KR102039948B1 - 증강현실이나 가상현실에 기초하여 가상의 인체 장기를 렌더링하는 이동 단말기 및 이를 이용하는 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 인체 내부의 장기의 형상과 모습을 교육하기 위하여 가상의 3차원 장기 그래픽 모델을 렌더링하여 출력해 주는 교육용 시스템에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은, 사람의 상체 모형, 및 구비된 카메라를 이용하여 상기 상체 모형을 촬영하는 이동 단말기를 포함하되, 상기 이동 단말기는, 상기 촬영되는 상체 모형을 가상의 3차원 상체 그래픽모델로 렌더링(Rendering)하고, 구비되는 디스플레이를 통하여 상기 상기 렌더링된 3차원 상체 그래픽모델을 출력하며, 상기 렌더링한 3차원 상체 그래픽모델은, 가상의 3차원 신체 장기 그래픽모델을 포함하는 것을 특징으로 하는, 신체 장기 교육 시스템

Description

증강현실이나 가상현실에 기초하여 가상의 인체 장기를 렌더링하는 이동 단말기 및 이를 이용하는 시스템{MOBILE TERMINAL FOR RENDERING VIRTUAL ORGANS IN AUGMENTED/VIRTUAL REALITY AND SYSTEM THEREOF}

본 발명은 의사의 수술이나 교육 등의 목적을 위해 증강현실이나 가상현실 상에서 가상의 3차원 인체 장기를 모델링해주고, 이를 출력해 주기 위한 시스템 및 이를 위한 이동 단말기에 관한 것이다.

증강현실은 사용자가 눈으로 보는 현실세계에 가상 물체를 겹쳐 보여주는 기술로 현실세계에 실시간으로 부가정보를 갖는 가상세계를 합쳐 하나의 영상으로 보여주므로 혼합현실(Mixed Reality)이라고도 하며 현실환경과 가상환경을 융합하는 복합형 가상현실 시스템(Hybrid VR System)으로 1990년대 후반부터 미국과 일본을 중심으로 연구와 개발이 진행되고 있다.

현실세계를 가상세계로 보완해주는 개념인 증강현실은 컴퓨터 그래픽으로 만들어진 가상환경을 사용하지만 주역은 현실환경이고 컴퓨터 그래픽은 현실환경에 필요한 정보를 추가 제공하는 역할을 하며 사용자가 보고 있는 실사 영상에 3차원 가상영상을 겹침(Overlap)으로써 현실환경과 가상화면과의 구분이 모호해지도록 한다는 뜻이다.

가상현실기술은 가상환경에 사용자를 몰입하게 하여 실제환경을 볼 수 없지만 실제환경과 가상의 객체가 혼합된 증강현실기술은 사용자가 실제환경을 볼 수 있게 하여 보다 나은 현실감과 부가 정보를 제공하는데 예를 들어 스마트폰 카메라로 주변을 비추면 인근에 있는 상점의 위치, 전화번호 등의 정보가 입체영상으로 표기된다.

활용분야로는 원격의료진단·방송·건축설계·제조공정관리 등에 활용되며 최근 스마트폰이 널리 보급되면서 본격적인 상업화 단계에 들어섰으며, 게임 및 모바일 솔루션 업계와 교육 분야 등에서도 다양한 제품을 개발하고 있다.

이처럼 기존 모션인식과 증강현실 기법을 활용하여 학습자와 컴퓨터가 상호 인터랙션하며 체험하는 학습서비스의 콘텐츠는 그 속도가 느리고 해상도가 떨어져 빠른 속도로 반응하며 세밀한 표현이 필요한 학습용 컨텐츠 개발을 위해서는 기술적인 부분이 부족하다.

본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 인체 내부에 존재하는 장기(organs)들을 가상의 그래픽으로 렌더링하고 이를 교육이나 수술 등을 위하여 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 카메라; 상기 카메라를 통하여 사람의 상체 모형을 촬영하고, 상기 촬영되는 상체 모형을 가상의 3차원 상체 그래픽모델로 렌더링(Rendering)하는 제어부; 및 상기 렌더링된 3차원 상체 그래픽모델을 출력하는 디스플레이부를 포함하되, 상기 렌더링한 3차원 상체 그래픽모델은, 가상의 3차원 신체 장기 그래픽모델을 포함하는, 이동 단말기를 제공한다.

본 발명에 따른 이동 단말기 및 시스템의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 이동 단말기나 VR장치의 디스플레이를 통하여 3차원으로 가상의 장기를 출력해 줄 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 위 교육 컨텐츠를 접하는 사용자들이 인체 장기의 형상이나 3차원적인 구조를 손쉽게 이해할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

도 1a는 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 교육 시스템(1000), 이동 단말기(100) 및 VR장치(520)의 개념도를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 단말기(100) 또는 교육 시스템(1000)의 제어 방법의 순서도를 도시한다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 촬영되는 상체 모형의 예시 및 렌더링 결과가 출력되는 예시를 각각 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라, 마네킹(1)을 중심으로 이동 단말기(100)가 회전되는 경우를 도시하는 도면이다.
도 8은 도 7에 따라 회전되는 경우, 렌더링 결과가 회전도는 도면을 도시한다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일실시예에 따라, 마네킹 표면에 특징점을 표시하는 실시예를 도시하는 도면이다.
도 11 내지 도 13은 이동 단말기(100)의 스캔 동작에 대응하여 렌더링 결과를 출력하는 상태도를 도시하는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 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.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

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), 센싱부(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 다른 이동 단말기(100, 또는 외부서버)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 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 gage), 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.

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 다른 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 기술 표준들 또는 통신 방식(예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), LTE(Long Term Evolution) 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), WiFi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), LTE(Long Term Evolution) 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, GSM, CDMA, WCDMA, LTE 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 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이러한, 근거리 통신 모듈(114)은, 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal 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.

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.

다음으로, 입력부(120)에 대하여 보다 구체적으로 살펴보면, 입력부(120)는 영상 정보(또는 신호), 오디오 정보(또는 신호), 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 표시될 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, 마이크(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 적외선을 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)는 접촉식 센서보다는 그 수명이 길며 그 활용도 또한 높다.

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 및 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 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 수 행할 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, 특정 압력 세기를 가지는 포스(Force) 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 센서의 일종으로, 이러한 카메라 센서는, 카메라(121), 포토 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.

음향 출력부(152)는 호신호수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(170)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력부(152)는 이동 단말기(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력부(152)에는 리시버(receiver), 스피커(speaker), 버저(buzzer) 등이 포함될 수 있다.

햅틱 모듈(haptic module)(153)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(153)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 될 수 있다. 햅택 모듈(153)에서 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 사용자의 선택 또는 제어부의 설정에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 햅틱 모듈(153)은 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.

햅틱 모듈(153)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(eletrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다.

햅틱 모듈(153)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과를 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(153)은 이동 단말기(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.

광출력부(154)는 이동 단말기(100)의 광원의 빛을 이용하여 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 이동 단말기(100)에서 발생 되는 이벤트의 예로는 메세지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 어플리케이션을 통한 정보 수신 등이 될 수 있다.

광출력부(154)가 출력하는 신호는 이동 단말기(100)가 전면이나 후면으로 단색이나 복수색의 빛을 발광함에 따라 구현된다. 상기 신호 출력은 이동 단말기(100)가 사용자의 이벤트 확인을 감지함에 의하여 종료될 수 있다.

인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)에 연결되는 모든 외부 기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(160)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 이동 단말기(100) 내부의 각 구성요소에 전달하거나, 이동 단말기(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트(port), 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 등이 인터페이스부(160)에 포함될 수 있다.

한편, 식별 모듈은 이동 단말기(100)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(user identify module; UIM), 가입자 인증 모듈(subscriber identity module; SIM), 범용 사용자 인증 모듈(universal subscriber identity module; USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 상기 인터페이스부(160)를 통하여 단말기(100)와 연결될 수 있다.

또한, 상기 인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 이동 단말기(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 이동 단말기(100)로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 이동 단말기(100)가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수 있다.

메모리(170)는 제어부(180)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 상기 메모리(170)는 상기 터치 스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.

메모리(170)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(170)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작될 수도 있다.

한편, 앞서 살펴본 것과 같이, 제어부(180)는 응용 프로그램과 관련된 동작과, 통상적으로 이동 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(180)는 상기 이동 단말기의 상태가 설정된 조건을 만족하면, 애플리케이션들에 대한 사용자의 제어 명령의 입력을 제한하는 잠금 상태를 실행하거나, 해제할 수 있다.

또한, 제어부(180)는 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등과 관련된 제어 및 처리를 수행하거나, 터치 스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다. 나아가 제어부(180)는 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들을 본 발명에 따른 이동 단말기(100) 상에서 구현하기 위하여, 위에서 살펴본 구성요소들을 중 어느 하나 또는 복수를 조합하여 제어할 수 있다.

전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다. 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 배터리는 충전 가능하도록 이루어지는 내장형 배터리가 될 수 있으며, 충전 등을 위하여 단말기 바디에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.

또한, 전원공급부(190)는 연결포트를 구비할 수 있으며, 연결포트는 배터리의 충전을 위하여 전원을 공급하는 외부 충전기가 전기적으로 연결되는 인터페이스(160)의 일 예로서 구성될 수 있다.

다른 예로서, 전원공급부(190)는 상기 연결포트를 이용하지 않고 무선방식으로 배터리를 충전하도록 이루어질 수 있다. 이 경우에, 전원공급부(190)는 외부의 무선 전력 전송장치로부터 자기 유도 현상에 기초한 유도 결합(Inductive Coupling) 방식이나 전자기적 공진 현상에 기초한 공진 결합(Magnetic Resonance Coupling) 방식 중 하나 이상을 이용하여 전력을 전달받을 수 있다.

한편, 이하에서 다양한 실시 예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.

도 1 b 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.

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

이동 단말기(100)는 외관을 이루는 케이스(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 미들 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 결합시 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), 마이크(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), 마이크(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 제외되거나, 다른 면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 단말기 바디의 전면에는 제1 조작유닛(123a)이 구비되지 않을 수 있으며, 제2 음향 출력부(152b)은 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), 플렉시블 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, 어플리케이션을 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.

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.

마이크(122)는 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력 받도록 이루어진다. 마이크(122)는 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.

단말기 바디의 후면에는 제2카메라(121b)가 배치될 수 있다. 이 경우, 제2카메라(121b)는 제1카메라(121a)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지게 된다.

제2카메라(121b)는 적어도 하나의 라인을 따라 배열되는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈는 행렬(matrix) 형식으로 배열될 수도 있다. 이러한 카메라는, '어레이(array) 카메라'로 명명될 수 있다. 제2카메라(121b)가 어레이 카메라로 구성되는 경우, 복수의 렌즈를 이용하여 다양한 방식으로 영상을 촬영할 수 있으며, 보다 나은 품질의 영상을 획득할 수 있다.

플래시(124)는 제2카메라(121b)에 인접하게 배치될 수 있다. 플래시(124)는 제2카메라(121b)로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향하여 빛을 비추게 된다.

단말기 바디에는 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 VR 영상은, 기 설정된 정도 이상의 화각(angle of view)을 사용자에 의해 인지되는 뎁스(depth)를 갖는 영상을 의미할 수도 있다. 상기 뎁스는, VR 이미지가 3차원 영상으로 렌더링 됨으로써 사용자의 눈에 인지될 수 있다. VR 영상은 스틸 이미지 또는 동영상 이미지를 포함할 수 있다. 경우에 따라, VR 영상은 VR 컨텐트로 칭해질 수도 있다. 또한, VR 영상의 화각은, 이동 단말기(100)에 일반적으로 내장되는 카메라(121)의 화각보다는 넓으며, 예를 들어 110도 이상일 수 있다.

이동 단말기(100)는 별도의 VR 기기에 장착된 상태에서 상기 VR 영상을 디스플레이부(151)에 디스플레이할 수 있다. VR 기기에 디스플레이부(151)에 포함되어 있지 않은 경우 이동 단말기(100)는 VR 기기에 직접 장착될 수도 있고, VR 기기에 디스플레이부(151)가 포함되어 있는 경우 이동 단말기(100)는 VR 기기와 유/무선으로 연결될 수도 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 이동 단말기와 연결되는 VR 기기의 일례를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 일 실시 예에 의한 VR 기기(500)는 제1 케이스(510) 및 제2 케이스(520)를 포함할 수 있다. 도시하지는 않았으나, VR 기기(500)는 사용자의 헤드에 착용되기 위한 밴드를 더 포함할 수 있다.

제1 케이스(510)는 제2 케이스(520)로부터 적어도 일부가 분리될 수 있다. 제1 케이스(510)는 내부에 이동 단말기(100)를 장착할 수 있는 장착부를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)는, 배면이 제1 케이스(510)에 인접하고 전면이 제2 케이스(520)에 인접하도록 배치될 수 있다. 제1 케이스(510)는, 이동 단말기(100)가 VR 기기(500)에 장착된 상태에서 이동 단말기(100)의 후면 카메라(121)를 노출하기 위한 홀(511)을 가질 수 있다. 실시 예에 따라, 제1 케이스(510)는, 이동 단말기(100)가 연결되는 포트를 구비할 수도 있다.

제2 케이스(520)는 사용자가 VR 기기(500)를 착용할 때 사용자의 헤드(머리)와 접하는 부분이다. 제2 케이스(520)는 사용자가 VR 기기(500)를 헤드에 착용하였을 때 사용자의 두 눈에 대응되는 렌즈(521)를 포함한다. 일례로, 렌즈(521)는, 사용자의 관측 시야(FOV: Field of View)를 높이기 위하여 화면을 왜곡하기 위한 어안 렌즈, 광각 렌즈 등을 포함하여 이루어질 수 있다.

실시 예에 따라, 제2 케이스(520)는, 사용자가 VR 기기(500)를 착용할 때 사용자의 헤드와 접하는 부분에 근접 센서를 가질 수도 있다. VR 기기(500)는, 근접 센서를 이용하여 사용자의 VR 기기(500)의 착용 여부를 판단할 수도 있다. 또한, VR 기기(500)는, 밴드의 당겨짐 여부 및 정도에 기초하여 사용자의 VR 기기(500)의 착용 여부를 판단할 수도 있다.

VR 기기(550)는, 자이로스코프 센서, 모션 센서 등을 포함하는 센싱부를 포함할 수 있다. VR 기기(500)는, 센싱부에서 센싱된 데이터에 기초하여, VR 기기(500)를 착용한 사용자의 헤드의 움직임, 위치, 회전 및 그 정도 등을 판단할 수 있다.

또한, 실시 예에 따라, VR 기기(500)는, VR 기기(500)를 착용한 사용자의 시선을 추적(tracking)하기 위한 시선 추적 모듈을 포함할 수도 있다. 일례로, 시선 추적 모듈은 사용자의 눈의 이미지를 획득하기 위한 카메라와, 사용자의 눈에 적외선을 조사하기 위한 IR 센서를 포함할 수 있다. VR 기기(500)는, 조사된 적외선에 의해 사용자의 눈에 표시된 도트의 위치 및 움직임을 상기 카메라에 의해 획득된 이미지에 기초하여 판단함으로써, 사용자의 시선을 추적할 수 있다.

또한, 실시 예에 따라, VR 기기(520)는 사용자 명령을 수신하기 위한 사용자 인터페이스부를 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 제2 케이스(520)의 외관 측면에 사용자의 터치 명령을 수신하기 위한 터치 패드가 구비될 수도 있다.

최근 다양한 가상 현실(virtual reality)이나 증강 현실(augmented reality)과 관련되는 기술이 다양하게 개발되었다. 이에 따라, 이와 같은 기술들을 이용하여 효과적인 교육 컨텐츠나 교육 시스템이 함께 개발되어야 할 필요성이 증대되었다.

본 발명에서는, 이와 같은 기술들에 기초하여, 교육 대상들이 인체 내부 장기들의 형상이나 구조를 효과적으로 확인할 수 있는 교육 컨텐츠, 시스템에 대해서 제안하고자 한다. 또한 이를 위한 이동 단말기(스마트폰 등) 및 이동 단말기에 설치되어 활용되는 프로그램이나 제어 방법에 대해서 함께 제안하고자 한다.

이를 위하여 본 발명에서는, 이동 단말기 등을 이용하여 사람의 상체 모형을 촬영하면, 그 상체 모형에 3차원 그래픽모델을 렌더링하여, 인체 내부의 장기들을 출력해 주는 교육 시스템을 제안하고자 한다. 이를 위한 실시예에 대해서 아래 도면을 참조하여 좀 더 상세히 설명한다. 교육 시스템에 한정되지 않을 수 있으며, 의사 등이 수술 시에 활용할 수 있는 의료 보조 시스템으로도 적용 가능함은 자명할 것이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 교육 시스템(1000), 이동 단말기(100) 및 VR장치(520)의 개념도를 도시하는 도면이다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 단말기(100) 또는 교육 시스템(1000)의 제어 방법의 순서도를 도시한다. 도 4에서의 제어 방법은, 단일 기기 상에서만 이루어질 수도 있지만, 복수 개의 기기가 서로 통신을 수행하면서 상기 제어 방법의 각 단계를 별도로 수행할 수도 있을 것이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에서는 사람의 상체 모형으로 마네킹(1)을 포함할 수 있다. 마네킹(1)이란, 사람의 전체나 일부를 형상화한 물체(object)를 의미할 수 있다. 도시된 도면에서는, 사람의 상체 부위만을 형상화하고 있지만, 사람의 전체를 형상화하거나 다른 부위(하체 부위나 두뇌 부위)를 형상화시킬 수 있음은 자명할 것이다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 촬영되는 상체 모형의 예시 및 렌더링 결과가 출력되는 예시를 각각 도시하는 도면이다.

본 발명의 일실시예에서의 이동 단말기(100)(이하에서, VR기기(500) 포함)는 상기 상체 모형을 촬영할 수 있다(S401 단계, 도 5). 이어서, 이동 단말기(100)는 상기 촬영되는 상체 모형에 대응하도록 가상의 3차원 상체 그래픽모델을 렌더링할 수 있다(S402 단계).

이어서, 이동 단말기(100)는 그것의 디스플레이(151)를 통하여 상기 S402 단계에서의 렌더링 결과를 출력할 수 있다(S403 단계, 도 6). 도 6에서는, 상기 도 5에서 촬영된 상체 모형인 마네킹(1)의 상체에 대응되는 3차원 그래픽모델(601)을 출력하고 있다.

여기서 마네킹(1)에 대응된다는 것의 의미는, 마치 3차원 그래픽모델(601)이 마네킹(1) 상에 입혀지는 것과 같이, 대응되는 위치, 형상 및 크기로 출력된다는 것을 의미할 수 있다.

한편, 상술하는 S402 단계에서의 렌더링 과정은, 다른 단계들과의 순서에는 무관하게 이루이질 수 있을 것이다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 렌더링한 3차원 상체 그래픽모델은, 가상의 3차원 신체 장기 그래픽모델(602 ~ 604)을 포함할 수 있다. 여기서 신체 장기 그래픽모델(602 ~ 604)란, 인체의 피부 내부에 위치하는 모든 물질을 포함할 수 있으며, 뼈(603), 심장, 허파나 위장과 같은 장기(organs, 602) 및 근육(604)을 포함할 수 있을 것이다.

즉, 이동 단말기(100)의 사용자는, 이동 단말기(100)의 각도 및 위치를 마네킹(1) 상의 여러 지점에서 이리저리 움직여 가면서, 인체의 신체 구조를 상세하게 확인해 나갈 수 있을 것이다.

한편, 단순히 촬영한 스틸 사진 상에서 3차원 그래픽모델을 렌더링해 출력해 주는 것은, 교육적인 목적을 달성하기에 부족할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명에서는, 상기 촬영되는 카메라 영상에 대하여 상기 3차원 상체 그래픽모델을 실시간으로 렌더링하도록 제안한다.

실시간 렌더링을 위하여 본 발명의 일실시예에서는, S404 단계에서와 같이 이동 단말기(100)의 움직임을 감지할 수 있다. 여기서 이동 단말기(100)의 움직임이란, 마네킹(1)과의 상대적인 움직임을 의미할 수 있으며, 마네킹(1)과 거리가 멀어지거나 가까워지는 움직임, 마네킹(1)을 중심으로 회전하는 움직임이나 마네킹(1)의 영역을 스캔하는 움직임(상하좌우로 이동하는 움직임) 등이 있을 수 있다.

이어서, S405 단계에서 이동 단말기(100)는 이와 같은 움직임에 기초하여 렌더링 결과를 이동하거나 회전시킬 수 있다.

이하에서는, 렌더링 결과를 이동하거나 회전시키는 실시예에 대해서 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따라, 마네킹(1)을 중심으로 이동 단말기(100)가 회전되는 경우를 도시하는 도면이다. 도 8은 도 7에 따라 회전되는 경우, 렌더링 결과가 회전도는 도면을 도시한다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따라, 마네킹(1)을 중심으로 이동 단말기(100)가 회전하는 경우를 도시한다. 이동 단말기(100)는, 카메라(121)를 통하여 촬영되는 영상 및/또는 자이로 센서 등의 센싱부(140)로부터의 감지 결과에 기초하여, 마네킹(1)과의 상대적인 회전이나 위치 변경을 감지할 수 있다.

즉, 이동 단말기(100)의 카메라(121)가 마네킹(1)을 바라보는 각도가 달라질 수 있는 것이다.

도 8 (a) 및 (b)에서 이동 단말기(100)는 디스플레이(151)를 통하여 신체 장기 그래픽모델(602)을 출력하고 있다. 도 7에서와 같이 회전에 따라서 카메라(121)가 마네킹(1)을 바라보는 각도가 달라진 만큼, 출력되고 있는 신체 장기 그래픽모델(602)이 도 8 (a)에서 (b)와 같이 회전되도록 변경될 수 있다(S405 단계). 도 8에 도시된 예시에서는 신체 장기 그래픽모델(602)만이 회전되고 있지만, 전체 상체 그래픽모델이 회전되어 출력될 수 있음은 자명할 것이다.

한편, 상술한 바에 따르면, 이동 단말기(100)가 카메라(121)를 통하여 촬영되는 영상에 기초하여 마네킹(1)과의 상대적인 회전이나 위치 변경을 감지하였다. 이러한 감지를 위하여, 본 발명에서는 마네킹(1)의 표면 상에 적어도 하나의 특징점(901-1 내지 901-4)을 표시하고, 카메라(121)를 통하여 촬영되는 특징점(901-1 내지 901-4)을 분석하여 이를 감지하도록 제안한다. 이러한 실시예에 대해서 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다.

도 9 및 도 10은 본 발명의 일실시예에 따라, 마네킹 표면에 특징점을 표시하는 실시예를 도시하는 도면이다.

도 9를 참조하면, 마네킹(1)은 특정 도형을 마네킹(1) 표면 상 적어도 하나의 지점에 표시(프린팅)하고 있다. 이때, 보다 정확한 감지를 위하여, 본 발명의 일실시예에서는 도 9에서와 같이 적어도 네 개의 도형을 출력하도록 제안한다.

이동 단말기(100)는 카메라(121)를 통하여 촬영되는 영상 상에서 상기 도형(901-1 내지 901-4)의 위치를 감지할 수 있다. 그리고 이동 단말기(100)는 도형(901-1 내지 901-4)에 대응되는 위치에 상기 렌더링된 3차원 상체 그래픽모델을 위치시킬 수 있을 것이다. 더 나아가, 이동 단말기(100)는 도형(901-1 내지 901-4)들간의 거리에 기초하여 상기 렌더링된 3차원 상체 그래픽모델의 크기를 조정할 수도 있을 것이다.

도 10은 상기 특징점을 격자 무늬로 출력하는 실시예를 도시한다. 이동 단말기(100)는 촬영되는 격자 무늬의 크기나 모양을 분석하여, 현재 마네킹(1)과의 거리가 어느 정도인지, 마네킹(1)을 바라보는 각도가 몇도인지 판단할 수 있을 것이다.

예를 들어서, 도 9에서 출력되는 도형(901-1 내지 901-4)들 간의 간격이 좁아지면, 이동 단말기(100)는 마네킹(1)과의 거리가 멀다고 판단할 수 있을 것이다. 반대로 도형(901-1 내지 901-4)들 간의 간격이 넓어지면, 이동 단말기(100)는 마네킹(1)과의 거리가 가깝다고 판단할 수 있을 것이다.

상기 이동 단말기(100)의 제어부(180)는, 상기 상대적인 거리가 가까우면 3차원 상체 그래픽모델을 확대하여 렌더링하고, 상기 상대적인 거리가 멀면 3차원 상체 그래픽모델을 축소하여 렌더링할 수 있을 것이다.

마네킹(1)을 바라보는 각도는, 도형간의 거리를 비교하여 판단할 수 있을 것이다.

예를 들어, 제 1 및 제 2 도형(901-1 및 901-2) 사이의 제 1 거리와, 제 3 및 제 4 도형(901-3 및 901-4) 사이의 제 2 거리간에 비교를 하는 경우, 제 1 거리가 제 2 거리보다 클 경우 이동 단말기(100)가 마네킹(1)의 위쪽 방향으로 회전한 것으로 볼 수 있을 것이며(즉, 이동 단말기(100)가 마네킹(1)을 내려다보는 방향으로 회전), 제 2 거리가 제 1 거리보다 커지게 되면, 이동 단말기(100)가 마네킹(1)의 아래 방으로 회전한 것으로 판단(이동 단말기(100)가 마네킹(1)을 올려다보는 방향으로 회전)할 수 있을 것이다. 이와 같은 예시는 좌우 방향으로의 회전에도 마찬가지로 적용 가능할 것이다. 또한, 도형이 출력되는 경우만을 설명하였지만, 격자무늬가 출력되는 경우 역시 적용이 가능할 것이다.

즉, 이동 단말기(100)의 제어부(180)는 카메라(121)를 통하여 촬영되는 영상 상에서 특징점(도형이나 격자무늬의 일지점)을 분석하고, 그 결과 마네킹(1)과 이동 단말기(100) 간의 상대적인 거리, 이동 단말기(100)가 마네킹(1)을 바라보는 각도를 판단하여, 렌더링 결과를 확대/축소나 회전시켜 사용자에게 제공해 주는 것이다.

더 나아가, 본 발명의 일실시예에 따른 시스템(1000)이나 이동 단말기(100)는, 마네킹(1) 상에서 이동 단말기(100)를 통하여 스캔 동작이 이루어질 경우, 그 스캔 동작에 대응하도록 렌더링 결과를 출력할 수 있을 것이다. 이러한 동작에 대해서 도 11 내지 도 13을 참조하여 설명한다.

도 11 내지 도 13은 이동 단말기(100)의 스캔 동작에 대응하여 렌더링 결과를 출력하는 상태도를 도시하는 도면이다.

스캔 동작이라 함은, 이동 단말기(100)가 마네킹(1)을 바라보는 위치가 달라지는 동작을 의미하며, 마네킹(1)의 상하좌우로 이동하는 동작(도 11 내지 도 13에서와 같은 이동)을 의미한다.

스캔 동작의 감지는, 상술한 바와 같이 센싱부(140)에 의해서 이동 단말기(100)의 위치 이동을 감지할 수도 있으나, 실질적으로 센싱부(140)의 센싱 결과 정확한 이동을 감지하기는 쉽지 않다. 따라서, 본 발명의 일실시예에서는, 이러한 이동 역시 상기 특징점을 촬영하고 분석한 결과를 이용하도록 제안한다.

즉, 이동 단말기(100)는 카메라(121)를 통하여 촬영되는 영상에서 특징점(도형이나 패턴)을 감지하고, 이러한 특징점의 위치가 변하는 것에 기초하여 상하좌우로의 이동을 감지하거나, 얼마나 이동했는지를 판단하여 렌더링 결과에 반영할 수 있을 것이다.

도 11을 참조하면, 이동 단말기(100)가 마네킹(1)의 우측 가슴 부위에 위치하고 있다. 이에 따라, 이동 단말기(100)는 디스플레이(151)를 통하여 우측 가슴에 대응하는 렌더링 결과(1101)를 제공해 줄 수 있을 것이다. 도 12는 도 11에서의 이동 단말기(100)가 우측 하단으로 이동하여, 마네킹(1)의 좌측 복부 부위에 위치한 상태를 도시한다. 이에 따라, 이동 단말기(100)는 좌측 복부에 해당하는 렌더링 결과(1201)를 출력할 수 있다.

도 13은 계속하여 이동 단말기(100)가 상부로 이동하여 좌측 가슴 부위에 위치한 상태를 도시한다. 이동 단말기(100)는 이러한 이동을 감지하고, 좌측 가슴 부위에 대응하는 렌더링 결과(1301)를 디스플레이(151)를 통하여 출력할 수 있을 것이다.

지금까지 상술한 실시예에서는, 마네킹(1)만을 예시로 설명하였으나, 이에 한정되지는 않고, 상기 사람의 상체 모형은 실제 인간의 상체일 수도 있을 것이다. 이러한 경우, 상기 특징점을 표시(프린팅)하는 의상을 실제 인간이 입는 것으로 대체할 수 있을 것이다. 또한, 상기 특징점을 실제 인간의 상체 일부에 부착할 수 있는 스티커 형태로 구비될 수도 있을 것이다.

또한, 상기 특징점에 대해서 도형만을 예시로 설명하였으나, QR코드(Quick response code)나 다른 기타 카메라(121)에 의해서 식별될 수 있는 경우면, 본 발명에 속할 것임은 자명하다.

또한, 상술한 실시예에서는 이동 단말기(100)만을 예시로 설명하였으나, VR기기(500)를 통하여 동일하게 적용할 수 있음은 자명할 것이다. 즉, 본 명세서에서의 이동 단말기(100)는 VR기기(500)를 포함하도록 기술되어 있다.

이상으로 본 발명에 따른 이동 단말기 및 이를 이용한 제어 방법 및 시스템의 실시예를 설시하였으나 이는 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이에 의하여 본 발명의 기술적 사상과 그 구성 및 작용이 제한되지는 아니하는 것으로, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 도면 또는 도면을 참조한 설명에 의해 한정／제한되지는 아니하는 것이다. 또한 본 발명에서 제시된 발명의 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로써 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 사용되어질 수 있을 것인데, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의한 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허청구범위에서 기술되는 본 발명의 기술적 범위에 구속되는 것으로서, 특허청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능한 것이다.

Claims (19)

1. 카메라;
   상기 카메라를 통하여 사람의 상체 모형을 촬영하고,
   상기 촬영되는 상체 모형을 가상의 3차원 상체 그래픽모델로 렌더링(Rendering)하는 제어부; 및
   상기 렌더링된 3차원 상체 그래픽모델을 출력하는 디스플레이부를 포함하되,
   상기 렌더링한 3차원 상체 그래픽모델은, 가상의 3차원 신체 장기 그래픽모델을 포함하되,
   상기 사람의 상체 모형은, 상체 표면에 복수 개의 특징점을 표시하고 있고,
   상기 표시되는 복수 개의 특징점은, 상기 상체 표면 상에 프린팅되어 있는 복수 개의 기설정된 도형이며,
   상기 제어부는,
   상기 촬영되는 카메라 영상에 대하여 상기 3차원 상체 그래픽모델을 실시간으로 렌더링하고, 상기 촬영되는 상체 모형과의 상대적인 거리에 기초하여 상기 렌더링을 수행하며, 상기 상대적인 거리가 가까우면 3차원 상체 그래픽모델을 확대하여 렌더링하고, 상기 상대적인 거리가 멀면 3차원 상체 그래픽모델을 축소하여 렌더링하며, 상기 촬영되는 상체 모형과의 상대적인 각도에 기초하여 상기 렌더링을 수행하고, 상기 상대적인 각도가 기울어진 만큼 상기 3차원 상체 그래픽모델을 회전시켜 랜더링하되,
   상기 프린팅되어 있는 복수 개의 기설정된 도형 각각의 위치를 감지하고,
   상기 복수 개의 기설정된 도형 각각의 위치가 서로 좁아지면 상기 상대적인 거리가 멀다고 판단하고,
   상기 복수 개의 기설정된 도형 각각의 위치가 서로 멀어지면 상기 상대적인 거리가 좁아지는 것으로 판단하며,
   상기 복수 개의 기설정된 도형 중 제 1 및 제 2 도형 사이의 제 1 거리와 상기 복수 개의 기설정된 도형 중 제 3 및 제 4 도형 사이의 제 2 거리를 산출하고,
   상기 제 1 및 제 2 거리 간에 비교를 통하여 상기 촬영되는 상체 모형과의 상대적인 각도를 판단하는 것을 특징으로 하는,
   이동 단말기.
   
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19. 사람의 상체 모형; 및
    구비된 카메라를 이용하여 상기 상체 모형을 촬영하는 이동 단말기를 포함하되,
    상기 이동 단말기는,
    상기 촬영되는 상체 모형을 가상의 3차원 상체 그래픽모델로 렌더링(Rendering)하고,
    구비되는 디스플레이를 통하여 상기 렌더링된 3차원 상체 그래픽모델을 출력하며,
    상기 렌더링한 3차원 상체 그래픽모델은, 가상의 3차원 신체 장기 그래픽모델을 포함하되,
    상기 사람의 상체 모형은, 상체 표면에 복수 개의 특징점을 표시하고 있고,
    상기 표시되는 복수 개의 특징점은, 상기 상체 표면 상에 프린팅되어 있는 복수 개의 기설정된 도형이며,
    상기 이동 단말기는,
    상기 촬영되는 카메라 영상에 대하여 상기 3차원 상체 그래픽모델을 실시간으로 렌더링하고, 상기 촬영되는 상체 모형과의 상대적인 거리에 기초하여 상기 렌더링을 수행하며, 상기 상대적인 거리가 가까우면 3차원 상체 그래픽모델을 확대하여 렌더링하고, 상기 상대적인 거리가 멀면 3차원 상체 그래픽모델을 축소하여 렌더링하며, 상기 촬영되는 상체 모형과의 상대적인 각도에 기초하여 상기 렌더링을 수행하고, 상기 상대적인 각도가 기울어진 만큼 상기 3차원 상체 그래픽모델을 회전시켜 랜더링하되,
    상기 프린팅되어 있는 복수 개의 기설정된 도형 각각의 위치를 감지하고,
    상기 복수 개의 기설정된 도형 각각의 위치가 서로 좁아지면 상기 상대적인 거리가 멀다고 판단하고,
    상기 복수 개의 기설정된 도형 각각의 위치가 서로 멀어지면 상기 상대적인 거리가 좁아지는 것으로 판단하며,
    상기 복수 개의 기설정된 도형 중 제 1 및 제 2 도형 사이의 제 1 거리와 상기 복수 개의 기설정된 도형 중 제 3 및 제 4 도형 사이의 제 2 거리를 산출하고,
    상기 제 1 및 제 2 거리 간에 비교를 통하여 상기 촬영되는 상체 모형과의 상대적인 각도를 판단하는 것을 특징으로 하는,
    신체 장기 교육 시스템.

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