KR20140088790A

KR20140088790A - 패턴을 구비한 디스플레이 장치 및 상기 디스플레이 장치에 형성된 패턴을 인식하여 입력 위치 검출이 가능한 이미지 인식 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20140088790A
Application number: KR1020130000733A
Authority: KR
Inventors: 김강남
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2013-01-03
Filing date: 2013-01-03
Publication date: 2014-07-11
Also published as: KR102029786B1

Abstract

본 발명은 디스플레이 패널상의 화소의 위치를 나타내는 패턴을 구비한 디스플레이 장치를 개시한다. 특히, 본 발명의 패턴을 구비한 디스플레이 장치는 부화소의 폭의 절반 이상의 길이를 가지는 하나의 마크를 포함하는 패턴을 구비하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라 본 발명은 전자펜이 디스플레이 장치의 부화소들에 형성된 패턴을 카메라를 통해 검출하고 검출한 패턴을 인식하여 화소의 위치를 검출하는 방법을 개시한다. 이렇게 검출된 화소의 위치는 전자펜이 가리키고 있는 위치 또는 입력을 행하고자 하는 위치 등에 해당하므로, 이에 따라 검출된 위치는 특정 입력 또는 명령으로 이용된다.

Description

패턴을 구비한 디스플레이 장치 및 상기 디스플레이 장치에 형성된 패턴을 인식하여 입력 위치 검출이 가능한 이미지 인식 장치 및 방법{DISPLAY APPARATUS HAVING PATTERN AND METHOD FOR DETECTING INPUT POSITION BY RECOGNIZING THE PATTERN AND THE IMAGE RECOGNITION DEVICE THEREFOR}

본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 패턴을 구비한 디스플레이 장치 및 상기 디스플레이 장치에 형성된 패턴을 인식하여 입력 위치 검출이 가능한 이미지 인식 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근에는 디스플레이 장치에서 입력 방식으로서, 패턴인식에 의해 디스플레이 화면 상의 위치를 센싱하여 위치에 따른 입력을 수행하는 방식이 개발되어 이용되고 있다. 패턴 인식을 이용한 방식은 예를 들면 전자펜 등과 같은 카메라를 구비한 입력기기(이하 '전자펜'으로 설명함)를 이용하여 디스플레이에 형성된 패턴을 촬영하고, 촬영된 영상에서 패턴을 인식하고 이를 이용하여 전자펜의 위치를 검출하고 검출된 위치 값을 통해 입력을 수행하는 방식이다. 즉, 이러한 입력 방식은 전자펜의 펜촉 방향을 촬영하는 카메라를 이용하여 전자펜이 가리키는 디스플레이 영역을 촬영하고 촬영된 영상에서 약속된 패턴을 검출하여 전자펜이 가리키는 위치 혹은 명령을 인식한다.

종래 기술에 따르면 패턴 인식을 이용한 방식 중 하나로 미리 정해진 패턴이 나타나도록 디스플레이의 R, G, B 등의 부화소 영역 내의 미리 정해진 위치에 적어도 하나 이상의 마크(Mark)들을 포함시키고, 일정 위치에서 적어도 하나 이상의 마크들에 의해 나타나는 패턴이 해당 위치 정보를 나타내도록 하는 방식이 이용되고 있다. 패턴 인식 펜(Pattern Recognition Pen: PR PEN)등의 전자펜은 디스플레이 상의 일정 위치의 패턴을 촬영하고, 촬영된 패턴 영상 분석을 통해 디스플레이 패널상의 해당 위치를 인식할 수 있게 된다.

이러한 예로, 도 1은 종래의 전자펜 입력 방식을 위해 디스플레이 장치에 구성된 패턴을 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하여 LCD와 같은 디스플레이 패널에 형성된 패턴을 살펴보면, 디스플레이 패널(100)은 통상적으로 R, G, B 중 어느 하나의 컬러 필터에 해당하는 부화소들(Sub pixel)(102, 104, 106)과 블랙매트릭스(Black Matrix)(108)로 구성된다. 이러한 부화소들(102, 104, 106)과 블랙매트릭스(108)를 이용하여 화소의 위치를 판단할 수 있는 패턴을 생성함으로써, 패턴 촬영 및 촬영된 패턴의 해독이 가능한 장치(전자펜 등)를 통해 화소의 위치를 검출하고, 검출된 위치를 이용하여 전자펜 입력 위치 및 제스처 입력을 인식할 수 있게 된다.

이러한 화소의 위치 판단을 위한 패턴의 예로는 도 2에 도시된 바와 같은 패턴이 존재한다. 도 2를 참조하면, R,G,B 각각의 부화소는 화소의 위치 판단을 위해 미리 정해진 패턴 방식에 따라 내부의 특정 위치에 각각 하나 또는 복수개의 마크(mark)(200, 202, 204)를 포함한다. 적어도 하나 이상의 마크들은 화소의 절대 위치값을 산출하기 위한 기준을 나타내기 위한 덴트 마크(dent mark)(200)와 디스플레이 상의 X 좌표 및 Y 좌표를 나타내기 위한 포지션 마크들(202, 204)과, X 좌표 값 및 Y 좌표 값의 에러여부를 판단하기 위한 패리티(parity) 마크들(208)을 포함하도록 구성된다.

상기한 바와 같이 종래에는 마크는 덴트 마크를 나타내는 위치와 0~6 각각을 나타내는 위치에 정사각형의 모양으로 형성된다. 하지만 패턴 인식에 있어서 도면부호 206에 의해 지시되는 바와 같이 부화소의 블랙 매트릭스 가까이에 마크가 존재할 경우 인식률이 저하되는 문제가 발생한다. 구체적으로, 사용자가 조명계를 구비한 전자펜을 사용하는 경우 디스플레이 패널의 수평면을 기준으로 일정 각도로 기울여 사용하게 되므로, 이러한 경우에는 광이 집중 포화되는 영역이 발생하거나 광이 화면에서 반사되어 이미지 밝기가 감소되는 경우가 발생하게 된다. 이와 같이 사용자가 전자펜을 잡는 모양, 전자펜을 잡는 각도에 따라 조도가 달라지거나 외부 조명에 의한 반사광 등에 의해 블랙 매트릭스와 마크와의 경계가 명확하게 구분되지 않는 이미지가 촬영된다면 패턴 인식이 어려워지는 경우가 발생할 수 있다. 하지만 만일 블랙 매트릭스와 마크와의 경계가 명확하게 구분될 수 있는 패턴이 형성될 수 있다면 패턴 인식률도 높일 수 있을 것이다.

따라서 본 발명은 패턴을 구비한 디스플레이 장치 및 상기 디스플레이 장치에 형성된 패턴을 인식하여 입력 위치 검출이 가능한 이미지 인식 장치 및 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 디스플레이 패널에 형성된 패턴을 인식하여 입력 위치를 검출할 때 패턴 인식률을 높이기 위한 이미지 인식 장치 및 방법을 제공한다.

상기한 바를 달성하기 위한 본 발명은, 이미지 인식 장치에서 디스플레이 장치에 형성된 패턴을 인식하여 입력 위치를 검출하는 방법에 있어서, 이미지 센서로부터 상기 디스플레이 장치의 화면을 촬영한 이미지를 입력받는 과정과, 상기 입력된 이미지에서 패턴 인식을 위한 유효 패턴 영역을 추출하는 과정과, 상기 유효 패턴 영역 내에 포함된 부화소들의 경계를 결정하는 과정과, 상기 부화소들마다 상기 디스플레이 장치의 화소들 각각의 좌표값을 나타내는 직사각형의 마크를 검출하는 과정과, 상기 검출된 마크 배치를 이용하여 디스플레이 좌표를 산출하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 디스플레이 장치에 형성된 패턴을 인식하여 입력 위치를 검출하는 이미지 인식 장치에 있어서, 상기 디스플레이 장치의 화면을 촬영한 이미지를 수신하는 이미지 센서와, 상기 입력된 이미지에서 패턴 인식을 위한 유효 패턴 영역을 추출하고, 상기 유효 패턴 영역 내에 포함된 부화소들의 경계를 결정한 후, 상기 부화소들마다 상기 디스플레이 장치의 화소들 각각의 좌표값을 나타내는 직사각형의 마크를 검출하여, 상기 검출된 마크 배치를 이용하여 디스플레이 좌표를 산출하는 제어부를 포함함을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 패턴을 구비하는 디스플레이 장치에 있어서, 상기 디스플레이 장치의 화소를 이루는 하나 이상의 부화소들에 해당하는 다수의 컬러 필터들과, 상기 다수의 컬러 필터들 사이에 형성된 블랙 매트릭스를 포함하고, 상기 하나 이상의 부화소들은 상기 디스플레이 장치의 화소들 각각의 좌표값을 나타내는 직사각형의 마크를 하나씩 포함함을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 디스플레이 패널에 형성된 패턴에서 위치 검출 시에 그 디스플레이 패널의 마크를 이용함으로써, 블랙 매트릭스와 마크와의 경계가 명확하게 구분되어 패턴 인식률을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 덴트의 위치를 기존의 부화소의 마크 부분으로 옮김으로써 덴트 검출 알고리즘을 적용하지 않아도 되므로 처리 시간을 단축시킬 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명은 마크가 부화소들 사이의 블랙 매트릭스와 가까이 있더라도 그 마크의 길이는 블랙 매트릭스의 영향이 미치지 않을 만큼의 길이로 구성되므로 그 마크가 블랙 매트릭스의 일부라고 오인식될 가능성을 배제시킬 수 있게 된다. 이에 따라 블랙 매트릭스와의 경계를 구분짓는 알고리즘을 적용하지 않아도 될 뿐만 아니라, 마크와 블랙 매크릭스와의 구분이 명확하므로, 패턴 인식 성공률을 높일 수 있다.

또한 본 발명은 마크의 길이를 길게 함으로써, 영상의 밝기 변화와 상관없이 마크를 인식할 수 있다.

또한, 본 발명은 마크의 길이를 부화소의 폭의 절반보다 길게 구성함으로써 부화소의 중앙을 우선적으로 탐색하면 되므로, 마크 위치를 찾는 알고리즘의 복잡도가 낮으며 계산량이 현저히 줄어들게 되어 처리 시간을 단축시킬 수 있게 된다. 이와 같이 처리 시간의 단축으로 인해 본 발명에서는 전자 펜 등의 입력 기기에 본 발명에 따른 알고리즘을 적용하였을 경우 빠른 필기 시에도 그 입력 처리가 빠르고 정확하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 부화소 영역들과 블랙매트릭스 영역을 나타낸 도면,
도 2는 종래의 부화소 영역들과 블랙매트릭스 영역을 이용한 화소의 위치 판단을 위한 패턴을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 패널과 전자펜을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 패널의 구조도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전자펜의 구성도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 패널 상의 패턴을 나타낸 도면,
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 패턴에서 마크 배치 예를 나타낸 도면,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 인식 장치에서 마크 배치에 따른 위치 검출 방법을 나타낸 동작 흐름도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 패턴에서 기준점 및 기준 각도를 정하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 프로젝션 결과 메인 블랙 매트릭스를 나타내는 그래프를 도시한 도면,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 패턴에서 블랙 매트릭스 영역을 정하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면,
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 패턴에서 각 부화소 내 마크 검출 방법을 설명하기 위한 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명은 디스플레이 패널 상의 화소의 위치를 나타내는 패턴을 구비한 디스플레이 장치를 개시한다. 특히, 본 발명의 패턴을 구비한 디스플레이 장치는 부화소의 폭의 절반 이상의 길이를 가지는 하나의 마크를 포함하는 패턴을 구비하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라 본 발명은 전자펜이 디스플레이 장치의 부화소들에 형성된 패턴을 카메라를 통해 검출하고 검출한 패턴을 인식하여 화소의 위치를 검출하는 방법을 개시한다. 이렇게 검출된 화소의 위치는 전자펜이 가리키고 있는 위치 또는 입력을 행하고자 하는 위치 등에 해당하므로, 이에 따라 검출된 위치는 특정 입력 또는 명령으로 이용된다.

본 발명이 적용되는 디스플레이 장치는 기존의 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light-Emitting Display), 전자종이(Electronic Paper) 등과 같이 부화소들로 이루어지는 화소를 포함하는 어떤 장치든지 될 수 있다. 본 명세서에서는 LCD 디스플레이 패널을 예로 들어 본 발명의 구성과 동작 원리를 설명하기로 한다.

도 3은 이미지 인식 장치 및 디스플레이 장치의 디스플레이 패널을 예시하고 있다. 도 3을 참조하면, 이미지 인식 장치(300)는 렌즈를 통해 입력되는 광학 이미지(optical image)를 전기 신호로 변환시키는 이미지 센서를 포함한다. 이러한 이미지 센서는 특정 패턴이 그려진 디스플레이 패널(310)을 촬영하며, 이미지 인식 장치(300)는 촬영된 이미지 내의 패턴을 인식한 후 인식된 패턴을 디코딩함으로써 좌표를 추출한다. 이러한 이미지 인식 장치(300)의 예로는, 전자펜 등이 있다.

먼저, 디스플레이 패널의 구성을 살펴보면 도 4에 도시된 바와 같다. 도 4는 본 발명이 적용되는 디스플레이 패널의 단면도를 도시한다. 도 4를 참조하면, 액정 패널은 전면에 전면 편광판(402)이 위치하며, 전면 편광판(402) 하부에 컬러필터 기판(411)이 위치하며, 컬러필터 기판(411)의 하부에 블랙 매트릭스(401)와 컬러필터(404)가 위치한다. 블랙매트릭스(401)와 컬러필터(404)의 하부에는 박막 트랜지스터(TFT, Thin film Transistor) 기판이 존재하는데, 도 4에 도시된 바와 같이 박막 트랜지스터 기판은 TFT-Array 기판(408) 위에 공통전극(ITO, 410)과 화소전극(ITO, 407)이 위치하며, 공통전극(410)과 화소전극(407) 사이에 두 배향막(405)과 스페이서(spacer, 403), 축적용량(CS, 406), Sealant(409)가 포함되어 형성된다. TFT-Array 기판(408) 하부에는 후면 편광판(402)이 위치한다.

본 발명의 특징에 따라, 컬러 필터(404) 사이의 경계를 나타내는 블랙 매트릭스(401)는 광원을 흡수할 수 있는 물질이나 구조를 포함하거나, 광원을 선택적으로 반사하는 물질이나 구조를 포함한다. 만약 전자펜의 광원이 IR을 발생시키는 광원일 경우 블랙매트릭스(401)는 IR 흡수체인 카본 블랙(Carbon Black)으로 구성될 수 있다. 또한 컬러 필터(404)는 R(적색) 컬러 필터, G(녹색) 컬러 필터, B(청색) 컬러 필터로 구성될 수 있다. R 컬러 필터, G 컬러 필터, B컬러 필터는 각각 부화소(Subpixel)에 해당될 수 있다. 또한 하나의 화소(Pixel)는 다수의 컬러 필터(404) 및 블랙 매트릭스(401)를 포함한다.

이어, 이미지 인식 장치(300)의 동작 및 구성요소를 살펴보기 위해 도 5를 참조하기로 한다. 도 5를 참조하면, 이미지 인식 장치(300)는 광학부(510), 압력 스위치(520), CPU(Central Processing Unit)(530), 무선 통신부(540), 메모리(550), 배터리(560)를 포함한다.

광학부(510)는 LED(Light Emitting Diode)(512), 렌즈(514), 이미지 센서(516)를 포함하고, 디스플레이 패널(310) 화면을 촬영하고, 촬영된 영상을 CPU(530)에 전달한다. 압력 스위치(520)는 압력을 감지하여 이미지 인식 장치(300)의 동작을 감지하여 CPU(530)에 전달한다. CPU(530)는 이미지 인식 장치(300)가 구동되면 LED(512)를 켜고 렌즈(514)를 구동시켜 이미지 센서(516)를 통해 촬영된 디스플레이 영상을 획득한다. 이와 같이 디스플레이 패널(310) 화면을 촬영함으로써 입력된 디스플레이 영상이 획득되면, CPU(530)는 획득한 디스플레이 영상에서 패턴을 인식하고, 패턴 인식 결과를 기반으로 한 좌표 추출 알고리즘을 이용하여 해당 위치를 나타내는 좌표값을 추출한다. 이와 같이 CPU(530)는 상기 입력된 디스플레이 영상의 패턴 정보의 분석을 통해 이미지 인식 장치(300)의 입력 위치를 검출하여, 이미지 인식 장치(300)의 포인팅 위치나 이동되는 방향, 거리 등의 명확한 인식이 가능하게 된다.

이후, CPU(530)가 추출된 좌표값을 디코딩하여 무선 통신부(540)로 전달하면, 무선 통신부(540)는 디코딩된 좌표값을 해당 좌표값이 필요한 외부 기기로 송신한다. 메모리(550)는 좌표 추출 알고리즘 등 본 발명에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장한다. 배터리(560)는 이미지 인식 장치(100)에 전원을 공급한다.

일반적으로, 디스플레이 패널 내의 블랙 매트릭스가 이미지 인식 장치(300)의 광원 즉, LED(512)에서 발생시킨 광을 흡수하는 물질이나 구조를 포함하여 이루어진다. 이에 따라 이미지 인식 장치(300)가 광원을 디스플레이 패널(310)에 조사하여 이미지 센서(516)을 통해 촬영을 수행하면 블랙 매트릭스 영역에서 광의 흡수가 일어나기 때문에 블랙 매트릭스 영역이 검은색으로 표현된 이미지가 촬영되는 것이다. 또한 본 발명의 실시 예에 따라 부화소들에 각각 하나씩 포함된 마크도 블랙 매트릭스 영역과 같은 물질 또는 광의 흡수가 일어나는 물질로 이루어지기 때문에 부화소들에 포함된 각각의 마크도 검은색으로 표현된다. 따라서 촬영된 이미지에는 블랙 매트릭스와 하나의 마크로 인해 형성된 패턴이 나타나게 되고, 이 패턴은 위치와 대응하여 미리 약속되어 있는 혹은 미리 저장되어 있는 패턴이기 때문에 인식된 패턴을 통해 촬영된 이미지가 디스플레이 패널 상에서 어느 위치에 해당하는지에 대한 검출이 가능하게 되는 것이다.

본 발명의 실시예에 따라 디스플레이 패널(310)에 형성된 패턴을 예시하면 도 6에 도시된 바와 같다. 도 6은 이미지 인식 장치(300)에 의해 촬영된 디스플레이 패널(310) 이미지를 예시하고 있다. 도 6을 참조하면, 하나 이상의 부화소들(600, 602, 605)과 그 부화소들(600, 602, 605) 사이에 형성된 블랙 매트릭스(610)를 포함한다. 특히 마크(615)는 미리 정해진 패턴이 나타나도록 하나의 부화소 내에 화소의 위치에 해당하는 좌표를 나타내기 위한 위치에 형성된다. 즉, 하나 이상의 부화소들은 상기 디스플레이 패널(310)의 화소들 각각의 좌표값을 나타내는 마크를 하나씩 포함한다. 이러한 마크(615)의 길이는 본 발명의 실시예에 따라 최소 길이로는 부화소의 폭 길이의 1/2 이상의 길이를 가지며 최대 길이로는 상기 부화소의 폭 길이의 3/4 이하의 길이를 가지지만, 디스플레이 패널(310)과 이미지 인식 장치(300)의 용도에 따라 최대 길이는 변경될 수 있다. 이러한 마크(615)는 부화소의 폭 길이의 1/2 이상의 길이를 가지므로 그 모양은 직사각형의 형태를 가진다. 또한, 부화소(600)를 상측부와 하측부로 구분했을 때 마크(615)는 상측부에 형성되며, 다른 부화소들 내에서도 각각의 마크는 상측부에 형성된다.

이와 같이 부화소 내부의 특정 위치에 하나의 마크가 포함됨으로써 패턴이 형성되게 된다. 본 발명의 실시 예에 따르면 마크(Mark)는 블랙 매트릭스 영역이 R, G, B 각각의 부화소 영역 내부로 인입되어 포함된 형태로서, 블랙 매트릭스 영역의 물질과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 또한 마크는 R, G, B영역에서 패턴으로 인식될 수 있는 다른 물질도 가능하며, 미리 정해진 위치에 형성된다.

본 발명의 실시 예에서는 도 7에 도시된 바와 같이 하나 이상의 부화소 내의 각각의 마크들은 2×6 부화소들을 기준으로 한 패턴을 형성하며, 각 부화소의 좌, 우측 위치 중 어느 하나의 위치에 마크가 배치된다. 또한 하나 이상의 부화소들 중 어느 하나의 부화소 내에는 이미지 인식 장치(300)의 입력 위치를 산출하기 위한 기준을 나타내는 덴트 마크로 이용되는 마크가 배치되며, 7개의 부화소들 내에는 0~6의 좌표값을 나타내기 위한 마크가 각각 하나씩 배치된다. 도 7에서는 8가지의 서로 다른 마크 배치 중 하나의 마크 배치는 덴트 마크로 이용하고, 6가지의 서로 다른 마크 배치를 이용하여 좌표값을 생성하는 경우를 예시하고 있다. 즉, 길이 a에 해당하는 좌측 위치에 덴트 마크, 길이 b, c, d 각각에 해당하는 좌측 위치에 배치되는 마크들, 길이 e, f, g, h 각각에 해당하는 우측 위치에 배치되는 마크들을 이용하여 좌표값을 생성한다. 도 7에서 부화소의 폭이 188um이라고 할 경우 마크 사이즈의 예로 110um ×20um인 경우를 예시하고 있는 데, 이러한 경우 a, h는 386um, b, g는 464um, c, f는 542um, d, e는 620um일 수 있다.

이하, 이미지 인식 장치(300)에서 본 발명의 실시예에 따른 패턴을 이용하여 위치를 검출하는 방법에 대해 설명하기로 한다. 이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 이미지 인식 장치(300)에서 화소 위치 검출 방법에 대한 흐름도인 도 8을 참조한다.

도 8을 참조하면, 이미지 인식 장치(300)는 800단계에서 광학부(410)에 의해 디스플레이 패널(310)을 촬영한 이미지를 입력받는다. 입력 이미지는 도 6에 도시된 바와 같이 이미지 인식 장치(300)의 입력 위치를 나타내기 위해 미리 정해진 패턴이 포함될 수 있다. 도 6에서 각각의 부화소들 사이의 어두운 라인들은 블랙 매트릭스 영역에 해당하고, 각 부화소 영역 내에서 어두운 직사각형은 마크를 나타낸다. 이때, 입력 위치를 검출하기 위해 미리 정해진 기본 패턴 블록 크기의 영역이 이용될 수 있는데, 입력 이미지에서 이러한 패턴 인식에 이용될 영역을 유효 패턴 영역이라고 정의한다. 이에 따라 이미지 인식 장치(300)는 입력 이미지에서 이러한 유효 패턴 영역을 추출하기 위해 805단계에서 입력 이미지 내에서 기준점 및 기준 각도를 산출한다. 이러한 기준점 및 기준 각도는 블랙 매트릭스 영역을 검출하는 데 이용된다. 이때, 사용자는 디스플레이 패널의 수평면을 기준으로 일정 각도로 기울여 이미지 인식 장치(300)를 사용하게 되므로, 입력 이미지도 기울어진 상태로 촬영된 것일 수 있다.

이러한 경우 입력 이미지의 기울어진 정도를 나타내는 기준 각도 즉, 회전 각도를 산출하게 되면, 그 회전 각도에 따라 입력 이미지를 보정할 수 있게 된다. 이러한 회전 각도를 산출하기 위해, 도 9(a)에서와 같이 입력 이미지에서 x축(가로축)의 일정 크기의 블록 중심(900)과 y축(세로축)의 일정 크기의 블록(902) 중심이 만나는 중심을 기준으로 고정하고, 입력 이미지의 가로축의 일정 크기의 블록(900)을 기준점 탐색 영역으로 설정한다. 그리고 기준점 탐색 영역 내에서 일정 크기의 윈도우 예컨대 3×2 블록 크기로 프로젝션을 수행한다. 이러한 프로젝션을 통한 밝기의 합을 비교하여 그 윈도우 영역의 밝기 합이 최소가 되는 지점을 기준점(904)으로 설정한다. 즉, 블랙 매트릭스와 같은 어두운 영역이 기준점 탐색 영역 내에 많이 포함되어 있을수록 밝기 합은 작아질 것이다.

이어, 도 9(b)에 도시된 바와 같이 기준점(904)을 기준으로 그 기준점(904)을 지나는 가상의 직선(905)을 0°부터 180°까지 회전시켜 1°간격으로 그 직선(905) 상에 있는 화소의 밝기의 합을 저장하여 그 합을 저장된 다른 각도의 합과 비교한다. 이러한 비교 결과 화소의 밝기의 합이 최소가 될 때의 각도를 기준 각도로 산출한다. 이러한 최소의 분산을 갖는 직선은 메인 블랙 매트릭스 영역(907)에 속하는 것으로 인식될 수 있다. 즉, 그 직선(905) 상에 있는 화소들의 분산을 구하고 최소의 분산을 갖는 직선을 찾은 후, 입력 이미지의 세로축을 기준으로 메인 블랙 매트릭스 영역(907)에 해당하는 직선의 기울기를 기준 각도로 산출한다.

이때, 도 6에 도시된 바와 같이 각 부화소들 사이에는 블랙 매트릭스 영역이 존재하는 데, 이러한 블랙 매트릭스 영역들 중 부화소들 사이가 넓은 영역들을 메인 블랙 매트릭스(625)라고 칭하며, 상대적으로 좁은 영역들을 서브 블랙 매트릭스(620)라고 칭한다. 통상적으로 디스플레이 패널에서 부화소들은 R, G, B 각각의 부화소들의 집합이 하나의 화소를 이루는 구조를 가지는데, 화소간의 이격거리와 부화소들간의 이격거리가 다르다. 이에 따라 화소간에 형성된 블랙 매트릭스 영역의 너비와 부화소들간에 형성된 블랙 매트릭스 영역의 너비가 다르게 된다. 화소들간의 이격거리가 부화소들간의 이격거리보다 크므로, 화소들간에 형성된 블랙매트릭스 영역이 부화소들간에 형성된 블랙 매트릭스 영역보다 너비가 크다. 따라서 넓은 블랙 매트릭스 영역인 경우 화소들간에 형성된 넓은 블랙 매트릭스 영역임을 알 수 있고, 좁은 블랙 매트릭스 영역인 경우 부화소들간에 형성된 좁은 블랙 매트릭스임을 알 수 있게 된다.

상기와 같이 입력 이미지 내에서 기준점 및 기준 각도가 산출되면, 이미지 인식 장치(300)는 805단계에서 메인 블랙 매트릭스 프로젝션 및 서브 블랙 매트릭스 프로젝션을 수행한다. 구체적으로, 이미지 인식 장치(300)는 도 9(c)에 도시된 바와 같이 기준 각도의 수직 방향(912)으로 일정 크기의 블록(914) 내에서 프로젝션을 수행한다. 예를 들어, 1×34 크기의 윈도우(910)로 프로젝션을 수행할 수 있다. 이러한 경우 도 9(c)에 도시된 바와 같이, 메인 블랙 매트릭스 영역마다 화소값이 임계값 이하가 되는 프로젝션 결과(915)를 얻을 수 있다.

이러한 메인 블랙 매트릭스 프로젝션 수행 결과를 구체적인 그래프로 나타내면 도 10에 도시된 바와 같다. 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 프로젝션 결과 메인 블랙 매트릭스를 나타낸 그래프이다. 도 10에서 이동방향을 나타내고 세로축은 프로젝션 값을 나타내며, 프로젝션 값이 최대값인 지점은 화소가 최대 분포된 지점으로 판단될 수 있고, 프로젝션 값이 최하인 지점은 화소가 최소 분포된 지점 즉, 블랙 매트릭스 영역이 최대인 지점으로 판단될 수 있다. 따라서 도 10에서 메인 블랙 매트릭스 영역(B)은 프로젝션 값이 최소값과 미리 정해진 임계값(t1)의 합 사이에 위치하는 지점들의 구간이 되며, 프로젝션 값이 임계값(t1)보다 낮은 최소값을 가지는 지점이 메인 블랙 매트릭스 기준점에 해당한다. 이에 따라 도 9(d)에 도시된 바와 같이 메인 블랙 매트릭스 영역 내에서 메인 블랙 매트릭스 기준점들(920)을 찾을 수 있다.

이어, 서브 블랙 매트릭스의 프로젝션 방법을 도 9(e)를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 9(e)에 도시된 바와 같이 기준점(904)을 중심으로 상하로 일정 크기만큼 떨어진 각 위치 예컨대, 일정 크기의 블록 영역(925, 930)에서 가로축 방향으로 프로젝션을 수행한다. 이러한 프로젝션 수행 결과 화소값이 최소가 되는 최소점들을 찾을 수 있는데, 그 최소점들이 서브 블랙 매트릭스 기준점들이 된다. 이때, 일정 크기의 블록 영역(925, 930)은 직선일 수 있으며, 예컨대, 메인 블랙 매트릭스 기준점들을 찾는 방식에서와 동일하게 라인 프로젝션이 수행된다. 즉, 메인 블랙 매트릭스 기준점들은 기준 각도의 수직인 방향으로 1라인 블록을 프로젝션한 것인데 반해, 서브 블랙 매트릭스 기준점들은 메인 블랙 매트릭스 기준점들(920)을 중심으로 한 가로축 방향으로 라인 프로젝션이 수행되는 것이다. 이때, 블랙 매트릭스 기준점들(920)을 중심으로 각각 상하로 일정 간격 떨어진 위치에서 라인 프로젝션이 수행되므로, 상하의 라인 프로젝션 결과 상하의 직선들 중 서브 블랙 매트릭스 기준점들의 평균 간격의 분산값이 작은 직선이 선택되게 된다. 도 9(e)에서는 아래쪽 블록 영역( 930)에서의 화소값 즉, 아래쪽 직선(935)의 화소값들이 서브 블랙 매트릭스 기준점들을 정하는 데 이용된다.

상기한 바와 같이 서브 블랙 매트릭스에 대한 프로젝션을 수행한 후 이미지 인식 장치(300)는 815단계에서 서브 블랙 매트릭스에 대한 각도를 산출한다. 이를 위해 서브 블랙 매트릭스 기준점들 중에서 중심점에 가장 가까운 7개의 점들을 선택한 후, 그 7개의 점들 중 첫번째 점을 중심으로 직선을 180°돌려가면서 각각의 각도에서 그 직선 상에 있는 화소의 밝기의 합을 저장한 후 그 합을 다른 각도의 합과 비교해가면서 최소값을 가지는 직선에 대한 각도를 제1서브 블랙 매트릭스 각도로 산출한다. 마찬가지로 그 7개의 점들 중 일곱번째 점을 중심으로도 상기한 과정을 통해 최소값을 가지는 직선을 찾아 그 직선의 각도를 제2서브 블랙 매트릭스 각도로 산출한다. 이러한 제1 및 제2서브 블랙 매트릭스 각도들에 대한 각도 산출 방식은 805단계에서의 기준 각도를 산출하는 방식과 동일하다.

구체적으로, 도 11(a)를 참조하면, 서브 블랙 매트릭스 프로젝션을 통해 선택되어진 아래쪽 직선(935) 상에서 중심점(1102)으로부터 가장 가까운 첫번째 점(1100) 및 일곱번째 점(935)을 기준으로 각각 제1및 제2서브 블랙 매트릭스 각도를 산출한다. 여기서, 예컨대, 도 11(a)에서의 이미지의 크기가 170×170이라고 할 경우 중심점(1102)은 (85, 85)가 될 것이다. 이와 같이 제1및 제2서브 블랙 매트릭스 각도가 산출되면, 도 11(b)에서와 같이 제1서브 블랙 매트릭스 각도를 기준으로 한 제1서브 블랙 매트릭스 직선(1110) 및 제2서브 블랙 매트릭스 각도를 기준으로 한 제2서브 블랙 매트릭스 직선(1115)을 구할 수 있다.

이후, 이미지 인식 장치(300)는 820단계에서 와핑(warping)을 통한 유효 패턴 영역을 추출한다. 와핑 과정은 좌표 추출에 필요한 유효 패턴 영역 즉, 사각형의 꼭지점의 위치를 결정하여 재정렬하는 과정을 의미한다. 도 11(b)를 참조하면, 제1서브 블랙 매트릭스 직선(1110) 및 제2서브 블랙 매트릭스 직선(1115)와 각각 교차하는 직선(1120, 1125)은 메인 블랙 매트릭스 기준점들 중 중심점(1102)으로부터 가장 가까운 3개의 점들을 정한 후, 첫번째 점(1122) 및 세번째 점(1124)을 기준으로 805단계에서 산출한 기준 각도로 하는 각각의 제1, 제2메인 블랙 매트릭스 직선(1120, 1124)을 구할 수 있다. 이와 같이 제1서브 블랙 매트릭스 직선(1110), 제2서브 블랙 매트릭스 직선(1115), 제1메인 블랙 매트릭스 직선(1120) 및 제2메인 블랙 매트릭스 직선(1124)이 구해지면, 각 직선들이 교차하는 사각형(1130)의 꼭지점들의 위치가 결정될 수 있다.

도 11(b)에서와 같이 예컨대, (x0, y0), (x1, y1), (x2, y2), (x3, y3)와 같은 4개의 꼭지점을 결정하고, 각 꼭지점의 위치를 기준으로 와핑이 수행된다. 이러한 와핑 수행 결과 도 11(c)에서와 같은 이미지를 얻을 수 있다. 이와 같이 와핑은 도 11(b)에서의 회전된 영상(1130)을 도 11(c)에서와 같이 회전이 없는 일정 크기의 영상으로 재정렬하는 것을 의미한다. 이때, 본 발명의 실시예에서는 좌표 추출에 필요한 부화소들로 이루어진 사각형 블록을 유효 패턴 영역으로 추출하며, 도 11(c)에서는 예컨대, 2×6의 부화소들로 이루어진 유효 패턴 영역이 추출된 경우를 예시하고 있다.

그리고나서 이미지 인식 장치(300)는 825단계에서 유효 패턴 영역 내의 각 부화소들의 경계를 결정한다. 이는 각각의 부화소들과 맞닿은 블랙 매트릭스 사이의 경계를 정하고, 정해진 경계를 이용하여 각각의 부화소들의 영역을 검출하기 위한 것이다. 여기서, 부화소는 메인 블랙 매트릭스 영역 또는 서브 블랙 매트릭스 영역과 맞닿을 수 있는데, 부화소와 메인 블랙 매트릭스 영역과의 경계는 하기와 같은 방식으로 정해질 수 있다. 구체적으로, 도 12a에서와 같이 유효 패턴 영역의 높이를 기준으로 1/2되는 중심선(1200)을 기준으로 그 중심으로부터 상하로 일정 간격 떨어진 위치에 도 12b에서와 같은 2개의 직선(1205, 1210)을 정한다. 이때, 일정 간격의 예로는 y축상의 3 포인트 정도의 간격일 수 있으나, 이러한 간격은 디스플레이 패널(310)과 이미지 인식 장치(300)의 용도에 따라 변경될 수 있다.

이어, 부화소와 서브 블랙 매트릭스 영역과의 경계는 도 12c에 도시된 바와 같은 방식으로 정해질 수 있다. 유효 패턴 영역은 2×6의 부화소들을 포함하므로, 가로축에는 6개의 부화소들이 배치되어 있을 것이므로, 그 유효 패턴 영역의 폭(1215)을 6등분하게 되면, 6개의 부화소들이 구분될 수 있을 것이다. 따라서 유효 패턴 영역의 폭(1215)을 6등분하는 각각의 직선(1220)들이 좌우 부화소들 간의 경계선이 될 것이다.

이와 같은 방식으로 유효 패턴 영역 내의 각 부화소들의 경계가 결정되면, 이미지 인식 장치(300)는 830단계에서 각 부화소 내에서 마크를 검출하고, 835단계에서 검출된 마크 배치에 따라 좌표를 산출한다. 이때, 마크 검출은 부화소와 서브 매트릭스 영역 간의 경계에 의해 결정된 각 부화소들마다 행해진다. 각 부화소에서의 마크 검출을 구체적으로 설명하기 위해 도 12d를 참조한다. 도 12d를 참조하면, 하나의 부화소(1230)의 폭은 그 부화소(1230)의 양 옆의 경계선들(1235, 1240)에 의해 정해지는데, 그 양 옆의 경계선들(1235, 1240) 사이의 폭의 1/2되는 지점을 기준으로 세로축으로 라인 프로젝션이 수행된다. 예를 들어, 도 12d에서는 0번째 경계선(1235)과 1번째 경계선(1240) 사이의 중간값에서 프로젝션이 수행된다. 이러한 프로젝션 결과 화소값이 최소로 나오는 지점(어두운 영역)이 마크의 Y 좌표로 설정된다. 이와 동일한 방식으로 나머지 부화소들 즉, 11개의 부화소 영역들 각각에 대해서도 프로젝션이 수행된다. 이렇게 함으로써 유효 패턴 영역 내의 각 부화소들 12개에 대한 Y 좌표를 얻을 수 있게 된다.

이어, 각각의 부화소마다 Y 좌표가 구해지면, 각 부화소마다 X 좌표는 다음과 같은 방식으로 산출된다. 도 12e에 도시된 바와 같이 하나의 부화소(1245) 내에서 Y 좌표를 알고 있으므로, Y 좌표를 기준으로 좌우 경계선들 사이에서 프로젝션이 수행된다. 즉, 부화소(1245)의 폭 이내에서 Y 좌표를 기준으로 가로축 방향으로 라인 프로젝션이 수행된다. 그리고나서 부화소(1245) 내의 중심선(1250)을 기준으로 좌우 영역(1255)의 밝기를 비교한다. 부화소(1245)에서는 중심선(1250)을 기준으로 중심선(1250)의 좌측에는 일부의 마크만 존재하지만 중심선(1250)의 우측에는 마크가 경계선까지 존재하므로, 중심선(1250)의 우측 부분에서의 프로젝션 결과에 따른 화소값이 더 작은 값이 나올 것이다. 즉, 중심선(1250)의 우측 부분이 더 어두운 프로젝션 결과가 나타나므로, 좌, 우측 부분 중 더 어두운 우측 부분에 마크가 있다고 인지하게 된다. 이에 따라 각 부화소마다 좌, 우측 중 어느 하나가 각 부화소에서의 마크의 X 좌표로 설정된다. 도 12e에서는 부화소(1245) 내에서 우측에 마크가 있다고 인지되어, 부화소(1245) 내의 Y좌표를 기준으로 한 직선과 우측 경계선이 만나는 지점이 그 부화소(1245) 내의 마크의 X좌표로 설정된다. 이와 같은 방식으로 나머지 부화소들에서도 각 마크의 X 좌표를 구할 수 있다. 이에 따라 유효 패턴 영역에서는 12개의 마크 배치에 대한 번호를 얻을 수 있게 된다. 다시 말하면, 도 7에서와 같이 마크 배치가 덴트를 포함하여 0~6 중에서 어디에 해당하는지를 결정한다면 마크 배치에 대한 번호(덴트, 0~6)를 얻을 수 있으며, 이에 따라 12개의 마크 배치를 디코딩하여 좌표를 산출할 수 있다.

한편, 상기 설명에서는 본 발명이 2×6 부화소를 유효 패턴 영역의 기준으로 적용한 경우를 예를 들어 설명하였지만, 다양한 기준 화소에 적용될 수 있다. 예컨대 본 발명의 실시 예에 따른 패턴은 2×3, 3×3, 4×4 등과 같이 다양한 화소를 기준으로 하여 적용될 수 있고, 기준 화소 내 포함된 부화소들에 포함되는 마크의 수도 다양하게 변형 가능하다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 각 부화소마다 하나씩 존재하는 마크는 화소의 위치에 해당하는 좌표를 나타내기 위한 것이며 디스플레이 패널 상에 패턴의 형태로 보여지는 것이다. 그러면 패턴 인식 펜(Pattern Recognition Pen: PR PEN)등의 전자펜은 디스플레이 패널 상에 구비된 패턴을 촬영하고, 촬영된 패턴 영상 분석을 통해 디스플레이 패널상의 고유 위치를 인식하게 된다.

본 발명의 실시 예들은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합의 형태로 실현 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 임의의 소프트웨어는 예를 들어, 삭제 가능 또는 재기록 가능 여부와 상관없이, ROM 등의 저장 장치와 같은 휘발성 또는 비휘발성 저장 장치, 또는 예를 들어, RAM, 메모리 칩, 장치 또는 집적 회로와 같은 메모리, 또는 예를 들어 CD, DVD, 자기 디스크 또는 자기 테이프 등과 같은 광학 또는 자기적으로 기록 가능함과 동시에 기계(예를 들어, 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체에 저장될 수 있다. 이미지 인식 장치 내에 포함될 수 있는 메모리는 본 발명의 실시 예들을 구현하는 지시들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들을 저장하기에 적합한 기계로 읽을 수 있는 저장 매체의 한 예임을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 본 명세서의 임의의 청구항에 기재된 방법을 구현하기 위한 코드를 포함하는 프로그램 및 이러한 프로그램을 저장하는 기계로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함한다. 또한, 이러한 프로그램은 유선 또는 무선 연결을 통해 전달되는 통신 신호와 같은 임의의 매체를 통해 전자적으로 이송될 수 있고, 본 발명은 이와 균등한 것을 적절하게 포함한다.

또한, 상기 이미지 인식 장치는 유선 또는 무선으로 연결되는 프로그램 제공 장치로부터 상기 프로그램을 수신하여 저장할 수 있다. 상기 프로그램 제공 장치는 상기 이미지 인식 장치에서 디스플레이 장치에 형성된 패턴을 인식하여 입력 위치를 검출하는 방법을 수행하도록 하는 지시들을 포함하는 프로그램, 입력 위치를 검출하는 방법에 필요한 정보 등을 저장하기 위한 메모리와, 상기 이미지 인식 장치와의 유선 또는 무선 통신을 수행하기 위한 통신부와, 상기 이미지 인식 장치의 요청 또는 자동으로 해당 프로그램을 상기 이미지 인식 장치로 전송하는 제어부를 포함할 수 있다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해져야 한다.

Claims

이미지 인식 장치에서 디스플레이 장치에 형성된 패턴을 인식하여 입력 위치를 검출하는 방법에 있어서,
이미지 센서로부터 상기 디스플레이 장치의 화면을 촬영한 이미지를 입력받는 과정과,
상기 입력된 이미지에서 패턴 인식을 위한 유효 패턴 영역을 추출하는 과정과,
상기 유효 패턴 영역 내에 포함된 부화소들의 경계를 결정하는 과정과,
상기 부화소들마다 상기 디스플레이 장치의 화소들 각각의 좌표값을 나타내는 직사각형의 마크를 검출하는 과정과,
상기 검출된 마크 배치를 이용하여 디스플레이 좌표를 산출하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 디스플레이 장치에 형성된 패턴을 인식하여 입력 위치를 검출하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 직사각형의 마크는,
상기 부화소의 폭의 절반 이상의 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치에 형성된 패턴을 인식하여 입력 위치를 검출하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 유효 패턴 영역을 추출하는 과정은,
상기 입력 이미지에서 기준점 및 상기 입력 이미지의 기울어진 정도를 나타내는 기준 각도를 산출하는 과정과,
상기 기준점 및 기준 각도를 이용하여 상기 입력 이미지에서 블랙 매트릭스 영역을 검출하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 디스플레이 장치에 형성된 패턴을 인식하여 입력 위치를 검출하는 방법.
제3항에 있어서, 상기 기준 각도의 수직 방향으로 제1프로젝션을 수행하는 과정과,
상기 제1프로젝션을 통해 상기 부화소들 간의 메인 블랙 매트릭스 기준점들을 결정하는 과정과,
상기 기준점을 중심으로 상하로 일정 크기만큼 떨어진 각 위치에서 가로축 방향으로 제2프로젝션을 수행하는 과정과,
상기 제2프로젝션을 통해 상기 부화소들 간의 서브 블랙 매트릭스 기준점들을 결정하는 과정과,
상기 메인 블랙 매트릭스 기준점들을 통과하는 직선들 및 상기 서브 블랙 매트릭스 기준점들을 통과하는 직선들과의 교차점을 결정하는 과정과,
상기 교차점들 이용하여 상기 유효 패턴 영역을 결정하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 디스플레이 장치에 형성된 패턴을 인식하여 입력 위치를 검출하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 유효 패턴 영역은,
입력 위치를 검출하기 위한 미리 정해진 기본 패턴 블록 크기인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치에 형성된 패턴을 인식하여 입력 위치를 검출하는 방법.
제5항에 있어서, 상기 미리 정해진 기본 패턴 블록 크기는,
2×6 부화소들을 포함함을 특징으로 하는 디스플레이 장치에 형성된 패턴을 인식하여 입력 위치를 검출하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 2×6 부화소들 중 어느 하나의 부화소 내에는 전자펜의 입력 위치를 산출하기 위한 기준을 나타내는 덴트 마크로 이용되는 마크가 배치되며, 7개의 부화소들 내에는 0~6의 좌표값을 나타내기 위한 마크가 각각 하나씩 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치에 형성된 패턴을 인식하여 입력 위치를 검출하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 직사각형의 마크를 검출하는 과정은,
상기 유효 패턴 영역 내에 포함된 부화소들마다 상기 부화소의 좌우 경계선 폭의 중심선을 기준으로 세로축으로 제3프로젝션을 수행하는 과정과,
상기 제3프로젝션 결과 상기 부화소들 내 각 마크의 Y 좌표를 결정하는 과정과,
상기 Y 좌표를 기준으로 한 직선 상에서 제4프로젝션을 수행하는 과정과,
상기 제4프로젝션 결과 상기 부화소들 내 각 마크의 X 좌표를 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 디스플레이 장치에 형성된 패턴을 인식하여 입력 위치를 검출하는 방법.
디스플레이 장치에 형성된 패턴을 인식하여 입력 위치를 검출하는 이미지 인식 장치에 있어서,
상기 디스플레이 장치의 화면을 촬영한 이미지를 수신하는 이미지 센서와,
상기 입력된 이미지에서 패턴 인식을 위한 유효 패턴 영역을 추출하고, 상기 유효 패턴 영역 내에 포함된 부화소들의 경계를 결정한 후, 상기 부화소들마다 상기 디스플레이 장치의 화소들 각각의 좌표값을 나타내는 직사각형의 마크를 검출하여, 상기 검출된 마크 배치를 이용하여 디스플레이 좌표를 산출하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 디스플레이 장치에 형성된 패턴을 인식하여 입력 위치를 검출하는 이미지 인식 장치.
제9항에 있어서, 상기 직사각형의 마크는,
상기 부화소의 폭의 절반 이상의 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치에 형성된 패턴을 인식하여 입력 위치를 검출하는 이미지 인식 장치.
제9항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 입력 이미지에서 기준점 및 상기 입력 이미지의 기울어진 정도를 나타내는 기준 각도를 산출한 후, 상기 기준점 및 기준 각도를 이용하여 상기 입력 이미지에서 블랙 매트릭스 영역을 검출함을 특징으로 하는 디스플레이 장치에 형성된 패턴을 인식하여 입력 위치를 검출하는 이미지 인식 장치.
제11항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 기준 각도의 수직 방향으로 제1프로젝션을 수행하여 상기 부화소들 간의 메인 블랙 매트릭스 기준점들을 결정하고, 상기 기준점을 중심으로 상하로 일정 크기만큼 떨어진 각 위치에서 가로축 방향으로 제2프로젝션을 수행하여 상기 부화소들 간의 서브 블랙 매트릭스 기준점들을 결정하고, 상기 메인 블랙 매트릭스 기준점들을 통과하는 직선들 및 상기 서브 블랙 매트릭스 기준점들을 통과하는 직선들과의 교차점을 결정한 후, 상기 교차점들 이용하여 상기 유효 패턴 영역을 결정함을 특징으로 하는 디스플레이 장치에 형성된 패턴을 인식하여 입력 위치를 검출하는 이미지 인식 장치.
제9항에 있어서, 상기 유효 패턴 영역은,
입력 위치를 검출하기 위한 미리 정해진 기본 패턴 블록 크기인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치에 형성된 패턴을 인식하여 입력 위치를 검출하는 이미지 인식 장치.
제13항에 있어서, 상기 미리 정해진 기본 패턴 블록 크기는,
2×6 부화소들을 포함함을 특징으로 하는 디스플레이 장치에 형성된 패턴을 인식하여 입력 위치를 검출하는 이미지 인식 장치.
제14항에 있어서,
상기 2×6 부화소들 중 어느 하나의 부화소 내에는 전자펜의 입력 위치를 산출하기 위한 기준을 나타내는 덴트 마크로 이용되는 마크가 배치되며, 7개의 부화소들 내에는 0~6의 좌표값을 나타내기 위한 마크가 각각 하나씩 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치에 형성된 패턴을 인식하여 입력 위치를 검출하는 이미지 인식 장치.
패턴을 구비하는 디스플레이 장치에 있어서,
상기 디스플레이 장치의 화소를 이루는 하나 이상의 부화소들에 해당하는 다수의 컬러 필터들과,
상기 다수의 컬러 필터들 사이에 형성된 블랙 매트릭스를 포함하고,
상기 하나 이상의 부화소들은 상기 디스플레이 장치의 화소들 각각의 좌표값을 나타내는 직사각형의 마크를 하나씩 포함함을 특징으로 하는 패턴을 구비하는 디스플레이 장치.
제16항에 있어서, 상기 마크의 길이는,
상기 부화소의 폭의 절반 이상의 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 패턴을 구비하는 디스플레이 장치.
제16항에 있어서, 상기 마크는,
상기 부화소의 폭 길이의 1/2 이상 상기 3/4 이하의 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 패턴을 구비하는 디스플레이 장치.
제16항에 있어서, 상기 하나 이상의 부화소 내의 각각의 마크들은 2×6 부화소들을 기준으로 한 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 패턴을 구비하는 디스플레이 장치.
제19항에 있어서, 상기 2×6 부화소들 중 어느 하나의 부화소 내에는 전자펜의 입력 위치를 산출하기 위한 기준을 나타내는 덴트 마크로 이용되는 마크가 배치되며, 7개의 부화소들 내에는 0~6의 좌표값을 나타내기 위한 마크가 각각 하나씩 배치되는 것을 특징으로 하는 패턴을 구비하는 디스플레이 장치.