pointing system including the same, and a tilt correction method in the wireless pointing system.

최근 TV, DVD, 셋톱박스, IPTV 등 주요 영상 가전기기가 발달함에 따라 화면상에 PC 마우스와 같이 포인팅을 할 수 있는 포인팅 장치의 구현이 절실히 요구되고 있다. Recently, with the development of major video appliances such as TVs, DVDs, set-top boxes, and IPTVs, there is an urgent need for the implementation of a pointing device capable of pointing like a PC mouse on the screen.

특히 IPTV의 경우 일반 가정에서 PC를 대체할 수 있는 수단으로까지 발전하고 있어 사용자의 원활한 조작을 위해서는 더더욱 PC에서의 마우스와 같은 포인팅 장치가 필요하다. 하지만, 영상 가전기기의 특성상 포인팅 장치를 일반 PC의 마우스와 같이 유선으로 구현할 수 없기 때문에 기존의 TV 리모컨을 활용하여 포인팅 장치를 구현하는 것이 대부분이다. 지금까지 영상 가전기기에 무선 포인팅 기능을 구현하기 위해 많은 노력을 기울이고 있으나 낮은 성능이나 고비용, 신뢰성 문제 등으로 아직까지는 본격적인 상용화가 이루어지지 않고 있다.In particular, IPTV has evolved as a means of replacing a PC in a general home, and therefore, a user needs a pointing device such as a mouse in a PC for smooth operation. However, since the pointing device cannot be wired like a mouse of a general PC due to the characteristics of a video home appliance, the pointing device is mostly implemented using a conventional TV remote control. Until now, much effort has been made to implement wireless pointing functions in video home appliances, but due to low performance, high cost, and reliability problems, commercialization has not been made in earnest yet.

이러한 무선 포인팅 장치 중 최근 가장 각광을 받고 있는 방식이 격자구조 생성 리모트 컨트롤러를 이용한 무선 포인팅 장치이다. 도 1에는 이러한 격자구조를 이용한 무선 포인팅 장치의 개념도가 도시되어 있다. Among the wireless pointing devices, the most popular method is a wireless pointing device using a grid structure generating remote controller. 1 is a conceptual diagram of a wireless pointing device using such a lattice structure.

해당 무선 포인팅 장치는 격자구조(Grid Window)의 빛을 만드는 LED를 송신 단에 추가하여 포인팅 기능을 구현한다. 송신된 격자구조의 빛에 대하여 수신 단(Receiver)에서는 라인이 지나는 수와 빛이 감지되는 패턴에 따라서 이동방향, 이동속도 및 크기를 측정하여 TV 등의 영상가전기기에 마우스 포인터를 구동하게 된다. The wireless pointing device implements a pointing function by adding LEDs that make light of a grid window to a transmitting end. Receiver measures the moving direction, the moving speed, and the size according to the number of lines passing through and the pattern of light being sensed to drive the mouse pointer to the image electric appliances such as TV.

이 같은 방식은 수신 단에서 이동 연산을 하기 때문에 송신 단에는 리모트 컨트롤러 시스템의 송신 기기 외에는 추가적인 준비가 필요 없어 저가로 무선 포인터를 구현할 수 있다는 장점이 있으나, 격자구조의 빛을 기준으로 움직임을 판단하게 되므로 빛의 격자가 기울어지는 경우 오류가 빈번히 발생하는 문제가 있다. This method has the advantage of implementing the wireless pointer at low cost because the receiver does not need additional preparation except for the transmitting device of the remote controller system because the receiver performs the movement operation. Therefore, when the grid of light is tilted, there is a problem that frequently occurs.

최근에는 이 같은 격자구조 방식의 무선 포인팅 시스템을 구현할 때, 수신 단에 기울어짐 체크를 위한 별도의 센서를 추가하여 격자가 기울어짐에 따른 오류를 보정하고 있다. Recently, when implementing the grid-type wireless pointing system, an additional sensor for tilt check is added to a receiver to correct an error due to the tilt of the grid.

한편, 상술한 격자구조 방식의 무선 포인팅 시스템의 채용에 있어서 무선 포인팅의 성능 면에서 볼 때 그 성능을 높이는 대표적인 방안은 송신 단의 격자 개수를 늘려 일정 수신 공간에서 더 많은 격자 신호들이 투영되게 하는 것일 것이다. 이를 통해 공간적 해상도를 증가시켜 기존보다 더 부드러운 무선 포인팅을 기대할 수 있다. Meanwhile, in terms of the performance of wireless pointing in the above-described lattice-type wireless pointing system, a representative way to increase the performance is to increase the number of grids of the transmitting end so that more grid signals are projected in a predetermined reception space. will be. This increases the spatial resolution and allows for smoother wireless pointing than before.

하지만 이렇게 격자구조의 격자 개수를 늘리는 방식은 송신 단 광학계 성능을 높이는 것으로서 급격한 비용상승을 유발할 수 있고 이와 더불어 수신 단 내 센서들 간 간격의 정밀한 조정이 반드시 필요하기 때문에 결과적으로 효율적인 성능 향상이라 보기 어렵다.
However, this method of increasing the number of gratings in the lattice structure increases the performance of the transmitter optical system, which can cause a sharp increase in cost, and in addition, precise adjustment of the spacing between the sensors in the receiver is necessary. .

상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 무선 포인팅의 해상도를 높이는 동시에 이러한 해상도 향상 대비 제조비를 저렴하게 감소시킬 수 있도록 격자신호 수신기 내 센서의 배열에 더블 어레이 센서 배열을 적용하는 격자신호 수신기, 이를 포함한 무선 포인팅 시스템 그리고 무선 포인팅 시스템에서의 기울기 보정 방법을 제공하는 것이다. In order to solve the above problems, the present invention provides a grid signal receiver for applying a double array sensor array to an array of sensors in a grid signal receiver so as to increase the resolution of the wireless pointing and at the same time reduce the manufacturing cost compared to the resolution improvement. The present invention provides a wireless pointing system and a tilt correction method in the wireless pointing system.

또한, 더블 어레이 센서 구조에서 X 디텍터 및 Y 디텍터를 각각 2 개로 구성하여 한 축의 격자를 엇갈린 배치로 이루어진 4개의 센서가 각각 인식하게 함으로써 2개의 센서에 의해 한 축의 격자를 인식하는 기존 구조(5 센서 구조)와 대비하여 모션 벡터 감도 및 해상도가 높아지는 격자신호 수신기, 이를 포함한 무선 포인팅 시스템 그리고 무선 포인팅 시스템에서의 기울기 보정 방법을 제공하는 것이다. In addition, in the double array sensor structure, two X detectors and two Y detectors are configured, respectively, so that four sensors composed of staggered arrangements of one axis are recognized, respectively, thereby recognizing a grid of one axis by two sensors (5 sensors. In contrast, the present invention provides a grid signal receiver having a high motion vector sensitivity and resolution, a wireless pointing system including the same, and a tilt correction method in the wireless pointing system.

다른 방식으로, 더블 어레이 센서 구조에서 X 디텍터 및 Y 디텍터를 각각 2 개로 구성하되 한 축의 격자를 2개의 디텍터에서 각자 인식하게 하고 이 2가지 인식결과를 합성해 한 축의 움직임에 대한 모션 벡터를 산출하게 함으로써 보다 정교한 움직임 산출이 가능하게 되는 격자신호 수신기, 이를 포함한 무선 포인팅 시스템 그리고 무선 포인팅 시스템에서의 기울기 보정 방법을 제공하는 것이다. Alternatively, in the double array sensor structure, two X detectors and two Y detectors may be configured, respectively, and one grid may be recognized by the two detectors, and the two recognition results may be synthesized to calculate a motion vector for motion of one axis. Accordingly, the present invention provides a grid signal receiver that enables more accurate motion calculation, a wireless pointing system including the same, and a tilt correction method in the wireless pointing system.

또한, 기존 방식인 격자구조 수신기의 5 센서 구조와 달리 기울어짐 감지 센서를 생략하고서도 송신기의 기울어짐을 정확하게 보정할 수 있는 격자신호 수신기, 이를 포함한 무선 포인팅 시스템 그리고 무선 포인팅 시스템에서의 기울기 보정 방법을 제공하는 것이다.
In addition, unlike the conventional five-sensor structure of the grating structure receiver provides a grid signal receiver that can accurately compensate the tilt of the transmitter without omitting the tilt detection sensor, a wireless pointing system including the same, and a tilt correction method in the wireless pointing system It is.

본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위한 수단으로, 격자신호를 생성하여 출력하는 격자신호 송신기로부터 격자신호를 수신하여 상기 격자신호 송신기의 움직임을 검출하는 격자신호 수신기에 있어서, 격자의 수직 패턴(Y축 패턴) 신호를 감지하며 적어도 둘 이상의 센서가 수평 배열되는 제 1 X 디텍터 및 제 2 X 디텍터 및 격자의 수평 패턴(X축 패턴) 신호를 감지하며 적어도 둘 이상의 센서가 수직 배열되는 제 1 Y 디텍터 및 제 2 Y 디텍터를 포함하며, 상기 제 1 X 디텍터 및 상기 제 2 X 디텍터는 동일선상이 아닌 위치에 배열되되 각 센서가 격자의 동일 패턴을 서로 다른 시각에 검출하도록 엇갈림 배열되며, 상기 제 1 Y 디텍터 및 상기 제 2 Y 디텍터는 동일선상이 아닌 위치에 배열되되 각 센서가 격자의 동일 패턴을 서로 다른 시각에 검출하도록 엇갈림 배열되는 것을 특징으로 한다. The present invention is a means for solving the above-described problem, the grid signal receiver for receiving the grid signal from the grid signal transmitter for generating and outputting the grid signal to detect the movement of the grid signal transmitter, the vertical pattern of the grid (Y Axis pattern) and a first X detector in which at least two sensors are arranged horizontally, and a first Y detector in which at least two sensors are arranged vertically and detecting a horizontal pattern (X axis pattern) signal of a second X detector and a grid. And a second Y detector, wherein the first X detector and the second X detector are arranged at positions not collinear with each other and staggered so that each sensor detects the same pattern of the grating at different times. The Y detector and the second Y detector are arranged at positions that are not collinear but staggered so that each sensor detects the same pattern of the grating at different times. Characterized in that the column.

바람직하게는, 상기 제 1 X 디텍터 및 제 2 X 디텍터는 각각 한 쌍의 센서로 구성되고, 하나의 디텍터의 한 쌍의 센서의 중앙(1/2지점)선 상에 다른 디텍터의 하나의 센서가 위치하도록 엇갈림 배치되며, 상기 제 1 Y 디텍터 및 제 2 Y 디텍터는 각각 한 쌍의 센서로 구성되고, 하나의 디텍터의 한 쌍의 센서의 중앙(1/2지점)선 상에 다른 디텍터의 하나의 센서가 위치하도록 엇갈림 배치되는 것을 특징으로 한다. Preferably, the first X detector and the second X detector are each composed of a pair of sensors, and one sensor of the other detector is located on the center (1/2 point) line of the pair of sensors of one detector. Staggered so as to be positioned, the first Y detector and the second Y detector each comprised of a pair of sensors, one of the other detectors on the center (1/2 point) line of the pair of sensors of one detector It is characterized by being staggered so that the sensors are located.

더욱 바람직하게는, 상기 제 1 X 디텍터 및 제 2 X 디텍터 사이의 센서 간 수직 이격거리는 하나의 디텍터의 한 쌍의 센서 간 이격거리와 동일하며, 상기 제 1 Y 디텍터 및 제 2 Y 디텍터 사이의 센서 간 수평 이격거리는 하나의 디텍터의 한 쌍의 센서 간 이격거리와 동일한 것을 특징으로 한다. More preferably, the vertical separation distance between the sensors between the first X detector and the second X detector is equal to the separation distance between a pair of sensors of one detector, and the sensor between the first Y detector and the second Y detector. Horizontal separation distance is characterized in that the same as the separation distance between a pair of sensors of one detector.

더욱 바람직하게는, 상기 격자신호 수신기는, 상기 각 센서들로부터 감지신호를 입력받아 모션 벡터를 처리하고, 격자의 기울어짐을 산출하여 상기 모션 벡터를 보정하는 모션벡터 프로세서를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. More preferably, the grating signal receiver further comprises a motion vector processor for receiving a detection signal from each of the sensors, processing a motion vector, and calculating a tilt of the grating to correct the motion vector. do.

더욱 바람직하게는, 상기 모션 벡터 프로세서는, 상기 제 1 X 디텍터의 수신신호에 대하여 모션벡터를 산출하고 제 2 X 디텍터의 수신신호에 대하여 모션벡터를 산출하여 각 모션벡터를 합성하는 것을 특징으로 한다. More preferably, the motion vector processor calculates a motion vector for the received signal of the first X detector and calculates a motion vector for the received signal of the second X detector to synthesize each motion vector. .

더욱 바람직하게는, 상기 모션 벡터 프로세서는, 상기 제 1 Y 디텍터의 수신신호에 대하여 모션벡터를 산출하고 제 2 Y 디텍터의 수신신호에 대하여 모션벡터를 산출하여 각 모션벡터를 합성하는 것을 특징으로 한다. More preferably, the motion vector processor calculates a motion vector with respect to the received signal of the first Y detector and calculates a motion vector with respect to the received signal of the second Y detector to synthesize each motion vector. .

더욱 바람직하게는, 상기 모션 벡터 프로세서는, 삼각 배치를 이루는 3개의 인접한 센서들에서의 상대적인 격자 감지시각을 비교하여 격자의 기울어짐을 산출하고 보정하는 것을 특징으로 한다. More preferably, the motion vector processor calculates and corrects the inclination of the grating by comparing the relative grating sensing times of three adjacent sensors in a triangular arrangement.

한편 본 발명의 다른 측면에 따르면, 격자신호를 생성하여 출력하는 격자신호 송신기; 및 상기 격자신호를 수신하여 상기 격자신호 송신기의 움직임을 검출하는 격자신호 수신기; 를 포함하되, 상기 격자신호 수신기는, 격자의 수직 패턴(Y축 패턴) 신호를 감지하며 적어도 둘 이상의 센서가 수평 배열되는 제 1 X 디텍터 및 제 2 X 디텍터 및 격자의 수평 패턴(X축 패턴) 신호를 감지하며 적어도 둘 이상의 센서가 수직 배열되는 제 1 Y 디텍터 및 제 2 Y 디텍터를 포함하며, 상기 제 1 X 디텍터 및 상기 제 2 X 디텍터는 동일선상이 아닌 위치에 배열되되 각 센서가 격자의 동일 패턴을 서로 다른 시각에 검출하도록 엇갈림 배열되며, 상기 제 1 Y 디텍터 및 상기 제 2 Y 디텍터는 동일선상이 아닌 위치에 배열되되 각 센서가 격자의 동일 패턴을 서로 다른 시각에 검출하도록 엇갈림 배열되는 것을 특징으로 하는 무선 포인팅 시스템을 제공한다.Meanwhile, according to another aspect of the present invention, a grid signal transmitter for generating and outputting a grid signal; A grating signal receiver configured to receive the grating signal and detect movement of the grating signal transmitter; The grid signal receiver may include a vertical pattern (Y-axis pattern) signal of the grating, and the first X detector and the second X detector and the horizontal pattern (X-axis pattern) of at least two sensors arranged horizontally. A first Y detector and a second Y detector that sense a signal and at least two sensors are arranged vertically, wherein the first X detector and the second X detector are arranged in a non-collinear position, each sensor of the grating Staggered to detect the same pattern at different times, wherein the first Y detector and the second Y detector are arranged in positions that are not collinear, but staggered so that each sensor detects the same pattern of the grating at different times It provides a wireless pointing system, characterized in that.

한편 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 격자신호를 생성하여 출력하는 격자신호 송신기로부터 격자신호를 수신하여 상기 격자신호 송신기의 기울기를 보정하는 방법에 있어서, 삼각 배치를 이루는 3개의 인접한 격자 검출 센서들에 대한 각각의 격자 감지시각을 검출하고 검출된 격자 감지시각을 통해 상기 삼각 배치 내에 가상의 수직 삼각형을 구성함으로써 아크탄젠트 처리를 통해 기울기값을 산출하여 격자신호 송신기의 기울기를 보정하는 것을 특징으로 하는 무선 포인팅 시스템에서의 기울기 보정 방법을 제공한다. Meanwhile, according to another aspect of the present invention, in the method for correcting the slope of the grid signal transmitter by receiving the grid signal from the grid signal transmitter for generating and outputting the grid signal, three adjacent grid detection sensors in a triangular arrangement Detecting each grating detection time for and constructing a virtual vertical triangle in the triangular arrangement through the detected grating detection time to calculate the slope value through the arc tangent processing to correct the slope of the grid signal transmitter A tilt correction method in a wireless pointing system is provided.

바람직하게는, 상기 기울기 보정 방법은, (a) 삼각 배치를 이루는 3개의 인접한 센서들에서의 격자 감지시각을 검출하는 단계; (b) 동일선상에 위치한 제 1 센서의 격자 검출시각에서 제 2 센서의 격자 검출시각을 차감하여 시간 t2를 산출하는 단계; (c) 상기 동일선상의 제 1 센서 및 제 2 센서의 중간 위치에 수직하게 배치된 제 3 센서의 격자 검출시각에서 제 1 센서의 격자 검출시각을 차감하고, 상기 t2의 절반값을 차감하여 시간 t1을 산출하는 단계; (d) 상기 t2와 t1의 비값을 아크탄젠트 처리하여 기울기값을 산출하는 단계; 및 (e) 상기 산출된 기울기값을 통해 격자신호 송신기의 기울기를 보정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Advantageously, the tilt correction method comprises the steps of: (a) detecting a grating detection time at three adjacent sensors in a triangular arrangement; (b) calculating a time t 2 by subtracting the grating detection time of the second sensor from the grating detection time of the first sensor located on the same line; (c) The lattice detection time of the first sensor is subtracted from the lattice detection time of the third sensor disposed perpendicular to the intermediate position of the first sensor and the second sensor on the same line, and the half value of t 2 is subtracted. Calculating time t 1 ; (d) calculating an inclination value by performing arc tangent treatment on the ratio of t 2 and t 1 ; And (e) correcting the slope of the grid signal transmitter based on the calculated slope value; Characterized in that it comprises a.

본 발명에 따르면, 격자신호 수신기 내 더블 어레이 센서 배열을 통해 무선 포인팅의 해상도를 높이는 동시에 이러한 해상도 향상 대비 제조비를 저렴하게 감소시킬 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, it is possible to reduce the manufacturing cost in comparison with the resolution improvement while increasing the resolution of the wireless pointing through the double array sensor array in the grating signal receiver.

또한, 더블 어레이 센서 구조에서 X 디텍터 및 Y 디텍터를 각각 2 개로 구성하여 한 축의 격자를 엇갈린 배치로 이루어진 4개의 센서가 각각 인식하게 함으로써 2개의 센서에 의해 한 축의 격자를 인식하는 기존 구조(5 센서 구조)와 대비하여 모션 벡터 감도 및 해상도가 높아지는 효과도 있다. In addition, in the double array sensor structure, two X detectors and two Y detectors are configured, respectively, so that four sensors composed of staggered arrangements of one axis are recognized, respectively, thereby recognizing a grid of one axis by two sensors (5 sensors. Structure), the motion vector sensitivity and resolution are increased.

다른 방식으로, 더블 어레이 센서 구조에서 X 디텍터 및 Y 디텍터를 각각 2 개로 구성하되 한 축의 격자를 2개의 디텍터에서 각자 인식하게 하고 이 2가지 인식결과를 합성해 한 축의 움직임에 대한 모션 벡터를 산출하게 함으로써 보다 정교한 움직임 산출이 가능하게 되는 효과도 있다. Alternatively, in the double array sensor structure, two X detectors and two Y detectors may be configured, respectively, and one grid may be recognized by the two detectors, and the two recognition results may be synthesized to calculate a motion vector for motion of one axis. There is also an effect that enables more accurate motion calculation.

또한, 기존 방식인 격자구조 수신기의 5 센서 구조와 달리 기울어짐 감지 센서를 생략하고서도 송신기의 기울어짐을 정확하게 보정할 수 있게 되는 효과도 있다.
In addition, unlike the conventional five-sensor structure of the grating structure receiver, there is an effect that it is possible to accurately correct the tilt of the transmitter without omitting the tilt detection sensor.

도 1은 격자구조를 이용한 무선 포인팅 장치의 개념도.
도 2는 본 발명이 적용되는 무선 포인팅 장치의 구성도이다.
도 3은 기존 방식인 신호 검출부의 5 센서 구조를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 신호 검출부의 센서 구성을 나타내는 도면.
도 5는 기존 방식인 격자신호 수신기의 5 센서 구조에서의 기울기 보정 방법을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 격자신호 수신기에서의 기울기 보정 방법을 설명하기 위한 도면.
1 is a conceptual diagram of a wireless pointing device using a lattice structure.
2 is a block diagram of a wireless pointing device to which the present invention is applied.
3 is a view for explaining a five-sensor structure of the signal detection unit of the conventional method.
4 is a diagram illustrating a sensor configuration of a signal detection unit according to the present invention.
5 is a view for explaining a tilt correction method in a five-sensor structure of a conventional grid signal receiver.
6 is a view for explaining a tilt correction method in a grating signal receiver according to the present invention;

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하의 설명에서는 격자구조를 이용한 무선 포인팅 장치에서 기존 방식인 신호 검출부의 5 센서 구조와 비교하여 본 발명에 따른 더블 어레이 센서 구조를 설명하게 된다. In the following description, the structure of the double array sensor according to the present invention will be described in comparison with the five-sensor structure of the signal detection unit in the wireless pointing device using the lattice structure.

먼저, 본 발명이 적용되는 무선 포인팅 장치에 대하여 설명하면 다음과 같다. First, the wireless pointing device to which the present invention is applied will be described.

도 2는 본 발명이 적용되는 무선 포인팅 장치의 구성도이다. 2 is a block diagram of a wireless pointing device to which the present invention is applied.

도 2를 참조하면, 본 발명이 적용되는 무선 포인팅 장치는 격자 구조의 신호를 발생하는 격자신호 송신기(Grid Signal Transmitter)(10) 및 격자 구조의 신호를 수신하여 수신된 격자 신호로부터 움직임을 판단하는 격자신호 수신기(Grid Signal Receiver)(20)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the wireless pointing device to which the present invention is applied may receive a grid signal transmitter 10 generating a grid-shaped signal and a signal of the grid-structure to determine movement from the received grid signal. A grid signal receiver 20 is included.

격자신호 송신기(10)는 광원(일례로 LED가 사용될 수 있다.) 및 격자 생성기를 포함하여 격자구조의 빛을 송신해 포인팅 기능을 구현한다. 송신된 격자구조의 빛은 격자신호 수신기(20)에서 센서가 격자구조의 라인이 지나는 것을 감지하여 이동 방향 및 이동 속도를 계산해 모션벡터(Motion Vector)를 산출함으로써 디지털 TV 등의 영상가전기기의 화면 상에서 포인터를 구동시킨다. 도 2를 참조하여 본 발명이 적용되는 무선 포인팅 장치를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.The grid signal transmitter 10 includes a light source (for example, an LED may be used) and a grid generator to transmit light of a grid structure to implement a pointing function. The transmitted grid light is detected by the sensor at the grid signal receiver 20, and the motion direction and the speed are calculated to calculate the motion vector. The pointer on the screen. Referring to FIG. 2, the wireless pointing device to which the present invention is applied will be described in detail as follows.

격자신호 송신기(10)는 마이컴(MICOM)(11), X측 격자 생성기(X-Grid Generator)(14), Y측 격자 생성기(Y-Grid Generator)(15), 제 1 렌즈(16) 및 제 2 렌즈(17)를 포함한다. 이를 통해 격자신호 송신기(10)는 격자 구조의 적외선 신호를 생성할 것이다(본 발명의 목적이 달성되는 범위 내에서는 적외선 이외의 빛이 사용될 수도 있다.).The grid signal transmitter 10 includes a MICOM 11, an X-grid generator 14, a Y-grid generator 15, a first lens 16, and The second lens 17 is included. Through this, the grating signal transmitter 10 will generate an infrared signal having a grating structure (light other than infrared light may be used within the scope of the object of the present invention).

마이컴(11)은 각 축(X축 및 Y축)에 반송 주파수가 있는 신호를 생성한다. 여기에서 X축은 격자신호 송신기(10)가 수평 방향의 격자 라인을 생성하는 축이고, Y축은 격자신호 송신기(10)가 수직 방향의 격자 라인을 생성하는 축이다. 이때 생성된 신호는 적외선 LED를 통하여 적외선 신호로 변환될 것이다. 이때 생성되는 X축 반송 주파수 신호와 Y축 반송 주파수 신호는 동일한 주파수를 사용할 수도 있으나, 상호 간섭이 일어나는 것을 방지하기 위하여 서로 다른 주파수 영역의 신호들을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, X축 반송 주파수 신호는 30~40KHz 내에서 생성되고, X축 반송 주파수 신호는 41~50Hz 내에서 생성될 수 있다.The microcomputer 11 generates a signal having a carrier frequency on each axis (X axis and Y axis). Here, the X axis is an axis where the grid signal transmitter 10 generates grid lines in the horizontal direction, and the Y axis is an axis where the grid signal transmitter 10 generates grid lines in the vertical direction. At this time, the generated signal will be converted into an infrared signal through the infrared LED. In this case, the generated X-axis carrier frequency signal and the Y-axis carrier frequency signal may use the same frequency, but it is preferable to use signals in different frequency domains to prevent mutual interference. For example, the X-axis carrier frequency signal may be generated within 30 ~ 40KHz, the X-axis carrier frequency signal may be generated within 41 ~ 50Hz.

X측 격자 생성기(14)는 X축 반송 주파수 신호를 입력받아 X축 패턴(IR X축 격자신호)을 생성한다. 즉, X측 격자 생성기(14)는 LED를 통하여 출력된 빛을 투과시켜 X축 패턴(IR X축 격자신호)을 생성한다. Y축 격자 생성기(15)는 Y축 반송 주파수 신호를 입력받아 Y축 패턴(IR Y축 격자신호)을 생성한다. 즉, Y축 격자 생성기(45)는 LED을 통하여 출력된 빛을 투과시켜 Y축 패턴(IR Y축 격자신호)을 생성한다. X축 격자 생성기(14) 및 Y축 격자 생성기는 그리드 패턴의 X축 패턴 및 Y축 패턴이 식각된 플레이트로 이루어질 수 있고, 재질은 빛(적외선)을 투과시킬 수 있는 유리 등의 재질이 사용될 수 있다.The X-side grating generator 14 receives an X-axis carrier frequency signal and generates an X-axis pattern (IR X-axis grating signal). That is, the X-side grating generator 14 transmits light output through the LED to generate an X-axis pattern (IR X-axis grating signal). The Y-axis grating generator 15 receives the Y-axis carrier frequency signal and generates a Y-axis pattern (IR Y-axis grating signal). That is, the Y-axis grating generator 45 transmits light output through the LED to generate a Y-axis pattern (IR Y-axis grating signal). The X-axis lattice generator 14 and the Y-axis lattice generator may be formed of a plate in which the X-axis pattern and the Y-axis pattern of the grid pattern are etched, and the material may be made of a material such as glass that can transmit light (infrared rays). have.

제 1 렌즈(16)는 X축 패턴(IR X축 격자신호)을 투과시켜 격자신호 수신기(20) 주변으로 뿌려주며, 제 2 렌즈(17)는 Y축 패턴(IR Y축 격자신호)을 투과시켜 격자신호 수신기(20) 주변으로 뿌려주게 된다. 이러한 제 1 및 제 2 렌즈들(16, 17)은 빛(적외선)을 투과시킬 수 있는 재질이다.The first lens 16 transmits the X-axis pattern (IR X-axis grating signal) and scatters it around the grating signal receiver 20. The second lens 17 transmits the Y-axis pattern (IR Y-axis grating signal). It is then sprayed around the grid signal receiver 20. The first and second lenses 16 and 17 are made of a material capable of transmitting light (infrared rays).

본 발명에서 격자신호 송신기(10)는 전술한 바와 같이 X축 패턴 신호 및 Y축 패턴 신호를 각각 생성하는 방식 이외에도 X축 패턴 및 Y축 패턴을 동시에 생성할 수도 있으며(격자 발생기를 XY-격자 발생기로 사용함), 하나의 반송 주파수 신호를 사용하여 그리드 패턴을 생성할 수도 있다.In the present invention, in addition to the method of generating the X-axis pattern signal and the Y-axis pattern signal as described above, the grating signal transmitter 10 may simultaneously generate the X-axis pattern and the Y-axis pattern (the grid generator is the XY-grid generator). In addition, one carrier frequency signal may be used to generate a grid pattern.

또한 도 2를 참조하면, 격자신호 수신기(20)는 격자신호 송신기(10)로부터 생성된 적외선 격자 신호를 감지하는 신호 검출기(Signal Detector)(21) 및 수신된 격자 신호를 해석하여 격자신호 송신기(10)의 움직임을 판별하는 모션벡터 프로세서(Motion Vector Processor)(22)를 포함한다.
Also, referring to FIG. 2, the grating signal receiver 20 analyzes the grating signal by analyzing a received signal and a signal detector 21 for detecting an infrared grating signal generated from the grating signal transmitter 10. 10, a motion vector processor (22) for determining the motion of the motion.

이때, 기존 방식인 신호 검출부의 5 센서 구조에서는 상기 신호 검출기(21)의 센서들이 도 3에 도시된 바와 같이 5 개로 구성된다. In this case, in the conventional five-sensor structure of the signal detector, five sensors of the signal detector 21 are configured as shown in FIG. 3.

도 3을 참조하면, 기존 방식에서의 신호 검출기(21)에는 좌우 움직임(X축 움직임)을 판별하는 수평모션 센서(A, B), 상하 움직임(Y축 움직임)을 판별하는 수직모션 센서(C, D) 및 기울어짐을 판별하는 기울어짐 감지 센서(E)로 구성된다. Referring to FIG. 3, the signal detector 21 according to the conventional method includes horizontal motion sensors A and B for determining left and right movements (X-axis movement), and vertical motion sensors C for determining vertical movements (Y-axis movement). , D) and a tilt detection sensor E for determining tilt.

이러한 기존 방식의 5 센서 구조에서의 움직임 판별 방법을 간략히 살펴보면 다음과 같다. The motion discrimination method in the conventional 5-sensor structure is briefly described as follows.

격자신호 송신기(10)가 움직이면 이러한 격자신호 송신기(10)가 생성하는 격자가 움직이게 된다. 그리고 이에 따라 격자신호 수신기(20) 내 신호 검출기(21)에서 격자의 빛을 수신하게 된다. 여기에서 각 센서(A, B, C, D, E)는 빛을 감지하여 전기 신호로 변환할 수 있는 포토 다이오드로 구성될 수 있다. When the grid signal transmitter 10 moves, the grid generated by the grid signal transmitter 10 moves. Accordingly, the signal detector 21 in the grating signal receiver 20 receives the light of the grating. Here, each of the sensors A, B, C, D, and E may be configured as a photodiode capable of detecting light and converting the light into an electrical signal.

이러한 기존 방식에서는 격자신호 송신기(10)의 기울어짐을 기울어짐 감지 센서(E)를 통해 판별하게 된다. 일 예로, 기울어짐은 센서(A)와 센서(E)를 통하여 판별할 수 있다. 만일 격자의 기울어짐이 발생하면, 센서(A)와 센서(E)에서 수직 격자 패턴이 수신되는 시각이 다르게 나타나기 때문에 이를 통해 격자신호 송신기(10)의 기울어짐이 판별되게 된다. 또한 격자신호 송신기(10)의 기울어진 방향과 각도는 센서들(A, B, E)의 격자 인식 순서를 통하여 판별된다.
In this conventional method, the tilt of the grid signal transmitter 10 is determined by the tilt detection sensor E. FIG. For example, the inclination may be determined through the sensor A and the sensor E. FIG. If the inclination of the grating occurs, the inclination of the grating signal transmitter 10 is determined through this because the time at which the vertical grating pattern is received at the sensor A and the sensor E is different. In addition, the inclination direction and angle of the grid signal transmitter 10 are determined through the grid recognition order of the sensors A, B, and E.

상술한 기존 방식의 5 센서 구조와 달리 본 발명의 개선된 구조는 모션 포인팅 성능을 높이기 위해 도 4와 같은 더블 어레이 센서 구조로 신호 검출기(21)의 센서들을 구성하게 된다. Unlike the conventional five-sensor structure described above, the improved structure of the present invention configures the sensors of the signal detector 21 in the double array sensor structure as shown in FIG. 4 in order to increase the motion pointing performance.

도 4는 본 발명에 따른 신호 검출기의 센서 구성을 나타내는 도면이다. 4 is a diagram illustrating a sensor configuration of a signal detector according to the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 신호 검출기(21)는 격자구조의 좌우 움직임(X축 움직임)을 판별할 수 있게 2 개의 센서가 수평 배열되는 제 1 X 디텍터(P_A1, P_B1)와 상기 제 1 X 디텍터(P_A1, P_B1)의 아래에 이격 배치되며 격자구조의 좌우 움직임(X축 움직임)을 판별할 수 있게 2 개의 센서가 수평 배열되는 제 2 X 디텍터(P_A2, P_B2) 그리고 격자구조의 상하 움직임(Y축 움직임)을 판별할 수 있게 2 개의 센서가 수직 배열되는 제 1 Y 디텍터(P_D1, P_C1)과 상기 제 1 Y 디텍터(P_D1, P_C1)의 우측에 이격 배치되며 격자구조의 상하 움직임(Y축 움직임)을 판별할 수 있게 2 개의 센서가 수직 배열되는 제 2 Y 디텍터(P_D2, P_C2)로 센서 구성이 이루어진다. 따라서 이러한 본 발명의 더블 어레이 센서 구조에서는 기존 구조와 달리 기울어짐을 판별하는 기울어짐 감지 센서가 생략된다. Referring to FIG. 4, the signal detector 21 according to the present invention includes the first X detectors P_A1 and P_B1 in which two sensors are arranged horizontally to determine left and right movements (X-axis movements) of a lattice structure. 1 X detectors (P_A1, P_B1) are spaced apart below the second X detectors (P_A2, P_B2) in which two sensors are arranged horizontally to determine the left and right movements (X-axis movement) of the grid structure and the top and bottom of the grid structure In order to determine the movement (Y-axis movement), two sensors are vertically arranged to be spaced apart on the right side of the first Y detectors P_D1 and P_C1 and the first Y detectors P_D1 and P_C1, and the vertical movement of the grid structure ( The sensor configuration is made up of the second Y detectors P_D2 and P_C2 in which two sensors are arranged vertically to determine the Y-axis movement. Therefore, in the double array sensor structure of the present invention, the tilt detection sensor for determining the inclination, unlike the existing structure is omitted.

결과적으로 이와 같은 더블 어레이 센서 구조는 기존의 5 센서 구조(도 3 참조)에서의 X 디텍터(A, B) 및 Y 디텍터(C, D)에 비하여 각 디텍터가 한 개씩 더 늘어난 형태가 되며, 기울어짐 감지 센서(E)가 제거되었다. As a result, such a double array sensor structure has an increased shape of each detector by one more than the X detectors (A, B) and Y detectors (C, D) in the conventional five sensor structure (see FIG. 3). The load sensor E has been removed.

즉, 해당 신호 검출기(21)에는 좌우 움직임(X축 움직임)을 판별하는 X 디텍터가 2개(P_A1, P_B1 와 P_A2, P_B2)이고, 상하 움직임(Y축 움직임)을 판별하는 Y 디텍터가 2개(P_D1, P_C1 와 P_D2, P_C2)로 구성되며, 이렇게 구성된 X 디텍터 및 Y 디텍터만으로 격자신호 송신기(10) 움직임의 이동 방향 및 이동 속도는 물론 기울어짐까지도 판별할 수 있게 된다. That is, the signal detector 21 has two X detectors (P_A1, P_B1 and P_A2, P_B2) for determining left and right movements (X-axis movement), and two Y detectors for determining vertical movement (Y-axis movement). It consists of (P_D1, P_C1 and P_D2, P_C2), it is possible to determine not only the moving direction and the moving speed of the grating signal transmitter 10 but also the inclination using only the X and Y detectors configured as described above.

여기에서 한 디텍터 내 센서 간 거리를 2a 라 하면, 디텍터 간 수평방향 이격위치는 a 거리가 되는 지점에 위치해야 최적의 공간 효율을 갖게 된다. 도면에서 b는 디텍터 간 수직거리이다(X 디텍터들과 Y 디텍터들 사이의 거리는 중요치 않음). Here, when the distance between the sensors in one detector is 2a, the horizontal separation position between the detectors should be positioned at a distance to have an optimal space efficiency. In the figure, b is the vertical distance between the detectors (the distance between the X and Y detectors is not important).

즉, 도면에서 X 디텍터의 배치를 살펴보면, 제 1 X 디텍터(P_A1, P_B1)의 아래에 위치한 제 2 X 디텍터(P_A2, P_B2)는 제 1 X 디텍터(P_A1, P_B1) 내 제 1-1 X 센서(P_A1) 및 제 1-2 X 센서(P_B1)가 수평 이격된 2a의 거리의 중심 위치에 제 2 X 디텍터(P_A2, P_B2)의 제 2-1 X 센서(P_A2)가 위치되며 제 2-1 X 센서(P_A2) 역시 디텍터 내 제 2-2 X 센서(P_B2)와 2a의 수평 이격 거리를 유지하게 된다. 그리고 수평 배치된 제 1-1 X 센서(P_A1) 및 제 1-2 X 센서(P_B1)와 그 아래의 제 2-1 X 센서(P_A2) 및 제 2-2 X 센서(P_B2)는 b의 수직 이격 거리를 가지게 된다. That is, referring to the arrangement of the X detectors in the drawing, the second X detectors P_A2 and P_B2 positioned below the first X detectors P_A1 and P_B1 are the 1-1 X sensors in the first X detectors P_A1 and P_B1. The 2-1X sensor P_A2 of the second X detectors P_A2 and P_B2 is positioned at the center position of the distance of 2a where P_A1 and the 1-2X sensor P_B1 are horizontally spaced, and 2-1-1 The X sensor P_A2 also maintains a horizontal separation distance of 2a from the 2-2 X sensor P_B2 in the detector. The horizontally arranged 1-1 X sensor P_A1 and 1-2 X sensor P_B1, and the 2-1 X sensor P_A2 and the 2-2 X sensor P_B2 below the vertical direction of b It will have a separation distance.

마찬가지로, 도면에서 Y 디텍터의 배치를 살펴보면, 제 1 Y 디텍터(P_D1, P_C1)의 우측에 위치한 제 2 Y 디텍터(P_D2, P_C2)는 제 1 Y 디텍터(P_D1, P_C1) 내 제 1-1 Y 센서(P_D1) 및 제 1-2 Y 센서(P_C1)가 수직 이격된 2a의 거리의 중심 위치에 제 2 Y 디텍터(P_D2, P_C2)의 제 2-1 Y 센서(P_D2)가 위치되며 제 2-1 Y 센서(P_D2) 역시 디텍터 내 제 2-2 Y 센서(P_C2)와 2a의 수직 이격 거리를 유지하게 된다. 그리고 수직 배치된 제 1-1 Y 센서(P_D1) 및 제 1-2 Y 센서(P_C1)와 그 우측의 제 2-1 Y 센서(P_D2) 및 제 2-2 Y 센서(P_C2)는 b의 수평 이격 거리를 가지게 된다.
Similarly, referring to the arrangement of the Y detectors in the drawing, the second Y detectors P_D2 and P_C2 positioned on the right side of the first Y detectors P_D1 and P_C1 are configured as 1-1 Y sensors in the first Y detectors P_D1 and P_C1. The 2-1 Y sensor P_D2 of the second Y detectors P_D2 and P_C2 is positioned at the center position of the distance of 2a where P_D1 and the 1-2 Y sensor P_C1 are vertically spaced, and 2-1-1. The Y sensor P_D2 also maintains a vertical separation distance of 2a from the 2-2 Y sensor P_C2 in the detector. The 1-1 Y sensor P_D1 and the 1-2 Y sensor P_C1 disposed vertically, and the 2-1 Y sensor P_D2 and the 2-2 Y sensor P_C2 on the right side thereof are horizontal to b. It will have a separation distance.

이러한 구조에서 무선 포인팅 방법은 격자신호 송신기(10)가 생성한 격자를 격자신호 수신기(20)가 수신하여 그 패턴에 따라 방향을 판단하게 된다. 움직임 판단 방법을 간단히 설명하면 다음과 같다. In this structure, in the wireless pointing method, the grid signal receiver 20 receives the grid generated by the grid signal transmitter 10 and determines the direction according to the pattern. The motion determination method is briefly described as follows.

1) 격자신호 송신기(10)가 움직여 격자신호 송신기(10)가 생성하는 격자가 움직임1) The grid signal transmitter 10 moves to move the grid generated by the grid signal transmitter 10

2) 격자신호 수신기(20)에서 격자의 빛을 수신함2) the grid signal receiver 20 receives the light of the grid;

3) 격자신호 수신기(20) 내 센서들의 격자 인식의 패턴에 따라 방향을 판단함3) The direction is determined according to the grid recognition pattern of the sensors in the grid signal receiver 20.

4) 판단된 방향을 포인터에 적용함4) Apply the determined direction to the pointer

상술한 움직임 판단 방식을 적용하였을 때 본 발명의 더블 어레이 센서 구조는 X 디텍터 및 Y 디텍터가 각각 2 개가 되어 한 축의 격자를 엇갈린 배치로 이루어진 4개의 센서가 각각 다른 시각에 인식하게 되므로 2 개의 센서에 의해 한 축의 격자를 인식하는 기존 구조(5 센서 구조)와 대비하여 모션 벡터 감도 및 해상도가 최대 2배가 된다. When the above-described motion determination method is applied, the double array sensor structure according to the present invention has two X detectors and two Y detectors, so that four sensors composed of staggered grids of one axis are recognized at different times. This results in up to twice the sensitivity and resolution of the motion vector as compared to the conventional structure (5-sensor structure) that recognizes a grating on one axis.

예컨데, 이러한 움직임 판단 방식에서는 한 축의 격자(Y축 패턴)를 엇갈린 배치로 이루어진 4개의 센서(P_A1, P_B1, P_A2, P_B2)가 인식하는 4개의 인식시각을 통해 움직임 판단이 이루어지게 되므로 모션 벡터 감도 및 해상도가 종전 방식에 비해 비약적으로 좋아질 수 있게 되는 것이다. For example, in such a motion determination method, motion determination is performed through four recognition angles recognized by four sensors (P_A1, P_B1, P_A2, and P_B2) which are arranged in a staggered arrangement of one axis (Y-axis pattern). And the resolution can be dramatically improved compared to the conventional method.

또한, 본 발명의 더블 어레이 센서 구조에서는 상술한 움직임 판단 방식 이외에, X 디텍터 및 Y 디텍터를 각각 2 개로 구성하되, 한 축의 격자를 2 개의 디텍터에서 각자 인식하게 하고 이 2가지 인식결과를 합성해 한 축의 움직임에 대한 모션 벡터를 산출하게 함으로써 1 개의 디텍터만을 통해 모션 벡터를 산출할 때 보다 오차가 적고 정교한 움직임 산출이 가능하게 된다. In addition, in the double array sensor structure of the present invention, in addition to the above-described motion determination method, two X detectors and two Y detectors are configured, respectively, two axes of one axis are recognized by two detectors, and the two recognition results are synthesized. By calculating the motion vector for the motion of the axis, it is possible to calculate the motion vector with less error and refine the motion vector using only one detector.

예컨데, 이러한 움직임 판단 방식에서는 한 축의 격자(Y축 패턴)를 1 디텍터(P_A1, P_B1)와 2 디텍터(P_A2, P_B2)에서 각자 인식하게 하고 이 2가지 인식결과를 합성해 한 축의 움직임에 대한 모션 벡터를 산출하게 되므로 종전 방식에 비해 오차가 적고 정교한 움직임 산출이 가능하게 되는 것이다.
For example, in such a motion determination method, a grid (Y-axis pattern) of one axis is recognized by one detector (P_A1, P_B1) and two detectors (P_A2, P_B2), respectively, and these two recognition results are synthesized to perform motion on one axis of motion. Since the vector is calculated, it is possible to calculate the motion with less error than the conventional method.

이제 본 발명에 따른 더블 어레이 센서 구조에서 격자신호 송신기(10)의 기울어짐에 따른 보정 방법을 설명한다. Now, the correction method according to the tilt of the grid signal transmitter 10 in the double array sensor structure according to the present invention will be described.

이에 앞서 기존 방식의 5 센서 구조에서의 기울기 보정 방법을 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다. Prior to this, the tilt correction method of the conventional 5-sensor structure will be described with reference to FIG. 5.

도 5를 참조하면, 기울어짐 감지 센서(E)와 수평모션 센서(A, B)에서 격자의 기울어짐이 발생하였을 때 t1과 t2를 이용하여 다음의 수학식 1을 통해 기울어진 각도인 각 θ를 구하고 회전변환(Rotation Matrix)에 적용하는 방식을 사용하였다. Referring to FIG. 5, when the inclination of the grid occurs in the inclination detection sensor E and the horizontal motion sensors A and B, the inclination angle is obtained through Equation 1 using t 1 and t 2 . The angle θ was calculated and applied to the rotation matrix.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기에서 t1은 격자 신호가 기울어짐 감지 센서(E) 이후 제 1 수평모션 센서(A)에 닿거나 혹은 제 1 수평모션 센서(A) 이후 기울어짐 센서(E)에 검출되기까지의 시간이고, t2는 격자 신호가 제 1 수평모션 센서(A) 이후 제 2 수평모션 센서(B)에 닿거나 혹은 제 2 수평모션 센서(B) 이후 제 1 수평모션 센서(A)에 검출되기까지의 시간이다. 이 기울기 보정의 전제 조건은 기울어짐 감지 센서(E)와 제 1 수평모션 센서(A) 사이의 거리가 동일하고 또한 제 1 수평모션 센서(A)와 제 2 수평모션 센서(B) 사이의 거리가 동일하며, 기울어짐 감지 센서(E)와 제 1 수평모션 센서(A)를 잇는 선과 제 1 수평모션 센서(A)와 제 2 수평모션 센서(B)를 잇는 선이 직각을 이룬다는 것이다. Here, t 1 is the time until the grating signal reaches the first horizontal motion sensor A after the tilt detection sensor E or is detected by the tilt sensor E after the first horizontal motion sensor A. , t 2 is a value until the lattice signal reaches the second horizontal motion sensor B after the first horizontal motion sensor A or is detected by the first horizontal motion sensor A after the second horizontal motion sensor B. It's time. The precondition for this tilt correction is that the distance between the tilt detection sensor E and the first horizontal motion sensor A is the same, and the distance between the first horizontal motion sensor A and the second horizontal motion sensor B. Is the same, and the line connecting the inclination detection sensor (E) and the first horizontal motion sensor (A) and the line connecting the first horizontal motion sensor (A) and the second horizontal motion sensor (B) form a right angle.

따라서 이러한 기존 방식에서는 만일 격자가 오른쪽으로 움직인다면, 차례로 E -> A -> B 순으로 격자가 센서에 닿게 될 것이며, 센서 사이의 거리가 굉장히 짧기 때문에 오른쪽으로 움직이는 이동의 속도는 거의 변하지 않는다. 따라서 이동을 등속이동이라고 가정하면, 이동거리는 시간에 비례하게 된다. 결과적으로 인식시간 t1와 t2의 비를 상기 수학식 1의 삼각함수에 대입하여 삼각 함수의 연산으로 기울기가 구해지게 된다. 그리고 이렇게 구한 기울기는 회전변환을 통하여 모션 벡터(Motion Vector)를 보정하는데 이용된다.Therefore, in this conventional method, if the grid moves to the right, the grid will touch the sensor in order from E->A-> B, and the speed of movement to the right is almost unchanged because the distance between the sensors is very short. Therefore, if the movement is assumed to be constant velocity movement, the movement distance is proportional to time. As a result, the slope of the trigonometric function is obtained by substituting the ratio of the recognition time t 1 and t 2 into the trigonometric function of Equation 1 above. The slope thus obtained is used to correct the motion vector through the rotation transformation.

이러한 기존 5 센서 구조에서의 기울기 보정 방법과 비교하여 본 발명의 더블 어레이 센서 구조에서의 기울기 보정 방법을 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다. A tilt correction method in the double array sensor structure according to the present invention will be described with reference to FIG. 6 as compared to the tilt correction method in the conventional five sensor structure.

본 발명의 더블 어레이 센서 구조에서는 도 6에서와 같이 격자 신호가 제 1-1 X 센서(P_A1)에서 검출되는 시각인 T(P_A1)와, 격자 신호가 제 1-2 X 센서(P_B1)에서 검출되는 시각인 T(P_B1)와, 격자 신호가 제 2-1 X 센서(P_A2)에서 검출되는 시각인 T(P_A2)를 기준으로 기울기 각 θ를 구한 후 이루어진다. 여기에서 모든 조건은 등속도로 가정하게 된다. In the double array sensor structure of the present invention, as shown in FIG. 6, T (P_A1), which is the time when the grid signal is detected by the 1-1X sensor P_A1, and the grid signal is detected by the 1-2X sensor P_B1. The angle of inclination? Here all conditions are assumed to be constant velocity.

이하에서는 이러한 기울기 보정을 더블 어레이 센서 구조의 2가지 서로 다른 형태에서 설명하게 된다. 즉, 도 6을 참조하면 디텍터 내 센서 간 수평 이격거리를 나타내는 b'과 디텍터 간 센서의 수직 이격거리를 나타내는 b는 수신기 제작설계의 형태에 따라 서로 다르게 제작될 수 있다. 기본적으로는 디텍터 내 센서 간 수평 이격거리(b')와 디텍터 간 센서의 수직 이격거리(b)가 동일(b'=b)할 수 있으나, 수신기의 설계 문제와 집적 여건 등을 고려하여 이러한 디텍터 내 센서 간 수평 이격거리(b')와 디텍터 간 센서의 수직 이격거리(b)를 다르게(b'≠b) 할 수도 있는 것이다. This tilt correction will be described below in two different forms of double array sensor structure. That is, referring to FIG. 6, b 'representing the horizontal separation distance between the sensors in the detector and b representing the vertical separation distance of the sensors between the detectors may be manufactured differently according to the form of the receiver design. Basically, the horizontal separation distance (b ') between the sensors in the detector and the vertical separation distance (b) of the sensors between the detectors may be the same (b' = b), but the detectors are considered in consideration of design problems and integration conditions of the receiver. The horizontal separation distance b 'between the sensors and the vertical separation distance b of the sensor between the detectors may be different (b' ≠ b).

우선, 디텍터 내 센서 간 수평 이격거리(b')와 디텍터 간 센서의 수직 이격거리(b)가 동일(b'=b)한 경우에는 다음의 수학식 2가 성립한다. First, when the horizontal separation distance b 'between the sensors in the detector and the vertical separation distance b of the sensors between the detectors are the same (b' = b), Equation 2 below is established.

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 수학식에서 T(P_B1)은 격자 신호가 제 1-2 X 센서(P_B1)에서 검출되는 시각이고, T(P_A1)은 격자 신호가 제 1-1 X 센서(P_A1)에서 검출되는 시각이고, T(P_A2)는 격자 신호가 제 2-1 X 센서(P_A2)에서 검출되는 시각이며, T(P_Zc)는 격자신호가 제 1-1 X 센서(P_A1)와 제 1-2 X 센서(P_B1)의 중간에 있는 가상의 점(Zc)에서 검출되는 시각이다. In the above equation, T (P_B1) is the time when the lattice signal is detected by the 1-2X sensor P_B1, T (P_A1) is the time when the lattice signal is detected by the 1-1X sensor P_A1, and T P_A2 is a time at which the grating signal is detected by the 2-1X sensor P_A2, and T (P_Zc) is a grating signal of the 1-1X sensor P_A1 and the 1-2X sensor P_B1. It is the time detected by the virtual point Zc in the middle.

그리고 도면에서 또 다른 가상의 점 Z1은 격자 신호가 제 2-1 X 센서(P_A2)에 검출될 때 제 1-1 X 센서(P_A1)와 제 1-2 X 센서(P_B1) 사이의 한 점에 위치한다. And another virtual point Z1 in the figure is at a point between the 1-1 X sensor P_A1 and the 1-2 X sensor P_B1 when the grating signal is detected by the 2-1 X sensor P_A2. Located.

따라서 시간 t2와 t1은 다음의 수학식 3을 통해 계산될 수 있다. Therefore, the times t 2 and t 1 may be calculated by the following Equation 3.

Figure pat00003
Figure pat00003

여기에서 상기 t1은 다음의 수학식 4와 같이 다시 풀이될 수 있다. Here, t 1 may be solved again as in Equation 4 below.

Figure pat00004
Figure pat00004

따라서, 해당 도 6에 나타난 기울어진 격자 신호의 기울기 각 θ는 다음의 수학식 5를 통해 결정할 수 있게 된다. Therefore, the inclination angle θ of the inclined grating signal shown in FIG. 6 can be determined through Equation 5 below.

Figure pat00005
Figure pat00005

즉, 격자신호 송신기의 기울기를 보정하는 방법에 있어서 삼각 배치를 이루는 3개의 인접한 격자 검출 센서들(P_A1, P_B2, P_A2)에 대한 각각의 격자 감지시각을 검출하게 되면, 이러한 검출된 격자 감지시각을 통해 상기 격자 검출 센서들(P_A1, P_B2, P_A2)이 이루는 삼각 배치 내에 가상의 수직 삼각형을 구성할 수 있게 된다. 그리고 이러한 가상의 수직 삼각형에 대하여 아크탄젠트 처리를 함으로써 해당 격자신호 송신기의 기울기값(각 θ)을 산출할 수 있게 되는 것이다. That is, in the method of correcting the tilt of the grid signal transmitter, when the respective grid detection times of three adjacent grid detection sensors P_A1, P_B2, and P_A2 in a triangular arrangement are detected, the detected grid detection time is detected. Through this, the virtual vertical triangle may be configured in the triangular arrangement formed by the grating detection sensors P_A1, P_B2, and P_A2. In addition, by performing an arc tangent process on the virtual vertical triangle, it is possible to calculate an inclination value (angle θ) of the grid signal transmitter.

이를 정리하면, 삼각 배치를 이루는 3개의 인접한 센서들에서의 격자 감지시각을 검출하고, 동일선상에 위치한 제 1 센서의 격자 검출시각에서 제 2 센서의 격자 검출시각을 차감하여 시간 t2를 산출하며, 상기 동일선상의 제 1 센서 및 제 2 센서의 중간 위치에 수직하게 배치된 제 3 센서의 격자 검출시각에서 제 1 센서의 격자 검출시각을 차감하고, 상기 시간 t2의 절반값을 차감하여 시간 t1을 산출하며, 상기 t2와 t1의 비값을 아크탄젠트 처리하여 격자신호 송신기의 기울기값을 산출하게 되는 것이다.
To sum it up, the grating detection time of the three adjacent sensors in the triangular arrangement is detected, and the time t 2 is calculated by subtracting the grating detection time of the second sensor from the grating detection time of the first sensor located on the same line. And subtracting the lattice detection time of the first sensor from the lattice detection time of the third sensor disposed perpendicular to the intermediate position of the first sensor and the second sensor on the same line, and subtracting half of the time t 2 . Calculate t 1, and calculate the inclination value of the grating signal transmitter by performing arc tangent processing on the ratio of t 2 and t 1 .

다음으로, 디텍터 내 센서 간 수평 이격거리(b')와 디텍터 간 센서의 수직 이격거리(b)가 다른(b'≠b) 경우에는 b'과 b의 비례상수 k를 t2 에 승산하면 기울어진 격자 신호의 기울기 각 θ는 다음의 수학식 6을 통해 결정할 수 있게 된다. Next, when the horizontal separation distance (b ') between the sensors in the detector and the vertical separation distance (b) of the sensors between the detectors are different (b' ≠ b), the proportional constant k of b 'and b is multiplied by t 2 . The slope angle θ of the true grid signal can be determined by the following equation (6).

Figure pat00006
Figure pat00006

따라서 기울기 보정의 계산량을 줄이기 위해서는 본 발명의 더블 어레이 센서 구조에 관한 상술한 2가지의 구조 중 디텍터 내 센서 간 수평 이격거리(b')와 디텍터 간 수직 이격거리(b)가 동일(b'=b)한 구조가 보다 효과적이라 할 수 있다. Therefore, in order to reduce the calculation amount of the tilt correction, the horizontal separation distance b 'between the sensors in the detector and the vertical separation distance b between the detectors are the same (b' =). b) one structure is more effective.

여기에서 도 6 및 상술한 설명에서는 제 1-1 X 센서(P_A1)에서 검출되는 시각인 T(P_A1)와, 격자 신호가 제 1-2 X 센서(P_B1)에서 검출되는 시각인 T(P_B1)와, 격자 신호가 제 2-1 X 센서(P_A2)에서 검출되는 시각인 T(P_A2)를 기준으로 기울기 각 θ를 결정하는 과정을 도시하고 설명하였지만, 본 발명의 원리가 이에 제한되는 것은 아닌 바, 상술한 3개의 센서 외에도 인접한 3개의 센서 조합(형태상 삼각형의 꼭지점 위치를 차지하는 센서의 조합)이라면 어떠한 센서들이라도 이러한 기울기 각 θ를 결정할 수 있음은 물론이다. 예컨데, 삼각 배치를 이루는, 제 1-1 X 센서(P_A1), 제 1-2 X 센서(P_B1) 및 제 2-1 X 센서(P_A2)의 조합, 제 1-2 X 센서(P_B1), 제 2-1 X 센서(P_A2) 및 제 2-2 X 센서(P_B2)의 조합, 제 2-1 Y 센서(P_D2), 제 1-1 Y 센서(P_D1) 및 제 1-2 Y 센서(P_C1)의 조합, 제 2-1 Y 센서(P_D2), 제 2-2 Y 센서(P_C2) 및 제 1-2 Y 센서(P_C1)의 조합이 가능하다.
6 and the above description, T (P_A1), which is the time detected by the 1-1X sensor P_A1, and T (P_B1), which is the time when the grating signal is detected by the 1-2X sensor P_B1. And a process of determining the inclination angle θ based on T (P_A2), which is a time at which the grating signal is detected by the 2-1X sensor P_A2, is described. However, the principles of the present invention are not limited thereto. In addition to the three sensors described above, any three adjacent sensor combinations (combinations of sensors occupying the vertex positions of the triangle) may be used to determine the inclination angle θ. For example, a combination of the 1-1 X sensor P_A1, the 1-2 X sensor P_B1 and the 2-1 X sensor P_A2, the 1-2 X sensor P_B1, which is in a triangular arrangement, Combination of 2-1 X sensor P_A2 and 2-2 X sensor P_B2, 2-1 Y sensor P_D2, 1-1 Y sensor P_D1 and 1-2 Y sensor P_C1 , A combination of the 2-1 Y sensor P_D2, the 2-2 Y sensor P_C2, and the 1-2 Y sensor P_C1 is possible.

이상과 같이 도면과 명세서에서 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
As described above, an optimal embodiment has been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not used to limit the scope of the present invention as defined in the meaning or claims. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

10 : 격자신호 송신기 11 : 마이컴
14 : X측 격자 생성기 15 : Y측 격자 생성기
16 : 제 1 렌즈 17 : 제 2 렌즈
20 : 격자신호 수신기 21 : 신호 검출부
22 : 모션벡터 프로세서
10: grid signal transmitter 11: microcomputer
14: X-side grid generator 15: Y-side grid generator
16: first lens 17: second lens
20: grid signal receiver 21: signal detector
22: motion vector processor

Claims (1)

격자신호를 생성하여 출력하는 격자신호 송신기로부터 격자신호를 수신하여 상기 격자신호 송신기의 움직임을 검출하는 격자신호 수신기에 있어서,
격자의 수직 패턴(Y축 패턴) 신호를 감지하며 적어도 둘 이상의 센서가 수평 배열되는 제 1 X 디텍터 및 제 2 X 디텍터 및
격자의 수평 패턴(X축 패턴) 신호를 감지하며 적어도 둘 이상의 센서가 수직 배열되는 제 1 Y 디텍터 및 제 2 Y 디텍터를 포함하는 것을 특징으로 하는 격자신호 수신기.
In the grid signal receiver for receiving the grid signal from the grid signal transmitter for generating and outputting the grid signal to detect the movement of the grid signal transmitter,
A first X detector and a second X detector, each of which detects a vertical pattern (Y-axis pattern) signal of the grating and has at least two sensors arranged horizontally;
A grating signal receiver for detecting a horizontal pattern (X-axis pattern) signal of the grating and including a first Y detector and a second Y detector in which at least two sensors are arranged vertically.
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