KR20170016753A - 헤드 마운티드 디스플레이 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 카메라를 통해 영상을 수신하는 것이 가능한 헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display, 이하 'HMD'라 함)에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 HMD는, 사용자의 두부에 착용 가능하도록 형성되는 본체, 상기 본체에 구비되는 카메라, 상기 카메라를 통해 수신되는 영상에 대응하는 피사체와 상기 본체 사이의 거리를 측정하도록 형성되는 센싱부 및 상기 영상에서 기 설정된 조건을 만족하는 복수의 특징점을 결정하고, 상기 센싱부를 이용하여 상기 복수의 특징점 중 적어도 하나의 특징점에 대응하는 피사체와 상기 본체 사이의 거리를 측정하며, 상기 복수의 특징점 및 상기 측정된 거리 중 적어도 하나에 근거하여 상기 본체의 움직임을 판단하는 제어부를 포함한다.

Description

헤드 마운티드 디스플레이 및 그 제어방법{HEAD MOUNTED DISPLAY AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 카메라를 통해 영상을 수신하는 것이 가능한 헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display, 이하 'HMD'라 함)에 관한 것이다.
단말기(terminal)는 이동 가능 여부에 따라 글래스타입 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)로 나뉠 수 있다. 다시 글래스타입 단말기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mount terminal)로 나뉠 수 있다.
이와 같은 단말기는 기능이 다양화됨에 따라, 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다. 나아가 단말기의 기능 지지 및 증대를 위해, 단말기의 구조적인 부분 및 소프트웨어적인 부분을 개량하는 것이 고려될 수 있다.
최근 사람의 신체의 일부에 장착가능 하도록 형성되는 웨어러블형(wearable-type) 글래스타입 단말기가 개발되고 있다. 사용자의 두부에 장착되는 글래스 타입(glass type) 단말기는 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)에 해당될 수 있다.
헤드 마운티드 디스플레이(HMD)란 안경처럼 사용자의 헤드에 착용되어 사용자가 영상(컨텐츠)을 볼 수 있도록 하는 각종 영상 표시 장치를 말한다. 디지털 디바이스의 경량화 및 소형화 추세에 따라, 다양한 웨어러블 컴퓨터(Wearable Computer)가 개발되고 있으며, 상기 HMD 또한 널리 사용되고 있다.
HMD와 같은 글래스 타입(glass type) 단말기에 구비된 디스플레이부는 단순한 영상출력 기능을 넘어 증강 현실기술, N스크린 기술 등과 조합되어 사용자에게 다양한 편의를 제공할 수 있다.
최근에는, HMD이 사용이 증가함에 따라, HMD의 자세에 따라 다양한 기능을 수행하는 방법에 대한 개발이 활발히 진행되고 있다. 여기서, 상기 HMD의 자세는 HMD가 놓인 상태(사용자의 두부(헤드(head))에 HMD가 착용된 상태), HMD가 기울어진 정도, HMD가 바라보는 방향, HMD의 위치, HMD의 회전 및 HMD의 이동 등을 포함하는 개념이다.
이를 위해서는, HMD의 자세를 판단(또는, 추정, 추적, 검출, 추출, 결정, 식별, 인식 등)하는 과정이 필요하다.
종래의 HMD의 자세를 판단하기 위한 방법으로는, HMD 본체의 외부에 발광소자를 구비시키고, HMD와는 별도의 장치인 외부 카메라를 이용하여 HMD의 자세를 판단하는 방법이 있다. 예를 들어, 종래의 HMD 자세 판단 방법으로는, HMD 본체의 외부에 구비된 발광소자가 온/오프(on/off)되는 시간과 외부 카메라의 셔터를 개폐하는 시간을 동기화하여 각 발광소자를 식별하고, 식별된 발광소자를 추적하여 HMD의 움직임을 판단하는 방법 등이 있다.
그러나, 종래의 방법에 의하면, 별도의 외부 장치를 구비해야하므로 비용이 증가하고, HMD의 움직임을 감지할 수는 있지만 HMD가 움직인 정도, 즉 실제로 HMD가 이동한 거리나 회전된 정도를 정확하게 판단할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명의 일 목적은 최적화된 방법으로 HMD의 자세를 판단하는 것이 가능한 HMD 및 그 제어방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은 별도의 외부 장치 없이 HMD의 자세를 판단하는 것이 가능한 HMD 및 그 제어방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 HMD의 움직임을 보다 정확하게 판단하는 것이 가능한 HMD 및 그 제어방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 최적화된 방법으로 입체지도제작(3D mapping)을 수행하는 것이 가능한 HMD 및 그 제어방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 HMD(Head Mounted Display)는, 사용자의 두부에 착용 가능하도록 형성되는 본체, 상기 본체에 구비되는 카메라, 상기 카메라를 통해 수신되는 영상에 대응하는 피사체와 상기 본체 사이의 거리를 측정하도록 형성되는 센싱부 및 상기 영상에서 기 설정된 조건을 만족하는 복수의 특징점을 결정하고, 상기 센싱부를 이용하여 상기 복수의 특징점 중 적어도 하나의 특징점에 대응하는 피사체와 상기 본체 사이의 거리를 측정하며, 상기 복수의 특징점 및 상기 측정된 거리 중 적어도 하나에 근거하여 상기 본체의 움직임을 판단하는 제어부를 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 복수의 특징점들 사이의 상대거리의 변화율과 상기 측정된 거리의 변화율에 근거하여 상기 본체의 움직임을 판단하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 복수의 특징점들 사이의 상대거리의 변화율 및 상기 측정된 거리의 변화율에 근거하여 상기 본체가 회전된 정도를 결정하고, 상기 측정된 거리의 변화율에 근거하여 상기 본체가 이동된 실제거리를 결정하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 본체에는 적어도 두 개의 카메라가 이격되어 배치되고, 상기 적어도 하나의 특징점에 대응하는 피사체와 상기 본체 사이의 거리는, 상기 적어도 두 개의 카메라를 이용하여 측정 가능한 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 본체의 움직임에 의해 새로운 영상을 상기 카메라를 통해 수신하고, 상기 새로운 영상에 상기 복수의 특징점이 존재하지 않으면, 상기 새로운 영상에서 상기 기 설정된 조건을 만족하는 새로운 특징점을 결정하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 새로운 특징점은 복수개이고, 상기 제어부는, 상기 본체의 움직임을 판단하는 데에 이용되도록, 상기 복수의 새로운 특징점 중 적어도 하나의 특징점에 대응하는 피사체와 상기 본체 사이의 거리를 측정하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 카메라를 통해 수신되는 제1 영상에서 상기 기 설정된 조건을 만족하는 복수의 특징점을 결정하고, 상기 복수의 특징점과 관련된 정보를 포함하는 제1 공간정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 복수의 특징점과 관련된 정보는, 상기 복수의 특징점 중 적어도 하나의 특징점에 대응하는 피사체와 상기 본체 사이의 거리 및 상기 복수의 특징점들 사이의 상대거리 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 본체의 움직임에 의해 상기 제1 영상과 다른 제2 영상이 상기 카메라를 통해 수신되면, 상기 제2 영상에서 상기 기 설정된 조건을 만족하는 복수의 특징점을 결정하고, 상기 제1 영상에 포함된 복수의 특징점과 상기 제2 영상에 포함된 복수의 특징점이 중복되는 개수에 근거하여, 상기 제2 영상에 포함된 복수의 특징점과 관련된 정보가 포함된 제2 공간정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 제2 공간정보는, 상기 중복되는 개수가 기 설정된 개수 이하인 경우 생성되는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 공간정보 및 상기 제2 공간정보를 이용하여 입체공간정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 HMD의 제어방법은, 카메라를 통해 수신되는 영상에서 기 설정된 조건을 만족하는 복수의 특징점을 결정하는 단계, 상기 복수의 특징점 중 적어도 하나의 특징점에 대응하는 피사체와 상기 본체 사이의 거리를 측정하는 단계 및 상기 복수의 특징점 및 상기 측정된 거리 중 적어도 하나에 근거하여 상기 HMD의 움직임을 판단하는 단계를 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 판단하는 단계는, 상기 복수의 특징점들 사이의 상대거리의 변화율과 상기 측정된 거리의 변화율에 근거하여 상기 본체의 움직임을 판단하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 HMD의 제어방법은, 상기 HMD의 움직임에 의해 수신되는 새로운 영상에서 상기 기 설정된 조건을 만족하는 복수의 특징점을 결정하는 단계 및 상기 영상에 포함된 복수의 특징점과 관련된 정보와 상기 새로운 영상에 포함된 복수의 특징점과 관련된 정보에 근거하여, 입체공간정보를 생성하는 단계를 더 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 생성하는 단계는, 상기 영상에 포함된 복수의 특징점과 관련된 정보를 포함하는 제1 공간정보를 생성하는 단계 및 상기 영상에 포함된 복수의 특징점과 상기 새로운 영상에 포함된 복수의 특징점이 중복되는 개수가 기 설정된 개수 이하인 경우, 상기 새로운 영상에 포함된 복수의 특징점과 관련된 정보를 포함하는 제2 공간정보를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 입체공간정보는, 상기 제1 공간정보 및 상기 제2 공간정보를 이용하여 생성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 카메라를 통해 수신되는 영상에 포함된 특징점과, 특징점에 대응하는 피사체와 HMD 본체 사이의 거리를 이용하여 HMD의 움직임을 판단할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 별도의 외부 장치 없이 HMD의 움직임을 판단할 수 있는 최적화된 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 카메라를 통해 수신되는 영상에 포함된 복수의 특징점들 사이의 상대거리 뿐만 아니라, 적어도 하나의 특징점에 대응하는 피사체와 HMD 본체 사이의 실제거리에 근거하여 HMD의 움직임을 판단할 수 있다. 따라서, 본 발명은, HMD의 움직임 판단에 대한 정확성을 현저하게 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 카메라를 통해 수신되는 영상에 포함된 특징점을 이용하여 최적화된 방법으로 입체지도제작을 수행할 수 있는 제어방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 입체지도제작의 수행에 의해 생성된 입체공간정보를 이용하여, HMD의 움직임을 판단하는 속도를 현저히 향상시킬 수 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 1은 본 발명과 관련된 HMD를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명과 관련된 HMD의 일 예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 제어방법을 대표적으로 나타내는 흐름도이다.
도 4는 도 3에서 살펴본 제어방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 HMD의 움직임을 판단하는 방법을 보다 구체적으로 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 HMD를 착용한 사용자의 움직임에 의해 HMD가 급격하게 회전하는 경우의 제어방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 본 발명과 관련된 입체지도제작을 수행하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8a, 도 8b 및 도 8c는 도 7에서 살펴본 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
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.
본 명세서에서 설명되는 HMD에는 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 글래스형 단말기 (smart glass)) 등이 포함될 수 있다.
그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 HMD에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 워치형 단말기 (smartwatch) 등과 같은 이동 단말기에도 적용될 수 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명과 관련된 HMD를 설명하기 위한 블록도이다.
상기 HMD(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 HMD를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 HMD는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, HMD(100)와 무선 통신 시스템 사이, HMD(100)와 다른 HMD(100) 사이, HMD(100)와 이동 또는 고정 단말기 사이, HMD(100)와 제어장치 사이, HMD(100)와 외부에 설치되어 무선통신이 가능한 카메라) 사이 또는 HMD(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 무선 통신부(110)는, HMD(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 HMD 내 정보, HMD를 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 HMD는, 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.
인터페이스부(160)는 HMD(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. HMD(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.
또한, 메모리(170)는 HMD(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 HMD(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), HMD(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, HMD(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 이미지, 동영상 등과 같은 화면정보 출력 기능, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 HMD(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, HMD(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 HMD의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.
제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 HMD(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, HMD(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 HMD(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 HMD의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 HMD의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 HMD 상에서 구현될 수 있다.
이하에서는, 위에서 살펴본 HMD(100)를 통하여 구현되는 다양한 실시 예들을 살펴보기에 앞서, 위에서 열거된 구성요소들에 대하여 도 1을 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 HMD(100)에 제공될 수 있다.
상기 방송 관리 서버는, 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 생성하여 송신하는 서버 또는 기 생성된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 제공받아 HMD 또는 상기 HMD와 연결되어 상기 HMD를 제어하는 장치(예를 들어, 제어장치, 단말기 등)에 송신하는 서버를 의미할 수 있다. 상기 방송 신호는, TV 방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 뿐만 아니라, TV 방송 신호 또는 라디오 방송 신호에 데이터 방송 신호가 결합한 형태의 방송 신호도 포함할 수 있다.
상기 방송 신호는 디지털 방송 신호의 송수신을 위한 기술표준들(또는 방송방식, 예를 들어, ISO, IEC, DVB, ATSC 등) 중 적어도 하나에 따라 부호화될 수 있으며, 방송 수신 모듈(111)은 상기 기술표준들에서 정한 기술규격에 적합한 방식을 이용하여 상기 디지털 방송 신호를 수신할 수 있다.
상기 방송 관련 정보는, 방송 채널, 방송 프로그램 또는 방송 서비스 제공자에 관련된 정보를 의미할 수 있다. 상기 방송 관련 정보는, 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있다. 이러한 경우에는 상기 이동통신 모듈(112)에 의해 수신될 수 있다.
상기 방송 관련 정보는 예를 들어, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)의 EPG(Electronic Program Guide) 또는 DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld)의 ESG(Electronic Service Guide) 등의 다양한 형태로 존재할 수 있다. 방송 수신 모듈(111)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리(170)에 저장될 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, HMD(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 HMD(100)와 무선 통신 시스템 사이, HMD(100)와 다른 HMD(100) 사이, HMD(100)와 이동 또는 고정 단말기 사이, HMD(100)와 제어장치 사이, HMD(100)와 외부에 설치되어 무선통신이 가능한 카메라) 사이 또는 HMD(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.
여기에서, 상기 HMD는 본 발명에 따른 HMD(100)와 데이터를 상호 교환하는 것이 가능한(또는 연동 가능한) 디바이스(device, 예를 들어, 휴대폰, 스마트폰(smart phone), 스마트워치(smartwatch), 노트북 컴퓨터, 제어장치 등)가 될 수 있다. 근거리 통신 모듈(114)은, HMD(100) 주변에, 상기 HMD(100)와 통신 가능한 디바이스를 감지(또는 인식)할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 감지된 디바이스가 본 발명에 따른 HMD(100)와 통신하도록 인증된 디바이스인 경우, 상기 근거리 통신 모듈(114)을 통해, HMD(100)에서 처리되는 데이터의 적어도 일부를 상기 디바이스로 전송할 수 있고, 상기 디바이스에서 처리되는 데이터의 적어도 일부를 HMD(100)로 전송할 수 있다.
따라서, HMD(100)의 사용자는, 디바이스에서 처리되는 데이터를 HMD(100)를 통해 이용할 수 있다. 예를 들어, 이에 따르면 사용자는, 디바이스에 전화가 수신된 경우, HMD(100)를 통해 전화 통화를 수행하거나, 디바이스에 메시지가 수신된 경우, HMD(100)를 통해 상기 수신된 메시지를 확인하는 것이 가능하다.
위치정보 모듈(115)은 HMD의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, HMD는 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 HMD의 위치를 획득할 수 있다. 다른 예로서, HMD는 Wi-Fi모듈을 활용하면, Wi-Fi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, HMD의 위치를 획득할 수 있다. 필요에 따라서, 위치정보모듈(115)은 치환 또는 부가적으로 HMD의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신부(110)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다. 위치정보모듈(115)은 HMD의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위해 이용되는 모듈로, HMD의 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, HMD(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, HMD(100)에 구비되는 복수의 카메라(121)는 매트릭스 구조를 이루도록 배치될 수 있으며, 이와 같이 매트릭스 구조를 이루는 카메라(121)를 통하여, HMD(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 HMD(100)에서 수행 중인 기능(또는 실행 중인 응용 프로그램)에 따라 다양하게 활용될 수 있다. 한편, 마이크로폰(122)에는 외부의 음향 신호를 입력 받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.
사용자 입력부(123)는 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 것으로서, 사용자 입력부(123)를 통해 정보가 입력되면, 제어부(180)는 입력된 정보에 대응되도록 HMD(100)의 동작을 제어할 수 있다. 이러한, 사용자 입력부(123)는 기계식 (mechanical) 입력수단(또는, 메커니컬 키, 예를 들어, HMD(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, 터치 패드 및 터치패널 중 적어도 하나일 수 있다.
한편, 센싱부(140)는 HMD 내 정보, HMD를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하고, 이에 대응하는 센싱 신호를 발생시킨다. 제어부(180)는 이러한 센싱 신호에 기초하여, HMD(100)의 구동 또는 동작을 제어하거나, HMD(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 HMD의 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. 사용자 입력부(123)의 터치식 입력수단이 정전식인 경우에, 근접 센서(141)는 전도성을 갖는 물체의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 물체의 근접을 검출하도록 구성될 수 있다. 이 경우 사용자 입력부(123) 자체가 근접 센서로 분류될 수 있다.
한편, 설명의 편의를 위해, 사용자 입력부(123) 상에 물체가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 물체가 상기 사용자 입력부(123) 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 명명하고, 상기 사용자 입력부(123) 상에 물체가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 명명한다. 상기 사용자 입력부(123) 상에서 물체가 근접 터치 되는 위치라 함은, 상기 물체가 근접 터치될 때 상기 물체가 상기 사용자 입력부(123)에 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 디스플레이부(151) 상에 출력시킬 수 있다. 나아가, 제어부(180)는, 사용자 입력부(123) 상의 동일한 지점에 대한 터치가, 근접 터치인지 또는 접촉 터치인지에 따라, 서로 다른 동작 또는 데이터(또는 정보)가 처리되도록 HMD(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 사용자 입력부(123)에 가해지는 터치(또는 터치입력)을 감지한다.
일 예로서, 터치 센서는, 사용자 입력부(123)의 특정 부위에 가해진 압력 또는 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는, 사용자 입력부(123) 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 사용자 입력부(123)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, 사용자 입력부(123)를 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 HMD(100)의 동작상태 또는 실행 중인 응용 프로그램에 따라 결정될 수 있다.
한편, 위에서 살펴본 터치 센서 및 근접 센서는 독립적으로 또는 조합되어, 사용자 입력부(123)에 대한 숏(또는 탭) 터치(short touch), 롱 터치(long touch), 멀티 터치(multi touch), 드래그 터치(drag touch), 플리크 터치(flick touch), 핀치-인 터치(pinch-in touch), 핀치-아웃 터치(pinch-out 터치), 스와이프(swype) 터치, 호버링(hovering) 터치 등과 같은, 다양한 방식의 터치를 센싱할 수 있다.
초음파 센서는 초음파를 이용하여, 감지대상의 위치정보를 인식할 수 있다. 한편 제어부(180)는 광 센서와 복수의 초음파 센서로부터 감지되는 정보를 통해, 파동 발생원의 위치를 산출하는 것이 가능하다. 파동 발생원의 위치는, 광이 초음파보다 매우 빠른 성질, 즉, 광이 광 센서에 도달하는 시간이 초음파가 초음파 센서에 도달하는 시간보다 매우 빠름을 이용하여, 산출될 수 있다. 보다 구체적으로 광을 기준 신호로 초음파가 도달하는 시간과의 시간차를 이용하여 파동 발생원의 위치가 산출될 수 있다.
한편, 입력부(120)의 구성으로 살펴본, 카메라(121)는 카메라 센서(예를 들어, CCD, CMOS 등), 포토 센서(또는 이미지 센서) 및 레이저 센서 중 적어도 하나를 포함한다.
카메라(121)와 레이저 센서는 서로 조합되어, 3차원 입체영상에 대한 감지대상의 터치를 감지할 수 있다. 포토 센서는 디스플레이 소자에 적층될 수 있는데, 이러한 포토 센서는 터치 스크린에 근접한 감지대상의 움직임을 스캐닝하도록 이루어진다. 보다 구체적으로, 포토 센서는 행/열에 Photo Diode와 TR(Transistor)를 실장하여 Photo Diode에 인가되는 빛의 양에 따라 변화되는 전기적 신호를 이용하여 포토 센서 위에 올려지는 내용물을 스캔한다. 즉, 포토 센서는 빛의 변화량에 따른 감지대상의 좌표 계산을 수행하며, 이를 통하여 감지대상의 위치정보가 획득될 수 있다.
디스플레이부(151)는 HMD(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 HMD(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.
일반적으로 3차원 입체 영상은 좌 영상(좌안용 영상)과 우 영상(우안용 영상)으로 구성된다. 좌 영상과 우 영상이 3차원 입체 영상으로 합쳐지는 방식에 따라, 좌 영상과 우 영상을 한 프레임 내 상하로 배치하는 탑-다운(top-down) 방식, 좌 영상과 우 영상을 한 프레임 내 좌우로 배치하는 L-to-R(left-to-right, side by side) 방식, 좌 영상과 우 영상의 조각들을 타일 형태로 배치하는 체커 보드(checker board) 방식, 좌 영상과 우 영상을 열 단위 또는 행 단위로 번갈아 배치하는 인터레이스드(interlaced) 방식, 그리고 좌 영상과 우 영상을 시간 별로 번갈아 표시하는 시분할(time sequential, frame by frame) 방식 등으로 나뉜다.
또한, 3차원 썸네일 영상은 원본 영상 프레임의 좌 영상 및 우 영상으로부터 각각 좌 영상 썸네일 및 우 영상 썸네일을 생성하고, 이들이 합쳐짐에 따라 하나의 영상으로 생성될 수 있다. 일반적으로 썸네일(thumbnail)은 축소된 화상 또는 축소된 정지영상을 의미한다. 이렇게 생성된 좌 영상 썸네일과 우 영상 썸네일은 좌 영상과 우 영상의 시차에 대응하는 깊이감(depth)만큼 화면 상에서 좌우 거리차를 두고 표시됨으로써 입체적인 공간감을 나타낼 수 있다.
3차원 입체영상의 구현에 필요한 좌 영상과 우 영상은 입체 처리부에 의하여 입체 디스플레이부에 표시될 수 있다. 입체 처리부는 3D 영상(기준시점의 영상과 확장시점의 영상)을 입력 받아 이로부터 좌 영상과 우 영상을 설정하거나, 2D 영상을 입력 받아 이를 좌 영상과 우 영상으로 전환하도록 이루어진다.
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 HMD(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 머리, 얼굴, 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(153)은 HMD(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.
광출력부(154)는 HMD(100)의 광원의 빛을 이용하여 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. HMD(100)에서 발생 되는 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신, 영상(이미지, 동영상 등) 출력 등이 될 수 있다. 즉, 상기 광 출력부(154)는 HMD(100)가 사용자에 의해 특정 동작(기능)을 수행중임을 알리는 역할을 할 수도 있다.
광출력부(154)가 출력하는 신호는 HMD가 전면이나 후면으로 단색이나 복수색의 빛을 발광함에 따라 구현된다. 상기 신호 출력은 HMD가 사용자의 이벤트 확인을 감지함에 의하여 종료되거나, HMD에서 수행중인 동작이 끝나는 것에 근거하여 종료될 수 있다.
인터페이스부(160)는 HMD(100)에 연결되는 모든 외부 기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(160)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 HMD(100) 내부의 각 구성요소에 전달하거나, HMD(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 HMD(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 HMD(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 HMD(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 HMD(100)로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 HMD(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. HMD(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 HMD(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(180)는 상기 HMD의 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, 사용자 입력부(123) 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 HMD(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 HMD 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 2a 및 도 2b는 본 발명과 관련된 HMD의 일 예를 설명하기 위한 개념도이다. 우선, 도 2a를 참조하면, 도 2a는 본 발명과 관련된 HMD를 일 방향에서 바라본 개념도이다.
본 발명과 관련된 HMD(100)는 사용자(인체)의 두부(또는, 머리, 얼굴, 헤드(head))에 착용 가능하도록 형성되며, 이를 위한 프레임부(케이스, 하우징, 커버 등)를 포함할 수 있다. 프레임부는 착용이 용이하도록 플렉서블(flexible) 재질로 형성될 수 있다. 본 도면에서는 프레임부가 서로 다른 재질의 제1 프레임(101)과 제2 프레임(102)을 포함하는 것을 예시하고 있다.
일 예로, 상기 제1 프레임(101)은 도 1에서 설명한 구성요소들 중 적어도 하나가 배치될 수 있는 공간을 제공하는 역할을 하고, 상기 제2 프레임(102)은 상기 제1 프레임(101)이 사용자(인체)의 두부에 장착 가능하도록 하는 지지(또는 고정)하는 역할을 할 수 있다.
상기 프레임부는 본체(또는, HMD 본체) 또는 바디(또는, HMD 바디)로 명명될 수 있다. 여기에서, HMD 본체(또는 HMD 바디)는 HMD(100)를 적어도 하나의 집합체로 보아 이를 지칭하는 개념으로 이해될 수도 있다. 이하에서는, HMD와 본체에 대하여 동일한 도면부호인 100을 사용하기로 한다.
제1 프레임(101)과 제2 프레임(102)을 포함하는 프레임부를 하나의 HMD 본체로 본다면, 본 발명과 관련된 HMD의 본체는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 본체는 기 설정된 각을 이루는 복수의 면을 포함할 수 있다. 상기 복수의 면은 HMD(100) 본체의 바깥쪽에 위치한 면들을 의미한다. 이러한 관점에서 볼 때, 상기 복수의 면은 HMD(100)의 표면(외부면, 바깥면 등)을 의미할 수 있다. 상기 복수의 면 각각은 평평하거나 구부러진 형태일 수 있다.
본체(프레임부)는 두부에 지지되며, 각종 부품들이 장착되는 공간을 마련한다. 도시된 바와 같이, 제1 프레임(101)에는 카메라(121), 디스플레이부, 사용자 입력부(123), 제어부(180), 센싱부(140) 등과 같은 전자부품이 장착될 수 있다.
제2 프레임(102)에는 음향 출력부(152) 등과 같은 전자부품이 장착될 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고, 상기 제1 프레임(101) 및 제2 프레임(102)에는 도 1에서 설명한 구성요소 및 HMD에 필요한 구성요소들이 사용자의 선택에 의해 다양하게 배치될 수 있다. 즉, 본 명세서 상에서 설명되는 헤드 마운티드 디스플레이는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
제어부(180, 도 1 참조)는 HMD(100)에 구비되는 각종 전자부품을 제어하도록 이루어진다. 제어부(180)는 도 1에서 설명한 제어부(180)에 대응되는 구성으로 이해될 수 있다.
도 2a에 도시된 것과 같이, 카메라(121)는 본체(100)에 구비될 수 있다. 예를 들어, 카메라(121)는, 본체(100)의 일면(예를 들어, 전면)에 배치될 수 있다. 카메라(121)는 좌안 및 우안 중 적어도 하나에 인접하게 배치되어, 전방의 영상을 촬영(수신, 입력)하도록 형성된다. 카메라(121)가 눈에 인접하여 전방을 향하도록 배치되므로, 카메라(121)는 사용자가 바라보는 장면을 영상으로 획득할 수 있다.
본 도면에서는, 카메라(121)가 하나 구비된 것을 예시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 카메라(121)는 복수 개로 구비되어 입체 영상을 획득하도록 이루어질 수도 있다.
HMD(100)는, 거리 측정이 가능하도록 형성된 센싱부(140)를 구비할 수 있다. 상기 센싱부(140)는, 도 1에서 설명한 것과 같이, 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) 등을 포함할 수 있다.
일 예로, 제어부(180)는 센싱부(140)에 포함된 자이로스코프 센서, 중력 센서, 모션 센서 등을 이용하여 HMD의 움직임을 감지할 수 있다. 다른 예로, 제어부(180)는 센싱부(140)에 포함된 근접센서, 조도센서, 자기센서, 적외선 센서, 초음파 센서, 광 센서 등을 이용하여 HMD 본체 주변으로 다가오는 대상체를 감지할 수도 있다.
한편, 본 발명과 관련된 센싱부(140)는, 카메라(121)를 통해 수신되는 영상에 대응하는 피사체와 HMD 본체(100) 사이의 거리를 측정하도록 형성될 수 있다. 즉, 센싱부(140)는 거리 측정 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(180)는, 센싱부(140)에 포함된 적외선 센서(IR 센서)를 이용하여, 카메라(121)를 통해 수신되는 영상 중 어느 일부분(또는, 일 지점)에 대응하는 피사체와 HMD 본체(100) 사이의 거리를 측정할 수 있다.
일 예로, 센싱부(140)는 적외선을 방출하도록 형성될 수 있다. 센싱부(140)는 외부로부터 수신되는 적외선을 검출(감지, 수신)하도록 형성될 수 있다. 센싱부(140)는 상기 영상에 대응하는 피사체를 향하도록 적외선을 방출하고, 상기 피사체에 의해 반사되어 돌아오는 적외선을 검출할 수 있다. 이후, 제어부(180)는, 적외선이 방출된 후 반사되어 되돌아오는 데에 걸리는 시간 및 적외선 속도 등에 근거하여, 상기 피사체와 HMD 본체(100) 사이의 거리를 측정(판단, 결정)할 수 있다.
상기 피사체와 HMD 본체(100) 사이의 거리는, 피사체와 카메라(121) 사이의 거리, 피사체와 센싱부(140) 사이의 거리, 피사체와 HMD 본체(100)의 기 설정된 일 지점(예를 들어, HMD 본체 전면의 중앙지점) 사이의 거리 및 피사체와 HMD를 착용한 사용자의 두부 사이의 거리 중 적어도 하나를 의미할 수 있다.
HMD(100)는 제어명령을 입력 받기 위하여 조작되는 사용자 입력부(123)를 구비할 수 있다. 사용자 입력부(123)는 터치, 푸시 등 사용자가 촉각적인 느낌을 가면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다. 본 도면에서는, 프레임부에 푸시 및 터치 입력 방식의 사용자 입력부(123)가 구비된 것을 예시하고 있다.
또한, HMD(100)에는 사운드를 입력 받아 전기적인 음성 데이터로 처리하는 마이크로폰(미도시) 및 음향을 출력하는 음향 출력부(152)가 구비될 수 있다. 음향 출력부(152)는 일반적인 음향 출력 방식 또는 골전도 방식으로 음향을 전달하도록 이루어질 수 있다. 음향 출력부(152)가 골전도 방식으로 구현되는 경우, 사용자가 HMD(100)를 착용시, 음향 출력부(152)은 두부에 밀착되며, 두개골을 진동시켜 음향을 전달하게 된다.
디스플레이부(151)는 프레임부에 장착되어, 사용자의 눈 앞에서 화면정보(예를 들어, 영상, 이미지, 동영상 등)을 출력하는 역할을 한다. 사용자가 HMD(100)를 착용하였을 때, 사용자의 눈 앞에 화면정보가 표시될 수 있도록, 디스플레이부(151)는 좌안 및 우안 중 적어도 하나에 대응되게 배치될 수 있다. 즉, 디스플레이부(151)는 사용자의 좌안 및 우안 중 적어도 하나를 덮도록 (또는, 사용자의 좌안 및 우안 중 적어도 하나를 마주보도록) 형성될 수 있다.
일 예로, 본 발명과 관련된 HMD의 디스플레이부(151)는 본체의 내부에 위치할 수 있다. 구체적으로, 상기 디스플레이부(151)는 HMD의 내부에 배치되며, 사용자가 HMD를 사용자의 두부에 착용하였을 때, 사용자의 눈에 마주보는 위치에 배치될 수 있다.
도 2a에서는, 사용자의 좌안 및 우안 모두를 향하여 영상을 출력할 수 있도록, 디스플레이부(151)가 좌안 및 우안을 모두 덮도록 위치한 것을 예시하고 있다.
또한, 디스플레이부(151)는 프리즘을 이용하여 사용자의 눈으로 이미지를 투사할 수 있다. 또한, 사용자가 투사된 이미지와 전방의 일반 시야(사용자가 눈을 통하여 바라보는 범위)를 함께 볼 수 있도록, 프리즘은 투광성으로 형성될 수 있다.
이처럼, 디스플레이부(151)를 통하여 출력되는 영상은, 일반 시야와 오버랩(overlap)되어 보여질 수 있다. HMD(100)는 이러한 디스플레이의 특성을 이용하여 현실의 이미지나 배경에 가상 이미지를 겹쳐서 하나의 영상으로 보여주는 증강현실(Augmented Reality, AR)을 제공할 수 있다.
즉, 상기 디스플레이부(151)는, 가상현실(Virtual Reality: VR)이 구현되도록 외부의 빛이 통과되지 못하게 형성되거나, 증강현실(Augmented Reality: AR)이 구현되도록 외부의 빛이 통과되게 형성될 수 있다.
또한, 프레임부에는 좌안 및 우안 중 적어도 하나를 덮는 디스플레이부(151)가 착탈 가능하게 장착될 수 있다.
또한, 상기 디스플레이부(151)는 외부 이동 단말기의 디스플레이부일 수 있다. 도 2b를 참조하면, HMD 본체(100)(프레임부)는 외부 이동 단말기(200)가 착탈 가능하도록 형성될 수 있으며, 상기 외부 이동 단말기(200)와 전기적으로 연결될 수 있다. 외부 이동 단말기(200)와 전기적으로 연결되는 경우, HMD의 제어부(180)는 외부 이동 단말기(200)를 제어할 수 있다.
예를 들어, HMD의 제어부(180)는, 외부 이동 단말기(200)의 디스플레이부에 화면정보를 출력하거나, 외부 이동 단말기에 구비된 카메라를 구동시킬 수 있다. 또한, HMD의 제어부(180)는, 외부 이동 단말기(200)에 구비된 센싱부(240)(예를 들어, 적외선 센서)를 이용하여 피사체와 외부 이동 단말기(200) 사이의 거리를 측정할 수도 있다.
상기 외부 이동 단말기(200)의 디스플레이부가 사용자의 좌안 및 우안을 향하도록 장착된 경우, 상기 디스플레이부(151)는 상기 외부 이동 단말기의 디스플레이부일 수 있다.
상기 외부 이동 단말기(200)는, 도 1에서 설명한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 도 1에서 설명한 내용을 동일/유사하게 유추적용할 수 있다.
또한, 도 2b에 도시된 것과 같이, 외부 이동 단말기(200)가 HMD 본체(100)에 장착되는 경우, 위에서 설명한 HMD(100)의 카메라(121), 센싱부(140), 디스플레이부(151), 제어부(180) 등의 구성은, 외부 이동 단말기(200)에 구비된 카메라(221), 센싱부(240), 디스플레이부, 제어부의 구성으로 대체될 수 있다.
이하에서 HMD(100)에 대하여 설명하는 내용은, 외부 이동 단말기(200) 즉, 이동 단말기에도 동일/유사하게 유추적용될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 HMD의 자세, 즉 HMD의 움직임을 판단하는 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제어방법을 대표적으로 나타내는 흐름도이고,도 4는 도 3에서 살펴본 제어방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1 내지 도 2b에서 설명한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 것이 가능한 본 발명의 HMD(100)는, 카메라(121)를 통해 영상을 수신할 수 있다.
상기 카메라(121)를 통해 입력(수신)되는 영상은, 프리뷰 영상(preview image)로 명명될 수 있으며, 카메라(121)를 통해 실시간으로 수신되는 영상을 말한다. 즉, 상기 카메라(121)를 통해 수신되는 영상(또는, 영상에 포함된 화면정보)은, HMD(100)가 외력에 의해 움직여지는 것(예를 들어, HMD(100)를 착용한 사용자가 움직이는 것) 및 카메라(121)의 화각 내에 존재하는 대상체(또는 피사체)들이 움직이는 것 등에 근거하여 변경될 수 있다.
상기 영상(프리뷰 영상)은 디스플레이부(151)에 출력될 수 있다. 또한, 상기 영상은, 사용자 제어명령에 근거하여 촬영될 수 있다. 촬영된 영상은 메모리(170)에 저장될 수 있다.
제어부(180)는, 카메라(121)를 통해 영상이 수신되면, 카메라에 구비된 렌즈(Lens)에 의해 발생되는 왜곡(distortion)을 보정(correction)할 수 있다(렌즈 왜곡 보정(Lens Distortion Correction: LDC))
이후, 도 3을 참조하면, 본 발명에서는, HMD의 움직임을 판단하기 위해, 카메라(121)를 통해 입력되는 영상에 포함된 복수의 특징점(keypoint, feature point, interesting point)을 결정(추출, 검출, 판단)하는 단계가 진행된다(S310).
구체적으로, 제어부(180)는, 카메라(121)를 통해 영상이 입력되면, 상기 영상에서(또는, 상기 영상을 분석하여) 기 설정된 조건을 만족하는 복수의 특징점을 결정할 수 있다. 상기 기 설정된 조건을 만족하는 특징점은, 카메라를 통해 입력되는 영상을 통해 물체(피사체)를 보다 용이하게 추적(tracking)하거나 인식하도록 이용되는 정보(지점, 영역, 부분 등)을 의미할 수 있다.
일 예로, 상기 기 설정된 조건을 만족하는 특징점은, 특징점 추출 알고리즘을 통해 추출된 특징점을 의미할 수 있다. 상기 기 설정된 조건을 만족하는 특징점은, 일 예로, 코너점(corner point)일 수 있다. 상기 코너점은, 영상에 포함된 제1 직선과 상기 제2 직선이 기 설정된 각도(예를 들어, 90도 내외)로 연결되는 경우, 상기 제1 직전과 제2 직선이 접하는(만나는) 지점일 수 있다.
구체적으로, 제어부(180)는, 카메라(121)를 통해 영상이 수신되면, 상기 영상에서 특징점 추출 알고리즘을 이용하여 코너점을 추출하고, 상기 추출된 코너점을 기 설정된 조건을 만족하는 특징점으로 결정할 수 있다.
다만 이에 한정되지 않고, 제어부(180)는, 직선상의 일 지점, 평면상의 일 지점이더라도 기 설정된 조건을 만족하는 경우, 상기 일 지점들을 특징점으로 추출할 수 있다. 여기서, 상기 기 설정된 조건은, 영상에 포함된 색상 변화값이 임계값을 초과하는지 여부일 수 있다.
(특정점을 추출하는 알고리즘 자체는 본 발명의 요지에서 벗어나므로, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.)
도 4의 (a)에 도시된 것과 같이, HMD(100)에 구비된 카메라를 통해 영상(400)이 입력되면, 제어부(180)는 상기 영상(400)에서 기 설정된 조건을 만족하는 특징점(420)을 추출할 수 있다. 구체적으로, 제어부(180)는 일 공간에 존재하는 피사체 중 기 설정된 조건을 만족하는 피사체(지점)(410)가 카메라(121)를 통해 영상으로 수신되면, 상기 기 설정된 조건을 만족하는 피사체(지점)(410)에 해당하는 부분을 특징점(420)으로 추출할 수 있다.
이후, 본 발명에서는 HMD에 구비된 센싱부(예를 들어, 적외선 센서)를 이용하여 복수의 특징점 중 적어도 하나의 특징점에 대응하는 피사체와 HMD의 본체 사이의 실제거리를 측정하는 단계가 진행된다(S320).
구체적으로, 제어부(180)는, 피사체와 본체 사이의 거리를 측정하는 것이 가능한 센싱부(140)를 이용하여, 기 설정된 조건을 만족하는 복수의 특징점 중 적어도 하나의 특징점에 대응하는 피사체와 HMD 본체(100) 사이의 거리를 측정할 수 있다.
일 예로, 상기 센싱부(140)는 적외선 센서일 수 있다. 도 4의 (b)를 참조하면, 제어부(180)는 상기 적외선 센서를 통해 영상에 포함된 기 설정된 조건을 만족하는 복수의 특징점 중 적어도 하나의 특징점에 대응하는 피사체(V1)와 HMD본체(100) 사이의 거리(실제거리)(d1, d2)를 측정할 수 있다.
예를 들어, 제어부(180)는, 본체(100)가 제1 지점(100(a))에 존재하는 상태에서 상기 피사체(V1)와 본체 사이의 실제거리(d1)를 측정하고, 사용자에 의해 본체(100)가 제1 지점과 다른 제2 지점(100(b))에 존재(이동)하게 되면, 상기 피사체(V1)와 본체(100) 사이의 실제거리(d2)를 다시 측정할 수 있다.
한편, 이에 한정되지 않고, 본 발명에서는 복수의 카메라를 이용하여, 피사체와 본체(100) 사이의 거리를 측정할 수도 있다.
도 4의 (b)도면을 참조하여, 도 4의 (b)에 도시된 100 부분을 하나의 본체에 구비된 두 개의 카메라(121)가 이격되어 배치된 것을 예로 설명하기로 한다. 상기 적어도 하나의 특징점(420)에 대응하는 피사체(410)와 본체(100) 사이의 거리(실제거리)는, 상기 적어도 두 개의 카메라를 이용하여 측정될 수 있다.
구체적으로, HMD 본체(100)에는 적어도 두 개의 카메라가 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 적어도 두 개의 카메라 중 제1 카메라는 도 4의 (b)에 도시된 100(a) 위치에, 상기 제1 카메라와 다른 제2 카메라는 도 4의 (b)에 도시된 100(b) 위치에 배치될 수 있다.
상기 적어도 두 개의 카메라는 각각 영상(400)을 수신할 수 있다. 상기 적어도 두 개의 카메라가 특징점에 해당하는 피사체(410)를 촬영하는 경우, 적어도 두 개의 카메라를 통해 수신되는 영상(예를 들어, 영상 A, 영상 B)에는 상기 피사체(410)에 해당하는 특징점(420)이 다른 위치에 표시될 수 있다.
적어도 두 개의 카메라를 이용하여 피사체와 본체 사이의 거리를 측정하는 방법은, 일 예로, Epipolar geometry 알고리즘 또는 triangulation 알고리즘 등이 이용될 수 있다.
상기 Epipolar geometry 알고리즘은, 동일한 피사체 또는 장면에 대한 영상을 서로 다른 지점(이격되어 배치된 적어도 두 개의 카메라)에서 획득하고, 획득된 복수의 영상들(예를 들어, 영상 A, 영상 B)의 특징점(매칭쌍)들 사이의 기하학적 관계를 이용하여 피사체와 본체 사이의 거리를 측정하는 알고리즘일 수 있다. Epipolar geometry 알고리즘을 이용하는 경우, 적어도 5쌍의 특징점(매칭점)이 이용될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 알고리즘의 종류에 따라 8쌍의 특징점을 필요로 하는 경우도 있고, 어떤 경우에는 3쌍, 2쌍 또는 1쌍의 특징점만을 필요로 하는 경우도 있다.
상기 측정된 거리(실제거리)는, HMD(또는, HMD 본체)(100)의 움직임을 판단하는 데에 이용된다. 구체적으로, 본 발명에서는 상기 복수의 특징점 중 적어도 하나의 특징점에 대응하는 피사체와 HMD 본체(100) 사이의 실제거리를 이용하여 HMD의 움직임을 판단함으로써, 정확성을 현저히 향상시킬 수 있다.
이후, 본 발명에서는, 측정된 실제거리와 복수의 특징점들에 근거하여, HMD의 본체의 움직임을 판단하는 단계가 진행된다(S330). 구체적으로, 제어부(180)는 복수의 특징점 중 적어도 하나의 특징점에 대응하는 피사체와 본체 사이의 거리를 측정하고, 상기 복수의 특징점 및 상기 측정된 거리 중 적어도 하나에 근거하여 본체(100)의 움직임을 판단할 수 있다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해, 상기 본체의 움직임을 본체(100)의 이동 및 본체(100)의 회전으로 구분하여 설명하기로 한다. 상기 본체(100)의 이동은 직진방향으로 움직이는 것을 의미하고, 상기 본체(100)의 회전은 어느 일 기준선(또는 기준점)을 기준으로 HMD가 좌우 또는 상하로 회전하는 것을 의미한다. 또한, 제어부(180)는, 본체의 이동과 본체의 회전을 조합하여 곡선을 형성하도록 움직이는 HMD 본체의 움직임을 감지할 수 있다.
구체적으로, 제어부(180)는, 복수의 특징점들 사이의 상대거리의 변화율과 측정된 거리(또는, 측정된 거리의 변화율)에 근거하여 본체의 움직임을 판단할 수 있다.
예를 들어, 제어부(180)는, 상기 복수의 특징점들 사이의 상대거리의 변화율 및 상기 측정된 거리의 변화율에 근거하여 상기 본체가 회전된 정도를 결정(판단)할 수 있다. 또한, 제어부(180)는 상기 측정된 거리의 변화율에 근거하여 상기 본체가 이동된 실제거리를 결정할 수 있다.
이하에서는, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 측정된 거리와 복수의 특징점들 사이의 상대거리를 이용하여 HMD의 움직임을 판단하는 방법에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 HMD의 움직임을 판단하는 방법을 보다 구체적으로 설명하기 위한 개념도이다.
우선, 도 5a를 참조하여 HMD 본체(100)가 일 방향(또는, 직진방향)으로 이동하는 경우, 본체가 이동된 정도(즉, 본체가 이동된 실제거리)를 판단하는 방법을 살펴본다.
도 5a의 (a) 및 (b)를 참조하면, 제어부(180)는 카메라(121)를 통해 입력되는 영상(400)에서 기 설정된 조건을 만족하는 복수의 특징점(420a, 420b, 420c, 420d, 420e)을 결정한다. 또한, 제어부(180)는, 상기 복수의 특징점들 사이의 상대거리(예를 들어, l1, l2, l3, l4)를 결정(측정)한다.
제어부(180)는, 센싱부(140)를 이용하여 상기 복수의 특징점 중 적어도 하나의 특징점(예를 들어, 420a)에 대응하는 피사체(410a)와 본체(100) 사이의 거리(실제거리)(d1)를 측정한다.
이후, 사용자에 의해 HMD본체가 이동되면, 상기 영상(400)에 포함된 복수의 특징점들(420a, 420b, 420c, 420d, 420e) 사이의 상대거리(l1', l2', l3', l4')는 변경된다. 예를 들어, 도 5a의 (c)에 도시된 것과 같이, 피사체와 본체가 가까워지는 방향으로 이동되면, 카메라(121)를 통해 수신되는 영상에 포함된 피사체는 확대되게 되고, 이에 따라, 상기 영상(400)에 포함된 복수의 특징점들 사이의 상대거리는 멀어지게 된다.
제어부(180)는, 상기 복수의 특징점들 사이의 상대거리가 변경되는 것에 근거하여, HMD 본체(100)가 이동되었음을 판단할 수 있다.
다만, 복수의 특징점들 사이의 상대거리의 변화율만으로 HMD 본체가 이동된 실제거리(이동거리)를 판단하는 경우, 정확한 이동거리를 판단할 수 없다. 이는, 실제 스케일(Scale, 예를 들어, 피사체의 크기 또는 피사체와 본체 사이의 거리)이 반영되지 않았기 때문이다.
즉, 복수의 특징점들 사이의 상대거리 변화율 만을 이용하여, 특정 변화율이 감지되면, 특정 거리만큼 이동되었다고 판단하는 경우, 특징점에 대응하는 피사체와 본체 사이의 거리에 따라 제어부에서 판단되는 이동거리와 HMD 본체가 이동된 실제거리는 달라지게 된다. 다른 말로, 특징점에 대응하는 피사체와 본체 사이의 거리가 다른 경우, HMD가 동일한 거리를 이동하더라도 영상에 포함된 복수의 특징점들 사이의 상대거리 변화율은 달라지게 된다.
보다 정확한 이동거리를 측정하기 위해, 제어부(180)는, 도 5a의 (c)에 도시된 것과 같이, HMD의 이동이 감지되면, 센싱부(140)를 이용하여 상기 복수의 특징점 중 적어도 하나의 특징점(예를 들어, 420a)에 대응하는 피사체(410a)와 본체(100) 사이의 거리(실제거리)(d2)를 측정한다.
이후, 제어부(180)는, HMD 본체의 이동 전에 측정된 거리(d1)과 HMD 본체의 회전 후에 측정된 거리(d2)에 근거하여, HMD의 본체가 이동된 실제거리를 결정(판단)할 수 있다.
즉, 제어부(180)는, 상기 d1과 d2를 이용하여 측정된 거리의 변화율을 판단하고, 변화율에 근거하여 HMD의 본체가 이동된 실제거리를 결정(판단)할 수 있다.
이 때, 제어부(180)는, 복수의 특징점들 사이의 상대거리의 변화율과 상기 측정된 거리(또는, 측정된 거리의 변화율)을 함께 이용하여 HMD의 이동된 실제거리를 판단할 수 있다.
또한, 제어부(180)는, 상기 복수의 특징점들 사이의 상대거리의 변화율 및 상기 측정된 거리의 변화율에 근거하여 상기 본체가 회전된 정도를 결정할 수 있다.
이하에서는, 도 5b를 참조하여 HMD 본체(100)가 회전하는 경우, 본체가 회전된 정도(즉, 본체가 회전된 각도)를 판단하는 방법을 살펴본다.
도 5b의 (a) 및 (b)를 참조하면, 제어부(180)는 카메라(121)를 통해 입력되는 영상(400)에서 기 설정된 조건을 만족하는 복수의 특징점(420a, 420b, 420c, 420d, 420e)을 결정한다. 또한, 제어부(180)는, 상기 복수의 특징점들 사이의 상대거리(예를 들어, l5, l6, l7, l8)를 결정한다.
제어부(180)는, 센싱부(140)를 이용하여 상기 복수의 특징점 중 적어도 하나의 특징점(예를 들어, 420a)에 대응하는 피사체(410a)와 본체(100) 사이의 거리(실제거리)(d3)를 측정한다.
이후, 사용자에 의해 HMD본체가 회전되면, 상기 영상(400)에 포함된 복수의 특징점들(420a, 420b, 420c, 420d, 420e) 사이의 상대거리(l5', l6', l7', l8')는 변경된다. 예를 들어, 도 5b의 (c)에 도시된 것과 같이, 본체가 회전되면, 카메라(121)를 통해 수신되는 영상에 포함된 복수의 특징점들은 이동되고, 이에 따라, 상기 영상(400)에 포함된 복수의 특징점들 사이의 상대거리 중 적어도 일부(l5', l8')는 짧아지고, 나머지 일부(l6', l7')는 길어지게 된다.
제어부(180)는, 상기 복수의 특징점들 사이의 상대거리가 변경되는 것 또는 상기 복수의 특징점들이 이동되는 것에 근거하여, HMD 본체(100)가 회전되었음을 판단할 수 있다.
다만, 복수의 특징점들 사이의 상대거리의 변화율만으로 HMD 본체가 회전된 정도(각도)를 판단하는 경우, 정확한 각도를 판단할 수 없다. 이는, 실제 스케일(Scale, 예를 들어, 피사체의 크기 또는 피사체와 본체 사이의 거리)이 반영되지 않았기 때문이다.
즉, 복수의 특징점들 사이의 상대거리 변화율 만을 이용하여, 특정 변화율이 감지되면, 특정 각도만큼 회전되었다고 판단하는 경우, 특징점에 대응하는 피사체와 본체 사이의 거리에 따라 제어부에서 판단되는 각도와 HMD 본체가 실제로 회전된 정도는 달라지게 된다. 다른 말로, 특징점에 대응하는 피사체와 본체 사이의 거리가 다른 경우, HMD가 동일한 각도만큼 회전하더라도 영상에 포함된 복수의 특징점들 사이의 상대거리 변화율은 달라지게 된다.
보다 정확한 회전된 정도(각도)를 측정하기 위해, 제어부(180)는, 도 5b의 (c)에 도시된 것과 같이, HMD의 회전이 감지되면, 센싱부(140)를 이용하여 상기 복수의 특징점 중 적어도 하나의 특징점(예를 들어, 420a)에 대응하는 피사체(410a)와 본체(100) 사이의 거리(실제거리)(d4)를 측정한다.
이후, 제어부(180)는, HMD 본체의 회전 전에 측정된 거리(d3)과 HMD 본체의 회전 후에 측정된 거리(d4)(또는, 측정된 거리(d3, d4)의 변화율)과 상기 복수의 특징점 사이의 상대거리의 변화율에 근거하여, HMD의 본체가 회전된 정도를 결정(판단)할 수 있다.
또한, 제어부(180)는, 상기 적어도 하나의 특징점(420a)에 대응하는 피사체(410a)와 본체(100) 사이의 거리(d3, d4)와, 회전 전후의 상기 적어도 하나의 특징점(420a)의 출력위치에 근거하여, HMD의 본체가 회전된 정도를 결정할 수도 있다.
이러한 구성을 통해, 본 발명은, 카메라를 통해 수신되는 영상에 포함된 복수의 특징점들 사이의 상대거리 뿐만 아니라, 적어도 하나의 특징점에 대응하는 피사체와 HMD 본체 사이의 실제거리에 근거하여 HMD의 움직임을 판단할 수 있다. 따라서, 본 발명은, HMD의 움직임 판단에 대한 정확성을 현저하게 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명에서는, 카메라를 통해 수신되는 영상에 포함된 복수의 특징점에 대응하는 피사체와 본체 사이의 거리를 모두 측정할 수도 있다. 일 예로, HMD 본체의 움직임을 감지하기 위해, 초반에는 복수의 특징점 중 어느 하나의 특징점에 대응하는 피사체와 본체 사이의 거리를 측정하고, 측정된 거리와 복수의 특징점 사이의 상대거리를 이용하여 HMD 본체의 움직임을 판단하고, 상기 판단을 수행하면서 순차적으로 나머지 특징점에 대응하는 피사체와 본체 사이의 거리를 모두 측정할 수 있다.
또한, 제어부(180)는, 본체의 움직임에 의해 카메라를 통해 새로운 영상이 수신되면, 새로운 영상에 포함된 기 설정된 복수의 특징점을 추출하고, 이를 이용하여 본체의 움직임을 판단할 수 있다.
한편, 기 수신된 영상에 포함된 복수의 특징점 중 피사체와 본체 사이의 거리 측정에 이용된 특징점이 본체의 움직임에 의해 영상에서 사라지면, 제어부(180)는 현재 수신되는 영상에서 결정된 복수의 특징점 중 적어도 하나의 특징점에 대응하는 피사체와 본체 사이의 거리를 다시 측정할 수 있다.
한편, 본 발명에서는 사용자에 의해 HMD의 본체가 급격하게 이동함에 따라 기 수신되던 영상이 새로운 영상으로 변경되면, 새로운 영상을 이용하여, 도 3에서 설명한 제어방법을 다시 수행할 수 있다.
도 6은 HMD를 착용한 사용자의 움직임에 의해 HMD가 급격하게 회전하는 경우의 제어방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6의 (a)에 도시된 것과 같이, 제어부(180)는, 카메라(121)를 통해 수신되는 영상(400a)에서 기 설정된 조건을 만족하는 복수의 특징점(600a, 600b, 600c, 600d, 600e)을 결정하고, 이를 이용하여 본체의 움직임을 판단(추적)할 수 있다.
한편, 도 6의 (b)에 도시된 것과 같이, 본체의 움직임에 의해(급격한 움직임에 의해) 새로운 영상(400b)이 카메라(121)를 통해 수신되고, 상기 새로운 영상(400b)에 상기 복수의 특징점(600a, 600b, 600c, 600d, 600e)이 존재하지 않으면, 제어부(180)는, 상기 새로운 영상(400b)에서 기 설정된 조건을 만족하는 새로운 특징점(610a, 610b, 610c, 610d, 610e)를 결정할 수 있다.
상기 새로운 특징점은 복수개이며, 제어부(180)는 상기 본체(100)의 움직임을 판단하는 데에 이용되도록, 센싱부(140)를 이용하여 상기 복수의 새로운 특징점(610a, 610b, 610c, 610d, 610e) 중 적어도 하나의 특징점에 대응하는 피사체와 본체(100) 사이의 거리를 측정할 수 있다. 이후, 제어부(180)는 측정된 거리와 상기 복수의 새로운 특징점을 이용하여 본체의 움직임을 판단할 수 있다.
즉, 급격한 움직임에 의해 기 결정된 특징점이 영상에서 사라지면, 다시 처음부터 도 3의 플로우를 진행하는 것으로 이해될 수 있다.
한편, 본 발명과 관련된 HMD(100)는 본체의 움직임을 판단하면서, 입체지도제작(3D mapping)을 수행할 수 있다. 구체적으로, 제어부(180)는 본체의 움직임을 판단하는 동시에, 상기 판단에 이용되는 정보들을 이용하여 입체지도(입체공간정보)를 생성할 수 있다.
이하에서는, 본 발명에서 입체지도제작을 수행하는 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 7은 본 발명과 관련된 입체지도제작을 수행하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 8a, 도 8b 및 도 8c는 도 7에서 살펴본 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7을 참조하면, 우선 본 발명에서는 카메라(121)를 통해 수신되는 제1 영상에 포함된 특징점을 추출하는 단계가 진행된다(S710). 구체적으로, 제어부(180)는, 도 8a에 도시된 것과 같이, 카메라(121)를 통해 수신되는 제1 영상(400a)에 포함된 기 설정된 조건을 만족하는 복수의 특징점(800a, 800b, 800c, 800d, 800e)을 추출할 수 있다.
이후, 제어부(180)는, 센싱부(140)를 이용하여 상기 복수의 특징점 중 적어도 하나의 특징점에 대응하는 피사체와 본체(100) 사이의 거리를 측정한다. 또한, 제어부(180)는 복수의 특징점들 사이의 상대거리를 결정한다.
제어부(180)는 상기 측정된 거리와 상기 상대거리를 이용하여 본체의 움직임을 판단(추적, 결정, 추출, 추적)한다.
또한, 제어부(180)는, 상기 제1 영상(400a)에 포함된 특징점과 관련된 정보를 포함하는 제1 공간정보(850a)를 생성한다(S720).
상기 복수의 특징점과 관련된 정보는, 상기 복수의 특징점 중 적어도 하나의 특징점에 대응하는 피사체와 상기 본체(100) 사이의 거리 및 상기 복수의 특징점들 사이의 상대거리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이후, 제어부(180)는, HMD의 본체의 움직임에 의해 상기 제1 영상과 다른 제2 영상이 수신되면, 상기 제2 영상에 포함된 특징점을 결정(추출)한다(S730).
구체적으로, 제어부(180)는, 도 8b에 도시된 것과 같이, 카메라를 통해 영상(제1 영상)이 수신되는 상태에서 사용자에 의해 HMD 본체가 움직여지면, 카메라(121)를 통해 새로운 영상(즉, 제2 영상)(400b)을 수신한다.
제어부(180)는 상기 제2 영상에서 상기 기 설정된 조건을 만족하는 복수의 특징점(800d, 800e, 810a, 810b, 810c)를 결정한다.
이후, 제어부(180)는 상기 제2 영상(400b)에 포함된 특징점과 관련된 정보를 포함하는 제2 공간정보(850b)를 생성한다.
한편, 제어부(180)는, 제1 영상에 포함된 특징점과 제2 영상에 포함된 특징점이 기 설정된 조건을 만족하면, 제2 영상에 포함된 특징점과 관련된 정보를 포함하는 제2 공간정보를 생성할 수 있다(S740).
구체적으로, 제어부(180)는 상기 제1 영상(400a)에 포함된 복수의 특징점(800a, 800b, 800c, 800d, 800e)과 제2 영상(400b)에 포함된 복수의 특징점(800d, 800e, 810a, 810b, 810c)이 중복되는 개수에 근거하여, 상기 제2 영상(400b)에 포함된 복수의 특징점과 관련된 정보가 포함된 제2 공간정보(850b)를 생성할 수 있다.
즉, 상기 제2 공간정보는, 새로운 영상이 수신될 때마다, 또는 새로운 특징점이 결정될 때마다, 또는 기 설정된 조건을 만족하는 경우 생성될 수 있다.
일 예로, 상기 제2 공간정보(850b)는, 중복되는 개수가 기 설정된 개수 이하인 경우 생성될 수 있다. 즉, 제어부(180)는, 제1 영상(400a)에 포함된 복수의 특징점과 제2 영상(400b)에 포함된 복수의 특징점 중 동일한 특징점(또는, 중복되는 특징점)의 개수가 기 설정된 개수 이하로 되면, 상기 제2 영상(400b)에 포함된 복수의 특징점과 관련된 정보를 포함하는 제2 공간정보를 생성할 수 있다.
위와 같은 과정은, HMD의 움직임 판단이 계속 수행되는 동안 복수번 수행될 수 있다. 이 경우, 제어부(180)는 복수의 공간정보를 생성할 수 있다.
이후, 제어부(180)는 생성된 복수의 공간정보(제1 공간정보 및 제2 공간정보)를 이용하여 하나의 입체공간정보를 생성할 수 있다. 상기 입체공간정보는, 3D map, 입체지도 등으로 명명될 수 있다.
예를 들어, 도 8c에 도시된 것과 같이, 제어부(180)는, 제1 공간정보(850a)와 제2 공간정보(850b)에 포함된 특징점 중 동일한 특징점(또는 중복되는 특징점)(800d, 800e)이 중첩되도록 제1 공간정보(850a)와 제2 공간정보(850b)를 합성할 수 있다. 이러한 방법을 통해, 제어부(180)는 하나의 입체공간정보(860)를 생성할 수 있다.
또 다른 예로, 제어부(180)는, 제1 공간정보(850a)를 기준으로, 상기 제1 공간정보에 포함되지 않은 새로운 특징점(예를 들어, 810a, 810b, 810c)를 추가/부가하여 입체공간정보를 생성할 수 있다. 즉, 이 경우에는 제1 공간정보를 확장시키는 개념으로 이해될 수 있다.
위와 같은 입체공간정보(860)의 생성은, HMD의 움직임을 판단하는 과정과 동시에(병렬적으로) 수행될 수 있다.
제어부(180)는 입체공간정보(860)에 HMD의 위치정보를 연계하여 메모리(170)저장할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 복수의 입체공간정보가 저장되어 있는 경우, 입체공간정보에 연계된 위치정보에 근거하여, HMD가 현재 위치한 공간에 대응하는 입체공간정보를 로드(이용)할 수 있다.
이러한 구성을 통해, 본 발명은 HMD의 움직임 판단이 새롭게 수행되는 경우, 상기 입체공간정보를 이용하여 복수의 특징점을 보다 빠르게 결정하고, 복수의 특징점 중 적어도 하나의 특징점에 대응하는 피사체와 복수의 특징점 사이의 상대거리에 근거하여 HMD의 위치를 보다 빠르게 판단할 수 있어, HMD의 움직임 판단 속도를 현저히 향상시킬 수 있다.
이러한 구성을 통해, 본 발명은 카메라를 통해 수신되는 영상에 포함된 특징점과, 특징점에 대응하는 피사체와 HMD 본체 사이의 거리를 이용하여 HMD의 움직임을 판단할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 별도의 외부 장치 없이 HMD의 움직임을 판단할 수 있는 최적화된 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 카메라를 통해 수신되는 영상에 포함된 복수의 특징점들 사이의 상대거리 뿐만 아니라, 적어도 하나의 특징점에 대응하는 피사체와 HMD 본체 사이의 실제거리에 근거하여 HMD의 움직임을 판단할 수 있다. 따라서, 본 발명은, HMD의 움직임 판단에 대한 정확성을 현저하게 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 카메라를 통해 수신되는 영상에 포함된 특징점을 이용하여 최적화된 방법으로 입체지도제작을 수행할 수 있는 제어방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 입체지도제작의 수행에 의해 생성된 입체공간정보를 이용하여, HMD의 움직임을 판단하는 속도를 현저히 향상시킬 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부(180)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 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.

Claims (15)

  1. HMD(Head Mounted Display)로서,
    사용자의 두부에 착용 가능하도록 형성되는 본체;
    상기 본체에 구비되는 카메라;
    상기 카메라를 통해 수신되는 영상에 대응하는 피사체와 상기 본체 사이의 거리를 측정하도록 형성되는 센싱부; 및
    상기 영상에서 기 설정된 조건을 만족하는 복수의 특징점을 결정하고, 상기 센싱부를 이용하여 상기 복수의 특징점 중 적어도 하나의 특징점에 대응하는 피사체와 상기 본체 사이의 거리를 측정하며, 상기 복수의 특징점 및 상기 측정된 거리 중 적어도 하나에 근거하여 상기 본체의 움직임을 판단하는 제어부를 포함하는 HMD.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 특징점들 사이의 상대거리의 변화율과 상기 측정된 거리의 변화율에 근거하여 상기 본체의 움직임을 판단하는 것을 특징으로 하는 HMD.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 특징점들 사이의 상대거리의 변화율 및 상기 측정된 거리의 변화율에 근거하여 상기 본체가 회전된 정도를 결정하고,
    상기 측정된 거리의 변화율에 근거하여 상기 본체가 이동된 실제거리를 결정하는 것을 특징으로 하는 HMD.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체에는 적어도 두 개의 카메라가 이격되어 배치되고,
    상기 적어도 하나의 특징점에 대응하는 피사체와 상기 본체 사이의 거리는, 상기 적어도 두 개의 카메라를 이용하여 측정 가능한 것을 특징으로 하는 HMD.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 본체의 움직임에 의해 새로운 영상을 상기 카메라를 통해 수신하고, 상기 새로운 영상에 상기 복수의 특징점이 존재하지 않으면, 상기 새로운 영상에서 상기 기 설정된 조건을 만족하는 새로운 특징점을 결정하는 것을 특징으로 하는 HMD.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 새로운 특징점은 복수개이고,
    상기 제어부는,
    상기 본체의 움직임을 판단하는 데에 이용되도록, 상기 복수의 새로운 특징점 중 적어도 하나의 특징점에 대응하는 피사체와 상기 본체 사이의 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 HMD.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 카메라를 통해 수신되는 제1 영상에서 상기 기 설정된 조건을 만족하는 복수의 특징점을 결정하고, 상기 복수의 특징점과 관련된 정보를 포함하는 제1 공간정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 HMD.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 특징점과 관련된 정보는,
    상기 복수의 특징점 중 적어도 하나의 특징점에 대응하는 피사체와 상기 본체 사이의 거리 및 상기 복수의 특징점들 사이의 상대거리 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 HMD.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 본체의 움직임에 의해 상기 제1 영상과 다른 제2 영상이 상기 카메라를 통해 수신되면, 상기 제2 영상에서 상기 기 설정된 조건을 만족하는 복수의 특징점을 결정하고, 상기 제1 영상에 포함된 복수의 특징점과 상기 제2 영상에 포함된 복수의 특징점이 중복되는 개수에 근거하여, 상기 제2 영상에 포함된 복수의 특징점과 관련된 정보가 포함된 제2 공간정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 HMD.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제2 공간정보는, 상기 중복되는 개수가 기 설정된 개수 이하인 경우 생성되는 것을 특징으로 하는 HMD.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 공간정보 및 상기 제2 공간정보를 이용하여 입체공간정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 HMD.
  12. HMD(Head Mounted Display)의 제어방법으로서,
    카메라를 통해 수신되는 영상에서 기 설정된 조건을 만족하는 복수의 특징점을 결정하는 단계;
    상기 복수의 특징점 중 적어도 하나의 특징점에 대응하는 피사체와 상기 본체 사이의 거리를 측정하는 단계; 및
    상기 복수의 특징점 및 상기 측정된 거리 중 적어도 하나에 근거하여 상기 HMD의 움직임을 판단하는 단계를 포함하는 HMD의 제어방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는,
    상기 복수의 특징점들 사이의 상대거리의 변화율과 상기 측정된 거리의 변화율에 근거하여 상기 본체의 움직임을 판단하는 것을 특징으로 하는 HMD의 제어방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 HMD의 움직임에 의해 수신되는 새로운 영상에서 상기 기 설정된 조건을 만족하는 복수의 특징점을 결정하는 단계; 및
    상기 영상에 포함된 복수의 특징점과 관련된 정보와 상기 새로운 영상에 포함된 복수의 특징점과 관련된 정보에 근거하여, 입체공간정보를 생성하는 단계를 더 포함하는 HMD의 제어방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 생성하는 단계는,
    상기 영상에 포함된 복수의 특징점과 관련된 정보를 포함하는 제1 공간정보를 생성하는 단계; 및
    상기 영상에 포함된 복수의 특징점과 상기 새로운 영상에 포함된 복수의 특징점이 중복되는 개수가 기 설정된 개수 이하인 경우, 상기 새로운 영상에 포함된 복수의 특징점과 관련된 정보를 포함하는 제2 공간정보를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 입체공간정보는, 상기 제1 공간정보 및 상기 제2 공간정보를 이용하여 생성되는 것을 특징으로 하는 HMD의 제어방법.
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