KR20190104758A

KR20190104758A - 이동단말기 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR20190104758A
Application number: KR1020180025267A
Authority: KR
Inventors: 안예한; 김민호; 김호영; 신만수
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2018-03-02
Filing date: 2018-03-02
Publication date: 2019-09-11
Also published as: US11556182B2; US20200401231A1; WO2019168238A1; EP3761618A1; EP3761618A4; KR102455382B1

Abstract

본 발명은 디바이스 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 적어도 하나 이상의 커맨드를 저장하는 메모리와, 적어도 하나의 유저의 손을 캡쳐하는 깊이 카메라와, 디스플레이 모듈과, 그리고 상기 메모리, 상기 깊이 카메라 및 상기 디스플레이 모듈을 제어하는 컨트롤러를 포함한다. 상기 컨트롤러는, 상기 깊이 카메라를 제어하여 상기 적어도 하나의 유저의 손을 캡쳐하고, 상기 디스플레이 모듈을 제어하여, 캡쳐된 유저의 손에 기초하여 변경되는 비쥬얼 피드백(visual feedback)을 출력하는 것을 특징으로 한다.

Description

이동단말기 및 그 제어 방법{MOBILE TERMINAL AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}

본 발명은 이동 단말기 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 깊이 카메라(Depth Camera)를 이용하여 사용자가 해당 이동 단말기를 제어하고자 하는 의도를 보다 정확하고 빠른 알고리즘으로 디텍트 하기 위한 기술 분야에 적용 가능하다.

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 동영상 촬영, 음성녹음, 스피커 시스템을 통한 음악파일 재생 그리고 디스플레이부에 이미지나 동영상을 출력하는 기능이 있다. 일부 단말기는 전자게임 플레이 기능이 추가되거나, 멀티미디어 플레이어 기능을 수행한다. 특히 최근의 이동 단말기는 방송과 동영상이나 텔레비전 프로그램과 같은 시각적 컨텐츠를 제공하는 멀티캐스트 신호를 수신할 수 있다.

한편, 인공지능형 기능을 탑재하고 있는 디바이스들이 다양한 분야에서 논의되고 있다. 이와 같은 인공지능형 디바이스들의 기본적인 특징은 사용자와 마주보고 상호작용(interaction) 하기 위하여, 스탠드(stand) 상태로 존재한다는 것이다. 다만, 스탠드 상태에서 터치 인터페이스를 이용하면, 사용자가 디바이스에 매번 접근해야 하는 문제가 있고, 디바이스에 물리적인 접촉(ex : touch)을 할 경우, 디바이스의 위치가 변경되거나 넘어지기 쉬운 한계가 있다. 이를 해결하기 위한 다른 인터페이스로 보이스 인식을 고려할 수도 있으나, 아직까지는 인식률 성능에 문제가 있다.

본 발명은 전술한 문제 및 기타 본 발명의 명세서를 통해 기타 문제들 역시 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일실시예는 터치나 음성 인식이 아닌 깊이 카메라(depth camera)를 이용한 비젼(vision) 기반 UI를 구현하고자 한다. 특히, 이미지 프로세싱 시간(image processing time)을 줄이기 위하여, 깊이 카메라로 획득한 이미지에서 유저의 손에 해당하는 부분의 이미지를 신속하고 정확하게 추출할 수 있어야 하며, 이를 위해 이미지의 깊이(depth)값(ex : Z 축 거리)를 사용한다. 사용자가 비젼 기반의 UI를 이용할 때, 카메라와 손이 다른 신체 대비 가깝다고 가정할 수 있으며, 이 경우 임의의 거리보다 멀리 있는 배경이나 다른 신체들은 깊이값을 통해 무시할 수 있으므로, 손의 이미지만을 빠르게 추출할 수가 있다.

본 발명의 다른 일실시예는 손가락이 가리키는 방향과 디바이스와 손가락 사이의 거리를 정확히 측정하고자 한다. 이를 위하여, 유저와 손가락으로 가리키는 포인트를 정확히 측정하고자 하며, 손가락 끝과 손의 이미지를 거리 기반으로 분리할 수 있어야 하고, 손가락 끝과 디바이스 사이의 거리를 정확히 디텍트 하는 솔루션을 제공하고자 한다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 의한 깊이 카메라(Depth Camera)를 포함하는 디바이스의 제어 방법은, 깊이 카메라를 이용하여 깊이 이미지(depth image)을 획득하는 단계와, 메모리를 참조하여 상기 획득된 깊이 이미지를 분석하여, 상기 디바이스를 제1상태에서 제2상태로 변경하는 단계와, 상기 메모리를 참조하여 유저의 손가락이 상기 디바이스를 포인팅 하는지 여부를 판단하는 단계와, 상기 디바이스를 포인팅하는 것으로 판단된 경우, 상기 디바이스를 제2상태에서 제3상태로 변경하는 단계와, 상기 유저의 손가락의 엔드 포인트를 트래킹 하는 단계와, 그리고 상기 트래킹된 유저의 손가락의 엔드 포인트에 따라 위치가 변경되는 타겟 포인트를 디스플레이 하는 단계를 포함한다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 의한 깊이 카메라(Depth Camera)를 포함하는 디바이스는, 적어도 하나 이상의 커맨드를 저장하는 메모리와, 적어도 하나의 유저의 손을 캡쳐하는 깊이 카메라와, 디스플레이 모듈과, 그리고 상기 메모리, 상기 깊이 카메라 및 상기 디스플레이 모듈을 제어하는 컨트롤러를 포함한다. 상기 컨트롤러는, 상기 깊이 카메라를 제어하여 상기 적어도 하나의 유저의 손을 캡쳐하고, 상기 디스플레이 모듈을 제어하여, 캡쳐된 유저의 손에 기초하여 변경되는 비쥬얼 피드백(visual feedback)을 출력한다.

본 발명에 따른 이동 단말기 및 그 제어 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 사용자가 손가락으로 가리키는 타겟 포인트를 통해 사용자와 디바이스간 상호작용하는 새로운 솔루션을 제공한다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 타겟 포인트를 보다 정확하게 디텍트 하는 방안을 구체적으로 정의한다.

그리고, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 타겟 포인트를 유저가 보다 용이하게 인식할 수 있도록 비쥬얼 피드백(visual feedback)을 제공한다.

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

도 1a는 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 변형 가능한 이동 단말기의 다른 예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 디바이스의 주요 블록을 포함하는 블록도 이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 디바이스의 제어 방법을 도시한 플로우 차트이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라, 디바이스와 유저간 비쥬얼(visual) UI 를 대략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5의 비쥬얼 UI를 보다 상세히 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라, 변경되는 디바이스의 상태(state)를 도시한 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 상태를 변경하기 위한 기준을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 7에 도시된 낫 레디(not ready) 상태 및 레디(ready) 상태를 스위칭 하는 과정을 도시한 플로우 차트이다.
도 10은 도 7에 도시된 레디(ready) 상태 및 액티브(active) 상태를 스위칭 하는 과정을 도시한 플로우 차트이다.
도 11은 도 10에 도시된 S1110 단계 내지 S1160 단계를 상세히 도시한 플로우 차트이다.
도 12는 도 11에 도시된 S1110 단계를 구현하기 위해 필요한 데이터를 도시하고 있다.
도 13은 도 11에 도시된 S1120 단계 내지 S1140 단계를 구현하기 위해 필요한 데이터를 도시하고 있다.
도 14 및 도 15는 도 11에 도시된 S1150 단계 및 S1160 단계를 구현하기 위해 필요한 데이터를 도시하고 있다.
도 16 및 도 17은 도 10에 도시된 S1070 단계를 구현하기 위해 필요한 데이터를 도시하고 있다.
도 18은 손의 움직임에 따라 타겟 포인트를 변경하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 손의 움직임에 관계 없이 고정된 타겟 포인트를 사용하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 액티브 상태에서 타겟 포인트를 트래킹 하는 과정을 보다 상세히 도시한 플로우 차트이다.
도 21은 도 20에 도시된 S2011 단계를 구현하기 위해 필요한 데이터를 도시하고 있다.
도 22는 타겟 포인트를 이용하여, 본 발명의 일실시예에 의한 디바이스의 디스플레이 상의 오브젝트를 선택하는 과정을 설명하는 플로우 차트이다.
도 23은 도 22에 도시된 S2250 단계를 구현하기 위해 필요한 데이터를 도시하고 있다.
도 24는 본 발명의 일실시예에 의한 상태별 비쥬얼 피드백을 설명하기 위한 도면이다.
도 25 및 도 26은 깊이 카메라로 획득된 손 관련 이미지 중 손가락에 해당하는 영역을 삭제하는 과정을 도시한 도면이다.
그리고, 도 27 내지 31은 본 발명의 일실시예에 따라 손가락 포인팅으로 다양한 기능들을 제어하는 과정을 도시한 도면이다.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

터치 센서는 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식, 자기장 방식 등 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 이동 단말기(100)의 동작상태 또는 실행 중인 응용 프로그램에 따라 결정될 수 있다.

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

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

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

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

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

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

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

음향 출력부(152)는 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 이동 단말기(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 이동 단말기(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.

광출력부(154)는 이동 단말기(100)의 광원의 빛을 이용하여 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 이동 단말기(100)에서 발생 되는 이벤트의 예로는 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 이동 단말기가 전면이나 후면으로 단색이나 복수색의 빛을 발광함에 따라 구현된다. 상기 신호 출력은 이동 단말기가 사용자의 이벤트 확인을 감지함에 의하여 종료될 수 있다.

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

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

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

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

메모리(170)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 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. 이동 단말기(100)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(170)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작될 수도 있다.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

한편, 본 발명에서는 이동 단말기에서 처리되는 정보를 플렉서블 디스플레이(flexible display)를 이용하여 표시할 수 있다. 이하, 첨부된 도면을 바탕으로 이에 대하여 보다 구체적으로 살펴본다.

도 2는 본 발명에 따른 변형 가능한 이동 단말기(200)의 다른 예를 설명하기 위한 개념도이다.

도시된 바와 같이, 디스플레이부(251)는 외력에 의하여 변형 가능하게 구성될 수 있다. 상기 변형은 디스플레이부(251)의 휘어짐, 구부러짐, 접힘, 비틀림, 말림 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 변형 가능한 디스플레이부(251)는 ‘플렉서블 디스플레이부’로 명명될 수 있다. 여기에서, 플렉서블 디스플레이부(251)는 일반적인 플렉서블 디스플레이와 전자 종이(e-paper) 및 그 조합을 모두 포함할 수 있다. 일반적으로 이동 단말기(200)는 도1a 내지 도 1c의 이동 단말기(100)의 특징 또는 그와 유사한 특징을 포함할 수 있다.

일반적인 플렉서블 디스플레이는 기존의 평판 디스플레이의 특성을 유지하면서, 종이와 같이 휘어짐, 구부러짐, 접힘, 비틀림 또는 말림이 가능한 얇고 유연한 기판 위에 제작되어, 가볍고 쉽게 깨지지 않는 튼튼한 디스플레이를 말한다.

또한, 전자 종이는 일반적인 잉크의 특징을 적용한 디스플레이 기술로서, 반사광을 사용하는 점이 기존의 평판 디스플레이와 다른 점일 수 있다. 전자 종이는 트위스트 볼을 이용하거나, 캡슐을 이용한 전기영동(電氣泳動, electrophoresis)을 이용하여, 정보를 변경할 수 있다.

플렉서블 디스플레이부(251)가 변형되지 않는 상태(예를 들어, 무한대의 곡률반경을 가지는 상태, 이하 제1 상태라 한다)에서, 플렉서블 디스플레이부(251)의 디스플레이 영역은 평면이 된다. 상기 제1 상태에서 외력에 의하여 변형된 상태(예를 들어, 유한의 곡률반경을 가지는 상태, 이하, 제2 상태라 한다)에서는 상기 디스플레이 영역이 곡면이 될 수 있다. 도시된 바와 같이, 상기 제2 상태에서 표시되는 정보는 곡면상에 출력되는 시각 정보가 될 수 있다. 이러한 시각 정보는 매트릭스 형태로 배치되는 단위 화소(sub-pixel)의 발광이 독자적으로 제어됨에 의하여 구현된다. 상기 단위 화소는 하나의 색을 구현하기 위한 최소 단위를 의미한다.

플렉서블 디스플레이부(251)는 상기 제1 상태에서 평평한 상태가 아닌, 휘어진 상태(예를 들어, 상하 또는 좌우로 휘어진 상태)에 놓일 수 있다. 이 경우, 플렉서블 디스플레이부(251)에 외력이 가해지면, 플렉서블 디스플레이부(251)는 평평한 상태(혹은 보다 덜 휘어진 상태) 또는 보다 많이 휘어진 상태로 변형될 수 있다.

한편, 플렉서블 디스플레이부(251)는 터치센서와 조합되어 플렉서블 터치 스크린을 구현할 수 있다. 플렉서블 터치 스크린에 대하여 터치가 이루어지면, 제어부(180, 도 1a 참조)는 이러한 터치입력에 상응하는 제어를 수행할 수 있다. 플렉서블 터치 스크린은 상기 제1 상태뿐만 아니라 상기 제2 상태에서도 터치입력을 감지하도록 이루어질 수 있다.

한편, 본 변형 예에 따른 이동 단말기(200)에는 플렉서블 디스플레이부(251)의 변형을 감지할 수 있는 변형감지수단이 구비될 수 있다. 이러한 변형감지수단은 센싱부(140, 도 1a 참조)에 포함될 수 있다.

상기 변형감지수단은 플렉서블 디스플레이부(251) 또는 케이스(201)에 구비되어, 플렉서블 디스플레이부(251)의 변형과 관련된 정보를 감지할 수 있다. 여기에서, 변형과 관련된 정보는, 플렉서블 디스플레이부(251)가 변형된 방향, 변형된 정도, 변형된 위치, 변형된 시간 및 변형된 플렉서블 디스플레이부(251)가 복원되는 가속도 등이 될 수 있으며, 이 밖에도 플렉서블 디스플레이부(251)의 휘어짐으로 인하여 감지 가능한 다양한 정보일 수 있다.

또한, 제어부(180)는 상기 변형감지수단에 의하여 감지되는 플렉서블 디스플레이부(251)의 변형과 관련된 정보에 근거하여, 플렉서블 디스플레이부(251) 상에 표시되는 정보를 변경하거나, 이동 단말기(200)의 기능을 제어하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다.

한편, 본 변형 예에 따른 이동 단말기(200)는 플렉서블 디스플레이부(251)를 수용하는 케이스(201)를 포함할 수 있다. 케이스(201)는 플렉서블 디스플레이부(251)의 특성을 고려하여, 외력에 의하여 플렉서블 디스플레이부(251)와 함께 변형 가능하도록 구성될 수 있다.

아울러, 이동 단말기(200)에 구비되는 배터리(미도시) 또한 플렉서블 디스플레이부(251)의 특성을 고려하여, 외력에 의하여 플렉서블 디스플레이부(251)와 함께 변형 가능하도록 구성될 수 있다. 상기 배터리를 구현하기 위하여, 배터리 셀을 위로 쌓은 스택앤폴딩(stack and folding) 방식이 적용될 수 있다.

플렉서블 디스플레이부(251)의 상태 변형은 외력에 의한 것으로만 국한되지는 않는다. 예를 들어, 플렉서블 디스플레이부(251)가 제 1 상태를 가지고 있을 때, 사용자 혹은 애플리케이션의 명령에 의해서, 제 2 상태로 변형될 수도 있다.

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

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 디바이스의 주요 블록을 포함하는 블록도 이다. 도 3에 도시된 디바이스(300)는 이전 도면 1 내지 2에서 도시한 이동 단말기가 될 수도 있고, 또는 깊이 카메라(Depth camera)를 모바일 디바이스, 태블릿, 랩탑, 노트북, 사이니지, TV 또는 어떠한 형태의 디스플레이 디바이스에 해당할 수도 있다.

도 3에 도시된 디바이스(300)는, 깊이 카메라(310), 메모리(320), 디스플레이 모듈(330) 및 컨트롤러(340)를 포함한다. 상기 메모리(320)에는 이하 도면들에서 후술할 플로우 차트의 단계들이 수행 가능한 데이터들을 선택적으로 또는 전부 포함할 수가 있다.

본 발명의 일실시예에 따라, 깊이(Depth)값을 추출하는 방법은 크게 3가지이다. 첫째는, ToF방식이며(ToF Camera), 이것은 빛이 물체에 반사되어 돌아오는 시간을 통해 각 pixel의 거리를 구하는 방법이다. 둘째는, Structured IR방식이며(Structured IR Camera), 이것은 Projection된 Pattern의 왜곡 정도를 구하여 각 pixel의 거리를 구하는 방법이다. 셋째는, Stereo 방식이며(Stereo Camera), 이것은 양안시차를 이용하여 각 pixel의 거리를 구하는 방법이다. 이는, 도 3에 도시된 깊이 카메라(310)를 통해 가능하다.

다시 정리하면, 메모리(320)는 적어도 하나 이상의 커맨드를 저장하고 있으며, 깊이 카메라(310)는 적어도 하나의 유저의 손을 캡쳐한다.

컨트롤러(340)는 상기 메모리(320), 상기 깊이 카메라(310) 및 상기 디스플레이 모듈(330)을 제어하며, 특히 상기 컨트롤러(340)는, 상기 깊이 카메라(310)를 제어하여 상기 적어도 하나의 유저의 손을 캡쳐하고, 상기 디스플레이 모듈(330)을 제어하여, 캡쳐된 유저의 손에 기초하여 변경되는 비쥬얼 피드백(visual feedback)을 출력한다.

상기 비쥬얼 피드백은, 예를 들어 상기 캡쳐된 유저의 손을 미러링한 형태를 포함하되, 상기 디바이스(300)와 가장 근접한 거리에 위치하고 있는 손가락의 엔드 포인트를 구별하여 표시하고 있다. 이하 도 6 및 도 24 등에서 보다 상세히 후술하겠다.

상기 컨트롤러(340)는, 상기 캡쳐된 유저의 손이 상기 디바이스로부터 최소 기준 거리 및 최대 기준 거리 사이에 위치한 것으로 판단된 경우, 상기 비쥬얼 피드백을 출력한다. 이하 도 8 등에서 보다 상세히 후술하겠다.

상기 컨트롤러(340)는, 상기 디바이스(300)와 가장 근접한 거리에 위치하고 있는 손가락의 엔트 포인트 및 상기 캡쳐된 유저의 손의 기준점에 기초하여, 상기 디스플레이 모듈(330)에 출력되는 타겟 포인트의 위치를 변경하도록 설계된다. 이하 도 14 내지 도 19 등에서 보다 상세히 후술하겠다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 디바이스의 제어 방법을 도시한 플로우 차트이다. 당업자는 도 4의 실시예 및 도 3의 실시예를 통해 다른 실시예를 구현하는 것도 가능하다.

본 발명의 일실시예에 의한 깊이 카메라(Depth Camera)를 포함하는 디바이스는, 깊이 카메라를 이용하여 깊이 이미지(depth image)을 획득하고(S410), 메모리를 참조하여 상기 획득된 깊이 이미지를 분석하여, 상기 디바이스를 제1상태에서 제2상태로 변경한다(S420). 여기서, 제1상태는 도 7에 도시된 낫 레디 상태에 대응하고, 제2상태는 도 7에 도시된 레디 상태에 대응한다.

나아가, 상기 메모리를 참조하여 유저의 손가락이 상기 디바이스를 포인팅 하는지 여부를 판단하고(S430), 상기 디바이스를 포인팅하는 것으로 판단된 경우, 상기 디바이스를 제2상태에서 제3상태로 변경한다(S440). 여기서, 제2상태는 도 7에 도시된 레디 상태에 대응하고, 제3상태는 도 7에 도시된 액티브 상태에 대응한다.

그리고, 상기 유저의 손가락의 엔드 포인트를 트래킹 하고(S450), 그리고 상기 트래킹된 유저의 손가락의 엔드 포인트에 따라 위치가 변경되는 타겟 포인트를 디스플레이 한다(S460).

제1상태에서 제2상태로 변경하는 상기 S420 단계는, 상기 깊이 이미지의 각 픽셀값을 비교하여, 최소 기준 거리 및 최대 기준 거리 사이에 존재하지 않는 픽셀의 값들을 제거하는 단계와, 제거되지 않은 픽셀들 중에서, 상하좌우가 붙어 있는 픽셀들을 하나의 세그먼트로 추정하는 단계와, 복수의 세그먼트들이 존재할 경우, 가장 픽셀 숫자가 많은 세그먼트만 유효한 것으로 간주하는 단계와, 그리고 상기 간주된 세그먼트의 픽셀 수가 기설정된 쓰레스홀드(threshold) 값 이상인 경우, 레디(ready) 상태에 해당하는 제2상태로 변경하는 단계를 포함하도록 구성된다. 이는 이하 도 9 등을 참조하여 보다 상세히 후술한다.

상기 판단하는 S430 단계는, 상기 간주된 세그먼트내 픽셀값중 가장 작은 값을, 상기 디바이스와 가장 가까운 픽셀값으로 추정하도록 설계된다. 이는 이하 도 12 등을 참조하여 보다 상세히 후술한다.

상기 판단하는 S430 단계는, 상기 디바이스와 가장 가까운 픽셀값으로 추정된 포인트부터 제1거리까지 위치한 픽셀들로 이루어진 제1이미지를 결정하는 단계와, 상기 디바이스와 가장 가까운 픽셀값으로 추정된 포인트부터 제2거리까지 위치한 픽셀들로 이루어진 제2이미지를 결정하는 단계와, 상기 디바이스와 가장 가까운 픽셀값으로 추정된 포인트부터 제3거리까지 위치한 픽셀들로 이루어진 제3이미지를 결정하는 단계를 포함하되, 상기 제1거리 보다 상기 제2거리가 크고, 상기 제2거리 보다 상기 제3거리가 더 큰 것을 특징으로 한다. 이는 이하 도 8 등을 참조하여 보다 상세히 후술한다.

나아가, 도 4에 도시하지는 않았지만, 상기 제2이미지의 세그먼트 개수가 1개 이고, 상기 제2이미지의 크기가 상기 제3이미지의 크기의 일정 비율 보다 작고, 상기 제1이미지의 중앙점과 상기 제2이미지의 중앙점의 거리가 상기 추정된 상기 디바이스와 가장 가까운 픽셀값 보다 적은 경우, 상기 유저의 손가락이 상기 디바이스를 포인팅하는 것으로 판단하는 단계를 더 포함하는 것도 본 발명의 다른 권리범위에 속한다. 이는 도 14 및 도 15등을 참조하여 보다 상세히 후술한다.

상기 디스플레이 하는 S460 단계는, 상기 획득된 깊이 이미지 중 특정 영역의 중앙점 및 고정된 수정 비율(correction ratio)에 기초하여, 상기 타겟 포인트의 위치를 변경하는 것을 특징으로 한다. 이는 도 16 내지 도 19등을 참조하여 보다 상세히 후술한다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따라, 디바이스와 유저간 비쥬얼(visual) UI 를 대략적으로 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 일실시예에 의한 디바이스(500)는 깊이 카메라(510)를 포함하며, 유저(520)의 손가락의 엔트포인트(521)가 지향하는 방향에 따라, 타겟 포인트(511)를 이동시킨다. 그리고, 보다 정확한 디텍트를 위하여, 수정된 손의 중심점(522)를 자동 계산하도록 설계된다. 수정된 손의 중심점(522)을 손가락의 포인팅 마다 계산하거나 또는 한번 구해진 수정된 손의 중심점(522)을 계속 사용하는 것도 모두 본 발명의 권리범위에 속한다.

도 6은 도 5의 비쥬얼 UI를 보다 상세히 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 디바이스(600)의 깊이 카메라로 캡쳐된 손의 전체적인 모양을 미러링 형태(620)로 출력하고, 사용자와 디바이스(600)간 가장 가깝고 포인팅의 기준이 되는 손가락 엔드 포인트(621)를 보다 강조하여 표시한다. 그리고, 손가락의 엔드 포인트(621)의 움직임에 따라 커서(611)의 위치도 연동하여 이동하도록 설계한다.

다시 정리하여 설명하면, 본 발명은, 사용자가가 손가락으로 가리키는 타겟 포인트를 통해 사용자와 디바이스간 상호작용(Interaction)하는 새로운 방법을 제안한다. 여기서 가리키는 포인트라 함은, 예를 들어 사용자가 디바이스의 디스플레이를 손가락으로 가리킬 때 손가락이 가리키는 직선과 디바이스의 디스플레이가 만나는 점을 의미한다. 본 발명은 손의 위치와 모양을 통해 유저가 포인팅(Pointing) UI를 사용하려는 의도를 인지할 수 있는 기술과, 손가락 끝과 손의 보정된 좌표를 통해 타겟 포인트의 좌표를 찾는 기술을 포함하고 있다. 그리고 이를 통해 사용자의 의도에 따라 상태(state)를 분리한 후 각 상태(state)에 적합한 동작과 비쥬얼 피드백(Visual Feedback)을 정의하였다. 나아가, 타겟 포인트(Target Point)를 통해 타겟 오브젝트(Target Object)를 제어하는 방법도 정의하였다. 우선, 본 발명에서 제안하는 포인팅 UI는 3가지 상태로 정의되며, 이하 도 7 및 도 8을 참조하여 보다 상세히 후술하겠다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따라, 변경되는 디바이스의 상태(state)를 도시한 도면이다. 도 8은 도 7에 도시된 상태를 변경하기 위한 기준을 설명하기 위한 도면이다.

도 7에 도시된 낫 레디(not ready)(100) 상태는, 도 8에 도시된 상호작용 영역(302) 내부에 유효한 세그먼트가 존재하지 않는 상태를 의미한다. 상기 상호작용 영역(302)은 깊이 카메라(301)로부터 최소 거리(303) 및 최대 거리(304) 사이에 사용자의 손이 위치하는 경우를 의미한다.

도 7에 도시된 레디(ready)(101) 상태는, 도 8에 도시된 상호작용 영역(302) 내부에 유효한 세그먼트가 존재하는 상태를 의미한다. 깊이 카메라에 의해 획득된 세그먼트 이미지를 처리(예를 들어, 정규화(normalize))하여 디바이스의 디바이스를 통해 출력한다. 따라서, 디바이스가 지금 레디 상태에 진입하였고, 손이 디바이스의 FOV(Field Of View)내 어디에 위치하는지 여부를 유저가 쉽게 알 수 있는 장점이 있다.

마지막으로, 도 7에 도시된 액티브(active)(102) 상태는, 유저가 디바이스의 디스플레이의 일부 영역을 손가락으로 가리키고 있다고 판단된 상태이다. 이 때부터, 타겟 포인트를 찾는 알고리즘이 동작함으로써, 불필요한 데이터 처리를 감소할 수 있는 기술적 효과가 있다.

한편, 상태 변경에 대하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

유저의 손이 인터랙션 영역안에서 인식되면, 낫 레디 상태에서 레디 상태로 변경되고, 유저의 손이 인터랙션 영역 바깥으로 나가면, 낫 레디 상태로 다시 변경된다.

나아가, 유저의 손이 인터랙션 영역안에 존재하고, 또한 손가락 등으로 디바이스의 디스플레이를 가리키는 형태로 인식되면, 레디 상태에서 액티브 상태로 변경된다. 반면, 유저의 손이 인터랙션 영역 바깥으로 나가면, 낫 레디 상태로 다시 변경된다.

도 9는 도 7에 도시된 낫 레디(not ready) 상태 및 레디(ready) 상태를 스위칭 하는 과정을 도시한 플로우 차트이다.

본 발명의 일실시예에 의한 디바이스의 깊이 카메라는 깊이 이미지(depth image)를 획득하고(S910), 깊이 이미지(Depth Image)의 각 픽셀(pixel)값을 비교하여, 인터랙션 영역의 최소 거리(Min distance)보다 가깝거나, 또는 최대 거리(max distance)보다 먼 픽셀들의 값은 제거한다(S920).

나아가, 남은 픽셀들은 세그먼트(Segment)화 한다(S930). 즉, 상하좌우가 붙어 있는 픽셀들은 1개의 세그먼트로 간주한다.

다만, 여러 개의 세그먼트(Segment)들이 존재할 경우, 가장 픽셀(pixel) 숫자가 많은 세그먼트만 남기고 나머지 세그먼트들의 픽셀은 모두 값을 제거한다(S940).

가장 큰 세그먼트의 픽셀 수가 기설정된 값(COUNT_THRESHOLD)값보다 큰지 비교한다(S950). 상기 기설정된 값은 손의 크기에 기초하여 설정 및 변경될 수도 있다.

픽셀 수가 기설정된 값(COUNT_THRESHOLD)(예를 들어, 손크기) 보다 큰 경우, 상태를 레디(Ready)로 변경한다(S960). 반면, 픽셀 수가 기설정된 값(COUNT_THRESHOLD) 보다 적은 경우, 상태를 낫 레디(Not Ready)로 변경한다(S970).

도 10은 도 7에 도시된 레디(ready) 상태 및 액티브(active) 상태를 스위칭 하는 과정을 도시한 플로우 차트이다.

도 10에 도시된 S1010 내지 S1070 단계에 대해서는 이전 도면 9에서 동일하게 설명한 바 중복되는 설명은 생략한다. 도 10은 도 9와 비교하여, 레디 상태로 변경되는 과정을 보다 상세히 도시하고 있다.

도 9에서 간단하게 설명한 픽셀 수가 기설정된 값(COUNT_THRESHOLD)(예를 들어, 손크기) 보다 큰 경우, 상태를 레디(Ready)로 변경하는 S960 과정을, 도 10을 참조하여 보다 상세히 후술하겠다.

도 10에 도시된 바와 같이, 세그먼트 내부의 픽셀값 중 가장 적은 값을 도출하여 최소 거리(MIN DISTANCE)를 도출한다(S1061). 상기 최소 거리라 함은, 카메라와 가장 가까운 픽셀의 값을 의미한다. 상기 S1061 단계는 이하 도 11 및 도 12에서 상세히 후술한다.

그리고, 상기 세그먼트에서 이미지A, 이미지 B, 이미지 C를 각각 추출하는데(S1062, S1063, S1064), 이는 이하 도 13에서 상세히 후술한다.

나아가, 상기 S1062 내지 S1064 단계를 통해, 디바이스 앞 손이 유효한 데이터 인지 여부를 판단하고(S1065), 상기 판단 결과 유효하지 않은 경우 액티브 상태로 변경하지 않고 레디 상태를 유지한다(S1060). 반면, 상기 판단 결과 유효한 경우, S1070 단계를 통해 액티브 상태로 변경된다(S1071). 전술한 S1065 및 S1060 단계에 대해서는 이하 도 14 및 도 15를 참조하여 상세히 후술하고, 전술한 S1070 및 S1071 단계에 대해서는 이하 도 16 및 도 17을 참조하여 상세히 후술한다.

도 11은 도 10에 도시된 S1110 단계 내지 S1160 단계를 상세히 도시한 플로우 차트이다. 도 12는 도 11에 도시된 S1110 단계를 구현하기 위해 필요한 데이터를 도시하고 있다.

도 11에 도시된 S1120 단계 내지 S1160 단계는 이전 도면 10과 동일하므로, 도 11에 도시된 S1110 단계를 도 12를 참조하여 보다 상세히 후술하겠다.

도 12는 깊이 이미지(Depth image)의 각 픽셀 값을 보여 준다. 각 픽셀 값은 디바이스의 깊이 카메라로부터 각 픽셀까지의 거리를 표시한다.

따라서, 획득된 세그먼트 내부의 픽셀값 중 가장 적은 값을 도출하면, 최소 거리(min distance)(카메라와 가장 가까운 픽셀값의 크기)를 구할 수가 있다. 도 12의 실시예에서, 최소 거리(min distance)는 유효 픽셀값(0이 아닌)을 가지는 세그먼트내 픽셀값이 가장 작은 “75”에 해당한다.

도 13은 도 11에 도시된 S1120 단계 내지 S1140 단계를 구현하기 위해 필요한 데이터를 도시하고 있다.

도 13에 도시된 바와 같이, 최소 거리(min distance)는 디바이스(1300)의 카메라와 가장 가까운 손가락의 엔드 포인트의 픽셀값을 의미한다.

오프셋 A(OFFSET_A)는 손가락 끝부분의 길이를 의미하며, 통상적으로 약 1cm 에 해당한다. 오프셋 B(OFFSET_B)는 손가락 끝부터 두 마디의 길이를 의미하며, 오프셋 C(OFFSET_C)는 손가락 끝부터 손까지의 길이를 의미한다. 나아가, 오프셋 A, 오프셋 B 또는 오프셋 C 중 적어도 하나가 딥러닝(Deel Learning)을 통해 사용자에게 맞게 가변적으로 변경하는 것도 본 발명의 다른 권리범위에 속한다.

최소 거리(min distance)부터 오프셋 B와 최소 거리로부터 오프셋 C 사이에 있는 픽셀만 남기고 나머지 픽셀들은 모두 삭제하여 이미지 C를 구한다. 손가락 영역 외의 이미지 C만 구하기 위해서 예를 들어, 특정 처리(ex : erosion 기법)를 통해 손가락 영역을 삭제한다. 이는 도 25 및 도 26을 통해 보다 상세히 후술한다. 따라서, 이미지 C의 외곽 사각형 영역인 영역 C를 확정한다. 참고로, 이미지 C는 도 14의 601번에 대응하고, 영역 C는 도 14의 603번에 대응하는 것으로 실험적으로 구했다.

한편, 최소거리와 최소거리로부터 오프셋 B 사이에 있는 픽셀만 남기고 나머지 픽셀들은 모두 삭제하여 이미지 B를 구한다. 그 후에, 이미지 B의 외곽 사각형 영역인 영역 B를 확정한다. 참고로, 이미지 B는 도 14의 602번에 대응하고, 영역 B는 도 14의 604번에 대응하는 것으로 실험적으로 구했다.

마지막으로, 최소거리와 최소거리로부터 오프셋 A 사이에 있는 픽셀만 남기고 나머지 픽셀들은 모두 삭제하여 이미지 A를 구한다. 그 후에, 이미지 A의 외곽 사각형 영역인 영역 A를 확정한다.

도 14 및 도 15는 도 11에 도시된 S1150 단계 및 S1160 단계를 구현하기 위해 필요한 데이터를 도시하고 있다.

획득된 손의 모양이, 본 발명에서 유효한 데이터인지 여부를 판단하는 방법은, 인터랙션 영역내에 있는 세그먼트가 무엇인가를 포인팅하는 손인지 아닌지 여부를 판단하는 것이다.

첫째, 이미지 B(전술한 바와 같이, 최소거리와 최소거리로부터 오프셋 B 사이에 있는 픽셀만 남기고 나머지 픽셀들은 모두 삭제하여 획득)의 세그먼트 개수가 1개인지 여부를 판단한다. 도 14에 도시된 바와 같이, 610번 및 613번에서는 1개의 세그먼트만 획득되는 반면, 611번 612번은 다수의 세그먼트가 확인된다. 611번 및 612번은 손가락으로 포인팅 하는 제스쳐 이므로 배제되어야 한다.

둘째, 영역 B의 크기가 영역 C(영역 C에 대응하는 이미지 C는 전술한 바와 같이, 최소 거리(min distance)부터 오프셋 B와 최소 거리로부터 오프셋 C 사이에 있는 픽셀만 남기고 나머지 픽셀들은 모두 삭제함으로써 획득됨) 곱하기(*) 최소 배율(MIN_RATIO) 보다 작은지 여부를 판단한다. 이와 같이 계산하면, 도 14의 610번만 필터링 되고, 나머지 611, 612, 613번은 해당되지 않으므로 자동 배제된다. 따라서, 손가락으로 포인팅 하는 제스쳐로 도 14의 610번만 필터링 된다.

셋째, 전술한 영역 A의 센터(도 15의 801번)와 전술한 영역 B의 센터(도 15의 802번)간의 거리가 최소 거리(MIN_DISTANCE) 보다 적은지 여부를 판단한다.

전술한 3가지 조건을 모두 만족하는 경우, 레디 상태를 유지한다. 따라서, 손가락으로 포인팅 하는 제스쳐 상태에서만 포인팅 트래킹이 이루어 지는 바 불필요한 트래킹을 최소화 하는 기술적 효과가 있다. 물론, 당업자의 필요에 따라 전술한 3가지 조건 중 일부만 채택하는 것도 본 발명의 다른 권리범위에 속한다.

도 16 및 도 17은 도 10에 도시된 S1070 단계를 구현하기 위해 필요한 데이터를 도시하고 있다.

손의 중심점을 기준으로 손가락의 포인팅 방향을 결정하면, 에러가 발생할 가능성이 높으므로, 보정값 crx, cry 를 도출한 후, 액티브 상태로 변경하는 것이 필요하므로, 이하 도 16 및 도 17을 참조하여 상세히 후술하도록 하겠다.

도 16의 (b)에 도시된 703번은 손 영역의 중앙점(center point) 이다. 그러나, 이를 기반으로 손가락이 디바이스를 가리키는 방향을 결정하면, 손을 항상 핀 상태를 유지해야 하는 문제점이 있다. 따라서, 도 16의 (b)에 도시된 수정점(correction point)(704)을 획득하는 기술이 요구되어 진다.

요약하면, 도 17에 도시된 바와 같이, 영역 A의 중심점(center point)과 영역 B의 중심점(center poin)을 연결함으로써, 수정점(704)이 구해진다. 영역 A와 영역 B를 구하는 방법에 대해서는 이전에 상술한 바 있다.

우선, 수정점의 x 좌표는 다음과 같이 계산되어 진다.

cx[704]=(fx[802]-ex[801])*CORRECTION_RATIO

한편, 수정점의 y좌표는 다음과 같이 계산되어 진다.

cy[704]=(fy[802]-ey[801])*CORRECTION_RATIO

수정점의 x 좌표 기준으로 계산된 거리는 다음과 같다.

dx_cp[711]=cx[704] - region-C.left[603]

손 중심점의 x 좌표 기준으로 계산된 거리는 다음과 같다.

dx_hp[712]=hx[703] - region-C.left[603]

수정점의 y 좌표 기준으로 계산된 거리는 다음과 같다.

dy_cp[713]=cy[704] - region-C.top[603]

손 중심점의 y 좌표 기준으로 계산된 거리는 다음과 같다.

dy_hp[714]=hy[703] - region-C.top[603]

따라서, 보정값 crx 및 cry 는 다음과 같은 계산식으로 구해질 수가 있다.

crx = dx_cp[711]/dx_hp[712]

cry = dy_cp[713]/dy_hp[714]

다만, 전술한 수학식은 일예에 불과하며, 도 17의 결과를 도출하기 위한 다른 형태의 계산식도 모두 본 발명의 다른 권리범위에 속한다.

도 18은 손의 움직임에 따라 타겟 포인트를 변경하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 19는 손의 움직임에 관계 없이 고정된 타겟 포인트를 사용하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

이전에 설명한 바와 같이, 도 17의 수정점(correction point)(704)은, 영역 A의 중심점(801)과 영역 B의 중심점(802)을 이용하여 매번 계산될 수도 있고, 이는 본 발명의 권리범위에 속한다. 다만, 이를 개선하기 위한 솔루션도 추가적으로 제안하고자 한다.

도 18 및 도 19는 손을 위에서 내려다 본 도면들이다. 설명의 편의를 위하여, 실제 손 모양은 삭제하였고, 깊이 카메라를 통해 획득된 정보들(801, 802, 704)만 표시하였다. 손은 가만히 있고 손가락만 좌우로 움직였을 때 타겟 포인트가 어떻게 변화하는지를 또한 보여 주고 있다.

도 18은 영역 A의 중심점(801)과 영역 B의 중심점(802)을 이용하여 매번 수정점(704)을 도출한 경우이다. 이 경우, 801번과 802번의 변화에 의해 각도가 크게 변하며, 이로 인해 정확도가 오히려 저하되는 문제점이 있다.

도 19는 영역 C와 수정 배율(correction raio)을 통해 수정점(704)을 도출한 경우이다. 손은 가만히 있으므로, 영역 C의 중앙점은 동일하게 되며, 이로 인하여 수정점(704)도 동일한 위치에 머물게 된다. 이로 인하여 정확도가 대폭 개선된다.

다시 요약하여 설명하면, 영역 A의 중심점(801)과 영역 B의 중심점(802)을 이용하여 매번 수정점(704)을 구한 후, 타겟 포인트를 계산하면, 801번과 802번의 거리가 매우 짧아서, 둘 중에 하나가 1 픽셀만 움직여도 가리키는 각도가 크게 변화된다. 이로 인하여 타겟 포인트의 정확도가 매우 저하되는 반면, 영역 C의 중심점을 이용하여 수정점(704)을 한번 구한 후 계속 이용하는 경우, 정확도가 개선된다.

도 20은 액티브 상태에서 타겟 포인트를 트래킹 하는 과정을 보다 상세히 도시한 플로우 차트이다. 도 21은 도 20에 도시된 S2011 단계를 구현하기 위해 필요한 데이터를 도시하고 있다.

도 20에 도시된 S2001 내지 S2010 단계는 이전 도면들에서 이미 설명된 중복 설명이므로, 도 20에 도시된 S2011 단계를 구현하는 방식에 대해, 도 21을 참조하여 상세히 설명하겠다.

전술한 바와 같이, 보정값인 crx, cry 를 통해 수정점(correction point)(도 21의 (b)에 도시된 704번)을 복원한다.

cx[704] = region-C.left[603] + (hx[703] - region-C.left[603])*crx

cy[704] = region-C.top[603] + (hy[703] - region-C.top[603])*cry

따라서, 수정점(704)과, 최소거리(min_distance)와 HAND_OFFSET 간의 비율을 통해 타겟 포인트(1001)를 다음과 같은 계산식으로 추출한다.

tx[1001] = ex[801] + (cx[704] - ex[801]) * (min_distance[501])/오프셋 C[504])

ty[1001] = ey[801] + (cy[704] - ey[801]) * (min_distance[501])/오프셋 C[504])

도 22는 타겟 포인트를 이용하여, 본 발명의 일실시예에 의한 디바이스의 디스플레이 상의 오브젝트를 선택하는 과정을 설명하는 플로우 차트이다. 도 23은 도 22에 도시된 S2250 단계를 구현하기 위해 필요한 데이터를 도시하고 있다.

이전에 설명된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 디바이스는 타겟 포인트를 추출한다(S2210).

그리고, 현재 포인트와 이전 포인트 사이의 거리를 계산한 다음, 그 차이값이 기설정된 거리 기준값(DISTANCE_TRHES) 보다 적은지 여부를 판단한다(S2220).

상기 판단 결과(S2220) 큰 경우에는, 시작(Start) 시간을 현재 시간으로 변경한다(S2230). 반면, 상기 판단 결과(S2220) 작은 경우에는, 현재 시간과 시작(Start) 시간 사이의 차이를 계산하고, 그 차이값이 기설정된 타임 기준값(TIME_THRES) 보다 큰지 여부를 판단한다(S2240).

상기 판단 결과(S2240) 큰 경우에는, 타겟 포인트(1001)가 타겟 영역(1202)안에 위치하는지 여부를 판단한다(S2250).

상기 판단 결과(S2250) 타겟 영역내에 위치한 경우에는, 타겟 영역(1202)에 속하는 타겟 오브젝트(1201)를 선택 또는 실행하도록 설계된다(S2260).

도 24는 본 발명의 일실시예에 의한 상태별 비쥬얼 피드백을 설명하기 위한 도면이다.

이전 도 7 등에서 본 발명의 일실시예에 따라, 낫 레디, 레디 및 액티브 상태를 정의한 바 있다. 이하, 도 24에서는 각 상태별로 포인팅 UI가 달라지는 실시예들을 설명하겠다.

도 24의 (a)에 도시된 바와 같이, 낫 레디(not ready) 상태에서는 어떠한 비쥬얼 피드백도 제공되지 않는다. 그러나, 레디 상태에서는 도 24의 (b)에 도시된 바와 같이, 포인팅 UI를 통해 제어할 수 있는 오브젝트(1301)를 디스플레이 한다. 그리고, 본 발명의 일실시예에 의한 디바이스의 깊이 카메라의 FOV안에서 손이 어떻게 인식되고 있는지를 유저가 용이하게 확인할 수 있도록, 인터랙션 영역안에 있는 세그먼트(1302)를 함께 출력한다(마치 거울을 통해 반사된 손의 모습을 보는 것 처럼, Mirroring된 화면을 보여줌).

나아가 세그먼트를 디스플레이 할 때는, 먼저 깊이 카메라(Depth Camera)의 해상도를 디바이스의 디스플레이(Display)의 해상도에 맞춘다. 즉, 깊이 이미지(Depth Image)를 디스플레이의 해상도에 맞게 확대/축소한다. 그리고 깊이 이미지(Depth Image)를 데이터 처리(예를 들어, drawing)할 때는, 각 픽셀의 깊이(Depth)값을 인터랙션 영역의 최소 거리(Min_Distance)에 가까울 수록 알파(Alpha)값을 크게, 최대 거리(Max Distance)에 가까울 수록 알파(Alpha)값을 작게 ARGB로 변환하여 출력(예를 들어, Drawing)한다. 나아가, 인터랙션 영역을 이탈할 때에는, 블러(Blur)처리와 함께 사라지도록 한다.

마지막으로, 액티브 상태에서는 도 24의 (c)에 도시된 바와 같이, 유저가 포인팅 하는 타겟 포인트(Target Point)를 출력한다. 그리고 타겟 포인트(Target Point)가 속해 있는 오브젝트 영역(Object Region)을 함께 표시해 준다.

도 25 및 도 26은 깊이 카메라로 획득된 손 관련 이미지 중 손가락에 해당하는 영역을 삭제하는 과정을 도시한 도면이다.

최초 획득된 오리지날 손 세그먼트 이미지(original hand segment image)(도 25의 (a)에 도시된 1401)로부터 도 11에 도시된 1120 단계를 통해 핸드 이미지(도 25의 (b))를 획득 가능하다. 도 25의 (b)에 도시된 바와 같이, 핸드 이미지는 손가락 영역(1411)과 손(1412)로 구성되어 있다. 핸드 이미지(1401)에서 손가락 영역(1411)을 제거한 손(1412)만을 통해 특정 손의 영역만(도 25의 (c))을 도출해야 타겟 포인트의 위치를 정확하게 구할 수가 있는 것이다.

손가락 영역을 삭제하기 위해 이로젼(erosion) 기법을 사용한다. 상기 이로젼 기법이라 함은, 주변에 1개의 픽셀이라도 “0” 이면 그 픽셀값도 0으로 변경하는 필터이다. 이 필터를 사용하면, 도 25의 (c)에 도시된 것처럼 손가락 영역이 제거된 이미지를 획득 가능하다.

도 26의 (a)는 손가락 영역을 삭제하고 손 영역을 확정한 후 타겟 포인트(1001)의 위치를 계산한 결과인 반면, 도 26의 (b)는 손가락 영역을 삭제한 후 손 영역을 확정함으로써, 타겟 포인트(1001)의 위치를 계산한 결과이다. 도 26의 (a)와 대비하여 도면 26의 (b)의 실시예가 보다 정확한 타겟 포인트를 구한다는 것을 실험적으로 확인할 수 있었다.

그리고, 도 27 내지 31은 본 발명의 일실시예에 따라 손가락 포인팅으로 다양한 기능들을 제어하는 과정을 도시한 도면이다.

도 27은 AI와 제어 명령을 통신하는 과정에서, 본 발명의 일실시예에 의한 포인팅 UI를 적용한 경우를 설명하고 있다.

AI(Artificial Intelligence)(인공지능) 디바이스들은 유저가 그 다음에 할 수 있는 명령들을 미리 제시해 주기도 한다. 예를 들어, 도 27의 (a)에 도시된 바와 같이 AI 디바이스는 낫 레디 상태에 있다가 유저의 보이스 커맨드(ex : “I want yo listen to music.”)가 인식되면, 도 27의 (b)에 도시된 바와 같이 그 다음 유저가 선택 가능할 것으로 예상되는 항목들(ex : “Next Song”, “Another One”, “Pause” 및 “Stop” 등)을 디스플레이 한다.

이 때, 보이스 명령으로 “Next Song”을 유저가 말할 수도 있으나, 이미 실행된 음악 소리를 노이즈로 인식하여 에러가 발생하거나 음성 인식 자체가 불가할 수도 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 포인팅 UI를 통해 “Next Song”을 선택하여 도 27의 (c) 에 도시된 바와 같이, 해당 명령이 실행되는 것도 본 발명의 권리범위에 속한다.

도 28은 AI와 제어 명령을 통신하는 과정에서, 본 발명의 다른 일실시예에 의한 포인팅 UI를 적용한 경우를 설명하고 있다.

AI(Artificial Intelligence)(인공지능) 디바이스들은 유저의 요청이나 질문에 응답하여 선택 가능한 다양한 답변이나 옵션들을 제시해 주기도 한다. 예를 들어, 도 28의 (a)에 도시된 바와 같이 AI 디바이스는 낫 레디 상태에 있다가 유저의 보이스 커맨드(ex : “Could you recommend a quite song?”)가 인식되면, 도 28의 (b)에 도시된 바와 같이 유저가 선택 가능할 것으로 예상되는 조용한 음악들의 리스트를 디스플레이 한다.

이 때 본 발명의 포인팅 UI를 통해 “Name C”에 해당하는 음악을 선택하여 도 28의 (c) 에 도시된 바와 같이, 해당 명령이 실행되는 것도 본 발명의 권리범위에 속한다.

도 29는 AI 디바이스가 이미 스피커를 통해 오디오를 출력하던 중, 본 발명의 일실시예에 의한 포인팅 UI를 적용한 경우를 설명하고 있다.

예를 들어, 음악을 이미 실행 중이거나 또는 검색 결과를 오디오 데이터 형태로 출력하는 도중에, AI 디바이스를 음성으로 제어하는 것은 매우 불편하고 인식률도 낮아지는 문제점이 있다.

예를 들어, 디바이스가 음악 파일을 출력 중, 볼륨을 줄이고자 할 때, 오디오가 나오는 디바이스를 향해 “OK, LG” 라고 유저가 외치면, 디바이스는 볼륨을 줄이면서 사용자에게 “I am listening” 이라는 오디오를 출력할 것이고, 유저는 “Please reduce the volume” 이라고 발화해야 소리를 줄일 수가 있다.

그러나, 여기서 이 대화를 진행하는 도중 시간 동안은 음악이나 설명을 들을 수 없는 문제점 또한 있다. 그러므로, AI 디바이스가 오디오를 출력하는 중, 음성 커맨드 대신 본 발명의 포인팅 UI를 사용하면, 전술한 문제점들이 모두 해결될 수가 있다.

도 29의 (a)에 도시된 바와 같이 AI 디바이스는 음악 파일을 재생하고 있고, 이 때는 낫 레디 상태에 있다. 다만, 이 때 유저가 AI 디바이스 근처로 손을 가지고 가면(디바이스의 인터랙션 영역안에서 인식), 도 29의 (b)에 도시된 바와 같이 제어 아이콘(2900)이 미러링 형태로 출력된다. 이 때부터 유저 손에 대한 트래킹이 이루어 진다. 즉 액티브 상태로 전환된다.

그리고, 도 29의 (c)에 도시된 바와 같이, 손가락 포인팅(2901)으로 특정 옵션(ex : volume up)을 선택하면 해당 기능이 바로 실행된다.

도 30은 AI 디바이스가 제공하는 알림(notification)을, 본 발명의 일실시예에 의한 포인팅 UI를 통해 제어하는 과정을 도시하고 있다.

AI 디바이스들은 다양한 형태로 유저에게 편리한 정보를 제공하고 있다. 그러나, 전술한 바와 같이 그 때마다 “OK, LG” 등의 음성 명령을 하거나 또는 매번 손으로 터치하는 것은 상당히 불편하다. 본 발명의 일실시예에 의한 포인팅 UI 는 이와 같은 문제점도 해결 가능하다.

도 30의 (a)에 도시된 바와 같이, 문자 등의 알림(notification)이 수신된 경우, AI 디바이스 등의 화면은 자동으로 켜진다. 이 때, 손가락의 포인팅(3010)이 특정 문자(3011)를 가리키는 것으로 인식되면, 수신된 문자의 전체 내용(3012)이 도 30의 (c)에 도시된 바와 같이 디스플레이 된다. 그리고, 손이 일정 시간 동안 인식되지 않으면, 도 30의 (d)에 도시된 바와 같이, 디바이스의 화면은 자동으로 꺼짐으로써 불필요한 배터리 소모를 줄일 수 있는 장점이 있다.

도 31은 AI 디바이스가 제공하는 알림(notification)을, 본 발명의 다른 일실시예에 의한 포인팅 UI를 통해 제어하는 과정을 도시하고 있다.

도 31의 (a)에 도시된 바와 같이, 문자 등의 알림(notification)이 수신된 경우, AI 디바이스 등의 화면은 자동으로 켜진다. 이 때, 손가락의 포인팅(3110)이 특정 문자(3111)를 가리키는 것으로 인식되면, 수신된 문자를 유저가 인식한 것으로 추정하고, 도 31의 (c)에 도시된 바와 같이 확인된 문자(3112)는 더 이상 디스플레이 되지 않는다.

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.

100: 이동단말기
110: 무선통신부
120: 입력부
140: 센싱부
150: 출력부
160: 인터페이스부
170: 메모리
180: 제어부
190: 전원공급부

Claims

깊이 카메라(Depth Camera)를 포함하는 디바이스의 제어 방법에 있어서,
깊이 카메라를 이용하여 깊이 이미지(depth image)을 획득하는 단계;
메모리를 참조하여 상기 획득된 깊이 이미지를 분석하여, 상기 디바이스를 제1상태에서 제2상태로 변경하는 단계;
상기 메모리를 참조하여 유저의 손가락이 상기 디바이스를 포인팅 하는지 여부를 판단하는 단계;
상기 디바이스를 포인팅하는 것으로 판단된 경우, 상기 디바이스를 제2상태에서 제3상태로 변경하는 단계;
상기 유저의 손가락의 엔드 포인트를 트래킹 하는 단계; 그리고
상기 트래킹된 유저의 손가락의 엔드 포인트에 따라 위치가 변경되는 타겟 포인트를 디스플레이 하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 깊이 카메라를 포함하는 디바이스의 제어 방법.
제1항에 있어서,
제1상태에서 제2상태로 변경하는 상기 단계는,
상기 깊이 이미지의 각 픽셀값을 비교하여, 최소 기준 거리 및 최대 기준 거리 사이에 존재하지 않는 픽셀의 값들을 제거하는 단계;
제거되지 않은 픽셀들 중에서, 상하좌우가 붙어 있는 픽셀들을 하나의 세그먼트로 추정하는 단계;
복수의 세그먼트들이 존재할 경우, 가장 픽셀 숫자가 많은 세그먼트만 유효한 것으로 간주하는 단계; 그리고
상기 간주된 세그먼트의 픽셀 수가 기설정된 쓰레스홀드(threshold) 값 이상인 경우, 레디(ready) 상태에 해당하는 제2상태로 변경하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 제어 방법.
제2항에 있어서,
상기 판단하는 단계는,
상기 간주된 세그먼트내 픽셀값중 가장 작은 값을, 상기 디바이스와 가장 가까운 픽셀값으로 추정하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 제어 방법.
제3항에 있어서,
상기 판단하는 단계는,
상기 디바이스와 가장 가까운 픽셀값으로 추정된 포인트부터 제1거리까지 위치한 픽셀들로 이루어진 제1이미지를 결정하는 단계;
상기 디바이스와 가장 가까운 픽셀값으로 추정된 포인트부터 제2거리까지 위치한 픽셀들로 이루어진 제2이미지를 결정하는 단계;
상기 디바이스와 가장 가까운 픽셀값으로 추정된 포인트부터 제3거리까지 위치한 픽셀들로 이루어진 제3이미지를 결정하는 단계를 포함하되,
상기 제1거리 보다 상기 제2거리가 크고, 상기 제2거리 보다 상기 제3거리가 더 큰 것을 특징으로 하는 디바이스의 제어 방법.
제4항에 있어서,
상기 제2이미지의 세그먼트 개수가 1개 이고,
상기 제2이미지의 크기가 상기 제3이미지의 크기의 일정 비율 보다 작고,
상기 제1이미지의 중앙점과 상기 제2이미지의 중앙점의 거리가 상기 추정된 상기 디바이스와 가장 가까운 픽셀값 보다 적은 경우, 상기 유저의 손가락이 상기 디바이스를 포인팅하는 것으로 판단하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 디스플레이 하는 단계는,
상기 획득된 깊이 이미지 중 특정 영역의 중앙점 및 고정된 수정 비율(correction ratio)에 기초하여, 상기 타겟 포인트의 위치를 변경하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 제어 방법.
깊이 카메라(Depth Camera)를 포함하는 디바이스에 있어서,
적어도 하나 이상의 커맨드를 저장하는 메모리;
적어도 하나의 유저의 손을 캡쳐하는 깊이 카메라;
디스플레이 모듈; 그리고
상기 메모리, 상기 깊이 카메라 및 상기 디스플레이 모듈을 제어하는 컨트롤러를 포함하되,
상기 컨트롤러는,
상기 깊이 카메라를 제어하여 상기 적어도 하나의 유저의 손을 캡쳐하고,
상기 디스플레이 모듈을 제어하여, 캡쳐된 유저의 손에 기초하여 변경되는 비쥬얼 피드백(visual feedback)을 출력하는 것을 특징으로 하는 깊이 카메라를 포함하는 디바이스.
제7항에 있어서,
상기 비쥬얼 피드백은,
상기 캡쳐된 유저의 손을 미러링한 형태를 포함하되, 상기 디바이스와 가장 근접한 거리에 위치하고 있는 손가락의 엔드 포인트를 구별하여 표시하고 있는 것을 특징으로 하는 깊이 카메라를 포함하는 디바이스.
제7항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 캡쳐된 유저의 손이 상기 디바이스로부터 최소 기준 거리 및 최대 기준 거리 사이에 위치한 것으로 판단된 경우, 상기 비쥬얼 피드백을 출력하는 것을 특징으로 하는 깊이 카메라를 포함하는 디바이스.
제7항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 디바이스와 가장 근접한 거리에 위치하고 있는 손가락의 엔트 포인트 및 상기 캡쳐된 유저의 손의 기준점에 기초하여, 상기 디스플레이 모듈에 출력되는 타겟 포인트의 위치를 변경하는 것을 특징으로 하는 깊이 카메라를 포함하는 디바이스.