WO2023013862A1 - 전자 장치 및 그 영상 처리 방법 - Google Patents

전자 장치 및 그 영상 처리 방법 Download PDF

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소병석
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Abstract

영상을 투사하는 전자 장치가 개시된다. 전자 장치는 본체, 프로젝터, 센싱 값을 감지하는 가속도 센서, 전자 장치와 스크린 간의 거리 값을 감지하는 복수의 거리 센서를 포함하는 복수의 센서, 본체가 힌지 구조를 중심으로 회전할 수 있도록 본체의 외측면에 힌지 구조로 연결되고, 지지면에 본체를 지지하는 지지대 및 프로세서를 포함하고, 프로세서는 가속도 센서에 의해 감지된 센싱 값에 기초하여 전자 장치가 중력 방향을 기준으로 기울어진 수직 각도를 식별하고, 복수의 거리 센서에 의해 감지된 거리 값에 따른 스크린과 전자 장치 간의 거리에 기초하여 전자 장치가 회전된 회전 각도를 식별하고, 보정된 영상을 제공하기 위해 영상에 대한 키스톤 보정에 대응되는 기능을 수행하며, 수직 각도 및 회전 각도 중 적어도 하나의 각도에 기초하여 보정된 영상의 크기를 식별하고, 보정된 영상의 크기에 기초하여 보정된 영상을 스크린에 투사하도록 프로젝터를 제어한다.

Description

전자 장치 및 그 영상 처리 방법
본 개시는 영상을 처리하는 전자 장치 및 그 방법에 대한 것으로, 보다 상세하게는, 영상의 표시 왜곡을 예방하기 위하여 키스톤 보정을 수행하는 전자 장치 및 그 영상 처리 방법에 대한 것이다.
최근 전자 기술 및 광학 기술의 발달로 다양한 프로젝터 들이 활용되고 있다. 프로젝터는 스크린 또는 투사면으로 빛을 투사하여, 스크린 상에 영상이 맺히도록 하는 전자 장치이다.
프로젝터를 이용하여 영상을 열람하는 경우, 프로젝터가 스크린 방향으로 평평한 곳에 똑바로 놓여진 경우에는 직사각형의 영상이 스크린에 표시된다. 그러나, 일부의 경우 상하 혹은 좌우 왜곡이 발생하거나 회전된 상태의 영상이 스크린에 나타나게 된다. 이러한 왜곡을 키스톤(keystone) 효과라고 한다.
종래의 경우, 프로젝터는 이미지 센서를 이용하여 스크린을 촬영한 후, 촬영된 이미지를 처리하여 스크린과 프로젝터 사이의 틀어진 각도를 계산하여 사용하였다. 이 경우, 프로젝터의 광학축과 이미지 센서의 측정 축을 일치하도록 하는 보정 과정을 수행해야 하는데, 이 보정 과정에서 오차가 발생하게 되면 각도 계산에 큰 영향을 주게 된다. 또한 이미지 센서에서 촬영된 이미지를 처리하는 과정 역시 많은 계산량이 요구된다는 문제점이 있었다. 특히, 최근 개발되고 있는 초단초점 빔 프로젝터(Ultra Short Throw Beam Projector)의 경우는 투사면과 프로젝터의 거리가 매우 가까워서 이미지 센서로 화면 전체를 보기 위해서는 광각 렌즈가 달린 카메라가 필요하다. 하지만, 이 경우 왜곡이 심해져 광학 축과 이미지 센서의 측정축 보정(Calibration)이 쉽지 않아 오차가 증가하게 된다. 초단초점 빔 프로젝터(Ultra Short Throw Beam Projector)의 경우 제품의 특성상 작은 틀어짐만 발생해도 화면에 투사되는 영상이 크게 틀어지게 돼서 정밀한 각도측정이 요구되지만 이미지 센서를 이용한 방법으로는 한계가 있다.
또한, 키스톤 보정을 수행한 영상을 스크린에 투사한 경우, 그 영상의 크기는 스크린과 프로젝터 사이의 거리에 따라 달라지게 된다. 종래에는, 키스톤 보정을 수행한 영상을 스크린의 크기에 맞추기 어렵다는 문제점도 있었다.
본 개시는 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 개시의 목적은, 가속도 센서 및 거리 센서를 이용하여 키스톤 보정을 수행하며, 스크린과의 거리에 따라 영상의 크기를 조절하는 전자 장치 및 그 영상 처리 방법을 제공함에 있다. 그러나, 본 개시는 이에 제한되지 않으며, 본 개시의 다른 측면은 다른 특징에 관한 것일 수 있다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 전자 장치는 본체, 프로젝터, 센싱 값을 감지하는 가속도 센서, 상기 전자 장치와 스크린 간의 거리 값을 감지하는 복수의 거리 센서를 포함하는 복수의 센서, 상기 본체가 힌지 구조를 중심으로 회전할 수 있도록 상기 본체의 외측면에 상기 힌지 구조로 연결되고, 지지면에 상기 본체를 지지하는 지지대 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 가속도 센서에 의해 감지된 센싱 값에 기초하여 상기 전자 장치가 중력 방향을 기준으로 기울어진 수직 각도를 식별하고, 상기 복수의 거리 센서에 의해 감지된 상기 거리 값에 따른 상기 스크린과 상기 전자 장치 간의 거리에 기초하여 상기 전자 장치가 회전된 회전 각도를 식별하고, 보정된 영상을 제공하기 위해 영상에 대한 키스톤 보정에 대응되는 기능을 수행하며, 상기 수직 각도 및 상기 회전 각도 중 적어도 하나의 각도에 기초하여 상기 보정된 영상의 크기를 식별하고, 상기 보정된 영상의 크기에 기초하여 상기 보정된 영상을 상기 스크린에 투사하도록 상기 프로젝터를 제어한다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 전자 장치의 제어 방법은 본체 및 상기 본체가 힌지 구조를 중심으로 회전할 수 있도록 상기 본체의 외측면에 상기 힌지 구조로 연결되고 지지면에 상기 본체를 지지하는 지지대를 포함하는 상기 전자 장치의 가속도 센서에 의해 감지된 센싱 값에 기초하여 상기 전자 장치가 중력 방향을 기준으로 기울어진 수직 각도를 식별하는 단계, 복수의 거리 센서에 의해 감지된 거리 값에 따른 상기 스크린과 상기 전자 장치 간의 거리에 기초하여 상기 전자 장치가 회전된 회전 각도를 식별하는 단계, 보정된 영상을 제공하기 위해 영상에 대한 키스톤 보정에 대응되는 기능을 수행하는 단계, 상기 수직 각도 및 상기 회전 각도 중 적어도 하나의 각도에 기초하여 상기 보정된 영상의 크기를 식별하는 단계 및 상기 보정된 영상의 크기에 기초하여 상기 보정된 영상을 상기 스크린에 투사하는 단계를 포함한다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 전자 장치의 제어 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 전자 장치의 제어 방법은 본체 및 상기 본체가 힌지 구조를 중심으로 회전할 수 있도록 상기 본체의 외측면에 상기 힌지 구조로 연결되고 지지면에 상기 본체를 지지하는 지지대를 포함하는 상기 전자 장치의 가속도 센서에 의해 감지된 센싱 값에 기초하여 상기 전자 장치가 중력 방향을 기준으로 기울어진 수직 각도를 식별하는 단계, 복수의 거리 센서에 의해 감지된 거리 값에 따른 상기 스크린과 상기 전자 장치 간의 거리에 기초하여 상기 전자 장치가 회전된 회전 각도를 식별하는 단계, 보정된 영상을 제공하기 위해 영상에 대한 키스톤 보정에 대응되는 기능을 수행하는 단계, 상기 수직 각도 및 상기 회전 각도 중 적어도 하나의 각도에 기초하여 상기 보정된 영상의 크기를 식별하는 단계 및 상기 보정된 영상의 크기에 기초하여 상기 보정된 영상을 상기 스크린에 투사하는 단계를 포함한다.
이상과 같이 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 이미지 센서 없이도 키스톤 보정을 효과적으로 수행할 수 있다. 또한, 키스톤 보정된 영상이 스크린내에서 최적의 크기로 표시될 수 있게 된다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 구성을 나타내는 블럭도,
도 2는 도 1의 전자 장치의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 두 개의 거리 센서를 이용하여 스크린과 전자 장치 사이의 틀어짐을 계산하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 거리 센서를 이용하는 다른 예를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 키스톤 보정 방법을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 키스톤 보정을 수행하는 방법을 구체적으로 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 키스톤 보정을 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 처리를 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 영상 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 11은 영상 처리 전과 후를 비교하기 위한 도면,
도 12는 본 개시의 일 실시 예들에 따른 전자 장치의 외관을 도시한 사시도,
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 구성을 도시한 블록도,
도 14는 본 개시의 다른 실시 예들에 따른 전자 장치의 외관을 도시한 사시도,
도 15는 본 개시의 또 다른 실시 예들에 따른 전자 장치의 외관을 도시한 사시도,
도 16은 본 개시의 또 다른 실시 예들에 따른 전자 장치의 외관을 도시한 사시도,
도 17a는 본 개시의 또 다른 실시 예들에 따른 전자 장치의 외관을 도시한 사시도,
도 17b는 도 17a의 전자 장치가 회전된 상태를 도시한 사시도이다.
본 실시 예들은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 특정한 실시 형태에 대해 범위를 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 실시 예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
덧붙여, 하기 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 개시의 기술적 사상의 범위가 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시 예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 개시의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
본 개시에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 권리범위를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 개시에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 개시에서, "A 또는 B," "A 또는/및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 개시에서 사용된 "제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 개시에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)," "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)," "~하도록 설계된(designed to)," "~하도록 변경된(adapted to)," "~하도록 만들어진(made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다.
대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
실시 예에 있어서 '모듈' 혹은 '부'는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 '모듈' 혹은 복수의 '부'는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 '모듈' 혹은 '부'를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다.
도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다.
이하에서 첨부된 도면을 이용하여 본 발명의 다양한 실시 예들에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다. 본 실시 예에서, 전자 장치(100)는 벽 또는 스크린으로 영상을 투사하는 프로젝터 또는 영상 투사 기능을 갖춘 디스플레이 장치 등으로 구현 가능하므로, 본 명세서에서는 전자 장치(100)라고 통칭하여 설명한다.
도 1의 전자 장치(100)는 프로젝터(110), 프로세서(170), 복수의 센서(180)를 포함한다. 일 실시 예에 따르면, 복수의 센서(180)는 복수의 센서를 수용하는 센서 모듈로 제공될 수 있다.
프로젝터(110)는 영상을 표현하기 위한 광을 외부로 투사하기 위한 구성이다. 프로젝터(110)는 광원, 프로젝션 렌즈, 반사체 등 다양한 세부 구성을 포함할 수 있다. 프로젝터(110)의 동작 방법 및 세부 구성에 대해서는 후술하는 부분에서 다시 구체적으로 설명한다.
복수의 센서(180)는 가속도 센서(181), 거리 센서(182-1 ~ 182-n)을 포함할 수 있다. 일 실시 예로서, 거리 센서(182-1 ~ 182-n)는 복수의 센서(180)에 하나 이상 복수 개 포함될 수 있다.
가속도 센서(181)는 전자 장치(100)가 중력 방향으로 회전된 각도를 감지하기 위한 구성요소이다. 일 예로, 3축 가속도 센서가 사용된다. 3축 가속도 센서는 축 별로 중력 가속도를 측정하여, 로우 데이터를 프로세서(170)로 제공한다.
복수의 거리 센서(182-1 ~ 182-n)는 외부 물체와의 거리를 감지하기 위한 구성요소이다. 거리 센서는 초음파 센서, 적외선 센서, 라이다 (LIDAR) 센서, 레이더 (RADAR) 센서, 포토 다이오드 센서 등 다양한 종류로 구현될 수 있다. 거리 센서가 복수개 마련되는 경우, 프로세서(170)는 각 거리 센서에 의해 감지된 거리에 기초하여, 전자 장치(100)에 의해 출력되는 이미지가 스크린(10)을 기준으로 회전된(또는, 틀어진) 각도를 획득할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(170)는 각 거리 센서에서 감지한 거리를 기초로 전자 장치(100)와 스크린의 관계에 기초하여 각도를 획득할 수 있다. 여기서, 각 거리 센서가 감지하는 거리는 전자 장치(100)와 스크린 간의 거리에 대응될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(170)는 전자 장치(100)에 대한 전반적인 제어 동작이나 영상 처리 동작을 수행할 수 있다. 프로세서(170)는 각 센서들에서 감지된 결과에 기초하여 영상에 대한 키스톤 보정을 수행한다. 예를 들어, 프로세서(170)는 키스톤 보정된 영상의 크기를 스크린의 크기에 맞게 적절하게 표시하여 준다. 구체적으로는, 프로세서(170)는 가속도 센서(181) 및 복수의 거리 센서(182-1 ~ 182-n)의 감지 결과를 이용하여 전자 장치(100)의 피치각, 롤각, 요우각을 각각 산출한다. 프로세서(170)는 산출된 각도들을 이용하여 전자 장치(100)의 자세를 추정하며, 추정된 자세 및 스크린까지의 거리 등의 정보에 기초하여 영상을 변환한다. 이에 따라, 가능한 한 최대의 영상이 왜곡 없이 스크린(10)에 표시될 수 있고, 거리가 멀리 떨어져서 영상이 스크린(10)의 크기보다 더 크게 표시되는 경우에는, 스크린(10)의 크기에 맞게 축소 표시될 수 있다. 결과적으로 사용자는 스크린(10)의 크기 범위 이내에서 최대 크기 및 해상도의 영상을 시청할 수 있게 되므로, 시청 만족도가 높아지게 된다.
도 2는 도 1의 전자 장치의 센서 배치 위치 및 동작의 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전자 장치(100)를 기준으로 x, y, z축을 정의하면, y축 기준으로 회전하는 피치각(θ). x축을 기준으로 회전하는 롤각(φ), z축을 기준으로 회전하는 요우각(ψ)이 각각 정의된다. 도 2에서 가속도 센서(181)는 전자 장치(100)에 내장된 상태이고, 거리 센서(182-1, 182-2)는 두개가 사용될 수 있다. 두 거리 센서(182-1, 182-2)는 프로젝터(110)를 기준으로 양 측에 배치될 수 있다. 일 예로, 두 거리 센서(182-1, 182-2)는 프로젝터(110)를 기준으로 양 측에 나란하게 배치될 수 있다.
프로세서(170)는 가속도 센서(181)에서 출력되는 출력 값, 즉, 가속도 센서(181)의 감지 결과에 기초하여 피치각, 롤각을 연산한다. 가속도 센서(181)를 포함한 전자 장치(100)가 움직임이 없을 때 가속도 센서의 각 축에서는 중력 가속도에 의한 영향만 측정되는 데, 이 값을 이용하면 가속도 센서를 포함한 기기가 중력 방향에 대해 얼마나 기울어져 있는 지 알 수 있다. 구체적인 연산 식의 일 예는 다음과 같다.
<수학식 1>
Figure PCTKR2022007408-appb-img-000001
수학식 1에서 Abx, Aby, Abz는 각각 가속도 센서(181)의 x, y, z축 가속도 값이다.
도 3은 두 개의 거리 센서를 이용하여 스크린과 전자 장치 사이의 회전 각도를 계산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 2와 같이 두 개의 거리 센서(182-1, 182-2)가 전자 장치(100)의 양 측으로 나란하게 배치된 상태에서 전자 장치(100)가 스크린(10)과 틀어진 방향으로 배치되면, 도 3과 같이 두 거리 센서(182-1, 182-2)와 스크린(10) 사이의 거리(d1, d2)가 서로 달라지게 된다.
두 거리 거리 센서(182-1, 182-2) 사이의 거리가 l이라면, 프로세서(170)는 복수의 거리 센서(182-1, 182-2)의 출력 값, 즉, 두 개의 거리 센서(182-1, 182-2)의 감지 결과와 1인 거리에 기초하여 요우각(ψ)을 연산한다. 구체적인 연산 식은 다음과 같다.
<수학식 2>
Figure PCTKR2022007408-appb-img-000002
도 3은 두 거리 센서가 전자 장치(100)의 전면 방향으로 배치된 경우를 도시하였으나, 전자 장치(100)의 외관이나 배치 위치에 따라 거리 센서의 배치 위치가 달라질 수 있다. 도 4와 같이 전자 장치(100)가 바닥면에 배치되고, 스크린(10)은 전자 장치(100)의 전방에서 위쪽 방향에 설치된 경우라면, 거리 센서(282)는 일정 각도(α) 기울어진 상태로 배치될 수도 있다. 이 경우, 프로세서(170)는 다음과 같은 수학식을 이용하여 스크린까지의 거리(di)를 구할 수 있다.
<수학식 3>
Figure PCTKR2022007408-appb-img-000003
수학식 3에서 i는 거리 센서의 번호이고, dio는 i번째 거리 센서의 측정 값을 의미한다. 프로세서(170)는 수학식 3을 이용하여 각 거리 센서들의 측정 값을 보정한 후, 보정된 거리 값을 수학식 2에 적용하여 스크린(10)과의 회전 각도를 계산할 수 있다.
거리 센서들 간의 거리 l이나, 배치 각도 α 등은 전자 장치(100)의 제조 스펙 정보에 해당하므로, 미리 획득하여 전자 장치(100)의 메모리(미도시)에 저장해두고, 연산에 사용할 수 있다.
프로세서(170)는 상술한 바와 같이 각 센서들의 감지 결과에 기초하여 피치각, 롤각, 요우각을 계산한 후, 이를 이용하여 영상에 대한 키스톤 보정을 수행한다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 키스톤 보정의 방법을 설명하기 위한 도면이다. 상술한 바와 같이 피치각, 롤각, 요우각이 정의되었다면, 전자 장치(100)의 기울기가 정상 상태일 때 프로세서(170)가 프로젝터(110)를 제어하여 영상을 투사하면, 스크린(10)에는 키스톤 현상이 없는 영상이 표시된다. 본 명세서에서 정상 상태란, 전자 장치(100)와 스크린 사이의 회전 각도, 전자 장치(100)가 기울어진 각도 등이 각각 기준 값인 경우를 의미한다. 통상적인 경우, 기준값은 0이 될 수 있지만, 놓여진 위치나 주변 상태에 따라서는 0이 아닌 값이 기준값으로 설정될 수도 있다.
전자 장치(100)가 x축 방향으로 기울어져 롤 각이 기준 값(예를 들어, 0)과 달라진 경우, 그 기울어진 방향에 따라서 스크린(10)으로 투사되는 영상은 우측으로 기울어지거나(31) 또는 좌측으로 기울어진 상태로 표시된다(32). 프로세서(170)는 롤각 변화 방향의 반대 방향으로 영상을 회전시켜, 스크린에 정상적인 형태의 영상(30)이 표시되도록 한다.
전자 장치(100)가 y축 방향으로 기울어져 피치 각이 기준 값(예를 들어, 0)과 달라진 경우, 그 기울어진 방향에 따라서 스크린(10)으로 투사되는 영상은 사다리꼴 형상이 된다(41, 42). 이 경우, 프로세서(170)는 윗변 길이를 늘리거나, 아랫변 길이를 늘리는 보정을 수행하여, 스크린(10)에 정상적인 형태의 영상(40)이 표시되도록 한다.
전자 장치(100)가 z축 방향으로 기울어져 요우각이 기준 값(예를 들어, 0)과 달라진 경우, 그 기울어진 방향에 따라서 스크린(10)으로 투사되는 영상은 좌변 또는 우변이 짧은 사다리꼴 형상이 된다(51, 52). 이 경우, 프로세서(170)는 영상의 좌변 길이를 늘리거나, 우변 길이를 늘리는 보정을 수행하여, 스크린(10)에 정상적인 형태의 영상(50)이 표시되도록 한다.
도 6은 키스톤 보정을 수행하는 방법을 좀 더 구체적으로 설명하기 위한 도면이다. 전자 장치(100)는 키스톤 보정을 위해 필요한 정보들을 초기 설정 작업을 통해 획득하여 미리 저장해 둘 수 있다.
구체적으로는, 도 6과 같이 스크린(10)과 전자 장치(100)가 배치된 상태에서, 전자 장치(100)와 스크린 사이의 회전각이 0이고 중력 방향의 기울임 각도 모두 0인 상태(즉, 롤각, 피치각, 요우각이 모두 0)에서, 미리 알고 있는 해상도의 영상을 전자 장치(100)에서 출력하면 스크린(10)에는 키스톤 현상이 없는 영상이 표시된다. 이 때, 전자 장치(100)는 프로젝터(110)의 투사 렌즈 중심과 스크린과의 거리 ds와, 투사 렌즈를 중심으로 스크린(10)에 비친 사각형 영상(60)의 네 꼭지점(v1, v2, v3, v4)의 3차원 좌표 [vkx, vky, vkz]T등을 미리 측정하여 저장한다. 전자장치(100)는 빛을 투사하는 렌즈의 광각이 제한적이므로, 스크린과의 거리에 따라 최대로 표시될 수 있는 영상의 크기가 달라진다. 초기 설정 작업에서 사용자가 영상이 스크린(10) 내에서 가능한 크게 표시되도록 거리를 맞출 수 있다. 이와 같이 거리를 조절한 상태에서 설정 메뉴 등을 누르면, 그 때 센싱된 거리 정보와 그 때 표시되는 영상의 네 꼭지점의 좌표 정보 등이 저장된다. 본 명세서에서는 키스톤 현상이 없는 영상이 스크린(10)에 표시되어 있을 때, 그 네 꼭지점의 좌표 이내의 범위를 영상 표시 범위라고 명명한다.
스크린까지의 거리 ds의 측정 방법은 거리 센서의 개수 및 위치에 따라 다양한 방식으로 측정될 수 있다. 예를 들어, 투사 렌즈 위치를 중심으로 양 측에 두 개의 거리 센서가 배치된 경우라면, 두 거리 센서에서 측정된 거리의 평균 값을 구하면 투사 렌즈 위치에서 스크린까지의 거리 ds가 계산될 수 있다. 프로세서(170)는 투사할 영상의 크기와 거리 ds에 기초하여, 스크린(10)에 비친 네 꼭지점들의 3차원 좌표를 계산할 수 있다. 여기서 k는 각 꼭지점 번호이다. 설정 이후에 거리 ds가 변하고, 그에 따라 사각형 영상(60)의 네 꼭지점들의 3차원 좌표가 변하더라도 측정 및 계산을 통해서 새로이 획득할 수 있다. 스크린에서 네 꼭지점을 표현하기 위한 3차원 좌표의 기준은 도 6에 도시된 바와 같이 전자 장치(100)의 투사 렌즈를 중심으로 하는 좌표계(Xp, Yp, Zp)를 기준으로 한다.
한편, 상술한 바와 같이 전자 장치(100)는 배치 상태에 따라 기울어지거나 스크린을 기준으로 비스듬하게 놓여질 수 있으며, 이로 인해 피치각, 롤각, 요우각 중 적어도 하나가 0이 아닐 수 있다. 프로세서(170)는 상술한 수학식들을 이용하여 계산한 피치각, 롤각, 요우각을 이용하여 다음과 같은 회전 행렬 R을 획득한다.
<수학식 4>
Figure PCTKR2022007408-appb-img-000004
프로세서(170)는 자세각(피치각, 롤각, 요우각)이 모두 0인 상태에서 측정된 투사 렌즈 중심과 투사면(스크린)과의 거리(ds)를 회전 행렬(R)을 이용한 변환을 통해서 계산할 수 있다.
프로세서(170)는 수학식 1 및 2에 기초하여 계산한 피치각, 롤각, 요우각과, 상술한 렌즈 중심과 스크린과의 거리 ds, 회전하기 전의 사각형 영상의 네 꼭지점의 3차원 좌표가 획득되면, 다음 수학식을 이용하여 키스톤이 발생하였을 때의 네 꼭지점의 좌표를 계산할 수 있다.
<수학식 5>
Figure PCTKR2022007408-appb-img-000005
수학식 5에서 pk는 키스톤이 발생했을 때의 k번째 꼭지점의 3차원 좌표[pkx, pky, pkz]T이다. 수학식 5에서 xk, yk, zk는 다음 수학식을 이용하여 산출할 수 있다.
<수학식 6>
Figure PCTKR2022007408-appb-img-000006
수학식 6에서 k는 꼭지점 각각의 번호이고, 3차원 좌표[xk, yk, zk]T는 k번째 꼭지점의 3차원 좌표 [pkx, pky, pkz]T를 회전 행렬 Rp로 회전시킨 이후의 좌표이다. 도 6과, 수학식 5 및 6을 참고하면, 네 꼭지점의 Zp 좌표축에 대한 거리는 항상 ds 이므로 pkz=ds 임을 알 수 있다.
수학식 6에서 사용된 회전 행렬 Rp는 다음과 같이 정의될 수 있다.
<수학식 7>
Figure PCTKR2022007408-appb-img-000007
이러한 상태에서, 스크린(10)에 투사될 영상의 네 꼭지점(μ1, μ2, μ3, μ4) 중 k번째 꼭지점의 픽셀 위치 좌표 [μkx, μky, 1]T와 키스톤이 발생했을 때 추정한 스크린 상의 네 꼭지점(p1, p2, p3, p4)의 위치의 관계는 다음 수학식과 같이 정의된다.
<수학식 8>
Figure PCTKR2022007408-appb-img-000008
수학식 8에서 P는 투사 행렬(Projection matrix)이다. 투사행렬 P는 호모그래피로 모델링할 수 있으며, 형태는 다음과 같이 표기될 수 있다.
<수학식 9>
Figure PCTKR2022007408-appb-img-000009
여기서 파라미터 a, b, c, d, e, f, g, h는 수학식 8에 영상의 스크린(10)에 투사될 영상의 네 꼭지점(μ1, μ2, μ3, μ4)의 픽셀 위치와, 키스톤이 발생하였을 때 추정한 스크린(10) 상의 네 꼭지점(p1, p2, p3, p4)의 픽셀 위치를 대입시켜, 구할 수 있다.
일 실시 예로서, 프로세서(170)는 원본 영상의 각 픽셀의 위치(xp, yp)를 다음 수학식을 이용하여 변환함으로써, 키스톤 보정을 수행할 수 있다.
<수학식 10>
Figure PCTKR2022007408-appb-img-000010
수학식 10에서 P-1은 투사 행렬의 역행렬이다. S는 크기 변화를 위한 스케일 파라미터 s와 x축 방향 및 y축 방향으로의 위치 이동을 위한 파라미터 tx, ty로 구성되는 행렬이다. 구체적으로는 S는 다음과 같이 표시될 수 있다.
<수학식 11>
Figure PCTKR2022007408-appb-img-000011
프로세서(170)는 키스톤이 발생한 영상의 내부에서 꼭지점이 위치하는 직사각형이 되도록 하면서 원본 영상의 이미지의 해상도가 가능한 한 크게 될 수 있도록 스케일 파라미터 s를 설정한다. 또한, 프로세서(170)는 영상의 표시 위치를 이동시키기 위한 사용자 조작이 입력되거나, 표시 위치를 이동시켜야 하는 상황이 발생하면, tx, ty 중 적어도 하나를 조정할 수도 있다.
구체적으로는, 프로세서(170)는 스크린에 투사되는 영상의 네 꼭지점을 계산한다. 프로세서(170)는 계산된 꼭지점의 좌표가 스크린(10)의 네 꼭지점 좌표를 벗어나면, 스케일 파라미터 s를 더 작게 조정하여, 키스톤 보정한 영상이 스크린(10)을 벗어나지 않도록 한다. 프로세서(170)는 키스톤 보정한 영상이 스크린(10)을 벗어나지 않는 범위에서는 최대로 표시될 수 있도록 스케일 파라미터 s를 설정한다. 광학 줌 기능이 있는 전자장치(100)인 경우, 거리와 줌의 배율 정보를 이용하여 스크린(10)에 투사되는 키스톤 보정 이미지의 네 꼭지점의 좌표를 구할 수도 있다. 이 경우, 네 꼭지점이 스크린에 최적화되도록 줌의 배율을 조절할 수 있다.
도 7 및 도 8은 키스톤 보정에 따른 효과를 설명하기 위한 도면이다. 도 7을 참고하면 전자 장치(100)에서 직사각형 모양의 영상 프레임(70)을 투사하면, 스크린(10)에는 키스톤 효과에 의해 왜곡된 영상 프레임(71)이 표시되는 것을 알 수 있다. 여기서 영상 프레임(70)은 프로젝터(110)에서 투사되는 광에 포함된다. 영상 프레임(70) 내의 픽셀 x1은 투사 행렬에 의해 결정되는 스크린 상의 위치 x2에 표시된다.
프로세서(170)는 키스톤 효과를 보정하기 위하여 도 8에 도시된 바와 같이 원본 영상(80)을 보정 영상(81)으로 변환한다. 프로세서(170)는 보정 영상(81)을 포함하는 영상 프레임(70)을 투사하도록 프로젝터(110)를 제어한다. 이에 따라, 스크린(10)에서 키스톤 효과가 발생하여 영상 프레임(70)이 왜곡되더라도, 스크린에 표시되는 영상(82)은 직사각형 형태가 된다. 원본 영상(80) 내의 일 픽셀(x1)의 위치는 투사 행렬(P) 및 스케일링 행렬(S)에 의해 보정 영상(81) 내에서는 x2 지점에 위치하고, 스크린(10) 상에 표시되는 영상(82)에서는 x3지점에 위치하는 것을 알 수 있다.
이상과 같이, 프로세서(170)는 스크린에 표시될 영상의 네 꼭지점의 좌표와, 동일한 거리에서 정상 상태(즉, 피치각, 롤각, 요우각이 모두 0이나 또는 레퍼런스 값으로 고정된 상태)에서 스크린에 표시되는 영상의 네 꼭지점의 좌표를 비교하여, 실제 표시될 영상이 스크린의 특정 영역 내인지 식별할 수 있다. 특정 영역은 스크린의 기 설정된 영역일 수 있다. 스크린에 투사된 영상이 스크린 내 기설정된 영역을 초과하면, 프로세서(170)는 키스톤 보정된 영상의 크기를 제어하여 기설정된 영역 내에 영상을 투사시킬 수 있다. 예를 들어, 기설정된 영역은 스크린의 크기 범위 이내의 영역일 수 있다.
투사된 영상이 기설정된 영역 내에 위치하면, 프로세서(170)는 그 범위 이내에서는 최대가 되도록 스케일 파라미터를 설정한다. 이 경우, 사용자 조작이 있으면, 프로세서(170)는 스케일 파라미터를 조정하여 영상 크기를 축소시킬 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 정상 상태에서 측정된 거리, 정상 상태로 스크린에 표시되는 영상의 네 꼭지점의 좌표 등에 대한 정보는 전자 장치(100)에 구비된 메모리(미도시)에 저장될 수도 있고, 별도의 소스로부터 제공받을 수도 있다. 사용자가 직접 입력할 수도 있다.
또한, 실제 스크린(10)의 크기 정보 또는 스크린의 각 꼭지점의 좌표 정보가 미리 저장되어 있다면, 프로세서(170)는 이러한 정보들과 비교하여 키스톤 보정된 영상의 크기를 조절할 수도 있다.
본 실시 예에서 키스톤 보정 작업과, 영상의 크기 조절 작업이 한번의 연산 작업을 통해 일괄적으로 처리될 수도 있고, 구현 방식에 따라서는 순차적으로 처리될 수도 있다. 일 예로, 영상 크기 조절 작업은 키스톤 보정이 이루어진 이후에, 사용자의 선택에 따라 추가로 수행될 수도 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 영상 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 9에 따르면, 전자 장치는 전자 장치가 중력 방향을 기준으로 회전한 각도, 스크린을 기준으로 회전한 각도 등을 각각 획득한다(S910). 구체적으로는, 피치각, 롤각, 요우각 등을 산출한다. 이들 각도에 대한 산출 방법은 상술한 부분에서 구체적으로 설명하였으므로 중복 설명은 생략한다.
전자 장치는 획득한 각도들과 기타 사전 정보들을 이용하여 키스톤 보정을 수행한다(S920). 구체적으로는, 전자 장치는 산출된 각도들을 이용하여 전자 장치의 자세를 추정하고, 기 저장된 스크린 까지의 거리, 스크린의 각 꼭지점의 좌표 또는 스크린 내에 정상 표시된 영상의 각 꼭지점의 좌표 등과 같은 정보를 이용하여 상술한 회전 행렬, 투사 행렬, 이미지 변환 행렬, 스케일 행렬 등을 각각 결정한다. 전자 장치는 결정된 행렬을 원본 영상에 적용하여 키스톤 보정을 수행한다.
또한, 전자 장치는 영상의 크기를 조절한다(S930). 구체적으로는, 전자 장치는, 키스톤 보정 이후에 스크린(10)에 표시될 영상의 각 꼭지점 좌표를 구하고, 그 꼭지점 좌표를 스크린의 각 꼭지점의 좌표 또는 스크린 내에 정상 표시된 영상의 각 꼭지점의 좌표 등과 비교하여, 영상이 스크린(10)의 기설정된 영역 내에 표시될 지 여부를 판단한다. 판단 결과, 영상이 스크린(10) 내 기설정된 영역을 초과하면, 스케일 파라미터를 조정하여 영상의 크기를 제어한다. 예를 들어, 전자 장치는 영상이 스크린의 기설정된 영역 내에 표시되도록 영상의 크기를 축소할 수 있다. 반면, 영상이 최대로 표시할 수 있는 크기보다 작다면, 최대 크기로 표시될 수 있도록 스케일 파라미터를 조절한다.
전자 장치는 영상 처리가 완료되면, 보정된 영상을 포함하는 광을 스크린 방향으로 투사한다(S940).
도 9에서 키스톤 보정과 영상 크기 조절은 서로 다른 단계에서 순차적으로 수행되는 것처럼 도시 및 설명하였으나, 상술한 수학식들을 이용한 연산과 같이 처리할 경우, 키스톤 보정과 영상 크기 조절은 한꺼번에 수행될 수도 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에서는 상술한 영상 처리 작업이 전자 장치가 고정된 상태에서 수행될 수 있도록 구현된다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 영상 처리 방법의 흐름도이다.
도 10에 따르면, 전자 장치는 가속도 센서와 거리 센서를 각각 이용하여 센서 값을 획득한다(S1010, S1035). 설계 방식에 따라서, 센서 값 획득은 순차적으로 또는 병렬적으로 이루어질 수 있다.
가속도 센서에서 센서 신호가 출력되면, 전자 장치는 그 신호의 잡음 제거를 위하여 필터링을 수행한다(S1015). 가속도 센서가 3축인 경우, 전자 장치는 3축 가속도 센서의 센서값 모두를 읽어 온다. 이 때, 일정 시간 동안 가속도 센서 값을 획득한 후에 수행할 수도 있고, 실시간으로 수행할 수도 있다.
전자 장치는 가속도 센서의 센서 값을 복수 회 확인한다. 이에 따라, 현재 측정값과, 이전 측정 값을 비교하여 움직임 여부를 판단한다. 일 실시 예로서 그 차이 값에 대해서는 다음 수학식을 이용하여 노멀라이징을 수행할 수 있다.
<수학식 12>
Figure PCTKR2022007408-appb-img-000012
여기서 Abx, Aby, Abz는 각각 x, y, z축 가속도 센서의 출력값이며, t는 시간이다.
전자 장치는 노멀라이징한 차이 값이 임계치를 초과하면, 움직임이 있는 것으로 판단한다(S1020). 기울기가 고정되어 있다고 하더라도 주변 자기장이나 환경 변화에 따라 센서 출력값이 발생할 수도 있으므로, 임계치는 반드시 0으로 설정되는 것은 아니며, 미세 오차 범위를 고려하여 설정할 수 있다. 전자 장치는 움직임이 있다고 판단되면, 전자 장치를 고정시키도록 안내하는 UI를 출력한다(S1025). 도 10의 동작을 수행하는 전자 장치가 프로젝터를 구비하였다면, 전자 장치는 프로젝터를 제어하여 UI를 스크린 상으로 투사할 수 있다. 만약, 프로젝터를 구비한 프로젝터가 아니라, 일반 디스플레이나 스피커 등의 출력 수단을 구비하였다면, 이러한 출력 수단을 이용하여 고정을 안내하는 UI 또는 메시지를 제공할 수도 있다. 한편, 전자 장치는 전자 장치의 움직임이 식별되면, 움직임이 멈출될 때까지 키스톤 보정을 수행하지 않을 수 있다.
메시지를 확인한 사용자가 전자 장치를 고정시킨다면, 전자 장치는 가속도 센서의 센서 값을 이용하여 피치각 및 롤각을 계산한다(S1030). 피치각 및 롤각 계산 방법은 상술하였으므로 중복 설명은 생략한다.
한편, 복수의 거리 센서에서 센서 값이 획득되면(S1035), 전자 장치는 잡음 제거를 위하여 필터링한다(S1040). 전자 장치는 일정 시간 동안 거리 값을 획득한 후에 필터링을 수행할 수도 있고 실시간으로 수행할 수도 있다.
전자 장치는 거리 센서의 센싱 값을 복수 회 획득한 후, 현재 측정값과 이전 측정 값을 비교하여 움직임 여부를 판단한다(S1045).
이 경우, 전자 장치는 측정값들의 차이를 다음 수학식과 같은 방식으로 노멀라이징하여 확인할 수 있다.
<수학식 13>
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여기서 d1은 제1 거리 센서의 센싱 값, d2는 제2 거리 센서의 센싱 값이며, t는 시간이다. 전자 장치는 계산된 값이 임계치를 벗어나면, 움직임이 있는 것으로 판단한다. 임계치는 반드시 0으로 설정되는 것은 아니며, 미세 오차 범위를 고려하여 설정할 수 있다.
전자 장치는 거리 센서의 센서값이 변화되었다고 판단되면, 스크린 또는 전자 장치를 고정시키도록 하는 UI 또는 메시지를 출력한다(S1050). 상술한 바와 같이 UI는 스크린에 투사하거나, 전자 장치 자체에 구비된 디스플레이에 표시하거나, 음성 등의 메시지로 스피커를 통해 출력할 수 있다.
움직임이 없는 고정 상태라고 판단되면, 전자 장치는 요우 각을 계산한다(S1055). 요우 각 계산 방법은 상술하였으므로 중복 설명은 생략한다.
이상과 같이 피치각, 롤각, 요우각을 모두 산출하면, 전자 장치는 키스톤 보정 및 스케일 조정을 위한 영상 처리 동작을 수행한다(S1060).
구체적으로는, 왜곡이 없는 가상의 평면의 점들과 실제 스크린 사이의 점들의 관계를 나타내는 투사 행렬 P를 구하고, 구해진 투사 행렬을 이용하여 스크린에 투사할 영상을 미리 왜곡(pre-warping)시켜 스크린에 가능한 한 사각형의 영상이 출력되도록 하는 이미지 변환 행렬을 구한다. 이 때, 해상도 손실을 최소화하고, 스크린의 크기 범위 이내에서 가능한 최대가 되도록 이미지 변환 행렬을 설정한다. 이들 행렬들을 이용하는 영상 처리 방법에 대해서는 상술한 부분에서 구체적으로 설명하였으므로 중복 설명은 생략한다.
전자 장치는 처리된 영상을 스크린 방향으로 출력한다(S1065).
이상과 같이, 본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 이미지 센서를 이용하지 않고도 키스톤 보정을 수행할 수 있게 되므로, 복잡한 이미지 처리 과정이 생략되고, 하드웨어를 줄일 수 있게 된다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 키스톤 보정 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 11에 따르면, 원본 영상(1110)을 그대로 출력할 경우, 스크린(10)에는 왜곡된 영상(1120)이 표시된다. 전자 장치(100)는 원본 영상을 투사 전에 변형시켜 보정된 이미지(1111)를 생성하여 출력한다. 이에 따라, 스크린(10)에는 왜곡되지 않은 영상(1121)이 표시된다. 왜곡되지 않은 영상(1121)의 크기는 실제 표현 가능한 범위 내에서는 최대한으로 표시되되, 스크린(10) 크기를 벗어날 경우에는 스크린(10)의 크기에 맞추어 축소 표시된다. 결과적으로, 사용자는 별도의 조작 없이도 현재 상태에서 가능한 한 최대 크기, 최대 해상도의 정상 상태 영상을 시청할 수 있게 된다.
도 9 및 도 10에서 설명한 이미지 처리 방법은 도 1의 구성을 가진 전자 장치에서 수행될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 구성을 가진 전자 장치에서 수행될 수 있다. 또한, 도 2에서는 전자 장치(100)의 본체가 사각형인 것처럼 도시하였으나, 전자 장치(100)의 외관 역시 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하에서는 다양한 형태로 변형된 전자 장치(100)의 외관 및 구성을 설명한다.
도 12는 본 개시의 일 실시 예들에 따른 전자 장치(100)의 외관을 도시한 사시도이다.
도 12를 참조하면, 전자 장치(100)는 헤드(103), 본체(105), 프로젝션 렌즈(111), 커넥터(109) 또는 커버(107)를 포함할 수 있다.
전자 장치(100)는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 특히, 전자 장치(100)는 벽 또는 스크린으로 영상을 확대하여 투사하는 프로젝터 장치일 수 있으며, 프로젝터 장치는 LCD 프로젝터 또는 DMD(digital micromirror device)를 사용하는 DLP(digital light processing) 방식 프로젝터일 수 있다.
또한, 전자 장치(100)는 가정용 또는 산업용 디스플레이 장치일 수 있으며, 또는, 일상 생활에서 쓰이는 조명 장치일 수 있으며, 음향 모듈을 포함하는 음향 장치일 수 있으며, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치 등으로 구현될 수 있다. 한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 상술한 기기에 한정되지 않으며, 전자 장치(100)는 상술한 기기들의 둘 이상의 기능을 갖춘 전자 장치(100)로 구현될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(100)는 프로세서의 조작에 따라 프로젝터 기능은 오프되고 조명 기능 또는 스피커 기능을 온되어 디스플레이 장치, 조명 장치 또는 음향 장치로 활용될 수 있으며, 마이크 또는 통신 장치를 포함하여 AI 스피커로 활용될 수 있다.
본체(105)는 외관을 이루는 하우징으로, 본체(105) 내부에 배치되는 전자 장치(100)의 구성 부품(예를 들어, 도 13에 도시된 구성)을 지지하거나 보호할 수 있다. 본체(105)의 형상은 도 12에 도시된 바와 같이 원통형에 가까운 구조를 가질 수 있다. 그러나, 본체(105)의 형상은 이에 한정되지 아니하고, 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 본체(105)는 다각형 단면을 갖는 기둥, 원뿔, 구와 같은 다양한 기하학적인 형상으로 구현될 수 있다.
본체(105)의 크기는 사용자가 한 손으로 파지하거나 이동시킬 수 있는 크기일 수 있으며, 휴대가 용이하도록 초소형으로 구현될 수 있고, 테이블에 거치하거나 조명 장치에 결합 가능한 사이즈로 구현될 수 있다.
본체(105)의 재질은 사용자의 지문 또는 먼지가 묻지 않도록 무광의 금속 또는 합성 수지로 구현될 수 있으며, 또는, 본체(105)의 외관은 매끈한 유광으로 이루어질 수 있다.
본체(105)에는 사용자가 파지하고 옮길 수 있도록 마찰 영역이 본체(105)의 외관의 일부 영역에 형성될 수 있다. 또는, 본체(105)는 적어도 일부 영역에 사용자가 파지할 수 있는 절곡된 파지부 또는 지지대(108a, 도 14 참조)가 마련될 수 있다.
프로젝션 렌즈(111)는 본체(105)의 일 면에 형성되어, 렌즈 어레이를 통과한 광을 본체(105) 외부로 투사하도록 형성된다. 다양한 실시 예의 프로젝션 렌즈(111)는 색수차를 줄이기 위하여 저분산 코팅된 광학 렌즈일 수 있다. 프로젝션 렌즈(111)는 볼록 렌즈 또는 집광 렌즈일 수 있으며, 일 실시 예의 프로젝션 렌즈(111)는 복수의 서브 렌즈의 위치를 조정하여 초점을 조절할 수 있다.
헤드(103)는 본체(105)의 일 면에 결합되도록 마련되어 프로젝션 렌즈(111)를 지지하고 보호할 수 있다. 헤드(103)는 본체(105)의 일 면을 기준으로 기설정된 각도 범위에서 스위블 가능하도록 본체(105)와 결합될 수 있다.
헤드(103)는 사용자 또는 프로세서에 의하여 자동 또는 수동으로 스위블되어 프로젝션 렌즈(111)의 투사 각도를 자유롭게 조절할 수 있다. 또는, 도면에는 도시되지 않았으나, 헤드(103)는 본체(105)와 결합되며 본체(105)로부터 연장되는 넥을 포함하여, 헤드(103)는 젖혀지거나 기울어지며 프로젝션 렌즈(111)의 투사 각도를 조절할 수 있다.
전자 장치(100)는 본체(105)의 위치 및 각도가 고정된 상태에서 헤드(103)의 방향을 조정하며 프로젝션 렌즈(111)의 출사 각도를 조절함으로써, 원하는 위치로 광 또는 영상을 투사할 수 있다. 또한, 헤드(103)는 사용자가 원하는 방향으로 회전한 뒤 잡을 수 있는 손잡이를 포함할 수 있다.
본체(105) 외주면에는 복수의 개구가 형성될 수 있다. 복수의 개구를 통하여 오디오 출력부로부터 출력되는 오디오가 전자 장치(100)의 본체(105) 외부로 출력될 수 있다. 오디오 출력부는 스피커를 포함할 수 있고, 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생, 음성 출력 등과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 본체(105) 내부에는 방열 팬(미도시)이 구비될 수 있으며, 방열 팬(미도시)이 구동되면 복수의 개구를 통하여 본체(105) 내부의 공기 또는 열을 배출할 수 있다. 그러므로, 전자 장치(100)는 전자 장치(100)의 구동에 의하여 발생하는 열을 외부로 배출하고, 전자 장치(100)가 과열되는 것을 방지할 수 있다.
커넥터(109)는 전자 장치(100)를 외부 장치와 연결하여 전기 신호를 송수신하거나, 외부로부터 전력을 공급받을 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따른, 커넥터(109)는 외부 장치와 물리적으로 연결될 수 있다. 이때, 커넥터(109)에는 입출력 인터페이스를 포함할 수 있으며, 유선 또는 무선으로 외부 장치와 통신을 연결하거나 전력을 공급받을 수 있다. 예를 들어, 커넥터(109)는 HDMI 연결 단자, USB 연결 단자, SD 카드 수용 홈, 오디오 연결 단자 또는 전력 콘센트를 포함할 수 있으며, 또는, 외부 장치와 무선으로 연결되는 블루투스, Wi-Fi 또는 무선 충전 연결 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 커넥터(109)는 외부 조명 장치에 연결되는 소켓 구조를 가질 수 있으며, 외부 조명 장치의 소켓 수용 홈에 연결되어 전력을 공급받을 수 있다. 소켓 구조의 커넥터(109)의 사이즈 및 규격은 결합 가능한 외부 장치의 수용 구조를 고려하여 다양하게 구현될 수 있다. 예를 들면, 국제 규격 E26에 따라, 커넥터(109)의 접합 부위의 지름은 26 mm로 구현될 수 있고, 이 경우 전자 장치(100)는 통상적으로 사용되는 전구를 대체하여 스탠드와 같은 외부 조명 장치에 결합될 수 있다. 한편, 기존 천장에 위치한 소켓에 체결 시, 전자 장치(100)는 위에서 아래로 프로젝션되는 구조로서, 소켓 결합에 의해 전자 장치(100)가 회전되지 않는 경우, 화면 역시 회전이 불가능하다. 이에 따라 소켓 결합이 되어 전원 공급이 되는 경우라도 전자 장치(100)가 회전 가능하도록, 전자 장치(100)는 천장의 스탠드에 소켓 결합된 상태로 헤드(103)가 본체(105)의 일 면에서 스위블되며 출사 각도를 조절하여 원하는 위치로 화면을 출사하거나 화면을 회전시킬 수 있다.
커넥터(109)는 결합 센서를 포함할 수 있고, 결합 센서는 커넥터(109)와 외부 장치의 결합 여부, 결합 상태 또는 결합 대상을 센싱하여 프로세서로 전달할 수 있으며, 프로세서는 전달받은 감지값에 기초하여 전자 장치(100)의 구동을 제어할 수 있다.
커버(107)는 본체(105)에 결합 및 분리될 수 있으며, 커넥터(109)가 상시 외부로 노출되지 않도록 커넥터(109)를 보호할 수 있다. 커버(107)의 형상은 도 1에 도시된 바와 같이 본체(105)와 연속된 형상을 가질 수 있으며, 또는 커넥터(109)의 형상에 대응되도록 구현될 수 있다. 커버(107)는 전자 장치(100)를 지지할 수 있으며, 전자 장치(100)는 커버(107)에 결합되어 외부 거치대에 결합되거나 거치되어 사용될 수 있다.
다양한 실시 예의 전자 장치(100)는 커버(107) 내부에 배터리가 마련될 수 있다. 배터리는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
도면에는 도시되지 않았으나, 전자 장치(100)는 카메라 모듈을 포함할 수 있고, 카메라 모듈은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 카메라 모듈은 하나 이상의 렌즈, 이미지 센서, 이미지 시그널 프로세서, 또는 플래시를 포함할 수 있다.
도면에는 도시되지 않았으나, 전자 장치(100)는 전자 장치(100)를 보호하며 용이하게 운반할 수 있도록 보호 케이스(미도시)를 포함할 수 있으며, 또는, 본체(105)를 지지하거나 고정하는 스탠드(미도시), 벽면 또는 파티션에 결합 가능한 브라켓(미도시)을 포함할 수 있다.
또한, 전자 장치(100)는 소켓 구조를 이용하여 다양한 외부 장치와 연결되어 다양한 기능을 제공할 수 있다. 일 실시 예로, 전자 장치(100)는 소켓 구조를 이용하여 외부의 카메라 장치와 연결될 수 있다. 전자 장치(100)는 연결된 카메라 장치에 저장된 영상이나 현재 촬영 중인 영상을 프로젝터(110)를 이용하여 제공할 수 있다. 다른 실시 예로, 전자 장치(100)는 소켓 구조를 이용하여 배터리 모듈과 연결되어 전력을 공급받을 수 있다. 한편, 전자 장치(100)는 소켓 구조를 이용하여 외부 장치와 연결될 수 있으나, 이는 일 실시 예에 불과할 뿐, 다른 인터페이스(예를 들어, USB 등)를 이용하여 외부 장치와 연결될 수 있다.
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 13을 참조하면, 전자 장치(100)는 프로젝터(110), 메모리(120), 유저 인터페이스(130), 입출력 인터페이스(140), 오디오 출력부(150), 전원 공급 장치(160) 및 프로세서(170)를 포함할 수 있다. 한편, 도 13에 도시된 구성은 일 실시 예에 불과할 뿐, 일부 구성이 생략될 수 있으며, 새로운 구성이 추가될 수 있다.
프로젝터(110)는 영상을 외부로 투사하는 구성이다. 본 개시의 일 실시 예에 따른, 프로젝터(110)는 다양한 투사 방식(예를 들어, CRT(cathode-ray tube) 방식, LCD(Liquid Crystal Display) 방식, DLP(Digital Light Processing) 방식, 레이저 방식 등)으로 구현될 수 있다. 일 예로, CRT 방식은 기본적으로 CRT 모니터와 원리가 동일하다. CRT 방식은 브라운관(CRT) 앞의 렌즈로 상을 확대시켜서 스크린에 이미지를 표시한다. 브라운관의 개수에 따라 1관식과 3관식으로 나뉘며, 3관식의 경우 Red, Green, Blue의 브라운관이 따로 분리되어 구현될 수 있다.
다른 예로, LCD 방식은 광원에서 나온 빛을 액정에 투과시켜 이미지를 표시하는 방식이다. LCD 방식은 단판식과 3판식으로 나뉘며, 3판식의 경우 광원에서 나온 빛이 다이크로익 미러(특정 색의 빛만 반사하고 나머지는 통과시키는 거울)에서 Red, Green, Blue로 분리된 뒤 액정을 투과한 후 다시 한 곳으로 빛이 모일 수 있다.
또 다른 예로, DLP 방식은 DMD(Digital Micromirror Device) 칩을 이용하여 이미지를 표시하는 방식이다. DLP 방식의 프로젝터는 광원, 컬러 휠, DMD 칩, 프로젝션 렌즈 등을 포함할 수 있다. 광원에서 출력된 빛은 회전하는 컬러 휠을 통과하면서 색을 띌 수 있다. 컬러 휠을 통화한 빛은 DMD 칩으로 입력된다. DMD 칩은 수많은 미세 거울을 포함하고, DMD 칩에 입력된 빛을 반사시킨다. 프로젝션 렌즈는 DMD 칩에서 반사된 빛을 영상 크기로 확대시키는 역할을 수행할 수 있다.
또 다른 예로, 레이저 방식은 DPSS(Diode Pumped Solid State) 레이저와 검류계를 포함한다. 다양한 색상을 출력하는 레이저는 DPSS 레이저를 RGB 색상별로 3개를 설치한 후 특수 거울을 이용하여 광축을 중첩한 레이저를 이용한다. 검류계는 거울과 높은 출력의 모터를 포함하여 빠른 속도로 거울을 움직인다. 예를 들어, 검류계는 최대 40 KHz/sec로 거울을 회전시킬 수 있다. 검류계는 스캔 방향에 따라 마운트되는데 일반적으로 프로젝터는 평면 주사를 하므로 검류계도 x, y축으로 나뉘어 배치될 수 있다.
한편, 프로젝터(110)는 다양한 유형의 광원을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로젝터(110)는 램프, LED, 레이저 중 적어도 하나의 광원을 포함할 수 있다.
프로젝터(110)는 전자 장치(100)의 용도 또는 사용자의 설정 등에 따라 4:3 화면비, 5:4 화면비, 16:9 와이드 화면비로 이미지를 출력할 수 있고, 화면비에 따라 WVGA(854*480), SVGA(800*600), XGA(1024*768), WXGA(1180*720), WXGA(1180*800), SXGA(1180*1024), UXGA(1600*1100), Full HD(1920*1080) 등의 다양한 해상도로 이미지를 출력할 수 있다.
한편, 프로젝터(110)는 프로세서(170)의 제어에 의해 출력 이미지를 조절하기 위한 다양한 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로젝터(110)는 줌, 키스톤, 퀵코너(4코너)키스톤, 렌즈 시프트 등의 기능을 수행할 수 있다.
구체적으로, 프로젝터(110)는 스크린과의 거리(투사거리)에 따라 이미지를 확대하거나 축소할 수 있다. 즉, 스크린과의 거리에 따라 줌 기능이 수행될 수 있다. 이때, 줌 기능은 렌즈를 이동시켜 화면의 크기를 조절하는 하드웨어 방식과 이미지를 크롭(crop) 등으로 화면의 크기를 조절하는 소프트웨어 방식을 포함할 수 있다. 한편, 줌 기능이 수행되면, 이미지의 초점의 조절이 필요하다. 예를 들어, 초점을 조절하는 방식은 수동 포커스 방식, 전동 방식 등을 포함한다. 수동 포커스 방식은 수동으로 초점을 맞추는 방식을 의미하고, 전동 방식은 줌 기능이 수행되면 프로젝터가 내장된 모터를 이용하여 자동으로 초점을 맞추는 방식을 의미한다. 줌기능을 수행할 때, 프로젝터(110)는 소프트웨어를 통한 디지털 줌 기능을 제공할 수 있으며, 구동부를 통해 렌즈를 이동하여 줌 기능을 수행하는 광학 줌 기능을 제공할 수 있다.
또한, 프로젝터(110)는 키스톤 기능을 수행할 수 있다. 정면 투사에 높이가 안 맞으면 위 혹은 아래로 화면이 왜곡될 수 있다. 키스톤 기능은 왜곡된 화면을 보정하는 기능을 의미한다. 예를 들어, 화면의 좌우 방향으로 왜곡이 발생되면 수평 키스톤을 이용하여 보정할 수 있고, 상하 방향으로 왜곡이 발생되면 수직 키스톤을 이용하여 보정할 수 있다. 퀵코너(4코너)키스톤 기능은 화면의 중앙 영역은 정상이지만 모서리 영역의 균형이 맞지 않은 경우 화면을 보정하는 기능이다. 렌즈 시프트 기능은 화면이 스크린을 벗어난 경우 화면을 그대로 옮겨주는 기능이다.
한편, 프로젝터(110)는 사용자 입력없이 자동으로 주변 환경 및 프로젝션 환경을 분석하여 줌/키스톤/포커스 기능을 제공할 수 있다. 구체적으로, 프로젝터(110)는 센서(뎁스 카메라, 거리 센서, 적외선 센서, 조도 센서 등)를 통해 감지된 전자 장치(100)와 스크린과의 거리, 현재 전자 장치(100)가 위치하는 공간에 대한 정보, 주변 광량에 대한 정보 등을 바탕으로 줌/키스톤/포커스 기능을 자동으로 제공할 수 있다.
또한, 프로젝터(110)는 광원을 이용하여 조명 기능을 제공할 수 있다. 특히, 프로젝터(110)는 LED를 이용하여 광원을 출력함으로써 조명 기능을 제공할 수 있다. 일 실시 예에 따라 프로젝터(110)는 하나의 LED를 포함할 수 있으며, 다른 실시 예에 따라 전자 장치는 복수의 LED를 포함할 수 있다. 한편, 프로젝터(110)는 구현 예에 따라 면발광 LED를 이용하여 광원을 출력할 수 있다. 여기서, 면발광 LED는 광원이 고르게 분산하여 출력되도록 LED의 상측에 광학 시트가 배치되는 구조를 갖는 LED를 의미할 수 있다. 구체적으로, LED를 통해 광원이 출력되면 광원이 광학 시트를 거쳐 고르게 분산될 수 있고, 광학 시트를 통해 분산된 광원은 디스플레이 패널로 입사될 수 있다.
한편, 프로젝터(110)는 광원의 세기를 조절하기 위한 디밍 기능을 사용자에게 제공 할 수 있다. 구체적으로, 유저 인터페이스(130)(예를 들어, 터치 디스플레이 버튼 또는 다이얼)를 통해 사용자로부터 광원의 세기를 조절하기 위한 사용자 입력이 수신되면, 프로젝터(110)는 수신된 사용자 입력에 대응되는 광원의 세기를 출력하도록 LED를 제어할 수 있다.
또한, 프로젝터(110)는 사용자 입력 없이 프로세서(170)에 의해 분석된 컨텐츠를 바탕으로 디밍 기능을 제공할 수 있다. 구체적으로, 프로젝터(110)는 현재 제공되는 컨텐츠에 대한 정보(예를 들어, 컨텐츠 유형, 컨텐츠 밝기 등)를 바탕으로 광원의 세기를 출력하도록 LED를 제어할 수 있다.
한편, 프로젝터(110)는 프로세서(170)의 제어에 의해 색온도를 제어할 수 있다. 여기서, 프로세서(170)는 컨텐츠에 기초하여 색온도를 제어할 수 있다. 구체적으로, 컨텐츠가 출력되기로 식별되면, 프로세서(170)는 출력이 결정된 컨텐츠의 프레임별 색상 정보를 획득할 수 있다. 그리고, 프로세서(170)는 획득된 프레임별 색상 정보에 기초하여 색온도를 제어할 수 있다. 여기서, 프로세서(170)는 프레임별 색상 정보에 기초하여 프레임의 주요 색상을 적어도 하나 이상 획득할 수 있다. 그리고, 프로세서(170)는 획득된 적어도 하나 이상의 주요 색상에 기초하여 색온도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(170)가 조절할 수 있는 색온도는 웜 타입(warm type) 또는 콜드 타입(cold type)으로 구분될 수 있다. 여기서, 출력될 프레임(이하 출력 프레임)이 화재가 일어난 장면을 포함하고 있다고 가정한다. 프로세서(170)는 현재 출력 프레임에 포함된 색상 정보에 기초하여 주요 색상이 적색이라고 식별(또는 획득)할 수 있다. 그리고, 프로세서(170)는 식별된 주요 색상(적색)에 대응되는 색온도를 식별할 수 있다. 여기서, 적색에 대응되는 색온도는 웜 타입일 수 있다. 한편, 프로세서(170)는 프레임의 색상 정보 또는 주용 색상을 획득하기 위하여 인공 지능 모델을 이용할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 인공 지능 모델은 전자 장치(100)(예를 들어, 메모리(120)에 저장될 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 인공 지능 모델은 전자 장치(100)와 통신 가능한 외부 서버에 저장될 수 있다.
한편, 전자 장치(100)는 외부 기기와 연동하여 조명 기능을 제어할 수 있다. 구체적으로, 전자 장치(100)는 외부 기기로부터 조명 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 조명 정보는 외부 기기에서 설정된 밝기 정보 또는 색온도 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 외부 기기는 전자 장치(100)와 동일한 네트워크에 연결된 기기(예를 들어, 동일한 홈/회사 네트워크에 포함된 IoT 기기) 또는 전자 장치(100)와 동일한 네트워크는 아니지만 전자 장치와 통신 가능한 기기(예를 들어, 원격 제어 서버)를 의미할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)와 동일한 네트워크에 포함된 외부 조명 기기(IoT 기기)가 붉은색 조명을 50의 밝기로 출력하고 있다고 가정한다. 외부 조명 기기(IoT 기기)는 조명 정보(예를 들어, 붉은색 조명을 50의 밝기로 출력하고 있음을 나타내는 정보)를 전자 장치(100)에 직접적으로 또는 간접적으로 전송할 수 있다. 여기서, 전자 장치(100)는 외부 조명 기기로부터 수신된 조명 정보에 기초하여 광원의 출력을 제어할 수 있다. 예를 들어, 외부 조명 기기로부터 수신된 조명 정보가 붉은색 조명을 50의 밝기로 출력하는 정보를 포함하면, 전자 장치(100)는 붉은색 조명을 50의 밝기로 출력할 수 있다.
한편, 전자 장치(100)는 생체 정보에 기초하여 조명 기능을 제어할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(170)는 사용자의 생체 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 생체 정보는, 사용자의 체온, 심장 박동 수, 혈압, 호흡, 심전도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 생체 정보는 상술한 정보 이외에 다양한 정보가 포함될 수 있다. 일 예로, 전자 장치는 생체 정보를 측정하기 위한 센서를 포함할 수 있다. 프로세서(170)는 센서를 통해 사용자의 생체 정보를 획득할 수 있고, 획득된 생체 정보에 기초하여 광원의 출력을 제어할 수 있다. 다른 예로, 프로세서(170)는 입출력 인터페이스(140)를 통해 생체 정보를 외부 기기로부터 수신할 수 있다. 여기서, 외부 기기는 사용자의 휴대용 통신 기기(예를 들어, 스마트폰 또는 웨어러블 디바이스)를 의미할 수 있다. 프로세서(170)는 외부 기기로부터 사용자의 생체 정보를 획득할 수 있고, 획득된 생체 정보에 기초하여 광원의 출력을 제어할 수 있다. 한편, 구현 예에 따라, 전자 장치는 사용자가 수면하고 있는지 여부를 식별할 수 있고, 사용자가 수면 중(또는 수면 준비 중)인 것으로 식별되면 프로세서(170)는 사용자의 생체 정보에 기초하여 광원의 출력을 제어할 수 있다.
메모리(120)는 전자 장치(100)에 관한 적어도 하나의 명령이 저장될 수 있다. 그리고, 메모리(120)에는 전자 장치(100)를 구동시키기 위한 O/S(Operating System)가 저장될 수 있다. 또한, 메모리(120)에는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라 전자 장치(100)가 동작하기 위한 각종 소프트웨어 프로그램이나 애플리케이션이 저장될 수도 있다. 그리고, 메모리(120)는 플래시 메모리 (Flash Memory) 등과 같은 반도체 메모리나 하드디스크(Hard Disk) 등과 같은 자기 저장 매체 등을 포함할 수 있다.
구체적으로, 메모리(120)에는 본 개시의 다양한 실시 예에 따라 전자 장치(100)가 동작하기 위한 각종 소프트웨어 모듈이 저장될 수 있으며, 프로세서(170)는 메모리(120)에 저장된 각종 소프트웨어 모듈을 실행하여 전자 장치(100)의 동작을 제어할 수 있다. 즉, 메모리(120)는 프로세서(170)에 의해 액세스되며, 프로세서(170)에 의한 데이터의 독취/기록/수정/삭제/갱신 등이 수행될 수 있다.
한편, 본 개시에서 메모리(120)라는 용어는 메모리(120), 프로세서(170) 내 롬(미도시), 램(미도시) 또는 전자 장치(100)에 장착되는 메모리 카드(미도시)(예를 들어, micro SD 카드, 메모리 스틱)를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
유저 인터페이스(130)는 다양한 유형의 입력 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 유저 인터페이스(130)는 물리적 버튼을 포함할 수 있다. 이때, 물리적 버튼은 기능키(function key), 방향키(예를 들어, 4방향 키) 또는 다이얼 버튼(dial button)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 물리적 버튼은 복수의 키로 구현될 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 물리적 버튼은 하나의 키(one key)로 구현될 수 있다. 여기서, 물리적 버튼이 하나의 키로 구현되는 경우, 전자 장치(100)는 하나의 키가 임계 시간 이상 눌려지는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 하나의 키가 임계 시간 이상 눌려지는 사용자 입력이 수신되면, 프로세서(170)는 사용자 입력에 대응되는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(170)는 사용자 입력에 기초하여 조명 기능을 제공할 수 있다.
또한, 유저 인터페이스(130)는 비접촉 방식을 이용하여 사용자 입력을 수신할 수 있다. 접촉 방식을 통해서 사용자 입력을 수신하는 경우 물리적인 힘이 전자 장치에 전달 되어야 한다. 따라서, 물리적인 힘에 관계 없이 전자 장치를 제어하기 위한 방식이 필요할 수 있다. 구체적으로, 유저 인터페이스(130)는 사용자 제스쳐를 수신할 수 있고, 수신된 사용자 제스쳐에 대응되는 동작을 수행할 수 있다. 여기서, 유저 인터페이스(130)는 센서(예를 들어, 이미지 센서 또는 적외선 센서)를 통해 사용자의 제스쳐를 수신할 수 있다.
또한, 유저 인터페이스(130)는 터치 방식을 이용하여 사용자 입력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 유저 인터페이스(130)는 터치 센서를 통해 사용자 입력을 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 터치 방식은 비접촉 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 터치 센서는 임계 거리 이내로 사용자 신체가 접근했는지 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 터치 센서는 사용자가 터치 센서를 접촉하지 않는 경우에도 사용자 입력을 식별할 수 있다. 한편, 다른 구현 예에 따라, 터치 센서는 사용자가 터치 센서를 접촉하는 사용자 입력을 식별할 수 있다.
한편, 전자 장치(100)는 상술한 유저 인터페이스 외에 다양한 방법으로 사용자 입력을 수신할 수 있다. 일 실시 예로, 전자 장치(100)는 외부 원격 제어 장치를 통해 사용자 입력을 수신할 수 있다. 여기서, 외부 원격 제어 장치는 전자 장치(100)에 대응되는 원격 제어 장치(예를 들어, 전자 장치 전용 제어 기기) 또는 사용자의 휴대용 통신 기기(예를 들어, 스마트폰 또는 웨어러블 디바이스)일 수 있다. 여기서, 사용자의 휴대용 통신 기기는 전자 장치를 제어하기 위한 어플리케이션이 저장될 수 있다. 휴대용 통신 기기는 저장된 어플리케이션을 통해 사용자 입력을 획득하고, 획득된 사용자 입력을 전자 장치(100)에 전송할 수 있다. 전자 장치(100)는 휴대용 통신 기기로부터 사용자 입력을 수신하여 사용자의 제어 명령에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
한편, 전자 장치(100)는 음성 인식을 이용하여 사용자 입력을 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 전자 장치(100)는 전자 장치에 포함된 마이크를 통해 사용자 음성을 수신할 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 전자 장치(100)는 마이크 또는 외부 장치로부터 사용자 음성을 수신할 수 있다. 구체적으로, 외부 장치는 외부 장치의 마이크를 통해 사용자 음성을 획득할 수 있고, 획득된 사용자 음성을 전자 장치(100)에 전송할 수 있다. 외부 장치로부터 전송되는 사용자 음성은 오디오 데이터 또는 오디오 데이터가 변환된 디지털 데이터(예를 들어, 주파수 도메인으로 변환된 오디오 데이터 등)일 수 있다. 여기서, 전자 장치(100)는 수신된 사용자 음성에 대응되는 동작을 수행할 수 있다. 구체적으로, 전자 장치(100)는 마이크를 통해 사용자 음성에 대응되는 오디오 데이터를 수신할 수 있다. 그리고, 전자 장치(100)는 수신된 오디오 데이터를 디지털 데이터로 변환할 수 있다. 그리고, 전자 장치(100)는 STT(Speech To Text) 기능을 이용하여 변환된 디지털 데이터를 텍스트 데이터로 변환할 수 있다. 일 실시 예에 따라, STT(Speech To Text) 기능은 전자 장치(100)에서 직접 수행될 수 있으며,
다른 실시 예에 따라, STT(Speech To Text) 기능은 외부 서버에서 수행될 수 있다. 전자 장치(100)는 디지털 데이터를 외부 서버로 전송할 수 있다. 외부 서버는 디지털 데이터를 텍스트 데이터로 변환하고, 변환된 텍스트 데이터를 바탕으로 제어 명령 데이터를 획득할 수 있다. 외부 서버는 제어 명령 데이터(이때, 텍스트 데이터도 포함될 수 있음.)를 전자 장치(100)에 전송할 수 있다. 전자 장치(100)는 획득된 제어 명령 데이터를 바탕으로 사용자 음성에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
한편, 전자 장치(100)는 하나의 어시스턴스(또는 인공지능 비서, 예로, 빅스비TM 등)를 이용하여 음성 인식 기능을 제공할 수 있으나, 이는 일 실시 예에 불과할 뿐 복수의 어시스턴스를 통해 음성 인식 기능을 제공할 수 있다. 이때, 전자 장치(100)는 어시스턴스에 대응되는 트리거 워드 또는 리모컨에 존재하는 특정 키를 바탕으로 복수의 어시스턴스 중 하나를 선택하여 음성 인식 기능을 제공할 수 있다.
한편, 전자 장치(100)는 스크린 인터렉션을 이용하여 사용자 입력을 수신할 수 있다. 스크린 인터렉션이란, 전자 장치가 스크린(또는 투사면)에 투사한 이미지를 통해 기 결정된 이벤트가 발생하는지 식별하고, 기 결정된 이벤트에 기초하여 사용자 입력을 획득하는 기능을 의미할 수 있다. 여기서, 기 결정된 이벤트는 특정 위치(예를 들어, 사용자 입력을 수신하기 위한 UI가 투사된 위치)에 특정 위치에 기 결정된 오브젝트가 식별되는 이벤트를 의미할 수 있다. 여기서, 기 결정된 오브젝트는 사용자의 신체 일부(예를 들어, 손가락), 지시봉 또는 레이저 포인트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전자 장치(100)는 투사된 UI에 대응되는 위치에 기 결정된 오브젝트가 식별되면, 투사된 UI를 선택하는 사용자 입력이 수신된 것으로 식별할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 스크린에 UI를 표시하도록 가이드 이미지를 투사할 수 있다. 그리고, 전자 장치(100)는 사용자가 투사된 UI를 선택하는지 여부를 식별할 수 있다. 구체적으로, 전자 장치(100)는 기 결정된 이벤트가 투사된 UI의 위치에서 식별되면, 사용자가 투사된 UI를 선택한 것으로 식별할 수 있다. 여기서, 투사되는 UI는 적어도 하나 이상의 항목(item)을 포함할 수 있다. 여기서, 전자 장치(100)는 기 결정된 이벤트가 투사된 UI의 위치에 있는지 여부를 식별하기 위하여 공간 분석을 수행할 수 있다. 여기서, 전자 장치(100)는 센서(예를 들어, 이미지 센서, 적외선 센서, 뎁스 카메라, 거리 센서 등)를 통해 공간 분석을 수행할 수 있다. 전자 장치(100)는 공간 분석을 수행함으로써 특정 위치(UI가 투사된 위치)에서 기 결정된 이벤트가 발생하는지 여부를 식별할 수 있다. 그리고, 특정 위치(UI가 투사된 위치)에서 기 결정된 이벤트가 발생되는 것으로 식별되면, 전자 장치(100)는 특정 위치에 대응되는 UI를 선택하기 위한 사용자 입력이 수신된 것으로 식별할 수 있다.
입출력 인터페이스(140)는 오디오 신호 및 영상 신호 중 적어도 하나를 입출력 하기 위한 구성이다. 입출력 인터페이스(140)는 외부 장치로부터 오디오 및 영상 신호 중 적어도 하나를 입력 받을 수 있으며, 외부 장치로 제어 명령을 출력할 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 입출력 인터페이스(140)는 HDMI(High Definition Multimedia Interface), MHL (Mobile High- Definition Link), USB (Universal Serial Bus), USB C-type, DP(Display Port), 썬더볼트 (Thunderbolt), VGA(Video Graphics Array)포트, RGB 포트, D-SUB(Dsubminiature) 및 DVI(Digital Visual Interface) 중 적어도 하나 이상의 유선 입출력 인터페이스로 구현될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 유선 입출력 인터페이스는 오디오 신호만을 입출력하는 인터페이스와 영상 신호만을 입출력하는 인터페이스로 구현되거나, 오디오 신호 및 영상 신호를 모두 입출력하는 하나의 인터페이스로 구현될 수 있다.
또한, 전자 장치(100)는 유선 입출력 인터페이스를 통해 데이터를 수신할 수 있으나, 이는 일 실시 예에 불과할 뿐, 유선 입출력 인터페이스를 통해 전력을 공급받을 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 USB C-type을 통해 외부 배터리에서 전력을 공급받거나 전원 어뎁터를 통해 콘센트에서 전력을 공급받을 수 있다. 또 다른 예로, 전자 장치는 DP를 통해 외부 장치(예를 들어, 노트북이나 모니터 등)로부터 전력을 공급받을 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 입출력 인터페이스(140)는 Wi-Fi, Wi-Fi 다이렉트, 블루투스, 지그비, 3G(3rd Generation), 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 및 LTE(Long Term Evoloution)의 통신 방식 중 적어도 하나 이상의 통신 방식으로 통신을 수행하는 무선 입출력 인터페이스로 구현될 수 있다. 구현 예에 따라, 무선 입출력 인터페이스는 오디오 신호만을 입출력하는 인터페이스와 영상 신호만을 입출력하는 인터페이스로 구현되거나, 오디오 신호 및 영상 신호를 모두 입출력하는 하나의 인터페이스로 구현될 수 있다.
또한, 오디오 신호는 유선 입출력 인터페이스를 통해 입력받고, 영상 신호는 무선 입출력 인터페이스를 통해 입력 받도록 구현될 수 있다. 또는, 오디오 신호는 무선 입출력 인터페이스를 통해 입력받고, 영상 신호는 유선 입출력 인터페이스를 통해 입력 받도록 구현될 수 있다.
오디오 출력부(150)는 오디오 신호를 출력하는 구성이다. 특히, 오디오 출력부(150)는 오디오 출력 믹서, 오디오 신호 처리기, 음향 출력 모듈을 포함할 수 있다. 오디오 출력 믹서는 출력할 복수의 오디오 신호들을 적어도 하나의 오디오 신호로 합성할 수 있다. 예를 들면, 오디오 출력 믹서는 아날로그 오디오 신호 및 다른 아날로그 오디오 신호(예: 외부로부터 수신한 아날로그 오디오 신호)를 적어도 하나의 아날로그 오디오 신호로 합성할 수 있다. 음향 출력 모듈은, 스피커 또는 출력 단자를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면 음향 출력 모듈은 복수의 스피커들을 포함할 수 있고, 이 경우, 음향 출력 모듈은 본체 내부에 배치될 수 있고, 음향 출력 모듈의 진동판의 적어도 일부를 가리고 방사되는 음향은 음도관(waveguide)을 통과하여 본체 외부로 전달할 수 있다. 음향 출력 모듈은 복수의 음향 출력 유닛을 포함하고, 복수의 음향 출력 유닛이 본체의 외관에 대칭 배치됨으로써 모든 방향으로, 즉 360도 전 방향으로 음향을 방사할 수 있다.
전원 공급 장치(160)는 외부로부터 전력을 공급받아 전자 장치(100)의 다양한 구성에 전력을 공급할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따른 전원 공급 장치(160)는 다양한 방식을 통해 전력을 공급받을 수 있다. 일 실시 예로, 전원 공급 장치(160)는 도 1에 도시된 바와 같은 커넥터(109)를 이용하여 전력을 공급받을 수 있다. 또한, 전원 공급 장치(160)는 220V의 DC 전원 코드를 이용하여 전력을 공급 받을 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고, 전자 장치는 USB 전원 코드를 이용하여 전력을 공급 받거나 무선 충전 방식을 이용하여 전력을 공급 받을 수 있다.
또한, 전원 공급 장치(160)는 내부 배터리 또는 외부 배터리를 이용하여 전력을 공급 받을 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따른 전원 공급 장치(160)는 내부 배터리를 통해 전력을 공급 받을 수 있다. 일 예로, 전원 공급 장치(160)는 220V의 DC 전원 코드, USB 전원 코드 및 USB C-Type 전원 코드 중 적어도 하나를 이용하여 내부 배터리의 전력을 충전하고, 충전된 내부 배터리를 통해 전력을 공급 받을 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시 예에 따른 전원 공급 장치(160)는 외부 배터리를 통해 전력을 공급 받을 수 있다. 일 예로, USB 전원 코드, USB C-Type 전원 코드, 소켓 홈 등 다양한 유선 통신 방식을 통하여 전자 장치와 외부 배터리의 연결이 수행되면, 전원 공급 장치(160)는 외부 배터리를 통해 전력을 공급 받을 수 있다. 즉, 전원 공급 장치(160)는 외부 배터리로부터 바로 전력을 공급 받거나, 외부 배터리를 통해 내부 배터리를 충전하고 충전된 내부 배터리로부터 전력을 공급 받을 수 있다.
본 개시에 따른 전원 공급 장치(160)는 상술한 복수의 전력 공급 방식 중 적어도 하나 이상을 이용하여 전력을 공급 받을 수 있다.
한편, 소비 전력과 관련하여, 전자 장치(100)는 소켓 형태 및 기타 표준 등을 이유로 기설정된 값(예로, 43W) 이하의 소비 전력을 가질 수 있다. 이때, 전자 장치(100)는 배터리 이용 시에 소비 전력을 줄일 수 있도록 소비 전력을 가변시킬 수 있다. 즉, 전자 장치(100)는 전원 공급 방법 및 전원 사용량 등을 바탕으로 소비 전력을 가변시킬 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 다양한 스마트 기능을 제공할 수 있다.
구체적으로, 전자 장치(100)는 전자 장치(100)를 제어하기 위한 휴대 단말 장치와 연결되어 휴대 단말 장치에서 입력되는 사용자 입력을 통해 전자 장치(100)에서 출력되는 화면이 제어될 수 있다. 일 예로, 휴대 단말 장치는 터치 디스플레이를 포함하는 스마트폰으로 구현될 수 있으며, 전자 장치(100)는 휴대 단말 장치에서 제공하는 화면 데이터를 휴대 단말 장치로부터 수신하여 출력하고, 휴대 단말 장치에서 입력되는 사용자 입력에 따라 전자 장치(100)에서 출력되는 화면이 제어될 수 있다.
전자 장치(100)는 미라캐스트(Miracast), Airplay, 무선 DEX, Remote PC 방식 등 다양한 통신 방식을 통해 휴대 단말 장치와 연결을 수행하여 휴대 단말 장치에서 제공하는 컨텐츠 또는 음악을 공유할 수 있다.
그리고, 휴대 단말 장치와 전자 장치(100)는 다양한 연결 방식으로 연결이 수행될 수 있다. 일 실시 예로, 휴대 단말 장치에서 전자 장치(100)를 검색하여 무선 연결을 수행하거나, 전자 장치(100)에서 휴대 단말 장치를 검색하여 무선 연결을 수행할 수 있다. 그리고, 전자 장치(100)는 휴대 단말 장치에서 제공하는 컨텐츠를 출력할 수 있다.
일 실시 예로, 휴대 단말 장치에서 특정 컨텐츠 또는 음악이 출력 중인 상태에서 휴대 단말 장치를 전자 장치 근처에 위치시킨 후 휴대 단말 장치의 디스플레이를 통해 기 설정된 제스처가 감지되면(예로, 모션 탭뷰), 전자 장치(100)는 휴대 단말 장치에서 출력 중인 컨텐츠 또는 음악을 출력할 수 있다.
일 실시 예로, 휴대 단말 장치에서 특정 컨텐츠 또는 음악이 출력 중인 상태에서 휴대 단말 장치가 전자 장치(100)와 기 설정 거리 이하로 가까워지거나(예로, 비접촉 탭뷰) 휴대 단말 장치가 전자 장치(100)와 짧은 간격으로 두 번 접촉되면(예로, 접촉 탭뷰), 전자 장치(100)는 휴대 단말 장치에서 출력 중인 컨텐츠 또는 음악을 출력할 수 있다.
상술한 실시 예에서는 휴대 단말 장치에서 제공되고 있는 화면과 동일한 화면이 전자 장치(100)에서 제공되는 것으로 설명하였으나, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 즉, 휴대 단말 장치와 전자 장치(100) 간 연결이 구축되면, 휴대 단말 장치에서는 휴대 단말 장치에서 제공되는 제1 화면이 출력되고, 전자 장치(100)에서는 제1 화면과 상이한 휴대 단말 장치에서 제공되는 제2 화면이 출력될 수 있다. 일 예로, 제1 화면은 휴대 단말 장치에 설치된 제1 어플리케이션이 제공하는 화면이며, 제2 화면은 휴대 단말 장치에 설치된 제2 어플리케이션이 제공하는 화면일 수 있다. 일 예로, 제1 화면과 제2 화면은 휴대 단말 장치에 설치된 하나의 어플리케이션에서 제공하는 서로 상이한 화면일 수 있다. 또한, 일 예로, 제1 화면은 제2 화면을 제어하기 위한 리모컨 형식의 UI를 포함하는 화면일 수 있다.
본 개시에 따른 전자 장치(100)는 대기 화면을 출력할 수 있다. 일 예로, 전자 장치(100)가 외부 장치와 연결이 수행되지 않은 경우 또는 외부 장치로부터 기 설정된 시간 동안 수신되는 입력이 없는 경우 전자 장치(100)는 대기 화면을 출력할 수 있다. 전자 장치(100)가 대기 화면을 출력하기 위한 조건은 상술한 예에 한정되지 않고 다양한 조건들에 의해 대기 화면이 출력될 수 있다.
전자 장치(100)는 블루 스크린 형태의 대기 화면을 출력할 수 있으나, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 전자 장치(100)는 외부 장치로부터 수신되는 데이터에서 특정 오브젝트의 형태만을 추출하여 비정형 오브젝트를 획득하고, 획득된 비정형 오브젝트를 포함하는 대기 화면을 출력할 수 있다.
도 14는 본 개시의 다른 실시 예들에 따른, 전자 장치(100)의 외관을 도시한 사시도이다.
도 14를 참조하면, 전자 장치(100)는 지지대(또는 “손잡이”라는 함.)(108a)를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예의 지지대(108a)는 사용자가 전자 장치(100)를 파지하거나 이동시키기 위하여 마련되는 손잡이 또는 고리일 수 있으며, 또는 지지대(108a)는 본체(105)가 측면 방향으로 눕혀진 상태에서 본체(105)를 지지하는 스탠드일 수 있다.
지지대(108a)는 도 14에 도시된 바와 같이 본체(105)의 외주면에 결합 또는 분리되도록 힌지 구조로 연결될 수 있으며, 사용자의 필요에 따라 선택적으로 본체(105) 외주면에서 분리 및 고정될 수 있다. 지지대(108a)의 개수, 형상 또는 배치 구조는 제약이 없이 다양하게 구현될 수 있다. 도면에는 도시되지 않았으나, 지지대(108a)는 본체(105) 내부에 내장되어 필요에 따라 사용자가 꺼내서 사용할 수 있으며, 또는 지지대(108a)는 별도의 액세서리로 구현되어 전자 장치(100)에 탈부착 가능할 수 있다.
지지대(108a)는 제1 지지면(108a-1)과 제2 지지면(108a-2)을 포함할 수 있다. 제1 지지면(108a-1)은 지지대(108a)가 본체(105) 외주면으로부터 분리된 상태에서 본체(105) 바깥 방향을 마주보는 일 면일 수 있고, 제2 지지면(108a-2)은 지지대(108a)가 본체(105) 외주면으로부터 분리된 상태에서 본체(105) 내부 방향을 마주보는 일 면일 수 있다.
제1 지지면(108a-1)은 본체(105) 하부로부터 본체(105) 상부로 전개되며 본체(105)로부터 멀어질 수 있으며, 제1 지지면(108a-1)은 평탄하거나 균일하게 굴곡진 형상을 가질 수 있다. 제1 지지면(108a-1)은 전자 장치(100)가 본체(105)의 외측면이 바닥면에 닿도록 거치 되는 경우, 즉 프로젝션 렌즈(110)가 전면 방향을 향하도록 배치되는 경우 본체(105)를 지지할 수 있다. 2개 이상의 지지대(108a)를 포함하는 실시 예에 있어서는, 2개의 지지대(108a)의 간격 또는 힌지 개방된 각도를 조절하여 헤드(103)와 프로젝션 렌즈(110)의 출사 각도를 조절할 수 있다.
제2 지지면(108a-2)은 지지대(108a)가 사용자 또는 외부 거치 구조에 의하여 지지가 될 때 사용자 또는 외부 거치 구조에 맞닿는 면으로, 전자 장치(100)를 지지하거나 이동시키는 경우 미끄러지지 않도록 사용자의 손의 파지 구조 또는 외부 거치 구조에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 사용자는 프로젝션 렌즈(110)를 전면 방향으로 향하게 하여 헤드(103)를 고정하고 지지대(108a)를 잡고 전자 장치(100)를 이동시키며, 손전등과 같이 전자 장치(100)를 이용할 수 있다.
지지대 홈(104)은 본체(105)에 마련되어 지지대(108a)가 사용되지 않을 때 수용 가능한 홈 구조로, 도 14에 도시된 바와 같이 본체(105)의 외주면에 지지대(108a)의 형상에 대응되는 홈 구조로 구현될 수 있다. 지지대 홈(104)을 통하여 지지대(108a)가 사용되지 않을 때 본체(105)의 외주면에 지지대(108a)가 보관될 수 있으며, 본체(105) 외주면은 매끄럽게 유지될 수 있다.
또는, 지지대(108a)가 본체(105) 내부에 보관되고 지지대(108a)가 필요한 상황에서 지지대(108a)를 본체(105) 외부로 빼내는 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 지지대 홈(104)은 지지대(108a)를 수용하도록 본체(105) 내부로 인입된 구조일 수 있으며, 제2 지지면(108a-2)이 본체(105) 외주면에 밀착되거나 별도의 지지대 홈(104)을 개폐하는 도어(미도시)를 포함할 수 있다.
도면에는 도시되지 않았으나, 전자 장치(100)는 전자 장치(100)의 이용 또는 보관에 도움을 주는 다양한 종류의 액세서리를 포함할 수 있으며, 예를 들면, 전자 장치(100)는 전자 장치(100)를 보호하며 용이하게 운반할 수 있도록 보호 케이스(미도시)를 포함할 수 있으며, 또는, 본체(105)를 지지하거나 고정하는 삼각대(미도시) 또는 외부 면에 결합되어 전자 장치(100)를 고정 가능한 브라켓(미도시)을 포함할 수 있다.
도 15는 본 개시의 또 다른 실시 예들에 따른, 전자 장치(100)의 외관을 도시한 사시도이다.
도 15를 참조하면, 전자 장치(100)는 지지대(또는 “손잡이”라는 함.)(108b)를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예의 지지대(108b)는 사용자가 전자 장치(100)를 파지하거나 이동시키기 위하여 마련되는 손잡이 또는 고리일 수 있으며, 또는 지지대(108b)는 본체(105)가 측면 방향으로 눕혀진 상태에서 본체(105)가 임의의 각도로 향할 수 있도록 지지하는 스탠드일 수 있다.
구체적으로, 지지대(108b)는 도 15에 도시된 바와 같이, 본체(105)의 기설정된 지점(예를 들어, 본체 높이의 2/3~ 3/4 지점)에서 본체(105)와 연결될 수 있다. 지지대(108)가 본체 방향으로 회전되면, 본체(105)가 측면 방향으로 눕혀진 상태에서 본체(105)가 임의의 각도로 향할 수 있도록 지지할 수 있다.
도 16은 본 개시의 또 다른 실시 예들에 따른, 전자 장치(100)의 외관을 도시한 사시도이다.
도 16을 참조하면, 전자 장치(100)는 지지대(또는 “받침대”라고 함)(108c)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예의 지지대(108c)는 전자 장치(100)를 지면에 지지하기 위해 마련되는 베이스 플레이트(108c-1)와 베이스 플레이트(108c-1)와 본체(105)를 연결하는 두 개의 지지부재(108c-2)를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예로, 두 개의 지지부재(108c-2)의 높이는 동일하여, 두 개의 지지부재(108c-2)의 일 단면 각각이 본체(105)의 일 외주면에 마련된 홈과 힌지 부재(108c-3)에 의해 결합 또는 분리될 수 있다.
두 개의 지지부재는 본체(105)의 기 설정된 지점(예를 들어, 본체 높이의 1/3 ~ 2/4 지점)에서 본체(105)와 힌지 연결될 수 있다.
두 개의 지지부재와 본체가 힌지 부재(108c-3)에 의해 결합되면, 두 개의 힌지 부재(108c-3)로 인해 형성되는 가상의 수평 축을 기준으로 본체(105)가 회전되어 프로젝션 렌즈(110)의 출사 각도가 조절될 수 있다.
도 16에는 두 개의 지지부재(108c-2)가 본체(105)와 연결되는 실시 예에 대하여 도시되어 있지만, 본 개시는 이에 한정되지 않고, 도 17a 및 도 17b와 같이 하나의 지지부재와 본체(105)가 하나의 힌지 부재에 의해 연결될 수 있다.
도 17a는 본 개시의 또 다른 실시 예들에 따른, 전자 장치(100)의 외관을 도시한 사시도이다.
도 17b는 도 17a의 전자 장치(100)가 회전된 상태를 도시한 사시도이다.
도 17a 및 도 17b를 참조하면, 다양한 실시 예의 지지대(108d)는 전자 장치(100)를 지면에 지지하기 위해 마련되는 베이스 플레이트(108d-1)와 베이스 플레이트(108-c)와 본체(105)를 연결하는 하나의 지지부재(108d-2)를 포함할 수 있다.
그리고, 하나의 지지부재(108d-2)의 단면은 본체(105)의 일 외주 면에 마련된 홈과 힌지 부재(미도시)에 의해 결합 또는 분리될 수 있다.
하나의 지지부재(108d-2)와 본체(105)가 하나의 힌지 부재(미도시)에 의해 결합되면, 도 17b와 같이 하나의 힌지 부재(미도시)로 인해 형성되는 가상의 수평 축을 기준으로 본체(105)가 회전될 수 있다.
한편, 도 14, 도 15, 도 16, 도 17a 및 도 17b에 도시된 지지대는 일 실시 예에 불과할 뿐, 전자 장치(100)는 다양한 위치나 형태로 지지대를 구비할 수 있음은 물론이다.
도 12 내지 도 17b에서 설명한 바와 같이 전자 장치가 원통형으로 제조되는 경우, 거리 센서는 프로젝트 렌즈(111)의 주변을 둘러싸는 형태로 배치될 수 있다. 이 경우, 전자 장치의 기울기나 틀어짐에 따라 복수의 거리 센서들에서 측정하는 거리 값이 전부 달라질 수 있으므로, 이러한 거리 값들의 평균값을 산출하면 프로젝트 렌즈(111)의 중심부터 스크린까지의 거리를 산출할 수 있다. 또한, 각 거리 센서의 위치와 센서들 간의 거리, 각 센서들의 센싱 값을 종합적으로 고려하면, 그로부터 기울기를 추정할 수도 있다. 프로세서는 추정된 기울기, 거리 등을 이용하여 키스톤 보정을 수행할 수 있다.
이상과 같은 다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치는 카메라와 같은 외부 장치 또는 전자 장치에 부착된 이미지 센서 등이 없더라도 전자 장치의 자세를 추정하여 그에 맞게 영상을 보정하여 출력할 수 있다. 이에 따라, 왜곡되지 않은 영상을 최대한의 크기 및 해상도로 제공할 수 있다.
이상과 같은 다양한 실시 예에 따른 영상 처리 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드가 전자 장치에 설치되는 경우, 전자 장치는 그 프로그램 코드를 실행시켜 상술한 방법을 수행할 수 있다. 가령, 전자 장치가 중력 방향으로 회전된 각도 및 전자 장치가 스크린을 기준으로 틀어진 각도를 각각 획득하는 단계, 획득된 각도들에 기초하여 영상에 대한 키스톤 보정을 수행하는 단계, 스크린에 표시될 영상의 크기가 스크린 내의 영상 표시 범위를 초과하면, 키스톤 보정된 영상의 크기를 조절하는 단계 및 크기가 조절된 영상을 프로젝터를 통해 스크린 방향으로 투사하는 단계를 순차적으로 수행하기 위한 프로그램 코드가 전자 장치에서 설치되면, 전자 장치는 사고 신고 작업을 수행할 수 있다.
이러한 프로그램 코드는 하나의 어플리케이션으로 구성되어, 온라인 상에서 또는 기록 매체에 실린 상태로 배포될 수도 있고, 펌웨어 형태로 전자 장치에 탑재된 상태로 보급될 수도 있다. 이러한 어플리케이션이 설치된 전자 장치는, 상술한 다양한 영상 처리 방법을 수행할 수 있다.
또한, 이상과 같은 다양한 실시 예들은 전체적으로 또는 일부 실시 예 별로 조합되어 하나의 장치에서 구현될 수도 있고, 실시 예 별로 각각 구현될 수도 있다.
이러한 프로그램 코드는 ROM, RAM, 메모리 칩, 메모리 카드, 외장형 하드, 하드, CD, DVD, 자기 디스크 또는 자기 테이프 등과 같은 다양한 유형의 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록된 상태로 배포될 수 있다. 이러한 프로그램 코드를 온라인 상에서 다운로드 받은 장치 역시 상술한 다양한 동작들을 수행할 수 있다.
이상 첨부 도면을 참고하여 본 발명에 대해서 설명하였지만, 본 발명의 권리 범위는 후술하는 특허 청구범위에 의해 결정되며, 전술한 실시 예 및/또는 도면에 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 또한 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 개량, 변경 및 수정할 수 있음을 명백히 이해할 것이다.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    본체;
    프로젝터;
    센싱 값을 감지하는 가속도 센서, 상기 전자 장치와 스크린 간의 거리 값을 감지하는 복수의 거리 센서를 포함하는 복수의 센서;
    상기 본체가 힌지 구조를 중심으로 회전할 수 있도록 상기 본체의 외측면에 상기 힌지 구조로 연결되고, 지지면에 상기 본체를 지지하는 지지대; 및
    프로세서;를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 가속도 센서에 의해 감지된 센싱 값에 기초하여 상기 전자 장치가 중력 방향을 기준으로 기울어진 수직 각도를 식별하고,
    상기 복수의 거리 센서에 의해 감지된 상기 거리 값에 따른 상기 스크린과 상기 전자 장치 간의 거리에 기초하여 상기 전자 장치가 회전된 회전 각도를 식별하고,
    보정된 영상을 제공하기 위해 영상에 대한 키스톤 보정에 대응되는 기능을 수행하며,
    상기 수직 각도 및 상기 회전 각도 중 적어도 하나의 각도에 기초하여 상기 보정된 영상의 크기를 식별하고,
    상기 보정된 영상의 크기에 기초하여 상기 보정된 영상을 상기 스크린에 투사하도록 상기 프로젝터를 제어하는, 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 센싱 값 및 상기 거리 값 중 적어도 하나의 값의 변화에 기초하여 상기 전자 장치의 움직임 여부를 식별하고, 상기 센싱 값 및 상기 거리 값의 변화가 없을 때 상기 전자 장치가 정지 상태라고 식별되면 상기 수직 각도 및 상기 회전 각도 중 적어도 하나에 기초하여 상기 키스톤 보정에 대응되는 기능을 수행하는, 전자 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    제1 시간에 상기 센싱 값을 감지하고, 상기 가속도 센서에 의해 상기 제1 시간 이전인 제2 시간에 이전 센싱 값을 감지하며, 상기 제2 시간에 감지된 이전 센싱 값과 상기 제1 시간에 감지된 상기 센싱 값을 비교하고, 상기 이전 센싱 값과 상기 센싱 값의 차이에 기초하여 상기 전자 장치의 움직임 여부를 식별하는, 전자 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 거리 센서는,
    상기 전자 장치의 바닥면을 기준으로 기설정된 제1 각도로 기울어져 배치 되고,
    상기 프로세서는,
    상기 상기 복수의 거리 센서의 기설정된 제1 각도에 기초하여 상기 스크린과 상기 전자 장치 간의 감지된 거리를 보정하고, 상기 스크린과 상기 전자 장치 간의 보정된 거리에 기초하여 상기 회전 각도를 식별하는, 전자 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    메모리;를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 스크린에 정상 영상이 투사될 때 상기 스크린과 상기 전자 장치 간의 거리를 기준 거리로 상기 메모리에 저장하며, 상기 수직 각도 및 상기 회전 각도에 기초하여 상기 정상 영상의 꼭지점 좌표를 식별하고, 상기 정상 영상의 꼭지점 좌표로 형성되는 범위를 상기 기준 영상 표시 범위로 식별하여 상기 메모리에 저장하는, 전자 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 수직 각도 및 상기 회전 각도 중 적어도 하나의 값이 0이 아니면 상기 스크린에 투사되는 영상이 비정상 영상이라고 식별하고, 상기 수직 각도 및 상기 회전 각도에 기초하여 상기 비정상 영상의 꼭지점 좌표를 식별하며, 상기 비정상 영상의 꼭지점 좌표에 기초하여 상기 키스톤 보정에 대응되는 기능을 수행하는, 전자 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 저장된 기준 영상 표시 범위 및 상기 비정상 영상의 꼭지점 좌표에 기초하여 상기 보정된 영상의 크기를 식별하는, 전자 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 비정상 영상의 모든 꼭지점 좌표가 상기 기준 영상 표시 범위 이내이면, 기설정된 스케일 파라미터에 기초하여 상기 기준 영상 표시 범위 내에서 상기 보정된 이미지를 최대 크기로 표시하도록 상기 보정된 영상의 크기를 제어하는, 전자 장치.
  9. 전자 장치의 제어 방법에 있어서,
    본체 및 상기 본체가 힌지 구조를 중심으로 회전할 수 있도록 상기 본체의 외측면에 상기 힌지 구조로 연결되고 지지면에 상기 본체를 지지하는 지지대를 포함하는 상기 전자 장치의 가속도 센서에 의해 감지된 센싱 값에 기초하여 상기 전자 장치가 중력 방향을 기준으로 기울어진 수직 각도를 식별하는 단계;
    복수의 거리 센서에 의해 감지된 거리 값에 따른 상기 스크린과 상기 전자 장치 간의 거리에 기초하여 상기 전자 장치가 회전된 회전 각도를 식별하는 단계;
    보정된 영상을 제공하기 위해 영상에 대한 키스톤 보정에 대응되는 기능을 수행하는 단계;
    상기 수직 각도 및 상기 회전 각도 중 적어도 하나의 각도에 기초하여 상기 보정된 영상의 크기를 식별하는 단계; 및
    상기 보정된 영상의 크기에 기초하여 상기 보정된 영상을 상기 스크린에 투사하는 단계;를 포함하는 전자 장치의 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 센싱 값 및 상기 거리 값 중 적어도 하나의 값의 변화에 기초하여 상기 전자 장치의 움직임 여부를 식별하는 단계; 및
    상기 센싱 값 및 상기 거리 값의 변화가 없을 때 상기 전자 장치가 정지 상태라고 식별되면 상기 수직 각도 및 상기 회전 각도 중 적어도 하나에 기초하여 상기 키스톤 보정에 대응되는 기능을 수행하는 단계;를 더 포함하는 전자 장치의 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 움직임 여부를 식별하는 단계는,
    제1 시간에 상기 센싱 값을 감지하고, 상기 가속도 센서에 의해 상기 제1 시간 이전인 제2 시간에 이전 센싱 값을 감지하며, 상기 제2 시간에 감지된 이전 센싱 값과 상기 제1 시간에 감지된 상기 센싱 값을 비교하고, 상기 이전 센싱 값과 상기 센싱 값의 차이에 기초하여 상기 전자 장치의 움직임을 식별하는, 전자 장치의 제어 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 회전 각도를 식별하는 단계는,
    상기 전자 장치의 바닥면을 기준으로 기설정된 제1 각도로 기울어져 배치된 상기 복수의 거리 센서의 상기 기설정된 제1 각도에 기초하여 상기 스크린과 상기 전자 장치 간의 감지된 거리를 보정하고, 상기 스크린과 상기 전자 장치 간의 보정된 거리에 기초하여 상기 회전 각도를 식별하는, 전자 장치의 제어 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 스크린에 정상 영상이 투사될 때 상기 스크린과 상기 전자 장치 간의 거리를 기준 거리로 저장하는 단계;
    상기 수직 각도 및 상기 회전 각도에 기초하여 상기 정상 영상의 꼭지점 좌표를 식별하는 단계; 및
    상기 정상 영상의 꼭지점 좌표로 형성되는 범위를 상기 기준 영상 표시 범위로 식별하는 단계;를 더 포함하는 전자 장치의 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 수직 각도 및 상기 회전 각도 중 적어도 하나의 값이 0이 아니면 상기 스크린에 투사되는 영상이 비정상 영상이라고 식별하는 단계;
    상기 수직 각도 및 상기 회전 각도에 기초하여 상기 비정상 영상의 꼭지점 좌표를 식별하는 단계; 및
    상기 비정상 영상의 꼭지점 좌표에 기초하여 상기 키스톤 보정에 대응되는 기능을 수행하는 단계;를 더 포함하는 전자 장치의 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 저장된 기준 영상 표시 범위 및 상기 비정상 영상의 꼭지점 좌표에 기초하여 상기 보정된 영상의 크기를 식별하는 단계;를 더 포함하는 전자 장치의 제어 방법.
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