WO2023171840A1 - 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템 - Google Patents

전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템 Download PDF

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WO2023171840A1
WO2023171840A1 PCT/KR2022/003418 KR2022003418W WO2023171840A1 WO 2023171840 A1 WO2023171840 A1 WO 2023171840A1 KR 2022003418 W KR2022003418 W KR 2022003418W WO 2023171840 A1 WO2023171840 A1 WO 2023171840A1
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WO
WIPO (PCT)
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correction
touch pen
coordinate
unit
infrared touch
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/003418
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English (en)
French (fr)
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김봉환
김현철
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(주)에이블소프트
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    • B43L1/00—Repeatedly-usable boards or tablets for writing or drawing
    • B43L1/04—Blackboards
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input 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
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means

Definitions

  • the present invention relates to a recognition coordinate detection system for an infrared touch pen for an electronic whiteboard.
  • the recognition of an infrared touch pen for an electronic whiteboard detects the coordinates of a user cursor created on an electronic whiteboard and corrects the user cursor and recognition error. It relates to coordinate detection and recognition coordinate correction systems.
  • the electronic whiteboard can perform various functions necessary for lectures, such as displaying lecture content or presentation documents on the screen and providing annotation and writing functions. Additionally, in order to perform the various functions described above, touches such as a finger or a pen can be detected.
  • the display portion of the electronic whiteboard may be touched in various ways for various purposes, such as to emphasize lecture content as well as to perform various necessary functions. If the display unit operates in response to these touches, problems such as screen switching or unnecessary lines or writing may occur, which may cause the lecture to not proceed smoothly.
  • Korean Patent Publication No. 10-2014-0124025 places an activation area in the unlock window and places a search word input box in the activation area, allowing the Internet to be searched even without unlocking the locking means, thereby allowing personal information
  • Korean Patent Publication No. 10-2005-0022557 places hot keys on the display screen and When a user touches a hot key, the remote controller outputs a control signal to perform an operation corresponding to the hot key, thereby deactivating the display according to the specific hot key.
  • a remote controller with a touch screen hot key and a method of controlling the same are disclosed. .
  • the conventionally disclosed technology cannot solve the problem of not responding to touch input during lectures by limiting the activation area of the display unit.
  • recognition coordinate detection and recognition coordinate correction of an infrared touch pen for an electronic whiteboard that recognizes the cursor created on the display of the electronic whiteboard based on the user's motion, compares the position of the recognized cursor with the actual cursor, and corrects the error. Research on the system is needed.
  • the present invention radiates a laser pointer to a preset area outside the display area and calculates the distance between the laser pointer and the infrared touch pen, so that the position information of the infrared touch pen calculated through the camera can be more precisely corrected.
  • the purpose is to provide a recognition coordinate detection and recognition coordinate correction system for an infrared touch pen for an electronic whiteboard.
  • the same standard is always applied to detect infrared rays.
  • the purpose is to provide a recognition coordinate detection and recognition coordinate correction system for an infrared touch pen for an electronic whiteboard that can calculate the error of the touch pen.
  • the recognition error of the infrared touch pen is induced to converge, and the recognition error of the infrared touch pen can be permanently corrected without additional manipulation.
  • the purpose is to provide a recognition coordinate detection and recognition coordinate correction system for an infrared touch pen for an electronic whiteboard.
  • the recognition coordinate detection and recognition coordinate correction system of an infrared touch pen for an electronic whiteboard is an electronic whiteboard including an infrared touch pen having an infrared light source, a display panel, and a beam projector for irradiating image content to the display panel.
  • a laser irradiation unit that irradiates a laser pointer to a preset first area
  • a camera capture unit that photographs the display panel and the first area
  • a device that analyzes image data captured by the camera capture unit and determines whether or not the infrared touch pen is recognized.
  • Image analysis unit when an infrared touch pen is detected in the image analysis unit, a touch pen recognition unit that calculates the coordinate information of the infrared touch pen, and coordinate correction that corrects the coordinate information calculated based on the image data analyzed by the image analysis unit. Includes wealth.
  • the image analysis unit analyzes the first area where the laser pointer is irradiated, calculates the moving distance and direction of the laser pointer, and includes a laser pointer initialization unit that sets the real-time position of the laser pointer to the initial value, and an infrared touch pen on the display.
  • the touch pen input detection unit determines whether the infrared touch pen is recognized, and the laser pointer in the first area and the light generated from the nib of the infrared touch pen are connected.
  • It includes a touch pen distance calculator that calculates a distance, a coordinate correction unit, a second coordinate generator that calculates a second coordinate of the infrared touch pen based on the distance calculated by the touch pen distance calculator, and first and second coordinates. It is characterized by comprising a correction data generator that calculates the error between the two and generates correction data that corrects the first coordinates using the average of the calculated errors.
  • the touch pen recognition unit calculates first coordinates corresponding to the position where the infrared touch pen was detected, and displays a cursor image at a position corresponding to the first coordinates on the display panel. It is characterized by comprising a user cursor generation unit that generates and a first coordinate correction unit that corrects the first coordinates by reflecting the correction data generated in the coordinate correction unit.
  • the coordinate correction unit further includes a correction data verification unit that generates a correction data set by grouping correction data based on preset conditions and verifies the correction data based on the last n correction data sets,
  • the data generator determines that the correction of the first coordinates is complete when the errors of the first and second coordinates are less than or equal to the minimum value of the preset reference error range, and the correction data verification unit determines that the correction of the first coordinates is completed in the correction data generator. If it is determined that correction of the first coordinates is completed, a correction data set is created by grouping the correction data generated within the reference error range, and the reference is based on the order in which the correction data included in the correction data set was generated.
  • the first coordinate correction unit is Perform an initial correction to calculate pre-correction coordinates calculated using correction verification data for 1 coordinate, and perform additional correction to calculate final correction coordinates by applying correction data to the pre-correction coordinates calculated through the initial correction.
  • correction verification data is newly generated, the initial correction is performed only once, and only additional corrections are performed until the correction data generator determines that correction of the first coordinates is complete.
  • the correction data generator generates correction data based on the second coordinate, but when the error between the first coordinate and the second coordinate exceeds a preset reference error range, the correction data is not generated.
  • the recognition coordinate detection and recognition coordinate correction system of the infrared touch pen for an electronic whiteboard irradiates a laser pointer to a preset area outside the display area and calculates the distance between the laser pointer and the infrared touch pen, thereby This has the effect of more precisely correcting the location information of the infrared touch pen calculated through this method.
  • the same standard is always applied to detect infrared rays. It has the effect of calculating the error of the touch pen.
  • the recognition error of the infrared touch pen is induced to converge, and the recognition error of the infrared touch pen can be permanently corrected without additional manipulation. It has an effect.
  • Figure 1 is a configuration diagram of a recognition coordinate detection and recognition coordinate correction system for an infrared touch pen for an electronic whiteboard according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a diagram for explaining an electronic whiteboard system to which a recognition coordinate detection and recognition coordinate correction system of an infrared touch pen for an electronic whiteboard is applied according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a diagram for explaining the camera capture unit of the recognition coordinate detection and recognition coordinate correction system of the infrared touch pen for electronic whiteboard according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a diagram for explaining the image analysis unit of the recognition coordinate detection and recognition coordinate correction system of the infrared touch pen for electronic whiteboard according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a diagram for explaining the touch pen recognition unit of the recognition coordinate detection and recognition coordinate correction system of the infrared touch pen for electronic whiteboard according to an embodiment of the present invention.
  • Figures 6 and 7 are diagrams for explaining the coordinate correction unit of the recognition coordinate detection and recognition coordinate correction system of the infrared touch pen for electronic whiteboard according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 8 is a diagram for explaining the correction data verification unit of the recognition coordinate detection and recognition coordinate correction system of the infrared touch pen for electronic whiteboard according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 1 is a configuration diagram of a recognition coordinate detection and recognition coordinate correction system of an infrared touch pen for an electronic whiteboard according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a configuration diagram of an infrared touch pen for an electronic whiteboard according to an embodiment of the present invention. It is a diagram for explaining an electronic whiteboard system to which a coordinate detection and recognition coordinate correction system is applied
  • Figure 3 illustrates a camera capture unit of the recognition coordinate detection and recognition coordinate correction system of an infrared touch pen for an electronic whiteboard according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a diagram for explaining the image analysis unit of the recognition coordinate detection and recognition coordinate correction system of an infrared touch pen for an electronic whiteboard according to an embodiment of the present invention
  • Figure 5 is an embodiment of the present invention.
  • It is a diagram for explaining the touch pen recognition unit of the recognition coordinate detection and recognition coordinate correction system of the infrared touch pen for electronic whiteboard according to the present invention
  • Figures 6 and 7 are the recognition of the infrared touch pen for electronic whiteboard according to an embodiment of the present invention.
  • It is a diagram for explaining the coordinate correction unit of the coordinate detection and recognition coordinate correction system
  • Figure 8 illustrates the correction data verification unit of the recognition coordinate detection and recognition coordinate correction system of the infrared touch pen for electronic whiteboard according to an embodiment of the present invention. This is a drawing for
  • the recognition coordinate detection and recognition coordinate correction system 100 of an infrared touch pen for an electronic whiteboard includes a laser irradiation unit 110, a camera capture unit 120, an image analysis unit 130, and a touch pen. It may include a recognition unit 140 and a coordinate correction unit 150.
  • the laser irradiation unit 110 irradiates a laser pointer to a preset first area
  • the camera photographing unit 120 photographs the first area and the display panel 20
  • the image analysis unit (130) analyzes image data captured by the camera capture unit 120 and determines whether the infrared touch pen 10 is recognized, and the touch pen recognition unit 140 determines whether the image analysis unit 130
  • the coordinate information of the infrared touch pen 10 is calculated, and the coordinate correction unit 150 is based on the image data analyzed by the image analysis unit 130.
  • the coordinate information can be corrected.
  • the infrared touch pen recognition and recognition position correction system 100 for an electronic whiteboard may be provided in a form combined with the beam projector 30.
  • the camera capturing unit 120 photographs the display panel 20 and the first area 21 to which the laser pointer is irradiated, and the first area 21 is exposed to the laser pointer.
  • the pointer can be adjusted depending on the position being examined.
  • the image analysis unit 130 analyzes the first area 21 where the laser pointer is irradiated, calculates the movement amount and direction of the laser pointer, and determines the real-time location of the laser pointer.
  • a laser pointer initialization unit 131 that sets the initial value, tracks the light generated from the nib of the infrared touch pen 10 when the infrared touch pen 10 is pressed on the display panel 20, and detects the infrared touch pen 10. Calculate the distance between the touch pen input detection unit 132, which determines whether the pen 10 is recognized, and the light generated from the pen tip of the laser pointer and the infrared touch pen 10 in the first area 21. It may include a touch pen distance calculation unit 131.
  • the touch pen recognition unit 140 determines the position where the infrared touch pen 10 is detected.
  • a user cursor generator 141 calculates the first coordinates corresponding to and generates a cursor image at a position corresponding to the first coordinates on the display panel 20, and is generated by the coordinate correction unit 150. It may include a first coordinate correction unit 142 that corrects the first coordinates by reflecting the corrected correction data.
  • the first coordinates are calculated to be in a different position than the coordinates where the infrared touch pen 10 is actually located due to errors in the program, accumulated errors, etc. It could be.
  • the coordinate correction unit 140 may generate correction data for correcting the first coordinates so that accurate coordinates of the infrared touch pen 10 can be calculated based on the actual location.
  • the coordinate correction unit 150 determines the second coordinates of the infrared touch pen 10 based on the distance calculated by the touch pen distance calculation unit 133.
  • a second coordinate generator 151 calculates an error between the first coordinate and the second coordinate, and generates correction data for correcting the first coordinate using an average of the calculated error. It may include a generating unit 152.
  • the position of the infrared touch pen 10 captured by the camera capture unit 120 is the first position 52, but the infrared touch pen 10 calculated by the touch pen recognition unit 130 is the first position 52.
  • the recognition coordinates of are calculated as the second position 53, and the cursor image can be generated at the second position 53.
  • the coordinate correction unit 150 includes the touch pen distance calculation unit 133.
  • the second coordinates can be calculated based on the distance between the laser pointer 51 and the position of light 52 generated from the pen tip of the infrared touch pen 10 calculated in .
  • the coordinate correction unit 150 may calculate an error between the first coordinate and the second coordinate, and set the average value of the calculated error as the correction data.
  • the touch pen recognition unit 140 may calculate the first coordinates by setting the vertex of the upper left corner of the display panel 20 as the origin (not shown).
  • the coordinate correction unit 150 calculates the distance between the laser pointer 51 calculated by the touch pen distance calculation unit 133 and the position of light 52 generated from the pen tip of the infrared touch pen 10.
  • the second coordinates may be calculated based on the distance between the laser pointer 51 and the origin (not shown) of the display panel 20.
  • the touch pen recognition unit 140 may further include a first coordinate correction unit 142 that corrects the first coordinates by reflecting the correction data generated by the coordinate correction unit 150.
  • the coordinate correction unit 150 is commanded to move by -1 in the X axis and -1 in the Y axis. Correction data of (-1, -1) can be generated.
  • the first coordinate correction unit 142 may correct the first coordinates by applying the correction data to the first coordinates of the infrared touch pen 10 recognized after the correction data is generated.
  • the first coordinates calculated for the second time by the touch pen recognition unit 140 are (10, -5)
  • the correction data of (-1, -1) generated by the coordinate correction unit 150 is In application, the first coordinates may be corrected to (9, -6) and output.
  • the correction data can be regenerated with (-0.5, -1.5), which is the average value of the error. Accordingly, as errors on the X-axis and Y-axis accumulate, the correction data may change to converge to 0.
  • the correction data generator 152 generates the correction data based on the second coordinate, and when the error between the first coordinate and the second coordinate exceeds a preset reference error range, the correction data may not be created.
  • the correction data generator 152 exceeds the maximum value of the reference error range, the first coordinate calculated through the infrared touch pen 10 is determined to be noise, and the minimum value of the reference error range is determined. If it is less than that, it may be determined that correction of the first coordinates has been completed.
  • the coordinate correction unit 150 generates a correction data set by grouping the correction data based on preset conditions, and verifies the correction data based on the last n correction data sets generated. It may further include a correction data verification unit 153.
  • the correction data generator 152 determines that correction of the first coordinate is complete when the error between the first coordinate and the second coordinate is less than or equal to the minimum value of a preset reference error range, and the correction
  • the data verification unit 153 performs the correction generated within the reference error range before the correction of the first coordinates is completed.
  • the correction data set can be created by grouping data.
  • correction data verification unit 153 assigns a reference number based on the order in which the correction data included in the correction data set was generated and compares the n correction data sets. Among the correction data, an average value of correction data having the same reference number may be calculated, and correction verification data may be generated based on the average value.
  • the correction data verification unit 153 determines the reference number 811 based on the order in which the correction data included in the correction data sets 810, 820, and 830 were generated. , 812, 813, 814) are assigned, and the n correction data sets are compared, calculating the average value of the correction data with the same reference number among the correction data included in the correction data set, and based on the average value Correction verification data can be generated.
  • the correction verification data is included in the first correction data set 810. It can be calculated as the average value of the second correction data 812, the second correction data set 820, and the second correction data (not shown) included in the third correction data set 830.
  • (-0.4,-0.33) which is the average value of the second correction data (-0.5,0.8), (-0.8,-1) and (0,-0.8) of the three correction data sets (810, 820, 830) ) can be calculated from the correction verification data.
  • the first coordinate correction unit 142 performs an initial correction to calculate a pre-correction coordinate calculated using the correction verification data on the first coordinate, and the pre-correction coordinate calculated through the initial correction is Additional correction to calculate final correction coordinates can be performed by applying the correction data.
  • the initial correction is performed only once, and only the additional correction can be performed until the correction data generator 153 determines that correction of the first coordinates is complete. .
  • the initial correction is performed once only immediately after the correction verification data is generated in the correction data verification unit 153, and before the correction data generation unit 152 determines that correction of the first coordinates is complete. Only an additional correction step is performed in which the first coordinates are corrected by the correction data, so that the coordinate correction unit 150 generates the correction data to correct the first coordinates, and the correction data verification unit 153 A correction process is performed in two steps using the correction verification data generated in , and the amount of data calculation required to complete correction of the first coordinates can be reduced.
  • the image analysis unit 130 controls the setting of the initial recognition value of the infrared touch pen 10 based on image data captured by the camera capture unit 120, and the infrared touch pen 10
  • the recognition sensitivity for recognizing the infrared touch pen 10 can be adjusted by detecting the light generated from the pen tip when pressed more than a preset number of times.
  • the image analysis unit 130 measures the amount of light generated from the nib of the infrared touch pen 10, and when the measured amount of light is less than a preset reference value, the infrared touch pen 10 It can be judged as not being recognized.
  • the image analysis unit 130 measures the emission time of light generated from the nib of the infrared touch pen 10, and when the emission time of the light is greater than or equal to a preset first reference time, the The Y-axis coordinate value of the first coordinate can be fixed.
  • the The image analysis unit 130 determines that the light emitted from the pen tip of the infrared touch pen 10 is longer than the first reference time, and the Y-axis coordinate of the first coordinate is recognized for the first time when the user starts writing.
  • the Y coordinate value of the first coordinate is fixed, and only a correction operation for the X-axis coordinate of the first coordinate can be performed.
  • the handwriting image created on the display panel 20 can be created while maintaining horizontality.
  • the infrared touch pen 10 is pressed again on the display panel 20 for more than the first reference time and then starts writing.
  • the fixed value of the Y-axis coordinate can be changed, and if the user wants to release the fixation of the Y-axis coordinate of the first coordinate, the infrared touch pen 10 is connected to the display panel 20 by pressing the second preset value.
  • the Y-axis coordinate fixation of the first coordinate may be released by applying pressure twice in succession during a reference time.
  • a recognition coordinate detection and recognition coordinate correction system for an infrared touch pen for an electronic whiteboard that can be precisely corrected may be provided.
  • a recognition coordinate detection and recognition coordinate correction system for an infrared touch pen for an electronic whiteboard that can calculate the error of the touch pen may be provided.
  • a recognition coordinate detection and recognition coordinate correction system for an infrared touch pen for an electronic whiteboard may be provided.
  • a method for detecting recognition coordinates and controlling a recognition coordinate correction system for an infrared touch pen for an electronic whiteboard is provided on a computer-readable medium containing program instructions for performing various computer-implemented operations.
  • the computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc., singly or in combination.
  • the medium may have program instructions specifically designed and configured for the present invention, or may be known and available to those skilled in the art of computer software.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks.
  • optical media magnetic-optical media
  • hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, etc.
  • program instructions include machine language code, such as that produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc.

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Abstract

전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템이 개시된다. 본 발명의 일실시례에 따른 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템은 기설정된 제1 영역에 레이저 포인터를 조사하는 레이저 조사부; 디스플레이 패널 및 상기 제1 영역을 촬영하는 카메라 촬영부; 상기 카메라 촬영부에서 촬영된 영상 데이터를 분석하고, 적외선 터치펜 인식 여부를 판단하는 영상 분석부; 상기 영상 분석부에서 상기 적외선 터치펜이 감지된 경우, 상기 적외선 터치펜의 좌표 정보를를 산출하는 터치펜 인식부; 및 상기 영상 분석부에서 분석된 상기 영상 데이터에 기초하여 산출된 상기 좌표 정보를 보정하는 좌표 보정부;를 포함한다.

Description

전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템
본 발명은 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 시스템에 관한 것으로 상세하게는, 전자칠판에 생성된 사용자 커서의 좌표를 검출하고, 사용자 커서와 인식 오차를 보정하는 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템에 관한 것이다.
최근 들어 교육 환경은 디지털 환경으로 인해 빠른 속도로 변화하고 있는데, 예를 들어, 디지털 교과서가 보급되고, 여러 가지 멀티미디어 기기를 활용한 교육 환경도 빠른 속도로 보급되고 있다. 또한 기존 아날로그 칠판을 대신하여 다양한 정보를 용이하게 제공할 수 있는 전자칠판이 본격적으로 보급되고 있다.
전자칠판은 화면 상에 강의 내용 또는 발표 내용의 문서를 띄우고, 판서 및 글쓰기 기능을 제공하는 등 강의에 필요한 각종 기능을 수행할 수 있다. 또한, 상기의 각종 기능을 수행하기 위해서는 손가락이나 펜 등의 터치를 감지하도록 할 수 있다.
하지만, 강의를 하다보면 필요한 각종 기능을 수행할 때뿐만 아니라 강의 내용을 강조하고자 하는 등의 여러가지 목적에 의해 전자칠판의 표시부를 다양한 방식으로 터치하는 경우가 발생하게 된다. 만약, 이러한 터치들에 반응하여 표시부가 동작하게 되면 화면이 전환되거나 불필요한 선이나 글씨가 판서되거나 하는 문제점이 발생될 수 있으며, 이로 인해 강의가 원활하게 진행되지 않게 될 수 있다.
이와 관련하여, 종래기술인 한국공개특허공보 제10-2014-0124025호는 잠금해제창에 활성화 영역을 배치하고 활성화 영역에 검색어 입력칸을 배치함으로써 잠금수단을 해제하지 않은 상태에서도 인터넷이 검색되도록 함으로써 개인 정보 보호와 더불어 신속한 인터넷 검색을 할 수 있도록 하는 모바일기기에 있어서 잠금해제창에서의 애플리케이션 실행장치 및 방법에 대하여 개시하고 있고, 한국공개특허공보 제10-2005-0022557호는 핫키들을 디스플레이 화면에 배치하고 사용자가 핫키를 터치하면 리모트 컨트롤러에서 핫키에 대응하는 동작을 수행하도록 제어신호를 출력하는 것으로 특정한 핫키에 따라 표시부가 비활성화 되도록 하는 터치스크린 방식 핫키를 구비한 리모트 콘트롤러 및 그 제어 방법에 대하여 개시하고 있다.
그러나, 종래에 개시된 기술은 표시부의 활성화 영역을 제한한 하는 것으로 강의 중 터치 입력에 대응하지 않도록 하는 문제를 해결할 수 없다.
따라서, 사용자 동작에 기초하여 전자칠판의 표시부에 생성된 커서를 인식하여 인식된 커서의 위치와 실제 커서의 위치를 비교하고, 오차를 보정하는 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템에 관한 연구가 필요하다.
본 발명은, 디스플레이 영역 외부의 기설정된 영역에 레이저 포인터를 조사하고, 레이저 포인터와 적외선 터치펜 사이의 거리를 산출함으로써, 카메라를 통해 계산된 적외선 터치펜의 위치 정보를 보다 정밀하게 보정할 수 있는 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 기설정된 영역에 조사되는 레이저 포인터를 촬영하고, 촬영된 영상 데이터를 학습하여 레이저 포인터의 미세진동, 이동량 및 이동방향을 산출하고 레이저 포인터의 정확한 위치를 캘리브레이션함으로써, 항상 동일한 기준을 적용하여 적외선 터치펜의 오차를 계산할 수 있는 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 적외선 터치펜의 인식 오차의 평균값을 이용하여 적외선 터치펜의 위치를 보정함으로써, 적외선 터치펜의 인식 오차가 수렴하도록 유도하고, 별도의 조작 없이 적외선 터치펜의 인식 오류를 영구적으로 보정할 수 있는 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일실시례에 따른 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템은 적외선 광원을 가지는 적외선 터치펜, 디스플레이 패널 및 디스플레이 패널에 이미지 컨텐츠를 조사하는 빔 프로젝트를 포함하는 전자칠판에 있어서, 기설정된 제1 영역에 레이저 포인터를 조사하는 레이저 조사부, 디스플레이 패널 및 제1 영역을 촬영하는 카메라 촬영부, 카메라 촬영부에서 촬영된 영상 데이터를 분석하고, 적외선 터치펜 인식 여부를 판단하는 영상 분석부, 영상 분석부에서 적외선 터치펜이 감지된 경우, 적외선 터치펜의 좌표 정보를 산출하는 터치펜 인식부 및 영상분석부에서 분석된 영상 데이터에 기초하여 산출된 좌표 정보를 보정하는 좌표 보정부를 포함한다.
또한, 영상 분석부는 레이저 포인터가 조사되는 제1 영역을 분석하되, 레이저 포인터의 이동거리 및 이동방향을 산출하고, 레이저 포인터의 실시간 위치를 초기값으로 설정하는 레이저 포인터 초기화부, 적외선 터치펜이 디스플레이 패널에 가압되는 경우 적외선 터치펜의 펜촉에서 발생되는 빛을 추적하며 적외선 터치펜의 인식 여부를 판단하는 터치펜 입력 감지부 및 제1 영역의 레이저 포인터 및 적외선 터치펜의 펜촉에서 발생되는 빛 사이의 거리를 산출하는 터치펜 거리 산출부를 포함하고, 좌표 보정부는 터치펜 거리 산출부에서 산출된 거리에 기초하여 적외선 터치펜의 제2 좌표를 산출하는 제2 좌표 생성부 및 제1 좌표 및 제2 좌표 사이의 오차를 계산하고, 계산된 오차의 평균을 이용하여 제1 좌표를 보정하는 보정 데이터를 생성하는 보정 데이터 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 터치펜 인식부는 터치펜 입력 감지부에서 적외선 터치펜이 감지된 경우, 적외선 터치펜이 감지된 위치에 대응하는 제1 좌표를 산출하고, 디스플레이 패널 상에서 제1 좌표에 대응하는 위치에 커서 이미지를 생성하는 사용자 커서 생성부 및 좌표 보정부에서 생성된 보정 데이터를 반영하여 제1 좌표를 보정하는 제1 좌표 보정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 좌표 보정부는 기설정된 조건에 기초하여 보정 데이터를 그룹화하여 보정 데이터 셋을 생성하고, 가장 마지막에 생성된 n개의 보정 데이터 셋에 기초하여 보정 데이터를 검증하는 보정 데이터 검증부를 더 포함하고, 보정 데이터 생성부는 제1 좌표 및 제2 좌표의 오차가 기설정된 기준오차 범위의 최소값 이하일 경우, 제1 좌표의 보정이 완료된 것으로 판단하며, 보정 데이터 검증부는 보정 데이터 생성부에서 제1 좌표의 보정이 완료된 것으로 판단된 경우, 제1 좌표의 보정이 완료되기 이전에 기준오차 범위 내에서 생성된 보정 데이터를 그룹화하여 보정 데이터 셋을 생성하고, 보정 데이터 셋에 포함된 보정 데이터가 생성된 순서에 기초하여 기준번호를 할당하고 n개의 보정 데이터 셋을 비교하되, 보정 데이터 셋에 포함된 보정 데이터 중 기준번호가 동일한 보정 데이터의 평균값을 산출하고 평균값에 기초하여 보정 검산 데이터를 생성하며, 제1 좌표 보정부는 제1 좌표에 보정 검산 데이터를 이용하여 연산한 사전 보정 좌표를 산출하는 최초 보정을 수행하고, 최초 보정을 통해 산출된 사전 보정 좌표에 보정 데이터를 적용하여 최종 보정 좌표를 산출하는 추가 보정을 수행하되, 보정 검산 데이터가 새롭게 생성된 경우에는 1회만 최초 보정을 수행하며, 보정 데이터 생성부에서 제1 좌표의 보정이 완료된 것으로 판단하기 전까지 추가 보정만 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 보정 데이터 생성부는 제2 좌표에 기초하여 보정 데이터를 생성하되, 제1 좌표 및 제2 좌표의 오차가 기설정된 기준오차 범위를 초과하는 경우, 보정 데이터는 생성되지 않는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템은 디스플레이 영역 외부의 기설정된 영역에 레이저 포인터를 조사하고, 레이저 포인터와 적외선 터치펜 사이의 거리를 산출함으로써, 카메라를 통해 계산된 적외선 터치펜의 위치 정보를 보다 정밀하게 보정할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 기설정된 영역에 조사되는 레이저 포인터를 촬영하고, 촬영된 영상 데이터를 학습하여 레이저 포인터의 미세진동, 이동량 및 이동방향을 산출하고 레이저 포인터의 정확한 위치를 캘리브레이션함으로써, 항상 동일한 기준을 적용하여 적외선 터치펜의 오차를 계산할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 적외선 터치펜의 인식 오차의 평균값을 이용하여 적외선 터치펜의 위치를 보정함으로써, 적외선 터치펜의 인식 오차가 수렴하도록 유도하고, 별도의 조작 없이 적외선 터치펜의 인식 오류를 영구적으로 보정할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일실시례에 따른 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템의 구성도이다.
도 2은 본 발명의 일실시례에 따른 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템이 적용된 전자칠판 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시례에 따른 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템의 카메라 촬영부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시례에 따른 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템의 영상 분석부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시례에 따른 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템의 터치펜 인식부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시례에 따른 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템의 좌표 보정부를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시례에 따른 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템의 보정 데이터 검증부를 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시례를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시례에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시례를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시례의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시례에 따른 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템의 구성도이고, 도 2은 본 발명의 일실시례에 따른 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템이 적용된 전자칠판 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시례에 따른 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템의 카메라 촬영부를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시례에 따른 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템의 영상 분석부를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일실시례에 따른 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템의 터치펜 인식부를 설명하기 위한 도면이고, 도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시례에 따른 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템의 좌표 보정부를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일실시례에 따른 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템의 보정 데이터 검증부를 설명하기 위한 도면이다.
<실시례 1>
도 1 및 도 2를 참고하면, 적외선 광원을 가지는 적외선 터치펜(10), 디스플레이 패널(20) 및 상기 디스플레이 패널(20)에 이미지 컨텐츠를 조사하는 빔 프로젝트(30)를 포함하는 전자칠판에 있어서, 본 발명의 일실시례에 따른 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템(100)은 레이저 조사부(110), 카메라 촬영부(120), 영상 분석부(130), 터치펜 인식부(140) 및 좌표 보정부(150)를 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 레이저 조사부(110) 기설정된 제1 영역에 레이저 포인터를 조사하고, 상기 카메라 촬영부(120)는 상기 제1 영역 및 상기 디스플레이 패널(20)을 촬영하며, 상기 영상 분석부(130)는 상기 카메라 촬영부(120)에서 촬영된 영상 데이터를 분석하고, 상기 적외선 터치펜(10)의 인식 여부를 판단하며, 상기 터치펜 인식부(140)는 상기 영상 분석부(130)에서 상기 적외선 터치펜(10)이 감지된 경우, 상기 적외선 터치펜(10)의 좌표 정보를 산출하고, 상기 좌표 보정부(150)는 상기 영상 분석부(130)에서 분석된 상기 영상 데이터에 기초하여 상기 좌표 정보를 보정할 수 있다.
일례로, 상기 전자칠판용 적외선 터치펜 인식 및 인식 위치 보정 시스템(100)은 상기 빔 프로젝터(30)와 결합되는 형태로 마련될 수 있다.
한편, 도 3을 참고하면, 상기 카메라 촬영부(120)는 상기 디스플레이 패널(20) 및 상기 레이저 포인터가 조사되는 상기 제1 영역(21)을 촬영하되, 상기 제1 영역(21)은 상기 레이저 포인터가 조사되는 위치를 따라 조정될 수 있다.
도 4를 참고하면, 상기 영상 분석부(130)는 상기 레이저 포인터가 조사되는 상기 제1 영역(21)을 분석하되, 상기 레이저 포인터의 이동량 및 이동방향을 산출하고, 상기 레이저 포인터의 실시간 위치를 초기값으로 설정하는 레이저 포인터 초기화부(131), 상기 적외선 터치펜(10)이 상기 디스플레이 패널(20)에 가압되는 경우 상기 적외선 터치펜(10)의 펜촉에서 발생되는 빛을 추적하며 상기 적외선 터치펜(10)의 인식 여부를 판단하는 터치펜 입력 감지부(132) 및 상기 제1 영역(21)의 상기 레이저 포인터 및 상기 적외선 터치펜(10)의 펜촉에서 발생되는 빛 사이의 거리를 산출하는 터치펜 거리 산출부(131)를 포함할 수 있다.
또한, 도 5를 참고하면, 상기 터치펜 인식부(140)는 상기 터치펜 입력 감지부(132)에서 상기 적외선 터치펜(10)이 감지된 경우, 상기 적외선 터치펜(10)이 감지된 위치에 대응하는 상기 제1 좌표를 산출하고, 상기 디스플레이 패널(20) 상에서 상기 제1 좌표에 대응하는 위치에 커서 이미지를 생성하는 사용자 커서 생성부(141) 및 및 상기 좌표 보정부(150)에서 생성된 보정 데이터를 반영하여 상기 제1 좌표를 보정하는 제1 좌표 보정부(142)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 적외선 터치펜(10)의 정확한 위치를 인식하더라도, 프로그램 상의 오류, 누적 오차 등으로 인해 상기 제1 좌표는 상기 적외선 터치펜(10)이 실제로 위치하는 좌표가 아닌 다른 위치에 있는 것으로 산출될 수도 있다.
따라서, 상기 적외선 터치펜(10)이 실제 위치에 기초하여 정확한 좌표가 산출될 수 있도록 상기 좌표 보정부(140)는 상기 제1 좌표를 보정하는 보정 데이터를 생성할 수 있다.
보다 상세하게는, 도 6 및 도 7을 참고하면, 상기 좌표 보정부(150)는 상기 터치펜 거리 산출부(133)에서 산출된 거리에 기초하여 상기 적외선 터치펜(10)의 제2 좌표를 산출하는 제2 좌표 생성부(151) 및 상기 제1 좌표 및 상기 제2 좌표 사이의 오차를 계산하고, 상기 계산된 오차의 평균을 이용하여 상기 제1 좌표를 보정하는 보정 데이터를 생성하는 보정 데이터 생성부(152)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 카메라 촬영부(120)에서 촬영된 상기 적외선 터치펜(10)의 위치는 제1 위치(52)이나, 상기 터치펜 인식부(130)에서 산출된 상기 적외선 터치펜(10)의 인식 좌표는 제2 위치(53)로 산출되어, 상기 제2 위치(53)에 상기 커서 이미지가 생성될 수 있다.
이때, 상기 적외선 터치펜(10)의 정확한 위치에 대응하여 상기 커서 이미지가 상기 제1 위치(52)에 생성되도록 보정하기 위해, 상기 좌표 보정부(150)는 상기 터치펜 거리 산출부(133)에서 산출된 상기 레이저 포인터(51)와 상기 적외선 터치펜(10)의 펜촉에서 발생되는 빛의 위치(52) 사이의 거리에 기초하여 상기 제2 좌표를 산출할 수 있다.
또한, 상기 좌표 보정부(150)는 상기 제1 좌표와 상기 제2 좌표 사이의 오차를 산출하고, 상기 산출된 오차의 평균값을 상기 보정 데이터로 설정할 수 있다.
일례로, 상기 터치펜 인식부(140)는 상기 디스플레이 패널(20)의 좌측 상단의 꼭지점을 원점(미도시)으로 설정하여 상기 제1 좌표를 산출할 수 있다.
또한, 상기 좌표 보정부(150)는 상기 터치펜 거리 산출부(133)에서 산출된 상기 레이저 포인터(51)와 상기 적외선 터치펜(10)의 펜촉에서 발생되는 빛의 위치(52) 사이의 거리에 기초하여 상기 제2 좌표를 산출하되, 상기 레이저 포인터(51)와 상기 디스플레이 패널(20)의 원점(미도시) 사이의 거리에 기초하여 상기 제2 좌표가 산출될 수 있다.
한편, 상기 터치펜 인식부(140)는 상기 좌표 보정부(150)에서 생성된 보정 데이터를 반영하여 상기 제1 좌표를 보정하는 제1 좌표 보정부(142)를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 디스플레이 패널(20)이 X-Y평면으로 설정된 경우, 상기 적외선 터치펜(10)의 실제 입력된 위치인 상기 제2 좌표는 (23, -10)이고, 상기 터치펜 인식부(140)에서 산출된 상기 적외선 터치펜(10)의 상기 제1 좌표가 (24, -9)인 경우, 상기 좌표 보정부(150)는 X축으로 -1만큼, Y축으로 -1만큼 이동하도록 명령하는 (-1, -1)의 보정 데이터가 생성될 수 있다.
또한, 상기 제1 좌표 보정부(142)는 상기 보정 데이터가 생성된 뒤에 인식된 상기 적외선 터치펜(10)의 제1 좌표에 상기 보정 데이터를 적용하여 상기 제1 좌표를 보정할 수 있다.
즉, 상기 터치펜 인식부(140)에서 두 번째로 산출된 제1 좌표가 (10, -5)인 경우, 상기 좌표 보정부(150)에 생성된 (-1, -1)의 보정 데이터를 적용하여, 상기 제1 좌표는 (9, -6)으로 보정되어 출력될 수 있다.
이때, 상기 적외선 터치펜(10)이 실제 입력된 위치인 상기 제2 좌표가 (9, -8)인 경우, 상기 보정 데이터는 오차의 평균값인 (-0.5, -1.5)로 재생성될 수 있다. 따라서, 상기 X축 및 상기 Y축에 대한 오차가 누적될수록 상기 보정 데이터는 0에 수렴하는 형태로 변화할 수 있다.
이때, 보정 데이터 생성부(152)는 상기 제2 좌표에 기초하여 상기 보정 데이터를 생성하되, 상기 제1 좌표 및 상기 제2 좌표의 오차가 기설정된 기준오차 범위를을 초과하는 경우, 상기 보정 데이터는 생성되지 않을 수 있다.
즉, 보정 데이터 생성부(152)는 상기 기준오차 범위의 최대값을 초과하는 경우는, 상기 적외선 터치펜(10)을 통해 산출된 상기 제1 좌표를 노이즈로 판단하고, 상기 기준 오차 범위의 최소값 미만 경우는, 상기 제1 좌표의 보정이 완료된 것으로 판단할 수 있다.
한편, 상기 좌표 보정부(150)는, 기설정된 조건에 기초하여 상기 보정 데이터를 그룹화하여 보정 데이터 셋을 생성하고, 가장 마지막에 생성된 n개의 상기 보정 데이터 셋에 기초하여 상기 보정 데이터를 검증하는 보정 데이터 검증부(153)를 더 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 보정 데이터 생성부(152)는 상기 제1 좌표 및 상기 제2 좌표의 오차가 기설정된 기준오차 범위의 최소값 이하일 경우, 상기 제1 좌표의 보정이 완료된 것으로 판단하며, 상기 보정 데이터 검증부(153)는 상기 보정 데이터 생성부(152)에서 상기 제1 좌표의 보정이 완료된 것으로 판단된 경우, 상기 제1 좌표의 보정이 완료되기 이전에 상기 기준오차 범위 내에서 생성된 상기 보정 데이터를 그룹화하여 상기 보정 데이터 셋을 생성할 수 있다.
또한, 상기 보정 데이터 검증부(153)는 상기 보정 데이터 셋에 포함된 상기 보정 데이터가 생성된 순서에 기초하여 기준번호를 할당하고 상기 n개의 보정 데이터 셋을 비교하되, 상기 보정 데이터 셋에 포함된 상기 보정 데이터 중 상기 기준번호가 동일한 보정 데이터의 평균값을 산출하고, 상기 평균값에 기초하여 보정 검산 데이터를 생성할 수 있다.
보다 상세하게는, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 보정 데이터 검증부(153)는 상기 보정 데이터 셋(810, 820, 830)에 포함된 상기 보정 데이터가 생성된 순서에 기초하여 기준번호(811, 812, 813, 814)를 할당하고, 상기 n개의 보정 데이터 셋을 비교하되, 상기 보정 데이터 셋에 포함된 상기 보정 데이터 중 상기 기준번호가 동일한 보정 데이터의 평균값을 산출하고, 상기 평균값에 기초하여 보정 검산 데이터를 생성할 수 있다.
예를 들어, 가장 마지막에 생성된 3개의 보정 데이터 셋(810, 820, 830)을 이용하여 상기 보정 검산 데이터를 생성하는 경우, 상기 보정 검산 데이터는 상기 제1 보정 데이터 셋(810)에 포함된 2회차 보정 데이터(812)와, 상기 제2 보정 데이터 셋(820) 및 상기 제3 보정 데이터 셋(830)에 포함된 2회차 보정 데이터(미도시)의 평균값으로 산출될 수 있다.
따라서, 상기 3개의 보정 데이터 셋(810, 820, 830)의 2회차 보정 데이터 (-0.5,0.8), (-0.8,-1) 및 (0,-0.8)의 평균값인 (-0.4,-0.33)이 상기 보정 검산 데이터로 산출될 수 있다.
또한, 상기 제1 좌표 보정부(142)는 상기 제1 좌표에 상기 보정 검산 데이터를 이용하여 연산한 사전 보정 좌표를 산출하는 최초 보정을 수행하고, 상기 최초 보정을 통해 산출된 상기 사전 보정 좌표에 상기 보정 데이터를 적용하여 최종 보정 좌표를 산출하는 추가 보정을 수행할 수 있다.
이때, 상기 보정 검산 데이터가 새롭게 생성된 경우에는 1회만 상기 최초 보정을 수행하며, 상기 보정 데이터 생성부(153)에서 상기 제1 좌표의 보정이 완료된 것으로 판단하기 전까지 상기 추가 보정만 수행될 수 있다.
즉, 상기 보정 데이터 검증부(153)에서 상기 보정 검산 데이터가 생성된 직후에만 상기 최초 보정이 1회 수행되며, 상기 보정 데이터 생성부(152)에서 상기 제1 좌표의 보정이 완료된 것으로 판단하기 전까지는 상기 보정 데이터에 의해 상기 제1 좌표가 보정되는 추가 보정 단계만 수행됨으로써, 상기 좌표 보정부(150)에서 상기 보정 데이터를 생성하여 상기 제1 좌표를 보정하되, 상기 보정 데이터 검증부(153)에서 생성된 상기 보정 검산 데이터를 이용하여 두 단계에 걸쳐 보정 과정이 수행되고, 상기 제1 좌표의 보정이 완료되는 데 소요되는 데이터 연산량을 감소시킬 수 있다.
일례로, 상기 영상 분석부(130)는 상기 카메라 촬영부(120)에서 촬영된 영상 데이터에 기초하여 상기 적외선 터치펜(10)의 인식 초기값 설정을 제어하되, 상기 적외선 터치펜(10)이 가압되어 펜촉에서 발생되는 빛을 기설정된 횟수 이상 감지하여 상기 적외선 터치펜(10)을 인식하는 인식 감도를 조절할 수 있다.
이때, 상기 영상 분석부(130)는 상기 상기 적외선 터치펜(10)의 펜촉에서 발생되는 빛의 광량을 측정하고, 상기 측정된 광량이 기설정된 기준 수치 미만인 경우, 상기 적외선 터치펜(10)이 인식되지 않은 것으로 판단할 수 있다.
또 다른 일례로, 상기 영상 분석부(130)는 상기 상기 적외선 터치펜(10)의 펜촉에서 발생되는 빛의 발광 시간을 측정하고, 상기 빛의 발광 시간이 기설정된 제1 기준 시간 이상인 경우, 상기 제1 좌표의 Y축 좌표값을 고정시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 사용자가 상기 적외선 터치펜(10)을 이용하여 상기 디스플레이 패널(20)에 필기하는 경우, 상기 적외선 터치펜(10)을 상기 디스플레이 패널(20)에 5초 이상 가압하면, 상기 영상 분석부(130)는 상기 적외선 터치펜(10)의 펜촉에서 발생되는 빛이 상기 제1 기준 시간 이상인 것으로 판단하여, 상기 제1 좌표의 Y축 좌표는 상기 사용자가 판서를 시작할 때 처음으로 인식된 제1 좌표의 Y 좌표 값으로 고정되고, 상기 제1 좌표의 X축 좌표에 대한 보정 작업만 수행될 수 있다.
따라서, 상기 사용자가 연속해서 필기하는 경우, 상기 디스플레이 패널(20)에 생성되는 필기 이미지는 수평을 유지하며 생성될 수 있다.
또한, 상기 사용자가 상기 제1 좌표의 Y축 좌표의 고정 값을 변경하고 싶은 경우, 상기 적외선 터치펜(10)을 상기 디스플레이 패널(20)에 상기 제1 기준 시간 이상 다시 가압한 뒤 필기를 시작하여 상기 Y축 좌표의 고정 값을 변경할 수도 있으며, 상기 사용자가 상기 제1 좌표의 Y축 좌표 고정을 해제하고 싶은 경우, 상기 적외선 터치펜(10)을 상기 디스플레이 패널(20)에 기설정된 제2 기준 시간동안 2회 연속해서 가압하여 상기 제1 좌표의 Y축 좌표 고정을 해제할 수도 있다.
상기와 같은 본 발명의 효과에 따르면, 디스플레이 영역 외부의 기설정된 영역에 레이저 포인터를 조사하고, 레이저 포인터와 적외선 터치펜 사이의 거리를 산출함으로써, 카메라를 통해 계산된 적외선 터치펜의 위치 정보를 보다 정밀하게 보정할 수 있는 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 기설정된 영역에 조사되는 레이저 포인터를 촬영하고, 촬영된 영상 데이터를 학습하여 레이저 포인터의 미세진동, 이동량 및 이동방향을 산출하고 레이저 포인터의 정확한 위치를 캘리브레이션함으로써, 항상 동일한 기준을 적용하여 적외선 터치펜의 오차를 계산할 수 있는 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 적외선 터치펜의 인식 오차의 평균값을 이용하여 적외선 터치펜의 위치를 보정함으로써, 적외선 터치펜의 인식 오차가 수렴하도록 유도하고, 별도의 조작 없이 적외선 터치펜의 인식 오류를 영구적으로 보정할 수 있는 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시례에 따른, 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템의 제어 방법은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시례를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
10 : 적외선 터치펜
20 : 디스플레이 패널
30 : 빔 프로젝터
110 : 레이저 조사부
120 : 카메라 촬영부
130 : 영상분석부 131 : 레이저 포인터 초기화부
132 : 터치펜 입력 감지부
133 : 터치펜 거리 산출부
140 : 터치펜 인식부 141 : 사용자 커서 생성부
142 : 제1 좌표 보정부
150 : 좌표 보정부 151 : 제2 좌표 생성부
152 : 보정 데이터 생성부
153 : 보정 데이터 검증부

Claims (5)

  1. 적외선 광원을 가지는 적외선 터치펜, 디스플레이 패널 및 상기 디스플레이 패널에 이미지 컨텐츠를 조사하는 빔 프로젝트를 포함하는 전자칠판에 있어서,
    기설정된 제1 영역에 레이저 포인터를 조사하는 레이저 조사부;
    디스플레이 패널 및 상기 제1 영역을 촬영하는 카메라 촬영부;
    상기 카메라 촬영부에서 촬영된 영상 데이터를 분석하고, 적외선 터치펜 인식 여부를 판단하는 영상 분석부;
    상기 영상 분석부에서 상기 적외선 터치펜이 감지된 경우, 상기 적외선 터치펜의 좌표 정보를 산출하는 터치펜 인식부; 및
    상기 영상 분석부에서 분석된 상기 영상 데이터에 기초하여 산출된 상기 좌표 정보를 보정하는 좌표 보정부;를 포함하는 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 영상 분석부는,
    상기 레이저 포인터가 조사되는 상기 제1 영역을 분석하되, 상기 레이저 포인터의 이동거리 및 이동방향을 산출하고, 상기 레이저 포인터의 실시간 위치를 초기값으로 설정하는 레이저 포인터 초기화부;
    상기 적외선 터치펜이 상기 디스플레이 패널에 가압되는 경우 상기 적외선 터치펜의 펜촉에서 발생되는 빛을 추적하며 상기 적외선 터치펜의 인식 여부를 판단하는 터치펜 입력 감지부; 및
    상기 제1 영역의 상기 레이저 포인터 및 상기 적외선 터치펜의 펜촉에서 발생되는 빛 사이의 거리를 산출하는 터치펜 거리 산출부;를 포함하고,
    상기 좌표 보정부는,
    상기 터치펜 거리 산출부에서 산출된 거리에 기초하여 상기 적외선 터치펜의 제2 좌표를 산출하는 제2 좌표 생성부; 및
    상기 제1 좌표 및 상기 제2 좌표 사이의 오차를 계산하고, 상기 계산된 오차의 평균을 이용하여 상기 제1 좌표를 보정하는 보정 데이터를 생성하는 보정 데이터 생성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 터치펜 인식부는,
    상기 터치펜 입력 감지부에서 상기 적외선 터치펜이 감지된 경우, 상기 적외선 터치펜이 감지된 위치에 대응하는 제1 좌표를 산출하고, 상기 디스플레이 패널 상에서 상기 제1 좌표에 대응하는 위치에 커서 이미지를 생성하는 사용자 커서 생성부; 및
    상기 좌표 보정부에서 생성된 보정 데이터를 반영하여 상기 제1 좌표를 보정하는 제1 좌표 보정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 좌표 보정부는,
    기설정된 조건에 기초하여 상기 보정 데이터를 그룹화하여 보정 데이터 셋을 생성하고, 가장 마지막에 생성된 n개의 상기 보정 데이터 셋에 기초하여 상기 보정 데이터를 검증하는 보정 데이터 검증부;를 더 포함하고,
    상기 보정 데이터 생성부는,
    상기 제1 좌표 및 상기 제2 좌표의 오차가 기설정된 기준오차 범위의 최소값 이하일 경우, 상기 제1 좌표의 보정이 완료된 것으로 판단하며,
    상기 보정 데이터 검증부는,
    상기 보정 데이터 생성부에서 상기 제1 좌표의 보정이 완료된 것으로 판단된 경우, 상기 제1 좌표의 보정이 완료되기 이전에 상기 기준오차 범위 내에서 생성된 상기 보정 데이터를 그룹화하여 상기 보정 데이터 셋을 생성하고,
    상기 보정 데이터 셋에 포함된 상기 보정 데이터가 생성된 순서에 기초하여 기준번호를 할당하고 상기 n개의 보정 데이터 셋을 비교하되,
    상기 보정 데이터 셋에 포함된 상기 보정 데이터 중 상기 기준번호가 동일한 보정 데이터의 평균값을 산출하고 상기 평균값에 기초하여 보정 검산 데이터를 생성하며,
    상기 제1 좌표 보정부는,
    상기 제1 좌표에 상기 보정 검산 데이터를 이용하여 연산한 사전 보정 좌표를 산출하는 최초 보정을 수행하고,
    상기 최초 보정을 통해 산출된 상기 사전 보정 좌표에 상기 보정 데이터를 적용하여 최종 보정 좌표를 산출하는 추가 보정을 수행하되,
    상기 보정 검산 데이터가 새롭게 생성된 경우에는 1회만 상기 최초 보정을 수행하며,
    상기 보정 데이터 생성부에서 상기 제1 좌표의 보정이 완료된 것으로 판단하기 전까지 상기 추가 보정만 수행되는 것을 특징으로 하는 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 보정 데이터 생성부는,
    상기 제2 좌표에 기초하여 상기 보정 데이터를 생성하되, 상기 제1 좌표 및 상기 제2 좌표의 오차가 기설정된 기준오차 범위를 초과하는 경우, 상기 보정 데이터는 생성되지 않는 것을 특징으로 하는 전자칠판용 적외선 터치펜의 인식 좌표 검출 및 인식 좌표 보정 시스템.
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