KR101820736B1 - 이동 단말기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단말기 본체, 상기 본체의 일면에 장착되고 이미지를 촬영하는 카메라 장치를 포함하고, 상기 카메라 장치는 복수의 프레임 동안 펄스광을 출력하는 조명유닛, 기 설정된 복수의 거리에 위치하는 객체에 의하여 반사되는 상기 펄스광을 수광하며 3차원 영상을 형성하는 카메라 유닛 및 상기 조명유닛에서 출력된 빛이 상기 복수의 거리에 도달하여 반사되는 지연시간을 계산하여 상기 카메라 유닛의 온/오프(ON/OFF)를 제어하는 제어유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기를 제공한다.

Description

이동 단말기 {MOBILE TERMINAL}

본 발명은 입체영상을 형성하는 카메라장치를 구비하는 이동 단말기에 관한 것 이다.

이동 단말기는 배터리 및 디스플레이부를 구비하고, 배터리에서 공급되는 전원을 이용하여 디스플레이부에 정보를 출력하며, 사용자가 휴대 가능하도록 형성되는 모든 기기를 포함한다. 이동 단말기는 동영상을 기록 및 재생하는 장치와 그래픽 유저인터페이스(GUI, graphic user interface)를 디스플레이 하는 장치 등을 포함하며, 노트북, 휴대폰, 화면정보를 디스플레이 할 수 있는 안경 및 시계, 게임기 등을 포함한다.

이와 같은 이동 단말기는 기능이 다양화됨에 따라, 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(multimedia player) 형태로 구현되고 있다. 이러한 이동 단말기의 기능 지지 및 증대를 위해, 이동 단말기의 구조적인 부분 및/또는 소프트웨어적인 부분을 개량하는 것이 고려될 수 있다.

최근에는 3차원 영상을 획득하기 위한 방안으로, 특정 패턴이 코딩된 레이저 광을 물체에 조사하여 되돌아오는 반사광의 쉬프트(shift)량을 계산하는 방식 및 TOF(Time of flight) 방식이 연구되고 있다. TOF방식은 물체에 직접적으로 빛을 조사하고 되돌아오는 반사광의 시간을 계산하여 깊이(depth)를 측정하는 방식이다.

첫번째 방식은, 레이저 광원을 사용하면서 코딩된 반사광을 수광하는 장치의 물리적인 크기에 의하여 소형화 카메라에 적합하지 않는 바, 이동 단말기의 구성부품으로 사용하기 어려운 단점이 있다. 또한 일반적으로 고정초점 렌즈와 패시브(passive)코딩 소자를 사용하여 다양한 환경에서 깊이 해상도의 최적화를 맞추기 어려운 단점이 있다. 두번째 방식은 TOF전용 센서가 고가이며, 발광 LED는 이동 단말기의 소비전력을 증가시키는 단점이 있다.

또한, 좌우 두 개의 카메라를 통한 좌우시차를 이용한 거리를 계측하는 방식이 있으나, 야간에서 기능이 저하되고 카메라 모듈의 비용이 두배로 증가하며, 정렬오차에 의한 품질저하의 문제가 있었다.

이에 본 발명은 소형의 이동 단말기의 카메라모듈에 의하여 획득된 깊이 정보를 통하여 3차원영상을 출력하는 이동 단말기를 제공하는 것이다.

이와 같은 본 발명의 과제를 달성하기 위하여, 일 실시예에 따른 이동 단말기는 단말기 본체, 상기 본체의 일면에 장착되고 이미지를 촬영하는 카메라 장치를 포함하고, 상기 카메라 장치는 복수의 프레임 동안 펄스광을 출력하는 조명유닛, 기 설정된 복수의 거리에 위치하는 객체에 의하여 반사되는 상기 펄스광을 수광하며 3차원 영상을 형성하는 카메라 유닛, 상기 조명유닛에서 출력된 빛이 상기 복수의 거리에 도달하여 반사되는 지연시간을 계산하여 상기 카메라 유닛의 온/오프(ON/OFF)를 제어하는 제어유닛을 포함한다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 조명유닛은 복수의 프레임 각각에서 서로 다른 광량을 갖는 다중 펄스를 출력하며, 상기 제어유닛은 서로 다른 광량에 따라 서로 다른 거리를 적용하여 상기 지연시간을 계산하여 각 프레임에서 서로 다른 지연시간을 적용하여 상기 카메라 유닛을 온/오프(ON/OFF)한다. 이에 따라, 서로 다른 거리에 위치하는 복수의 이미지를 이용하여 3차원 입체영상을 형성할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 조명유닛은 하나의 프레임에 각각 서로 다른 거리에 대응되는 광량을 갖도록 다중펄스를 출력할 수 있다. 이 경우 하나의 펄스에 복수의 거리정보를 갖는 영상을 획득할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 카메라유닛은 입사되는 펄스광의 편광방향을 변환하는 모듈레이터를 포함할 수 있으며, 상기 편광 성분비에 근거하여 거리를 계산할 수 있다.

본 발명에 따르면, 펄스광의 광량 및 카메라유닛의 온/오프를 제어하여 서로 다른 거리에 위치하는 객체로부터 반사된 펄스광을 구별할 수 있는 바, 추가적인 센서 없이도 거리정보를 포함하는 3차원 영상을 형성할 수 있다.

도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 도 1a는 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도.
도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기의 카메라 장치의 구성요소를 설명하기 위한 개념도이다. 도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 단말기의 카메라 장치의 구성요소를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3a 내지 도 3c는 다중펄스를 출력하여 3차원 이미지를 형성하는 제어방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3d는 카메라장치로부터 특정 거리만큼 이격되어 있는 객체들에 반사되는 펄스광을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈레이터의 구동방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 또 다른 실시예들에 따른 펄스광의 출력방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6a 및 도 6b는 또 다른 실시예에 따른 펄스광의 출력방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 펄스광의 출력방법을 설명하기 위한 개념도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 설명되는 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다.

본 명세서에서 설명되는 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다.

그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 도 1a는 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이고, 도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.

상기 이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 감지부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1a에 도시된 구성요소들은 이동 단말기를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 이동 단말기는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100) 사이, 또는 이동 단말기(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 이동 단말기(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.

이러한 무선 통신부(110)는, 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114), 위치정보 모듈(115) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.

센싱부(140)는 이동 단말기 내 정보, 이동 단말기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(142, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 이동 단말기는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.

출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 음향 출력부(152), 햅팁 모듈(153), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.

인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.

또한, 메모리(170)는 이동 단말기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 이동 단말기(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 이동 단말기(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 이동 단말기(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 이동 단말기(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 이동 단말기의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.

제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 이동 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.

또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1a와 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 이동 단말기(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.

전원공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 이동 단말기(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.

상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 이동 단말기의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 이동 단말기의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 이동 단말기 상에서 구현될 수 있다.

이하에서는, 위에서 살펴본 이동 단말기(100)를 통하여 구현되는 다양한 실시 예들을 살펴보기에 앞서, 위에서 열거된 구성요소들에 대하여 도 1a를 참조하여 보다 구체적으로 살펴본다.

먼저, 무선 통신부(110)에 대하여 살펴보면, 무선 통신부(110)의 방송 수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다. 상기 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 적어도 두 개의 방송 채널들에 대한 동시 방송 수신 또는 방송 채널 스위칭을 위해 둘 이상의 상기 방송 수신 모듈이 상기 이동단말기(100)에 제공될 수 있다.

이동통신 모듈(112)은, 이동통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식(예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등)에 따라 구축된 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다.

상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.

무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 이동 단말기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 기술들에 따른 통신망에서 무선 신호를 송수신하도록 이루어진다.

무선 인터넷 기술로는, 예를 들어 WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 있으며, 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기에서 나열되지 않은 인터넷 기술까지 포함한 범위에서 적어도 하나의 무선 인터넷 기술에 따라 데이터를 송수신하게 된다.

WiBro, HSDPA, HSUPA, GSM, CDMA, WCDMA, LTE, LTE-A 등에 의한 무선인터넷 접속은 이동통신망을 통해 이루어진다는 관점에서 본다면, 상기 이동통신망을 통해 무선인터넷 접속을 수행하는 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기 이동통신 모듈(112)의 일종으로 이해될 수도 있다.

근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이러한, 근거리 통신 모듈(114)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100) 사이, 또는 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100, 또는 외부서버)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.

여기에서, 다른 이동 단말기(100)는 본 발명에 따른 이동 단말기(100)와 데이터를 상호 교환하는 것이 가능한(또는 연동 가능한) 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 스마트워치(smartwatch), 스마트 글래스(smart glass), HMD(head mounted display))가 될 수 있다. 근거리 통신 모듈(114)은, 이동 단말기(100) 주변에, 상기 이동 단말기(100)와 통신 가능한 웨어러블 디바이스를 감지(또는 인식)할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 감지된 웨어러블 디바이스가 본 발명에 따른 이동 단말기(100)와 통신하도록 인증된 디바이스인 경우, 이동 단말기(100)에서 처리되는 데이터의 적어도 일부를, 상기 근거리 통신 모듈(114)을 통해 웨어러블 디바이스로 전송할 수 있다. 따라서, 웨어러블 디바이스의 사용자는, 이동 단말기(100)에서 처리되는 데이터를, 웨어러블 디바이스를 통해 이용할 수 있다. 예를 들어, 이에 따르면 사용자는, 이동 단말기(100)에 전화가 수신된 경우, 웨어러블 디바이스를 통해 전화 통화를 수행하거나, 이동 단말기(100)에 메시지가 수신된 경우, 웨어러블 디바이스를 통해 상기 수신된 메시지를 확인하는 것이 가능하다.

위치정보 모듈(115)은 이동 단말기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, 이동 단말기는 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 이동 단말기의 위치를 획득할 수 있다. 다른 예로서, 이동 단말기는 Wi-Fi모듈을 활용하면, Wi-Fi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, 이동 단말기의 위치를 획득할 수 있다. 필요에 따라서, 위치정보모듈(115)은 치환 또는 부가적으로 이동 단말기의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신부(110)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다. 위치정보모듈(115)은 이동 단말기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위해 이용되는 모듈로, 이동 단말기의 위치를 직접적으로 계산하거나 획득하는 모듈로 한정되지는 않는다.

다음으로, 입력부(120)는 영상 정보(또는 신호), 오디오 정보(또는 신호), 데이터, 또는 사용자로부터 입력되는 정보의 입력을 위한 것으로서, 영상 정보의 입력을 위하여, 이동 단말기(100) 는 하나 또는 복수의 카메라(121)를 구비할 수 있다. 카메라(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시되거나 메모리(170)에 저장될 수 있다. 한편, 이동 단말기(100)에 구비되는 복수의 카메라(121)는 매트릭스 구조를 이루도록 배치될 수 있으며, 이와 같이 매트릭스 구조를 이루는 카메라(121)를 통하여, 이동 단말기(100)에는 다양한 각도 또는 초점을 갖는 복수의 영상정보가 입력될 수 있다. 또한, 복수의 카메라(121)는 입체영상을 구현하기 위한 좌 영상 및 우 영상을 획득하도록, 스트레오 구조로 배치될 수 있다.

마이크로폰(122)은 외부의 음향 신호를 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 이동 단말기(100)에서 수행 중인 기능(또는 실행 중인 응용 프로그램)에 따라 다양하게 활용될 수 있다. 한편, 마이크로폰(122)에는 외부의 음향 신호를 입력 받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.

사용자 입력부(123)는 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 것으로서, 사용자 입력부(123)를 통해 정보가 입력되면, 제어부(180)는 입력된 정보에 대응되도록 이동 단말기(100)의 동작을 제어할 수 있다. 이러한, 사용자 입력부(123)는 기계식 (mechanical) 입력수단(또는, 메커니컬 키, 예를 들어, 이동 단말기(100)의 전·후면 또는 측면에 위치하는 버튼, 돔 스위치 (dome switch), 조그 휠, 조그 스위치 등) 및 터치식 입력수단을 포함할 수 있다. 일 예로서, 터치식 입력수단은, 소프트웨어적인 처리를 통해 터치스크린에 표시되는 가상 키(virtual key), 소프트 키(soft key) 또는 비주얼 키(visual key)로 이루어지거나, 상기 터치스크린 이외의 부분에 배치되는 터치 키(touch key)로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 가상키 또는 비주얼 키는, 다양한 형태를 가지면서 터치스크린 상에 표시되는 것이 가능하며, 예를 들어, 그래픽(graphic), 텍스트(text), 아이콘(icon), 비디오(video) 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.

한편, 센싱부(140)는 이동 단말기 내 정보, 이동 단말기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하고, 이에 대응하는 센싱 신호를 발생시킨다. 제어부(180)는 이러한 센싱 신호에 기초하여, 이동 단말기(100)의 구동 또는 동작을 제어하거나, 이동 단말기(100)에 설치된 응용 프로그램과 관련된 데이터 처리, 기능 또는 동작을 수행 할 수 있다. 센싱부(140)에 포함될 수 있는 다양한 센서 중 대표적인 센서들의 대하여, 보다 구체적으로 살펴본다.

먼저, 근접 센서(141)는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선 등을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 이러한 근접 센서(141)는 위에서 살펴본 터치 스크린에 의해 감싸지는 이동 단말기의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 근접 센서(141)가 배치될 수 있다.

근접 센서(141)의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전 용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 터치 스크린이 정전식인 경우에, 근접 센서(141)는 전도성을 갖는 물체의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 물체의 근접을 검출하도록 구성될 수 있다. 이 경우 터치 스크린(또는 터치 센서) 자체가 근접 센서로 분류될 수 있다.

한편, 설명의 편의를 위해, 터치 스크린 상에 물체가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 물체가 상기 터치 스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 명명하고, 상기 터치 스크린 상에 물체가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 명명한다. 상기 터치 스크린 상에서 물체가 근접 터치 되는 위치라 함은, 상기 물체가 근접 터치될 때 상기 물체가 상기 터치 스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다. 상기 근접 센서(141)는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지할 수 있다. 한편, 제어부(180)는 위와 같이, 근접 센서(141)를 통해 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 데이터(또는 정보)를 처리하며, 나아가, 처리된 데이터에 대응하는 시각적인 정보를 터치 스크린상에 출력시킬 수 있다. 나아가, 제어부(180)는, 터치 스크린 상의 동일한 지점에 대한 터치가, 근접 터치인지 또는 접촉 터치인지에 따라, 서로 다른 동작 또는 데이터(또는 정보)가 처리되도록 이동 단말기(100)를 제어할 수 있다.

터치 센서는 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식, 자기장 방식 등 여러가지 터치방식 중 적어도 하나를 이용하여 터치 스크린(또는 디스플레이부(151))에 가해지는 터치(또는 터치입력)을 감지한다.

일 예로서, 터치 센서는, 터치 스크린의 특정 부위에 가해진 압력 또는 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는, 터치 스크린 상에 터치를 가하는 터치 대상체가 터치 센서 상에 터치 되는 위치, 면적, 터치 시의 압력, 터치 시의 정전 용량 등을 검출할 수 있도록 구성될 수 있다. 여기에서, 터치 대상체는 상기 터치 센서에 터치를 인가하는 물체로서, 예를 들어, 손가락, 터치펜 또는 스타일러스 펜(Stylus pen), 포인터 등이 될 수 있다.

이와 같이, 터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 전송한다. 이로써, 제어부(180)는 디스플레이부(151)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다. 여기에서, 터치 제어기는, 제어부(180)와 별도의 구성요소일 수 있고, 제어부(180) 자체일 수 있다.

한편, 제어부(180)는, 터치 스크린(또는 터치 스크린 이외에 구비된 터치키)을 터치하는, 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행하거나, 동일한 제어를 수행할 수 있다. 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행할지 또는 동일한 제어를 수행할 지는, 현재 이동 단말기(100)의 동작상태 또는 실행 중인 응용 프로그램에 따라 결정될 수 있다.

한편, 위에서 살펴본 터치 센서 및 근접 센서는 독립적으로 또는 조합되어, 터치 스크린에 대한 숏(또는 탭) 터치(short touch), 롱 터치(long touch), 멀티 터치(multi touch), 드래그 터치(drag touch), 플리크 터치(flick touch), 핀치-인 터치(pinch-in touch), 핀치-아웃 터치(pinch-out 터치), 스와이프(swype) 터치, 호버링(hovering) 터치 등과 같은, 다양한 방식의 터치를 센싱할 수 있다.

초음파 센서는 초음파를 이용하여, 감지대상의 위치정보를 인식할 수 있다. 한편 제어부(180)는 광 센서와 복수의 초음파 센서로부터 감지되는 정보를 통해, 파동 발생원의 위치를 산출하는 것이 가능하다. 파동 발생원의 위치는, 광이 초음파보다 매우 빠른 성질, 즉, 광이 광 센서에 도달하는 시간이 초음파가 초음파 센서에 도달하는 시간보다 매우 빠름을 이용하여, 산출될 수 있다. 보다 구체적으로 광을 기준 신호로 초음파가 도달하는 시간과의 시간차를 이용하여 파동 발생원의 위치가 산출될 수 있다.

한편, 입력부(120)의 구성으로 살펴본, 카메라(121)는 카메라 센서(예를 들어, CCD, CMOS 등), 포토 센서(또는 이미지 센서) 및 레이저 센서 중 적어도 하나를 포함한다.

카메라(121)와 레이저 센서는 서로 조합되어, 3차원 입체영상에 대한 감지대상의 터치를 감지할 수 있다. 포토 센서는 디스플레이 소자에 적층될 수 있는데, 이러한 포토 센서는 터치 스크린에 근접한 감지대상의 움직임을 스캐닝하도록 이루어진다. 보다 구체적으로, 포토 센서는 행/열에 Photo Diode와 TR(Transistor)를 실장하여 Photo Diode에 인가되는 빛의 양에 따라 변화되는 전기적 신호를 이용하여 포토 센서 위에 올려지는 내용물을 스캔한다. 즉, 포토 센서는 빛의 변화량에 따른 감지대상의 좌표 계산을 수행하며, 이를 통하여 감지대상의 위치정보가 획득될 수 있다.

디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.

또한, 상기 디스플레이부(151)는 입체영상을 표시하는 입체 디스플레이부로서 구성될 수 있다.

상기 입체 디스플레이부에는 스테레오스코픽 방식(안경 방식), 오토 스테레오스코픽 방식(무안경 방식), 프로젝션 방식(홀로그래픽 방식) 등의 3차원 디스플레이 방식이 적용될 수 있다.

도 1b 및 1c를 참조하면, 개시된 이동 단말기(100)는 바 형태의 단말기 바디를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고 와치 타입, 클립 타입, 글래스 타입 또는 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 폴더 타입, 플립 타입, 슬라이드 타입, 스윙 타입, 스위블 타입 등 다양한 구조에 적용될 수 있다. 이동 단말기의 특정 유형에 관련될 것이나, 이동 단말기의 특정유형에 관한 설명은 다른 타입의 이동 단말기에 일반적으로 적용될 수 있다.

여기에서, 단말기 바디는 이동 단말기(100)를 적어도 하나의 집합체로 보아 이를 지칭하는 개념으로 이해될 수 있다.

이동 단말기(100)는 외관을 이루는 케이스(예를 들면, 프레임, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 이동 단말기(100)는 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)를 포함할 수 있다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)의 결합에 의해 형성되는 내부공간에는 각종 전자부품들이 배치된다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이에는 적어도 하나의 리어 케이스가 추가로 배치될 수 있다.

단말기 바디의 전면에는 디스플레이부(151)가 배치되어 정보를 출력할 수 있다. 도시된 바와 같이, 디스플레이부(151)의 윈도우(151a)는 프론트 케이스(101)에 장착되어 프론트 케이스(101)와 함께 단말기 바디의 전면을 형성할 수 있다.

경우에 따라서, 리어 케이스(102)에도 전자부품이 장착될 수 있다. 리어 케이스(102)에 장착 가능한 전자부품은 착탈 가능한 배터리, 식별 모듈, 메모리 카드 등이 있다. 이 경우, 리어 케이스(102)에는 장착된 전자부품을 덮기 위한 후면커버(103)가 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 후면 커버(103)가 리어 케이스(102)로부터 분리되면, 리어 케이스(102)에 장착된 전자부품은 외부로 노출된다.

도시된 바와 같이, 후면커버(103)가 리어 케이스(102)에 결합되면, 리어 케이스(102)의 측면 일부가 노출될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 결합시 리어 케이스(102)는 후면커버(103)에 의해 완전히 가려질 수도 있다. 한편, 후면커버(103)에는 카메라(121b)나 음향 출력부(152b)를 외부로 노출시키기 위한 개구부가 구비될 수 있다.

이러한 케이스들(101, 102, 103)은 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 등으로 형성될 수도 있다.

이동 단말기(100)는, 복수의 케이스가 각종 전자부품들을 수용하는 내부 공간을 마련하는 위의 예와 달리, 하나의 케이스가 상기 내부 공간을 마련하도록 구성될 수도 있다. 이 경우, 합성수지 또는 금속이 측면에서 후면으로 이어지는 유니 바디의 이동 단말기(100)가 구현될 수 있다.

한편, 이동 단말기(100)는 단말기 바디 내부로 물이 스며들지 않도록 하는 방수부(미도시)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 방수부는 윈도우(151a)와 프론트 케이스(101) 사이, 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이 또는 리어 케이스(102)와 후면 커버(103) 사이에 구비되어, 이들의 결합 시 내부 공간을 밀폐하는 방수부재를 포함할 수 있다.

이동 단말기(100)에는 디스플레이부(151), 제1 및 제2 음향 출력부(152a, 152b), 근접 센서(141), 조도 센서(142), 광 출력부(154), 제1 및 제2 카메라(121a, 121b), 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b), 마이크로폰(122), 인터페이스부(160) 등이 구비될 수 있다.

이하에서는, 도 1b 및 도 1c에 도시된 바와 같이, 단말기 바디의 전면에 디스플레이부(151), 제1 음향 출력부(152a), 근접 센서(141), 조도 센서(142), 광 출력부(154), 제1 카메라(121a) 및 제1 조작유닛(123a)이 배치되고, 단말기 바디의 측면에 제2 조작유닛(123b), 마이크로폰(122) 및 인터페이스부(160)이 배치되며, 단말기 바디의 후면에 제2 음향 출력부(152b) 및 제2 카메라(121b)가 배치된 이동 단말기(100)를 일 예로 들어 설명한다.

다만, 이들 구성은 이러한 배치에 한정되는 것은 아니다. 이들 구성은 필요에 따라 제외 또는 대체되거나, 다른 면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 단말기 바디의 전면에는 제1 조작유닛(123a)이 구비되지 않을 수 있으며, 제2 음향 출력부(152b)는 단말기 바디의 후면이 아닌 단말기 바디의 측면에 구비될 수 있다.

디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.

디스플레이부(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)의 구현 형태에 따라 2개 이상 존재할 수 있다. 이 경우, 이동 단말기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.

디스플레이부(151)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이부(151)에 대한 터치를 감지하는 터치센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이부(151)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치센서는 상기 터치를 감지하고, 제어부(180)는 이에 근거하여 상기 터치에 대응하는 제어명령을 발생시키도록 이루어질 수 있다. 터치 방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴항목 등일 수 있다.

한편, 터치센서는, 터치패턴을 구비하는 필름 형태로 구성되어 윈도우(151a)와 윈도우(151a)의 배면 상의 디스플레이(미도시) 사이에 배치되거나, 윈도우(151a)의 배면에 직접 패터닝되는 메탈 와이어가 될 수도 있다. 또는, 터치센서는 디스플레이와 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 터치센서는, 디스플레이의 기판 상에 배치되거나, 디스플레이의 내부에 구비될 수 있다.

이처럼, 디스플레이부(151)는 터치센서와 함께 터치 스크린을 형성할 수 있으며, 이 경우에 터치 스크린은 사용자 입력부(123, 도 1a 참조)로 기능할 수 있다. 경우에 따라, 터치 스크린은 제1조작유닛(123a)의 적어도 일부 기능을 대체할 수 있다.

제1 음향 출력부(152a)는 통화음을 사용자의 귀에 전달시키는 리시버(receiver)로 구현될 수 있으며, 제2 음향 출력부(152b)는 각종 알람음이나 멀티미디어의 재생음을 출력하는 라우드 스피커(loud speaker)의 형태로 구현될 수 있다.

디스플레이부(151)의 윈도우(151a)에는 제1 음향 출력부(152a)로부터 발생되는 사운드의 방출을 위한 음향홀이 형성될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 사운드는 구조물 간의 조립틈(예를 들어, 윈도우(151a)와 프론트 케이스(101) 간의 틈)을 따라 방출되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 외관상 음향 출력을 위하여 독립적으로 형성되는 홀이 보이지 않거나 숨겨져 이동 단말기(100)의 외관이 보다 심플해질 수 있다.

광 출력부(154)는 이벤트의 발생시 이를 알리기 위한 빛을 출력하도록 이루어진다. 상기 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등을 들 수 있다. 제어부(180)는 사용자의 이벤트 확인이 감지되면, 빛의 출력이 종료되도록 광 출력부(154)를 제어할 수 있다.

제1 카메라(121a)는 촬영 모드 또는 화상통화 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있으며, 메모리(170)에 저장될 수 있다.

제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 사용자 입력부(123)의 일 예로서, 조작부(manipulating portion)로도 통칭될 수 있다. 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 터치, 푸시, 스크롤 등 사용자가 촉각적인 느낌을 받으면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 근접 터치(proximity touch), 호버링(hovering) 터치 등을 통해서 사용자의 촉각적인 느낌이 없이 조작하게 되는 방식으로도 채용될 수 있다.

본 도면에서는 제1 조작유닛(123a)이 터치키(touch key)인 것으로 예시하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 조작유닛(123a)은 푸시키(mechanical key)가 되거나, 터치키와 푸시키의 조합으로 구성될 수 있다.

제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)에 의하여 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 조작유닛(123a)은 메뉴, 홈키, 취소, 검색 등의 명령을 입력 받고, 제2 조작유닛(123b)은 제1 또는 제2 음향 출력부(152a, 152b)에서 출력되는 음향의 크기 조절, 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등의 명령을 입력 받을 수 있다.

한편, 단말기 바디의 후면에는 사용자 입력부(123)의 다른 일 예로서, 후면 입력부(미도시)가 구비될 수 있다. 이러한 후면 입력부는 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 것으로서, 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 전원의 온/오프, 시작, 종료, 스크롤 등과 같은 명령, 제1 및 제2 음향 출력부(152a, 152b)에서 출력되는 음향의 크기 조절, 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등과 같은 명령을 입력 받을 수 있다. 후면 입력부는 터치입력, 푸시입력 또는 이들의 조합에 의한 입력이 가능한 형태로 구현될 수 있다.

후면 입력부는 단말기 바디의 두께방향으로 전면의 디스플레이부(151)와 중첩되게 배치될 수 있다. 일 예로, 사용자가 단말기 바디를 한 손으로 쥐었을 때 검지를 이용하여 용이하게 조작 가능하도록, 후면 입력부는 단말기 바디의 후면 상단부에 배치될 수 있다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 후면 입력부의 위치는 변경될 수 있다.

이처럼 단말기 바디의 후면에 후면 입력부가 구비되는 경우, 이를 이용한 새로운 형태의 유저 인터페이스가 구현될 수 있다. 또한, 앞서 설명한 터치 스크린 또는 후면 입력부가 단말기 바디의 전면에 구비되는 제1 조작유닛(123a)의 적어도 일부 기능을 대체하여, 단말기 바디의 전면에 제1 조작유닛(123a)이 미배치되는 경우, 디스플레이부(151)가 보다 대화면(大畵面)으로 구성될 수 있다.

한편, 이동 단말기(100)에는 사용자의 지문을 인식하는 지문인식센서가 구비될 수 있으며, 제어부(180)는 지문인식센서를 통하여 감지되는 지문정보를 인증수단으로 이용할 수 있다. 상기 지문인식센서는 디스플레이부(151) 또는 사용자 입력부(123)에 내장될 수 있다.

마이크로폰(122)은 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력 받도록 이루어진다. 마이크로폰(122)은 복수의 개소에 구비되어 스테레오 음향을 입력 받도록 구성될 수 있다.

인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)를 외부기기와 연결시킬 수 있는 통로가 된다. 예를 들어, 인터페이스부(160)는 다른 장치(예를 들어, 이어폰, 외장 스피커)와의 연결을 위한 접속단자, 근거리 통신을 위한 포트[예를 들어, 적외선 포트(IrDA Port), 블루투스 포트(Bluetooth Port), 무선 랜 포트(Wireless LAN Port) 등], 또는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급단자 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 인터페이스부(160)는 SIM(Subscriber Identification Module) 또는 UIM(User Identity Module), 정보 저장을 위한 메모리 카드 등의 외장형 카드를 수용하는 소켓의 형태로 구현될 수도 있다.

본 발명에 따른 단말기 바디의 후면에는 제2 디스플레이부(251)가 배치된다. 따라서 상기 단말기 바디의 후면에는 추가적인 후면 카메라 및 플레시가 배치되지 아니할 수 있다.

단말기 바디의 후면에는 제2 음향 출력부(152b)가 추가로 배치될 수 있다. 제2 음향 출력부(152b)는 제1 음향 출력부(152a)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다.

단말기 바디에는 무선 통신을 위한 적어도 하나의 안테나가 구비될 수 있다. 안테나는 단말기 바디에 내장되거나, 케이스에 형성될 수 있다. 예를 들어, 방송 수신 모듈(111, 도 1a 참조)의 일부를 이루는 안테나는 단말기 바디에서 인출 가능하게 구성될 수 있다. 또는, 안테나는 필름 타입으로 형성되어 후면 커버(103)의 내측면에 부착될 수도 있고, 도전성 재질을 포함하는 케이스가 안테나로서 기능하도록 구성될 수도 있다.

단말기 바디에는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(190, 도 1a 참조)가 구비된다. 전원 공급부(190)는 단말기 바디에 내장되거나, 단말기 바디의 외부에서 착탈 가능하게 구성되는 배터리(191)를 포함할 수 있다.

배터리(191)는 인터페이스부(160)에 연결되는 전원 케이블을 통하여 전원을 공급받도록 구성될 수 있다. 또한, 배터리(191)는 무선충전기기를 통하여 무선충전 가능하도록 구성될 수도 있다. 상기 무선충전은 자기유도방식 또는 공진방식(자기공명방식)에 의하여 구현될 수 있다.

한편, 본 도면에서는 후면 커버(103)가 배터리(191)를 덮도록 리어 케이스(102)에 결합되어 배터리(191)의 이탈을 제한하고, 배터리(191)를 외부 충격과 이물질로부터 보호하도록 구성된 것을 예시하고 있다. 배터리(191)가 단말기 바디에 착탈 가능하게 구성되는 경우, 후면 커버(103)는 리어 케이스(102)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.

이동 단말기(100)에는 외관을 보호하거나, 이동 단말기(100)의 기능을 보조 또는 확장시키는 액세서리가 추가될 수 있다. 이러한 액세서리의 일 예로, 이동 단말기(100)의 적어도 일면을 덮거나 수용하는 커버 또는 파우치를 들 수 있다. 커버 또는 파우치는 디스플레이부(151)와 연동되어 이동 단말기(100)의 기능을 확장시키도록 구성될 수 있다. 액세서리의 다른 일 예로, 터치 스크린에 대한 터치입력을 보조 또는 확장하기 위한 터치펜을 들 수 있다.

이하에서는 이와 같이 구성된 이동 단말기에서 구현될 수 있는 제어 방법과 관련된 실시 예들에 대해 첨부된 도면을 참조하여 살펴보겠다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

본 발명에 따른 이동 단말기는 객체의 거리정보를 이용하여 3차원 이미지를 형성하는 카메라장치를 구비한다. 상기 카메라장치는 특정 방식으로 빛을 방출하고 객체에 의하여 반사되는 빛을 이용하여 객체의 거리를 감지한다. 이하, 거리정보를 포함하는 이미지를 형성하기 위한 카메라장치의 구성요소를 설명한다.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기의 카메라 장치의 구성요소를 설명하기 위한 개념도이다. 도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 단말기의 카메라 장치의 구성요소를 설명하기 위한 개념도이다.

도 2a를 참조하면, 카메라 장치(300)는 조명유닛(310)과 카메라유닛(320)을 포함한다. 상기 조명유닛(310)과 상기 카메라 유닛(320)은 서로 인접하게 배치된다. 상기 조명유닛(310)은 빛을 방출하고, 상기 조명유닛(310)에서 방출된 빛은 전방의 객체로부터 반사되어 상기 카메라 유닛(320)으로 수광된다.

상기 조명유닛(310)은 광원부(311) 및 광학부(312)를 포함한다. 상기 광원부(311)는 레이저다이오드(LD)또는 VCSEL(vertical-cavity surface-emitting laser)로 이루어질 수 있다. 상기 광학부(312)는 조명광학소자(조명광학소자는 투과광학소자, 렌즈, 반사광학소자, 미러, 프리즘으로 이루어진다.), 확산렌즈 중 적어도 하나의 조합으로 이루어질 수 있다.

상기 광원부(311)에서 방출된 빛은 상기 광학부(312)를 통하여 외부로 전달되고, 외부로 전달된 빛은 객체(O)에 반사되어 상기 카메라 유닛(320)으로 입사한다. 상기 광학부(312)는 상기 광원부(311)에서 방출된 빛을 특정 화각으로 발산시키도록 형성된다.

상기 카메라 유닛(320)은 수광광학부(321), 필터부(322), 모듈레이터(323), 편광시트(324), 이미지센서(325)를 포함한다. 상기 수광광학부(321)는 상기 광학부(312)를 이루는 렌즈와 실질적으로 유사한 화각을 갖는 렌즈로 이루어질 수 있다. 다만, 상기 조명유닛(310) 및 상기 카메라 유닛(320)의 조립오차에 따른 수광의 손실을 방지하기 위하여 상기 수광광학부(321)를 이루는 렌즈의 화각이 상기 광학부(312)를 이루는 렌즈의 화각보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 필터부(322)는 상기 광원부(311)에서 방출한 빛의 파장만을 통과시키고 나머지 광은 차단하도록 하는 밴드패스필터(BFP, band pass filter)로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 광원부(311)에서 단색 파장의 빛을 방출하는 경으, 약 808nm, 약 850nm 또는 약 940nm의 파장을 갖는 근적외선이 방출되면, 상기 근적외선이 외부광의 전범위의 파장(예를 들면, 가시광선 포함)과 함께 입사된다. 이 경우, 상기 필터부(322)는 외부광을 제외한 광원부(311)에서 방출된 빛만을 통과시킨다.

한편, 상기 필터부(322)는 패스필터(pass filter)를 사용하여 가시광선은 차단하고, 근적외선만을 통과하도록 형성될 수 있다. 또는 별도의 필터 없이, 상기 수광광학부(321)의 일 면에 밴드패스코팅 또는 패스코팅을 하여 필터부를 형성할 수 있다.

상기 필터부(322)는 상기 카메라유닛(320)의 빛이 입사되는 가장 전방에 배치되거나, 상기 수광광학부(321)와 상기 이미지센서(325) 사이에 배치될 있다.

상기 모듈레이터(323)는 포켈스 셀(pockels cells)을 적용하여 포켈스 효과(pockels effect)를 만드는 광전소자로 이루어진다. 포켈스 효과는 포켈 셀 내부에 전기장을 가하고 포켈셀 내부를 통과하는 편광을 가진 빛의 편광을 바꾸는 효과이다. 포켈셀에 걸리는 전기장의 세기에 따라서 입사된 편광의 위상지연을 발생시킨다(광스위칭).

상기 모듈레이터(323)는 상기 편광시트(324)를 통과하는 빛의 세기를 시간에 따라 조절하여, 상기 이미지 센서(325)의 픽셀에 입사하는 광량을 위치/시간 별로 조절한다.

상기 이미지 센서(325)는 모노크롬(monochrome)센서, 컬러(color)센서, RGB-monochrome 센서 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 모노크롬 센서의 경우 특정 파장의 광원과 밴드패스필터를 결합하여 고품질의 깊이(depth)정보를 획득할 수 있다. 컬러필터를 사용하는 경우 각각의 RGB 픽셀에 해당 컬러필터가 배치되고, IR cut filter를 사용하여 깊이(depth)정보를 획득할 수 있다. 컬러필터를 사용하는 경우 RGB컬러에 대응되는 물체의 깊이(depth)정보를 획득할 수 있다. RGB-monocrome 센서는 RGB센서에 모노크롬 픽셀을 결합한 센서로, 듀얼밴드패스필터(dual band pass filter)를 적용한다. 상기

이에 따라 상기 제어유닛(330)는 상기 편광의 세기의 비를 통하여 빛이 반사한 객체(O)의 거리를 계산할 수 있다. 상기 광원부(311)에서 방출된 빛은 객체(O)에 의하여 반사되어 상기 모듈레이터(323)에 도달한다. 상기 모듈레이터(323)에 도달하는 시간은 상기 조명유닛(310)과 상기 객체(O) 사이의 거리에 비례하여 바뀌며, 시간차는 편광의 위상차 및 광량의 차이를 발생시킨다.

즉, 상기 이미지 센서(325)에 도달하는 광량의 비율은 상기 조명유닛(310) 및 상기 카메라 유닛(320)과 상기 객체(O) 사이의 거리와 비례하므로, 상기 제어유닛(330)은 상기 광량의 비율에 근거하여 계산된 거리를 통하여 깊이맵(depth map)을 생성할 수 있다. 상기 제어유닛(330)은 빛의 속도와 상기 카메라장치(300)로부터 객체까지의 거리(설정된 거리)에 근거하여 지연시간을 계산할 수 있다.

상기 이미지 센서(325)의 각 픽셀에 대응하여 서로 다른 방향(서로 수직한 방향)의 편광시트가 번갈아 배치될 수 있다. 이에 따라 상기 이미지 센서(325)의 각 픽셀에 서로 다른 편광의 빛이 구분되게 입사된다. 상기 이미지 센서(325)에 입사하는 서로 다른 편광의 빛에 의하여 하나의 영상이 형성된다.

상기 제어유닛(330)은 서로 다른 방향의 편광으로 이루어지는 두 개의 영상을 이용하여 깊이맵(depthmap)을 형성할 수 있다.

편광시트를 통과한 서로 수직한 S파, P파 광이 이미지 센서에 입사하는 광량의 상대비율을 통하여 편광을 규격화 할 수 있다. 상기 카메라유닛(320)은 고속프레임을 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 제어유닛(330)은 상기 거리의 측정을 위하여 기 설정된 광량으로 다중펄스를 출력하도록 상기 광원부(311)를 제어할 수 있다. 이하 도 3a 내지 도 7을 참고하여 출력되는 펄스의 특징을 설명한다.

도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 장치(300')는 조명유닛(310') 및 카메라유닛(320)을 포함한다. 상기 조명유닛(310')은 제1 편광판(313), 상기 광원부(311) 및 상기 광학부(312)를 포함하고 상기 광원부(311) 및 상기 광학부(312)는 도 2a에 따른 카메라 장치(300)에 포함되는 구성요소와 실질적으로 동일하므로 동일한 도면번호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다.

상기 제1 편광판(313)은 상기 광원부(311)의 전방에 배치되는 것으로 도시되어 있으나 상기 제1 편광판(313)의 배치위치는 이에 한정되지 아니한다. 즉, 상기 광학부(3121) 및 상기 광원부(311) 사이에 배치될 수 있다.

상기 제1 편광판(313)은 선편광(H, V-수평 또는 수지 선편광) 또는 원편광(CW, CCW, 시계방향 또는 반시계방향)이 적용될 수 있다. 상기 제1 편광판(313)에 의하여 상기 광원부(311)로부터 방출되는 빛이 상기 외부광과 교란되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 상기 카메라 유닛(320')은 수광광학부(321), 필터부(322), 모듈레이터(323) 및 이미지센서(325)에 편광시트(324') 및 제2 편광판(326)을 추가적으로 포함한다. 상기 수광광학부(321), 필터부(322), 모듈레이터(323) 및 이미지센서(325)는 도 2a의 카메라장치(300)에 포함되는 구성요소와 실질적으로 동일하므로 동일한 도면부호를 부여하고 중복되는 설명은 생략한다.

상기 제2 편광판(326)은 상기 수광광학부(321)의 전방에 배치되어 상기 조명유닛(310')에서 방출되어 상기 객체(O)에 의하여 반사된 편광을 수광한다. 상기 제2 편광판(326)은 상기 광원부(311)로부터 방출된 광만 통과시킨다.

상기 제1 및 제2 편광판(313, 326)과 상기 광원부(311)는 시간의 흐름에 따라 편광을 변경해주는 능동소자를 사용하거나 스위칭모터를 이용하여 고정된 편광판들을 공간적으로 변화시켜주는 회전소자를 사용하여 편광상태를 변경할 수 있다. 예를 들어, 특정 객체에 대해서 특정 편광을 적용하여 화질의 열화를 방지할 수 있다.

본 실시예에 따른 카메라 장치(300')는 상기 제1 및 제2 편광판(313, 326)을 선택적으로 포함할 수 있다.

본 실시예에 따른 편광시트(324')는 각 픽셀 별로 서로 다른 편광이 입사할 수 있도록 형성된다. 즉, 이웃하는 픽셀에는 상호 수직인 편광신호가 들어오며, 이를 조합하여 3차원 이미지를 형성할 수 있다. 상기 편광시트(324')는 상기 모듈레이터(323)와 일체로 형성될 수 있다.

본 실시예에 따른 제어유닛(330)은 상기 조명유닛(310')이 다중펄스를 출력하도록 제어하고, 이미지 센서의 프레임 내 셔터와 동기화되도록 상기 이미지센서(325)를 제어하는 바, 이하 상기 조명유닛(310')에 의하여 출력되는 다중펄스의 특징을 설명한다.

도 3a 내지 도 3c는 다중펄스를 출력하여 3차원 이미지를 형성하는 제어방법을 설명하기 위한 개념도이다.

도 3a는 상기 조명유닛(310)에 의하여 출력되는 다중펄스를 설명하기 위한 개념도이고, 도 3b는 출력되는 다중펄스와 동기화되는 이미지 센서의 제어를 설명하기 위한 개념도이며, 도 3c는 일 실시예에 따라 다중펄스를 이용하여 3차원 이미지를 형성하는 제어방법을 설명하기 위한 개념도이다.

도 2a 및 도 3a 및 도 3c를 참조하면, 상기 제어유닛(330)은 하나의 프레임에 광량이 서로 다른 다중 펄스를 출력하도록 상기 광원부(311)를 제어한다. 예를 들어, 상기 광원부(311)는 제1 광량(q1)의 다중펄스를 제1 프레임(F1)동안 출력한다(S201). 예를 들어, 상기 제1 프레임(F1)동안 4개의 펄스가 출력될 수 있다. 다만, 상기 제1 프레임(F1)동안 출력되는 펄스의 개수는 이에 한정되지 아니한다.

하나의 프레임 동안 복수개의 펄스를 출력하여 광량을 높이지 않더라도 조명의 파워를 향상시켜 상기 카메라유닛(320)으로 입사하는 광량을 확보할 수 잇다. 상기 각 펄스간의 폭은 수 나노초에 해당되며, 상기 나노초 단위의 시간간격에 의하여 각 펄스간의 간섭을 억제할 수 있다.

상기 제1 프레임(F1)동안 기 설정된 펄스가 출력되면, 제2 프레임(F2)동안 제2 광량(q2)의 다중펄스를 출력한다(S202). 상기 제2 광량(q2)은 상기 제1 광량(q1)보다 크게 형성될 수 있으며, 상기 제1 및 제2 프레임(F1, F2)은 실질적으로 동일한 시간으로 이루어질 수 있다.

도 3d는 카메라장치로부터 특정 거리만큼 이격되어 있는 객체들에 반사되는 펄스광을 설명하기 위한 개념도이다.

및 제2 광량(q1, q2)는 각각 상기 카메라장치(300)로부터 제1 및 제2 거리(d1, d2)에 대응될 수 있다. 상기 제1 광량(q1)의 펄스광은 제1 거리(d1)만큼 떨어져 있는 제1 객체(O1)에 의하여 반사되어 상기 카메라 모듈(320)에 입사한다. 상기 제2 광량(q2)의 펄스광은 제2 거리(d2)만큼 떨어져 있는 제2 객체(O2)에 의하여 반사되어 상기 카메라 모듈(330)에 입사한다.

한편, 상기 제어유닛(330)은 상기 제3 프레임(F3)동안 제3 광량(q3)의 다중펄스를 출력하고, 제4 프레임(F4)동안 제4 광량(q4)의 다중펄스를 출력하도록 상기 조명유닛(310)을 제어한다. 도 3d에서, 상기 제3 광량(q3)의 펄스광은 제3 거리(d3)의 제3 객체(O3)에 도달하고, 제4 광량(q4)의 펄스광은 제4 거리(d4)의 제4 객체(O4)에 도달하여 반사된다.

상기 제어유닛(330)은 상기 제1 내지 제4 프레임(F1, F2, F3, F4)이 모두 지나가면 다시 상기 제1 광량(q1)의 다중펄스를 출력하도록 상기 조명유닛(310)을 제어한다.

상기 제어유닛(330)은 각 펄스에 대응되도록 상기 카메라유닛(320)의 온/오프(ON/OFF)를 제어한다(S203). 도 3b를 참조하면, 상기 제어유닛(330)은 각 펄스에 대응되는 거리에 근거하여 지연시간을 산출하고, 지연시간에 근거하여 상기 카메라유닛(320)의 이미지센서(325)의 온/오프를 제어한다. 즉, 상기 제1 프레임(F1)동안 상기 제어유닛(330)은 상기 제1 거리(d1)에 있는 제1 객체(O1)에 의하여 반사되어 입사하기까지 걸리는 시간을 계산하고, 상기 조명유닛(310)에 의하여 펄스광이 출력된 시간에 상기 계산된 시간만큼 지연시켜 상기 카메라유닛(320)을 온(on)시키도록 제어한다.

이에 따라 상기 제1 프레임(F1)동안에는 상기 제1 거리(d1)에 위치하는 객체에 의하여 반사된 빛만을 수광 할 수 있다.

이와 마찬가지로 상기 제어유닛(330)은 상기 제2 내지 제4 거리(d2, d3, d4)에 위치하는 객체에 반사되어 입사하는 데까지 걸리는 시간을 계산하고, 상기 제2 내지 제4 프레임(F2, F3, F4) 동안, 상기 조명유닛(310)으로부터 펄스광이 출력된 시간보다 상기 계산된 시간만큼 지연시켜 상기 카메라유닛(320)의 온/오프(ON/OFF)를 제어한다.

상기 제어유닛(330)은 사용자의 설정 또는 감지되는 외부환경에 포함되는 객체의 상태(수, 위치, 거리 등)에 근거하여 상기 복수의 거리 사이의 간격을 조정하거나, 다른 광량을 갖는 펄스광의 출력을 추가 또는 감축할 수 있다.

이에 따라, 서로 상기 카메라유닛(320)은 각 프레임 별로 서로 다른 거리에 위치하는 객체로부터 반사된 펄스광을 구별하여 수광할 수 있다. 또한, 상기 제1 내지 제4 프레임(F1, F2, F3, F4)에 출력되는 펄스광은 서로 다른 광량을 갖는다. 이에 따라 수광 된 광량도 서로 다르며, 상기 제어유닛(330)은 광량을 통하여 서로 다른 거리에 위치하는 객체로부터 반사된 광으로 구별할 수 있다.

상기 제어유닛은 각 광량으로 구별되는 거리에 대응되는 복수의 이미지를 합성하여 3D 이미지를 형성한다(S204). 본 실시예에 따르면, 제1 내지 제4 거리(d1, d2, d3, d4)에 대응되는 이미지들을 포함하므로, 4단계 레벨의 깊이맵(depth map)을 형성할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 거리에 근거하여 계산된 지연시간을 통하여 반사된 펄스광을 수광하여 거리에 대응되는 영상을 획득 할 수 있으므로, 수광되는 지연시간을 이용하여 거리를 감지하는 별도의 센서 또는 추가적인 카메라 모듈의 장착이 불필요하다.

한편, 도 2a 및 도 2b를 참조하면 상기 카메라모듈(320)은 시간의 흐름에 다라 편광 방향을 연속적으로 바꿔주는 모듈레이터(323)를 포함한다. 이하, 상기 모듈레이터(323)의 기능을 구체적으로 설명한다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈레이터의 구동방법을 설명하기 위한 개념도이다.

상기 모듈레이터(323)를 통과한 빛은 시간에 따라 편광방향이 연속적으로 바뀌게 된다. 예를 들어 상기 모듈레이터(323)는 한 주기가 지나면 다시 최초의 편광방향을 갖도록 빛을 출력할 수 있다.

상기 모듈레이터(323)를 통과한 빛은 일 방향으로 편광 되어 X성분과 Y성분을 갖게 된다. 도 4b를 참조하면, 제1 시간(t1)에 도달한 펄스의 x성분보다 제2 시간(T2)에 도달한 펄스의 X성분이 작고, 제1 시간(T1)에 도달한 펄스의 Y성분보다 제2 시간(T2)에 도달한 펄스의 Y성분이 크다. 즉, 서로 다른 시간에 도달한 펄스는 서로 다른 성분 값을 갖도록 편광 방향이 변경된다. 상기 제어유닛(330)은 상기 편광 된 빛의 성분비에 근거하여 거리에 관한 정보를 획득할 수 있다.

상기 제어유닛(330)은 상기 하나의 프레임에서 출력되는 각 펄스광이 서로 다른 방향으로 편광 되도록 상기 모듈레이터(323)를 제어하거나, 서로 다른 프레임에서 출력된 펄스광이 서로 다른 방향으로 편광 되어 각 거리에 대응되는 펄스광이 서로 다른 성분 값으로 갖도록 상기 모듈레이터(323)를 제어할 수 있다. 또는 복수의 프레임과 상기 모듈레이터(323)의 한 주기가 동기화되도록 상기 모듈레이터(323)를 제어할 수 있다.

상기 제어유닛(330)은 상기 모듈레이터(323)를 상기 이미지 센서(325)와 함께 온/오프(ON/OFF)되도록 제어한다.

본 실시예에 따른 모듈레이터(323)에 의하여 서로 다른 시간에 상기 카메라 유닛에 도달하거나 서로 다른 거리에 위치하는 객체에 의하여 반사된 광이 서로 다른 방향으로 편광 되므로, 복수의 펄스광을 보다 정확하게 구별할 수 있다. 따라서, 보다 정확한 깊이 정보를 갖는 이미지를 획득할 수 있다.

도 5는 또 다른 실시예들에 따른 펄스광의 출력방법을 설명하기 위한 개념도이다.

도 5를 참조하면, 상기 제1 내지 제4 프레임(F1, F2, F3, F4) 동안 서로 다른 거리에 위치하는 객체에 의한 반사광을 수용한다. 다만, 상기 제1 내지 제4 프레임(F1, F2, F3, F4)동안 출력되는 다중 펄스광의 광량은 동일하게 출력된다.

도 6a 및 도 6b는 또 다른 실시예에 따른 펄스광의 출력방법을 설명하기 위한 개념도이다.

도 6a을 참조하면, 상기 조명유닛(310)은 하나의 프레임에 복수의 거리들에 대응되는 복수의 펄스광을 출력한다. 이에 따라 상기 제어유닛(330)은 상기 복수의 펄스 광에 각각 대응하여 상기 카메라유닛(320)을 온/오프(ON/OFF)한다.

상기 조명유닛(310)은 제1 프레임(F1) 내에 서로 다른 광량인 제1 내지 제4 광량(q1, q2, q3, q4)을 갖는 복수의 펄스광을 출력한다. 상기 복수의 펄스 광 사이의 시간차는 수 나노초(ns)로 설정된다. 상기 한 프레임 내에 출력되는 펄스광의 개수는 획득하고자 하는 거리 및 해상도(거리간의 간격)에 의하여 결정된다.

이 경우, 측정하고자 하는 모든 거리에 대응되는 펄스광이 하나의 프레임에 상기 카메라유닛(320)에 입사한다. 본 실시예에 따른 이미지 센서(325)는 한 프레임 내에 다중 셔터를 온/오프(ON/OFF)할 수 있는 글로벌 셔터(global shutter)로 구현될 수 있다. 이에 따라, 상기 제어유닛(330)은 각 펄스 광에 대응하여 온/오프 된다. 상기 글로벌 셔터는 상기 영상의 전체 화소에 대해 같은 타이밍에 셔터동작을 수행한다. 이에 따라 다중셔터의 온/오프(ON/OFF)에 근거하여 하나의 프레임 동안 하나의 영상이미지를 형성할 수 있다. 상기 제어유닛(330)은 하나의 프레임 동안 각 펄스광의 거리에 근거한 지연시간을 계산하여 상기 다중셔터를 온/오프(ON/OFF)하도록 제어한다.

다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 측정하고자 하는 모든 거리를 복수의 프레임으로 분할하여 순차적으로 측정할 수 있다.

한편, 상기 제어유닛(330)은 상기 거리에 대응되는 펄스광의 광량을 조정할 수 있다. 상기 광량은 상기 거리에 비례하지 아니하여도 무관하다. 즉, 상기 제어유닛(330)은 사용자의 설정, 촬영모드, 촬영되는 객체의 특성, 반사율, 다중 펄스간의 식별 등에 근거하여 상기 펄스의 광량을 조절할 수 있다.

도 6b를 참조하면, 제1 영역(A1)은 상기 상기 조명유닛(310)에 의하여 하나의 프레임에서 출력되는 다중펄스를 나타낸다. 제2 영역(A2)은 상기 출력된 다중펄스가 객체에 반사되는 상태를 도시한다. 상기 제1 및 제2 영역(A1, A2)를 비교하면, 상기 제2 영역(A1)에서 각 펄스 사이의 시간간격(예를 들어, t1'과 t2'사이의 시간차보다 t1과 t2사이의 시간차가)이 증가한다. 또한, 상기 각 펄스광의 광량이 감소한다.

제3 영역(A3)은 객체들에 반사되어 상기 카메라모듈(320)에 입사된 다중 펄스광을 나타낸다. 제2 및 제3 영역(A2, A3)을 비교하면 상기 다중 펄스가 입사하는 시간간격이 출력될 때 보다 길어지고, 광량도 줄어든다. 상기 제어유닛(330)은 감소되는 광량 및 증가하는 시간차이에 근거하여 출력되는 광량을 조절하거나, 상기 셔터의 온오프 시간을 제어할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 하나의 프레임 동안 복수의 거리정보에 따른 모든 화소의 이미지를 형성할 수 있다. 이에 따라, 하나의 영상을 형성하는 동안 소요되는 시간을 단축할 수 있다.

한편, 상기 하나의 프레임에 출력되며 각 거리에 대응되는 다중 펄스는 서로 같은 광량을 같도록 설정될 수 있다. 이 경우에도, 각 거리에 근거하여 계산된 지연시간에 따라 반사된 펄스 광에 근거한 거리정보를 획득할 수 있다. 본 실시예에 따르면 광량의 차이가 불필요하므로 하나의 프레임에 복수의 펄스를 출력하도록 상기 조명유닛(320)을 제어하는 것이 불필요하다.

도 7은 또 다른 실시예에 따른 펄스광의 출력방법을 설명하기 위한 개념도이다.

도 7을 참조하면, 상기 조명유닛(310)은 하나의 프레임에 서로 다른 광량을 갖는 다중 펄스광을 출력한다. 예를 들어, 제1 프레임(F1)동안 제1 광량(q1)을 갖는 2개의 펄스, 제2 광량(q2)을 갖는 2개의 펄스, 제3 광량(q3)을 갖는 2개의 펄스 및 제4 광량(q4)을 갖는 2개의 펄스를 순차적으로 출력할 수 있다. 상기 제2 프레임(F2)에서도 상기 제1 내지 제4 광량(q1, q2, q3, q4)을 갖는 다중 펄스광을 출력할 수 있다.

상기 제1 내지 제4 광량(q1, q2, q3, q4)을 갖는 각 펄스광은 각각 서로 다른 거리에 대응되도록 설정될 수 있다. 도면에서는 하나의 광량을 갖는 2개의 펄스광이 연속적으로 출력되는 것으로 도시되어 있으나, 싱글 펄스광의 개수는 도시된 바에 한정되지 아니한다.

상기 카메라유닛(320)은 상기 각 싱글펄스광에 대응되게 셔터를 온/오프(ON/OFF)하도록 상기 이미지 센서(325)를 제어한다. 즉, 제1 광량(q1)을 갖는 2개의 펄스광이 출력될 때, 상기 제1 거리(d1)만큼 떨어진 영역에 위치하는 객체에 반사되어 돌아오는 지연시간을 계산하여 상기 셔터의 온/오프(ON/OFF)를 제어할 수 있다.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부(180)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (9)

1. 단말기 본체;
   상기 본체의 일면에 장착되고 이미지를 촬영하는 카메라 장치를 포함하고,
   상기 카메라 장치는,
   복수의 프레임 동안 펄스광을 출력하는 조명유닛;
   기 설정된 복수의 거리에 위치하는 객체에 의하여 반사되는 상기 펄스광을 수광하며 3차원 영상을 형성하는 카메라 유닛;
   상기 조명유닛에서 출력된 빛이 상기 복수의 거리에 도달하여 반사되는 지연시간을 계산하여 상기 카메라 유닛의 온/오프(ON/OFF)를 제어하는 제어유닛; 및
   상기 카메라유닛은 시간의 흐름에 따라 입사하는 펄스광의 편광방향을 변경하는 모듈레이터를 더 포함하고,
   상기 제어유닛은 서로 다른 거리에 대응되는 펄스광이 서로 다른 편광방향을 갖도록 상기 모듈레이터를 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 조명유닛은 복수의 프레임 각각에서 서로 다른 광량을 갖는 다중 펄스를 출력하며,
   상기 제어유닛은 서로 다른 광량에 따라 서로 다른 거리를 적용하여 상기 지연시간을 계산하며, 각 프레임에서 서로 다른 지연시간을 적용하여 상기 카메라 유닛을 온/오프(ON/OFF)하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 광량의 크기는 상기 거리가 멀어질수록 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
4. 제2항에 있어서,
   상기 카메라 유닛은 상기 복수의 프레임에 의하여 형성된 복수의 영상으로 하나의 3차원 영상을 형성하는 이미지 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 조명유닛은 상기 하나의 프레임에서 상기 복수의 거리에 대응되는 서로 다른 광량을 갖는 다중 펄스를 출력하고,
   상기 제어유닛은 각 펄스에 따라 서로 다른 지연시간을 적용하여 상기 카메라 유닛의 온/오프(ON/OFF)를 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 조명유닛은 하나의 프레임 동안 복수의 광량을 갖는 다중펄스를 출력하고, 상기 다중펄스 중 일부는 동일한 광량을 갖는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
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8. 제1항에 있어서,
   상기 조명유닛은 출력하는 펄스광을 편광시키는 제1 편광시트를 포함하고.
   상기 카메라유닛은 특정 편광방향을 갖는 상기 펄스광을 수광하기 위한 제2 편광시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
9. 제1항에 있어서,
   상기 제어유닛은 상기 모듈레이터를 통하여 편광된 빛의 방향에 따른 성분비에 근거하여 상기 빛이 반사한 객체까지의 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.

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