KR20130063403A - Position detecting system using infrared ray and method for driving thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 적외선을 이용한 위치검출 시스템 및 이의 동작방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 위치(방향) 판별을 위해 송출되는 적외선 신호에 시스템을 다양한 방식으로 동작시킬 수 있는 데이터 정보를 포함시켜 위치 검출 및 시스템의 다기능 동작을 구현할 수 있는 적외선을 이용한 위치검출 시스템 및 이의 동작방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a position detection system using infrared rays and a method of operating the same. More particularly, the present invention relates to an infrared signal sent for position (direction) determination, including data information for operating the system in various ways. The present invention relates to a position detection system using infrared rays and a method of operating the same.
기존의 텔레비전에서는 아직까지 리모컨 등을 이용한 유저 인터페이스(user interface: UI)가 주를 이루고 있지만, 스마트폰(smart phone) 등의 발달로 스마트 텔레비전과 같은 통합적인 컴퓨터 또는 텔레비전 시스템이 연구 개발됨에 따라, 이러한 통합 시스템에 적용할 수 있는 새로운 방식의 유저 인터페이스가 요구되고 있다. Conventional televisions still use a user interface (UI) using a remote control, but the development of a smart phone (smart phone) such as the development of an integrated computer or television system such as smart television, There is a need for a new type of user interface that can be applied to such integrated systems.
이러한 통합 시스템에 적용할 수 있는 새로운 유저 인터페이스로 몇 가지가 제안되고 있는데, 예를 들어 음성을 감지하여 명령을 인식하는 유저 인터페이스, 제스처(gesture)를 감지하여 명령을 인식하는 유저 인터페이스, 동작인식 센서가 내장된 물체를 사용하여 명령을 인식하는 유저 인터페이스 등이 제안되었으며, 스마트폰의 애플리케이션(application)을 다운로드(download) 하여 리모컨처럼 이용하는 방식도 제안되었다. Some new user interfaces that can be applied to such integrated systems have been proposed. For example, a user interface for detecting a command by detecting a voice, a user interface for detecting a command by detecting a gesture, and a motion recognition sensor. A user interface for recognizing a command using a built-in object has been proposed, and a method of downloading a smartphone application and using it as a remote controller has also been proposed.
이 중에서 사용자의 제스처를 감지하여 명령을 인식하는 유저 인터페이스의 경우, 인간의 움직임이라는 가장 친숙하고 직관적인 수단을 이용하여 통합 시스템의 제어를 가능하게 하는 것으로 리모컨 이후의 새로운 유저 인터페이스로 각광받고 있다. Among these, a user interface that detects a user's gesture and recognizes a command enables the control of the integrated system using the most familiar and intuitive means of human movement, and has been spotlighted as a new user interface after the remote controller.
이러한 유저 인터페이스는, 제스처를 감지하기 위하여 유저 인터페이스로 사용자가 소지한 인터페이스 수단의 3차원 좌표 및 3차원 좌표의 변화를 인지할 수 있어야 하며, 인터페이스 수단의 3차원 좌표를 인지하기 위한 방식으로, CCD(charge coupled device) 카메라를 이용하는 방식(single camera: SC), TOF(time-of-flight) 카메라로 대표되는 깊이 카메라를 이용하는 방식(depth camera: DC), 스테레오 비전(stereo vision)의 삼각측량법으로 깊이 정보(측정부와 대상물 사이의 거리 정보)를 구하는 방식(stereo camera: STC) 등이 제안되었다.Such a user interface should be capable of recognizing the three-dimensional coordinates and changes in the three-dimensional coordinates of the interface means possessed by the user with the user interface in order to detect a gesture, and in a manner for recognizing the three-dimensional coordinates of the interface means. (charge coupled device) A camera using a single camera (SC), a time-of-flight camera (depth camera: DC), stereo vision (stereo vision) triangulation method A method of obtaining depth information (distance information between the measuring unit and the object) (stereo camera (STC)) has been proposed.
그러나 CCD 카메라를 이용하는 방식은 깊이 정보 없이 단순한 영상정보만으로 2차원 좌표를 산출하는 방식이어서 제스처의 정확한 검출이 난해한 단점이 있으며, 깊이 카메라를 이용하는 방식은 TOF 카메라와 같은 고가의 깊이 카메라를 채용해야 하므로 상용화에 어려움이 있다. However, the CCD camera method is a method of calculating two-dimensional coordinates using only simple image information without depth information, which makes it difficult to accurately detect a gesture. The method of using a depth camera requires the use of an expensive depth camera such as a TOF camera. There is difficulty in commercialization.
또한, 스테레오 비전을 이용하는 방식은 외부광의 변화와 같은 환경변화에는 취약한 문제점이 있고, 깊이 정보 검출을 위한 탐색 및 비교과정에 많은 양의 계산을 필요로 함에 따라 깊이 정보 검출에 장시간이 소요되고 정확성이 떨어지는 문제가 있다. In addition, the method using the stereo vision is vulnerable to environmental changes such as the change of external light, and it takes a long time to detect the depth information because it requires a large amount of calculation in the searching and comparing process for detecting the depth information. There is a problem falling.
상기와 같이, 종래 인터페이스 수단의 3차원 좌표를 인지하는 방식이 가지고 있는 문제점으로 인하여, 최근에는 적외선 신호를 이용하여 2차원 좌표를 인지하는 인터페이스 수단이 개발되었다.As described above, due to a problem in the conventional method of recognizing three-dimensional coordinates of the interface means, recently, an interface means for recognizing two-dimensional coordinates using an infrared signal has been developed.
개발된 적외선 신호를 이용한 인터페이스 수단은 기본적으로 적외선 신호를 출력하는 송신부와, 출력된 적외선 신호를 수신하는 수신부 및 수신부에서 수신된 적외선 신호를 이용하여 디스플레이 장치를 제어하는 제어부로 구성된다.The interface means using the developed infrared signal basically includes a transmitter for outputting an infrared signal, a receiver for receiving the output infrared signal, and a controller for controlling the display apparatus using the infrared signal received from the receiver.
특히, 송신부에는 코드식별파형, 동기식별파형, 캐리어발생부 및 다수의 적외선 다이오드로 구성되고, 수신부에는 입력된 적외선 신호로부터 정보를 추출하기 위해 캐리어신호 제거부, 포락선검출부, 동기식별파형 검출부 및 코드값 검출부로 구성되어 있다.In particular, the transmitter includes a code identification waveform, a synchronous identification waveform, a carrier generator, and a plurality of infrared diodes, and the receiver includes a carrier signal removing unit, an envelope detector, a synchronous identification waveform detector, and a code to extract information from an input infrared signal. It consists of a value detector.
이와 같이, 적외선 신호를 이용한 인터페이스 수단은 정보를 전달하기 위한 적외선 신호를 전달하기 위해 캐리어신호를 발생시켜, 캐리어신호와 함께 적외선 신호를 송출해야한다.As such, the interface means using the infrared signal must generate a carrier signal to transmit the infrared signal for transmitting information, and transmit the infrared signal together with the carrier signal.
따라서, 인터페이스 수단의 송신부에는 캐리어 신호 발생을 위해 별도의 캐리어 발생부를 배치해야하고, 수신부에서도 캐리어신호 제거를 위해 별도의 캐리어신호 제거부를 배치해야하기 때문에 구성이 복잡하고, 신호처리 과정이 복잡한 단점이 있다.
Therefore, since a separate carrier generator must be disposed in the transmitter of the interface means to generate a carrier signal, and a separate carrier signal remover must be disposed in the receiver to remove the carrier signal, the configuration is complicated and the signal processing process is complicated. have.
본 발명은, 위치(방향) 좌표를 계산하기 위해 송출되는 적외선 신호에 표시장치의 화면을 다양하게 조절할 수 있는 데이터 정보를 함께 포함시켜, 사용자의 위치 검출 뿐만 아니라 표시장치에 다양한 콘텐츠를 구현할 수 있는 적외선을 이용한 위치 검출 시스템 및 이의 동작방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention includes data information for variously adjusting the screen of the display device in the infrared signal transmitted to calculate the position (direction) coordinates, so that various contents can be implemented in the display device as well as the user's position detection. It is an object of the present invention to provide a position detection system using infrared rays and a method of operating the same.
또한, 본 발명은, 적외선 신호의 송수신을 위해 사용하던 캐리어신호 발생부와 수신부를 사용하지 않고, 위치(방향) 검출을 위해 송출하는 적외선 신호에 세기에 따른 하이/로우 신호를 포함시켜 표시장치의 화면을 다양하게 조절할 수 있도록 한 적외선을 이용한 위치 검출 시스템 및 이의 동작방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
In addition, the present invention, by using the carrier signal generator and the receiver used for the transmission and reception of the infrared signal, the high / low signal according to the intensity is included in the infrared signal transmitted for the position (direction) detection of the display device Another object of the present invention is to provide a position detection system using an infrared ray and a method of operating the same, which allow various screen adjustments.
상기와 같은 종래 기술의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 적외선을 이용한 위치 검출 시스템은, 표시장치; 상기 표시장치의 화면을 조절하는 데이터 정보와 사용자의 위치 정보를 적외선 신호로 송출하는 송신부; 상기 송신부의 적외선 신호를 수신하는 다수개의 수신센서들을 포함하는 수신부; 및 상기 수신부의 수신된 적외선 신호로부터 사용자의 위치 정보와 화면 조절을 위한 데이터 정보를 검출하고, 이를 이용하여 표시장치의 화면을 조절하는 제어부를 포함하는 적외선을 이용한 위치 검출 시스템에 있어서, 상기 송신부는 매 프레임마다 주기적으로 펄스신호를 생성하는 펄스신호발생부와, 상기 펄스신호발생부로부터 생성된 펄스신호를 순차적으로 N개(N은 자연수)의 지연된 시퀀셜 펄스신호로 변환하는 신호지연부와, 상기 신호지연부로부터 공급되는 지연된 시퀀셜 펄스신호들을 상기 화면 조절을 위한 데이터 정보와 대응되도록 기설정된 로직값을 선택하도록 스위칭 동작하는 선택부와, 상기 선택부의 스위칭 동작과 동시에 로직값에 대응되는 복수의 하이 또는 로우 레벨의 신호를 포함하는 적외선 신호를 생성하여 송출하는 신호송출부를 포함한다.A position detection system using infrared rays of the present invention for solving the above problems of the prior art, the display device; A transmitter for transmitting data information for adjusting a screen of the display device and user location information as an infrared signal; A receiver comprising a plurality of receiver sensors for receiving an infrared signal of the transmitter; And a control unit for detecting the position information of the user and data information for screen adjustment from the received infrared signal of the receiver, and adjusting the screen of the display apparatus using the same. A pulse signal generator for generating a pulse signal periodically every frame, a signal delay unit for sequentially converting the pulse signals generated from the pulse signal generator into N delayed sequential pulse signals; A selection unit for switching the delayed sequential pulse signals supplied from the signal delay unit to select a preset logic value to correspond to the data information for adjusting the screen; and a plurality of high corresponding to the logic value at the same time as the switching operation of the selection unit; Or a signal for generating and transmitting an infrared signal including a low level signal It includes a delivery unit.
또한, 본 발명의 적외선을 이용한 위치 검출 시스템의 동작방법은, 매 프레임 단위로 주기적으로 펄스신호를 발생하고, 상기 펄스신호를 순차적으로 N개(N은 자연수)의 지연된 시퀀셜 펄스신호로 변환하는 단계; 사용자의 명령 입력에 대응하는 시퀀셜 펄스신호를 선택하고, 이와 대응되는 하이 또는 로우 레벨의 적외선 신호를 송출하는 단계; 상기 송출된 적외선 신호를 수신하고, 수신된 적외선 신호로부터 사용자의 위치 정보와 명령 입력에 대응하는 데이터 정보를 검출하는 단계; 및 상기 검출된 데이터 정보를 이용하여 표시장치의 화면을 조절하는 단계를 포함한다.
In addition, the operating method of the position detection system using the infrared ray of the present invention, generating a pulse signal periodically every frame unit, and converting the pulse signal into N delayed sequential pulse signal sequentially (N is a natural number) ; Selecting a sequential pulse signal corresponding to a user's command input and transmitting a high or low level infrared signal corresponding thereto; Receiving the transmitted infrared signal and detecting location information of the user and data information corresponding to a command input from the received infrared signal; And adjusting the screen of the display device by using the detected data information.
본 발명의 적외선을 이용한 위치 검출 시스템 및 이의 동작 방법은, 위치(방향) 좌표를 계산하기 위해 송출되는 적외선 신호에 표시장치의 화면을 다양하게 조절할 수 있는 데이터 정보를 함께 포함시켜, 사용자의 위치 검출 뿐만 아니라 표시장치에 다양한 콘텐츠를 구현할 수 있는 효과가 있다.The position detection system using infrared rays of the present invention and a method of operating the same are included in the infrared signal transmitted to calculate position (direction) coordinates together with data information for variously adjusting the screen of the display device to detect the position of the user. In addition, there is an effect that can implement a variety of content on the display device.
또한, 본 발명의 적외선을 이용한 위치 검출 시스템 및 이의 동작 방법은, 적외선 신호의 송수신을 위해 사용하던 캐리어신호 발생부와 수신부를 사용하지 않고, 위치(방향) 검출을 위해 송출하는 적외선 신호에 세기에 따른 하이/로우 신호를 포함시켜 표시장치의 화면을 다양하게 조절할 수 있도록 한 효과가 있다.
In addition, the position detection system using the infrared ray of the present invention and its operation method, the strength of the infrared signal transmitted for position (direction) detection for the position (direction) without using the carrier signal generator and the receiver used for the transmission and reception of the infrared signal Including the high / low signal according to the effect can be variously adjusted the screen of the display device.
도 1은 본 발명에 따른 적외선을 이용한 위치검출 시스템을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 적외선을 이용한 위치검출 시스템을 구성하는 블럭도이다.
도 3은 본 발명에 따른 적외선을 이용한 위치검출 시스템의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 적외선을 이용한 위치검출 시스템의 송신부에서 송출되는 적외선 신호파형이다.
도 5는 본 발명의 적외선을 이용한 위치검출 시스템의 수신부의 회로구조를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 적외선을 이용한 위치검출 시스템의 송신부에서 데이터 정보가 포함된 적외선 신호가 생성되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.1 is a perspective view showing a position detection system using infrared rays according to the present invention.
2 is a block diagram of a position detection system using infrared rays according to the present invention.
3 is a view for explaining the operation of the position detection system using infrared rays according to the present invention.
4 is an infrared signal waveform transmitted from a transmitter of a position detection system using infrared rays of the present invention.
5 is a diagram illustrating a circuit structure of a receiver of a position detection system using infrared rays of the present invention.
FIG. 6 is a view for explaining a process of generating an infrared signal including data information in a transmitter of a position detection system using infrared light of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예들은 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following embodiments are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, the size and thickness of the device may be exaggerated for convenience. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 적외선을 이용한 위치검출 시스템을 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a position detection system using infrared rays according to the present invention.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 적외선을 이용한 위치검출 시스템(500)은, 영상을 표시하는 표시장치(120)와, 표시장치(120)를 제어하기 위한 명령이 입력되는 송신부(100)와, 상기 송신부(100)에서 송출되는 적외선 신호를 수신하도록 표시장치(120)에 배치되는 수신부(200)와, 상기 수신부(200)의 수신된 정보신호를 토대로 표시장치(120)를 제어하는 제어부(300)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the
상기 수신부(200)는 상기 표시장치(120)의 가장자리 둘레를 따라 배치되어 송신부(100)에서 송출되는 적외선 신호를 수신하는 제1, 2 및 3 수신센서들(200a, 200b, 200c)을 포함한다.The
상기 표시장치(120)는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기발광다이오드 표시소자(Organic Light Emitting Diode display device, OLED)와 같은 전계발광소자(Electroluminescence Device, EL), 전계방출 표시장치(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP) 등과 같은 평판 표시장치의 표시패널로 구현된다. 액정표시장치는 투과형 액정표시장치, 반투과형 액정표시장치, 반사형 액정표시장치 등을 포함한다. 투과형 액정표장치와 반투과형 액정표시장치에서는 표시패널에 빛을 조사하기 위한 백라이트 유닛이 필요하다. 백라이트 유닛은 에지형 백라이트 유닛 또는 직하형(direct type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다.The
상기 송신부(100)와 수신부(200)는 인터페이스 수단으로써, 서로 이격 배치되어, 사용자의 명령(리모콘일 경우, 버튼 선택)을 입력받아 적외선(infrared ray: IR ray) 형태의 신호를 송수신하며 데이터 정보를 전달한다.The
특히, 본 발명과 같이, 적외선을 이용한 위치 검출 시스템(500)은 사용자의 제스처 또는 변경된 위치에 따라 송출되는 적외선 신호를 수신부(200)에서 수신한 후, 수신된 적외선 신호의 세기에 따라 임의의 지점의 3차원 좌표 및 3차원 좌표의 변화를 계산할 수 있다.In particular, as shown in the present invention, the
본 발명에서는 적외선을 이용한 위치 검출 시스템(500)의 송신부(100)에 포함되는 선택 수단, 예를 들어 리모콘의 버튼별로 표시장치(120)의 화면 변경(크기, 각도 등), 마우스 기능, 선택 기능, 화면 캡처 기능 등의 데이터 정보를 세팅하여 적외선 신호에 포함시켜, 사용자의 위치(방향) 검출뿐만 아니라 리모콘의 버튼에 다양한 컨텐츠 기능들을 구현할 수 있도록 하였다. In the present invention, selection means included in the transmitting
본 발명의 적외선을 이용한 위치 검출 시스템(500)의 위치 검출 과정은, 상기 수신부(200)와 상기 송신부(100)의 기준 거리가 설정되어 있고, 기준 거리에 대한 적외선 신호의 세기가 미리 제어부(300)에 세팅되어 있다.In the position detection process of the
예를 들어, 표시장치(120)의 중앙 정면으로부터 송신부(100)를 사용하는 좌석이 기준거리로 설정될 수 있다.For example, a seat using the
이 후, 사용자가 송신부(100: 리모콘일 수 있다)를 이용하여, 표시장치(120) 화면의 좌우측 또는 상하측을 가리킬 경우, 상기 표시장치(120)의 가장자리 둘레를 따라 배치된 수신부(200)의 제1 내지 제3 수신센서들(200a, 200b, 200c)이 수신하는 적외선 세기와 지향각은 서로 다른 값을 갖게 된다. Subsequently, when the user points to the left and right or up and down sides of the screen of the
예를 들어, 사용자가 송신부(100)를 표시장치(120)의 좌측 상단을 가리킬 경우, 제 1 수신센서(200a)에서 수신되는 적외선 세기가 가장 크고, 다른 위치에 배치되어 있는 제 2 및 제 3 수신센서들(200b, 200c)은 상대적으로 작은 세기를 나타낸다. 즉, 이와 같이, 송신부(100)가 가리키는 방향에 따라 기설정된 기준거리에 대한 적외선 세기 및 방향을 토대로 사용자가 X1, X2, X3 중 어느 하나의 방향을 가리키는지 위치와 방향을 계산할 수 있다.For example, when the user points the
특히, 본 발명의 적외선을 이용한 위치 검출 시스템은 송신부(100)에서 송출되는 적외선 신호만으로 사용자의 위치를 산출할 수 있고, 아울러, 송출되는 적외선 신호의 레벨(신호 세기)에 따라 표시장치(120)에서 디스플레이되는 화면을 조절할 수 있는 다양한 기능에 대한 데이터 정보도 를 함께 송출할 수 있는 이점이 있다.In particular, the position detection system using the infrared light of the present invention can calculate the position of the user only by the infrared signal transmitted from the
적외선 신호에 다양한 컨텐츠를 구현할 수 있는 데이터 정보의 송수신은 아래에서 상세히 설명한다.Transmission and reception of data information that can implement various contents in the infrared signal will be described in detail below.
도 2는 본 발명에 따른 적외선을 이용한 위치검출 시스템을 구성하는 블럭도이고, 도 3은 본 발명에 따른 적외선을 이용한 위치검출 시스템의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 본 발명의 적외선을 이용한 위치검출 시스템의 수신부의 회로구조를 도시한 도면이다. 2 is a block diagram constituting a position detection system using infrared rays according to the present invention, Figure 3 is a view for explaining the operation of the position detection system using infrared rays according to the present invention, Figure 5 is an infrared ray of the present invention Is a diagram illustrating a circuit structure of a receiving unit of a position detection system using the present invention.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 적외선을 이용한 위치 검출 시스템은 송신부(100), 수신부(200) 및 제어부(300)를 포함하고, 상기 송신부(100)에는 펄스신호발생부(10)와 신호지연부(20)와, 선택부(30) 및 적외선 신호를 송출하는 신호송출부(40)를 포함한다.2 and 3, the position detection system using the infrared light of the present invention includes a
또한, 상기 수신부(200)는 도 1의 제 1 내지 제 3 수신센서들(200a, 200b, 200c)을 포함하는 센서부(50)와, 신호증폭부(600)를 포함하고, 상기 제어부(300)는 상기 수신부(200)에서 수신된 적외선 신호로부터 데이터 정보를 산출하는 연산부(70)와 아날로그 적외선 신호를 디지털 신호로 변환하는 변환부(80)를 포함한다.In addition, the receiving
상기 수신부(200)에 대한 회로도는 도 5에 도시되어 있는데, 상기 센서부(50)는 적외선 신호를 공급받아, 전류신호(Iin)로 변경하는 포토다이오드로 형성될 수 있고, 상기 신호증폭부(60)는 상기 포토다이오드에 의해 변경된 전류신호(Iin)를 전압 신호로 증폭하는 OP 앰프(amp)로 구성될 수 있다.The circuit diagram of the
상기 송신부(100)의 펄스신호발생부(10)에서는 도 3의 A에서와 같이, 매 프레임 단위(frame) 마다 주기적으로 펄스신호를 생성한다. 상기 펄스신호는 스위치의 온/오프 동작에 의해 발생될 수 있다. The
상기와 같이, 펄스신호발생부(10)에서 펄스신호가 생성되면, 송신부(100)의 신호지연부(20)에서는 펄스신호를 순차적으로 D1, D2, D3 만큼 지연된 시퀀셜 펄스신호들을 생성한다. 도 3의 B에서는 펄스신호를 3개의 지연된 시퀀셜 펄스신호로 변경하였지만, 이것은 고정된 것이 아니므로 경우에 따라서는 3개 이상의 순차적으로 지연된 시퀀셜 펄스신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, N개의 지연된 시퀀셜 펄스신호로 변경할 수 있고, 도 6에 도시된 바와 같이, N개의 지연된 시퀀셜 펄스신호로부터 2N-2개의 데이터 정보를 생성할 수 있다.As described above, when a pulse signal is generated in the
이렇게 생성된 데이터 정보는 적외선 신호의 강약으로 표시되는 하이/로우 레벨의 로직 값으로 전송된다.The data information thus generated is transmitted as a logic value of a high / low level represented by the strength of the infrared signal.
상기와 같이 신호지연부(20)로부터 순차적으로 지연된 시퀀셜 펄스신호가 선택부(30)에 입력되면, 사용자의 선택에 의해 특정 시퀀셜 펄스신호들이 순차적으로 논리부(K)에서 신호송출부(40)로 전달된다. 이때, 사용자의 선택에 대응하도록 신호송출부(40)의 스위칭부(S1)도 함께 동작한다.When the sequential pulse signal sequentially delayed from the
상기 선택부(30)는 리모콘일 수 있고, 사용자의 선택은 리모콘의 버튼(Button)들 일 수 있다. 즉, 사용자가 리모콘의 버튼을 선택하면, 해당 버튼에 대한 데이터 정보들이 로직 값들로 기설정되어 있고, 이와 대응되는 시퀀셜 펄스신호들이 선택부(30)의 동작에 의해 이루어진다.The
예를 들어, 표시장치(120)에서 디스플레이되는 화면을 변경하는 다양한 컨텐츠들에 대응되는 데이터 정보값이 적외선 신호의 하이/로우 형태로 로직 값으로 설정되고, 각각의 컨텐츠에 대응되는 데이터 정보값은 리모콘에 형성된 각각의 버튼들과 매칭된다.For example, the data information value corresponding to various contents for changing the screen displayed on the
그러므로 사용자의 물리적 키(key) 입력에 따라, 전기스위치들(ES1, ES2, ES3)이 온/오프 동작을 하고, 이러한 온/오프 동작에 따라 논리부(K)에서는 선택된 시퀀셜 펄스신호들을 신호송출부(40)의 트랜지스터(T)의 게이트 단자에 공급하고, 트랜지스터의 온/오프 동작에 따라 전원전압(Vcc)과 스위칭부(S1)의 동작에 따라 포토다이오드(P)에서 송출되는 적외선 신호의 레벨을 결정한다.Therefore, according to the user's physical key (key) input, the electrical switches (ES1, ES2, ES3) is on / off operation, according to the on / off operation, the logic unit (K) sends the selected sequential pulse signals The infrared signal is supplied to the gate terminal of the transistor T of the
즉, 상기 신호송출부(40)는 사용자의 버튼 선택에 따라 설정된 적외선 신호의 레벨이 선택되는데, 스위칭부(S1)의 동작에 따라 높은 레벨(High Level)의 적외선 신호를 송출할 경우에는 제 1 저항기(R1)에 전원전압이 공급되도록 하고, 낮은 레벨(Low Level)의 적외선 신호를 송출할 경우에는 제 2 저항기(R2)에 전원전압이 공급되도록 한다.That is, the
예를 들어, 높은 레벨의 적외선 신호를 송출하기 위해 제 1 저항기(R1)에는 100mA가 흘러 포토다이오드(P)를 동작시키고, 낮은 레벨의 적외선 신호를 송출하기 위해 제 2 저항기(R2)에는 50mA가 흘러 포토다이오드(P)를 동작시키도록 설정한다.For example, 100 mA flows to the first resistor R1 to send a high level infrared signal, and 50 mA flows to the second resistor R2 to send a low level infrared signal. Flow to set the photodiode P to operate.
이것은 다양한 컨텐츠에 대응되는 데이터 정보값이 각각 로직값(하이/로우/하이 등)으로 설정되고, 설정된 로직값에 대응되도록 적외선 신호의 세기를 강약강으로 생성하는 것이다.This is to set the data information values corresponding to various contents to logic values (high / low / high, etc.), respectively, and generate the strength of the infrared signal to be strong and weak so as to correspond to the set logic values.
상기와 같이 사용자가 리모콘의 버튼들을 선택하면서, 송신부((100)의 신호송출부(40)를 통해 출력되는 적외선 송출 신호는 도 4에 도시되었다. 따라서, 본 발명의 적외선을 이용한 위치 검출 시스템에서 데이터 정보를 포함하는 적외선 신호의 생성 방법을 도 4 및 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.As described above, while the user selects the buttons of the remote controller, the infrared transmission signal output through the
도 4는 본 발명의 적외선을 이용한 위치검출 시스템의 송신부에서 송출되는 적외선 신호 파형이고, 도 6은 본 발명의 적외선을 이용한 위치검출 시스템의 송신부에서 데이터 정보가 포함된 적외선 신호가 생성되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.4 is an infrared signal waveform transmitted from a transmitter of a position detection system using infrared rays of the present invention, and FIG. 6 illustrates a process of generating an infrared signal including data information from a transmitter of the position detection system using infrared rays of the present invention. It is a figure for following.
도 3과 함께, 도 4 및 도 6을 참조하면, 송신부의 선택부(30)와 대응되는 리모콘의 버튼들 중 제 1 내지 제 6 버튼(Button)들에 디스플레이 장치에서 디스플레이 되고 있는 화면을 캡쳐하는 기능, 마우스 기능, 선택기능 및 화면변경 기능들(컨텐츠 기능들)에 대한 데이터 정보가 설정되어 있다.Referring to FIGS. 4 and 6 together with FIG. 3, the first to sixth buttons of the buttons of the remote controller corresponding to the
즉, 버튼 1을 선택할 경우, 디스플레이 화면에서 마우스의 커서가 생성되거나, 버튼 3을 선택할 경우, 커서가 지정하는 위치를 선택하거나 하는 다양한 기능들에 대한 데이터 정보를 설정하고, 해당 데이터 정보를 위치 검출을 위해 송출하는 적외선 신호의 레벨을 변경하여 포함시킨다.That is, when
따라서, 버튼 2를 선택할 경우, 선택부(30)의 전기스위치들(ES1,ES2,ES3)이 스위칭 되면서, 신호송출부(40)의 스위칭부(S1)는 각각 R1, R2, R1을 순차적으로 스위칭하여 포토다이오드(P)에서는 하이(H)-로우(L)-하이(H) 형태의 적외선 신호를 송출한다.Therefore, when the
본 발명에서 언급하고 있는 하이(High) 레벨과 로우(Low) 레벨은 일반적으로 로직 회로에서 의미하는 "1"과 "0" 레벨이 아니라, 적외선 출력의 세기 차이를 의미한다. 즉, 1 프레임 주기에서 송출되는 적외선의 세기가 상대적으로 강한 경우 하이(High) 레벨을 갖고, 상대적으로 약한 경우 로우(Low) 레벨을 갖는다.In the present invention, the high level and the low level are not the "1" and "0" levels, which are generally used in logic circuits, but refer to the difference in intensity of the infrared output. That is, when the intensity of the infrared rays transmitted in one frame period is relatively strong, it has a high level, and when it is relatively weak, it has a low level.
도 6에 도시한 바와 같이, 리모콘의 제 1 내지 제 6 버튼들에 대응되는 적외선 신호가 송출되면, 수신부에서는 이를 수신한 다음, 제어부에서는 적외선 신호의 세기 차이를 계산한 후, 표시장치에서 디스플레이되고 있는 화면에 해당 데이터 정보에 대응하는 기능을 수행하도록 제어한다.As shown in FIG. 6, when an infrared signal corresponding to the first to sixth buttons of the remote controller is transmitted, the receiving unit receives it, and then the control unit calculates the difference in the intensity of the infrared signal and then displays it on the display device. Control to perform a function corresponding to the corresponding data information on the screen.
즉, 제어부에서는 적외선 신호가 수신되면 수신된 적외선 신호를 통해서, 도 1에서 설명한 바와 같이, 위치(방향) 정보를 계산하면서, 적외선 신호에 포함된 로직신호(하이/로우/하이)들을 검출할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 위치 검출뿐 아니라 위치 검출을 위해 사용되는 적외선 신호로부터 표시장치에서 표시되는 화면을 변경할 수 데이터 정보도 송수신할 수 있어, 추가적인 장치 없이 다양한 시스템 동작을 구현할 수 있다.That is, when the infrared signal is received, the controller can detect logic signals (high / low / high) included in the infrared signal while calculating position (direction) information as described with reference to FIG. 1 through the received infrared signal. have. Therefore, the present invention can transmit and receive data information that can change the screen displayed on the display device from the infrared signal used for the position detection as well as the position detection, it is possible to implement a variety of system operations without additional devices.
본 발명은, 위치(방향) 좌표를 계산하기 위해 송출되는 적외선 신호에 표시장치의 화면을 다양하게 조절할 수 있는 데이터 정보를 함께 포함시켜, 사용자의 위치 검출 뿐만 아니라 표시장치에 다양한 콘텐츠를 구현할 수 있는 적외선을 이용한 위치 검출 시스템 및 이의 동작방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention includes data information for variously adjusting the screen of the display device in the infrared signal transmitted to calculate the position (direction) coordinates, so that various contents can be implemented in the display device as well as the user's position detection. It is an object of the present invention to provide a position detection system using infrared rays and a method of operating the same.
또한, 본 발명은, 적외선 신호의 송수신을 위해 사용하던 캐리어신호 발생부와 수신부를 사용하지 않고, 위치(방향) 검출을 위해 송출하는 적외선 신호에 세기에 따른 하이/로우 신호를 포함시켜 표시장치의 화면을 다양하게 조절할 수 있도록 한 적외선을 이용한 위치 검출 시스템 및 이의 동작방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
In addition, the present invention, by using the carrier signal generator and the receiver used for the transmission and reception of the infrared signal, the high / low signal according to the intensity is included in the infrared signal transmitted for the position (direction) detection of the display device Another object of the present invention is to provide a position detection system using an infrared ray and a method of operating the same, which allow various screen adjustments.
100: 송신부 200: 수신부
120: 표시장치 300: 제어부
10: 펄스신호발생부 20: 신호지연부
30: 선택부 40: 신호송출부
50: 센서부 60: 신호증폭부
70: 연산부 80: 변환부100: transmitter 200: receiver
120: display device 300: control unit
10: pulse signal generator 20: signal delay unit
30: selector 40: signal transmitter
50: sensor unit 60: signal amplifier
70: calculator 80: converter
Claims (8)
상기 표시장치의 화면을 조절하는 데이터 정보와 사용자의 위치 정보를 적외선 신호로 송출하는 송신부;
상기 송신부의 적외선 신호를 수신하는 다수개의 수신센서들을 포함하는 수신부; 및
상기 수신부의 수신된 적외선 신호로부터 사용자의 위치 정보와 화면 조절을 위한 데이터 정보를 검출하고, 이를 이용하여 표시장치의 화면을 조절하는 제어부를 포함하는 적외선을 이용한 위치 검출 시스템에 있어서,
상기 송신부는 매 프레임마다 주기적으로 펄스신호를 생성하는 펄스신호발생부와,
상기 펄스신호발생부로부터 생성된 펄스신호를 순차적으로 N개(N은 자연수)의 지연된 시퀀셜 펄스신호로 변환하는 신호지연부와,
상기 신호지연부로부터 공급되는 지연된 시퀀셜 펄스신호들을 상기 화면 조절을 위한 데이터 정보와 대응되도록 기설정된 로직값을 선택하도록 스위칭 동작하는 선택부와,
상기 선택부의 스위칭 동작과 동시에 로직값에 대응되는 복수의 하이 또는 로우 레벨의 신호를 포함하는 적외선 신호를 생성하여 송출하는 신호송출부를 포함하는 적외선을 이용한 위치 검출 시스템.
Display device;
A transmitter for transmitting data information for adjusting a screen of the display device and user location information as an infrared signal;
A receiver comprising a plurality of receiver sensors for receiving an infrared signal of the transmitter; And
In the position detection system using infrared rays including a control unit for detecting the position information of the user and data information for screen adjustment from the received infrared signal of the receiver, and adjusts the screen of the display device using the same,
The transmitter may include a pulse signal generator for generating a pulse signal periodically every frame;
A signal delay unit for sequentially converting the pulse signals generated from the pulse signal generator into N delayed sequential pulse signals (N is a natural number);
A selection unit for switching the delayed sequential pulse signals supplied from the signal delay unit to select a preset logic value to correspond to the data information for adjusting the screen;
And a signal transmitter configured to generate and transmit an infrared signal including a plurality of high or low level signals corresponding to a logic value simultaneously with the switching operation of the selector.
상기 송신부에서 송출되는 적외선 신호를 수신하는 수신센서들을 포함하는 센서부와,
상기 센서부로부터 공급된 수신된 적외선 신호를 증폭하는 신호증폭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선을 이용한 위치 검출 시스템.
The method of claim 1, wherein the receiving unit,
A sensor unit including reception sensors for receiving an infrared signal transmitted from the transmitter;
And a signal amplifier for amplifying the received infrared signal supplied from the sensor unit.
상기 수신부로부터 증폭된 수신된 적외선 신호를 공급받아, 상기 송신부의 위치 정보와 화면 조절을 위한 데이터 정보를 검출하는 연산부와,
상기 연산부에 의해 검출된 데이터 정보 신호를 디지털 신호로 변환하여 표시장치의 화면을 제어하는 변환부를 포함하는 적외선을 이용한 위치 검출 시스템.
3. The apparatus of claim 2,
An arithmetic unit configured to receive the amplified received infrared signal from the receiver and detect position information of the transmitter and data information for screen adjustment;
And a converting unit converting the data information signal detected by the calculating unit into a digital signal to control a screen of the display device.
The remote controller of claim 1, wherein the selector includes a remote controller having respective buttons, wherein the preset logic values correspond to content functions for screen adjustment, respectively, and to each of the buttons of the remote controller. Position detection system using infrared, characterized in that the logic values of the set.
상기 스위칭부의 스위칭 동작에 따라 하이 또는 로우 레벨의 적외선 신호를 발생하는 포토다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선을 이용한 위치 검출 시스템.
The switching unit of claim 1, wherein the signal transmitting unit selects a high or low level of an infrared signal corresponding to a preset logic value simultaneously with the switching operation of the selecting unit;
And a photodiode for generating an infrared signal having a high or low level according to a switching operation of the switching unit.
사용자의 명령 입력에 대응하는 시퀀셜 펄스신호를 선택하고, 이와 대응되는 하이 또는 로우 레벨의 적외선 신호를 송출하는 단계;
상기 송출된 적외선 신호를 수신하고, 수신된 적외선 신호로부터 사용자의 위치 정보와 명령 입력에 대응하는 데이터 정보를 검출하는 단계; 및
상기 검출된 데이터 정보를 이용하여 표시장치의 화면을 조절하는 단계를 포함하는 적외선을 이용한 위치 검출 시스템의 동작 방법.
Generating a pulse signal periodically every frame, and converting the pulse signal into N delayed sequential pulse signals sequentially;
Selecting a sequential pulse signal corresponding to a user's command input and transmitting a high or low level infrared signal corresponding thereto;
Receiving the transmitted infrared signal and detecting location information of the user and data information corresponding to a command input from the received infrared signal; And
And adjusting the screen of the display device by using the detected data information.
The method of claim 6, wherein the transmitting of the high or low level infrared signal comprises controlling a current corresponding to the selected sequential pulse signal to operate a photodiode generating an infrared signal at a high or low current level. A method of operating a position detection system using infrared rays, characterized by generating another infrared signal.
상기 사용자의 미리 설정된 고정 위치에 대응하는 적외선 신호의 세기와 방향을 기준으로 표시장치에 배치되어 있는 수신센서들에 수신되는 적외선 신호의 세기와 방향을 비교하여 검출하는 것을 특징으로 하는 적외선을 이용한 위치 검출 시스템의 동작 방법.
The method of claim 6, wherein detecting the location information of the user comprises:
Position using infrared rays, characterized in that the detection and comparison of the intensity and direction of the infrared signal received by the receiving sensors arranged on the display device based on the intensity and direction of the infrared signal corresponding to the preset fixed position of the user Method of operation of the detection system.
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