KR20160044333A

KR20160044333A - 전자 장치, 그 제어 방법 및 기록 매체

Info

Publication number: KR20160044333A
Application number: KR1020140139236A
Authority: KR
Inventors: 김명식; 최성도; 김동철
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2014-10-15
Filing date: 2014-10-15
Publication date: 2016-04-25
Also published as: CN107076847A; KR102309863B1; WO2016060495A1; US10746871B2; EP3207403A1; CN107076847B; US20160109573A1; EP3207403A4

Abstract

전자 장치, 그 제어 방법, 기록 매체가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 상기 전자 장치 주변에 위치하는 대상 객체를 스캔하기 위한 복수의 센서 어레이(array)를 포함하는 센서 모듈, 상기 센서 모듈이 상기 대상 객체에 대하여 출력한 신호를 기초로 상기 객체의 방향을 판단하고, 상기 방향에 존재하는 상기 객체를 스캔하도록 제어하는 제어 모듈을 포함하되, 상기 복수의 센서 어레이 각각은, 서로 이격되어 상기 전자 장치에 배치되는 것을 포함할 수 있다.

Description

전자 장치, 그 제어 방법 및 기록 매체{Electronic device, controlling method thereof and recording medium}

본 발명은 전자 장치, 그 제어 방법, 기록 매체에 관한 것이다.

송신측 및 수신측 트랜스듀서 어레이(transducer array)를 포함하는 전자 장치를 이용하여 대상 객체(이하, "대상 객체"라고 언급하기로 한다)를 스캔하는 경우에 있어서, 상기 대상 객체의 스캔을 위하여 상기 송신측의 트랜스듀서 어레이로부터 수 kHz 내지 수백 MHz 범위의 초음파 빔이 출력될 수 있다. 상기 출력된 초음파 빔은 상기 대상 객체에 전파되어 상기 수신측 트랜스듀서 어레이를 향하여 반사될 수 있다. 상기 반사된 초음파 빔은 상기 수신측 트랜스듀서 어레이를 진동시키고, 상기 수신측 트랜스듀서 어레이는 상기 진동에 따른 전기적 펄스(electrical pulse)를 출력할 수 있다.상기 송신측 트랜스듀서 어레이가 신호를 출력하는 방향 및 상기 수신측 트랜스듀서 어레이가 상기 출력된 신호를 수신하는 방향을 통하여 대상 객체가 위치하는 방향 및 거리의 측정이 가능하다.

상기 대상 객체를 스캔하기 위한 상기 트랜스듀서 어레이는 일반적으로 직각 형상 또는 십자 형상으로 교차하여 배열된다. 도 1은 상기 트랜스듀서 어레이가 직각 형상(예를 들면, 도 1의 (a)) 또는 십자 형상(예를 들면, 도 1의 (b))으로 스마트 폰과 같은 전자 장치에 배치되는 경우를 도시한 것이다. 종래의 기술에 따른 트랜스듀서 어레이가 직각 형상인 경우, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 트랜스듀서 어레이의 배치 구조가 제한적이거나, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 트랜스듀서 어레이의 배치가 불가능할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 상기 스마트 폰과 같은 전자 장치에 있어서 종래의 기술에 따른 트랜스듀서 어레이의 배치 구조와는 달리, 상기 트랜스듀서 어레이의 송신측과 수신측이 서로 이격되게 배치되는 전자 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 스마트 폰과 같은 전자 장치에 있어서 종래의 기술에 따른 트랜스듀서 어레이의 배치 구조와는 달리, 상기 트랜스듀서 어레이의 송신측과 수신측이 서로 이격되게 배치되는 전자 장치의 제어 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 송신측 트랜스듀서 어레이와 상기 수신측 트랜스듀서 어레이가 서로 이격되게 배치되는 전자 장치를 통하여, 종래의 기술에 따른 트랜스듀어 어레이에 기초한 스캔보다 향상된 정확도를 가지는 스캔 이미지를 제공하는 전자 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 송신측 트랜스듀서 어레이와 상기 수신측 트랜스듀서 어레이가 서로 이격되게 배치되는 전자 장치를 통하여, 종래의 기술에 따른 트랜스듀어 어레이에 기초한 스캔보다 향상된 정확도를 가지는 스캔 이미지를 제공하는 전자 장치의 제어 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 종래의 기술에 따른 트랜스듀서 어레이에 기초한 스캔보다 스캔 속도를 향상시킬 수 전자 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 종래의 기술에 따른 트랜스듀서 어레이에 기초한 스캔보다 빠른 스캔을 수행할 수 있는 전자 장치의 제어 방법을 제공하는 것이다.

전술한 과제 또는 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 상기 전자 장치 주변에 위치하는 대상 객체를 스캔하기 위한 복수의 센서 어레이(array)를 포함하는 센서 모듈, 상기 센서 모듈이 상기 대상 객체에 대하여 출력한 제1 신호를 기초로 상기 대상 객체가 위치하는 방향을 판단하고, 상기 방향에 위치하는 상기 대상 객체를 스캔하도록 제어하는 제어 모듈을 포함하되, 상기 복수의 센서 어레이 각각은, 서로 이격되어 상기 전자 장치에 배치되는 것을 포함할 수 있다.

전술한 과제 또는 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 제어 방법은, 상기 전자 장치 주변에 위치하는 대상 객체의 3차원 형상을 판단하기 위한 복수의 센서 어레이를 포함하는 센서 모듈이, 상기 전자 장치의 주변에 위치하는 대상 객체의 방향을 판단하기 위한 제1 신호를 출력하는 동작, 상기 센서 모듈이 상기 대상 객체에 대하여 출력한 제1 신호를 기초로 상기 대상 객체가 위치하는 방향을 판단하는 동작 및 상기 판단된 방향에 위치하는 상기 대상 객체의 3차원 형상을 판단하는 동작을 포함하되, 상기 제1 센서 어레이 및 상기 제2 센서 어레이는, 서로 이격되어 상기 전자 장치에 배치되는 것을 포함할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 종래의 기술에 의한 트랜스듀서 어레이는 스마트 폰과 같은 전자 장치에 배치되는 경우, 제한된 설치 가능 영역에 의해 배치 구조가 제한적 이거나 배치가 불가능 하였으나, 상기 트랜스듀서 어레이의 송신측과 수신측이 서로 이격되게 배치되는 트랜스듀서 어레이를 통하여 상기 스마트 폰과 같은 전자 장치에 있어서도 다양한 위치에 다양한 구조로 배치될 수 있다는 효과가 있다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 상기 트랜스듀서 어레이의 송신측과 수신측이 서로 이격되어 배치되는 전자 장치에서 삼각 측량을 통한 대략적인 위치 인식 및 상기 대상 객체의 위치 예측을 통한 스캔 범위의 조절을 통해 스캔 속도를 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 상기 기술된 효과로 제한되지 아니하며, 다양한 효과가 본 명세서 상에 내재되어 있음은 통상의 기술자에게 자명하다.

도 1은 종래의 기술에 따른 트랜스듀서 어레이가 전자 장치(예를 들면, 스마트 폰)에 배치되는 경우의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a는 송신측 트랜스듀서 어레이에 송신 신호가 동시에 입력될 때 출력(또는 방사)되는 송신 빔을 설명하기 위한 도면이다.
도 2b는 송신측 트랜스듀서 어레이에 입력되는 송신 신호의 지연에 따라 편향되어 출력되는 송신 빔을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 수신측 트랜스듀서 어레이에 편향된 방향으로 수신된 수신 빔의 방향을 판단하는 기능 또는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3d는 x축 방향 및 y축 방향으로 배치되는 트랜스듀서 어레이들에 의하여 대상 객체가 스캔되는 기능 또는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에 상기 트랜스듀서 어레이들이 배치되는 실시예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스듀서 어레이들에 의하여 대상 객체의 위치를 판단하기 위한 거리(D1, D2)를 감지하는 기능 또는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 일 실시예에 따른 거리(D1, D2)를 기초로 대상 객체를 스캔하는 경우와 그렇지 않은 경우를 비교하여 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 내지 도 8e는 상기 대상 객체에 대한 스캔을 수행하기 전에 본 발명의 일 실시예에 따른 거리(D1, D2)를 기초로 상기 대상 객체의 위치 가능 영역을 설정하고, 상기 위치 가능 영역만을 스캔하여 스캔 속도를 향상시킬 수 있는 기능 또는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9a 내지 도 9f는 상기 대상 객체가 이동하는 경우에, 상기 이동 중인 대상 객체가 위치할 것으로 예상되는 예상 이동 영역을 정밀하게 스캔하여 스캔 속도를 향상시킬 수 있는 기능 또는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라, 이격된 트랜스듀서 어레이를 포함하는 전자 장치에서 대상 객체를 스캔하기 위한 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼각 측량법을 통하여 스캔 속도를 향상시킬 수 있는 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 대상 객체의 현재 위치를 기준으로 예측되는 위치를 위치 예측 알고리즘을 통하여 예측하여 스캔 속도를 향상시킬 수 있는 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 대상 객체의 예상 위치에 따라 결정된 정밀 스캔 영역과 러프 스캔 영역을 통하여 상기 대상 객체에 대한 스캔 속도를 향상시킬 수 있는 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

이하, 본 발명의 다양한 실시예들이 첨부된 도면과 연관되어 기재된다. 본 발명의 다양한 실시예들은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나, 이는 본 발명의 다양한 실시예들를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 다양한 실시예들의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경 및/또는 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용되었다.

본 발명의 다양한 실시예들에서 사용될 수 있는 "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 개시(disclosure)된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예들에서, "포함하다" 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.

본 발명의 다양한 실시예들에서 "또는" 등의 표현은 함께 나열된 단어들의 어떠한, 그리고 모든 조합을 포함한다. 예를 들어, "A 또는 B"는, A를 포함할 수도, B를 포함할 수도, 또는 A 와 B 모두를 포함할 수도 있다.

본 발명의 다양한 실시예들에서 사용된 "제 1, " "제2, " "첫째," 또는"둘째, " 등의 표현들은 다양한 실시예들의 다양한 구성요소들을 수식할 수 있지만, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들어, 상기 표현들은 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는 모두 사용자 기기이며, 서로 다른 사용자 기기를 나타낸다. 예를 들어, 본 발명의 다양한 실시예들의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.

본 발명의 다양한 실시예들에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명의 다양한 실시예들를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명의 다양한 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 다양한 실시예들에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 통신 기능이 포함된 장치일 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는 스마트 폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 화상전화기, 전자북 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device)(예: 전자 안경과 같은 head-mounted-device(HMD), 전자 의복, 전자 팔찌, 전자 목걸이, 전자 앱세서리(appcessory), 전자 문신, 또는 스마트 워치(smart watch))중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

어떤 실시예들에 따르면, 전자 장치는 통신 기능을 갖춘 스마트 가전 제품(smart home appliance)일 수 있다. 스마트 가전 제품은, 예를 들자면, 전자 장치는 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스(set-top box), TV 박스(예를 들면, 삼성 HomeSync™ 애플TV™ 또는 구글 TV™), 게임 콘솔(game consoles), 전자 사전, 전자 키, 캠코더(camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

어떤 실시예들에 따르면, 전자 장치는 각종 의료기기(예: MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 초음파기 등), 네비게이션(navigation) 장치, GPS 수신기(global positioning system receiver), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치 및 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛, 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM(automatic teller? machine) 또는 상점의 POS(point of sales) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

어떤 실시예들에 따르면, 전자 장치는 통신 기능을 포함한 가구(furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 입력장치(electronic signature receiving device), 프로젝터(projector), 또는 각종 계측기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 플렉서블 장치일 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않음은 통상의 기술자에게 자명하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에 대해서 살펴본다. 다양한 실시예들에서 이용되는 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.

도 2a는 송신측 트랜스듀서 어레이에 입력되는 신호에 따라 편향되지 않도록 출력되는 송신 빔을 설명하기 위한 도면이다.

도 2a를 참조하면, 송신 빔(210)을 출력하는 트랜스듀서 어레이(200)의 각각의 트랜스듀서에 입력되는 신호(220, 본 명세서에서 필요에 따라 "송신 신호"라고 언급될 수 있다)들은, 도 2a에 도시된 바와 같이 시간 지연을 가지지 아니하고 모두 동시에 상기 각각의 트랜스듀서에 입력될 수 있다. 이 경우, 도 2a에 도시된 바와 같이 어느 한 쪽으로 편향되지 아니한 송신 빔(210)이 출력될 수 있다.

도 2b는 송신측 트랜스듀서 어레이에 입력되는 신호에 따라 편향되어 출력되는 송신 빔을 설명하기 위한 도면이다.

도 2b를 참조하면, 도 2a에 도시된 바와는 달리, 상기 송신 신호(220)들은 소정의 시간 지연을 가지고 상기 각각의 트랜스듀서들에 입력될 수 있다. 상기 시간 지연에 따른 상기 송신 신호(220)의 입력으로, 도 2b에 도시된 바와 같이 한 쪽으로 편향된 송신 빔(210)이 출력될 수 있다.

도 2a 및 도 2b에서는, 상기 송신 빔이 평면상에서(즉, 2D 뷰) 도시되었으나, 이는 본 발명의 설명의 편의를 위한 것으로서, 3차원 공간에서 출력되는 상기 송신 빔의 형상은 예를 들어, 도넛 형상을 포함하는 방사 패턴을 가질 수 있다.

도 3a 내지 도 3c는 수신측 트랜스듀서 어레이에 편향된 방향으로 수신된 수신 빔의 방향을 측정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 3a를 참조하면, 수신측 트랜스듀서 어레이(300)는 편향된 수신 빔을 감지할 수 있다. 상기 편향된 수신 빔은 도 3a에 도시된 바와 같이 일정한 지연 시간(예를 들면, Δt)을 가지고 상기 수신측 트랜스듀서 어레이(300)에 입력될 수 있다. 상기 지연 시간을 가지는 수신 빔이 상기 수신측 트랜스듀서 어레이(300)에 의하여 감지되면, 상기 수신측 트랜스듀서 어레이(300)는 상기 수신 빔에 대응하는 수신 신호를 출력할 수 있다. 상기 출력된 수신 신호는 지연 회로 모듈(320)에 입력될 수 있다. 상기 지연 회로 모듈(320)에 의하여 상기 지연 시간이 보상될 수 있다. 상기 지연 회로 모듈(320)에 의한 상기 지연 시간의 보상에 따라, 상기 수신 신호들은 동일한 위상을 가지고 서로 중첩될 수 있다. 본 명세서에서, 설명의 편의를 위하여 필요에 따라 상기 송신 빔은 "제1 신호"로, 상기 수신 빔은 "제2 신호"로 언급될 수 있다.

도 3b의 (1)을 참조하면, 상술한 바와 같이, 편향되어 상기 수신측 트랜스듀서 어레이(300)에 감지된 신호들은 지연 시간(예를 들면, Δt)을 가질 수 있다. 도 3b의 (2)를 참조하면, 상기 지연 회로 모듈(230)에 의하여 상기 지연 시간이 보상될 수 있고, 이에 따라 상기 지연 시간을 가지는 수신 신호들은 서로 동일한 위상을 가질 수 있게 된다. 상기 위상이 동일해진 수신 신호들은 도 3b의 (3)에 도시된 바와 같이, 서로 중첩되어 하나의 신호로 출력될 수 있다. 상기 제어 모듈은, 다양한 지연 시간 값을 가지는 수신 신호들에 대한 중첩을 반복적으로 수행할 수 있다. 상기 제어 모듈은, 상기 중첩되어 출력된 수신 신호의 크기를 미리 저장된 소정의 임계 크기와 비교할 수 있다. 상기 신호의 크기는 예를 들어 상기 중첩된 신호의 진폭을 기초로 결정될 수 있다. 상기 제어 모듈은, 상기 임계 크기를 초과하는(또는 이상의) 수신 신호의 지연 시간을 기초로 상기 감지된 수신 빔의 방향을 결정하기 위한 입사각(예를 들면, 입사각 Φ)를 연산할 수 있다. 상기 제어 모듈이 상기 입사각을 연산하는 과정은 도 3c에 도시되어 있다.

도 3c를 참조하면, 시간 지연에 따른 지연 거리(d)는 수신 빔(예를 들면, 초음파)의 속력 v와 지연 시간(예를 들면, 8Δt)의 곱으로 연산될 수 있다. 상기 제어 모듈은, 상기 지연 거리를 연산한 후, 상기 도 3c에 도시된 바와 같이 상기 연산된 지연 거리와 상기 수신측 트랜스듀서 어레이(300)의 배열 거리(i)를 기초로 상기 입사각을 연산할 수 있다. 상기 연산된 입사각을 기초로 상기 제어 모듈은 상기 수신된 수신 빔의 방향을 결정할 수 있다.

도 3d는 x축 방향 및 y축 방향으로 배치되는 트랜스듀서 어레이들에 의하여 대상 객체가 스캔되는 기능 또는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 3d를 참조하면, 제1 방향(예를 들면, x축 방향)을 따라 배열된 송신측 트랜스듀서 어레이(310)는, 상기 대상 객체(미도시)를 스캔하기 위하여 송신 빔(302)을 출력할 수 있다. 상기 출력된 송신 빔이 상기 대상 객체에 반사되어 상기 전자 장치에 돌아오는 반사 신호를, 제2 방향(예를 들면, y축 방향)에 따라 배열된 수신측 트랜스듀서 어레이(320)가 수신할 수 있다. 도 3d에서, 송신각 θ(Y-Z 평면에서)는, 상기 송신 빔(302)이 출력되는 각도(즉, 상기 송신 빔이 출력되는 방향)를 의미할 수 있다. 입사각 Φ(X-Z 평면에서)는, 상기 수신 빔(304)이 수신되는 각도(즉, 상기 수신 빔이 수신되는 방향)를 의미할 수 있다. 상기 송신 빔(302)의 출력 방향과 상기 수신 빔(304)의 수신 방향에 대한 송수신 시간(T)를 측정하고, 상기 송수신 시간(T)를 2로 나눈 값인 T/2에 상기 송신 빔(또는 상기 수신 빔)의 속도 v를 곱하면, 상기 대상 객체까지의 거리(r)를 연산할 수 있다. 상기 (r, θ,Φ)를 통하여 상기 대상 객체의 형상을 판단할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(40)는, 제어 모듈(400), 센서 모듈(410), 지연 회로 모듈(420), 디스플레이 모듈(430), 입력 모듈(440) 및 출력 모듈(450)을 포함할 수 있다.

상기 제어 모듈(400)은, 예를 들면, 버스(BUS)를 통해 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(40)의 다양한 구성요소들(예: 상기 센서 모듈(410), 상기 지연 회로 모듈(420), 상기 디스플레이 모듈(430), 상기 입력 모듈(440) 및 상기 출력 모듈(450) 등)로부터 명령을 수신하여, 수신된 명령을 해독하고, 해독된 명령에 따른 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.

상기 제어 모듈(400)은, 상기 센서 모듈(410)에 의하여 송신 또는 수신된 신호를 통해 상기 대상 객체의 위치의 판단 및 상기 대상 객체를 스캔하도록 제어할 수 있다. 참고로, 본 명세서에서 언급되는 "스캔"이라는 용어는, 상기 대상 객체의 3차원 형상을 획득하기 위하여 수행되는 다양한 기능 또는 동작을 포함하는 의미일 수 있다.

상기 제어 모듈(400)은, 상기 센서 모듈(410)에 포함되는 제1 센서 어레이가 출력한 신호의 방향 및 상기 센서 모듈(410)에 포함되는 제2 센서 어레이가 수신한 신호의 방향을 기초로 상기 객체의 위치를 판단할 수 있다. 상기 제1 센서 어레이가 출력한 신호 및 상기 제2 센서 어레이가 수신한 신호는 초음파 일 수 있으나, 이에 의하여 제한되는 것은 아니다. 상기 제1 센서 어레이는 송신측 트랜스듀서 어레이를 의미할 수 있고, 상기 제2 센서 어레이는 수신측 트랜스듀서 어레이를 의미할 수 있다. 상기 제1 센서 어레이의 방향은 송신각(θ)에 의하여 결정될 수 있고, 상기 제2 센서 어레이의 방향은 입사각(Φ)에 의하여 결정될 수 있다.

또한, 상기 제어 모듈(400)은, 상기 제1 센서 어레이에 의하여 출력된 상기 신호가 상기 제1 센서 어레이에 반사되어 되돌아오는 시간 및 상기 신호가 상기 대상 객체에 의하여 반사되어 상기 제2 센서 어레이에 도달하는 시간을 기초로 상기 대상 객체까지의 거리 판단할 수 있다.

또한, 상기 제어 모듈(400)은, 상기 대상 객체의 예상되는 이동 위치를 위치 예측 알고리즘을 통하여 결정하고, 상기 결정된 예상 이동 위치를 정밀 스캔 영역에 포함되도록 설정할 수 있다.

또한, 상기 제어 모듈(400)은, 상기 제1 센서 어레이 및 상기 제2 센서 어레이에 의하여 센싱된 상기 대상 객체까지의 거리를 기초로 삼각 측량법을 통해 상기 대상 객체의 위치를 결정할 수 있고, 상기 결정된 위치를 정밀 스캔 영역에 포함되도록 설정할 수 있다.

또한, 상기 센서 모듈(410)은, 트랜스듀서 어레이들을 포함할 수 있다. 상기 트랜스듀서 어레이들은 예를 들어, 상기 송신 빔을 출력하는 제1 트랜스듀서 어레이(예를 들면, 제1 트랜스듀서 어레이 510) 및 상기 수신 빔을 감지하고, 상기 수신 빔에 대응하는 수신 신호를 출력하는 제2 트랜스듀서 어레이(예를 들면, 제2 트랜스듀서 어레이 520)를 포함할 수 있다. 상기 제1 트랜스듀서 어레이는 제1 방향으로 배열될 수 있으며, 상기 제2 트랜스듀서 어레이는 제2 방향으로 배열될 수 있다. 상기 제1 방향은 2차원 직교 좌표계를 기준으로 소정의 오차 범위를 포함하는 x축 방향을 의미할 수 있으며, 상기 제2 방향은 2차원 직교 좌표계를 기준으로 소정의 오차 범위를 포함하는 y축 방향을 의미할 수 있다. 상기 제1 방향 및 제2 방향이 이루는 각도는, 서로 평행이 아닌 한 직각만으로 한정되지 않는다. 상기 제어 모듈은, 상기 송신 빔의 출력 방향을 결정할 수 있고, 상기 출력된 수신 신호에 기초하여 상기 수신 빔이 감지된 방향을 판단할 수 있다. 상기 제1 트랜스듀서 어레이 및 상기 제2 트랜스듀서 어레이는 서로 이격되어 상기 전자 장치에 배치될 수 있다. 상기 제1 트랜스듀서 어레이는 예를 들어 상기 입력 모듈(440)의 주변에 배치될 수 있다. 상기 입력 모듈(440)은 예를 들어 상기 전자 장치(400)의 측면에 배치되는 볼륨 제어 버튼을 포함할 수 있다. 상기 제2 트랜스듀서 어레이는 상기 출력 모듈(450)의 주변에 배치될 수 있다. 상기 출력 모듈(450)은 상기 전자 장치(40)의 전면부에 배치된 스피커 모듈을 포함할 수 있다.

상기 지연 회로 모듈(420)은, 서로 다른 위상을 가지는 수신 신호들의 위상 차를 일치시키기 위한 기능 또는 동작을 수행할 수 있다. 상기 지연 회로 모듈(420)은, 상기 수신 신호들을 지연시킨 후, 위상이 서로 동일해진 신호들을 하나의 신호로 중첩하여 출력할 수 있다. 또한, 상기 지연 회로 모듈은(420), 상기 송신 빔을 출력하기 위한 송신 신호(예를 들면, 송신 신호 220)의 출력 시점에서, 상기 신호를 일정한 시간 지연 값을 가지도록 지연시켜, 상기 출력되는 송신 빔의 방향을 제어할 수 있다.

상기 디스플레이 모듈(430)은 상기 사용자에게 다양한 정보(예: 멀티미디어 데이터 또는 텍스트 데이터 등)를 디스플레이 할 수 있다. 본 발명의 일 실시예로서, 상기 디스플레이 모듈(430)은 터치 스크린을 포함할 수 있다. 상기 터치 스크린으로 구성되는 경우, 상기 입력 모듈(440)이 수행하는 기능/기능들 또는 동작/동작들이 상기 터치 스크린에 의하여 일부 수행될 수 있다.

상기 입력 모듈(440)은, 다양한 입출력 장치(예: 키보드, 터치 키, 물리 키 등)를 통하여 사용자로부터 소정의 명령 또는 데이터를 입력받도록 설정될 수 있다. 상기 입력 모듈(440)은 상기 수신한 다양한 명령 또는 데이터들을 상기 제어 모듈(400)로 전송할 수 있다.

상기 출력 모듈(450)은 다양한 정보를 출력하여 사용자에게 제공할 수 있다. 상기 출력 모듈(450)은 예를 들어 스피커 모듈을 포함할 수 있으며, 본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 상기 출력 모듈(450)은 상기 디스플레이 모듈(430)의 기능/기능들 또는 동작/동작들을 포함하는 개념으로 사용될 수도 있다.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에 상기 트랜스듀서 어레이들이 배치되는 실시예들을 설명하기 위한 도면이다.

도 5a를 참조하면, 상기 제1 트랜스듀서 어레이(510)는 출력 모듈(예를 들면, 스피커 모듈 502)에 배치될 수 있고, 상기 제2 트랜스듀서 어레이(520)는 입력 모듈(예를 들면, 측면 버튼 504)의 주변에 배치될 수 있다. 다만, 도 5a에 도시된 실시예들은 본 발명의 설명을 위하여 예시적으로 도시된 것으로서, 상기 제1 트랜스듀서 어레이(510) 및 상기 제2 트랜스듀서 어레이(520)는 도 5b에 도시된 바와 같이 상기 전자 장치(500a)상에서 다양한 위치에 배치될 수 있다.

도 5c를 참조하면, 전자 장치의 다른 실시예로서 웨어러블 전자 장치(500b)에 상기 제1 트랜스듀서 어레이(510) 및 상기 제2 트랜스듀서 어레이(520)가 배치되는 경우를 도시한 것이다. 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 제1 트랜스듀서 어레이(510) 및 상기 제2 트랜스듀서 어레이(520)는 상기 웨어러블 전자 장치(500b)의 전면에 이격되어 배치될 수 있다.

도 5a 내지 도 5c에 도시된 다양한 전자 장치들(500a, 500b)에 관한 설명은, 본 발명의 설명을 위하여 예시적으로 언급된 것으로서, 상기 제1 트랜스듀서 어레이(510) 및 상기 제2 트랜스듀서 어레이(520)는 상술한 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치, 예를 들어, 상기 태블릿 PC, 상기 전자북 리더기 및 상기 데스크탑 PC 등 다양한 전자 장치들에도 적용될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스듀서 어레이들에 의하여 대상 객체의 위치를 판단하기 위한 거리(D1, D2)를 감지하는 기능 또는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 제1 트랜스듀서 어레이(610)는 송신 빔(612a)을 출력할 수 있고, 제2 트랜스듀서 어레이(620)는 상기 출력된 송신 빔(612a)이 대상 객체에서 반사되어 돌아온 수신 빔(622)을 감지할 수 있다. 제어 모듈(예를 들면, 상기 제어 모듈 400)은, 상기 송신 빔을 출력한 후 수신시까지의 ToF(Time of Flight)를 통해 상기 대상 객체까지의 거리를 연산할 수 있다. 상술한 도 3d에 도시된 바와 같이, 두 개의 트랜스듀서 어레이(310, 320)가 서로 교차되도록 배치된다면, 송신 위치와 수신 위치가 동일하기 때문에 상기 ToF를 2로 나눈 값인 ToF/2에 초음파의 속도(예를 들면, 상기 송신 빔 또는 수신 빔의 속도 v)를 곱하면 상기 트랜스듀서 어레이들(310, 320)로부터 상기 대상 객체(630)까지의 거리를 계산할 수 있다. 그러나, 도 6과 같이 송신측 트랜스듀서 어레이(610)와 수신측 트랜스듀서 어레이(620)가 서로 이격되어 배치되는 경우에는 이하에서 설명되는 바와 같이 상기 대상 객체(630)까지의 거리(D1, D2)가 연산될 수 있다.

상기 제1 트랜스듀서 어레이(610)에 의하여 출력된 송신 빔(612a)은 대상 객체(630)에 도달하여 상기 제2 트랜스듀서 어레이(620)로 반사될 수 있다. 상기 제2 트랜스듀서 어레이(620)는 상기 반사된 송신 빔을 감지할 수 있다. 상기 제1 트랜스듀서 어레이(610) 또한 송신 빔의 출력(송신 모드) 후 수신 모드로 전환하여 상기 대상 객체(630)로부터 반사된 빔(612b)을 감지할 수 있다. 상기 제어 모듈(400)은, 상기 제1 트랜스듀서 어레이(610)의 상기 송신 모드 및 수신 모드를 통하여 상기 제1 트랜스듀서 어레이(610)가 출력한 송신 빔의 ToF(Time of Flight) 값을 연산할 수 있다. 상기 제어 모듈(400)은, 상기 연산된 ToF 값과 상기 출력된 송신 빔(612a)의 속력을 기초로 상기 제1 트랜스듀서 어레이(610)로부터 상기 대상 객체(630)까지의 거리(D1)를 연산할 수 있다. 또한, 상기 제1 트랜스듀서 어레이(610)로부터 출력된 송신 빔(612a)이 상기 대상 객체(630)에 반사되어 상기 제2 트랜스듀서 어레이(620)로 도달하는 시간과, 상기 ToF 값과 상기 송신 빔의 속력을 기초로, 상기 제어 모듈(400)은, 상기 대상 객체(630)로부터 제2 트랜스듀서 어레이(620) 사이의 거리(D2)를 연산할 수 있다. 상기 각각의 트랜스듀서 어레이들(610, 620) 사이의 거리의 연산을 통하여 상기 대상 객체(630)까지의 거리를 정확하게 판단하여, 서로 이격되어 있는 트랜스듀서 어레이에 있어서도 각 트랜스듀서 어레이로부터 상기 대상 객체(630)까지의 거리를 정확하게 연산할 수 있는 효과가 있다.

도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 일 실시예에 따른 거리(D1, D2)를 기초로 대상 객체를 스캔하는 경우와 그렇지 않은 경우를 비교하여 설명하기 위한 도면이다.

도 7a를 참조하면, 도 7a에서는 상기 제1 트랜스듀서 어레이(700) 및 상기 제2 트랜스듀서 어레이(710)가 서로 이격되어 배치되어 있으나, 상기 거리(D1 및 D2)를 기초로 하지 아니하고 상기 스캔을 수행하는 경우를 도시한 것이다. 도 7a 내지 도 7d에서는 본 발명의 설명의 편의를 위하여 평면상에서(2D 뷰) 상기 송신 빔 및 상기 수신 빔의 패턴이 도시되었다. 상기 송신 빔 및 상기 수신 빔이 교차하는 영역은 일정한 면적을 가지는 면이 될 수 있다. 이 경우, 도 1 에 도시된 바와 같이 두 개의 트랜스듀서 어레이가 교차하는 종래 기술의 경우에는, 송신 빔의 출력 기준점 및 반사된 상기 송신 빔을 수신하는 수신 기준점이 동일하기 때문에, 스캔 범위 내에서 상기 대상 객체가 존재하는 거리는 상기 제1 트랜스듀서 어레이(700)에서 출력된 신호가 상기 제2 트랜스듀서 어레이(710)로 수신되는 시간(T)을 2로 나눈 시간(T/2)에 대응하는 거리가 될 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예와 같이 트랜스듀서 어레이들(700, 710)이 서로 이격되어 있는 경우에 상기 종래의 기술과 같이 단순히 송수신 시간(T)를 2로 나누어 상기 대상 객체까지의 거리를 연산하게 되면, 상기 대상 객체가 어느 한 쪽의 트랜스듀서 어레이에 편향되어 위치하고 있는 경우에는 상기 송신 빔이 상기 대상 객체로부터 실제로 반사된 위치를 잘못 판단하게 될 수 있고, 따라서, 스캔시의 정확도가 감소될 수 있다.

그러나, 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 연산된 거리(D1, D2)를 기초로 상기 송신 빔(720)이 반사된 위치를 판단하는 경우, 상기 송신 빔(720)과 상기 수신 빔(730)이 중첩되는 영역(상기 대상 객체가 위치하여 상기 송신 빔이 반사된 지점으로서, 본 명세서에서 필요에 따라 "반사 영역"이라고 언급될 수 있다)에서 상기 대상 객체가 위치하는 지점을 정확하게 확정할 수 있는 바, 정확도가 증가될 수 있다.

도 7c를 참조하면, 상기 제1 트랜스듀서 어레이(700) 및 상기 제2 트랜스듀서 어레이(710)가 서로 이격되어 배치되나, 상기 제1 트랜스듀서 어레이(700) 및 상기 제2 트랜스듀서 어레이(710)가 이루는 각도가 직각이 아닐 수 있다. 이 경우, 상기 송신 빔(720) 및 수신 빔(730)이 중첩되는 영역(740)이 상기 제1 트랜스듀서 어레이(700) 및 상기 제2 트랜스듀서 어레이(710)가 직각인 경우와는 달리 편향되어 상기 반사 영역이 한쪽으로 길어지게 되는 바, 이에 따른 왜곡이 발생하여 한쪽 방향으로의 에러가 증가할 가능성이 있다.

다만, 도 7d에 도시된 바와 같이 상기 연산된 거리(D1, D2)를 기초로 상기 스캔을 수행하면, 상기 제1 트랜스듀서 어레이(700) 및 상기 제2 트랜스듀서 어레이(710)가 이루는 각도가 직각이 아닌 경우에도 상기 대상 객체가 위치하는 지점을 정확하게 판단할 수 있는 바, 상기 송신 빔(720) 및 수신 빔(730)이 중첩되는 영역의 면적을 상대적으로 감소시킬 수 있고, 따라서 상기 스캔의 정확도를 향상시킬 수 있다.

도 8a 내지 도 8e는 상기 대상 객체에 대한 스캔을 수행하기 전에, 본 발명의 일 실시예에 따른 거리(D1, D2)를 기초로 상기 대상 객체의 위치 가능 영역을 설정하고, 상기 위치 가능 영역만을 스캔하여 스캔 속도를 향상시킬 수 있는 기능 또는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 8a를 참조하면, 상기 연산된 거리(D1, D2)를 기초로, 상기 제어 모듈(400)은 대상 객체의 위치 가능 영역(805)을 설정할 수 있다. 상기 위치 가능 영역은 상기 연산된 거리(D1, D2)만을 기초로 연산될 수 있다(예를 들면, 삼각 측량법을 통하여). 3차원의 공간에서 두 지점(예를 들어, 상기 제1 트랜스듀서 어레이(610) 및 상기 제2 트랜스듀서 어레이(620)에 대응하는 좌표) 및 상기 각 지점에서 임의의 점까지의 거리(D1, D2)만을 알고 있으므로, 상기 대상 객체의 위치 가능 영역(805)은 각 트랜스듀서 어레이에서의 측정거리 (D1, D2)를 반지름으로 갖는 구가 3차원 상에서의 교차하여 생성되는 원의 형상으로 결정될 수 있다. 도 8a에서는 상기 원의 형상을 본 발명의 설명의 편의를 위하여 상기 전자 장치에 의해 형성되는 평면의 수직인 면에 도시한 것이다. 이에 따라, 도 8b에 도시된 바와 같이 상기 대상 객체에 대한 스캔은, 상기 위치 가능 영역(805)에 대해서만 수행될 수 있으므로, 상기 스캔을 수행함에 있어서 소요되는 시간을 감축시킬 수 있다.

도 8c를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(800)는 상기 제1 트랜스듀서 어레이(810) 및 상기 제2 트랜스듀서 어레이(820) 이외에 제3 트랜스듀서(830)를 포함할 수 있다. 상술한 도 8a 및 도 8b의 경우에 있어서 제3 트랜스듀서(830)를 사용함으로써 세 지점으로부터의 거리를 알 수 있는 바, 도 8d에 도시된 바와 같이 상기 대상 객체가 공간 중에 위치하는 대략적인 후보 위치(855)를 결정할 수 있다. 또한, 상기 제어 모듈(400)은, 상기 후보 위치(855)를 기준으로 후보 영역(860)을 결정할 수 있다. 도 8e를 참조하면, 상기 제어 모듈(400)은, 상기 제1 트랜스듀서 어레이(810) 및 상기 제2 트랜스듀서 어레이(820)는 상기 후보 영역(860)을 기준으로 상기 후보 영역(860)의 주변만을 스캔하도록 제어하여, 제한된 스캔 영역만을 스캔하도록 제어할 수 있다. 제한된 스캔 영역만을 스캔함에 따라, 스캔 속도를 향상시킬 수 있다. 도 8e에서도 본 발명의 설명의 편의를 위하여 상기 후보 영역(860)을 평면상에서 도시하였다. 상기 후보 영역(860)은 예를 들어 3차원의 공간상에서는 구의 형태로 결정될 수 있다.

도 9a 내지 도 9f는 상기 대상 객체가 이동하는 경우에, 상기 이동 중인 대상 객체가 위치할 것으로 예상되는 예상 이동 영역을 정밀하게 스캔하여 스캔 속도를 향상시킬 수 있는 기능 또는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 9a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 대상 객체(930)는 전자 장치(900)에 대향하여 이동(moving opposite) 중 일 수 있다. 상기 이동 중인 대상 객체(930)는 일반적으로 일정한 방향성을 가지고 이동하는 바, 이를 이용하여 상기 대상 객체(930)의 이동 지점을 예측하여 상기 스캔을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 대상 객체(930)는 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하여((a)에서 (b)로), 현재 (b)의 위치에서 (c)의 위치로 이동할 것이 예상된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(900)는 상기 대상 객체(930)가 이동할 것으로 예상되는 지점(예를 들어, (c) 지점)을 정밀 스캔 영역을 설정하여 상기 정밀 스캔 영역을 정밀하게 스캔할 수 있다. 상기 정밀하게 스캔한다는 용어의 의미는, 스캔이 수행되는 각도의 간격(즉, 송신 빔이 출력되는 간격)이 좁음을 의미할 수 있다. 반대로, 러프(rough) 스캔 영역에서는 상기 스캔이 수행되는 각도의 간격이 상기 정밀 스캔 영역에 비하여 넓음을 의미할 수 있다. 상기 출력되는 송신 빔의 폭은, 상기 송신 빔을 출력하는 트랜스듀서의 수에 반비례하여 제어될 수 있다. 상기 수신 빔을 수신하는 경우에도, 상기 수신측 트랜스듀서 어레이에 포함되는 트랜스듀서의 수를 감소시키면, 상기 수신 빔을 감지할 수 있는 범위(즉, 각도)가 넓어질 수 있는 바, 상기 수신 빔을 감지하는 트랜스듀서의 수를 조절하여 상기 스캔 영역의 조절이 가능할 수 있다. 예를 들어, 총 스캔 영역이 160도이고, 도 8과 관련되어 설명된 삼각 측량법 또는 도 9a와 관련되어 설명된 상기 대상 객체의 예상 위치에 따른 상기 정밀 스캔 영역은 40도인 경우를 가정하면, 상기 정밀한 스캔의 경우에는 송신측 및 수신측 트랜스듀서 어레이의 모든 트랜스듀서들(예를 들면, 9개)를 사용하여 상기 스캔이 수행되는 각도가 5도 간격으로 수행될 수 있고, 상기 러프한 스캔의 경우에는 송신측 및 수신측 트랜스듀서에 포함되는 일부의 트랜스듀서(예를 들면, 송신측 및 수신측 트랜스듀서 각각 3개)만 사용하여 상기 스캔이 수행되는 각도가 20도 간격으로 수행될 수 있다. 상기 5도 및 20도 및 상기 스캔에 사용되는 트랜스듀서의 수는 본 발명의 일 실시예를 설명하기 위한 것으로서, 이에 의하여 본 발명의 실시예가 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 트랜스듀서의 수에 따라(다시 말하면, 상기 트랜스듀서의 수에 종속하여) 상기 예시된 각도(예를 들면, 5도 및 20도)가 형성됨을 의미하지는 않는다. 따라서, 상기 러프 스캔 영역(120도)에서는 예를 들어 20도 간격으로 스캔을 수행하게 되는 바, 상기 스캔은 6회(120도/20도)이 수행될 수 있다. 또한, 상기 정밀 스캔 영역에서는 상기 스캔은 8회(40도/5도)이 수행될 수 있다.

도 9b 및 도 9c는, 본 발명의 일 실시예에 따른 러프한 스캔과 정밀한 스캔에서의 송신 빔 (930)이 출력되는 원리를 설명하기 위한 도면이다. 도 9b를 참조하면, 제1 트랜스듀서 어레이(910)에 입력되는 신호(예를 들면, 상기 송신 신호)는 일부의 트랜스듀서들에 대해서만 입력될 수 있다. 이에 따라 제1 트랜스듀서 어레이(910)에 의하여 출력되는 송신 빔은 넓은 폭을 가질 수 있다. 이와 같은 송신 빔은, 상기 러프한 스캔을 위하여 사용될 수 있다.

도 9c 를 참조하면, 제1 트랜스듀서 어레이(910)에 입력되는 신호(예를 들면, 상기 송신 신호)는 다수의 트랜스듀서들에 대해서 입력될 수 있다. 이에 따라 제1 트랜스듀서 어레이(910)에 의하여 형성되는 송신 빔은 좁은 폭을 가지는 송신 빔이 출력될 수 있다. 이와 같은 송신 빔은, 상기 정밀한 스캔을 위하여 사용될 수 있다.

도 9d를 참조하면, 상기 대상 객체(930)의 예상 위치는 예를 들면 (2) 영역으로 결정될 수 있으며, 상기 (2) 영역은 상기 제어 모듈(400)에 의하여 정밀 스캔 영역으로 설정될 수 있다. 상기 제어 모듈(400)은 상기 (2) 영역에 대해서 정밀한 스캔을 수행할 수 있다. 상기 대상 객체(930)의 예상 위치는 위치 예상 알고리즘을 통하여 결정될 수 있다. 상기 위치 예상 알고리즘은 예를 들어, 칼만 필터(Kalman filter)를 포함할 수 있으나 이에 의하여 상기 위치 예상 알고리즘의 실시예가 제한되는 것은 아니다. 상기 칼만 필터는, 잡음이 포함되어 있는 선형 역학계의 상태를 추적하는 재귀 필터를 의미하는 것일 수 있다.

다만, 상기 예상 위치 알고리즘을 통한 상기 대상 객체(930)의 예상 위치가 잘못되는 경우가 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 예상 위치 알고리즘을 통하여 예상되는 상기 대상 객체의 위치가 (2) 영역이었으나, 예상과는 다르게 상기 대상 객체(930)는, 상기 대상 객체(930)가 진행하던 방향의 역 방향으로 이동할 수 있다. 이에 따라, 상기 제어 모듈(400)은, 상기 정밀 스캔 영역((2) 영역)을 정밀하게 스캔 한 후, 상기 대상 객체가 존재하지 아니하면, 상기 (2) 영역을 제외하고 상기 러프 스캔 영역((1) 영역) 중 상기 대상 객체(930)의 존재가 감지된 영역((3) 영역)을 정밀 스캔 영역으로 설정하도록 제어할 수 있다. 상술한 바와 같이 정밀하게 스캔(본 명세서에서, 본 발명의 설명을 위하여 필요에 따라 "제1 스캔 타입"이라고 언급될 수 있다)하는 영역과 러프하게 스캔(본 명세서에서, 본 발명의 설명을 위하여 필요에 따라 "제2 스캔 타입"이라고 언급될 수 있다)하는 영역을 구분함으로써, 모든 영역을 정밀하게 스캔하는 종래의 스캔 방식에 비하여 스캔 속도를 현저하게 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 모든 영역(스캔 영역이 160도 로 설정된 경우)을 정밀하게 스캔하는 경우에는 송신측 트랜스듀서 어레이(910)는 로 32회(160도/5도)의 스캔을 하게 되어 총 1024회(송신측 32회 X 수신측 32회)의 스캔을 하게 된다. 그러나 본원 발명과 같이 러프 스캔과 정밀 스캔을 함께 사용하는 경우, 위의 계산과 같이 러프 스캔을 6번 정밀 스캔을 8번 하게 되어 196회(송신측 14회 X 수신측 14회)의 스캔으로 상기 대상 객체(940)의 형상을 판단할 수 있게 된다. 만약, 예측이 잘못되어 정밀 스캔 영역을 다시 설정하여 재 스캔을 하게 되는 경우, 상기 러프 스캔시 상기 대상 객체(940)의 존재가 감지된 (3) 영역(예를 들어, 상기 영역의 범위가 40도인 경우)을 5도 간격으로 다시 스캔하면 되기 때문에 송신측 8회 X 수신측 8회로 총 64회의 스캔을 추가적으로 수행하게 되어, 상기 대상 객체(940)의 형상을 판단하기 위한 스캔을 총 260회만 수행하면 되는 바, 상기 1024회 보다 약 1/4의 스캔 시간이 소요되어, 상기 스캔 속도를 현저하게 향상시킬 수 있는 효과 가 있다.

상술한 바와 같이 상기 러프 스캔 영역((1) 영역)에서 상기 제어 모듈은 상기 러프한 스캔을 위하여 상기 제2 트랜스듀서 어레이(920) 중 일부의 트랜스듀서들만이 상기 수신 빔의 감지에 대응하는 수신 신호를 출력하도록 제어할 수 있다. 도 9f에 도시된 수신 빔의 방향은, 상기 지연 시간(Δt1)을 가지는 수신 신호들 중에서, 상기 중첩된 신호의 크기의 합이 임계 크기를 초과(또는 이상)하는 수신 신호에 대응하는 수신 빔이 감지된 방향을 의미한다. 상기 제어 모듈(400)은, 상기 수신 빔 ①을 감지하는 트랜스듀서들 이외에 다른 트랜스듀서들(예를 들면, 트랜스듀서 2, 트랜스듀서 5, 트랜스듀서 9)에 대해서는 상기 지연 시간을 Δt2로 달리 설정하여 스캔 방향을 변경할 수 있다. 이에 의하여, 다른 각도에 따라 상기 제2 트랜스듀서 어레이(920)에 수신되는 수신 빔을 감지하도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 트랜스듀서 1, 트랜스듀서 4 및 트랜스듀서 8은 20도에서 90도까지, 상기 트랜스듀서 2, 트랜스듀서 5 및 트랜스듀서 9는 90도에서 160도까지 스캔하는 방식으로 동시에 각기 다른 방향을 스캔함으로써 상기 스캔 속도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 도 9f에서는, 상기 수신 빔을 감지하는 트랜스듀서를 각각 트랜스듀서 1, 트랜스듀서 4, 트랜스듀서 8 / 트랜스듀서 2, 트랜스듀서 5, 트랜스듀서 9로 설명하였으나, 이에 의하여 본 발명의 실시예가 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 트랜스듀서 1, 트랜스듀서 2, 트랜스듀서 3 / 트랜스듀서 4, 트랜스듀서 5, 트랜스듀서 6 과 같이 인접한 트랜스듀서를 사용하는 것도 무방하다.

송신측 트랜스듀서 어레이(910)에 의한 송신 빔의 출력시에도, 상기 러프한 스캔을 수행하는 경우에는 일부의 트랜스듀서를 사용하기 때문에, 예를 들어 트랜스듀서 1, 트랜스듀서 2, 트랜스듀서 3 / 트랜스듀서 7, 트랜스듀서 8, 트랜스듀서 9로 트랜스듀서 어레이를 개념적으로 분리하여 송신 빔을 출력하는 것이 가능하다. 다만, 상기 제1 트랜스듀서 어레이(910)에 의하여 출력된 신호가 상기 제1 트랜스듀서 어레이(910) 중 어떠한 트랜스듀서에 의하여 신호가 출력되었는지에 대한 정보를 포함하고 있는 경우, 상술한 도 9f의 설명이 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 상기 제1 트랜스듀서 어레이(910)의 일부는 스캔 각도가 160도인 스캔을 수행하고, 다른 일부는 스캔 각도가 60도인 스캔을 수행하도록 제어되어 스캔 속도를 향상시킬 수 있다.

도 10은 이격된 트랜스듀서 어레이를 포함하는 전자 장치에서 대상 객체를 스캔하기 위한 동작을 설명하기 위한 순서도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 상기 대상 객체를 스캔하기 위하여 일정한 지연 시간을 가지는(즉, 편향된) 송신 빔을 출력할 수 있다(S1000). 상기 편향된 송신 빔은, 상술한 바와 같이 시간 지연에 따라 상기 각각의 트랜스듀서에 입력되는 송신 신호에 따라 출력될 수 있다. 상기 전자 장치는 상기 송신 빔에 대응하는 수신 빔을 감지할 수 있고(S1010), 상기 수신 빔의 감지에 따른 수신 신호를 지연시킨 후(즉, 시간 지연에 대한 보상) 상기 지연된 신호들을 서로 중첩할 수 있다(S1020). 본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 상기 "수신 신호를 중첩"이라는 표현은 "수신 신호를 합성"이라는 표현으로도 사용될 수 있다. 상기 전자 장치는, 스캔 영역 내에서 다양한 각도에 따라 감지되는 수신 빔에 대한 수신 신호들을 중첩하여 출력할 수 있다.

상기 전자 장치는 상기 지연된 신호들을 중첩시키는 동작을 상기 대상 객체의 스캔을 위하여 미리 설정된 모든 스캔 방향에 대해서 반복적으로 수행(S1030)한 후, 상기 중첩되어 출력된 수신 신호들의 크기를 비교할 수 있다(S1040). 상기 중첩된 신호의 크기는 시간 지연에 따른 위상 변화에 따라 증가하거나 감소할 수 있다. 상기 전자 장치는, 상기 중첩되어 출력된 신호들의 크기 중 신호의 크기가 최대가 되는 신호를 이용하여 상기 수신 빔의 입사각(Φ)을 연산할 수 있다(S1050). 상기 전자 장치는, 상기 연산된 입사각을 통하여 상기 감지된 수신 빔이 감지된 방향을 결정할 수 있다. 상기 전자 장치는 송신 빔이 상기 대상 객체에 도달하는 데 소요된 시간(송신 시간) 및 상기 송신 빔이 상기 대상 객체에 반사되어 송신측 트랜스듀서 어레이 및 상기 수신측 트랜스듀서 어레이에 의해 감지된 시간(총 비행 시간)을 기초로 상기 송신 빔이 상기 대상 객체에서 반사되어 상기 수신측 트랜스듀서 어레이에 도달하는데 소요되는 시간(수신 시간)을 연산할 수 있다. 상술한 바와 같이 상기 전자 장치는, 상기 송신 시간 및 상기 수신 시간을 기초로 상기 대상 객체까지의 거리 D1 및 D2를 연산할 수 있다(S1060). 상기 전자 장치는, 송신측 트랜스듀서 어레이에서 송신 빔의 출력시에, 시간 지연을 변화시켜 송신각(θ)를 결정하기 때문에 상기 송신 빔이 출력된 송신각(θ)에 대한 정보는 상기 송신 빔이 출력되는 시점에 상기 전자 장치에 의하여 획득될 수 있다. 즉, 상기 송신각에 대한 정보는 상기 송신 빔의 출력 시점에서 상기 전자 장치가 결정할 수 있다. 상기 전자 장치는 모든 방향에 대해 상기 송신 빔을 출력하였는지 즉, 스캔 영역의 모든 방향에 대해서 스캔이 수행되었는지 여부를 판단하고(S1070), 모든 방향에 대해서 송신 빔을 출력하였으면(S1070-Y), 상기 전자 장치는 상기 거리(D1 및 D2), 상기 송신각 및 상기 입사각을 기초로 상기 대상 객체의 3차원 형상을 판단할 수 있다(S1080).

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼각 측량법을 통하여 스캔 속도를 향상시킬 수 있는 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 제어 방법은, 상기 전자 장치 주변에 위치하는 객체를 스캔하기 위하여 상기 전자 장치에 서로 이격되어 배치되는 복수의 센서 어레이를 포함하는 센서 모듈이 상기 전자 장치의 주변에 위치하는 객체의 위치를 판단하기 위한 신호를 출력하는 동작(S1100)을 포함할 수 있다. 상기 대상 객체의 위치를 판단하기 위하여 방향이 아닌 거리를 이용하는 바, 송신측 트랜스듀서 어레이에서는 상기 대상 객체의 방향을 판단하기 위한 송신 빔을 출력하지 않을 수 있다. 또한, 수신측 트랜스듀서 어레이 또한 상기 대상 객체가 위치하는 방향을 판단하기 위한 스캔을 수행하지 않을 수 있다. 다만, 송신측 트랜스듀서 어레이 중 어느 하나의 트랜스듀서는 상기 대상 객체까지의 거리를 연산하기 위하여 상기 거리를 판단하기 위한 신호(예를 들면, 초음파 신호)를 상기 대상 객체를 스캔하기 위하여 미리 지정된 방향 중 모든 방향(또는 모든 각도)으로 출력할 수 있다. 본 명세서에서 발명의 설명을 위하여 필요에 따라, 상기 거리를 판단하기 위한 신호는 "제3 신호"라고 언급될 수 있다. 상기 전자 장치는, 상기 출력된 신호에 대응하여 상기 대상 객체로부터 반사된 신호를 수신하고, 상기 출력된 신호 및 상기 반사된 신호를 기초로 송신측 트랜스듀서 어레이 및 수신측 트랜스듀서 어레이에서 상기 대상 객체까지의 거리를 연산할 수 있다(S1110). 상기 전자 장치는, 상기 연산된 거리를 기초로 상기 대상 객체의 위치 가능 영역 또는 현재 위치를 결정할 수 있다(S1120). 상기 S1110 동작에서, 상기 송신측 트랜스듀서 어레이 및 수신측 트랜스듀서 어레이에서의 거리를 구하기 위하여, 송신측 트랜스듀서 어레이는 상기 거리를 판단하기 위한 신호를 출력 후(송신 모드) 수신 모드로 변경하여 상기 대상 객체로부터 반사되는 상기 신호를 수신할 수 있다(수신 모드). 이를 기초로 상기 송신측 트랜스듀서 어레이로부터 상기 대상 객체까지의 왕복 시간(t)을 연산하여 상기 대상 객체까지의 거리를 연산하고, 수신측 트랜스듀서 어레이에서는 상기 신호의 송신 후 수신까지 소요된 총 시간(T)에서 상기 왕복 시간을 2로 나눈 값(t/2)과의 차이(T-(t/2))를 이용하여 상기 대상 객체에서 상기 수신측 트랜스듀서 어레이까지의 거리를 연산할 수 있다. 상기 전자 장치는 상기 결정된 상기 대상 객체의 현재 위치 또는 상기 대상 객체의 위치 가능 영역만을 스캔하여 상기 대상 객체의 3차원 형상을 획득할 수 있다(S1130).

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 대상 객체의 현재 위치를 기준으로 예측되는 위치를 위치 예측 알고리즘을 통하여 예측하여 스캔 속도를 향상시킬 수 있는 전자 장치의 제어 방법에 관한 순서도이다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치의 제어 방법은, 상기 대상 객체의 현재 위치를 판단하는 동작(S1200), 상기 판단된 대상 객체의 현재 위치를 기준으로 위치 추정 알고리즘을 통하여 상기 대상 객체의 이동이 예상되는 예상 위치를 판단하는 동작(S1210) 및 상기 예상 위치를 스캔하는 동작(S1220)을 포함할 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 대상 객체의 예상 위치에 따라 결정된 정밀 스캔 영역과 러프 스캔 영역을 통하여 상기 대상 객체에 대한 스캔 속도를 향상시킬 수 있는 전자 장치의 제어 방법에 관한 순서도이다.

도 13을 참조하면, 상기 전자 장치는 상기 대상 객체의 현재 위치를 기준으로 상기 대상 객체의 예상되는 위치를 상기 삼각 측량법 또는 상기 칼만 필터와 같은 위치 예측 알고리즘을 통하여 예측하는 동작(S1300)을 포함할 수 있다. 상기 전자 장치는 상기 예측 위치를 정밀 스캔 영역으로 설정하는 동작(S1310)을 포함할 수 있다. 상기 전자 장치는, 상기 대상 객체를 스캔하되, 상기 대상 객체의 스캔 중에 상기 정밀 스캔 영역에 도달하면 상기 출력되는 송신 빔의 폭을 감소시켜 정밀 스캔을 수행하는 동작(S1320)을 포함할 수 있다. 상기 전자 장치는, 상기 정밀 스캔 영역에 상기 대상 객체가 존재하는지, 즉, 상기 대상 객체가 스캔되었는지 여부를 판단(S1330)하고, 상기 정밀 스캔 영역에 상기 객체가 존재하는 경우(S1330-Y), 상기 스캔된 대상 객체의 3차원 형상을 상기 전자 장치에 디스플레이하는 동작(S1350)을 포함할 수 있다. 상기 정밀 스캔 영역에 상기 객체가 존재하지 않는 경우(S1330-N), 상기 러프 스캔 영역 중에 상기 대상 객체가 위치할 것으로 예측된 영역에 대해 상기 정밀 스캔을 재 수행하고(S1340), 상기 S1350동작을 수행할 수 있다. 다만, 본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 상기 S1340 동작은, 상기 정밀하게 스캔하지 않은 영역에 대해서 상기 대상 객체에 대한 위치 예측을 재 수행한 후, 상기 대상 객체가 위치할 것으로 예측되는 영역을 정밀하게 스캔하는 동작으로 대체되어 실시될 수도 있다.

상기 도 10 내지 도 13과 관련하여 설명된 내용 이외에도 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 제어 방법에 대해서는 상술한 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에 관한 설명이 동일하게 적용될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 전술한 구성요소들 각각은 하나 또는 그 이상의 부품(component)으로 구성될 수 있으며, 해당 구성 요소의 명칭은 전자 장치의 종류에 따라서 달라질 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 전술한 구성요소 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있으며, 일부 구성요소가 생략되거나 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 구성 요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체(entity)로 구성됨으로써, 결합되기 이전의 해당 구성 요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예들에 사용된 용어 "모듈"은, 예를 들어, 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어(firmware) 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는 단위(unit)를 의미할 수 있다. "모듈"은 예를 들어, 유닛(unit), 로직(logic), 논리 블록(logical block), 부품(component) 또는 회로(circuit) 등의 용어와 바꾸어 사용(interchangeably use)될 수 있다. "모듈"은, 일체로 구성된 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수도 있다. "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 "모듈"은, 알려졌거나 앞으로 개발될, 어떤 동작들을 수행하는 ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays) 또는 프로그램 가능 논리 장치(programmable-logic device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는, 예컨대, 프로그래밍 모듈의 형태로 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어는, 하나 이상의 프로세서 (예를 들면, 상기 제어 모듈 400)에 의해 실행될 경우, 상기 하나 이상의 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 예를 들면, 메모리(memory)가 될 수 있다. 상기 프로그래밍 모듈의 적어도 일부는, 예를 들면, 상기 프로세서에 의해 구현(implement)(예: 실행)될 수 있다. 상기 프로그래밍 모듈의 적어도 일부는 하나 이상의 기능을 수행하기 위한, 예를 들면, 모듈, 프로그램, 루틴, 명령어 세트(sets of instructions) 또는 프로세스 등을 포함할 수 있다.

상기 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에는 하드디스크, 플로피디스크 및 자기 테이프와 같은 마그네틱 매체(Magnetic Media)와, CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory), DVD(Digital Versatile Disc)와 같은 광기록 매체(Optical Media)와, 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media)와, 그리고 ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령(예: 프로그래밍 모듈)을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함될 수 있다. 또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 다양한 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지다.

본 발명의 다양한 실시예들에 따른 모듈 또는 프로그래밍 모듈은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 모듈, 프로그래밍 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱(heuristic)한 방법으로 실행될 수 있다. 또한, 일부 동작은 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 명령들을 저장하고 있는 저장 매체에 있어서, 상기 명령들은 적어도 하나의 프로세서에 의하여 실행될 때에 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금 적어도 하나의 동작을 수행하도록 설정된 것으로서, 상기 적어도 하나의 동작은, 상기 전자 장치 주변에 위치하는 객체를 스캔하기 위한 복수의 센서 어레이를 포함하는 센서 모듈이, 지향성 빔의 출력 및 반사 신호의 감지를 통하여 상기 대상 객체를 스캔하는 동작을 포함한다. 또한, 상기 대상 객체에 대한 스캔 속도의 향상을 위해 상기 전자 장치의 주변에 위치하는 객체의 위치를 판단하기 위한 신호를 출력하는 동작, 상기 출력된 신호에 대응하여 상기 객체로부터 반사된 신호를 수신하고, 상기 출력된 신호 및 상기 수신된 신호를 기초로 상기 객체의 위치를 판단하는 동작 및 상기 판단된 위치에 존재하는 상기 객체를 정밀 스캔하고, 나머지 영역에 대해서는 러프한 스캔을 하는 동작을 포함할 수 있다.

그리고 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예에 따른 의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 실시예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 다양한 실시예들의 범위는 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시예들의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시예들의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

400 : 제어 모듈
410 : 센서 모듈
420 : 지연 회로 모듈
430 : 디스플레이 모듈
440 : 입력 모듈
450 : 출력 모듈

Claims

전자 장치에 있어서,
상기 전자 장치 주변에 위치하는 대상 객체를 스캔하기 위한 복수의 센서 어레이(array)를 포함하는 센서 모듈;
상기 센서 모듈이 상기 대상 객체에 대하여 출력한 제1 신호를 기초로 상기 대상 객체가 위치하는 방향을 판단하고, 상기 방향에 위치하는 상기 대상 객체를 스캔하도록 제어하는 제어 모듈을 포함하되,
상기 복수의 센서 어레이 각각은, 서로 이격되어 상기 전자 장치에 배치되는 것을 특징으로 하는, 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 센서 모듈은, 제1 방향으로 연장되는 제1 센서 어레이 및 제2 방향으로 연장되는 제2 센서 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어 모듈은, 상기 제1 센서 어레이가 출력한 상기 제1 신호의 방향 및 상기 제2 센서 어레이에 의해 감지된 신호를 지연시켜 중첩된 신호들 중 최대 크기를 가지는 신호의 방향을 기초로 상기 대상 객체의 방향을 판단하는 것을 특징으로 하는, 전자 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어 모듈은, 상기 제1 센서 어레이에 의하여 출력된 상기 제1 신호가 상기 대상 객체에 의하여 반사되어 상기 제1 센서 어레이에 도달하는 왕복 시간 및, 제1 센서 어레이에 의하여 출력된 상기 제1 신호가 상기 제2 센서 어레이에 도달하는 시간과 상기 왕복 시간의 차이를 기초로, 상기 전자 장치로부터 상기 대상 객체까지의 거리를 결정하는 것을 특징으로 하는, 전자 장치.
제4항에 있어서,
상기 제어 모듈은, 상기 제1 신호의 출력 방향이 미리 지정된 방향에 따라 변경되어 출력되도록 제어하여 상기 대상 객체까지의 거리를 반복적으로 연산하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 전자 장치.
제5항에 있어서,상기 제어 모듈은, 상기 연산된 거리, 상기 제1 센서 어레이에 의하여 출력된 상기 제1 신호의 방향 및 상기 제2 센서 어레이에 의하여 감지된 제2 신호의 방향을 기초로 상기 대상 객체의 3차원 형상을 판단하도록 설정된 것을 특징으로 하는, 전자 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어 모듈은, 상기 제1 센서 어레이가 상기 대상 객체까지의 거리를 판단하기 위한 제3 신호를 출력하여 상기 대상 객체까지의 거리를 연산하고,
상기 연산된 거리를 기초로 삼각 측량법을 이용하여 상기 대상 객체의 위치를 판단하도록 설정된 것을 특징으로 하는, 전자 장치.
제7항에 있어서,
상기 제어 모듈은, 상기 삼각 측량법을 기초로 연산된 상기 대상 객체의 위치를 기준으로 상기 대상 객체의 예상되는 이동 위치를 위치 예측 알고리즘을 통하여 결정하고, 상기 결정된 예상 이동 위치를 제1 스캔 타입 영역으로 설정하는 것을 특징으로 하는, 전자 장치.
제8항에 있어서,
상기 제어 모듈은, 상기 제1 스캔 타입 영역만을 스캔하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 전자 장치.
제9항에 있어서,
상기 제어 모듈은, 상기 대상 객체를 스캔하기 위해 미리 설정된 스캔 범위 중 상기 제1 스캔 타입 영역을 제외한 다른 영역을 제2 스캔 타입 영역으로 설정하는 것을 특징으로 하는, 전자 장치.
제10항에 있어서,
상기 제어 모듈은, 상기 제1 스캔 타입 영역은 정밀하게 스캔하고, 상기 제2 스캔 타입 영역은 러프하게 스캔하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 전자 장치.
제10항에 있어서,
상기 제어 모듈은, 상기 제1 스캔 타입 영역에 상기 대상 객체가 존재하지 아니하는 경우, 상기 제2 스캔 타입 영역 중 상기 대상 객체가 감지된 영역에 대해서 상기 스캔을 재 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 전자 장치.
전자 장치의 제어 방법에 있어서,
상기 전자 장치 주변에 위치하는 대상 객체의 3차원 형상을 판단하기 위한 복수의 센서 어레이를 포함하는 센서 모듈이, 상기 전자 장치의 주변에 위치하는 대상 객체의 방향을 판단하기 위한 제1 신호를 출력하는 동작;
상기 센서 모듈이 상기 대상 객체에 대하여 출력한 제1 신호를 기초로 상기 대상 객체가 위치하는 방향을 판단하는 동작; 및
상기 판단된 방향에 위치하는 상기 대상 객체의 3차원 형상을 판단하는 동작을 포함하되,
상기 제1 센서 어레이 및 상기 제2 센서 어레이는, 서로 이격되어 상기 전자 장치에 배치되는 것을 특징으로 하는, 전자 장치의 제어 방법.
제13항에 있어서,
상기 센서 모듈은, 제1 방향으로 연장되는 제1 센서 어레이 및 제2 방향으로 연장되는 제2 센서 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자 장치의 제어 방법.
제14항에 있어서,
상기 대상 객체가 위치하는 방향을 판단하는 동작은, 상기 제1 센서 어레이가 출력한 상기 제1 신호의 방향 및, 상기 제2 센서 어레이에 의하여 감지된 제2 신호를 지연시켜 중첩된 신호들 중 최대 크기를 가지는 신호의 방향을 기초로 순차적으로 상기 대상 객체의 방향을 판단하는 것을 특징으로 하는, 전자 장치의 제어 방법.
제14항에 있어서,
상기 제1 센서 어레이에 의하여 출력된 상기 제1 신호가 상기 대상 객체에 의하여 반사되어 상기 제1 센서 어레이에 도달하는 왕복 시간 및, 제1 센서 어레이에 의하여 출력된 상기 제1 신호가 상기 제2 센서 어레이에 도달하는 시간과 상기 왕복 시간의 차이를 기초로, 상기 전자 장치로부터 상기 대상 객체까지의 거리를 결정하는 동작을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자 장치의 제어 방법.
제16항에 있어서,
상기 제1 신호의 출력 방향이 미리 지정된 방향에 따라 변경되어 출력되도록 제어하여 상기 대상 객체까지의 거리를 반복적으로 연산하는 동작을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자 장치의 제어 방법.
제17항에 있어서,상기 판단된 방향에 위치하는 상기 대상 객체의 3차원 형상을 판단하는 동작은, 상기 연산된 거리, 상기 제1 센서 어레이에 의하여 출력된 상기 제1 신호의 방향 및 상기 제2 센서 어레이에 의하여 감지된 제2 신호의 방향을 기초로 상기 대상 객체의 3차원 형상을 판단하는 것을 포함하는, 전자 장치의 제어 방법.
제14항에 있어서,
상기 제1 센서 어레이가 상기 대상 객체까지의 거리를 판단하기 위한 제3 신호를 출력하여 상기 대상 객체까지의 거리를 연산하는 동작; 및,
상기 연산된 거리를 기초로 삼각 측량법을 이용하여 상기 대상 객체의 위치를 판단하는 동작을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자 장치의 제어 방법.
제19항에 있어서,
상기 삼각 측량법을 기초로 연산된 상기 대상 객체의 위치를 기준으로 상기 대상 객체의 예상되는 이동 위치를 위치 예측 알고리즘을 통하여 결정하는 동작; 및
상기 결정된 예상 이동 위치를 제1 스캔 타입 영역으로 설정하는 동작을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자 장치의 제어 방법.
제20항에 있어서,
상기 제1 스캔 타입 영역만을 스캔하는 동작을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자 장치의 제어 방법.
제21항에 있어서,
상기 대상 객체를 스캔하기 위해 미리 설정된 스캔 범위 중 상기 제1 스캔 타입 영역을 제외한 다른 영역을 제2 스캔 타입 영역으로 설정하는 동작을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자 장치의 제어 방법.
제22항에 있어서,
상기 제1 스캔 타입 영역은 정밀하게 스캔하고, 상기 제2 스캔 타입 영역은 러프하게 스캔하는 동작을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자 장치의 제어 방법.
제22항에 있어서,
상기 제1 스캔 타입 영역에 상기 대상 객체가 존재하지 아니하는 경우, 상기 제2 스캔 타입 영역 중 상기 대상 객체가 감지된 영역에 대해서 상기 스캔을 재 수행하는 동작을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자 장치의 제어 방법.
프로세서에 의하여 적어도 하나의 동작을 수행하도록 설정된 명령들(instructions)이 저장된 컴퓨터 판독 가능한(computer readable) 기록 매체에 있어서,
상기 적어도 하나의 동작은,
전자 장치 주변에 위치하는 대상 객체의 3차원 형상을 판단하기 위한 복수의 센서 어레이를 포함하는 센서 모듈이, 상기 전자 장치의 주변에 위치하는 대상 객체의 방향을 판단하기 위한 제1 신호를 출력하는 동작;
상기 센서 모듈이 상기 대상 객체에 대하여 출력한 제1 신호를 기초로 상기 대상 객체가 위치하는 방향을 판단하는 동작; 및
상기 판단된 방향에 위치하는 상기 대상 객체의 3차원 형상을 판단하는 동작을 포함하되,
상기 복수의 센서 어레이 각각은, 서로 이격되어 상기 전자 장치에 배치되는 것을 특징으로 하는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.