KR102387656B1

KR102387656B1 - 입력 장치, 웨어러블 장치 및 이의 동작 방법

Info

Publication number: KR102387656B1
Application number: KR1020150131155A
Authority: KR
Inventors: 이재홍; 김현수; 유영선; 이선화
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2015-09-16
Filing date: 2015-09-16
Publication date: 2022-04-18
Also published as: KR20170033167A

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 입력장치는, 본체; 상기 본체 내에 배치되는 발광부; 상기 본체 내의 상기 발광부의 인접 영역에 배치되는 수광부; 및 상기 본체 내의 상기 발광부 및 수광부 사이에 배치되며 상기 발광부의 출사광 및 상기 수광부로의 입사광 중 적어도 하나의 광의 일부를 차단하는 차광부재를 포함한다.

Description

입력 장치, 웨어러블 장치 및 이의 동작 방법{INPUT APPARATUS, WEARABLE DEVICE AND OPERATING METHOD THEREOF}

본 발명은 웨어러블 장치에 관한 것으로, 특히 영상이 표시되는 디스플레이 화면의 터치가 아닌 가상 공간에서의 제스처 입력을 통해 상기 웨어러블 장치의 동작을 위한 사용자 명령을 입력할 수 있는 웨어러블 장치 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.

단말기는 이동 가능여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)으로 나뉠 수 있다. 다시 이동 단말기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mounted terminal)로 나뉠 수 있다.

이동 단말기의 기능은 다양화 되고 있다. 예를 들면, 데이터와 음성통신, 카메라를 통한 사진촬영 및 비디오 촬영, 음성녹음, 스피커 시스템을 통한 음악파일 재생 그리고 디스플레이부에 이미지나 비디오를 출력하는 기능이 있다. 일부 단말기는 전자게임 플레이 기능이 추가되거나, 멀티미디어 플레이어 기능을 수행한다. 특히 최근의 이동 단말기는 방송과 비디오나 텔레비전 프로그램과 같은 시각적 컨텐츠를 제공하는 멀티캐스트 신호를 수신할 수 있다.

이동 단말기는 사용자가 주로 손에 쥐고 사용하는 차원을 넘어서, 신체에 착용할 수 있는 웨어러블 장치(wearable device)로 확장될 수 있다. 이러한 웨어러블 장치에는 웨어러블 장치, 글래스 타입의 이동 단말기, HMD(head mounted display) 등이 있다.

이 중에서, 웨어러블 장치는 사람들이 항상 차고 다니는 시계에 전자 기능, 통신 기능, 멀티 미디어 기능 등이 부가된 것으로서, 사람들에게 거부감을 주지 않아 향후 폭발적인 시장이 형성될 것으로 보인다.

이에 따라, 웨어러블 장치에 대한 연구, 개발 및 상용화가 활발히 진행되고 있다.

한편, 기존의 웨어러블 장치는 소형화된 디스플레이 화면을 제공하며, 이에 따라 사용자가 상기 디스플레이 화면을 직접 터치하여 사용자 명령을 입력하는데 어려움이 있으며, 상기 사용자 명령 입력 시에 상기 디스플레이 화면이 모두 가려짐에 따라 정확한 위치의 터치가 어려운 문제점이 있다.

이에 따라, 상기 웨어러블 장치에서 적용 가능한 사용자 명령을 인식할 수 있는 새로운 인식 센서가 요구되고 있는 실정이다.

본 발명에 따른 실시 예에서는 새로운 방식으로 사용자 명령을 입력할 수 있는 웨어러블 장치 및 이의 동작 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 실시 예에서는 영상 표시 방향과 중첩되지 않는 다른 방향에서 제스처에 따른 사용자 명령을 입력할 수 있는 웨어러블 장치 및 이의 동작 방법을 제공한다.

제안되는 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

또한, 상기 발광부는, 서로 일정 간격 이격된 복수의 발광부를 포함하고, 상기 수광부는, 서로 일정 간격 이격된 복수의 발광부를 포함하며, 상기 복수의 발광부 각각은, 상기 복수의 수광부의 사이에 각각 배치된다.

또한, 상기 차광부재는, 일면이 상기 수광부의 입사면과 접촉하며, 상기 입사면의 적어도 일부를 덮는다.

또한, 상기 차광부재는, 상기 발광부의 광 출사 방향과 일면이 중첩되어, 상기 발광부를 통해 특정 방향으로 출사되는 광을 차단한다.

또한, 상기 발광부의 출사면에 배치되며, 상기 발광부를 통해 출사되는 광의 각도를 변경하는 렌즈를 더 포함한다.

또한, 상기 발광부의 출사면 및 상기 수광부의 입사면 중 적어도 하나는, 상기 본체의 측면을 통해 노출된다.

또한, 상기 본체 내에 배치되며, 영상을 표시하는 디스플레이부를 더 포함하며, 상기 발광부의 광의 출사 방향은, 상기 디스플레이부의 영상의 표시 방향과 다르다.

한편, 실시 예에 따른 웨어러블 장치는 광을 출사하는 복수의 발광부; 객체에 의해 반사되는 광을 수신하고, 상기 수신된 광의 세기를 출력하는 복수의 수광부; 및 상기 복수의 수광부를 통해 출력되는 광의 세기를 토대로 기설정된 입력 영역 내에서 상기 객체의 위치 좌표를 검출하고, 상기 검출한 위치 좌표를 기준으로 제어 명령을 출력하는 제어부를 포함하고, 상기 입력 영역은, 서로 다른 제어 명령이 할당된 복수의 위치 좌표로 구분된다.

또한, 상기 입력 영역은, 상기 복수의 발광부로부터 출사되는 광의 출사 영역에 대응된다.

또한, 상기 제어부는, 시간에 따라 순차적으로 상기 복수의 수광부를 통해 출력되는 광의 세기를 토대로 상기 입력 영역 내에서 이동하는 상기 객체의 이동 궤적에 따른 제스처를 검출하고, 상기 검출한 제스처를 기준으로 제어 명령을 출력한다.

또한, 상기 복수의 발광부는, 상기 객체의 존재 여부를 검출하는 제 1 모드와, 상기 객체의 위치 좌표를 검출하는 제 2 모드로 동작한다.

또한, 상기 제어부는, 상기 복수의 발광부 중 어느 하나의 특정 발광부를 상기 제 1 모드로 동작시켜 상기 객체의 존재 여부를 검출하고, 상기 복수의 발광부 전체를 상기 제 2 모드로 동작시켜 상기 객체의 위치 좌표를 검출한다.

또한, 상기 제 1 모드로 동작하는 발광부로부터 출사되는 광의 세기는, 상기 제 2 모드로 동작하는 발광부로부터 출사되는 광의 세기보다 낮다.

한편, 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 동작 방법은 복수의 발광부를 통해 광이 출사되는 단계; 복수의 수광부를 통해 객체에 의해 반사된 광의 세기가 검출되는 단계; 상기 검출된 광의 세기를 토대로 기설정된 입력 영역 내에서 상기 객체의 위치 좌표를 검출하는 단계; 및 상기 검출한 위치 좌표를 기준으로 제어 명령을 출력하는 단계를 포함하고, 상기 입력 영역은, 서로 다른 제어 명령이 할당된 복수의 위치 좌표로 구분된다.

또한, 시간에 따라 순차적으로 상기 복수의 수광부를 통해 출력되는 광의 세기를 토대로 상기 입력 영역 내에서 이동하는 상기 객체의 이동 궤적에 따른 제스처를 검출하고, 상기 검출한 제스처를 기준으로 제어 명령을 출력하는 단계가 더 포함된다.

또한, 상기 복수의 발광부 중 어느 하나의 특정 발광부를 구동시켜 상기 객체의 존재 여부를 검출하는 단계를 더 포함한다.

또한, 상기 어느 하나의 특정 발광부는, 상기 복수의 발광부 중 중앙에 배치된 발광부이다.

또한, 상기 복수의 발광부 중 어느 하나의 특정 발광부는 상기 객체의 존재 여부를 검출하기 위해 제 1 모드로 동작하고, 상기 복수의 발광부 전체는, 상기 제 1 모드로 동작하는 발광부에 의해 상기 객체의 존재가 검출됨에 따라 상기 객체의 위치 좌표를 검출하기 위해 제 2 모드로 동작하며, 상기 제 1 모드로 동작하는 발광부로부터 출사되는 광의 세기는, 상기 제 2 모드로 동작하는 발광부로부터 출사되는 광의 세기보다 낮다.

본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 소형화에 따른 터치 패널이 구현되기 어려운 웨어러블 장치에서 비접촉식 인식에 따른 사용자 명령 입력 기능을 제공함으로써, 웨어러블 장치의 디스플레이 화면의 가림 없이 사용자 명령을 입력할 수 있으며, 이에 따른 보다 세밀한 사용자 명령을 입력할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면 이웃하는 발광부의 간섭을 제거할 수 있는 구조물을 장착함으로써, 기구적인 FOV(Field Of View) 제어가 가능하며, 이에 따른 고스트를 제거하여 인식률을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 기존의 웨어러블 장치에 구비된 사용자 명령 입력을 위한 버튼을 제거할 수 있음으로써, 디자인 자유도를 증가시킬 수 있다.

도 1은 본 발명과 관련된 웨어러블 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명과 관련된 웨어러블 장치의 일 예를 보인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 입력부(223)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 사용자 명령 입력 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 사용자 입력부(223)를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 사용자 입력부(223)를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 사용자 입력부(223)를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 사용자 입력부(223)를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 입력부(223)의 사용자 명령 인식 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이부(151)를 통해 출력되는 메뉴 화면을 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 제스처를 설명하기 위한 도면이다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 동작 방법을 단계별로 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

첨부된 도면의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 도면의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 도면의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 도면의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

도 1은 본 발명과 관련된 웨어러블 장치를 설명하기 위한 블록도이다.

상기 웨어러블 장치(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 1에 도시된 구성요소들은 웨어러블 장치를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 웨어러블 장치는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 웨어러블 장치(100)와 무선 통신 시스템 사이, 웨어러블 장치(100)와 다른 웨어러블 장치(100) 사이, 또는 웨어러블 장치(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 웨어러블 장치(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 웨어러블 장치 내 정보, 웨어러블 장치를 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 웨어러블 장치는, 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, 웨어러블 장치(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 웨어러블 장치(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.

인터페이스부(160)는 웨어러블 장치(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. 웨어러블 장치(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.

또한, 메모리(170)는 웨어러블 장치(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 웨어러블 장치(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 웨어러블 장치(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, 웨어러블 장치(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 웨어러블 장치(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 웨어러블 장치(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 웨어러블 장치의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.

제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 웨어러블 장치(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 1과 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 웨어러블 장치(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 웨어러블 장치(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 웨어러블 장치의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 웨어러블 장치의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 웨어러블 장치 상에서 구현될 수 있다.

이하에서는, 위에서 살펴본 웨어러블 장치(100)를 통하여 구현되는 다양한 실시 예들을 살펴보기에 앞서, 위에서 열거된 구성요소들에 대하여 도 1를 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 웨어러블 장치(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, 웨어러블 장치(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 웨어러블 장치(100)와 무선 통신 시스템 사이, 웨어러블 장치(100)와 다른 웨어러블 장치(100) 사이, 또는 웨어러블 장치(100)와 다른 웨어러블 장치(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.

근거리 통신 모듈(114)은, 웨어러블 장치(100) 주변에 통신 가능한 다른 이동 단말기를 감지(또는 인식)할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 다른 웨어러블 장치가 본 발명에 따른 웨어러블 장치(100)와 통신하도록 인증된 디바이스인 경우, 웨어러블 장치(100)에서 처리되는 데이터의 적어도 일부를, 상기 근거리 통신 모듈(114)을 통해 다른 이동 단말기로 송신할 수 있다. 따라서, 다른 웨어러블 장치의 사용자는, 본 웨어러블 장치(100)에서 처리되는 데이터를, 다른 이동 단말기를 통해 이용할 수 있다. 예를 들어, 이에 따르면 사용자는, 웨어러블 장치(100)에 전화가 수신된 경우, 다른 이동 단말기를 통해 전화 통화를 수행하거나, 웨어러블 장치(100)에 메시지가 수신된 경우, 다른 이동 단말기를 통해 상기 수신된 메시지를 확인하는 것이 가능하다.

위치정보 모듈(115)은 웨어러블 장치의 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, 웨어러블 장치(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, 웨어러블 장치(100)에 구비되는 복수의 카메라(121)는 매트릭스 구조를 이루도록 배치될 수 있으며, 이와 같이 매트릭스 구조를 이루는 카메라(121)를 통하여, 웨어러블 장치(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 웨어러블 장치(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 입력 받기 위한 것으로서, 사용자 입력부(123)를 통해 정보가 입력되면, 제어부(180)는 입력된 정보에 대응되도록 웨어러블 장치(100)의 동작을 제어할 수 있다. 이러한, 사용자 입력부(123)는 기계식 (mechanical) 입력수단(또는, 메커니컬 키, 예를 들어, 웨어러블 장치(100)의 전·후면 또는 측면에 위치하는 버튼, 돔 스위치 (dome switch), 조그 휠, 조그 스위치 등), 터치식 입력수단 및 비접촉식 입력 수단을 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.

또한, 일 예로서 상기 비접촉식 입력 수단은 추후 설명할 빛을 발생하는 발광부와, 상기 발생한 빛이 객체에 의해 반사됨에 따라 광을 수신하는 수광부를 포함할 수 있다.

본 발명에서는 상기 사용자 입력부(123)가 상기 비접촉식 입력 수단으로 구성되며, 상기 비접촉식 입력 수단에 더하여 상기 기계식 입력수단이 추가로 구비될 수 있다.

결론적으로, 본 발명에서의 사용자 입력부(123)는 터치식 입력 수단이 아닌, 비접촉식 입력 수단 및 기계식 입력수단으로 구성된다.

센싱부(140)는 웨어러블 장치 내 정보, 웨어러블 장치를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하고, 이에 대응하는 센싱 신호를 발생시킨다. 제어부(180)는 이러한 센싱 신호에 기초하여, 웨어러블 장치(100)의 구동 또는 동작을 제어하거나, 웨어러블 장치(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 웨어러블 장치의 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 웨어러블 장치(100)를 제어할 수 있다.

터치 센서는 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식, 자기장 방식 등 여러 가지 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 웨어러블 장치(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 스캐닝 하도록 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 스캔 한다. 즉, 포토 센서는 빛의 변화량에 따른 감지대상의 좌표 계산을 수행하며, 이를 통하여 감지대상의 위치정보가 획득될 수 있다.

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

음향 출력부(152)는 호신호 수신, 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 웨어러블 장치(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 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. 햅틱 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(electrode)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 웨어러블 장치(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.

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

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

인터페이스부(160)는 웨어러블 장치(100)에 연결되는 모든 외부 기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(160)는 외부 기기로부터 데이터를 송신 받거나, 전원을 공급받아 웨어러블 장치(100) 내부의 각 구성요소에 전달하거나, 웨어러블 장치(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 송신되도록 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 웨어러블 장치(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 웨어러블 장치(100)와 연결될 수 있다.

또한, 상기 인터페이스부(160)는 웨어러블 장치(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 웨어러블 장치(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 웨어러블 장치(100)로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 웨어러블 장치(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), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive 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. 웨어러블 장치(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 웨어러블 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(180)는 상기 웨어러블 장치의 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 웨어러블 장치(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 송신장치로부터 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.

다음으로, 본 발명에 따른 웨어러블 장치(100)를 통해 실시 가능한 통신 시스템에 대하여 살펴본다.

먼저, 통신 시스템은, 서로 다른 무선 인터페이스 및/또는 물리 계층을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 통신 시스템에 의해 이용 가능한 무선 인터페이스에는, 주파수 분할 다중 접속(Frequency Division Multiple Access, FDMA), 시분할 다중 접속(Time Division Multiple Access, TDMA), 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access, CDMA), 범용 이동통신 시스템(Universal Mobile Telecommunications Systems, UMTS)(특히, LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced)), 이동통신 글로벌 시스템(Global System for Mobile Communications, GSM) 등이 포함될 수 있다.

이하에서는, 설명의 편의를 위하여, CDMA에 한정하여 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명은, CDMA 무선 통신 시스템뿐만 아니라 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 무선 통신 시스템을 포함한 모든 통신 시스템 적용될 수 있음은 자명하다.

CDMA 무선 통신 시스템은, 적어도 하나의 웨어러블 장치(100), 적어도 하나의 기지국(Base Station, BS (Node B 혹은 Evolved Node B로 명칭 될 수도 있다.)), 적어도 하나의 기지국 제어부(Base Station Controllers, BSCs), 이동 스위칭 센터(Mobile Switching Center, MSC)를 포함할 수 있다. MSC는, 일반 전화 교환망(Public Switched Telephone Network, PSTN) 및 BSCs와 연결되도록 구성된다. BSCs는, 백홀 라인(backhaul line)을 통하여, BS와 짝을 이루어 연결될 수 있다. 백홀 라인은, E1/T1, ATM, IP, PPP, Frame Relay, HDSL, ADSL 또는 xDSL 중 적어도 하나에 따라서 구비될 수 있다. 따라서, 복수의 BSCs가 CDMA 무선 통신 시스템에 포함될 수 있다.

복수의 BS 각각은 적어도 하나의 섹터를 포함할 수 있고, 각각의 섹터는, 전방향성 안테나 또는 BS로부`터 방사상의 특정 방향을 가리키는 안테나를 포함할 수 있다. 또한, 각각의 섹터는, 다양한 형태의 안테나를 두 개 이상 포함할 수도 있다. 각각의 BS는, 복수의 주파수 할당을 지원하도록 구성될 수 있고, 복수의 주파수 할당은 각각 특정 스펙트럼(예를 들어, 1.25MHz, 5MHz 등)을 가질 수 있다.

섹터와 주파수 할당의 교차는, CDMA 채널이라고 불릴 수 있다. BS는, 기지국 송수신 하부 시스템(Base Station Transceiver Subsystem, BTSs)이라고 불릴 수 있다. 이러한 경우, 하나의 BSC 및 적어도 하나의 BS를 합하여 '기지국'이라고 칭할 수 있다. 기지국은, 또한 "셀 사이트"을 나타낼 수도 있다. 또는, 특정 BS에 대한 복수의 섹터들 각각은, 복수의 셀 사이트로 불릴 수도 있다.

방송 송신부(Broadcasting Transmitter, BT) 는, 시스템 내에서 동작하는 단말기들(100)에게 방송 신호를 송신한다. 도 1에 도시된 방송 수신 모듈(111)은, BT에 의해 송신되는 방송 신호를 수신하기 위해 웨어러블 장치(100) 내에 구비된다.

뿐만 아니라, CDMA 무선 통신 시스템에는 웨어러블 장치(100)의 위치를 확인하기 위한, 위성 위치 확인 시스템(Global Positioning System, GPS)이 연계될 수 있다. 상기 위성은, 웨어러블 장치(100)의 위치를 파악하는 것을 돕는다. 유용한 위치 정보는, 두 개 이하 또는 이상의 위성들에 의해 획득될 수도 있다. 여기에서는, GPS 추적 기술뿐만 아니라 위치를 추적할 수 있는 모든 기술들을 이용하여 웨어러블 장치(100)의 위치가 추적될 수 있다. 또한, GPS 위성 중 적어도 하나는, 선택적으로 또는 추가로 위성 DMB 송신을 담당할 수도 있다.

이동 단말기에 구비된 위치정보 모듈(115)은 이동 단말기의 위치를 탐지, 연산 또는 식별하기 위한 것으로, 대표적인 예로는 GPS(Global Position System) 모듈 및 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈을 포함할 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.

상기 GPS모듈(115)은 3개 이상의 위성으로부터 떨어진 거리 정보와 정확한 시간 정보를 산출한 다음 상기 산출된 정보에 삼각법을 적용함으로써, 위도, 경도, 및 고도에 따른 3차원의 현 위치 정보를 정확히 산출할 수 있다. 현재, 3개의 위성을 이용하여 위치 및 시간 정보를 산출하고, 또 다른 1개의 위성을 이용하여 상기 산출된 위치 및 시간 정보의 오차를 수정하는 방법이 널리 사용되고 있다. 또한, GPS 모듈(115)은 현 위치를 실시간으로 계속 산출함으로써 속도 정보를 산출할 수 있다. 다만, 실내와 같이 위성 신호의 음영 지대에서는 GPS 모듈을 이용하여 정확히 이동 단말기의 위치를 측정하는 것이 어렵다. 이에 따라, GPS 방식의 측위를 보상하기 위해, WPS (WiFi Positioning System)이 활용될 수 있다.

와이파이 위치추적 시스템(WPS: WiFi Positioning System)은 웨어러블 장치(100)에 구비된 WiFi모듈 및 상기 WiFi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)를 이용하여, 웨어러블 장치(100)의 위치를 추적하는 기술로서, WiFi를 이용한 WLAN(Wireless Local Area Network)기반의 위치 측위 기술을 의미한다.

와이파이 위치추적 시스템은 와이파이 위치측위 서버, 웨어러블 장치(100), 상기 웨어러블 장치(100)와 접속된 무선 AP, 임의의 무선 AP정보가 저장된 데이터 베이스를 포함할 수 있다.

무선 AP와 접속 중인 웨어러블 장치(100)는 와이파이 위치 측위 서버로 위치정보 요청 메시지를 송신할 수 있다.

와이파이 위치측위 서버는 웨어러블 장치(100)의 위치정보 요청 메시지(또는 신호)에 근거하여, 웨어러블 장치(100)와 접속된 무선 AP의 정보를 추출한다. 상기 웨어러블 장치(100)와 접속된 무선 AP의 정보는 웨어러블 장치(100)를 통해 상기 와이파이 위치측위 서버로 송신되거나, 무선 AP에서 와이파이 위치측위 서버로 송신될 수 있다.

상기 웨어러블 장치(100)의 위치정보 요청 메시지에 근거하여, 추출되는 무선 AP의 정보는 MAC Address, SSID(Service Set IDentification), RSSI(Received Signal Strength Indicator), RSRP(Reference Signal Received Power), RSRQ(Reference Signal Received Quality), 채널정보, Privacy, Network Type, 신호세기(Signal Strength) 및 노이즈 세기(Noise Strength)중 적어도 하나일 수 있다.

와이파이 위치측위 서버는 위와 같이, 웨어러블 장치(100)와 접속된 무선 AP의 정보를 수신하여, 미리 구축된 데이터베이스로부터 이동 단말기가 접속 중인 무선 AP와 대응되는 무선 AP 정보를 추출할 수 있다. 이때, 상기 데이터 베이스에 저장되는 임의의 무선 AP 들의 정보는 MAC Address, SSID, 채널정보, Privacy, Network Type, 무선 AP의 위경도 좌표, 무선 AP가 위치한 건물명, 층수, 실내 상세 위치정보(GPS 좌표 이용가능), AP소유자의 주소, 전화번호 등의 정보일 수 있다. 이때, 측위 과정에서 이동형 AP나 불법 MAC 주소를 이용하여 제공되는 무선 AP를 측위 과정에서 제거하기 위해, 와이파이 위치측위 서버는 RSSI 가 높은 순서대로 소정 개수의 무선 AP 정보만을 추출할 수도 있다.

이후, 와이파이 위치측위 서버는 데이터 베이스로부터 추출된 적어도 하나의 무선 AP 정보를 이용하여 웨어러블 장치(100)의 위치정보를 추출(또는 분석)할 수 있다. 포함된 정보와 상기 수신된 무선 AP 정보를 비교하여, 상기 웨어러블 장치(100)의 위치정보를 추출(또는 분석)한다.

웨어러블 장치(100)의 위치정보를 추출(또는 분석)하기 위한 방법으로, Cell-ID 방식, 핑거 프린트 방식, 삼각 측량 방식 및 랜드마크 방식 등이 활용될 수 있다.

Cell-ID 방식은 이동 단말기가 수집한 주변의 무선 AP 정보 중 신호 세기가 가장 강한 무선 AP의 위치를 이동 단말기의 위치로 결정하는 방법이다. 구현이 단순하고 별도의 비용이 들지 않으며 위치 정보를 신속히 얻을 수 있다는 장점이 있지만 무선 AP의 설치 밀도가 낮으면 측위 정밀도가 떨어진다는 단점이 있다.

핑거프린트 방식은 서비스 지역에서 참조위치를 선정하여 신호 세기 정보를 수집하고, 수집한 정보를 바탕으로 이동 단말기에서 송신하는 신호 세기 정보를 통해 위치를 추정하는 방법이다. 핑거프린트 방식을 이용하기 위해서는, 사전에 미리 전파 특성을 데이터베이스화할 필요가 있다.

삼각 측량 방식은 적어도 세 개의 무선 AP의 좌표와 이동 단말기 사이의 거리를 기초로 이동 단말기의 위치를 연산하는 방법이다. 이동 단말기와 무선 AP사이의 거리를 측정하기 위해, 신호 세기를 거리 정보로 변환하거나, 무선 신호가 전달되는 시간(Time of Arrival, ToA), 신호가 전달되는 시간 차이(Time Difference of Arrival, TDoA), 신호가 전달되는 각도(Angle of Arrival, AoA) 등을 이용할 수 있다.

랜드마크 방식은 위치를 알고 있는 랜드마크 발신기를 이용하여 이동 단말기의 위치를 측정하는 방법이다.

열거된 방법 이외에도 다양한 알고리즘이 이동 단말기의 위치정보를 추출(또는 분석)하기 위한 방법으로 활용될 수 있다.

이렇게 추출된 웨어러블 장치(100)의 위치정보는 상기 와이파이 위치측위 서버를 통해 웨어러블 장치(100)로 송신됨으로써, 웨어러블 장치(100)는 위치정보를 획득할 수 있다.

웨어러블 장치(100)는 적어도 하나의 무선 AP 에 접속됨으로써, 위치 정보를 획득할 수 있다. 이때, 웨어러블 장치(100)의 위치 정보를 획득하기 위해 요구되는 무선 AP의 개수는 웨어러블 장치(100)가 위치한 무선 통신환경에 따라 다양하게 변경될 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 2는 본 발명과 관련된 웨어러블 장치의 일 예를 보인 사시도이다.

도 2에 도시된 웨어러블 장치(100)는 도 1에 도시된 모든 구성요소들을 포함할 수 있다.

도 2에 도시된 웨어러블 장치(100)의 터치 스크린(151)은 원 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없고, 타원 형상, 사각 형상을 가질 수도 있다. 본 발명의 터치 스크린(151)의 형상은 사용자에게 시각적으로 좋은 이미지를 줄 수 있으며 사용자의 터치 스크린(151)의 조작에 도움이 될 수 있는 어떠한 형상이라도 상관없다.

또한, 상기에서는 디스플레이부가 터치 스크린(151)으로 구성된다고 하였으나, 웨어러블 장치의 특성 상 디스플레이 화면이 소형으로 구성됨에 따라 상기 터치 스크린 기능은 구비되지 않을 수 있다.

즉, 상기 디스플레이부(151)는 단지 영상을 출력하는 기능만을 수행할 수 있으며, 상기 터치 스크린(151)에 대응하는 기능, 다시 말해서 사용자 명령을 입력하는 기능은 사용자 입력부(123)에서 수행할 수 있다.

도 2를 참조하면, 웨어러블 장치(100)는 디스플레이부(251)를 구비하는 본체(201) 및 본체(201)에 연결되어 손목에 착용 가능하도록 구성되는 밴드(202)를 포함한다. 디스플레이부(251)는 도 1의 터치 스크린(151)에 대응될 수 있다.

본체(201)는 외관을 형성하는 케이스를 포함한다. 도시된 바와 같이, 케이스는 각종 전자부품들을 수용하는 내부 공간을 마련하는 제1 케이스(201a) 및 제2 케이스(201b)를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 하나의 케이스가 상기 내부 공간을 마련하도록 구성되어 유니 바디의 웨어러블 장치(100)가 구현될 수도 있다.

웨어러블 장치(100)는 무선 통신이 가능하도록 구성되며, 본체(201)에는 무선 통신을 위한 안테나가 설치될 수 있다. 한편, 안테나는 케이스를 이용하여 그 성능을 확장시킬 수 있다. 예를 들어, 도전성 재질을 포함하는 케이스가 안테나와 전기적으로 연결되어 그라운드 영역 또는 방사 영역을 확장시키도록 구성될 수 있다.

본체(201)의 전면에는 디스플레이부(251)가 배치되어 정보를 출력할 수 있으며, 디스플레이부(251)에는 터치센서가 구비되어 터치 스크린으로 구현될 수 있다. 도시된 바와 같이, 디스플레이부(251)의 윈도우(251a)는 제1 케이스(201a)에 장착되어 제1 케이스(201a)와 함께 단말기 바디의 전면을 형성할 수 있다.

본체(201)에는 음향 출력부(252), 카메라(221), 마이크로폰(222), 사용자 입력부(223) 등이 구비될 수 있다. 디스플레이부(251)가 터치 스크린으로 구현되는 경우, 사용자 입력부(223)로 기능할 수 있으며, 이에 따라 본체(201)에 별도의 키가 구비되지 않을 수 있다. 사용자 입력부(223)의 기능은 도 1에서 설명된 사용자 입력부(123)의 기능에 대응될 수 있다.

밴드(202)는 손목에 착용되어 손목을 감싸도록 이루어지며, 착용이 용이하도록 플렉서블 재질로 형성될 수 있다. 그러한 예로서, 밴드(202)는 가죽, 고무, 실리콘, 합성수지 재질 등으로 형성될 수 있다. 또한, 밴드(202)는 본체(201)에 착탈 가능하게 구성되어, 사용자가 취향에 따라 다양한 형태의 밴드로 교체 가능하게 구성될 수 있다.

한편, 밴드(202)는 안테나의 성능을 확장시키는 데에 이용될 수 있다. 예를 들어, 밴드에는 안테나와 전기적으로 연결되어 그라운드 영역을 확장시키는 그라운드 확장부(미도시)가 내장될 수 있다.

밴드(202)에는 파스너(fastener; 202a)가 구비될 수 있다. 파스너(202a)는 버클(buckle), 스냅핏(snap-fit)이 가능한 후크(hook) 구조, 또는 벨크로(velcro; 상표명) 등에 의하여 구현될 수 있으며, 신축성이 있는 구간 또는 재질을 포함할 수 있다. 본 도면에서는, 파스너(202a)가 버클 형태로 구현된 예를 제시하고 있다.

한편, 상기의 사용자 입력부(223)는 비접촉식으로 사용자 명령을 입력받으며, 상기 입력받은 사용자 명령을 제어부(180)로 전달한다.

이때, 상기 제어부(180)로 전달되는 사용자 명령은 사용자의 손에 대응하는 객체의 위치 및 상기 객체의 이동에 따른 제스처에 대한 정보일 수 있다.

그리고, 제어부(180)는 상기 객체의 위치 또는 상기 객체의 위치에 따른 제스처 정보에 대응하는 사용자 명령을 인식하고, 상기 인식한 사용자 명령에 대응하는 동작이 수행되도록 한다.

이하에서는 상기 사용자 입력부(223)에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 입력부(223)의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 3을 참조하면, 사용자 입력부(223)는 복수의 발광부(2231), 복수의 수광부(2232), 발광 스위치(2233)를 포함한다.

상기 복수의 발광부(2231)는 상기 본체(201) 내에 배치된다, 보다 바람직하게, 상기 복수의 발광부(2231)는 상기 본체(201)의 측면에 배치되며, 그에 따라 광의 출사면이 상기 본체(201)의 측면을 통해 노출될 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 발광부(2231)는 상기 본체(201)의 측면으로 광을 발생시킨다.

즉, 상기 복수의 발광부(2231)는 상기 디스플레이부(151)를 통해 영상이 출력되는 방향과는 다른 방향으로 광을 발생한다. 다시 말해서, 상기 디스플레이부(151)는 상기 본체(201)의 상측 방향으로 영상을 출력하고, 상기 복수의 발광부(2231)는 상기 본체(201)의 좌측 방향 또는 우측 방향으로 광을 발생한다.

상기 복수의 발광부(2231)는 적외선 발광 다이오드(IR LED)로 구성될 수 있다.

복수의 수광부(2232)는 광을 수신하며, 그에 따라 상기 수신하는 광의 세기를 검출한다. 즉, 상기 복수의 발광부(2231)에서 발생한 광은 선택적으로 객체에 의해 반사되어 상기 복수의 수광부(2232)로 입사되며, 그에 따라 상기 복수의 수광부(2232)는 상기 객체에 의해 반사되는 광을 수신한다.

그리고, 상기 복수의 수광부(2232)는 각각 상기 객체에 의해 반사되는 광을 수신하여 상기 수신된 광의 세기를 검출하여 출력한다.

이를 위해, 상기 복수의 수광부(2232)는 상기 복수의 발광부(2231)의 인접 영역에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 복수의 수광부(2232)의 광 입사면은 상기 복수의 발광부(2231)의 출사면과 마찬가지로 상기 본체(201)의 측면을 통해 노출될 수 있다.

발광 스위치(2233)는 상기 본체(201)의 측면에 돌출 형성되는 기계식 입력수단일 수 있다.

상기 발광 스위치(2233)는 상기 복수의 발광부(2231) 및 상기 복수의 수광부(2232)의 동작을 온 또는 오프한다.

즉, 상기 발광 스위치(2233)가 제 1 입력되면, 제어부(180)는 상기 복수의 발광부(2231) 및 상기 복수의 수광부(2232)의 전원을 오프하여, 상기 복수의 발광부(2231)를 통해 광이 출사되지 않도록 한다.

또한, 상기 발광 스위치(2233)가 제 2 입력되면, 제어부(180)는 상기 복수의 발광부(2231) 및 상기 복수의 수광부(2232)의 전원을 온 하여, 상기 복수의 발광부(2231)를 통해 상기 광이 출사되도록 할 수 있다.

즉, 상기 발광 스위치(2233)는 사용자 명령이 입력되는 시점에서만 상기 복수의 발광부(2231) 및 상기 복수의 수광부(2232)가 동작하도록 할 수 있다.

이와 다르게, 본 발명의 다른 실시 예에서 상기 발광 스위치(2233)는 생략될 수 있다. 즉, 상기 발광 스위치(2233)는 상기 본체(201)에 구비되지 않을 수 있다.

그리고, 제어부(180)는 상기 복수의 발광부(2231) 및 상기 복수의 수광부(2232)의 동작을 제어하여 상기 사용자 명령이 입력되는 시점을 검출하고, 상기 검출된 시점에 상기 복수의 발광부(2231) 및 상기 복수의 수광부(2232)가 동작하도록 할 수 있다.

이를 위해, 제어부(180)는 상기 복수의 발광부(2231) 중 어느 하나의 발광부(2231)만을 동작시켜, 특정 객체가 상기 발광부(2231)의 발광 영역 내에 존재하는지를 검출한다.

이때, 상기 복수의 발광부(2231) 중 어느 하나의 상기 특정 발광부(2231)는 정상 동작 조건에서 보다는 낮은 세기의 광을 출사할 수 있다.

즉, 제어부(180)는 상기 복수의 발광부(2231) 중 상기 객체의 존재 여부의 인식 동작을 수행할 어느 하나의 특정 발광부(2231)를 결정한다. 이때, 상기 발광부(2231)는 상기 복수의 발광부(2231) 중 중앙에 배치된 발광부(2231)임이 바람직하다.

이때, 제어부(180)는 정상적인 세기가 아닌 낮은 광의 세기로도 상기 객체에 의해 반사되는 광의 수신 여부를 인식할 수 있으며, 이에 따라 상기와 같이 객체의 존재 여부를 인식하기 위한 준비 동작에서는 정상 동작에서보다 낮은 세기의 광이 상기 특정 발광부(2231)를 통해 출사되도록 한다.

이에 따라, 제어부(180)는 실제 사용자가 사용자 명령을 입력하는 시점에서만 상기 복수의 발광부(2231) 및 상기 복수의 수광부(2232)를 정상 동작 조건 내에서 동작시킬 수 있으며, 그 이외의 시간에는 상기 복수의 발광부(2231) 및 상기 복수의 수광부(2232)의 동작을 중지시켜 이에 따른 소비 전력을 절감할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 사용자 명령 입력 방법을 설명하기 위한 도면이다.

일반적으로, 웨어러블 장치는 사용자의 손목에 장착된다.

이에 따라, 사용자의 신체 중 상기 웨어러블 장치의 발광부(2231)의 광이 발생되는 영역은 사용자 명령을 입력하기 위한 입력 영역으로 정의될 수 있다.

즉, 상기 사용자의 신체 중 웨어러블 장치가 장착된 손의 팔뚝(forearm)은 상기 사용자 명령을 입력하기 위한 입력 영역으로 정의될 수 있으며, 이에 따라 사용자는 상기 입력 영역내에서의 특정 지점에 손가락과 같은 객체를 위치시키거나, 상기 객체를 이동시킴으로써, 자신이 원하는 명령을 입력할 수 있다.

이하에서는 상기 사용자 입력부(223)의 상세 구조에 대해 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 사용자 입력부(223)를 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 사용자 입력부(223)는 본체(201)의 측면을 통해 출사면이 노출되며, 상호 일정 간격 이격되어 배치된 제 1 내지 2 발광부(2231a, 2232b)와, 상기 제 1 내지 2 발광부(2231a, 2232b)의 인접 영역에 각각 배치되며, 입사면이 상기 본체(201)의 측면을 통해 노출된 제 1 내지 3 수광부(2232a, 2232b, 2232c), 그리고 발광 스위치(2233)를 포함할 수 있다.

도면상에는 상기 발광부가 제 1 내지 2 발광부(2231a, 2232b)를 포함하다고 하였으나, 상기 발광부는 수광부의 수에 대응되게 구성될 수 있으며, 이에 따라 제 3 발광부를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 제 3 수광부(2232c)의 인접 영역에는 제 3 발광부(2232c)가 추가로 배치될 수 있다.

상기와 같은 제 1 내지 2 발광부(2231a, 2232b)는 상기 정의된 입력 영역으로 광을 출사한다.

그리고, 상기 입력 영역에 특정 객체가 존재하면, 상기 출사된 광은 상기 객체에 의해 반사되어 상기 제 1 내지 3 수광부(2232a, 2232b, 2232c)로 입사되며, 상기 제 1 내지 3 수광부(2232a, 2232b, 2232c)는 상기 입사되는 광을 각각 수신하고, 상기 수신한 광의 세기를 검출한다.

상기 검출된 광의 세기는 제어부(180)로 전달된다.

상기 제어부(180)는 특정 시점에서 상기 검출된 광의 세기를 토대로 상기 입력 영역 내에서 상기 객체의 위치 좌표를 계산할 수 있다.

그리고, 상기 입력 영역의 각각의 위치에는 서로 다른 제어 명령이 할당되어 있을 수 있으며, 상기 제어부(180)는 상기 객체의 위치 좌표에 할당된 제어 명령을 인식하고, 상기 인식한 제어 명령에 대응하는 동작이 실행되도록 한다.

또한, 이와 다르게 상기 제어부(180)는 순차적으로 이동하는 상기 객체의 이동 궤적에 따라 상기 제 1 내지 3 수광부(2232a, 2232b, 2232c)에서 전달되는 광의 세기를 수신하고, 상기 수신한 광의 세기를 토대로 상기 객체의 이동 궤적에 따른 사용자 제스처를 인식할 수 있다.

그리고, 각각의 사용자 제스처에는 서로 다른 제어 명령이 할당될 수 있으며, 상기 제어부(180)는 상기 인식된 사용자 제스처에 할당된 제어 명령을 인식하고, 상기 인식한 제어 명령에 대응하는 동작이 수행되도록 한다.

도 6은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 사용자 입력부(223)를 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 제 1 실시 예에서는 상기 제 1 내지 3 수광부(2232a, 2232b, 2232c)의 입사면이 상기 본체(201)의 측면을 통해 노출되었지만, 제 2 실시 예서는 제 1 내지 3 수광부(2232a, 2232b, 2232c)가 상기 본체(201) 내에 매립되어 상기 입사면이 외부로 노출되지 않을 수 있다.

이에 따라, 상기 본체(201)는 광을 출사 및 입사, 다시 말해서 광을 통과시킬 수 있는 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 본체(201)는 예를 들어 사용되는 물질의 예로서는 폴리메틸 메타아크릴레이트(poly methyl methacrylate;PMMA), 폴리스티렌(polystyrene;PS) 및 폴리카보네이트(polycarbonate;PC) 등을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 복수의 제 1 내지 3 수광부(2232a, 2232b, 2232c) 각각에는 빛의 차광할 수 있는 차광부재(2234)가 배치된다.

상기 차광 부재(2234)는 상기 제 1 내지 3 수광부(2232a, 2232b, 2232c) 각각에 배치되며, 그에 따라 상기 제 1 내지 3 수광부(2232a, 2232b, 2232c)의 입사면의 적어도 일부를 덮는다.

다시 말해서, 상기 차광부재(2234)는 상기 제 1 내지 3 수광부(2232a, 2232b, 2232c) 각각의 좌측 가장자리 영역의 입사면을 덮는 제 1 차광부재(2234a)와, 우측 가장자리 영역의 입사면을 덮는 제 2 차광 부재(2234b)를 포함할 수 있다.

상기 차광부재(2234)는 상기 제 1 내지 3 수광부(2232a, 2232b, 2232c)로 입사되는 광 중 적어도 일부 광을 차단한다.

즉, 제 1 수광부(2232a)는 제 1 발광부(2231a)를 통해 출사된 광이 객체에 의해 반사됨에 따라 상기 반사된 광을 수신하는 것이 바람직하다.

그러나, 다른 발광부(2231b 등)에서 출사된 광이 상기 제 1 수광부(2232a)로 입사되거나, 상기 객체에 의해 반사된 광이 아닌 상기 제 1 발광부(2231a)에서 출사된 광이 상기 제 1 수광부(2232a)로 직접 입사될 수 있으며, 이는 객체의 위치나 제스처를 인식의 정확성을 감소시키는 요인으로 작용하게 된다.

따라서, 본 발명에서는 상기와 같이 상기 차광부재(2234)를 상기 제 1 내지 3 수광부(2232a, 2232b, 2232c)의 입사면에 배치하여 상기와 같은 일부 광의 입사를 차단할 수 있도록 한다.

도 7은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 사용자 입력부(223)를 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 상기 제 2 실시 예에서는 차광부재(2234)가 상기 제 1 내지 3 수광부(2232a, 2232b, 2232c)의 입사면에 배치되었지만, 제 3 실시 예에서는 별도의 차광부재(2235)가 상기 발광부의 출사면에 배치되며, 상기 발광부를 통해 출사되는 광 중 일부 광을 차단할 수 있도록 한다.

도 8은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 사용자 입력부(223)를 나타낸 도면이다.

상기와 같이 본 발명에서는 차광부재를 이용하여 발광부를 통해 출사되는 광의 일부를 차단하거나, 상기 수광부로 입사되는 광의 일부를 차단하였다.

그러나, 도 8에 따른 본 발명의 제 4 실시 예에서는, 발광부의 종류를 변경시키거나, 별도의 렌즈를 장착하여 상기 발광부의 출사각을 변경시킨다.

즉, 상기 발광부는 일반적인 발광 다이오드가 아닌 직진성을 갖는 레이저(2231c)로 구성될 수 있다.

따라서, 상기 레이저(2231c)가 가지는 고유의 직진성에 의해, 상기 레이저(2231c)를 통해 출사된 광이 직접 특정 수광부로 입사되거나, 입사되지 않아도 되는 다른 수광부로 상기 레이저(2231c)를 통해 출사된 광이 입사되는 것을 사전에 방지할 수 있다.

또한, 상기와 같은 발광부의 출사면에는 상기 발광부를 통해 출사된 광의 경로를 변경하는 렌즈(2236)로 추가로 배치될 수 있다.

렌즈(2236)는 상기 발광부의 출사면에 부착될 수 있으며, 광의 출사면이 볼록 형상을 가질 수 있다.

이에 따라, 상기 렌즈(2236)는 상기 발광부를 통해 출사된 광의 각도를 변경하여, 상기 렌즈(2236)를 통해 출사된 광이 특정 객체에 의해 반사되어, 그에 따른 특정 수광부로만 입사될 수 있도록 한다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 입력부(223)의 사용자 명령 인식 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 9를 참조하면, 상기 정의된 입력 영역 내에서 객체는 시간에 따라 제 1 지점, 제 2 지점 및 제 3 지점으로 순차적으로 이동할 수 있다.

이때, 상기 객체가 제 1 지점에 위치하는 경우에 발광부(IR LED)에서 발생한 광은 상기 객체에 의해 반사되어 수광부(PD#1, PD#2, PD#3)로 각각 입사될 수 있다.

이때, 상기 수광부 중 PD#1의 출력은 10~100 사이의 값을 가질 수 있으며, 상기 PD#2 및 상기 PD#3의 출력은 상기 PD#1의 출력 값보다 낮은 값을 가지거나 0의 값을 가질 수 있다.

그리고, 상기 객체가 제 2 지점으로 이동하면, 상기 PD#2의 출력은 100~1000 사이의 값을 가질 수 있으며, 상기 PD#1 및 PD#3의 출력은 상기 PD#2의 출력 값보다 낮은 값을 가지거나 0의 값을 가질 수 있다.

그리고, 상기 객체가 제 3 지점으로 이동하면, 상기 PD#3의 출력은 1000~10000 사이의 값을 가질 수 있으며, 상기 PD#1 및 PD#2의 출력은 상기 PD#3의 출력 값보다 낮은 값을 가지거나 0의 값을 가질 수 있다.

이에 따라, 제어부(180)는 상기 시간에 따라 변화하는 각각의 수광부의 출력 값을 이용하여, 현재 시점에서의 객체의 위치 좌표 및 시간에 따라 변화하는 상기 객체의 이동 궤적에 따른 사용자 제스처를 인식할 수 있다.

이때, 도면에서의 Y축 좌표는 상기 수광부의 개수에 비례하여 늘어나거나 줄어들 수 있으며, X축 좌표는 소프트웨어 상의 출력 값의 분해 능력에 따라 결정될 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이부(151)를 통해 출력되는 메뉴 화면을 나타낸 것이다.

제어부(180)는 상기 객체의 위치 또는 객체의 이동 궤적에 따른 제스처를 인식할 수 있으며, 그에 따라 다이얼 형태의 유저인터페이스(UI) 적용에 따른 다수의 문자 혹은 지정번호를 인식할 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 제스처를 설명하기 위한 도면이다.

제어부(180)는 상기와 같이 객체의 이동 궤적에 따른 사용자 제스처를 인식할 수 있다.

그리고, 상기 웨어러블 장치에서 인식할 수 있는 사용자 제스처 각각에는 서로 다른 제어 명령이 할당되어 있다.

상기 사용자 제스처는 도 11의 (a)와 같이 좌측에서 우측 방향으로 이동하는 제 1 제스처와, 우측방향에서 좌측 방향으로 이동하는 제 2 제스처를 포함할 수 있다.

그리고, 상기와 같은 제스처에는 채널 변경 명령이 할당될 수 있다.

예를 들어, 상기와 같은 제 1 제스처가 입력되면, 제어부(180)는 채널 업 명령을 발생하고, 상기 제 2 제스처가 입력되면, 채널 다운 명령을 발생할 수 있다.

또한, 상기 사용자 제스처는 도 11의 (b)와 같이 하측에서 상측 방향으로 이동하는 제 3 제스처와, 상측방향에서 하측 방향으로 이동하는 제 4 제스처를 포함할 수 있다.

그리고, 상기와 같은 제스처에는 화면 밝기 명령이 할당될 수 있다.

예를 들어, 상기와 같은 제 3 제스처가 입력되면, 제어부(180)는 채널 밝기를 증가시키기 위한 명령을 발생하고, 상기 제 4 제스처가 입력되면, 채널 밝기를 감소시키기 위한 명령을 발생할 수 있다.

또한, 상기 사용자 제스처는 도 11의 (c)와 같이 하측에서 상측의 좌측 방향으로 이동하는 제 5 제스처와, 상측방향에서 하측의 우측 방향으로 이동하는 제 6 제스처를 포함할 수 있다.

그리고, 상기와 같은 제스처에는 볼륨 변경 명령이 할당될 수 있다.

예를 들어, 상기와 같은 제 5 제스처가 입력되면, 제어부(180)는 볼륨 감소 명령을 발생하고, 상기 제 6 제스처가 입력되면, 볼륨 증가 명령을 발생할 수 있다.

도 12 내지 도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 동작 방법을 단계별로 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저 도 12를 참조하면, 제어부(180)는 복수의 발광부 중 객체 존재 여부를 인식하는데 사용될 특정 발광부에는 전원이 공급되도록 하고, 그에 따라 상기 특정 발광부를 통해 광이 출사되도록 한다(100단계).

이때, 제어부(180)는 일반적인 사용자 명령을 인식할 때 상기 발광부에서 출사되는 광의 세기보다는 낮은 세기로 상기 특정 발광부에서 광이 출사되도록 한다.

그리고, 제어부(180)는 상기 특정 발광부에서 출사된 광이 객체에 의해 반사되어, 특정 수광부로 입사되는지를 확인하고, 그에 따라 상기 특정 수광부로 입사된 광의 세기를 검출한다(110단계).

상기 수광부로 입사된 광의 세기가 검출되면, 상기 제어부(180)는 상기 검출된 광의 세기가 기설정된 기준 값 이상인지 여부를 판단한다(120단계).

그리고, 제어부(180)는 상기 광의 세기가 기준 값 이상이면, 사용자로부터 입력되는 사용자 명령을 검출하기 위하여, 상기 복수의 발광부를 모두 동작시킨다(130단계).

즉, 상기 복수의 발광부는 제 1 모드 및 제 2 모드로 동작한다.

상기 제 1 모드는 객체의 존재 여부를 인식하기 위한 모드이고, 상기 제 2 모드는 상기 객체의 존재가 인식되면, 상기 객체의 위치나 상기 객체의 이동 궤적에 따른 제스처를 인식하기 위한 모드이다.

그리고, 상기 제 1 모드에서는 상기 복수의 발광부가 모두 동작하는 것이 아니라, 기결정된 특정 발광부만이 동작한다. 그리고, 이때 상기 특정 발광부는 정상적인 제 1 세기보다 낮은 제 2 세기의 광을 출사한다.

또한, 상기 제 2 모드에서는 상기 특정 발광부가 아닌 모든 발광부가 동작하며, 이때 상기 모든 발광부는 상기 제 2 세기보다 높은 상기 제 1 세기의 광을 출사한다.

도 13을 참조하면, 제어부(180)는 복수의 발광부를 모두 구동시킨다(200단계).

그리고, 상기 구동되는 복수의 발광부에서 출사된 광이 객체에 의해 반사되면, 상기 복수의 수광부는 상기 반사되는 광을 수신한다(210단계).

이때, 상기 수광부는 상기 반사되어 입사되는 광의 세기를 검출하고, 상기 검출한 광의 세기에 대응하는 신호를 출력한다(220단계).

그리고, 제어부(180)는 상기 수광부를 통해 상기 신호가 각각 출력되면, 상기 출력되는 신호를 토대로 입력 영역 내에서 상기 객체의 현재 위치 좌표를 검출한다(230단계).

이어서, 상기 제어부(180)는 상기 검출한 위치 좌표에 할당된 제어 메뉴를 확인하고, 상기 확인한 제어 메뉴에 대응하는 제어 명령을 출력한다(240단계).

또한, 도 14을 참조하면, 제어부(180)는 복수의 발광부를 모두 구동시킨다(300단계).

그리고, 상기 구동되는 복수의 발광부에서 출사된 광이 객체에 의해 반사되면, 상기 복수의 수광부는 상기 반사되는 광을 수신한다(310단계).

이때, 상기 수광부는 상기 반사되어 입사되는 광의 세기를 검출하고, 상기 검출한 광의 세기에 대응하는 신호를 출력한다(320단계).

그리고, 제어부(180)는 상기 수광부를 통해 상기 신호가 각각 출력되면, 상기 출력되는 신호를 토대로 입력 영역 내에서 상기 객체의 현재 위치 좌표를 검출한다. 이때, 상기 복수의 수광부를 통해 출력되는 신호는 시간에 따라 변화할 수 있으며, 제어부(180)는 상기 시간에 따라 변화하는 상기 신호를 토대로 각각의 시점에서의 객체의 위치를 검출하고, 상기 검출한 각각의 시점에서의 객체의 위치를 토대로 객체의 이동 궤적에 따른 제스처를 검출한다(330단계).

이어서, 상기 제어부(180)는 상기 검출한 제스처에 할당된 제어 메뉴를 확인하고, 상기 확인한 제어 메뉴에 대응하는 제어 명령을 출력한다(340단계).

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

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 아니되고 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.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 설정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

복수의 발광부;
상기 복수의 발광부 사이에 배치되는 복수의 수광부; 및
상기 복수의 발광부의 동작을 제어하고, 상기 복수의 수광부를 통해 수신되는 광의 세기를 검출하고, 상기 검출한 광의 세기를 기준으로 제스처를 인식하고, 상기 인식한 제스처를 기준으로 제어 명령을 출력하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 복수의 발광부를 제1 모드로 동작시켜 객체의 존재 여부를 감지하고,
상기 객체의 존재가 감지되면, 상기 복수의 발광부를 제2 모드로 동작시켜 상기 제스처를 인식하며,
상기 제1 모드에서, 상기 복수의 발광부 중 제1 발광부는 온 상태로 동작하고, 상기 제1 발광부를 제외한 나머지 제2 발광부는 오프 상태로 동작하며,
상기 제2 모드에서, 상기 복수의 발광부의 상기 제1 및 제2 발광부는 모두 온 상태로 동작하며,
상기 제1 모드에서 상기 제1 발광부를 통해 출사되는 광의 세기는,
상기 제2 모드에서 상기 제1 발광부를 통해 출사되는 광의 세기보다 약한, 입력 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제1 발광부 및 상기 제2 발광부는 본체 내에 배치되고,
상기 본체를 기준으로 상기 제1 발광부의 광의 출사 방향은,
상기 본체를 기준으로 상기 제2 발광부의 광의 출사 방향과 동일한 입력장치.
제 1항 또는 제2 항에 있어서,
영상을 표시하는 디스플레이부를 더 포함하며,
상기 제1 및 제2 발광부의 광의 출사 방향은,
상기 디스플레이부의 영상의 표시 방향과 다른
입력장치.
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