KR20160054376A - Apparatus for sensing the Position of an Object - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 회전 광학계를 이용한 지시물체의 위치인식장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 디스플레이 장치의 테두리에 별도의 반사부재를 설치하지 않더라도 단순히 광학모듈에 의해 화면 전방에 투사된 투사광이 지시물체의 표면에 회귀 반사되어 상기 광학모듈에 입사되는 반사광을 이용하여 디스플레이 화면상에서 상기 지시물체의 위치를 인식하도록 구성됨으로써 디스플레이 장치의 두께 증가를 최소화할 수 있는 회전 광학계를 이용한 지시물체 위치인식장치에 관한 것이다.
More specifically, the present invention relates to an apparatus for recognizing the position of a pointing object using a rotating optical system, and more particularly, To a pointed object position recognition apparatus using a rotating optical system capable of minimizing an increase in thickness of a display device by being configured to recognize the position of the pointing object on a display screen by using reflected light incident on the optical module, .
일반적으로 디스플레이 장치는 컴퓨터 모니터, 텔레비전 모니터, 모바일폰 등 화면을 표시하는 제품에 사용되는데, 화면을 구현하는 방식에 따라 액정표시소자(LCD; Liquid crystal display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP; Plasma display panel), 진공형광소자(VFD) 등으로 구분된다.2. Description of the Related Art Generally, a display device is used in a product that displays a screen such as a computer monitor, a television monitor, and a mobile phone. A liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP) ), A vacuum fluorescent element (VFD), and the like.
이러한 디스플레이 장치에서 화면상 임의의 위치를 물체로 지시(또는 접촉)할 때 화면상 물체의 위치를 인식하는 방법들은, 저항값의 변화를 감지하여 물체의 위치를 인식하는 방법, 정전 용량의 변화를 감지하여 물체의 위치를 인식하는 방법, 광학모듈을 이용하여 물체의 위치를 인식하는 방법 등 다양한 방법이 개발되고 있다.Methods of recognizing the position of an object on the screen when an arbitrary position on the screen is pointed (or contacted) with an object on the screen include a method of recognizing the position of an object by sensing a change in resistance value, A method of detecting a position of an object, and a method of recognizing the position of an object using an optical module have been developed.
위 방법들 중 저항값의 변화를 감지하여 물체의 위치를 입력하는 방법, 정전 용량의 변화를 감지하여 물체의 위치를 인식하는 방법은 대형 디스플레이 장치에 적용하기 어려운 점이 있고 터치 방식이기 때문에 장시간 사용할 경우 디스플레이 패널의 손상으로 인하여 오동작이 발생되는 문제점이 있었다.Among the above methods, the method of inputting the position of the object by detecting the change of the resistance value, the method of recognizing the position of the object by detecting the change of the capacitance is difficult to apply to the large display device. There is a problem that a malfunction occurs due to damage of the display panel.
따라서, 최근에는 디스플레이 장치의 화면과 평행하게 광을 조사하고 그 반사광을 이용하여 물체를 인식하는 광학모듈을 이용하는 방식이 개발되고 있는데, 이러한 광학모듈을 이용한 지시물체 인식장치에 관한 내용은 하기 [문헌 1] 등에 상세히 개시되어 있다.Recently, a method of using an optical module that irradiates light in parallel with a screen of a display device and recognizes an object by using the reflected light has been developed. The content of the indicated object recognizing device using such an optical module is described in [ 1].
그러나, 하기 [문헌 1] 등에서 적용하고 있는 광학모듈을 이용한 지시물체 인식장치는 광학모듈에서 조사된 광이 디스플레이 장치의 테두리에 설치된 반사부재에 반사되었는지 여부에 따라 물체를 인식하는 방식이기 때문에, 상기 반사부재를 별도로 부착해야 하는 문제점과 이로 인하여 반사부재의 두께만큼 디스플레이 장치가 전면으로 돌출되어야 하는 문제점이 있었다.However, the pointed object recognizing apparatus using the optical module applied in the following [Document 1] is a method of recognizing the object according to whether or not the light irradiated from the optical module is reflected on the reflecting member provided on the rim of the display device. There is a problem in that the reflective member must be separately attached and the display device must protrude to the front side by the thickness of the reflective member.
[문헌 1] 한국등록특허 제1097992호(2011. 12. 26. 공고)
[Reference 1] Korean Patent No. 1097992 (issued on December 26, 2011)
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 디스플레이 장치의 테두리에 별도의 반사부재를 설치하지 않더라도 단순히 광학모듈에 의해 화면 전방에 투사된 투사광이 지시물체의 표면에 회귀 반사되어 상기 광학모듈에 입사되는 반사광을 이용하여 디스플레이 화면상에서 상기 지시물체의 위치를 인식하도록 구성됨으로써 디스플레이 장치의 두께 증가를 최소화할 수 있는 회전 광학계를 이용한 지시물체 위치인식장치를 제공하기 위한 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a display device and a method of manufacturing the display device, And the position of the indicated object is recognized on the display screen by using reflected light incident on the optical module, thereby minimizing the thickness increase of the display device. .
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 회전 광학계를 이용한 지시물체 위치인식장치는 화면을 구성하는 디스플레이 장치의 테두리 일측에 각각 설치되어 상기 화면에 수직한 방향을 축으로 회전하면서 상기 화면과 평행한 방향으로 투사광을 조사하고, 상기 화면에 접근한 지시물체의 표면으로부터 상기 투사광이 회귀 반사된 반사광을 수신하여 수광신호를 출력하는 한 쌍의 회전광학부와, 상기 수광신호를 이용하여 상기 화면상에서 지시물체의 위치를 인식하는 제어부를 포함하되, 상기 투사광의 조사 영역은 동일한 평면상에서 서로 교차되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for recognizing a pointed object using a rotating optical system, the apparatus comprising: A pair of rotation optics for projecting the projection light in one direction and receiving reflected light obtained by projecting and projecting the projection light from the surface of the pointing object approaching the screen and outputting a light reception signal; And a control unit for recognizing the position of the pointing object on the screen, wherein the irradiation areas of the projection light are mutually intersected on the same plane.
또한, 상기 회전광학부 각각은, 상기 화면과 수직인 회전축을 중심으로 회전하는 구동모터, 상기 구동모터에 결합되어 회전하면서 상기 회전축 방향으로 투사광을 조사하고 상기 반사광을 수신하여 수광신호를 출력하는 광모듈, 및 상기 구동모터에 결합되어 회전하면서 상기 투사광을 화면과 평행한 방향으로 반사하고 상기 지시물체의 표면으로부터 반사된 반사광을 상기 광모듈 방향으로 반사하는 반사거울을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.Each of the rotating optical units includes a driving motor that rotates about a rotation axis perpendicular to the screen, a driving motor that is coupled to the driving motor to irradiate projection light in the rotation axis direction, receive the reflected light, And a reflection mirror coupled to the driving motor and reflecting the projection light in a direction parallel to the screen while rotating and reflecting the reflection light reflected from the surface of the indicated object toward the optical module. do.
또한, 상기 광모듈은 회전축의 중심에 설치되어 투사광을 조사하는 발광모듈과, 상기 발광모듈의 외주연에 설치되어 상기 반사거울에서 반사된 반사광을 수신하여 수광신호를 출력하는 수광모듈을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The optical module may include a light emitting module installed at the center of the rotation axis to irradiate the projection light and a light receiving module installed at the outer circumference of the light emitting module and receiving the reflected light reflected by the reflection mirror and outputting a light receiving signal, .
또한, 상기 한 쌍의 회전광학부는 상기 디스플레이 장치의 일측 테두리에서 양측 모서리부에 서로 대향하도록 설치되고, 각각 상기 대향하는 방향을 기준으로 미리 정해진 각도로 정역회전 하는 것을 특징으로 한다.The pair of rotating optical parts are provided so as to face each other on both side edges of one side edge of the display device, and are rotated forward and backward at a predetermined angle with reference to the opposite direction.
또한, 상기 회전광학부 각각은, 상기 화면과 수직인 회전축을 중심으로 정역회전하는 구동모터, 상기 구동모터에 결합되어 회전하고 상기 화면과 평행한 판상의 베이스, 상기 베이스의 상면 일측에 고정 설치되어 투사광을 조사하는 발광모듈, 상기 베이스의 상면 타측에 고정 설치되어 상기 반사광을 수신하여 수광신호를 출력하는 수광모듈, 상기 베이스의 상면에서 투사광의 경로와 동일 또는 평행한 경로상에 고정 설치되어 상기 지시물체로부터 회귀 반사되어 입사되는 반사광을 상기 수광모듈 방향으로 반사하는 하프미러를 포함하는 것을 특징으로 한다.Each of the rotating optical units may include a driving motor rotated in the forward and reverse directions about a rotation axis perpendicular to the screen, a plate-like base rotated by being coupled to the driving motor and parallel to the screen, and fixed on one side of the upper surface of the base A light receiving module fixedly installed on the other side of the upper surface of the base for receiving the reflected light and outputting a light receiving signal; a light receiving module fixedly installed on a path which is the same as or parallel to the path of the projected light on the upper surface of the base, And a half mirror for reflecting the reflected light, which is reflected and reflected from the indicated object, in the direction of the light receiving module.
또한, 상기 베이스는 구동모터의 회전자인 것을 특징으로 한다.Further, the base is a rotor of a driving motor.
또한, 상기 제어부는 미리 정해진 기준 위치에 대한 상기 회전광학부 각각의 회전각을 이용하여 상기 지시물체의 위치를 인식하는 것을 특징으로 한다.The control unit recognizes the position of the pointing object by using the rotation angle of each of the rotation optical units with respect to a predetermined reference position.
또한, 상기 회전광학부는 상기 기준 위치에 도달하는 시각인 기준시를 감지하기 위한 위치 스캔부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 기준시와 상기 수광신호가 출력된 시각을 이용하여 상기 회전각을 연산하는 것을 특징으로 한다.Further, the rotation optical unit may further include a position scan unit for sensing a reference time, which is a time when the rotation optical unit reaches the reference position, and the control unit calculates the rotation angle using the reference time and the output time of the light receiving signal .
또한, 상기 제어부는 상기 수광신호를 외부 노이즈와 분리하기 위한 신호 필터모듈, 상기 노이즈가 제거된 수광신호를 증폭하기 위한 신호 증폭모듈, 및 상기 회전각을 연산하기 위한 회전각 연산모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
The control unit may further include a signal filter module for separating the received light signal from external noise, a signal amplification module for amplifying the noise-removed light reception signal, and a rotation angle calculation module for calculating the rotation angle .
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 회전 광학계를 이용한 지시물체 위치인식장치는 디스플레이 장치의 테두리에 설치된 광학모듈에 의하여 화면 전방에 투사된 투사광이 상기 화면에 접근한 지시물체의 표면에 회귀 반사되어 상기 광학모듈에 입사되는 반사광을 이용하여 상기 화면상에서 상기 지시물체의 위치를 인식하도록 구성됨으로써 종래 기술과 대비할 때 디스플레이 장치의 테두리에 별도의 반사부재를 설치할 필요성이 없기 때문에 디스플레이 장치의 두께 증가를 최소화할 수 있는 장점이 있다.As described above, the pointing device for pointing objects using the rotating optical system according to the present invention is configured such that the projection light projected in front of the screen is reflected and reflected on the surface of the pointing object approaching the screen by the optical module installed at the rim of the display device Since the position of the pointing object is recognized on the screen by using the reflected light incident on the optical module, there is no need to provide a separate reflecting member on the edge of the display device in comparison with the prior art, There is an advantage to be able to do.
또한, 본 발명에 따른 회전 광학계를 이용한 지시물체 위치인식장치는 각각의 회전광학부가 구동모터와 일체로 결합되어 회전하는 방식이기 때문에 구동모터와 광학계가 분리되어 있는 [문헌 1]등의 종래 기술과 대비할 때 조립공정이 매우 편리해지는 장점이 있다.In the pointed object position recognizing apparatus using the rotating optical system according to the present invention, since each rotary optical unit is integrally coupled with the driving motor and rotates, a driving motor and an optical system are separated from each other. There is an advantage that the assembling process becomes very convenient when preparing.
즉, 종래 기술의 경우 광모듈과 반사거울과의 광학적 정렬과 반사거울과 화면과의 광학적 정렬을 모두 고려하여 각 구성요소를 조립하여야 하는 문제점이 있으나, 본 발명과 같이 광모듈과 구동모터가 일체화될 경우 반사거울에서 반사되는 광만 화면과 평행하도록 회전광학부 전체를 정렬시키기만 하면 되기 때문에 부품 조립 및 설치가 매우 용이해지게 되는 장점이 있다.
That is, in the related art, there is a problem in that the optical module and the driving motor are integrated with each other in the same manner as in the present invention, considering the optical alignment between the optical module and the reflecting mirror and the optical alignment between the reflecting mirror and the screen. It is merely required to align the entire rotating optical part so that only the light reflected from the reflecting mirror is parallel to the screen. Therefore, there is an advantage that the assembling and installation of the parts becomes very easy.
도1는 본 발명의 제1실시예에 따른 회전 광학계를 이용한 지시물체 위치인식장치가 디스플레이 장치에 장착된 상태를 나타낸 사시도,
도2와 도3은 각각 도1의 A-A부에 대한 단면도와 회전광학부의 부분 확대 단면도,
도4는 본 발명의 제1실시예에 따른 회전 광학계를 이용한 지시물체 위치인식장치의 동작구성을 설명하기 위한 블럭도,
도5는 본 발명의 제1실시예에 따른 회전 광학계를 이용한 지시물체 위치인식장치의 다른 변형예를 나타낸 도면,
도6과 도7은 각각 본 발명의 제2실시예에 따른 회전 광학계를 이용한 지시물체 위치인식장치가 디스플레이 장치에 장착된 상태를 나타낸 분해사시도와 결합도,
도8은 도7의 B-B부에 대한 단면도,
도9는 본 발명의 제2실시예에 따른 회전 광학계를 이용한 지시물체 위치인식장치의 동작을 설명하기 위한 도면,
도10과 도11은 본 발명의 제2실시예에 따른 지시물체 위치인식 장치에 적용된 회전 광학계의 전체적인 구성 및 동작원리를 나타낸 도면이다.1 is a perspective view illustrating a state in which an indicated object position recognition apparatus using a rotating optical system according to a first embodiment of the present invention is mounted on a display device,
Figs. 2 and 3 are respectively a cross-sectional view taken along line AA in Fig. 1 and a partially enlarged cross-
FIG. 4 is a block diagram for explaining an operation configuration of an indicated object position recognizing apparatus using a rotating optical system according to the first embodiment of the present invention; FIG.
5 is a view showing another modified example of the pointed object position recognition apparatus using the rotation optical system according to the first embodiment of the present invention,
6 and 7 are an exploded perspective view and a combined view showing a state in which an indicated object position recognizing device using a rotating optical system according to a second embodiment of the present invention is mounted on a display device,
8 is a sectional view taken along the line BB in Fig. 7,
9 is a view for explaining the operation of the pointed object position recognizing apparatus using the rotating optical system according to the second embodiment of the present invention,
FIGS. 10 and 11 are views showing the overall configuration and operation principle of a rotating optical system applied to the pointed object position recognizing apparatus according to the second embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 이용하여 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(제1실시예)(Embodiment 1)
도1는 본 발명의 제1실시예에 따른 회전 광학계를 이용한 지시물체 위치인식장치가 디스플레이 장치에 장착된 상태를 나타낸 사시도이고, 도2와 도3은 각각 도1의 A-A부에 대한 단면도와 회전광학부의 부분 확대 단면도이다.FIG. 1 is a perspective view showing a state in which an indicating object position recognizing apparatus using a rotating optical system according to a first embodiment of the present invention is mounted on a display device, FIGS. 2 and 3 are a cross- Fig.
또한, 도4는 본 발명의 제1실시예에 따른 회전 광학계를 이용한 지시물체 위치인식장치의 동작구성을 설명하기 위한 블럭도이고, 도5는 본 발명의 제1실시예에 따른 회전 광학계를 이용한 지시물체 위치인식장치의 다른 변형예를 나타낸 도면이다.4 is a block diagram for explaining an operation configuration of the pointed object position recognition apparatus using the rotating optical system according to the first embodiment of the present invention, Fig. 8 is a diagram showing another modified example of the pointed object position recognizing apparatus.
본 발명에 따른 회전 광학계를 이용한 지시물체 위치인식장치는 화면을 구성하는 디스플레이 장치(10)의 테두리 일측에 각각 설치되는 한 쌍의 회전광학부(20,30)와, 상기 회전광학부(20,30)를 이용하여 상기 화면에 접근한 지시물체의 위치를 인식하는 제어부(100)를 포함하여 구성된다.The pointed object position recognizing apparatus using the rotating optical system according to the present invention includes a pair of rotating
또한, 상기 한 쌍의 회전광학부(20,30)는 각각 상기 화면에 수직한 방향을 축으로 회전하면서 화면의 전방에 상기 화면과 평행한 방향으로 투사광을 조사하고, 상기 화면에 접근한 지시물체의 표면으로부터 상기 투사광이 회귀 반사된 반사광을 수신하여 수광신호를 출력하도록 구성된다.The pair of rotating
따라서, 상기 회전광학부(20,30)에 의하여 조사되는 투사광은 방사상으로 조사되어 각각의 조사영역이 전체적으로 화면과 평행한 평면을 이루게 되며, 구체적으로는 후술하는 방식으로 지시물체의 위치를 인식할 수 있도록 상기 회전광학부(20,30) 각각의 조사영역은 동일한 평면상에서 서로 교차(즉, 중첩)되는 특성을 가지게 된다.Therefore, the projection light irradiated by the rotating
본 실시예에서는 일예로서 상기 한 쌍의 회전광학부(20,30)는 디스플레이 장치(10)의 상면 테두리 일측에 설치된 제1회전광학부(20)와 상기 제어부(100)를 사이에 두고 상기 제1회전광학부(20)와 대향하도록 상기 상면 테두리 타측에 설치된 제2회전광학부(30)를 포함하도록 구성하였으나 이에 한정되지 아니하며, 동일한 기능을 수행하는 범위 내에서는 상기 한 쌍의 회전광학부(20,30)는 필요에 따라 각각 디스플레이 장치(10)의 테두리 일측에 설치될 수 있다.In this embodiment, for example, the pair of rotating
이때, 상기 제1회전광학부(20)는 하우징(21), 상기 하우징의 내부에 수용되어 상기 화면과 수직인 회전축(22d)을 중심으로 회전하는 구동모터(22), 상기 구동모터(22)에 결합되어 회전하면서 상기 회전축(22d) 방향으로 투사광을 조사하고 상기 반사광을 수신하여 수광신호를 출력하는 광모듈(23,24), 및 상기 구동모터(22)에 결합되어 회전하면서 상기 투사광을 화면과 평행한 방향으로 반사하고 상기 지시물체의 표면으로부터 반사된 반사광을 상기 광모듈 방향으로 반사하는 반사거울(25)을 포함하여 구성된다.The first rotation
또한, 상기 하우징(21)은 금속 또는 플라스틱 재질로 구성되며, 디스플레이 장치(10)의 상부면에 장착되는 하부면에는 장착홈(G)이 형성되어 있는 것이 바람직하다.It is preferable that the
또한, 상기 하우징(21)의 적어도 일측에는 후술하는 바와 같이 회전하는 광모듈(23,24)이 조사하거나 수신하는 투사광 및 반사광이 투과될 수 있도록 광학창(W)이 형성되는데, 상기 광학창(W)은 개방된 슬릿 형상으로 구성될 수도 있으나 하우징(21)의 내부에 먼지 등의 오염물질이 유입되는 것을 방지하기 위하여 유리나 플라스틱 재질을 이용하여 밀폐형으로 구성하는 것이 더욱 바람직하다. An optical window W is formed on at least one side of the
또한, 상기 구동모터(22)는 소형 BLDC 모터와 같은 통상의 모터로 바람직하게 구현될 수 있는데, 본 실시예에서는 일예로서 상기 구동모터(22)를 중앙부에 중공형 홀(22g)이 형성된 외전형 BLDC 모터로 구성하였다.The
상기 구동모터(22)는 모터를 동작시키기 위한 제어회로 등을 포함하는 기재패널(22a), 상기 기재패널(22a)의 상면에 중공형의 회전축(22d)을 중심으로 회전하도록 상기 회전축(22d)과 결합된 회전자(22e), 상기 회전축(22d)이 삽입 설치되는 베어링(22c), 상기 베어링(22c)의 외주면을 따라 설치되며 코일이 감긴 고정자(22b), 상기 고정자(22b)와 일정 간격을 유지하도록 상기 회전자(22e)의 내주면에 설치된 영구자석(22f)을 포함하여 구성된다.The driving
이때, 상기 회전자(22e)는 상면이 평면인 캡 형상으로 구성되며, 상기 영구자석(22f)은 N극과 S극이 교대로 배치된다.At this time, the
본 실시예에서는 상기 구동모터(22)가 상술한 바와 같이 구성되는 경우에 대해서 일예로서 설명하나 이에 한정되지 아니하며, 동일한 기능을 수행하는 범위내에서는 상기 구동모터(22)가 다르게 구성될 수 있음은 물론이다.In the present embodiment, the
또한, 상기 광모듈(23,24)은 회전축(22d)의 중심에 설치되어 투사광을 조사하는 발광모듈(23)과, 상기 발광모듈(23)의 외주연에 설치되어 상기 반사거울(25)에서 반사된 반사광을 수신하여 수광신호를 출력하는 수광모듈(24)을 포함하여 구성된다.The
본 실시예에서는 상기 광모듈(23,24)이 일체형으로 구성됨으로써 종래 기술에서 사용되던 하프미러를 생략할 수 있는 장점이 있으며, 일예로서 광모듈(23,24)이 상기 회전축(22d)의 중공형 홀(22g)의 상부에 형성된 안착홈(미도시)에 고정 설치되는 것으로 구성하였다.In the present embodiment, the
또한, 상기 발광모듈(23)은 특정 주파수 대역의 적외선을 조사하도록 구성되는 것이 바람직한데, 본 실시예서는 일예로서 통상의 적외선 레이저 광원을 이용하여 상기 발광모듈(23)을 구성하였다.The
또한, 상기 수광모듈(24)은 입사되는 반사광의 세기에 비례하는 전기신호인 수광신호를 생성시키는 것으로서 다이오드 등으로 이루어지는 통상의 수광센서(포토 다이오드 등)를 이용하여 바람직하게 구현될 수 있다.The
또한, 상기 반사거울(25)은 광모듈(23,24)의 상부에 위치하도록 상기 회전자(22e)의 상면 일측에 설치되는데, 상기 발광모듈(23)로부터 회전축(22d) 방향으로 방출되는 투사광을 디스플레이 면과 평행한 방향으로 반사할 수 있는 각도로 설치되는 것이 바람직하다.The reflecting
또한, 필요에 따라서는 상기 반사거울(25)에서 반사된 광의 광로상에는 집광렌즈(또는 collimating lense)(26)가 더 설치될 수 있다.Further, if necessary, a condensing lens (or collimating lens) 26 may be further provided on the optical path of the light reflected by the reflecting
상기와 같은 구성에 의하여 발광모듈(23)에서 조사된 투사광은 반사거울에 반사된 후 집광렌즈 방향으로 굴절되고, 상기 굴절된 광은 집광렌즈를 통과하면서 디스플레이면과 평행한 방향으로 조사된다.The projection light emitted from the
한편, 디스플레이면에 위치한 지시물체에 반사된 반사광은 지시물체의 표면에서 난반사가 이루어지면서 대부분 상술한 조사광과 달리 디스플레이면과 일정 각도를 유지한 채로 집광렌즈를 통과한 후 반사거울에서 반사된다.On the other hand, the reflected light reflected by the pointing object located on the display surface is reflected by the reflecting mirror after passing through the condensing lens while maintaining a certain angle with the display surface, unlike the above-mentioned irradiation light.
또한, 상기 반사광은 반사거울(25)에 의하여 상기 회전축(22d)과 일정 각도를 유지하면서 상기 회전축(22d) 방향으로 반사되기 때문에 본 실시예와 같이 발광모듈(23)의 외주연에 수광모듈(24)을 설치한 경우에도 상기 반사광의 센싱이 가능하게 된다.Since the reflected light is reflected by the reflecting
이 경우, 본 실시예에 따른 제1,2회전광학부(20,30)는 일예로서 360도 회전하도록 구성되는데, 필요에 따라서는 후술하는 제2실시예와 같이 각각 90도의 각도로 정역회전하도록 구성될 수도 있다.
In this case, the first and second rotary
이와 같이 구성된 본 실시예에 따른 회전 광학계는 종래 기술과 대비할 때 하프미러를 생략가능하기 때문에 가용 광량이 이론적으로는 25%에서 100%로 증가하게 되는 장점이 있어, 지시물체에 난반사된 광을 수광부가 센싱할 수 있도록 한다.Since the half mirror can be omitted in comparison with the conventional art, the rotating optical system according to the present embodiment is advantageous in that the amount of available light increases theoretically from 25% to 100%. Thus, So that they can be sensed.
또한, 광조사부와 수광부가 회전모터의 중공축부에 설치되는 구조이기 때문에 전체적으로 지시물체 위치인식장치의 크기를 소형화할 수 있다는 장점이 있다.Further, since the light irradiating unit and the light receiving unit are provided on the hollow shaft portion of the rotary motor, there is an advantage that the size of the indicating object position recognizing device can be miniaturized as a whole.
또한, 이와 같이 가용 광량이 최대화되기 때문에 종래 기술과 달리 디스플레이의 테두리에 반사체가 없는 경우이더라도 지시물체의 표면에서 난반사된 광을 효과적으로 센싱할 수 있으며, 하프미러에 의해 발생되는 75%의 광량에 의한 노이즈를 제거함으로써 신호 센싱의 정확도를 현저히 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
In addition, unlike the prior art, since the amount of available light is maximized as described above, irregularly reflected light from the surface of the indicated object can be effectively sensed even if there is no reflector on the rim of the display, and by the light amount of 75% generated by the half mirror There is an advantage that the accuracy of the signal sensing can be remarkably improved by removing the noise.
또한, 본 실시예에 따른 회전 광학계를 이용한 지시물체 위치인식장치는 상기 구동모터(22)가 미리 정해진 기준 위치에 도달하는 시각인 기준시를 감지하여 전기신호로 출력하는 위치 스캔부(40)를 더 포함할 수 있는데, 상기 위치 스캔부(40)는 통상의 홀 센서나 동작 센서 등을 이용하여 바람직하게 구현될 수 있으며, 상기 구동모터(22)의 특정 위치에 설치된 금속이나 마그네틱 등과 같은 표식장치를 감지할 경우 펄스와 같이 미리 정해진 형태의 전기신호를 출력하도록 구성된다. The pointed object position recognition apparatus using the rotating optical system according to the present embodiment further includes a
이를 위하여 본 실시예에서는 일예로서 상기 위치 스캔부(40)가 구동모터(22)의 측면 일측에 설치된 표식장치(41)와, 상기 하우징(21)의 내부 일측에 설치되어 상기 표식장치를 인식하여 전기신호를 출력하는 위치감지센서(42)로 구성하였다.To this end, in the present embodiment, for example, the
한편, 상기 제2회전광학부(30)도 전술한 제1회전광학부(20)와 동일한 구성을 가지는 것이기 때문에 이하에서는 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
Meanwhile, since the second rotating
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 회전 광학계를 이용한 지시물체 위치인식장치의 동작구성을 살펴보면, 먼저 제어부(100)는 상기 발광모듈(23)과 구동모터(22)를 제어하여 화면과 평행한 방향으로 방사상의 투사광을 조사하면서 상기 수광모듈(24), 위치 스캔부(40) 및 타이머부(110)를 이용하여 상기 화면에 접근한 지시물체의 위치를 인식하게 된다.The
이를 위하여, 상기 제어부(100)는 상기 광학창(W)을 통해 입사되는 반사광을 수신할 경우 상기 수광모듈(24)이 출력하는 수광신호를 외부 노이즈와 분리하기 위한 신호 필터모듈(101), 상기 노이즈가 제거된 수광신호를 증폭하기 위한 신호 증폭모듈(102), 상기 증폭된 수광신호를 이용하여 상기 기준 위치에 대한 구동모터(22) 또는 광모듈(23,24)의 회전각을 연산하기 위한 회전각 연산모듈(103), 및 상술한 각각의 장치부 및 모듈들의 동작을 제어하는 제어모듈(104)을 포함하여 구성된다.The
이때, 상기 제어부(100)는 신호 필터모듈(101)과 신호 증폭모듈(102)을 이용하여 상기 수광모듈(24)이 출력한 수광신호 중 상기 투사광에 대하여 미리 정해진 특정 주파수 대역에 의해 발생된 수광신호만 선택 및 증폭하여 지시물체의 위치를 인식하게 된다.At this time, the
이를 구체적으로 설명하면, 먼저 상기 신호 필터모듈(101)의 경우 주파수 필터를 이용하여 투사광의 주파수 대역과 동일한 주파수 대역의 광에 의하여 발생된 수광신호만 선택적으로 신호 증폭모듈(102)에 전달하고 상기 신호 증폭모듈(102)은 전달된 전기신호를 증폭하게 되는데, 이와 같은 전기신호의 주파수 필터링 기술과 신호 증폭 기술은 일반적인 기술이기 때문에 여기에서는 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Specifically, in the case of the
한편, 본 실시예에서는 수광신호에 주파수 필터를 적용하여 노이즈를 제거하는 방식을 적용한 경우를 일예로서 설명하였으나 이에 한정되지 아니하며, 필요에 따라서는 상기 수광모듈(24)의 전단에 광필터(미도시)를 적용하여 상기 투사광의 주파수 대역에 해당하는 광만 수광모듈(24)이 수광하여 전기신호를 출력하도록 구성할 수도 있다. In the present embodiment, a method of removing a noise by applying a frequency filter to a light receiving signal has been described as an example. However, the present invention is not limited to this case. If necessary, an optical filter (not shown) The
또한, 상기 제어부(100)는 통상의 계측장치 등에서 사용되는 것과 마찬가지로 초기 설치시 일정시간 동안 상기 수광모듈(24)에서 출력되는 해당 설치 지역의 백그라운드 노이즈를 미리 측정하여 저장한 후, 상기 수광신호의 처리시 이를 반영하도록 구성될 수도 있다.In addition, the
또한, 본 발명은 손가락이나 지시봉과 같은 지시물체의 표면이 적외선을 반사하는 점에 착안하여 화면과 평행한 방향으로 방사상의 투사광을 조사하면서 반사광이 수신된 경우 회전광학부(20,30) 각각의 회전각을 연산하여 화면상에서 지시물체의 위치를 인식하게 되는데, 상기 회전광학부(20,30)의 회전각을 이용하여 지시물체의 위치를 연산하는 방식은 [문헌 1] 등에 개시된 공지기술이거나 통상의 당업자가 용이하게 수행할 수 있는 수준이기 때문에 여기에서는 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.The present invention is also applicable to a case where reflected light is received while projecting radial projected light in a direction parallel to the screen, paying attention to the point that a surface of an indicated object such as a finger or a pointer is reflected by infrared rays, And the position of the pointing object is recognized on the screen. The method of calculating the position of the pointing object by using the rotation angle of the rotating
다만, 종래 기술의 경우 디스플레이 장치의 테두리에 반사부재를 설치하고 상기 반사부재에 반사된 광을 이용하는 방식이기 때문에 제어부가 동작 초기에 상기 화면의 전체 크기(즉, 사이즈)를 별도로 인식하는 과정이 불필요하나, 본 실시예의 경우 반사부재를 사용하는 방식이 아니기 때문에 제어부(100)가 동작 초기에 화면에 전체 크기를 인식하는 과정이 별도로 필요하게 되는데, 이에 대해서는 후술하는 제2실시예에서 구체적으로 설명하기로 한다.However, in the case of the related art, since the reflective member is provided on the edge of the display device and the light reflected from the reflective member is used, a process of separately recognizing the entire size (i.e., size) However, since the reflective member is not used in the present embodiment, a process of recognizing the overall size on the screen at the initial stage of the operation of the
또한, 본 실시예에서는 상기 구동모터(22)가 중공형 모터로 구성된 경우를 일예로서 설명하였으나 이에 한정되지 아니하며, 필요에 따라서는 도5에 도시한 바와 같이 상기 구동모터(22)가 일반적인 외전형 모터로 구성되고 회전자의 상면 또는 회전자에 결합된 평면상에 상기 광모듈(23,24), 반사거울(25), 집광렌즈(26)가 설치되도록 구성될 수도 있다.In the present embodiment, the
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 회전 광학계를 이용한 지시물체 위치인식장치는 디스플레이 장치의 테두리에 설치된 광학모듈에 의하여 화면 전방에 투사된 투사광이 상기 화면에 접근한 지시물체의 표면에 회귀 반사되어 상기 광학모듈에 입사되는 반사광을 이용하여 상기 화면상에서 상기 지시물체의 위치를 인식하도록 구성됨으로써 종래 기술과 대비할 때 디스플레이 장치의 테두리에 별도의 반사부재를 설치할 필요성이 없기 때문에 디스플레이 장치의 두께 증가를 최소화할 수 있는 장점이 있다.As described above, the pointing device for pointing objects using the rotating optical system according to the present invention is configured such that the projection light projected in front of the screen is reflected and reflected on the surface of the pointing object approaching the screen by the optical module installed at the rim of the display device Since the position of the pointing object is recognized on the screen by using the reflected light incident on the optical module, there is no need to provide a separate reflecting member on the edge of the display device in comparison with the prior art, There is an advantage to be able to do.
또한, 본 발명에 따른 회전 광학계를 이용한 지시물체 위치인식장치는 각각의 회전광학부(20,30)가 구동모터(22)와 일체로 결합되어 회전하는 방식이기 때문에 구동모터와 광학계가 분리되어 있는 [문헌 1]등의 종래 기술과 대비할 때 조립공정이 매우 편리해지는 장점이 있다.In the pointed object position recognition apparatus using the rotating optical system according to the present invention, since the rotating
즉, 종래 기술의 경우 광모듈과 반사거울과의 광학적 정렬과 반사거울과 화면과의 광학적 정렬을 모두 고려하여 각 구성요소를 조립하여야 하는 문제점이 있으나, 본 발명과 같이 광모듈과 구동모터가 일체화될 경우 반사거울에서 반사되는 광만 화면과 평행하도록 회전광학부 전체를 정렬시키기만 하면 되기 때문에 부품 조립 및 설치가 매우 용이해지게 되며 이는 후술하는 제2실시예의 경우도 마찬가지이다.
That is, in the related art, there is a problem in that the optical module and the driving motor are integrated with each other in the same manner as in the present invention, considering the optical alignment between the optical module and the reflecting mirror and the optical alignment between the reflecting mirror and the screen. It is only necessary to align the entire rotating optical part so that only the light reflected from the reflecting mirror is parallel to the screen. Therefore, it is very easy to assemble and install the parts, which is also the case with the second embodiment described later.
(제2실시예)(Second Embodiment)
도6과 도7은 각각 본 발명의 제2실시예에 따른 회전 광학계를 이용한 지시물체 위치인식장치가 디스플레이 장치에 장착된 상태를 나타낸 분해사시도와 결합도이고, 도8은 도7의 B-B부에 대한 단면도이다.6 and 7 are an exploded perspective view and an exploded perspective view showing a state in which the indicated object position recognition device using the rotating optical system according to the second embodiment of the present invention is mounted on the display device, FIG.
또한, 도9는 본 발명의 제2실시예에 따른 회전 광학계를 이용한 지시물체 위치인식장치의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도10과 도11은 본 발명의 제2실시예에 따른 지시물체 위치인식 장치에 적용된 회전 광학계의 전체적인 구성 및 동작원리를 나타낸 도면이다.9 and 10 are views for explaining the operation of the pointed object position recognition apparatus using the rotating optical system according to the second embodiment of the present invention. Fig. 5 is a diagram showing an overall configuration and operation principle of a rotating optical system applied to a recognition apparatus.
본 실시예에 따른 회전 광학계를 이용한 지시물체 위치인식장치는 광학계의 구성에 있어서만 전술한 제1실시예와 차별되는 것이기 때문에 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고 중복된 설명은 생략하기로 한다.Since the pointed object position recognizing apparatus using the rotating optical system according to the present embodiment is different from the first embodiment only in the configuration of the optical system, the same constituent elements are given the same reference numerals and the duplicated description is omitted do.
본 실시예에서는 일예로서 상기 한 쌍의 회전광학부(20,30)는 디스플레이 장치(10)의 상면 테두리에서 일측 모서리부에 설치된 제1회전광학부(20)와 상기 제1회전광학부(20)와 대향하도록 상기 상면 테두리의 타측 모서리부에 설치된 제2회전광학부(30)를 포함하도록 구성하였다.In the present embodiment, for example, the pair of rotating
이때, 상기 제1회전광학부(20)는 하우징(21), 상기 하우징의 내부에 수용되어 상기 화면과 수직한 방향으로 정역회전하는 구동모터(22), 상기 구동모터에 결합되어 회전하면서 상기 투사광을 조사하거나 반사광을 수신하는 일체형의 광학모듈(B,23,24,27)을 포함하여 구성된다.The first rotating
또한, 상기 광학모듈(B,23,24,27)은 상기 구동모터(22)에 결합되어 회전하고 화면과 평행한 판 또는 패널 형상의 베이스(B), 상기 베이스(B)의 상면 일측에 고정 설치되어 투사광을 조사하는 발광모듈(23), 상기 베이스(B)의 상면 타측에 고정 설치되어 상기 반사광을 수신하여 수광신호를 출력하는 수광모듈(24), 상기 베이스(B)의 상면에서 투사광의 경로와 동일 또는 평행한 경로상에 고정 설치되어 상기 지시물체로부터 회귀 반사되어 입사되는 반사광을 상기 수광모듈(24) 방향으로 반사하는 하프미러(27)를 포함하여 구성된다.The optical module (B, 23, 24, 27) is fixed to one side of the upper surface of the base (B) by being coupled to the drive motor (22) A
이때, 상기 베이스(B)는 화면의 전방에 투사광이 조사될 수 있도록 발광모듈(23), 수광모듈(24) 및 하프미러(27)가 설치된 면(즉, 상면)이 화면으로부터 소정 거리 이격되어 돌출되도록 구성되는 것이 바람직하며, 본 실시예에서는 일예로서 상기 베이스(B)를 원반 형상으로 구성하였다.At this time, the surface of the base B on which the
상기와 같이 구성된 베이스(B)는 후술하는 구동모터(22)의 회전자(22e)와 연결되어 화면에 수직한 회전축(22d)을 중심으로 회전되면서 상기 투사광이 화면과 평행한 평면에 방사상으로 조사될 수 있도록 한다.The base B configured as described above is connected to the
또한, 본 실시예에서는 상기 광학모듈이 별도로 구비된 베이스상에 설치되도록 구성되나, 필요에 따라서는 상기 베이스는 제1실시예와 마찬가지로 구동모터의 회전자일 수 있다.In this embodiment, the optical module is installed on a separately provided base. However, if necessary, the base may be a rotator of the drive motor as in the first embodiment.
또한, 상기 하프미러(27)는 발광모듈(23)에서 조사된 투사광이 화면에 접근한 지시물체의 표면에 반사되어 상기 광학창(W)을 통해 입사되는 반사광의 일부를 후술하는 상기 수광모듈(24) 방향으로 반사시키는 기능을 수행하는 것으로서 통상의 광학용 하프미러를 이용하여 바람직하게 구현될 수 있다.The
또한, 상기 구동모터(22)는 하우징(21)의 일측에 고정 설치되는 것으로서 전술한 제1실시예와 같이 360°회전하도록 구성될 수도 있으나, 본 실시예에서는 일예로서 상기 구동모터(22)는 후술하는 바와 같이 미리 정해진 각도를 따라 정역회전하도록 구성하였다.The driving
또한, 상기 제2회전광학부(30)도 전술한 제1회전광학부(20)와 동일한 구성을 가지는 것이기 때문에 이하에서는 중복되는 설명을 생략하기로 한다.Since the second rotating
한편, 본 실시예에 따른 회전 광학계를 이용한 지시물체 위치인식장치는 상기 회전광학부(20,30)와 제어부(100)를 연결하는 연결부재(50)와, 상기 연결부재(50)를 통해 회전 광학계를 이용한 지시물체 위치인식장치를 디스플레이 장치(10)의 테두리 일측(본 실시예의 경우 디스플레이 장치의 상부면)에 장착하는 장착부재(60)를 더 포함하여 구성될 수 있다.The pointed object position recognition apparatus using the rotating optical system according to the present embodiment includes a connecting
이 경우 상기 장착부재(60)는 통상의 나사, 리벳, 볼트/너트를 이용하여 바람직하게 구현될 수 있으나, 본 실시예에서는 일예로서 상기 장착부재(60)를 양면테이프와 같은 접착부재로 구성하였다.In this case, the mounting
또한, 상기 연결부재(50)와 장착부재(60)와 관련된 구성은 전술한 제1실시예에 적용될 수도 있음은 물론이다.
It goes without saying that the configuration relating to the connecting
한편, 전술한 제1실시예에서 언급한 바와 같이 본 발명에 따른 지시물체 위치인식장치는 종래 기술과 같이 화면 테두리부에 반사부재를 사용하는 방식이 아니기 때문에 제어부(100)가 동작 초기에 화면에 전체 크기를 인식하는 과정이 별도로 필요하게 된다.In the meantime, as described in the first embodiment, the pointer position recognizing apparatus according to the present invention does not use a reflective member in the frame portion as in the prior art, A process of recognizing the entire size is separately required.
따라서, 본 실시예에서는 도8에 도시한 바와 같이 동작 초기에 제어부(100)가 화면의 좌상점(X1), 우상점(X2), 우하점(X3), 및 좌하점(X4)을 인식하는 초기화 과정이 필요할 수 있는데, 상기 초기화 과정은 디스플레이 장치에 설치가 완료된 후 제어부(100)에 미리 저장된 알고리즘에 따라 사용자가 상기 좌표(X1,X2,X3,X4)를 지시물체로 순차적으로 지시하고 제어부(100)가 상기 좌표 각각에 대응되는 회전광학부(20,30)의 회전각을 연산하여 저장하는 방식으로 이루어질 수 있다.
Therefore, in the present embodiment, as shown in Fig. 8, when the
한편, 상기 제어부(100)는 지시물체의 표면에 반사된 반사광을 수신한 경우 상기 위치 스캔부(40)와 회전각 연산모듈(103)을 이용하여 회전광학부(20,30)마다 상술한 각각의 기준 위치에 대한 회전각을 연산하게 되는데, 본 실시예에서는 일예로서 상기 기준 위치를 각각의 회전광학부(20,30)가 서로 대향하는 방향으로 투사광을 조사하는 위치(즉, 투사광의 광로가 디스플레이 장치의 상부면과 평행한 위치)로 설정하였다.On the other hand, when the reflected light reflected on the surface of the pointed object is received, the
또한, 상기 회전광학부(20,30)는 소정 주기(T)로 회전 또는 정역회전 하면서 투사광을 조사하도록 구성되는데, 본 실시예에서는 상기 회전광학부(20,30)가 일예로서 상기 기준 위치를 기준으로 미리 정해진 각도(일예로서, 90°)로 정역회전 하는 것으로 구성하였다.The rotary
이때, 상기 위치 스캔부(40)는 상기 베이스(B)의 저면에 설치된 표식장치( 41)가 상기 기준 위치에 도달할 경우 상기 위치감지센서(42)가 이를 인식하여 상기 회전광학부(30)가 상기 기준 위치에 도달하는 시각인 기준시(즉, t0)를 감지하게 된다.When the marking
상기와 같은 구성에 의하여 상기 제어부(100)는 상기 회전광학부(20,30)가 반사광을 수신하는 위치의 회전각을 연산할 수 있는데, 이하에서는 이에 대하여 상세히 설명하기로 한다.According to the above-described structure, the
예를 들어, 상기 위치센서부(42)가 홀 센서로 구성되고 베이스(B)의 저면에 설치된 표식장치(41)는 자석으로 구성된 경우, 상기 회전각 연산모듈(103)은 회전광학부(30)의 기준시, 이로부터 얻은 회전광학부의 회전 주기(T)와 상기 반사광을 수신한 시각(즉, 수광신호가 출력된 시각)을 이용하여 상기 수광신호를 출력한 회전광학부(20,30)의 기준 위치에 대한 각도인 회전각을 연산하게 된다.For example, when the
즉, 먼저 도8에서와 같이 상기 위치 스캔부(40)가 시각 t0 와 t0+T 에서 회전광학부(구체적으로는 베이스)가 상술한 기준 위치에 도달하는 것으로 인식하였고, 지시물체로부터 반사된 반사광을 수광모듈(24)이 수신한 시각(즉, 수광신호가 출력된 시간)이 t 라고 가정할 경우 상기 시각 t에서의 해당 회전광학부(20,30)의 회전각 θ1은 아래의 [수학식 1]로 구해질 수 있다.That is, first the
이때, 상기 회전 주기(T)는 구동모듈(27)의 특성값으로 미리 정해진 값이거나 전술한 바와 같이 상기 제어부(100)가 위치 스캔부(40)의 출력을 이용하여 얻을 수 있는 값이다.In this case, the rotation period T is a predetermined value as a characteristic value of the driving
또한, 상기 반사광을 수신한 시각(즉, 시각 t)은 통상의 신호처리 기술에 의하여 수광모듈(34)의 출력인 수광신호와 이에 대응되는 타이머부(110)의 측정 결과를 이용하여 구할 수 있다.The time at which the reflected light is received (i.e., the time t) can be obtained by using a signal processing technique such as a light receiving signal output from the light receiving module 34 and a measurement result of the
상술한 바와 같이 한 쌍의 회전광학부(20,30)의 회전각이 연산되면 상기 제어부(100)는 [문헌 1]에 개시된 바와 동일한 방식에 의하여 화면상에서 상기 반사광을 반사한 지시물체의 좌표(위치)를 연산할 수 있게 된다.
When the rotational angles of the pair of rotating
또한, 본 실시예에 따른 회전 광학계를 이용한 지시물체 위치인식장치는 지시물체를 인식하기 위한 상기 광학모듈을 외부 동력에 의하여 회전하는 평판상에 투사광을 조사하는 발광장치와 상기 투사광이 지시물체에 반사된 반사광을 수광하는 수광장치를 고정 설치하여 구성함으로써 제1실시예와 대비할 때 반사거울의 구성을 생략할 수 있는 장점이 있다.The pointed object position recognizing device using the rotating optical system according to the present embodiment includes a light emitting device for irradiating the optical module on the flat plate rotated by external power for recognizing the pointed object, And a light receiving device for receiving the reflected light reflected by the reflection mirror is fixedly installed. Thus, there is an advantage that the configuration of the reflection mirror can be omitted when compared with the first embodiment.
또한, 본 실시예에 따른 회전 광학계를 이용한 지시물체 위치인식장치는 상기 회전판이 필요한 범위 내에서만 왕복으로 회전(즉, 정역회전)하도록 구성됨으로써 상기 회전판을 회전시키기 위한 외부 구동원의 불필요한 동력낭비 및 신뢰성 저하를 현저히 방지할 수 있는 장점이 있다.
Further, the pointed object position recognizing apparatus using the rotating optical system according to the present embodiment is configured such that the rotating plate is reciprocally rotated (that is, normal and reverse rotations) only within a necessary range, thereby unnecessary power waste and reliability of the external driving source for rotating the rotating plate There is an advantage that the deterioration can be remarkably prevented.
10 : 디스플레이 장치 20,30 : 회전광학부
40 : 위치 스캔부 50 : 연결부재
60 : 장착부재 100 : 제어부10:
40: position scanning unit 50: connection member
60: mounting member 100:
Claims (9)
상기 수광신호를 이용하여 상기 화면상에서 지시물체의 위치를 인식하는 제어부를 포함하되,
상기 투사광의 조사 영역은 동일한 평면상에서 서로 교차되는 것을 특징으로 하는 회전 광학계를 이용한 지시물체의 위치인식장치.And a projection optical system for projecting the projection light in a direction parallel to the screen while being rotated about an axis perpendicular to the screen, A pair of rotating optical parts for receiving the regressively reflected light and outputting a light receiving signal;
And a controller for recognizing the position of the pointing object on the screen using the light receiving signal,
Wherein the irradiation area of the projection light intersects each other on the same plane.
상기 회전광학부 각각은, 상기 화면과 수직인 회전축을 중심으로 회전하는 구동모터, 상기 구동모터에 결합되어 회전하면서 상기 회전축 방향으로 투사광을 조사하고 상기 반사광을 수신하여 수광신호를 출력하는 광모듈, 및 상기 구동모터에 결합되어 회전하면서 상기 투사광을 화면과 평행한 방향으로 반사하고 상기 지시물체의 표면으로부터 반사된 반사광을 상기 광모듈 방향으로 반사하는 반사거울을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 회전 광학계를 이용한 지시물체의 위치인식장치.The method according to claim 1,
Each of the rotation optical units includes a driving motor that rotates about a rotation axis perpendicular to the screen, an optical module that is coupled to the driving motor and rotates while irradiating the projection light in the rotation axis direction, And a reflection mirror coupled to the driving motor and reflecting the projection light in a direction parallel to the screen while rotating and reflecting the reflection light reflected from the surface of the pointing object in the direction of the optical module Positioning device for pointing object using optical system.
상기 광모듈은 회전축의 중심에 설치되어 투사광을 조사하는 발광모듈과, 상기 발광모듈의 외주연에 설치되어 상기 반사거울에서 반사된 반사광을 수신하여 수광신호를 출력하는 수광모듈을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 회전 광학계를 이용한 지시물체의 위치인식장치.3. The method of claim 2,
The optical module includes a light emitting module installed at the center of a rotation axis to irradiate projection light and a light receiving module installed at an outer circumference of the light emitting module and receiving reflected light reflected by the reflection mirror and outputting a light receiving signal Wherein the position information of the pointing object is obtained by using the rotation optical system.
상기 한 쌍의 회전광학부는 상기 디스플레이 장치의 일측 테두리에서 양측 모서리부에 서로 대향하도록 설치되고, 각각 상기 대향하는 방향을 기준으로 미리 정해진 각도로 정역회전 하는 것을 특징으로 하는 회전 광학계를 이용한 지시물체의 위치인식장치.The method according to claim 1,
Wherein the pair of rotating optical parts are provided so as to face each other on both side edges of one side edge of the display device and are rotated forward and backward at a predetermined angle with reference to the opposite direction, Position recognition device.
상기 회전광학부 각각은, 상기 화면과 수직인 회전축을 중심으로 정역회전하는 구동모터, 상기 구동모터에 결합되어 회전하고 상기 화면과 평행한 판상의 베이스, 상기 베이스의 상면 일측에 고정 설치되어 투사광을 조사하는 발광모듈, 상기 베이스의 상면 타측에 고정 설치되어 상기 반사광을 수신하여 수광신호를 출력하는 수광모듈, 상기 베이스의 상면에서 투사광의 경로와 동일 또는 평행한 경로상에 고정 설치되어 상기 지시물체로부터 회귀 반사되어 입사되는 반사광을 상기 수광모듈 방향으로 반사하는 하프미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 광학계를 이용한 지시물체의 위치인식장치. 5. The method of claim 4,
Each of the rotation optical units includes a driving motor that rotates in the normal or reverse direction about a rotation axis perpendicular to the screen, a plate-like base that is coupled to the driving motor and rotates and is parallel to the screen, A light receiving module fixedly installed on the other side of the upper surface of the base and receiving the reflected light and outputting a light receiving signal; a light receiving module fixedly installed on a path which is the same as or parallel to the path of the projection light on the upper surface of the base, And a half mirror for reflecting the reflected light, which is reflected and reflected from the light receiving module, toward the light receiving module.
상기 베이스는 구동모터의 회전자인 것을 특징으로 하는 회전 광학계를 이용한 지시물체의 위치인식장치. 6. The method of claim 5,
Wherein the base is a rotor of a driving motor.
상기 제어부는 미리 정해진 기준 위치에 대한 상기 회전광학부 각각의 회전각을 이용하여 상기 지시물체의 위치를 인식하는 것을 특징으로 하는 회전 광학계를 이용한 지시물체의 위치인식장치.7. The method according to any one of claims 1 to 6,
Wherein the control unit recognizes the position of the pointing object by using the rotation angle of each of the rotation optical units with respect to a predetermined reference position.
상기 회전광학부는 상기 기준 위치에 도달하는 시각인 기준시를 감지하기 위한 위치 스캔부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 기준시와 상기 수광신호가 출력된 시각을 이용하여 상기 회전각을 연산하는 것을 특징으로 하는 회전 광학계를 이용한 지시물체의 위치인식장치.8. The method of claim 7,
Wherein the rotating optical unit further comprises a position scanning unit for sensing a reference time, which is a time at which the rotating optical unit reaches the reference position,
Wherein the control unit calculates the rotation angle using the reference time and the time at which the light reception signal is output.
상기 제어부는 상기 수광신호를 외부 노이즈와 분리하기 위한 신호 필터모듈, 상기 노이즈가 제거된 수광신호를 증폭하기 위한 신호 증폭모듈, 및 상기 회전각을 연산하기 위한 회전각 연산모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 광학계를 이용한 지시물체의 위치인식장치.7. The method according to any one of claims 1 to 6,
The control unit includes a signal filter module for separating the light receiving signal from external noise, a signal amplifying module for amplifying the noise-removed light receiving signal, and a rotation angle calculating module for calculating the rotation angle A position detection device for detecting the position of the pointed object using the rotary optical system.
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