KR20190041984A - Input system for a computer incorporating a virtual touch screen - Google Patents

Input system for a computer incorporating a virtual touch screen Download PDF

Info

Publication number
KR20190041984A
KR20190041984A KR1020190040460A KR20190040460A KR20190041984A KR 20190041984 A KR20190041984 A KR 20190041984A KR 1020190040460 A KR1020190040460 A KR 1020190040460A KR 20190040460 A KR20190040460 A KR 20190040460A KR 20190041984 A KR20190041984 A KR 20190041984A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
image
infrared light
light
computer
information
Prior art date
Application number
KR1020190040460A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101990001B1 (en
Inventor
박상욱
Original Assignee
(주) 이즈커뮤니케이션즈
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주) 이즈커뮤니케이션즈 filed Critical (주) 이즈커뮤니케이션즈
Publication of KR20190041984A publication Critical patent/KR20190041984A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101990001B1 publication Critical patent/KR101990001B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G06F3/0425Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means using a single imaging device like a video camera for tracking the absolute position of a single or a plurality of objects with respect to an imaged reference surface, e.g. video camera imaging a display or a projection screen, a table or a wall surface, on which a computer generated image is displayed or projected
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54Accessories
    • G03B21/56Projection screens
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03545Pens or stylus
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/038Control and interface arrangements therefor, e.g. drivers or device-embedded control circuitry
    • G06F3/0386Control and interface arrangements therefor, e.g. drivers or device-embedded control circuitry for light pen
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N5/225

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Abstract

The present invention relates to a computer input system inputting information into a computer by including: a display device displaying an image of the computer; an input unit emitting infrared light of a predetermined wavelength through manipulation by a user or by making contact with or approaching a display area in which the display device displays an image; and a camera configured to photograph the display area and transmit information about the photographed image to the computer. The camera device includes a photographing element comprising a plurality of pixels and a multiband pass filter transmitting only light of a predetermined wavelength range in a wavelength range and visible light area of the infrared light emitted from the input device. Since the emission of the infrared light is synchronized with the photographing of the camera device, the infrared light is emitted or not emitted alternately by frame during the photographing of the camera device. The computer extracts information of an image corresponding to the infrared light from the input unit among images taken through the camera device and calculates position information on the coordinate system of the image transmitted from the display device to process the information as information inputted into the computer through the display device.

Description

가상의 터치 스크린이 구현되는 컴퓨터 입력 시스템{INPUT SYSTEM FOR A COMPUTER INCORPORATING A VIRTUAL TOUCH SCREEN}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a computer input system in which a virtual touch screen is implemented.

본 발명은 가상의 터치 스크린이 구현되는 컴퓨터 입력 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 컴퓨터가 전송하는 영상을 디스플레이하는 디스플레이 영역에 근접하거나 접촉하는 행위 등에 의해 컴퓨터를 제어하거나 각종 정보를 입력할 수 있 수 있는 컴퓨터 입력 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a computer input system in which a virtual touch screen is implemented. More particularly, the present invention relates to a computer input system capable of controlling a computer or inputting various information, ≪ / RTI >

교육 현장이나 비지니스 현장 등에서는 다수의 사람에게 컴퓨터로부터 학습 컨텐츠나 비지니스 컨텐츠를 영상으로 전달하는 일이 빈번하고, 그러한 영상의 제공은 컴퓨터에 연결된 대형의 모니터나 프로젝터와 같은 디스플레이 장치를 이용한다.In a training site or a business scene, a large number of people frequently transmit learning contents or business contents from a computer to an image, and a display device such as a large-sized monitor or projector connected to the computer is used to provide such an image.

터치 패널이 부착된 디스플레이 장치를 이용하는 경우에는 사용자가 디스플레이를 터치하면서 제공되는 영상을 제어하거나 디스플레이 화면에 문자나 도형을 표시하여 컴퓨터에 정보를 입력하고 그 입력된 정보가 다시 디스플레이 화면에 표시되도록 하는 등의 상호 작용이 가능하지만, 컴퓨터가 제공하는 영상을 프로젝터로 스크린에 비추어 제공하는 경우 또는 통상의 LCD 모니터와 같은 화면 입력 기능이 없는 디스플레이 장치를 이용하는 경우에는 사용자가 리모컨 등으로 영상을 진행 또는 정지시키는 동작 외에 디스플레이되는 스크린이나 모니터에서 컴퓨터를 제어하거나 스크린이나 모니터 상에서 도형이나 글자를 표시하여 컴퓨터에 입력되도록 하는 등의 상호 작용이 불가능하다.In the case of using a display device with a touch panel, a user controls the provided image while touching the display, or displays a character or a graphic on the display screen to input information to the computer and display the input information again on the display screen However, when the image provided by the computer is provided by being projected on a screen by a projector, or when a display device having no screen input function such as a normal LCD monitor is used, the user can proceed or stop the image with a remote controller or the like It is impossible to control the computer in the displayed screen or the monitor or to display the figure or letter on the screen or the monitor so as to be inputted into the computer.

이러한 불편함을 해소하기 위한 기술로서는, 특허 제820573호(문헌 1)의 '카메라를 이용하여 레이저 포인팅된 이미지와 컴퓨터 이미지를 비교하여 위치와 깜빡임을 인식하는 컴퓨터 입력 장치'에 관한 발명 및 특허 제936666호(문헌 2)에 개시된 '적외선 스크린 방식의 투영 영상 터치 장치'에 관한 발명이 있다.As a technique for solving such an inconvenience, there is disclosed an invention relating to a computer input device that compares a laser-pointed image with a computer image using a camera to recognize a position and flicker, and a patent (Patent Document 1) of Patent No. 820573 936666 (Document 2) discloses an invention related to a 'projection screen image touch device using an infrared screen'.

문헌 1의 발명은 스크린이나 모니터에 레이저 포인터로 점광원을 조사하고 카메라로 모니터를 촬영하여 이 레이저 포인터로부터의 점광원의 영상을 인식하여 컴퓨터에의 입력으로 받아들이고, 모니터 등에 좌표계 보정용 이미지를 디스플레이하여 촬영함으로써 카메라가 촬영하는 영상의 좌표계를 컴퓨터가 디스플레이하는 영상의 좌표계에 맞추어 보정한다.In the invention of Document 1, a point light source is irradiated to a screen or a monitor with a laser pointer, a monitor is photographed with a camera, an image of the point light source from the laser pointer is recognized and received as an input to a computer, The camera corrects the coordinate system of the image captured by the camera according to the coordinate system of the image displayed by the computer.

그러나, 문헌 1의 발명에서는 카메라가 촬영하는 영상에는 좌표계 보정용 영상과 레이저 포인터의 점광원의 영상 외에도 실내의 조명등이나 자연광에 따른 이미지가 포함되므로, 카메라가 촬영한 영상으로부터 레이저 포인터의 점광원 및 좌표계 보정용 이미지의 추출에 상당한 오류가 발생할 수 밖에 없으므로, 조명을 낮추고 자연광은 차단 또는 감소된 조건에서만 사용할 수 있다.However, in the invention of Document 1, since an image taken by a camera includes an image corresponding to an indoor illumination light or natural light in addition to a coordinate point correction image and a point light source of a laser pointer, the point light source of the laser pointer and the coordinate system Since significant errors must occur in the extraction of the correction image, the illumination can be lowered and the natural light can be used only under blocked or reduced conditions.

문헌 2의 발명은 적외선 엘이디 어레이에 의해 적외선 스크린을 형성하고 적외선 스크린을 향하는 적외선 카메라를 이용하여 사용자의 손가락 등에 의한 적외선 스크린 상의 적외선의 왜곡을 검출하여 사용자의 손가락 등이 위치한 지점을 검출하는 구성을 갖추고 있다.The invention of Document 2 is a configuration in which an infrared ray screen is formed by an infrared ray array and an infrared camera directed to an infrared screen is used to detect a distortion of an infrared ray on an infrared screen by a user's finger or the like to detect a point where a user's finger is located It is equipped.

그러나, 문헌 2의 발명에서는 적외선 스크린이 형성하는 평면의 좌표계가 컴퓨터가 투영하는 영상의 좌표계와 일치하도록 여러가지 장치를 사용하므로, 시스템의 설치가 매우 복잡하다는 문제점이 있다.However, in the invention of Document 2, since various apparatuses are used so that the coordinate system of the plane formed by the infrared screen coincides with the coordinate system of the image projected by the computer, there is a problem that the installation of the system is very complicated.

또한, 적외선을 포함하는 외부 광원이 스크린에 입사될 때에 카메라가 촬영하는 적외선 스크린에서의 왜곡으로 인식하는 오류가 발생하게 된다. 따라서, 문헌 1의 발명과 마찬가지로 일정 세기 이하의 자연광 하에서만 사용할 수 있다는 문제점이 있다.Further, when an external light source including an infrared ray is incident on the screen, an error is recognized which is recognized as a distortion in the infrared screen taken by the camera. Therefore, like the invention of Document 1, there is a problem that it can be used only under natural light of a certain intensity or less.

문헌 1: 특허 제820573호Document 1: Patent No. 820573 문헌 2: 특허 제936666호Document 2: Patent No. 936666

본 발명은 컴퓨터 입력 시스템으로서 가상의 터치 스크린을 구현하려는 것이다. 구체적으로는 컴퓨터가 제공하는 영상이 디스플레이되는 영역에 손이나 도구를 접촉시키거나 근접시키는 동작만으로 컴퓨터를 제어하거나 각종 정보가 입력되어 디스플레이에 표시되는 상호 작용이 가능한 컴퓨터 입력 시스템을 제공하려는 것이다.The present invention seeks to realize a virtual touch screen as a computer input system. Specifically, it is intended to provide a computer input system capable of interacting with a computer by controlling an operation of bringing a hand or a tool into contact with or approaching an area where a computer-provided image is displayed, or by inputting various information and displaying it on a display.

특히 본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 고려하여, 비교적 간단한 장치를 부가하고 간단한 조작에 의해 어떠한 환경에서도 사용 가능한 가상의 터치 스크린 방식의 컴퓨터 입력 시스템을 구현하려는 것이다.In particular, in consideration of the problems of the related art described above, the present invention intends to implement a virtual touch screen type computer input system which is relatively simple and can be used in any environment by a simple operation.

또한, 본 발명은 조명이나 자연광이 있는 환경에서도 그러한 조명이나 자연광에 구애받지 않고 오류를 일으키지 않는 컴퓨터 입력 시스템을 제공하려는 것이다.It is another object of the present invention to provide a computer input system that does not cause errors without being affected by such illumination or natural light even in an environment with illumination or natural light.

전술한 본 발명의 해결 과제는, 컴퓨터의 영상을 디스플레이하는 디스플레이 장치, 디스플레이 장치가 영상을 디스플레이하는 디스플레이 영역에 접촉 또는 근접함으로써 또는 사용자의 조작에 의해 소정 파장의 적외선광을 발광하는 입력 수단, 및 디스플레이 장치의 디스플레이 영역을 촬영하여 촬영된 영상의 정보를 컴퓨터에 전송하도록 구성되는 카메라 장치를 포함하여 이루어지는 본 발명의 컴퓨터 입력 시스템에 의해 달성된다.The above-mentioned object of the present invention can be achieved by a display device for displaying an image of a computer, input means for bringing a display device into contact with or approaching a display area for displaying an image or emitting infrared light of a predetermined wavelength by a user's operation, And a camera device configured to photograph a display area of the display device and transmit information of the photographed image to the computer.

본 발명의 컴퓨터 입력 시스템은, In the computer input system of the present invention,

카메라 장치는 입력 장치가 발광하는 적외선광의 파장대 및 가시광 영역의 소정 파장대의 광만을 투과시키는 멀티 밴드 패스 필터 및 복수 개의 화소로 구성되는 촬상 소자를 포함하고,The camera device includes a multi-band pass filter for transmitting only the light of a predetermined wavelength band of the visible light region and the wavelength band of the infrared light emitted by the input device, and an image pickup device composed of a plurality of pixels,

입력 수단은 그 적외선광의 발광이 카메라 장치의 촬영에 동조되어 카메라 장치의 촬영 중에 적외선광의 발광과 비발광이 촬영의 프레임 단위로 교호로 이루어지고, The input means is arranged such that the light emission of the infrared light is synchronized with the photographing of the camera apparatus, the light emission of the infrared ray and the non-light emission are alternately performed in frame units of photographing during the photographing of the camera apparatus,

컴퓨터는 카메라 장치가 촬영한 영상 중에서 입력 수단으로부터의 적외선광에 해당하는 영상의 정보를 추출하고 디스플레이 장치에 전송하는 영상의 좌표계에서의 위치 정보를 산출하여 디스플레이 장치를 통하여 컴퓨터에 입력되는 정보로서 처리하되, The computer extracts information of an image corresponding to infrared light from the input means among the images taken by the camera device, calculates position information in the coordinate system of the image to be transmitted to the display device, and processes the information as information input to the computer through the display device However,

카메라 장치가 촬영한 영상의 정보에서 촬상 소자를 이루는 각각의 화소의 R, G, B 값을 산출하고, 입력 수단의 적외선광 발광 시의 프레임에서의 R, G, B 값과 이에 인접한 비발광 시의 프레임에서의 R, G, B 값을 차연산하여 차연산의 결과가 0이 아닌 화소를 추출하고, 이 추출된 화소를 입력 수단으로부터의 적외선 광이 입사된 화소로서 특정하여 특정된 화소의 정보를 입력 수단으로부터의 적외선광에 해당하는 영상의 정보로 특정하는 것으로 구성한다.G and B values of each pixel constituting an image pickup element are calculated from the information of the image taken by the camera device, and the R, G and B values in the frame at the time of infrared light emission of the input means and the values of R, G, and B values in the frame of the frame, extracts pixels whose result of the difference operation is not 0, and specifies the extracted pixels as pixels to which infrared light from the input means is incident, Is specified by the information of the image corresponding to the infrared light from the input means.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 컴퓨터 입력 시스템의 동작을 설명한다.The operation of the computer input system of the present invention having such a configuration will be described.

컴퓨터를 통하여 디스플레이 장치에 영상이 전송되고 사용자는 입력 수단을 이용하여 컴퓨터를 제어하거나 문자나 도형 등의 정보를 입력하는데, 입력 수단은 디스플레이 장치의 디스플레이 영역에 접촉하거나 근접하거나 사용자의 조작에 의해 적외선광을 발광한다. An image is transmitted to a display device through a computer and a user controls the computer or inputs information such as a character or a graphic using input means, And emits light.

입력 수단이 디스플레이 영역에서 적외선광을 발광하면, 적외선광은 디스플레이 영역 전체의 영상과 함께 카메라 장치에 의해 촬영된다.When the input means emits infrared light in the display area, the infrared light is taken by the camera device together with the image of the entire display area.

카메라 장치에 입사되는 전체 영상은 듀얼 밴드 패스 필터를 거치면서 소정 파장대의 가시광과 입력 수단의 적외선광의 파장대의 적외선광이 카메라의 촬상 소자에 입사된다.The entire image to be incident on the camera device is incident on the imaging element of the camera through visible light of a predetermined wavelength band and infrared light of a wavelength range of the infrared light of the input means while passing through the dual bandpass filter.

촬상 소자에서 촬영되는 영상에 있어서, 입력 수단이 디스플레이 영역에 위치하면서 적외선광을 발광할 때와 발광하지 않을 때에 촬상 소자에서 적외선광이 입사되지 않는 화소에서 R, G, B 값 또는 이 값들의 비율은 동일하지만, 입력 수단으로부터의 적외선광이 입사되는 화소에서의 R, G, B 값 또는 이 값들의 비율은 입력 수단으로부터의 적외선광이 입사되지 않을 때의 값이나 비율과는 다르게 된다.In an image taken by an image pickup device, in a case where infrared light is emitted while the input means is located in the display region and when the infrared light is not emitted from the image pickup element, the ratio of R, G, But the R, G, and B values or the ratios of these values in the pixel on which the infrared light from the input means is incident are different from the values or ratios when the infrared light from the input means is not incident.

본 발명의 컴퓨터 입력 시스템에서는 입력 수단은 그 적외선광의 발광이 카메라 장치의 촬영에 동조되어 카메라 장치의 촬영 중에 적외선광의 발광과 비발광이 촬영의 프레임 단위로 교호로 이루어지므로, 인접한 프레임에서의 각 화소의 R, G, B 값의 비율을 대비하여 그 비율이 상이하게 되는 화소를 입력 수단으로부터의 적외선광이 입사된 화소로서 특정할 수 있게 된다.In the computer input system of the present invention, since the infrared light emitted by the infrared light is synchronized with the photographing by the camera device, the infrared light and the non-light emitted during the photographing of the camera device are alternately arranged in frame units of photographing, The ratio of the R, G, and B values of the pixel to the pixel of which the ratio is different can be specified as the pixel on which the infrared light from the input means is incident.

구체적으로는, 촬상 소자를 이루는 각각의 화소들의 R, G, B 값에 대하여 의 비율을 산출하고, 인접한 프레임에서의 대비되는 화소의 R, G, B 값을 차연산하면, 입력 수단으로부터의 적외선광이 입사되지 않는 화소에서는 R, G, B 값의 변화가 없으므로 차연산의 결과가 0이 되고, 입력 수단으로부터의 적외선광이 입사되는 화소에서는 차연산의 결과가 0이 아닌 값으로 된다.Specifically, when the ratio of the R, G, and B values of the respective pixels constituting the image pickup element is calculated and the R, G, and B values of the contrasting pixels in adjacent frames are calculated differentially, Since the R, G, and B values are not changed in the pixel where the light is not incident, the result of the difference operation becomes 0, and the result of the difference operation becomes non-zero in the pixel in which the infrared light from the input means is incident.

따라서, 입력 수단으로부터의 적외선광이 입사되는 화소를 판별할 수 있고, 그러한 판별 결과로서 화소를 특정하여 입력 수단으로부터의 정보가 입력된 것으로 취급할 수 있게 된다.Therefore, the pixel on which the infrared light from the input means is incident can be discriminated, and as a result of the discrimination, the pixel can be identified and treated as the input information from the input means.

이상과 같이, 본 발명에 따른 컴퓨터 입력 시스템에서는, 입력 장치의 적외선광의 발광이 카메라 장치의 촬영에 동조되도록 구성하고 카메라 장치가 촬영하는 영상을 구성하는 프레임들 서로 인접하는 프레임의 영상의 정보를 대비함으로써, 적외선 광이 입력되는 화소와 입력되지 않는 화소를 명확히 구별할 수 있게 된다.As described above, in the computer input system according to the present invention, the infrared light of the input device is tuned to the photographing of the camera device, and the information of the image of the frame adjacent to the frames constituting the image captured by the camera device is compared with the contrast , It is possible to clearly distinguish between a pixel to which infrared light is input and a pixel to which no infrared light is input.

특히, 이러한 구성에 따르면, 본 발명의 입력 수단 외에 멀티 밴드 패스 필터를 통과하는 적외선광을 발광하는 포인터나 그 밖의 다른 장치로부터의 적외선광이 사용되는 환경에서도 차연산에 의하여 비교호되는 적외선 광원 및 가시광원이 제거될 수 있으므로 이러한 다른 장치로부터의 적외선광의 입력에 의해 영향을 받는 일이 없이 입력 수단의 적외선 발광을 컴퓨터에 대한 입력으로서 명확히 판별할 수 있게 된다.Particularly, according to this configuration, in addition to the input means of the present invention, even in an environment in which infrared light from a pointer or other device that emits infrared light passing through a multi-band pass filter is used, The visible light source can be removed so that the infrared light emission of the input means can be clearly discriminated as the input to the computer without being influenced by the input of the infrared light from this other device.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 영상 시스템의 개략적인 구성을 보여주는 도면으로서, 영상 시스템을 이루는 각 요소들이 개념적으로 도시되어 있다.
도 2는 스크린에 입력 장치로서 레이저 커튼이 마련되는 실시예를 보여주는 도면이다.
도 3은 CMOS에서 각 화소의 광 스펙트럼에 따른 광강도를 보여주는 그래프이다..
도 4는 펜이 적외선을 발광하는 프레임과 발광하지 않는 프레임의 RGB 값의 차연산을 수행한 결과를 보여주는 그래프이다.
도 5는 좌표계 매칭을 위하여 스크린에 투사되는 이미지이다.
FIG. 1 is a schematic view showing a schematic configuration of an image system according to an embodiment of the present invention, wherein each element constituting an image system is conceptually shown.
2 is a view showing an embodiment in which a laser curtain is provided as an input device on a screen.
3 is a graph showing the light intensity according to the optical spectrum of each pixel in the CMOS.
4 is a graph showing the result of performing a difference operation between the RGB value of a frame that emits infrared rays and the frame that does not emit light.
5 is an image projected on a screen for coordinate system matching.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저 도 1을 참조하여 본 발명의 하나의 실시예에 따른 컴퓨터 입력 시스템을 이루는 요소들에 대해 설명한다.First, with reference to FIG. 1, elements constituting a computer input system according to an embodiment of the present invention will be described.

본 실시예의 컴퓨터 입력 시스템은 디스플레이 장치로서 스크린(20) 및 이 스크린에 영상을 투사하는 프로젝터(10), 사용자가 파지하여 사용하며 스크린에 접촉하여 그 선단에서 850 ㎚ 파장대의 적외선광을 발광하도록 구성되는 입력 장치로서의 펜(30), 스크린(20)으로부터 반사되는 반사 영상을 촬영하도록 구성되는 카메라 장치(40) 및 카메라 장치와 프로젝터가 접속되는 컴퓨터(50)로 구성되어 있다.The computer input system of the present embodiment includes a screen 20 as a display device and a projector 10 for projecting an image on the screen. The projector 10 is configured to be used by a user to grasp the screen and to emit infrared light of 850 nm wavelength at its tip A camera device 40 configured to capture a reflection image reflected from the screen 20, and a computer 50 to which the camera device and the projector are connected.

프로젝터(10)는 컴퓨터(50)에서 실행되는 프로그램의 화면이나 각종의 프리젠테이션 컨텐츠 등의 영상을 스크린(20)에 투사하는 통상적인 구성의 것이다. The projector 10 has a typical configuration for projecting a screen of a program executed in the computer 50 or an image such as various presentation contents onto the screen 20.

스크린(20)은 본 실시예의 컴퓨터 입력 시스템이 구현되는 강의실이나 회의실 등의 벽면에 설치되어 필요에 따라 영상이 투사되어 보여질 수 있는 통상의 스크린이지만, 본 발명의 스크린은 별도로 준비되는 스크린(20)에 한정되지 않고, 영상이 투사되어 반사됨으로써 투사된 영상을 사람들이 볼 수 있는 것이라면 충분하고, 예컨대 백색의 편평한 표면으로 이루어지는 건물의 벽면도 본 발명의 스크린으로서 이용될 수 있고, 본 명세서에서 스크린은 프로젝터의 투사 영상을 반사하는 표면을 갖춘 요소를 의미하는 것으로 정의한다.The screen 20 is a normal screen that can be installed on a wall surface of a room such as a lecture room or a conference room where the computer input system of the present embodiment is implemented and can be seen as an image is projected as needed. It is sufficient if the image is projected and reflected so that the projected image can be seen by people. For example, a wall surface of a building made of a white flat surface can also be used as the screen of the present invention, Is defined as an element having a surface that reflects the projected image of the projector.

또한, 본 발명의 디스플레이 장치는 이러한 스크린(20)과 프로젝터(10)에 한정되지 않고 LCD 모니터와 같이 컴퓨터(50)에 연결되어 컴퓨터(50)의 영상을 디스플레이하는 것으로 구성할 수도 있다.The display device of the present invention is not limited to such a screen 20 and the projector 10 but may be configured to display an image of the computer 50 connected to the computer 50 such as an LCD monitor.

카메라 장치(40)는 스크린(20)을 향하여 촬영하도록 배치되어 있다. 카메라 장치(40)는 통상적인 카메라와 마찬가지로 입사되는 광을 촬상 소자에 집속하는 렌즈 기구, 렌즈 기구를 통하여 입사되어 집속되는 광을 전기 신호로 변환하는 촬상 소자로서 CMOS 소자 및 CMOS 소자로부터의 전기 신호를 영상 데이터로서 처리하고 저장하는 메모리와 프로세서를 포함하여 구성되는 것이다.The camera device 40 is arranged to photograph the screen 20. The camera device 40 includes a lens mechanism for focusing incident light onto an image pickup element as in a typical camera, an image pickup element for converting light that is incident and focused through a lens mechanism into an electric signal, And a processor for processing and storing the image data as image data.

다만, 본 실시예의 카메라 장치(10)에는 렌즈 기구와 촬상 소자 사이에 특정 대역의 파장을 갖는 광만을 통과시키는 밴드 패스 필터(band pass filter)가 배치되는데, 이 밴드 패스 필터는 850 ㎚ 대의 적외선광 영역과 550 ㎚ 대의 가시광 영역의 광만을 통과시키도록 형성되는 멀티 밴드 패스 필터(multi band pass filter)로 구성되어 있다.However, in the camera device 10 of this embodiment, a band pass filter for passing only light having a wavelength of a specific band is disposed between the lens mechanism and the image pickup element, and this band pass filter is composed of 850 nm infrared light And a multi band pass filter formed so as to pass only the light in the visible light region of the 550 nm band.

본 실시예에서 펜(30)은, 예컨대 스크린에 근접하여 위치하면서 스크린에 투사되는 영상을 이용하여 프레젠테이션이나 강의를 진행하는 사용자가 스크린에 투사되는 영상을 전환하거나 중지시키는 동작과 같은 컴퓨터(50)의 제어 및 스크린에 문자나 도형 등을 표시하기 위해 사용하는 것이다. In the present embodiment, the pen 30 may be a computer 50, such as an operation of switching or stopping an image projected on a screen by a user who is presenting or lecturing using an image projected on the screen, And to display characters and figures on the screen.

펜(30)의 후단에는 적외선광을 발광하는 적외선 발광 소자가 마련되어 있고 선단에는 이 적외선 발광 소자에 전원 공급이 이루어지도록 하는 스위치가 마련되어 있어서, 펜의 선단이 스크린(20)에 접촉하면 스위치가 온(on)으로 되어 적외선 발광 소자가 펜(30)이 스크린(20)에 접촉한 지점에서 적외선광을 발광하게 구성되어 있다. A switch for providing power to the infrared light emitting element is provided at the tip end of the pen 30. When the tip of the pen contacts the screen 20, (on) so that the infrared light emitting element emits infrared light at a point where the pen 30 contacts the screen 20. [

이러한 펜(30)과 유사한 구성의 입력 장치가 문헌 1의 도면 제3도에 도시되어 있다. 문헌 1의 펜형 포인터는 사용자가 조작하여 레이저를 발광하도록 하는 스위치가 부착되어 있으며, 본 실시예의 펜도 이와 같이 사용자가 조작하는 스위치를 구비할 수도 있다. 예컨대, 본 실시예의 펜이 사용자가 조작 가능한 스위치를 갖춘 경우에는 사용자는 스크린의 특정 지점에 펜을 근접시키고 스위치를 눌러 적외선광이 발광되도록 조작할 수 있다.An input device having a configuration similar to that of the pen 30 is shown in Fig. 3 of Document 1. The pen-shaped pointer of Document 1 is equipped with a switch for allowing the user to operate and emit a laser, and the pen of this embodiment may also be provided with a switch operated by the user. For example, when the pen of this embodiment is equipped with a switch that can be operated by a user, the user can manipulate the pen to approach a specific point on the screen and press the switch to emit infrared light.

한편, 본 실시예에서는 입력 수단으로서 적외선광을 발광하는 펜(30)을 이용하고 있지만, 이와 달리 사용자의 손가락이나 통상의 펜 또는 포인터와 같이 적외선광을 발광하지 않는 수단을 이용할 수도 있다. 그러한 예를 도 2에 도시하였다.On the other hand, in the present embodiment, the pen 30 that emits infrared light is used as the input means. Alternatively, a means that does not emit infrared light, such as a user's finger or a normal pen or pointer, may be used. Such an example is shown in Fig.

도 2에는 입력 수단으로서 스크린(20)에 근접하여 스크린의 평면과 평행한 레이저 커튼(32)을 생성하는 레이저 모듈(31)이 마련되어 있는 별법의 실시예가 도시되어 있다.Fig. 2 shows an alternative embodiment in which a laser module 31 is provided as input means, which creates a laser curtain 32 parallel to the plane of the screen, close to the screen 20. Fig.

레이저 모듈(31)은 스크린(20)의 상부에 설치되어 스크린(20)에 평행하게 적외선광의 라인 빔을 주사하여 레이저 커튼(32)을 형성한다. 스크린(20)에는 프로젝터(40)가 투사하는 영상(41)이 디스플레이되고 있으며, 그 영상의 앞쪽에 레이저 커튼(32)이 형성되어 있다.The laser module 31 is installed on the upper side of the screen 20 and scans a line beam of infrared light parallel to the screen 20 to form a laser curtain 32. The screen 20 displays an image 41 projected by the projector 40 and a laser curtain 32 is formed in front of the image.

사용자의 손가락(33)은 입력 수단의 하나를 형성하게 되는데, 레이저 커튼(32)의 적외선광은 그 직진성으로 인하여 카메라 장치(10)에 입사되지 않지만, 사용자가 손가락을 스크린(20)에 근접시켜 레이저 커튼(32)에 접촉하면 레이저 커튼을 이루는 적외선광이 손가락에 부딪히면서 반사 및 간섭에 의해 카메라 장치(10)에 입사된다. The user's finger 33 forms one of the input means because the infrared light of the laser curtain 32 is not incident on the camera device 10 due to its linearity but allows the user to bring the finger close to the screen 20 When the laser curtain 32 is brought into contact with the finger, infrared light that forms a laser curtain hits the finger and is incident on the camera device 10 due to reflection and interference.

따라서, 적외선광을 발광하는 펜(30)을 사용하는 경우와 같이, 카메라 장치(10)에는 레이저 커튼(32)과 접촉하는 손가락(33)의 선단으로부터의 적외선광이 입사하게 된다.Infrared light from the tip of the finger 33, which is in contact with the laser curtain 32, is incident on the camera device 10, as in the case of using the pen 30 that emits infrared light.

본 실시예의 펜(30)이 방출하는 적외선광 및 도 2의 별법의 실시예에서 레이저 모듈(31)이 생성하는 적외선광은 카메라 장치(40)의 멀티 밴드 패스 필터가 통과시키는 적외선 영역의 파장, 즉 850 ㎚ 대의 적외선을 발광하는 것이다. 2 and the infrared light generated by the laser module 31 in the alternative embodiment of FIG. 2, the wavelength of the infrared region through which the multi-band pass filter of the camera device 40 passes, That is, it emits infrared rays of 850 nm.

다만, 본 발명에서 입력 장치가 발광하는 적외선광은 이에 한정되지 않고, 멀티 밴드 패스 필터가 통과시키는 적외선 파장 영역에 속하는 적외선 광을 발광하는 것으로 구성된다.However, the infrared light emitted by the input device according to the present invention is not limited to this, but may be configured to emit infrared light belonging to an infrared wavelength range through which the multi-band pass filter passes.

한편, 카메라 장치(30)에는 적외선 송신 모듈이 갖추어져 있고, 카메라 장치의 프로세서는 촬상 소자에 보내는 동기 신호를 적외선 송신 모듈을 통하여 송신하고, 펜(30)에는 적외선 수신 모듈이 갖추어져서 카메라 장치(40)로부터의 동기 신호를 받아 이 동기 신호에 따라 적외선광의 발광이 동조되도록 구성되어 있다. On the other hand, the infrared ray transmitting module is provided in the camera device 30, and the processor of the camera device transmits a synchronizing signal to the imaging device through the infrared ray transmitting module, and the pen 30 is equipped with the infrared ray receiving module, And synchronizes the emission of the infrared light according to the synchronization signal.

펜(30)의 적외선광 발광은 카메라 장치(40)의 촬영의 한 주기를 이루는 프레임들에 대하여 하나의 프레임에서는 적외선광을 발광하고 다음의 프레임에서는 적외선광을 발광하지 않는 방식으로 교호로 적외선 광을 발광한다.The infrared light of the pen 30 is emitted alternately in a manner that the infrared light is emitted in one frame and the infrared light is not emitted in the next frame with respect to the frames constituting one period of the photographing of the camera apparatus 40. [ .

예컨대, 카메라 장치(40)가 초당 60 프레임으로 촬영을 하는 것이라면, 펜(30)은 그 발광 시에 2개의 프레임 당 하나의 프레임의 촬영에 맞추어 교호로 발광을 하도록 구성되어 있다.For example, if the camera device 40 shoots at 60 frames per second, the pen 30 is configured to emit alternately in accordance with the shooting of one frame per two frames at the time of the light emission.

즉, 펜(30)이 스크린(20)에 접촉하여 적외선광을 발광하는 경우에, 그 발광하는 전체 시간에서 카메라 장치(40)의 촬영에 동조되어 하나의 프레임에서는 발광, 다음의 프레임에서는 비발광하는 방식으로 작동하여, 카메라 장치(40)에서 촬영하는 영상에서는 하나의 프레임에는 펜(30)으로부터의 적외선광이 입사되고 다음 프레임에는 적외선광이 입사되지 않게 된다.That is, when the pen 30 comes into contact with the screen 20 to emit infrared light, the pen 30 is synchronized with the photographing of the camera device 40 during the entire time of the light emission and emits light in one frame, The infrared light from the pen 30 is incident on one frame of the image captured by the camera device 40 and the infrared light is not incident on the next frame.

도 2에 도시된 레이저 모듈(31)로 입력 장치를 구성하는 경우에도 마찬가지로 레이저 모듈(31)이 카메라 장치(40)로부터의 동기 신호에 따라 발광과 비발광이 교호로 이루어지도록 구성되어 있다.In the case where the input device is constituted by the laser module 31 shown in Fig. 2, the laser module 31 is configured so that light emission and non-light emission are alternately performed in accordance with the synchronization signal from the camera device 40. [

컴퓨터(50)는 통상적인 컴퓨터로서 구성되어 있으며, 학습용 콘텐츠 또는 비즈니스용 프리젠테이션 콘텐츠를 보여주는 프로그램 등이 실행되며, 그러한 콘텐츠의 영상을 프로젝터(10)로 보내거나 컴퓨터의 실행 화면을 스크린(20)에 투사되도록 한다.The computer 50 is configured as a typical computer and executes a program or the like that shows learning content or business presentation content and sends an image of such content to the projector 10 or an execution screen of the computer on the screen 20, As shown in FIG.

또한, 컴퓨터(50)에는 카메라 장치(40)가 연결되어 있어서, 카메라 장치(40)가 촬영한 스크린(20)의 영상에 관한 정보가 입력되고 처리된다.The camera device 40 is connected to the computer 50 so that information on the image of the screen 20 captured by the camera device 40 is input and processed.

다음으로 도 3 및 도 4를 참조하여 본 실시예의 컴퓨터 입력 시스템에서 카메라 장치(40)에서의 영상 촬영 및 컴퓨터(50)에서의 촬영 영상에 대한 처리 과정을 설명한다.Next, with reference to FIG. 3 and FIG. 4, the image capturing in the camera device 40 and the processing in the computer 50 in the computer input system of the present embodiment will be described.

펜(30)이 발광하지 않는 상태에서는 카메라 장치(40)가 촬영한 영상에는 스크린 영역에 조사되어 반사되는 외광 및 프로젝터(10)가 스크린(20)에 투사한 영상이 촬영된다. 스크린(20)에 조사되는 자연광이나 조명등의 광원에는 가시광선 및 적외선 성분이 모두 포함되어 있고 프로젝터(10)로부터의 영상에는 가시광선 성분만 포함되므로, 카메라 장치(40)가 촬영하는 영상은 혼합 영상이 된다.In a state in which the pen 30 does not emit light, the image photographed by the camera device 40 is photographed by external light that is irradiated on the screen area and reflected, and the image projected onto the screen 20 by the projector 10. Since the visible light and the infrared component are both included in the light source of natural light or illumination irradiated on the screen 20 and only the visible light component is included in the image from the projector 10, .

이 혼합 영상에서 멀티 밴드 패스 필터의 550nm 대역에 해당하는 성분 및 850nm 대역에 해당하는 성분만 멀티 밴드 패스 필터를 통과하여 CMOS로 이루어지는 카메라 장치(40)의 촬상 소자에 의하여 촬영된다. In this mixed image, only the component corresponding to the 550 nm band and the component corresponding to the 850 nm band of the multi-band pass filter are photographed by the image pickup element of the camera device 40 made of CMOS through the multi-band pass filter.

펜(20)이 발광하는 프레임의 촬영 시에는 스크린(20)에 조사되는 외부 광원에 의한 영상 및 프로젝터(10)로부터의 영상과, 펜(20)으로부터의 적외선광(파장: 850 nm)이 중첩된 혼합 영상이 취득된다. The image by the external light source and the image from the projector 10 and the infrared light (wavelength: 850 nm) from the pen 20 overlap each other at the time of photographing the frame in which the pen 20 emits light Is obtained.

이 혼합 영상에서 멀티 밴드 패스 필터의 550nm 대역에 해당하는 외부 광원과 프로젝터(10)의 영상의 성분, 멀티 밴드 패스 밴드 필터의 850nm 대역에 해당하는 외부 광원과 펜(30)의 적외선광 성분이 멀티 밴드 패스 필터를 통과하여 카메라 장치(40)의 촬상 소자에 의하여 촬영된다.In this mixed image, the external light source corresponding to the 550 nm band of the multi-band pass filter and the image of the projector 10, the external light source corresponding to the 850 nm band of the multi-band pass band filter, and the infrared light component of the pen 30, Passes through the band pass filter and is photographed by the image pickup element of the camera device 40. [

촬상 소자의 CMOS는 R, G, B 화소가 특정한 방법으로 배열되어 있으며 각 R, G, B 화소의 광-전 변환 효율은, 도 3에 도시한 바와 같이 각각의 화소에 해당하는 파장의 빛(B; 450nm, G;550nm, R;650nm)에 높은 광-전 변환효율을 보이지만, 적외선 영역에서는 R, G, B 화소가 유사한 광-전 변환효율을 보인다. 도 3에서 부호 A와 B는 멀티 밴드 패스 필터의 투과 대역과 투과율을 보여주는 것이다.The R, G, and B pixels of the image sensor are arranged in a specific manner and the light-to-electricity conversion efficiency of each of the R, G, and B pixels is determined by the light of the wavelength corresponding to each pixel B, 450nm, G: 550nm, R: 650nm), but R, G, and B pixels exhibit similar photoelectric conversion efficiency in the infrared region. In FIG. 3, reference symbols A and B indicate the transmission band and transmittance of the multi-band pass filter.

촬상 소자의 이미지 처리부에서는 일정 영역의 R,G,B 화소의 값을 계산하여 각 화소의 R, G, B 값을 설정하여 출력하므로 CMOS에서 각 화소의 출력값은 R, G, B를 모두 포함하게 된다.In the image processing unit of the image pickup device, the R, G, and B pixels of a certain region are calculated, and the R, G, and B values of the pixels are set and output. do.

이러한 CMOS의 특성과 멀티 밴드 패스 필터의 특성에 따라, 카메라 장치(40)가 촬영한 영상은 외광에 의한 성분과 입력 장치인 펜(30)으로부터의 적외선광의 성분으로 나누어볼 수 있다. Depending on the characteristics of the CMOS and the characteristics of the multi-band pass filter, the image captured by the camera device 40 can be divided into a component of external light and a component of infrared light from the pen 30 as an input device.

외광은 펜(30)으로부터의 적외선광을 제외한 모든 광원으로부터의 광을 의미하여, 자연광이나 조명등 또는 프로젝터(10)가 투사하는 영상으로부터의 광이 포함된다. 외광은 카메라 장치(40)의 멀티 밴드 패스 필터를 투과하면서 550nm 대역의 가시광 성분과 850nm 대역의 적외선광 성분으로 분리되고, 각각의 성분은 다시 R, G, B 값으로 나타나므로 총6개의 성분 값으로 분리할 수 있다.The external light means light from all the light sources except for the infrared light from the pen 30, and includes light from natural light or illumination light or an image projected by the projector 10. [ The external light is separated into a visible light component in the 550 nm band and an infrared light component in the 850 nm band while being transmitted through the multi-band pass filter of the camera device 40, and the respective components are again represented by R, G, and B values. .

이렇게 분리되는 성분을 표시하면 아래와 같다. 아래에서 'EL'은 외광( External Light)을 표시하고, 'VF'는 멀티 밴드 패스 필터를 통과한 550nm 대역의 가시광(Visible band Filter)을 표시하며, 'IRF'는 멀티 밴드 패스 필터를 통과한 850nm 대역의 적외선광(IR band Filter)를 표시한다.These separated components are shown below. In the following, 'EL' indicates external light, 'VF' indicates a visible band filter of 550 nm band passed through the multi band pass filter, 'IRF' indicates a band pass filter passing through the multi band pass filter And displays infrared light (IR band filter) of 850 nm band.

R_EL_VF : 외광이 듀얼 필터의 550nm를 통과하여 CMOS에 입사되어 나타나는 R 성분R_EL_VF: The R component that appears when external light passes through the 550 nm of the dual filter and enters the CMOS

R_EL_IRF : 외광의 적외선 성분이 850nm를 통과하여 CMOS에 입사되어 나타나는 R 성분 R_EL_IRF: An infrared component of external light passes through 850 nm,

G_EL_VF : 외광이 듀얼 필터의 550nm를 통과하여 CMOS에 입사되어 나타나는 G 성분 G_EL_VF: G component that appears when ambient light passes through 550nm of dual filter and enters CMOS

G_EL_IRF : 외광의 적외선 성분이 850nm를 통과하여 CMOS에 입사하여 나타나는 G 성분G_EL_IRF: The G component that appears when the infrared component of external light passes through 850nm and enters the CMOS

B_EL_VF : 외광이 듀얼필터의 550nm를 통과하여 CMOS에 입사하여 나타나는 B 성분 B_EL_VF: B component that appears when ambient light passes through 550nm of dual filter and enters CMOS

EL_IRF : 외광의 적외선 성분이 850nm를 통과하여 CMOS에 입사하여 나타나는 B화소에 작용하는 성분EL_IRF: The component that acts on the B pixel that appears when the infrared component of external light passes through 850nm and enters the CMOS.

입력 장치인 펜(30)으로부터의 적외선광은 가시광 성분을 포함하지 않으므로 다음의 3개 성분으로 구성된다.Infrared light from the pen 30, which is an input device, does not contain a visible light component, so it is composed of the following three components.

R_IR_IRF : IR 광원이 850nm를 통과하여 CMOS에 입사하여 나타나는 R 성분R_IR_IRF: The R component that appears when the IR light source enters the CMOS through 850 nm.

G_IR_IRF : IR 광원이 850nm를 통과하여 CMOS에 입사하여 나타나는 G 성분G_IR_IRF: The G component that appears when the IR light source enters the CMOS through 850 nm.

B_IR_IRF : IR 광원이 850nm를 통과하여 CMOS에 입사하여 나타나는 B 성분B_IR_IRF: The B component that appears when the IR light source enters the CMOS through 850nm.

1. 펜(30)의 비발광 시의 촬상 소자의 RGB 화소에서의 광강도의 비율1. The ratio of the light intensity in the RGB pixels of the imaging element at the time of non-emission of the pen 30

펜(30)의 비발광 상태에서 촬영된 영상은 멀티 밴드 패스 필터를 통과하여 CMOS에 입사되면 멀티 밴드 패스 필터의 작용에 의하여 550nm 대역과 850nm 대역 성분만 통과되어 CMOS에 입사된다. When the image photographed in the non-light emitting state of the pen 30 passes through the multi-band pass filter and enters the CMOS, only the 550 nm band and the 850 nm band components pass through the CMOS due to the action of the multi-band pass filter.

이때 550nm 대역의 필터의 작용에 의하여 가시광선 영역의 R과 B 성분은 제거되며, R_EL_IRF, G_EL_IRF, B_EL_IRF는 850nm 대역에서 CMOS의 RGB 광전 변환효율이 유사하므로 같은 값을 가지게 되나, 외광의 G 성분과 필터의 작용에 의하여 G_EL_VF값이 존재하고, 이 값의 크기(n)는 필터의 투과율 등에 따라 달라진다.In this case, the R and B components of the visible light region are removed by the action of the 550 nm band filter, and R_EL_IRF, G_EL_IRF, and B_EL_IRF have the same value because the RGB photoelectric conversion efficiencies of the CMOS are similar in the 850 nm band. However, The value of G_EL_VF exists due to the action of the filter, and the magnitude (n) of the value depends on the transmittance of the filter or the like.

예를 들어 G_EL_VF를 G_EL_IRF의 4배 값이 되도록 멀티 밴드 패스 필터의 투과율을 조정하면 외광의 G 성분의 상대적인 값은 다른 성분을 1로 하였을 때에 대략 5가 되어 외광의 RGB 화소에서의 광강도의 비율은 아래와 같이 측정된다. For example, if the transmittance of the multiband pass filter is adjusted such that G_EL_VF is four times the value of G_EL_IRF, the relative value of the G component of the external light becomes approximately 5 when the other component is set to 1, and the ratio of the light intensity Is measured as follows.

R : G : B = (R_EL_IRF) : (G_EL_IRF + G_EL_VF) : (B_EL_IRF ) R: G: B = (R_EL_IRF): (G_EL_IRF + G_EL_VF): (B_EL_IRF)

= 1 : ( 1 + G_EL_VF ) : 1 = 1: (1 + G_EL_VF): 1

= 1 : (1 + n) : 1 = 1: (1 + n): 1

= 1 : 5 : 1= 1: 5: 1

여기서 n은 G_EL_IRF를 1로 하였을 때 G_EL_VF의 상대 크기이다.Where n is the relative size of G_EL_VF when G_EL_IRF is 1.

2. 펜(30)의 발광 시의 촬상소자의 화소에서의 R, G, B 값의 비율2. The ratio of the R, G, and B values in the pixel of the imaging element at the time of light emission of the pen 30

한편, 펜(30)이 적외선광을 발광할 때에 카메라 장치(40)가 촬영하는 발광 혼합 영상에서는 CMOS에서 펜(30)의 광원이 입사되는 화소들을 제외한 나머지 화소들에서는 펜(30)의 비발광 상태의 혼합 영상의 출력값과 동일한 비율을 가지게 되며 펜(30)의 광원에 해당하는 화소들은 외부 광원과 펜(30)으로부터의 적외선광의 합으로 구성된다. On the other hand, in the light emission mixed image captured by the camera device 40 when the pen 30 emits infrared light, in the remaining pixels except the pixels in which the light source of the pen 30 is incident in the CMOS, The pixels corresponding to the light source of the pen 30 are composed of the sum of the external light source and the infrared light from the pen 30. [

이 때 펜(30)의 적외선광(IR)은 가시광선 성분이 없으므로 CMOS의 R G B 화소에 입사되는 적외선광의 광강도는 서로 동일한 값(a)을 가지게 되므로, 아래와 같이 표현할 수 있다. Since the infrared ray IR of the pen 30 does not have a visible light component, the light intensities of the infrared rays incident on the R, G, and B pixels of the CMOS have the same value (a), and thus they can be expressed as follows.

R:G:B = (R_EL_IRF + R_IR_IRF) : (G_EL_IRF + G_EL_VF + G_IR_IRF) : (B_EL_IRF + B_IR_IRF)R: G: B = R_EL_IRF + R_IR_IRF: G_EL_IRF + G_EL_VF + G_IR_IRF: (B_EL_IRF + B_IR_IRF)

= ( 1 + a ) : ( 1 + n + a ) : ( 1 + a ) = (1 + a): (1 + n + a): (1 + a)

이 때 a의 값은 1 에 비하여 상대적으로 크고, n값은 비발광시의 값과 동일하므로 n = 4를 적용하여In this case, the value of a is relatively larger than 1, and the value of n is equal to the value of non-emission, so n = 4 is applied

R : G : B = (1+a) : (1 + 4 + a ) : ( 1 + a ) = (1+a) : ( (1+a) + 4 ) : ( 1 + a ) (1 + a): (1 + a) = (1 + a) + (4 +

여기서 RGB값을 (1+a)로 나누면, If the RGB value is divided by (1 + a)

R : G : B = (1+a)/(1+a) : ((1+a)+4)/(1+a) : (1+a)/(1+a) = 1 : 1 + 4/(1+a) : 1R: G: B = 1 + a / 1 + a + 1 / a + 1 + a / 4 / (1 + a): 1

여기서 CMOS의 R G B 화소에 입사되는 적외선광의 광강도(a)는 항상 0 이상의 값을 가지므로 1/(1+a) < 4가 된다.Here, the light intensity (a) of the infrared light incident on the R, G, and B pixels of the CMOS is always equal to or greater than 0, so 1 / (1 + a) <4.

예컨대, 외광의 적외선광 성분(G_EL_IRF)과 펜(30)으로부터의 적외선광(G_IR_IRF)의 광강도가 동일, 즉 G_IR_IRF가 1이라고 가정하면, 4/(1+a) = 2가 되므로, 펜(30)이 적외선광을 발광할 때에 CMOS의 펜으로부터의 적외선광이 입사되는 화소에서 Assuming that the light intensity of the infrared light component G_EL_IRF of the external light and the infrared light G_IR_IRF of the pen 30 are the same, that is, G_IR_IRF is 1, 4 / (1 + a) = 2, 30 emit infrared light, the infrared light from the pen of the CMOS is incident on the pixel

R : G : B = 1 : 3 : 1 로 된다. R: G: B = 1: 3: 1.

이러한 RGB 화소에서의 광강도의 비율은 펜(30)의 적외선광의 광원의 세기에 따라 결정되며 1보다는 크고 5보다는 작은 범위에서 변화하게 된다.The ratio of the light intensities in the RGB pixels is determined according to the intensity of the infrared light of the pen 30 and varies in a range larger than 1 and smaller than 5.

즉, 펜(30)이 발광할 때에 펜(30)으로부터의 적외선광이 입사하지 않는 화소에서의 R, G, B 값의 비율은That is, when the pen 30 emits light, the ratio of the R, G, and B values in the pixel where the infrared light from the pen 30 does not enter is

R : G : B = 1 : 5 : 1 로 되고, R: G: B = 1: 5: 1,

펜(30)으로부터의 적외선광이 입사하는 화소에서의 R, G, B 값의 비율은The ratio of the R, G, and B values in the pixel on which the infrared light from the pen 30 is incident is

R : G : B = 1 : 5 미만 : 1 로 되어, CMOS에서 RGB 화소의 광강도의 비율로 펜(30)으로부터의 적외선 광이 입사하지 않는 부분과 입사하는 부분이 구별된다.R: G: B = 1: less than 5: 1, so that a portion where infrared light from the pen 30 is not incident and a portion where infrared light is incident are distinguished at a ratio of light intensity of RGB pixels in CMOS.

결국, CMOS에서 인접하는 각 화소의 R:G:B의 값을 연속적으로 분석하여 보면, 도 4에 도시한 바와 같이, 펜(30)의 광원이 아닌 영역에서는 R과 B의 화소에서의 광강도 값의 변화는 거의 없으나, G 화소에서의 광강도의 값의 비율 변화가 급격하게 일어나게 된다. As a result, when the values of R: G: B of adjacent pixels in the CMOS are continuously analyzed, as shown in Fig. 4, the light intensities at the pixels of R and B in the region other than the light source of the pen 30 There is little change in the value, but a change in the ratio of the value of the light intensity in the G pixel occurs sharply.

도 4에서, 펜(30)의 적외선광이 발광하는 스크린(20)의 영역에 대한 CMOS의 출력 영상에 대하여 각 화소 별 R:G:B 값의 비율은 적외선광의 광원 영역에서는 상대적으로 G 화소에서의 값이 낮아지게 된다. 4, the ratio of the R: G: B value for each pixel to the output image of the CMOS with respect to the area of the screen 20 on which the infrared ray of the pen 30 emits infrared light is relatively large in the light source region of infrared light, Is lowered.

따라서 G 화소에서의 값이 상대적으로 감소-증가를 하는 구간의 화소가 광원영역이라고 판별할 수 있다.Therefore, it can be determined that the pixel in the section where the value in the G pixel relatively decreases-increases is the light source area.

펜(30)의 적외선광의 영역을 판별하는 다른 방법으로서, 펜(30)의 적외선광의 발광 상태와 비 발광 상태에 대하여 카메라 장치(40)가 촬영한 영상의 화소에 대하여 차연산을 수행하여 광원 영역을 판별할 수 있다.As another method of determining the area of the infrared light of the pen 30, the camera device 40 carries out a difference operation with respect to pixels of the image photographed by the pen 30 in the infrared light emitting state and the non-light emitting state, Can be determined.

광원 영역이 아닌 영역에 대해서는 발광 시의 영상의 프레임 및 이에 바로 인접하는 비 발광시의 영상의 프레임에서 각각의 화소의 R, G, B 값은 동일하므로 차연산 결과는 "0”가 되어 광원 영역 외의 부분은 제거가 된다. For the non-light source area, the R, G, and B values of the pixels in the frame of the image at the time of light emission and the frame of the image at the time of the non-light emission immediately adjacent thereto are the same, The other part is removed.

즉, F(R:G:B)를 발광시 광원 영역의 RGB 값으로, D(R:G:B)를 비발광시 광원 영역의 RGB 값으로 정의하고 차연산을 수행하면,That is, when the difference calculation is performed by defining the RGB values of the light source area when F (R: G: B) is emitted and the RGB values of the light source area when D (R: G: B)

F( R:G:B) - D(R:G:B) = F((R_EL_IRF) : (G_EL_IRF + G_EL_VF) : (B_EL_IRF ))-D((R_EL_IRF) : (G_EL_IRF + G_EL_VF) : (B_EL_IRF ))(B_EL_IRF): (R_EL_IRF): (G_EL_IRF + G_EL_VF): (B_EL_IRF): (R_EL_IRF) )

여기서 발광시와 비발광시의 외광에 의한 성분은 동일하므로 최종적으로는 F( R:G:B) - D(R:G:B) = 0 : 0 : 0 이 된다.(R: G: B) = 0: 0: 0 is finally obtained because the components due to the external light at the time of light emission and at the time of non-light emission are the same.

광원 영역에서의 차연산은 F_L(R:G:B)를 발광시 광원영역의 RGB 값으로, D_L(R:G:B)를 비발광시 광원 영역의 RGB값으로 정의하면 아래와 같이 표현되며, 차연산을 수행한다. The difference calculation in the light source area is expressed as RGB value of the light source area when F_L (R: G: B) is emitted and D_L (R: G: B) And performs a difference operation.

F_L(R : G : B) = (R_EL_IRF + R_IR_IRF) : (G_EL_IRF + G_EL_VF + G_IR_IRF) : (B_EL_IRF + B_IR_IRF)(R_EL_IRF + R_IR_IRF): (G_EL_IRF + G_EL_VF + G_IR_IRF): (B_EL_IRF + B_IR_IRF)

D_L(R : G : B) = (R_EL_IRF) : (G_EL_IRF + G_EL_VF) : (B_EL_IRF )D_L (R: G: B) = (R_EL_IRF) :( G_EL_IRF + G_EL_VF): (B_EL_IRF)

여기서 가시광선의 RGB성분은 발광시, 비 발광시 동일하므로Here, the RGB components of the visible light are the same at the time of light emission and at the time of non-light emission

F(R:G:B) - D(R:G:B) = (R_EL_IRF + R_IR_IRF) : (G_EL_IRF + G_EL_VF + G_IR_IRF) : (B_EL_IRF + B_IR_IRF) - (R_EL_IRF) : (G_EL_IRF + G_EL_VF) : (B_EL_IRF )G_EL_IRF + G_EL_IRF: G_EL_IRF + G_IR_IRF: (B_EL_IRF + B_IR_IRF) - (R_EL_IRF): (G_EL_IRF + G_EL_VF): (B_EL_IRF) )

= R_IR_IRF : G_IR_IRF : B_IR_IRF= R_IR_IRF: G_IR_IRF: B_IR_IRF

이와 같이, 광원 영역 부분만 R:G:B가 일정 비율로 남게 되어 광원 영역을 추출할 수 있다. In this way, only the light source area portion remains at a constant ratio of R: G: B, and the light source area can be extracted.

이러한 방법에 따르면, 스크린(20)에 카메라 장치(40)와 동기되어 발광과 비발광이 교호로 이루어지는 펜(30) 외에 동일한 850nm 영역대의 적외선광을 발광하는 장치, 예를 들어 850 nm 대역의 적외선광을 이용하는 적외선 마이크나 적외선 리모콘 등으로부터의 광이 스크린에 조사되는 경우에도, 이들 장치는 적외선광을 교호로 발광/비발광하는 것이 아니므로, 이들 장치의 적외선광이 카메라 장치(40)의 멀티 밴드 패스 필터를 투과하여도 전술한 차연산에 의해 이들의 광원에 해당하는 영역에서 RGB의 차연산 결과는 0:0:0 으로 되어, 외광과 마찬가지로 펜(30)의 적외선광이 아닌 것으로 판별된다.According to this method, in addition to the pen 30 which is synchronized with the camera device 40 on the screen 20 in which the light emission and the non-light emission alternate, a device for emitting infrared light of the same 850 nm band, for example, Even when the light from an infrared microwave or an infrared remote controller using light is irradiated on the screen, since these devices do not alternately emit / not emit infrared light, the infrared light of these devices is transmitted to the multi Even if the band-pass filter is transmitted, the result of the difference calculation of RGB in the area corresponding to these light sources is 0: 0: 0 by the above-described difference calculation, and it is judged that it is not infrared light of the pen 30 like external light .

이상 설명한 바에 따라, 카메라 장치(40)가 촬영한 영상에서 펜(30)으로부터의 적외선광의 광원의 위치가 판별되고, 연속되는 촬영에서 판별된 광원의 위치 및 이동 궤적을 판별할 수 있다.As described above, the position of the light source of the infrared light from the pen 30 is discriminated from the image taken by the camera device 40, and the position and the movement locus of the light source discriminated in the continuous photographing can be discriminated.

이렇게 판별된 정보는 펜(30)에 의한 컴퓨터의 제어 동작 또는 펜(30)으로 컴퓨터(50)가 제공하는 스크린 상의 영상에 도형을 그리거나 문자를 기입하는 동작으로 판별되어, 그에 따라 컴퓨터(50)가 제어되거나 문자 또는 도형이 입력되어 다시 프로젝터(10)를 통하여 스크린(20)에 표시될 수 있다.The thus-determined information is determined by a control operation of the computer 30 by the pen 30 or an operation of drawing or writing a figure on the screen image provided by the computer 50 by the pen 30, May be controlled or characters or graphics may be input and displayed on the screen 20 through the projector 10 again.

한편, 카메라 장치(40)가 촬영하는 영상은 왜곡이 있으므로, 그러한 왜곡된 영상에서의 추출되는 펜(30)으로부터의 적외선광의 광원의 위치를 그대로 컴퓨터(50)가 스크린에 투사하는 영상의 좌표계로 산출하는 경우에 정확한 광원의 위치 판별이 되지 않는다.On the other hand, since the image captured by the camera device 40 is distorted, the position of the light source of the infrared light from the pen 30 extracted from the distorted image is directly converted into the coordinate system of the image projected onto the screen by the computer 50 The position of an accurate light source can not be determined.

따라서, 본 실시예의 컴퓨터 입력 시스템에서 컴퓨터(50)는 카메라 장치(40)가 촬영하는 스크린(20)의 영상을 컴퓨터(50)가 스크린에 투사하는 영상과 대비하여 스크린에 투사하는 영상의 좌표계에 카메라 장치(40)가 촬영하는 스크린(20)의 영상의 좌표계를 매칭한다.Therefore, in the computer input system of the present embodiment, the computer 50 is capable of displaying the image of the screen 20 captured by the camera device 40 in a coordinate system of the image projected on the screen, And the coordinate system of the image of the screen 20 to be photographed by the camera device 40 is matched.

도 5에는 컴퓨터(50)가 프로젝터(10)를 통하여 스크린(20)에 투사하는 좌표계의 매칭을 위한 기준점의 이미지가 도시되어 있다.5 shows an image of a reference point for matching of a coordinate system projected onto the screen 20 by the computer 50 via the projector 10. In FIG.

도 5에서 테두리선은 실제로 프로젝터(10)를 통하여 투사되는 영상은 아니며, 이는 컴퓨터(50)에서 프로젝터를 통하여 투사하는 영상의 둘레를 가상으로 표현하는 것이고, 프로젝터(10)는 녹색의 몇 개의 기준점을 프로젝터에 투사한다. 여기서 기준점이 녹색은 카메라 장치(40)의 멀티 밴드 패스 필터를 투과할 수 있는 550 nm 의 파장대를 갖는 것이다.5, the frame line is not actually an image projected through the projector 10. This is a virtual representation of the circumference of the image projected through the projector 50 by the computer 50. The projector 10 has a plurality of green reference points To the projector. Here, the reference point is green, which has a wavelength band of 550 nm through which the multi-band pass filter of the camera apparatus 40 can pass.

이들 원들은 프로젝터(10)가 투사하는 영상에 대해 특정 위치에 배치되는 것이고, 카메라 장치(40)가 이 영상을 촬영하고 컴퓨터(50)가 촬영된 영상에서 이 원들의 위치를 판별함으로써 스크린에 대한 촬영 영상의 좌표계를 프로젝터(10)를 통하여 투사하는 영상의 좌표계에 맞추어 설정할 수 있게 된다.These circles are arranged in a specific position with respect to the image projected by the projector 10 and the camera 50 captures the image and the computer 50 determines the positions of the circles in the captured image, The coordinate system of the photographed image can be set in accordance with the coordinate system of the image to be projected through the projector 10. [

이러한 좌표계 설정을 위한 영상은 카메라 장치(40)에 입사되고, 멀티 밴드 패스 필터에서 좌표계 설정을 위한 기준점이 되는 녹색의 점에 대한 영상은 가시광 영역의 필터를 통하여 통과되고 촬상 소자에 입사되어 전기적 신호로 변환된다.An image for setting the coordinate system is input to the camera device 40. An image for a green point serving as a reference point for setting a coordinate system in the multiband pass filter is passed through a filter in a visible light region and is incident on an imaging element, .

카메라 장치에서 촬영되는 영상에는 이 녹색의 기준점 영상 외에도 건물 내에 입사되어 스크린에서 반사되는 자연광이나 조명광도 포함되지만, 카메라 장치(40)의 멀티 밴드 패스 필터에서는 자연광이나 조명광의 대부분의 광 성분이 투과되지 않고 녹색의 기준점에 관한 영상 및 자연광이나 조명등광에서 멀티 밴드 패스 필터를 통과한 광 성분만이 통과하므로, 촬상 소자에 입사되는 광은 기준점에 해당하는 영상의 광 성분이 강조되고, 따라서 카메라 장치가 촬영한 영상에서 기준점의 영상이 명확하게 식별될 수 있다.In addition to the green reference point image, the image captured by the camera device includes natural light or illumination light incident on the building and reflected from the screen. However, in the multi-band pass filter of the camera device 40, most of the light components of natural light and illumination light are not transmitted Only the light component passing through the multi-band pass filter passes through the image relating to the green reference point and the natural light or the illumination light so that the light component of the image corresponding to the reference point is emphasized in the light incident on the image pickup device, The image of the reference point can be clearly identified in the captured image.

이상 설명한 본 실시예의 컴퓨터 입력 시스템의 구성 및 각각의 개별적인 작동에 따른 전체적인 동작을 설명한다.The configuration of the computer input system of the present embodiment described above and the overall operation according to each individual operation will be described.

본 실시예의 컴퓨터 입력 시스템은 그 사용 전에, 컴퓨터(50)가 프로젝터(10)를 통하여 스크린(30)에 투사하는 영상의 좌표계와 카메라 장치(40)가 촬영한 영상의 좌표계의 매칭, 즉 카메라 장치(40)에서의 촬영에 따른 왜곡을 보정하기 위하여 기준 좌표계의 정보가 포함된 패턴 영상, 즉 도 5에 도시한 기준점의 이미지를 포함하는 영상을 프로젝터(10)를 통하여 스크린(20)에 투사한다. The computer input system of the present embodiment is configured such that the computer 50 uses the coordinate system of the image projected on the screen 30 through the projector 10 and the coordinate system of the image captured by the camera apparatus 40, A pattern image including information of a reference coordinate system, that is, an image including an image of a reference point shown in Fig. 5, is projected onto the screen 20 through the projector 10 in order to correct distortion caused by photographing in the projector 40 .

이러한 이미지의 영상은 카메라 장치(40)에서 멀티 밴드 패스 필터를 통하여 촬상 소자인 CMOS에 인가되고, CMOS는 촬영된 영상을 컴퓨터(50)로 전송한다. 컴퓨터(50)에서는 이 왜곡된 영상을 프로젝터(10)를 통하여 투사한 기준 패턴의 이미지과 비교하여 카메라 장치로 취득한 영상의 왜곡 정보를 분석하여 기준 패턴과의 매칭 데이터를 생성하고, 추후 펜(30)이 스크린(20)에 접촉하여 발광할 때 카메라 장치(40)에 의하여 왜곡된 위치를 매칭 데이터를 이용하여 기준 좌표계의 위치로 변환한다. The image of this image is applied to the CMOS image sensor through the multi-band pass filter in the camera device 40, and the CMOS transmits the photographed image to the computer 50. The computer 50 compares the distorted image with the image of the reference pattern projected through the projector 10, analyzes the distortion information of the image acquired by the camera device to generate matching data with the reference pattern, The position distorted by the camera device 40 is converted into the position of the reference coordinate system by using the matching data when the touching screen 20 emits light.

이후 사용자가 펜(30)를 이용하여 그림을 그리거나 마우스 동작을 수행할 때 펜(30)이 스크린(20)에 접촉하면 카메라 장치(40)가 보내는 적외선광 동기 신호에 맞춰서 접촉 시간동안 교호 발광을 지속하게 된다. When the pen 30 touches the screen 20 when the user draws a picture using the pen 30 or performs a mouse operation, the user uses the alternate light emission during the contact time in accordance with the infrared optical synchronization signal sent by the camera device 40 .

카메라 장치(40)는 연속되는 펜(30)의 발광/비발광을 포함한 스크린 영역을 지속적으로 촬영하여 발광 프레임과 비발광 프레임의 차연산을 수행하고 수행된 결과에서 각 화소의 RGB값의 비율을 분석하여 광원 영역을 추출한다. 추출된 광원 영역은 매칭 과정에서 얻은 매칭 데이터를 이용하여 기준 좌표계로 변환되고 컴퓨터(50)는 광원 영역의 움직임에 따라 선을 그어주거나, 마우스 동작을 실행하게 된다. The camera device 40 continuously photographs the screen area including the light emission / non-light emission of the continuous pen 30, performs a difference operation between the light emission frame and the non-light emission frame, and calculates the ratio of the RGB value of each pixel And extracts the light source area. The extracted light source area is converted into a reference coordinate system using matching data obtained in the matching process, and the computer 50 draws a line or performs a mouse operation according to the movement of the light source area.

이상 설명한 본 실시예의 컴퓨터 입력 시스템에서는 입력 장치의 발광과 카메라 장치의 촬영을 동조하여 입력 장치가 스크린에 접촉하는 시간 동안 입력 장치가 발광하는 영상과 발광하지 않는 영상의 차연산을 수행하고 수행된 결과에서 RGB비율을 분석함으로써 정확한 입력장치의 위치를 검출할 뿐 아니라, 자연광이나 조명 등의 잡음은 물론이고 입력장치와 동일 파장대의 적외선광을 사용하는 기기와의 간섭을 없앨 수 있다. In the computer input system of the present embodiment described above, the light emission of the input device and the photographing of the camera device are synchronized to perform a difference operation between the light emitted by the input device and the non-lighted image during the time the input device contacts the screen, It is possible not only to detect the position of the correct input device by analyzing the RGB ratio but also to eliminate interference with devices using infrared light of the same wavelength band as the input device as well as noise such as natural light and illumination.

10: 프로젝터 20: 스프린
30: 펜 40: 카메라 장치
50: 컴퓨터
10: Projector 20: Sprin
30: pen 40: camera device
50: Computer

Claims (3)

컴퓨터의 영상을 디스플레이하는 디스플레이 장치, 디스플레이 장치가 영상을 디스플레이하는 디스플레이 영역에 접촉 또는 근접함으로써 또는 사용자의 조작에 의해 소정 파장의 적외선광을 발광하는 입력 수단, 및 디스플레이 장치의 디스플레이 영역을 촬영하여 촬영된 영상의 정보를 컴퓨터에 전송하도록 구성되는 카메라 장치를 포함하여 컴퓨터에 정보를 입력하는 컴퓨터 입력 시스템으로서,
카메라 장치는 입력 장치가 발광하는 적외선광의 파장대 및 가시광 영역의 소정 파장대의 광만을 투과시키는 멀티 밴드 패스 필터 및 복수 개의 화소로 구성되는 촬상 소자를 포함하고,
입력 수단은 그 적외선광의 발광이 카메라 장치의 촬영에 동조되어 카메라 장치의 촬영 중에 적외선광의 발광과 비발광이 촬영의 프레임 단위로 교호로 이루어지고,
컴퓨터는 카메라 장치가 촬영한 영상 중에서 입력 수단으로부터의 적외선광에 해당하는 영상의 정보를 추출하고 디스플레이 장치에 전송하는 영상의 좌표계에서의 위치 정보를 산출하여 디스플레이 장치를 통하여 컴퓨터에 입력되는 정보로서 처리하되,
카메라 장치가 촬영한 영상의 정보에서 촬상 소자를 이루는 각각의 화소의 R, G, B 값을 산출하고, 입력 수단의 적외선광 발광 시의 프레임에서의 각각의 화소의 R, G, B 값과 이에 인접한 비발광 시의 프레임에서의 각각의 화소의 R, G, B 값을 차연산하여 차연산의 결과가 0이 아닌 화소를 추출하고, 이 추출된 화소를 입력 수단으로부터의 적외선 광이 입사된 화소로서 특정하여 특정된 화소의 정보를 입력 수단으로부터의 적외선광에 해당하는 영상의 정보로 특정하는 것인 컴퓨터 입력 시스템.
A display device for displaying an image of a computer, input means for causing the display device to come in contact with or close to a display area for displaying an image, or to emit infrared light of a predetermined wavelength by a user's operation, A computer input system for inputting information to a computer, the camera input device comprising:
The camera device includes a multi-band pass filter for transmitting only the light of a predetermined wavelength band of the visible light region and the wavelength band of the infrared light emitted by the input device, and an image pickup device composed of a plurality of pixels,
The input means is arranged such that the light emission of the infrared light is synchronized with the photographing of the camera apparatus, the light emission of the infrared ray and the non-light emission are alternately performed in frame units of photographing during the photographing of the camera apparatus,
The computer extracts information of an image corresponding to infrared light from the input means among the images taken by the camera device, calculates position information in the coordinate system of the image to be transmitted to the display device, and processes the information as information input to the computer through the display device However,
G and B values of each pixel constituting the image pickup device from the information of the image photographed by the camera device, and calculates R, G and B values of the respective pixels in the frame at the time of infrared light emission of the input means, G, and B values of the respective pixels in the adjacent non-light emitting frame are calculated to extract pixels whose result of the difference operation is not 0, and the extracted pixels are output to the pixels to which the infrared light from the input means is incident And specifies the information of the pixel specified and specified as the information of the image corresponding to the infrared light from the input means.
청구항 1에 있어서,
입력 장치는 정보 처리 장치의 사용자가 파지할 수 있고 적외선광의 발광 수단을 포함하여 스크린에 접촉 또는 사용자의 조작에 의해 적외선광을 발광하도록 구성되는 것인 컴퓨터 입력 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the input device is configured to be grasped by a user of the information processing apparatus and to include infrared light emitting means to contact the screen or emit infrared light by user's manipulation.
청구항 1에 있어서,
입력 장치는, 디스플레이 장치의 디스플레이 영역에 근접하고 스크린의 평면에 평행하게 적외선광을 조사하는 적외선광 조사 수단을 포함하여, 컴퓨터 사용자의 신체 일부 또는 사용자가 소지하는 물품의 일부가 디스플레이 영역에 근접함으로써 적외선광 조사 수단으로부터의 적외선광을 반사하도록 구성되는 것인 컴퓨터 입력 시스템.
The method according to claim 1,
The input device includes infrared light irradiating means for irradiating the infrared light in the vicinity of the display area of the display device and in parallel with the plane of the screen so that a part of the body of the computer user or a part of the article carried by the user approaches the display area And is configured to reflect infrared light from the infrared light irradiating means.
KR1020190040460A 2016-11-09 2019-04-05 Input system for a computer incorporating a virtual touch screen KR101990001B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20160148819 2016-11-09
KR1020160148819 2016-11-09

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170133887A Division KR101989998B1 (en) 2016-11-09 2017-10-16 Input system for a computer incorporating a virtual touch screen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190041984A true KR20190041984A (en) 2019-04-23
KR101990001B1 KR101990001B1 (en) 2019-06-17

Family

ID=62486315

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170133887A KR101989998B1 (en) 2016-11-09 2017-10-16 Input system for a computer incorporating a virtual touch screen
KR1020190040460A KR101990001B1 (en) 2016-11-09 2019-04-05 Input system for a computer incorporating a virtual touch screen

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170133887A KR101989998B1 (en) 2016-11-09 2017-10-16 Input system for a computer incorporating a virtual touch screen

Country Status (1)

Country Link
KR (2) KR101989998B1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102172564B1 (en) * 2018-11-21 2020-11-02 (주)이즈커뮤니케이션즈 Method of extracting a Input Information to a Computer capable of minimizing an Image Processing Module and a Computer Input System implementing the method
KR102169626B1 (en) * 2018-11-21 2020-10-23 (주)이즈커뮤니케이션즈 Input system for a computer having function of identifying a input device
KR20200134660A (en) 2019-05-23 2020-12-02 (주) 이즈커뮤니케이션즈 Information Input System using a Device Iradiating Visible Light as a Input Device
KR102216804B1 (en) 2019-11-15 2021-02-17 (주)이즈커뮤니케이션즈 Apparatus for Inputting Informations to an Information Processing Device
KR20240048110A (en) 2022-10-06 2024-04-15 (주) 비앤에스컴 Computer input system with virtual touch screen with improved recognition rate

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006277085A (en) * 2005-03-28 2006-10-12 Microsignal Kk Optical pointing controller and pointing system using same device
KR100820573B1 (en) 2006-12-18 2008-04-07 옥은호 Computer input device utilizing a camera to recognize position and twinkling compare laser pointing image with computer display picture
KR20090063679A (en) * 2007-12-14 2009-06-18 삼성전자주식회사 Image display apparatus having pointing function and method thereof
KR100936666B1 (en) 2009-05-25 2010-01-13 전자부품연구원 Apparatus for touching reflection image using an infrared screen
JP2016186676A (en) * 2015-03-27 2016-10-27 セイコーエプソン株式会社 Interactive projector, interactive projection system, and method for controlling interactive projector

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006277085A (en) * 2005-03-28 2006-10-12 Microsignal Kk Optical pointing controller and pointing system using same device
KR100820573B1 (en) 2006-12-18 2008-04-07 옥은호 Computer input device utilizing a camera to recognize position and twinkling compare laser pointing image with computer display picture
KR20090063679A (en) * 2007-12-14 2009-06-18 삼성전자주식회사 Image display apparatus having pointing function and method thereof
KR100936666B1 (en) 2009-05-25 2010-01-13 전자부품연구원 Apparatus for touching reflection image using an infrared screen
JP2016186676A (en) * 2015-03-27 2016-10-27 セイコーエプソン株式会社 Interactive projector, interactive projection system, and method for controlling interactive projector

Also Published As

Publication number Publication date
KR101990001B1 (en) 2019-06-17
KR20180052081A (en) 2018-05-17
KR101989998B1 (en) 2019-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101990001B1 (en) Input system for a computer incorporating a virtual touch screen
WO2012124730A1 (en) Detection device, input device, projector, and electronic apparatus
JP3876942B2 (en) Optical digitizer
CN107077258B (en) Projection type image display device and image display method
US6050690A (en) Apparatus and method for focusing a projected image
US11016582B2 (en) Position detecting device, position detecting system, and controlling method of position detecting device
JP6417690B2 (en) Projector, display device, and projector control method
US20100201812A1 (en) Active display feedback in interactive input systems
US9753580B2 (en) Position detecting device, position detecting system, and controlling method of position detecting device
JP2012133808A (en) Cursor control method and device
US9407305B2 (en) Instruction beam detection apparatus and method of detecting instruction beam
EP3379394A1 (en) Image display apparatus and method for controlling the same
US20080174702A1 (en) Quasi analog knob control method and appartus using the same
EP2916201B1 (en) Position detecting device and position detecting method
EP2502132A1 (en) Interactive display
US20120268371A1 (en) Image Projection Device
KR100660137B1 (en) Input apparatus using a raser pointer and system for offering presentation using the apparatus
JP4712754B2 (en) Information processing apparatus and information processing method
CN108351684B (en) Operation detection device, operation detection method and image display system
KR20090090980A (en) Pointing apparatus using image
JP4687820B2 (en) Information input device and information input method
JP2012226507A (en) Emitter identification device, emitter identification method and emitter identification program
CN212781988U (en) High-precision touch interaction system for multi-surface splicing projection
KR20200134660A (en) Information Input System using a Device Iradiating Visible Light as a Input Device
KR200461366Y1 (en) Pointing Apparatus Using Image

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant