KR20200055728A - 이동 단말기 - Google Patents

Abstract

본체; 상기 본체 내부에 위치하는 고정부; 렌즈를 포함하는 카메라 유닛; 상기 카메라 유닛과 상기 고정부 사이를 연결하는 볼힌지; 및 상기 볼힌지를 조정하여 상기 카메라 유닛의 렌즈가 향하는 방향을 제어하는 화각 조정부를 포함하는 이동 단말기는 심도 카메라의 화각을 넓힐 수 있고 해상도 높은 심도이미지를 얻을 수 있는 장점이 있다.

Description

이동 단말기

본 발명은 카메라 유닛의 화각을 넓힐 수 있는 화각 조정부를 포함한 이동 단말기에 관한 것이다.

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

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

이와 같은 단말기(terminal)는 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.

이동 단말기의 멀티미디어 기능 중 카메라 기능이 중요해지면서 카메라의 해상도가 좋아지고 하나의 카메라에서 더 나아가 광각 카메라나 심도카메라와 같이 다른 기능의 카메라를 탑재하여 카메라 기능을 더 강화하고 있다.

카메라는 단순히 이미지/영상을 저장할 뿐만 아니라 카메라에서 취득한 정보를 기초로 증강현실(augmented Reality)을 구현하는 데 이용된다.

본 발명은 심도카메라의 화각을 확장하여 심도카메라의 해상도를 높일 수 있는 이동 단말기에 관한 것이다.

본체; 상기 본체 내부에 위치하는 고정부; 렌즈를 포함하는 카메라 유닛; 상기 카메라 유닛과 상기 고정부 사이를 연결하는 볼힌지; 및 상기 볼힌지를 조정하여 상기 카메라 유닛의 렌즈가 향하는 방향을 제어하는 화각 조정부를 포함하는 이동 단말기를 제공한다.

상기 화각 조정부는, 카메라 유닛의 배면에 위치하는 적어도 하나 이상의 고정자석; 상기 볼힌지로부터 동일한 거리에 위치하는 복수개의 이동자석을 포함하는 회전부; 및 상기 회전부를 상기 볼힌지를 중심으로 회전시키는 구동부를 포함하며, 상기 카메라 유닛은 상기 고정자석과 마주하는 상기 이동자석의 자성에 따라 상기 볼힌지를 중심으로 기울어질 수 있다.

상기 이동자석은 N개씩 그룹을 이루고 상기 동일 그룹의 N개의 이동자석은 등간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.

상기 고정자석은 복수개이고 모두 동일한 제1극일 수 있다.

상기 고정자석은 90° 간격으로 4개가 배치되고, 상기 이동자석은 제1 이동자석, 상기 제1 이동자석으로부터 90° 이격되어 배치되는 제2 이동자석, 및 상기 제2 이동자석으로부터 45°간격으로 배치되는 제3 이동자석을 포함할 수 있다.

상기 이동자석은 자력이 상이한 복수개의 이동자석을 포함할 수 있다.

상기 카메라 유닛의 둘레에 위치하는 브라켓을 더 포함하고, 상기 브라켓은 상기 카메라 유닛과 마주보는 면은 바깥쪽으로 넓어지는 경사면을 포함할 수 있다.

상기 경사면에 부착된 탄성패드를 더 포함할 수 있다.

상기 볼힌지는 상기 카메라 유닛에 결합하는 볼; 및 상기 볼을 감싸는 볼하우징을 포함하고, 상기 볼하우징의 입구는 상기 볼하우징 내부의 최대 직경보다 작고 연성재질로 이루어질 수 있다.

상기 카메라 유닛은 거리를 감지하는 심도 카메라(depth camera)를 포함할 수 있다.

본체의 외관을 형성하며 상기 카메라 유닛에 상응하는 위치에 카메라홀을포함하는 케이스; 상기 카메라홀에 위치하는 카메라 윈도우; 및 상기 카메라 유닛의 방향에 따라 상기 카메라 윈도우에서 반사되는 빛을보상하여 상기 카메라의 밝기를 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 카메라 유닛의 렌즈를 통해 들어온 취득한 거리 정보를 기초로 피사체를 선택하고, 상기 피사체가 움직이면 상기 피사체의 이동 방향으로 상기 카메라 유닛이 기울도록 상기 화각 조정부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 카메라 유닛의 렌즈를 통해 들어온 취득한 거리 정보를 기초로 초점거리를 선택하고, 상기 초첨거리 안에 위치하는 객체가 상기 카메라 유닛의 화각 경계에 위치하는 경우 상기 객체가 위치하는 화각경계 방향으로 상기 화각 조정부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 이동 단말기는 심도 카메라의 화각을 넓힐 수 있고 해상도 높은 심도이미지를 얻을 수 있는 장점이 있다.

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

도 1a는 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 이동 단말기의 카메라 모듈의 화각을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 는 본 발명의 이동 단말기에 실장되는 카메라 모듈을 도시한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 이동 단말기의 카메라 모듈이 각도가 변화하는 것을 도시한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 이동 단말기의 카메라 모듈의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 이동 단말기의 카메라 유닛의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 구동을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 이동 단말기의 화각을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 화각 조정부의 일 예를 도시한 도면이다.
도 11은 도 10의 화각 조정부가 카메라 유닛의 기울어지는 방향을 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 화각 조정부의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 13은 도 12의 화각 조정부가 카메라 유닛의 기울어지는 방향을 제어하는 방법을 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 이동 단말기가 카메라 모듈을 제어하는 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 도 14에 따라 카메라 모듈이 제어되는 경우 촬영되는 화면을 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 이동 단말기가 카메라 모듈을 제어하는 다른 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 도 16에 따라 카메라 모듈이 제어되는 경우 촬영되는 화면을 도시한 도면이다.
도 18a 및 도 18b는 본 발명의 카메라 모듈의 각도에 따라 카메라 윈도우에서 반사되는 빛을 설명하기 위한 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), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.

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 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.

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

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.

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.

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.

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.전면에 위치하는 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.

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

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 대화면으로 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 받아 전기적인 음성 데이터로 처리하도록 이루어진다. 마이크로폰(122)은 복수의 개소에 구비되어 스테레오 음향을 입력 받도록 구성될 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.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

카메라는 가시광선을 받아들여 기록하는 이미지 카메라 이외에 적외선이나 레이저 등과 같이 전자기파를 받아들여 카메라로부터의 거리(심도)를 측정하는 심도 카메라를 구비할 수 있다. 가시광선을 입력받는 카메라에 비해 심도 카메라는 해상도가 낮고 화각이 좁은 단점이 있다. 따라서 가시광선 카메라와 동일한 화각을 가지기 위해서는 사이즈가 더 큰 심도 카메라를 이용하거나 낮은 해상도로 촬영해야 하는 문제가 있다. 해상도가 낮은 경우 심도의 정확도가 떨어져 정확한 객체의 구분이 안되고, 사용자 입력으로서 사용자의 제스처를 감지하는 것이 어렵다.

이에 본 발명은 카메라 유닛(220)의 방향을 제어하여 화각을 넓혀 해상도 높은 심도 이미지를 얻을 수 있는 카메라 모듈(200)을 제안한다. 심도 카메라의 단점을 해소하기 위한 구조이나, 일반 카메라에도 적용하여 더 넓은 화각과 더 높은 해상도의 이미지를 얻을 수 있다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 이동 단말기(100)의 카메라 모듈(200)의 화각을 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 수직방향의 화각을 나타내고 도 3은 수평 방향의 화각을 나타낸다. 현재 통상적으로 이용되는 심도 카메라의 경우 세로 화각이 52° 이고, 가로 화각이 42°이다. 이 경우 1m이격된 거리에서는 세로 106.3cm 가로는 76.7cm 사이즈의 심도 이미지를 얻을 수 있다.

성인 남성의 키(180cm)를 기준으로 1m이격된 거리에서 성인 남성을 전부 촬영하기 위해서는 화각이 확대되어야 하고, 1m 이격된 거리에서 테이블에 앉아있는 사람들은 76.7cm의 화각내에 들어오지 못한다. 화각을 좌우 또는 상하로 20° 정도 늘리면 상하방향으로는 222.1cm까지 커버 가능하여 성인 남성을 촬영 가능하고, 좌우로는 173.8cm까지 커버 가능하다. 즉, 본 발명의 카메라 모듈은 좁은 화각의 카메라 유닛을 이용하더라도 전체 화각을 넓혀 통상적인 이미지에 상응하는 화각의 심도 이미지를 얻을 수 있다.

이처럼 화각을 넓히기 위해서 본 발명의 이동 단말기(100)는 렌즈가 향하는 방향을 조절할 수 있는 화각 조정부(240)를 포함한다. 도 4의 (a)는 본 발명의 이동 단말기(100)에 실장되는 카메라 모듈(200)을 도시한 도면으로 본 발명의 카메라 모듈(200)은 이동 단말기(100)의 전면 또는 후면에 실장될 수 있다. 본 발명의 카메라 모듈(200)은, 렌즈를 포함하는 카메라 유닛(220), 이동 단말기(100)의 본체에 고정되는 고정부(210)와 고정부(210)와 카메라 유닛(220) 사이를 연결하는 볼힌지(230)를 포함하고, 볼힌지(230)가 움직이면서 카메라 유닛(220)의 렌즈가 향하는 방향을 조절하는 화각 조정부(240)를 포함한다.

카메라 유닛(220)은 일반적인 카메라일 수 있고, 전술한 바와 같이 심도를 측정하는 심도 카메라일 수 있다. 카메라 유닛(220)은 이동 단말기(100)의 본체에 고정되는 고정부(210)와 볼힌지(230)를 통해 결합하여 카메라 유닛(220)의 렌즈(221)가 향하는 방향을 변경할 수 있다. 일반적인 힌지는 각도 변화가 특정 방향으로만 가능하나, 볼힌지(230)는 360° 어느 방향이나 가능하여 상하좌우 방향 이외에 45°, 30° 방향과 같이 다양한 방향으로 기울어질 수 있다.

도 4의 (b)는 카메라 유닛(220)의 고정부(210)와 마주보는 바닥면을 도시한 도면으로 카메라 유닛(220)에 고정된 고정자석(243)과 카메라 유닛(220)의 중앙에 위치하는 볼힌지(230)의 볼(231)이 위치한다. 볼(231)은 고정부(210)에 위치하는 볼하우징(230)에 끼워져 볼(231)이 하우징 내에서 움직이면서 카메라 유닛(220)의 방향을 변경할 수 있다.

카메라 모듈(200)의 각도를 변화시키기 위해 본 발명의 화각 조정부(240)를 포함한다. 화각 조정부(240)는 카메라 유닛(220)의 배면에 위치하는 적어도 하나 이상의 고정자석(243), 상기 볼힌지(230)로부터 동일한 거리에 위치하는 복수개의 이동자석(242)을 포함하는 회전부(241) 및 상기 회전부(241)를 상기 볼힌지(230)를 중심으로 회전시키는 구동부를 포함한다.

고정자석(243)은 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 카메라 모듈(200)의 바닥면에 위치하고 복수 개를 포함할 수 있다. 상기 고정자석(243)과 마주보도록 배치된 이동자석(242)은 회전부(241) 상에 위치하며, 이동자석(242)과 고정자석(243)은 볼힌지(230)로부터 거리는 동일하다. 회전부(241)는 볼힌지(230)를 중심으로 회전하며, 회전부(241)가 회전하도록 동력을 제공하는 구동부는 모터(247)와 제1 기어(248) 및 제2 기어(241)를 포함한다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 이동 단말기(100)의 카메라 모듈(200)이 각도가 변화하는 것을 도시한 도면으로 이동 단말기(100)는 두께를 증가시키기 어려운 바, 회전부(241)를 회전시키기 위해 모터(247)를 두께 방향으로 배치할 수 없으므로 베벨기어를 이용한다.

모터(247)와 연결된 제1 기어(248)과 상기 제1 기어(248)와 맞물려 회전하며 제1 기어(248)와 회전축이 상이한 제2 기어(241)를 포함하며, 제2 기어(241)는 회전부(241)의 둘레에 톱니를 형성하여 구현할 수 있다. 제1 기어(248)와 제2 기어(241)는 톱니가 경사면 상에 위치하여 도 5a에 도시된 바와 같이 상이한 축을 중심으로 회전하더라도 제1 기어(248)와 제2 기어(241)가 맞물려 회전할 수 있다.

제1 기어(248)는 이동 단말기(100)의 두께가 제한되므로 제2 기어(241)에 비해 사이즈를 키울 수 없는 바, 제1 기어(248)와 제2 기어(241)의 톱니 개수는 상이하고 제2 기어가 1회전 하기 위해 제1 기어(248)는 몇 회 회전할 수 있다. 고정자석(243)은 개수에 제한은 없으나 바람직하게는 도 4의 (b)를 참고하면 4개를 포함할 수 있다. 2개만 포함하는 경우 제어가능한 방향이 제한되고 4개 이상인 경우 자석 간에 간섭이 발생할 우려가 있어 4개가 90° 씩 이격하여 배치될 수 있다. 고정자석(243)은 다른 극성을 가지는 자석을 배치할 수도 있으나, 동일한 극성의 자석으로 배치하는 것이 좀더 간단하게 화각 조정부(240)를 구현할 수 있다. 설명의 편의를 위해 고정자석(243)은 N극인 경우를 상정하여 설명하고, 고정자석(243)이 S극인 경우 이하 설명에서 이동자석(242)은 반대 극으로 구현하여 동일한 효과를 얻을 수 있다.

이동자석(242)은 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 회전부(241) 위에 배치될 수 있으며, N극의 이동자석(242b)은 척력을 제공하고, S극의 이동자석(242a)은 인력을 제공한다. N극의 이동자석(242b) 한 쌍이 180°로 이격되어 배치되고, S극의 이동자석(242a)은 마주보는 위치에 이동자석(242)이 없이 비어있다. 도 5a와 같이 N극의 이동자석(242b)이 고정자석(243)과 중첩하여 배치되면 척력이 양측에 균일하게 제공되어 카메라 유닛(220)은 정면을 향하게 된다. (도면상 상측 방향이 정면)

도 5b와 같이 S극의 이동자석(242a)이 고정자석(243)과 중첩하여 배치되면 S극의 이동자석(242a)이 위치하는 방향으로 카메라 유닛(220)이 기울어지게 된다. 회전부(241)가 180°회전하면 카메라 유닛(220)은 도 5b와 반대 방향으로 기울어지게 되어 결과적으로 화각은 α에서β로 커진다.

이때 S극의 이동자석(242a)와 N극의 이동자석(242b)은 90°가 되도록 배치하면 도 5a와 같이 상하방향으로 기울어지지 않는 경우, 도 5a와 같이 좌우방향으로는 일측으로 기울어지는 상황이 동시에 벌어지기 때문에 화각 조정이 어려운 바, S극의 이동자석(242a)와 N극의 이동자석(242b) 90°가 되지 않도록 (예를 들면 45°)로 배치할 수 있다. 또한, S극의 이동자석(242a) 대신에 N극의 이동자석(242b)을 이용하면 척력을 이용하여 도 5b와 같이 카메라 유닛(220)을 기울일 수 있다.

도 6a 는 본 발명의 이동 단말기(100)의 카메라 모듈(200)의 다른 실시예를 도시한 도면이다. 전술한 실시예보다 더 카메라 모듈(200)의 두께를 얇게 구현하기 위해 고정자석(243)과 이동자석(242)의 두께를 얇게 하고, 고정부(210)에 홈을 파서 회전부(241)를 홈에 위치시키고, 볼힌지(230)의 고정부(210)로부터의 높이를 낮추어 카메라 모듈(200)의 두께를 줄일 수 있다.

도 6b는 볼힌지(230) 부분의 확대 도로서, 볼힌지(230)는 볼하우징(230)의 입구는 내부 최대 직경보다 더 좁아 볼(231)이 빠지지 않고, 볼(231)을 삽입할 수 있도록 볼하우징(230)의 입구는 플렉서블한 재질의 러버(233)를 이용한다. 그 뿐만 아니라 상기 러버(233)는 카메라 유닛(220)이 기울어져 러버(233)에 닿는 경우 충격을 완화할 수 있다.

카메라 모듈(200)은 카메라 유닛(220)의 둘레에 위치하는 브라켓(260)을 포함할 수 있다. 브라켓(260)은 이동 단말기(100)의 바깥쪽 즉, 카메라 모듈(200)의 정면방향으로 넓어지는 테이퍼 형상의 경사면을 포함한다. 경사면은 카메라 모듈(200)의 회전을 제한하며 카메라 모듈(200)이 경사면에 닿을 때 충격을 완화하기 위해 탄성의 패드(261)를 포함할 수 있다. 브라켓(260)과 고정부(210)는 스크류(265)를 이용하여 고정할 수 있다.

이동 단말기(100)의 외관을 형성하는 케이스는 카메라 홀을 포함하고 상기 카메라 홀의 내측에 카메라 모듈(200)이 위치하며 카메라 모듈(200)을 보호하기 위해 카메라 윈도우를 포함할 수 있다. 카메라 모듈(200)이 이동 단말기(100)의 전면에 위치하는 경우 최근 이동 단말기(100)의 전면을 윈도우 글래스로 모두 커버하는 경우 상기 윈도우 글래스의 일부가 카메라 윈도우로 이용할 수 있다.

전술한 실시예는 카메라 유닛(220)을 최대로 기울어지게 할 뿐이어서 미세한 화각 조정을 할 수 없으나, 자성의 세기를 달리하여 보다 미세한 화각 조절을 할 수 있다. 도 7 내지 도 8은 본 발명의 이동 단말기(100)의 카메라 유닛(220)의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈(200)의 구동을 설명하기 위한 도면이다. 본 실시예의 고정자석(243)은 N극으로 4개 방향에 각각 배치되고, 이동자석(242)은 고정자석(243)과 상이한 S극(243a), 고정자석(243)과 동일한 자성의 N극(243b, 이하 강N극이라 한다) 및 고정자석(243)보다 약한 자성의 N극(243c, 이하 약 N극이라 한다)로 구성된다.

본 실시예의 이동자석(242a, 242b)은 10°간격으로 배치되며, S극, 약N극, 강N극 2개로 이루어진 세트가 4세트 포함하며, 각 세트는 20° 간격 또는 90°간격으로 배치된다. 도 7의 (a)에서 좌우에 위치하는 고정자석(243)은 S극의 이동자석(242) 및 강N극의 이동자석(242)과 중첩된다. 도7의 (b)와 같이 S극의 이동자석(242)이 위치하는 방향으로 카메라 유닛(220)이 기울어진다.

도 7의 (a)상태에서 회전부(241)가 10° 시계 방향으로 회전하면 도 7의 (b) 상태가 되고 좌우에 위치하는 고정자석(243)은 약N극의 이동자석(242) 및 강N극의 이동자석(242)과 중첩된다. 약N극의 척력이 더 약하므로 도 7의 (d)와 같이 좌측방향으로 카메라 모듈(200)이 기울어지며, 도 7의 (d)의 카메라 유닛(220)의 기울어진 각도는 도 7의 (b)보다 더 작다. 즉, 자성의 세기를 달리하는 이동자석(242)을 이용하여 카메라 유닛(220)의 기울기를 미세하게 조정할 수 있다.

도 8의 (a)와 같이 회전부(241)를 도7의 (a)에서 10° 반시계 방향으로 회전시키면 상하에 위치하는 고정자석(243)은 S극의 이동자석(242) 및 강N극의 이동자석(242)과 중첩된다. 도 8의 (b)와 같이 S극의 이동자석(242)이 위치하는 상측 방향으로 기울어진다. 회전부(241)를 반시계 방향으로 10° 더 회전하여 도 8의 (c) 상태와 같이 배치하면, 상하에 위치하는 고정자석(243)은 약N극의 이동자석(242) 및 강N극의 이동자석(242)과 중첩된다. 약N극의 척력이 더 약하므로 도 8의 (d)와 같이 상측방향으로 카메라 모듈(200)이 기울어진다. 이때, 도 8의 (b)의 카메라 모듈(200)보다 기울어진 각도는 작다. 이와 같은 방식으로 4개 방향으로 카메라 유닛(220)의 기울기를 단계적으로 조정할 수 있다.

이동자석(242)은 2개 세트만 구비하여 조정할 수도 있으며, 각 이동자석(242) 사이의 간격을 좁게 하면 회전부(241)를 적게 회전해도 카메라 유닛(220)의 기울기를 조정할 수 있다.

도 9는 본 발명의 이동 단말기(100)의 화각을 설명하기 위한 도면이다. 전술한 실시예와 같이 상하방향 또는 좌우 방향으로 카메라 유닛(220)을 기울이는 경우 상하 좌우방향으로 화각이 넓어진다(x->x', y->y'). 다만, 도 9의 (a)와 같이 대각선에 위치하는 부분(A)은 촬영할 수가 없는 바, 대각선 방향으로도 기울어지도록 화각 조정부(240)를 구현하여 도 9의 (b)와 같이 누락되는 부분없이 넓은 화각의 영상을 얻을 수 있다.

도 10은 본 발명의 화각 조정부(240)의 일 예를 도시한 도면이고, 도 11은 도 10의 화각 조정부(240)가 카메라 유닛(220)의 기울어 지는 방향을 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 본 실시예의 화각 조정부(240)는 카메라 유닛(220)을 대각선 방향으로 기울일 수 있다. 본 실시예의 이동자석(242)은 제1 자석(2421) 상기 제1 자석(2421)으로부터 90° 이격되어 배치된 제2 자석(2422) 및 상기 제2 자석(2422)으로부터 45° 이격되어 배치된 제3 자석(2423)을 포함하며 고정자석(243)은 상하좌우 4개 방향에 배치된다.

고정자석(243)과 이동자석(242)은 서로 반대 극을 가질 수도 있고 같은 극으로 구성될 수도 있다. 설명의 편의를 위해 고정자석(243)과 이동자석(242)은 다른 극으로 중첩되면 인력으로 인해 고정자석(243)과 이동자석(242)이 중첩되는 방향으로 카메라 유닛(220)이 기울어질 수 있다.

도 11의 (a)와 같이 제3 자석(2423)과 하측 고정자석(243)이 중첩되어 하측방향(②)으로 카메라 유닛(220)이 기울어진다. 회전부(241)가 시계방향으로45° 회전하여 (b)와 같이 배치되면 제1 자석(2421)과 제2 자석(2422)이 우측 고정자석(243)과 하측 고정자석(243)에 중첩되며 ③을 향해 카메라 유닛(220)이 기울어진다.

45° 회전부(241)가 회전하여 (c)와 같이 이동자석(242)이 배치되면 제3 자석(2423)과 좌측 고정자석(243)이 중첩되어 ④를 향해 카메라 유닛(220)이 기울어지고, 회전부(241)가 시계방향으로 45° 회전하여 (d)와 같이 이동자석(242)이 배치되면 제1 자석(2421)과 제2 자석(2422)이 하측 고정자석(243)과 좌측 고정자석(243)에 중첩되며 ⑤을 향해 카메라 유닛(220)이 기울어진다.

도면 상에 도시되지는 않았으나, 도 11의 (d)에서 회전부(241)가 시계방향으로 45° 회전하면 카메라 유닛(220)은 도 9의 (b)에 도시된 ⑥ 방향으로 기울어지고 도 11의 (d)에서 회전부(241)가 시계방향으로 90° 회전하면 카메라 유닛(220)은 도 9의 (b)에 도시된 ⑦ 방향으로 기울어진다. 도 11의 (d)에서 회전부(241)가 시계방향으로 135° 회전하면 카메라 유닛(220)은 도 9의 (b)에 도시된 ⑧ 방향으로 기울어지고, 도 11의 (d)에서 회전부(241)가 시계방향으로 180° 회전하면 카메라 유닛(220)은 도 9의 (b)에 도시된 ⑨ 방향으로 기울어진다. 즉, 회전부(241)를 45° 씩 회전하여 카메라 모듈(200)을 도 9의 (b)의 ①~⑨ 방향으로 기울어지도록 제어할 수 있다.

도 12는 본 발명의 화각 조정부(240)의 또 다른 실시예를 도시한 도면이고, 도 13은 도 12의 화각 조정부(240)가 카메라 유닛(220)의 기울어지는 방향을 제어하는 방법을 도시한 도면이다.

본 실시예는 전술한 실시예의 이동자석(242)을 2번 반복하여 배치한 것으로 제3 자석(2423)에서 15°간격으로 시계방향에 제4 이동자석(242)이 배치되고 시계방향으로 90°간격으로 제5 자석 그리고 45°간격으로 제6 자석이 배치된다. 제1 자석(2421)과 제4 자석 사이의 각도가 180°가 되면 제1 자석(2421)이 고정자석(243)과 중첩되게 배치될 때 제4자석도 고정자석(243)과 중첩배치되어 카메라 유닛(220)의 각도제어가 불가능하게 되는 문제가 있는 바, 제3 자석(2423)과 제4 자석 사이의 각도는 45°이외의 각도를 가진다. (예를 들면 15°또는 30°)

도 13의 (a)와 같이 회전부(241)가 배치되면 제6 자석이 고정자석(243)과 중첩되어 카메라 유닛(220)은 ⑥ 방향으로 기울어지고, 반시계방향으로 회전부(241)가 30°회전하여 도 13의 (b)와 같이 회전부(241)가 배치되면 ② 방향으로 카메라 유닛(220)이 기울어진다. 반시계방향으로 회전부(241)가 15°회전하여 도 13의 (c)와 같이 회전부(241)가 배치되면 ⑤ 방향으로 카메라 유닛(220)이 기울어지고, 반시계방향으로 회전부(241)가 30°회전하여 도 13의 (d)와 같이 회전부(241)가 배치되면 ⑨ 방향으로 카메라 유닛(220)이 기울어진다.

본 실시예는 자석의 개수가 더 많긴 하지만 전술한 실시예에 비해 적은 각도를 회전해도 되기 때문에, 보다 빠르게 카메라 유닛(220)의 방향을 제어할 수 있다.

도 14는 본 발명의 이동 단말기(100)가 카메라 모듈(200)을 제어하는 알고리즘을 설명하기 위한 도면이고 도 15는 도 14에 따라 카메라 모듈(200)이 제어되는 경우 촬영되는 화면을 도시한 도면이다.

본 실시예에서 카메라 유닛(220)은 심도 카메라를 이용하며 심도 카메라는 화각 내에 위치하는 객체의 심도를 측정하여 동일한 심도에 위치하는 영역이나 연속적인 심도를 가지는 영역을 하나의 객체로 구분할 수 있다(S110, S120, 도 15(a)참고). 가장 가까이에 있는 객체 또는 화면의 중심에 있는 객체에 초점을 맞추고(S130, 도 15 (b)참고) 해당 초점이 맞은 객체의 움직임을 지속적으로 감지한다. 객체가 이동하여 화각을 벗어나면(S140) 객체의 이동방향에 따라 카메라 모듈(200)을 기울여 객체를 추적한다(S150, 도 15(c)참고).

이렇게 객체를 추적하며 객체에 사용자 명령에 대응되는 제스처를 감지하면 감지된 제스처에 대응되는 기능을 수행한다(S160, S170). 제스처는 손동작이나 팔동작 등이 될 수 있고, 해당 제스처에 따라 사진촬영 또는 동영상 전환 등의 기능을 실행할 수 있다.

손동작을 감지하기 위해서는 손가락의 움직임을 확인할 수 있을 정도의 해상도가 필요하다. 특히 사용자가 멀리 위치하는 경우 사용자의 손가락 동작을 감지하기 위해서는 보다 고해상도의 이미지가 필요하다. 그러나 통상적인 심도 카메라는 해상도가 일반 카메라에 비해 떨어지기 때문에 고해상도이 정보를 얻기 어렵다. 본 발명의 카메라 모듈(200)을 이용하면 카메라 유닛(220) 자체의 화각을 넓히지 않고 좁은 화각 내에서 해상도를 높인 상태에서 화각 조정부(240)를 통해 넓은 화각의 이미지를 얻으면 고해상도의 넓은 이미지를 얻을 수 있다.

도 16은 본 발명의 이동 단말기(100)가 카메라 모듈(200)을 제어하는 다른 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다. 도 17 은 도 16에 따라 카메라 모듈(200)이 제어되는 경우 촬영되는 화면을 도시한 도면이고, 도 18a 및 도 18b는 카메라 모듈(200)의 기울기에 따라 빛의 경로를 도시한 도면이다.

카메라 유닛(220)은 화각 내에 위치하는 객체의 심도를 측정하여 동일한 심도에 위치하는 영역이나 연속적인 심도를 가지는 영역을 하나의 객체로 구분할 수 있다(S210, S220, 도 17(a)참고). 가장 가까이에 있는 객체 또는 화면의 중심에 있는 객체에 초점을 맞추고(S230, 도 17 (b)참고), 초점이 맞춰진 객체(이하 '초점객체'라 한다)의 전부가 화각내에 위치하지 않는 경우(S240) 카메라 모듈(200)의 화각을 조정한다. 초점객체가 전부 화각내에 위치하지 않는 경우는 동일한 심도를 가지는 영역이 화각의 경계까지 이어지는 경우, 해당 방향으로 카메라 유닛(220)을 기울여 객체의 전체에 대한 심도 이미지를 얻을 수 있다(S250, 도 17).

도 18a에 도시된 바와 같이 카메라 유닛(220)이 정면을 향하는 경우에는 빛의 반사가 거의 없으나, 도 18b에 도시된 바와 같이 카메라 유닛(220)의 각도가 변화하면 카메라 모듈(200)의 전면을 커버하는 카메라 글래스에서 빛이 반사되어 정면으로 배치된 카메라 유닛(220)에서 감지하는 빛의 양이 감소하여 정확한 측정이 어려운 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명은 카메라 유닛(220)이 기울어진 각도에 따른 윈도우에서의 반사율을 고려하여 카메라 유닛(220)에서 감지한 심도를 보상(calibration)하는 제어부(180)를 포함할 수 있다(S260).

이러한 보상작업을 위해 메모리는 윈도우에서 빛의 입사각에 따른 반사율에 대한 데이터를 저장하고 제어부(180)는 이를 이용하여 카메라 유닛(220)의 기울기에 따라 윈도우에서 반사되는 빛을 보상한다.

본 발명에 따른 이동 단말기는 심도 카메라의 화각을 넓힐 수 있고 해상도 높은 심도이미지를 얻을 수 있는 장점이 있다.

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 (13)

1. 본체;
   상기 본체 내부에 위치하는 고정부;
   렌즈를 포함하는 카메라 유닛;
   상기 카메라 유닛과 상기 고정부 사이를 연결하는 볼힌지; 및
   상기 볼힌지를 조정하여 상기 카메라 유닛의 렌즈가 향하는 방향을 제어하는 화각 조정부를 포함하는 이동 단말기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 화각 조정부는,
   카메라 유닛의 배면에 위치하는 적어도 하나 이상의 고정자석;
   상기 볼힌지로부터 동일한 거리에 위치하는 복수개의 이동자석을 포함하는 회전부; 및
   상기 회전부를 상기 볼힌지를 중심으로 회전시키는 구동부를 포함하며,
   상기 카메라 유닛은 상기 고정자석과 마주하는 상기 이동자석의 자성에 따라 상기 볼힌지를 중심으로 기울어지는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 이동자석은 자력이 상이한 복수개의 이동자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
4. 제2항에 있어서,
   상기 이동자석은 N개씩 그룹을 이루고 상기 동일 그룹의 N개의 이동자석은 등간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
5. 제2항에 있어서,
   상기 고정자석은 복수개이고 모두 동일한 제1극인 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 고정자석은 90° 간격으로 4개가 배치되고,
   상기 이동자석은 제1 이동자석, 상기 제1 이동자석으로부터 90° 이격되어 배치되는 제2 이동자석, 및 상기 제2 이동자석으로부터 45°간격으로 배치되는 제3 이동자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
7. 제1항에 있어서,
   상기 카메라 유닛의 둘레에 위치하는 브라켓을 더 포함하고,
   상기 브라켓은 상기 카메라 유닛과 마주보는 면은 바깥쪽으로 넓어지는 경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
8. 제7항에 있어서,
   상기 경사면에 부착된 탄성패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
9. 제1항에 있어서,
   상기 볼힌지는 상기 카메라 유닛에 결합하는 볼; 및
   상기 볼을 감싸는 볼하우징을 포함하고,
   상기 볼하우징의 입구는 상기 볼하우징 내부의 최대 직경보다 작고 연성재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
10. 제1항에 있어서,
    상기 카메라 유닛은 거리를 감지하는 심도 카메라(depth camera)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
11. 제1항에 있어서,
    본체의 외관을 형성하며 상기 카메라 유닛에 상응하는 위치에 카메라홀을포함하는 케이스;
    상기 카메라홀에 위치하는 카메라 윈도우; 및
    상기 카메라 유닛의 방향에 따라 상기 카메라 윈도우에서 반사되는 빛을보상하여 상기 카메라의 밝기를 조절하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
12. 제1항에 있어서,
    상기 카메라 유닛의 렌즈를 통해 들어온 취득한 거리 정보를 기초로 피사체를 선택하고, 상기 피사체가 움직이면 상기 피사체의 이동 방향으로 상기 카메라 유닛이 기울도록 상기 화각 조정부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
13. 제1항에 있어서,
    상기 카메라 유닛의 렌즈를 통해 들어온 취득한 거리 정보를 기초로 초점거리를 선택하고, 상기 초첨거리 안에 위치하는 객체가 상기 카메라 유닛의 화각 경계에 위치하는 경우 상기 객체가 위치하는 화각경계 방향으로 상기 화각 조정부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.

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