KR100892367B1

KR100892367B1 - 디지털 탁본 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100892367B1
Application number: KR1020070067616A
Authority: KR
Inventors: 이우훈; 김석태; 박진희; 김현정
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2007-07-05
Filing date: 2007-07-05
Publication date: 2009-04-10
Anticipated expiration: 2027-07-05
Also published as: JP4586168B2; KR20090003879A; JP2009015811A

Abstract

본 발명에 따른 디지털 탁본 장치는, 전자연필의 위치를 파악하여 내장하고 있는 2차원 디지털 그래픽 이미지의 좌표에 따라 각 픽셀에 상응하는 출력신호를 전자연필로 송신하는 그림판과; 그림판으로부터 출력신호를 수신하여 2차원 디지털 그래픽 이미지와 XY 평면상의 절대좌표가 일치되도록 종이에 그래픽 이미지를 인쇄하는 전자연필로 구성된다. 본 발명에 의하면, 탁본이나 문지르기 화법(rubbing technique)처럼 물리적 요철패턴 위에 종이를 올려놓고 잉크나 연필로 문지르면 패턴이 종이에 전사되듯이, 전자연필을 이용해 그림판에 내장된 2차원 디지털 그래픽 이미지를 XY 평면상의 절대좌표가 일치되도록 인쇄하고자 하는 종이에 직접 출력할 수 있다.

디지털 탁본, 핸드헬드 프린터

Description

디지털 탁본 장치 및 방법{Apparatus and Method for digital rubbing}

도 1은 전통적인 탁본이나 문지르기 화법을 설명하기 위한 도면;

도 2는 본 발명에 따른 디지털 탁본의 개념을 설명하기 위한 도면;

도 3은 본 발명에 따른 디지털 탁본 장치를 설명하기 위한 블록도;

도 4는 도 3에 따른 디지털 탁본 장치의 동작 흐름도;

도 5 및 도 6은 도 3의 블록도에 따른 구현예를 나타낸 도면들;

도 7 및 도 8은 도 3의 블록도에 따른 다른 구현예를 나타낸 도면들;

도 9는 본 발명에 따른 디지털 탁본 장치의 변형예를 설명하기 위한 도면;

도 10은 도 9에 따른 디지털 탁본 장치의 동작 흐름도;

도 11은 본 발명을 이용하여 디지털 탁본을 뜬 사례를 보여주는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 참조번호의 설명>

110: 그림판 112: 전자연필 위치인식수단

113: 정보처리수단 114: 이미지 저장수단

115: 제어신호송신수단 119: 하우징

120: 종이 130: 전자연필,

132: 위치발신수단 133: 마킹수단

134: 액추에이터 135: 제어신호수신수단

160: 그림카드 161: RFID 태그

162: ID 인식수단

본 발명은 탁본 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 디지털 탁본 장치 및 방법에 관한 것이다.

전통적인 탁본이나 문지르기 화법은 도 1과 같이 물리적 요철패턴(10) 위에 종이(20)를 올려놓고 잉크나 연필(30)로 문질러 종이(20) 위에 요철패턴(22)을 그대로 전사한다.

디지털 탁본(Digital rubbing)은 전통적 탁본이나 문지르기 화법을 디지털화한 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이 표면에 물리적 요철패턴이 각인된 물체 대신 2차원 디지털 그래픽 이미지가 내장된 평평한 그림판(110)을 사용해 그 위에 종이(120)를 올려놓고 전자연필(130)로 문질러 종이(120) 위에 직접 그래픽 이미지(122)를 전사하는 새로운 그래픽 이미지의 출력방법이다.

디지털 탁본과 유사한 종래의 발명으로는 손으로 잡고 직접 종이에 이미지를 출력하는 핸드헬드 프린터(hand-held printer)가 있다. 핸드헬드 프린터에 대한 발 명은 이미 상당수 존재한다. 이 중에서 관련성 있는 발명을 살펴보고 본 발명과의 차이를 고찰하였다.

Yamada(미국특허 제5,927,872호)는 광센서를 이용해 인쇄하는 동안 인쇄용지의 표면을 움직이며 핸드헬드 프린터의 상대적인 변위를 측정하여 인쇄하는 방식을 제안하였다. 핸드헬드 프린터의 위치변화는 광센서로부터 얻어지는 네비게이션 정보를 이용해 실시간으로 파악되었다. 인쇄용지 표면 이미지는 일정시간 간격으로 캡쳐된다. 광센서는 종이표면으로부터 반사되는 음영의 특징점이나 미세한 패턴변화를 검출하고 이를 바탕으로 핸드헬드 프린터의 움직임을 계산하도록 하였다.

Saund(미국특허 제6,517,266 B2호)는 저장된 이미지를 화이트 보드의 표면에 인쇄할 수 있는 핸드헬드 프린터를 제안하였다. 이 프린터 시스템은 최소 1개 이상의 프린터 헤드로 이루어진 마킹 메카니즘을 갖고 있다. 글로벌 위치인식시스템이 최소 한개 이상의 프린터 헤드의 위치를 파악하고 이를 바탕으로 제어부는 프린터헤드를 동작시킨다. 또 다른 구현에서는 인쇄 표면에 대해 상대적으로 프린터 헤드의 위치를 파악할 수 있는 로컬 위치인식 시스템을 포함하고 있다.

Denoue 등(미국특허 제6,773,177 B2호)은 소스 미디어에 있는 소스 이미지 공간과 타깃 미디어에 존재하는 타깃 이미지 공간이 정해져 있을 때 위치인식형 프리폼 프린팅(context-aware freeform printing)을 지원하는 방식을 제안하였다. 소스 이미지 공간에서 선택한 이미지는 복사되거나 선택적으로 가공되어 타깃 이미지 공간으로 전달된다. 제어부는 선택된 소스 이미지를 캡쳐하여 메모리에 이미지를 저장한다. 이미지는 선택적으로 가공되고 포맷되어 출력된다. 컨트롤러는 프린팅 장치가 타깃 이미지 공간을 프리폼으로 이동할 때 타깃 미디어에 맞도록 가공된 이미지의 렌더링을 조정하여 타깃 이미지 공간에 적합하도록 가공된 이미지를 포맷한다. 컨트롤러는 프린터 헤드의 움직임이 감지하고 예측되는 프리폼 방향에 부합하도록 이미지를 조정하여 프린터 헤드가 지나가는 프리폼 방향을 예측한다.

Bobry(미국특허 제5,593,236호, 제5,988,900호)는 봉투나 종이 등의 인쇄면에 증인(indicia)을 출력할 수 있는 일체형 핸드헬드 프린터를 고안하였다. 프린터에는 몇 개의 잉크 노즐이 있고 컨트롤러는 인쇄중의 움직임을 감지하여 출력되는 이미지의 왜곡이 최소화되도록 보정하였다. 또한 이러한 고안을 발전시켜 새로운 특허(미국특허 제6,229,565호)를 출원하였는데 여기에서는 디지털 카메라와 인쇄부를 일체화함으로써 종이에 인쇄된 이미지를 스캔하여 저장하였다가 다시 종이에 출력할 수 있는 장치를 고안하였다.

Kagayama 등(미국특허 제5,861,877호)은 일반 펜과 유사하게 종이에 직접 데이터 입출력이 가능한 전자펜을 제안하였다. 이 장치는 소형 노트북 PC와 같은 외장 데이터 처리장치와 함께 사용할 수 있다. 전자펜으로 쓴 글자가 외장 데이터 처리장치를 통해 인식되고 입력된 글자는 다시 전자펜으로 종이의 원하는 위치에 직접 출력할 수 있다. 이 전자펜은 위치인식 인터페이스와 잉크젯 프린터헤드로 이루어진 출력 인터페이스 그리고 외장 데이터 처리장치와의 통신부를 갖추고 있다.

Doberenz(미국특허 제6,626,593 B2호)은 잉크 디스펜서와 초기위치신호를 발생하는 스위치, 움직임 신호를 생성하는 움직임 센서 그리고 이미지 데이터/초기위치/움직임 신호에 의거하여 잉크를 분사하게 하는 회로를 구성하였다. 펜 프린터로 인쇄면을 훑고 지나가면 프린터는 픽셀단위로 자체의 움직임을 계산하고 직접 지면에 이미지를 인쇄를 하게 된다.

Alles 등(미국특허 제4,211,012호)은 별도의 신호처리기의 제어를 통해 지면을 움직이며 글자를 인쇄할 수 있는 핸드헬드 프린터를 제안하였다. 프린터가 지면을 훑고 지나갈 때 내장되어 있는 하나의 펜촉이 지면을 좌우왕복 또는 회전운동하며 동시에 이미지 신호에 따라 상하로 움직여 상대적으로 조밀한 패턴을 인쇄할 수 있게 하였다.

상기한 것처럼 현재까지 적지않은 핸드헬드 프린터가 고안되었고 PrintDreams^TM사의 Xyron Design Runner^TM와 같이 상용화된 것도 있다. 핸드헬드 프린터는 말 그대로 탁상형 인쇄기를 핸드헬드 형으로 전환하는데 역점을 두고 있으며, 원하는 타깃 미디어의 적당한 위치에 소스 이미지를 출력할 수 있기 때문에 탁상형 프린터에 비해 인쇄의 직접성과 편의성을 향상시킬 수 있다. 그러나 대부분 핸드헬드 프린터는 손에 들고 사용해야 하기 때문에 탁상용 프린터와는 다른 구조를 갖지만 프린터라는 측면에서 종래의 일반적인 탁상형 프린터의 용도와 개념을 상당부분 계승하고 있다고 볼 수 있다.

디지털 탁본이 지금까지의 일반적인 핸드헬드 프린터를 통한 인쇄와 다른 점은 소스 이미지 공간과 타깃 이미지 공간이 XY 평면상에서 일치하고 소스 이미지와 타깃 이미지의 각 픽셀도 XY 평면상의 절대좌표를 기준으로 동일하다는 것이다. 즉 바로 아래 그림판의 그래픽 정보를 종이 위에 그대로 베껴낸다는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 인쇄라는 개념을 탈피해 상술한 바와 같은 디지털 탁본이라는 새로운 개념이 적용된 디지털 탁본 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 디지털 탁본 장치는, 2차원 디지털 이미지가 저장되어 있는 그림판 상에 종이를 올려놓고 상기 종이를 전자연필로 문질러서 상기 종이에 상기 2차원 디지털 이미지를 XY 평면 상의 절대좌표가 일치되도록 전사시키는 디지털 탁본장치에 관한 것으로서,

상기 전자연필은, 위치발신수단과, 제어신호수신수단과, 상기 제어수신수단에 제어신호가 입력되면 상기 제어신호에 따라 구동되는 엑츄에이터와, 상기 엑츄에이터의 구동에 의해 상기 종이에 이미지를 인쇄하는 마킹수단을 구비하며,

상기 그림판은, 상기 전자연필의 위치발신수단에서 나오는 신호를 입력받아 상기 전자연필의 위치를 파악하는 전자연필 위치인식수단과, 상기 2차원 디지털 이미지가 저장되는 이미지 저장수단과, 상기 전자연필 위치인식수단에서 파악되는 전자연필의 현재 위치좌표로부터 총체적인 시스템 지연을 감안하여 인쇄출력좌표를 계산하며 상기 이미지 저장수단에 있는 2차원 디지털 이미지에서 상기 인쇄출력좌표의 픽셀을 참조하여 인쇄출력신호를 계산하는 정보처리수단과, 상기 정보처리수단의 인쇄출력신호에 변화가 있는 경우에 제어신호를 상기 전자연필의 제어신호수신수단으로 송신하는 제어신호송신수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 정보처리수단에 의한 인쇄출력좌표 (X, Y)는 상기 전자연필의 현재 위치좌표를 (Xo, Yo)이라 할 때에,

로 계산될 수 있다. 여기서, Velocity_X와 Velocity_Y는 현재 위치좌표(Xo,Yo)에서의 전자연필의 속도이고, Acceleration_X와 Acceleration_Y는 현재 위치좌표(Xo, Yo)와 인쇄출력좌표(X,Y) 사이에서의 전자연필의 가속도이며, Td는 총체적인 시스템 지연이다.

상기 그림판은 RFID 태그의 ID 인식수단을 더 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 정보처리수단은 상기 ID 인식수단을 통하여 인식되어진 RFID 태그의 ID에 대응하는 이미지를 상기 이미지 저장수단에서 불러와 로딩하여 상기 인쇄출력신호를 계산하는데 사용한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 디지털 탁본 방법은, 소스 이미지가 저장되어 있는 그림판 상에 종이를 올려놓고 전자연필로 상기 종이를 문질러 상기 소스 이미지를 상기 종이에 전사하는 디지털 탁본 방법으로서,

상기 그림판에서의 전자연필 위치를 인식하는 제1단계;

상기 전자연필의 현재 위치좌표에서 총체적인 지연시간을 감안하여 인쇄출력좌표를 계산하는 제2단계;

상기 인쇄출력좌표에 해당하는 상기 소스 이미지 픽셀을 참조하여 인쇄출력신호를 계산하는 제3단계;

상기 인쇄출력신호에 변화가 있으면 상기 전자연필로 제어신호를 송신하고, 상기 인쇄출력신호에 변화가 없으면 상기 그림판에서의 전자연필 위치를 인식하는 제1단계로 다시 돌아가는 제4단계;

상기 제어신호로 상기 전자연필 내에 설치되는 엑츄에이터를 구동하는 제5단계; 및

상기 엑츄에이터의 구동에 의하여 상기 전자연필 내의 마킹수단이 동작하여 상기 종이 위에 상기 소스 이미지를 XY 평면상의 절대좌표가 일치되도록 전사하는 제6단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 인쇄출력좌표를 (X, Y)라 하고, 상기 전자연필의 현재 위치좌표를 (Xo, Yo)라 할 때에, 상기 제2단계에서의 인쇄출력좌표(X,Y)는,

상기 그림판 상에 상기 종이를 올려놓기 전에 상기 그림판과 종이 사이에 RFID 태그가 내장된 그림카드를 올려놓는 단계가 더 포함될 수 있으며, 이 경우에는 상기 전자연필의 위치를 인식하는 제1단계 이전에 상기 그림판이 상기 RFID 태그의 ID를 인식하여 이에 대응하는 소스 이미지를 로딩하는 단계가 더 포함되며, 상기 제3단계에서의 인쇄출력신호 계산은 상기 RFID 태그의 ID에 대응하는 소스 이미지를 참조하여 이루어진다.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아래의 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시된 것일 뿐이며 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상 내에서 많은 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위가 이러한 실시예에 한정되는 것으로 해석돼서는 안 된다.

도 3은 본 발명에 따른 디지털 탁본 장치를 설명하기 위한 블록도이고, 도 4는 도 3에 따른 디지털 탁본 장치의 동작 흐름도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 디지털 탁본 장치는, 전자연필(130)과 그림판(110)으로 구성된다. 전자연필(130)은 연필과 같은 형태를 하면서 내부에는 위치발신수단(132), 마킹수단(133), 액추에이터(134), 제어신호수신수단(135)을 포함하고, 그림판(110)은 전자연필 위치인식수단(112), 정보처리수단(113), 이미지 저장수단(114), 제어신호송신수단(115)을 포함한다.

그림판(110) 내의 이미지 저장수단(114)에는 2차원 디지털 이미지가 저장되어 있다. 전자연필(130)을 그림판(110) 상에 놓여있는 종이(120) 위에 올려놓으면, 그림판(110)에서는 전자연필 위치인식수단(112)을 통하여 전자연필(130)의 위치발신수단(132)에서 나오는 신호를 입력받아 전자연필의 위치를 파악하여 이를 정보처리수단(113)으로 전송한다(S10).

정보처리수단(113)은, 마킹 메커니즘 동작까지에서 발생하는 총체적인 시스템 지연을 감안하여, 전자연필 위치인식수단(112)에서 파악되는 전자연필(130)의 현재 위치좌표(Xo, Yo)로부터 인쇄출력좌표(X, Y)를 계산하며(S20), 이미지 저장수 단(114)에 있는 소스 이미지에서 인쇄출력좌표(X, Y)의 픽셀을 참조하여 인쇄출력신호를 계산한다(S30).

인쇄출력좌표(X, Y)의 계산은 액추에이터(134)의 온, 오프 상태에 따라 미리 측정한 각각의 동작지연시간(Td)을 적용하여 다음과 같이 대드래커링(dead reckoning) 알고리즘으로 계산한다.

여기서, Velocity_X와 Velocity_Y는 현재 위치좌표(Xo,Yo)에서의 전자연필의 속도이고, Acceleration_X와 Acceleration_Y는 현재 위치좌표(Xo, Yo)와 인쇄출력좌표(X,Y) 사이에서의 전자연필의 가속도이며, Td는 총체적인 시스템 지연이다.

이렇게 실제로 출력될 인쇄출력좌표(X, Y)가 계산되면, 이미지 저장수단(114)에 있는 소스 이미지의 해당 좌표(X, Y)의 픽셀을 참조하여 인쇄출력신호를 계산한다.

정보처리수단(113)의 인쇄출력신호에 변화가 있는 경우에 제어송신수단(115)을 통하여 전자연필(130)로 제어신호가 송신된다. 전자연필(130)의 제어신호수신수단(135)은 이러한 제어신호를 입력받아 액추에이터(134)를 구동한다(S60). 마킹수단(133)은 액추에이터(134)의 구동에 의하여 종이(120)위에 이미지를 인쇄한다(S70).

본 발명은 상기와 같이 그림판(110) 상에 종이(120)를 올려놓고 종이(120)를 전자연필(130)로 문질러서 그림판(110)의 2차원 디지털 이미지를 종이(120)에 그대로 전사시키는 것을 특징으로 한다. 즉, 탁본이나 동전 베끼기처럼 소스 미디어에 있는 소스 이미지와 타깃 미디어에 있는 타깃 이미지가 공간적으로 동일한 위치에 겹쳐서 존재한다는 것이 가장 큰 특징이고 이는 상기한 종래의 발명과는 다른 인간 -기계 상호작용을 가능하게 한다. 예를 들면 타블렛 PC 모니터에 있는 그림 위에 종이를 올려놓고 펜으로 문지르면 모니터에 있는 그림이 바로 종이위에 전사될 수 있는 것이다.

그런데 동전 베끼기와 같이 펜을 가지고 단순 문지름으로 소스 이미지를 타깃 미디어에 전사할 때 사람들은 매우 빠른 속도로 작업을 수행한다. 따라서 전자연필의 위치를 신속하고 정확하게 파악하지 못하면 그림판에 있는 디지털 그래픽 이미지와 종이에 전사되는 타깃 이미지에 커다란 불일치가 발생해 디지털 탁본의 구현이 불가능하다.

실험에 의하면 문지름의 진폭에 따라 펜의 이동속도가 증가하는데 진폭이 2cm인 경우는 이동속도가 약 10cm/sec이고 15cm의 경우는 약 50cm/sec에 이른다. 이와 같이 빠른 문지름 속도에 대응하여 타깃 미디어에 소스 이미지를 정확히 전사할 수 있게 해야 한다. 이를 위해서는 펜의 위치정보를 상당히 빠르고 정확히 트래킹해야 한다.

현재 보편적으로 이용 가능한 핸드헬드 프린터 또는 전자연필의 위치 트래킹 방식 중에서 고속으로 절대좌표 정보를 제공하는 것이 타블렛인데, 이 경우도 2차원 좌표의 샘플링 주파수가 대략 100~200Hz정도이기 때문에 샘플링 주기 동안 전자펜은 약 2.5~5mm 가량 이동하게 된다. 또한 출력신호를 실행하기 위해 액추에이터 모듈이나 마킹 메커니즘 모듈에서 발생할 수 있는 기계적인 지연을 감안할 때 탁본을 하듯 연필로 종이 위를 문질러 그래픽 이미지를 정확히 출력하는 것은 간단하지 않다.

전자연필의 문지름 속도와는 별도로 전자연필의 위치원점과 마킹 메커니즘의 축을 일치시킬 필요가 하다. 두 위치가 불일치할 경우 전자연필을 쥐는 방법에 따라 전사되는 이미지의 위치가 달라지기 때문에 엄밀한 의미에서 디지털 탁본이 불가능하다. 따라서 전자연필의 위치원점과 마킹 메커니즘의 축을 일치시키거나 마킹 메커니즘의 정확한 위치를 파악할 수 있도록 해야 한다.

본 발명은 이러한 문제들을 상술한 대드래커링 알고리즘으로 해결하였다.

도 5는 도 3의 블록도에 따른 구현예를 나타낸 것으로서, 그림판(110)의 전체 시스템이 하우징(119) 내에 포함되어 그림판(110)이 전통적인 화판(drawing board/drafting board)과 같은 형태를 한다. 이에 따르면, 도 6에 도시된 바와 같이, 그림판(110)을 테이블, 책상, 출입문, 벽 등에 내장시키고 사용자는 전자연필(130)만을 소지하고 다니다가 필요에 따라 내장된 그림판 위에 종이를 올려놓고 숨겨져 있는 그래픽 정보를 전사해 낼 수 있다.

그림판(110)을 전통적인 그림판이나 일상적인 가구나 벽면에 내장시킬 경우 우리는 필요에 따라 주변에 그래픽 이미지 정보를 남겨두고 정보의 수신자는 사물위에 종이를 올려놓고 전자연필로 문질러 이를 확인하게 된다. 점차 편재적인 컴퓨팅 환경이 일반화되고 있는데 앞으로 일상사물을 통해 사람들 간에 그래픽 이미지를 송수신하고 이를 종이에 인쇄하기 위해 디지털 탁본 시스템이 널리 활용될 수 있을 것이다.

액추에이터(134)로는 솔레노이드를 이용할 수 있고, 마킹 수단(133)은 전자동 기계식 연필(automatic mechanical pencil)을 개조하여 사용할 수 있다. 전자연 필의 제어신호수신수단(135)과 그림판(110)의 제어신호송신수단(115)은 유선으로 연결되도록 도시되었지만 무선으로 연결되어도 무방하다.

도 7은 도 3의 블록도에 따른 다른 구현예를 나타낸 것으로서, 타블렛 모니터(150)를 바로 그림판으로 사용하는 경우를 나타낸 것이다. 이 경우에는 도 8에 도시된 바와 같이 타블렛 모니터(150)에 나타나는 이미지 위에 종이를 올려놓고 전자연필(130)로 문지르기만 하면 모니터(150) 화면 속에 있는 이미지를 종이에 전사할 수 있다.

이와 같이, 타블렛 모니터나 타블렛 컴퓨터와 같이 펜기반 컴퓨팅 기기를 그림판으로 사용하는 디지털 탁본 시스템의 경우 새로운 인간-컴퓨터 상호작용을 가능하게 할 것이다. 전자연필로 모니터에 작업을 수행하고 그 결과를 종이에 대고 바로 전사하여 출력할 수 있다. 이럴 경우 화면에 표시되는 소스 이미지의 원하는 부분을 인쇄하고자 하는 타깃 미디어의 원하는 장소와 방향으로 직접 인쇄할 수 있을 것이다.

한편, 도 9와 같이 RFID 태그가 부착된 그림카드(160)를 이용하여 소스 이미지를 설정할 수도 있으며, 도 10은 이 경우의 동작 흐름도이다. 이 경우에는 그래픽 이미지가 인쇄된 그림카드(160)에 RFID 태그(161)가 포함되며, 그림카드(160)를 그림판(110) 위에 올려놓고 그 위에 전사 종이(120)를 올려놓는다. 그러면, 그림판(110)에 있는 ID 인식수단(162)이 그림카드(160)의 ID를 인식하고 이를 정보처리수단(113)으로 전송한다(S80). 정보처리수단(113)은 ID 인식수단(162)을 통하여 인식되어진 ID에 대응하는 이미지를 이미지 저장수단(114)에서 불러와 로딩하여 상기 인쇄출력신호를 계산하는데 사용한다(S90). 결국 전자연필을 이용해 이미 종이에 인쇄된 그림을 새로운 종이에 그대로 전사하는 것이다.

이 경우, 어린이의 놀이도구로서 널리 활용될 수 있을 것이다. 유아기의 어린이들은 무작위한 손동작을 통해 난화의 형식으로 그림 그리기를 즐기고 아동들은 책에 있는 그림을 따라 그리며 그림을 배운다. 그림 그리기가 서툰 어린이들에게 그림 카드를 포함하는 디지털 탁본 시스템을 제공할 경우 단순한 문지름으로 자신만의 터치가 가미된 멋있는 그림을 쉽게 그릴 수 있어 그림 그리기에 대한 흥미를 증강시킬 수 있을 것이다.

도 11은 본 발명을 이용하여 디지털 탁본을 뜬 사례를 보여주는 도면이다. 도 11b는 그림판에 저장된 물고기 이미지(a)를 전자연필을 이용하여 전사한 것이고, 도 11d는 2차원 원 패턴(c)위에 종이를 올려놓고 해바라기를 그린 것이다. 도 11d와 같은 그림그리기 기법을 프로타주(frottage)라고 하는데 디지털 탁본 장치를 이용하면 자유롭게 패턴을 바꾸면서 그림을 그릴 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 탁본이나 문지르기 화법(rubbing technique)처럼 물리적 요철패턴 위에 종이를 올려놓고 잉크나 연필로 문지르면 패턴이 종이에 전사되듯이, 전자연필을 이용해 그림판에 내장된 2차원 디지털 그래픽 이미지를 XY 평면상의 절대좌표가 일치되도록 인쇄하고자 하는 종이에 직접 출력할 수 있다.

Claims

2차원 디지털 이미지가 저장되어 있는 그림판 상에 종이를 올려놓고 상기 종이를 전자연필로 문질러서 상기 종이에 상기 2차원 디지털 이미지를 XY 평면상의 절대좌표가 일치되도록 전사시키는 디지털 탁본장치로서,

상기 전자연필은,

위치발신수단과, 제어신호수신수단과, 상기 제어수신수단에 제어신호가 입력되면 상기 제어신호에 따라 구동되는 엑츄에이터와, 상기 엑츄에이터의 구동에 의해 상기 종이에 이미지를 인쇄하는 마킹수단을 구비하며,

상기 그림판은,

상기 전자연필의 위치발신수단에서 나오는 신호를 입력받아 상기 전자연필의 위치를 파악하는 전자연필 위치인식수단과, 상기 2차원 디지털 이미지가 저장되는 이미지 저장수단과, 상기 전자연필 위치인식수단에서 파악되는 전자연필의 현재 위치좌표로부터 총체적인 시스템 지연을 감안하여 인쇄출력좌표를 계산하며 상기 이미지 저장수단에 있는 2차원 디지털 이미지에서 상기 인쇄출력좌표의 픽셀을 참조하여 인쇄출력신호를 계산하는 정보처리수단과, 상기 정보처리수단의 인쇄출력신호에 변화가 있는 경우에 제어신호를 상기 전자연필의 제어신호수신수단으로 송신하는 제어신호송신수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 탁본 장치.
제1항에 있어서, 상기 정보처리수단에 의한 인쇄출력좌표 (X, Y)는 상기 전자연필의 현재 위치좌표를 (Xo, Yo)이라 할 때에,

로 계산되는 것을 특징으로 하는 디지털 탁본 장치, 여기서, Velocity_X와 Velocity_Y는 현재 위치좌표(Xo,Yo)에서의 전자연필의 속도이고, Acceleration_X와 Acceleration_Y는 현재 위치좌표(Xo, Yo)와 인쇄출력좌표(X,Y) 사이에서의 전자연필의 가속도이며, Td는 총체적인 시스템 지연임.
제1항에 있어서, 상기 그림판은 RFID 태그의 ID 인식수단을 더 포함하며, 상기 정보처리수단은 상기 ID 인식수단을 통하여 인식되어진 RFID 태그의 ID에 대응하는 이미지를 상기 이미지 저장수단에서 불러와 로딩하여 상기 인쇄출력신호를 계산하는데 사용하는 것을 특징으로 하는 디지털 탁본 장치.
소스 이미지가 저장되어 있는 그림판 상에 종이를 올려놓고 전자연필로 상기 종이를 문질러 상기 소스 이미지를 상기 종이에 전사하는 디지털 탁본 방법에 있어서,

상기 그림판에서의 전자연필 위치를 인식하는 제1단계;

상기 전자연필의 현재 위치좌표에서 총체적인 지연시간을 감안하여 인쇄출력좌표를 계산하는 제2단계;

상기 인쇄출력좌표에 해당하는 상기 소스 이미지 픽셀을 참조하여 인쇄출력신호를 계산하는 제3단계;

상기 인쇄출력신호에 변화가 있으면 상기 전자연필로 제어신호를 송신하고, 상기 인쇄출력신호에 변화가 없으면 상기 그림판에서의 전자연필 위치를 인식하는 제1단계로 다시 돌아가는 제4단계;

상기 제어신호로 상기 전자연필 내에 설치되는 엑츄에이터를 구동하는 제5단계; 및

상기 엑츄에이터의 구동에 의하여 상기 전자연필 내의 마킹수단이 동작하여 상기 종이 위에 상기 소스 이미지를 XY 평면상의 절대좌표가 일치되도록 전사하는 제6단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 탁본 방법.
제4항에 있어서, 상기 인쇄출력좌표를 (X, Y)라 하고, 상기 전자연필의 현재 위치좌표를 (Xo, Yo)라 할 때에 상기 인쇄 출력좌표(X,Y)는,

로 계산되는 것을 특징으로 하는 디지털 탁본 장치, 여기서, Velocity_X와 Velocity_Y는 현재 위치좌표(Xo,Yo)에서의 전자연필의 속도이고, Acceleration_X와 Acceleration_Y는 현재 위치좌표(Xo, Yo)와 인쇄출력좌표(X,Y) 사이에서의 전자연필의 가속도이며, Td는 총체적인 시스템 지연임.
제4항에 있어서, 상기 그림판 상에 상기 종이를 올려놓기 전에 상기 그림판과 종이 사이에 RFID 태그가 내장된 그림카드를 올려놓는 단계가 더 포함되며, 상기 전자연필의 위치를 인식하는 제1단계 이전에 상기 그림판이 상기 RFID 태그의 ID를 인식하여 이에 대응하는 소스 이미지를 로딩하는 단계를 더 포함하며, 상기 제3단계에서의 인쇄출력신호 계산은 상기 RFID 태그의 ID에 대응하는 소스 이미지 를 참조하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털 탁본 방법.