KR20180104970A - 단말기 및 그 제어 방법 - Google Patents

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조아영
신윤섭
지석만
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 명세서에서는 발광소자와 적어도 하나의 센서를 포함한 단말기와 그 제어 방법이 개시된다. 여기서, 본 발명에 따른 단말기의 일 실시 예는, 카메라; 복수의 발광소자를 포함하고, 상기 카메라를 통해 수신되는 영상에 대응하는 공간을 향해 빛을 방출하도록 형성되는 발광부; 픽셀 기반의 데이터를 센싱하는 제1 센서; 및 상기 영상 중 일부분의 깊이 정보가 추출되는데 이용되도록, 상기 복수의 발광소자 중 상기 일부분에 대응하는 공간으로 정해진 시간 또는 인터벌에 따라 빛을 방출하도록 발광소자를 제어하고, 상기 발광소자의 빛 방출 시간 또는 인터벌에 따라 활성화되어 픽셀 데이터를 센싱하도록 상기 제1 센서를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

단말기 및 그 제어 방법{TERMINAL AND METHOD OF CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 발광소자와 적어도 하나의 센서에 기초하여 데이터를 처리하는 단말기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
단말기는 이동 가능 여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)로 나뉠 수 있다. 이동 단말기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal)와 거치형 단말기(vehicle mounted terminal)로 다시 나뉠 수 있다.
이동 단말기의 기능은 다양화되고 있다. 예를 들면, 데이터와 음성 통신, 카메라를 통한 사진이나 비디오 촬영, 음성 녹음, 스피커 시스템을 통한 음악 파일 재생 그리고 디스플레이부에 이미지나 비디오를 출력하는 기능이 있다. 일부 이동 단말기는 전자 게임 플레이 기능이 추가되거나 멀티미디어 플레이어 기능을 수행한다. 특히, 최근 이동 단말기는 방송 프로그램, 비디오와 같은 시각적 컨텐츠를 제공하는 멀티캐스트 신호를 수신할 수 있다.
이와 같이, 이동 단말기는 종래 기본적인 기능 외에 다양한 기능들을 제공할 수 있는 멀티미디어 기기로 구현되고 있는데, 이러한 단말기의 기능을 지원 또는 증대하기 위해, 단말기의 구조적인 부분 및/또는 소프트웨어적인 부분을 개량이 요구되고 있다.
최근 카메라(또는 카메라 센서)의 성능이 발달되면서 상기 카메라를 이용한 다양한 기능들이 개발되고 있다. 예를 들어, 고화질의 정지영상, 동영상 등을 촬영하거나 카메라를 통해 수신되는 영상의 깊이 정보(깊이값)를 이용하여 3D(3 dimensional) 이미지를 생성하는 기능들에 대한 개발이 이루어지고 있다.
이와 같은 카메라를 이용한 다양한 기능들에는 발광소자의 역할이 중요하다. 여기서, 발광소자는 카메라를 통해 수신되는 영상에 대응되는 공간으로 빛을 방출한다.
이에 따라, 카메라를 이용한 다양한 기능들을 수행하기 위한 발광소자 및 그 제어 방법에 대한 개발의 필요성이 대두되고 있다.
또한, 종래 센서는, 실시간으로 정보를 획득하고 처리가 어려울 뿐만 아니라 배경과 피사체를 포함한 주변 환경에 따라 피사체를 오인식하거나 상기 피사체의 움직임을 정확하게 감지하지 못하는 문제가 있었으며, 그로 인한 오동작에 따른 불편함이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점 내지 불편함을 해소하기 위한 것으로, 발광소자와 적어도 하나의 센서에 기초하여 카메라를 통해 피사체(또는 오브젝트), 상기 피사체의 움직임 등에 대한 데이터를 실시간으로 획득하고 처리하는 단말기 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 일 과제로 한다.
본 발명은, 발광소자와 적어도 하나의 센서에 기초하여 카메라를 통해 피사체, 배경, 암실, 주변광 등 환경적인 요소에도 불구하고 상기 피사체, 상기 피사체의 움직임 등을 더욱 정확하게 센싱하여 감지하고 관련 데이터를 획득하여 오인식과 오동작에 따른 피해를 최소화하는 단말기 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 다른 과제로 한다.
본 발명은, 발광소자와 적어도 하나의 센서의 (고속) 동기화를 통해 센싱 효율, 소모 전력 절감 등을 통하여 단말기의 시스템 효율을 개선 또는 극대화하는 것을 또 다른 과제로 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에서는 본 발명에 따른 단말기 및 그 제어 방법에 대한 다양한 실시 예들을 개시한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 단말기의 일 실시 예는, 카메라; 복수의 발광소자를 포함하고, 상기 카메라를 통해 수신되는 영상에 대응하는 공간을 향해 빛을 방출하도록 형성되는 발광부; 픽셀 기반의 데이터를 센싱하는 제1 센서; 및 상기 영상 중 일부분의 깊이 정보가 추출되는데 이용되도록, 상기 복수의 발광소자 중 상기 일부분에 대응하는 공간으로 정해진 시간 또는 인터벌에 따라 빛을 방출하도록 발광소자를 제어하고, 상기 발광소자의 빛 방출 시간 또는 인터벌에 따라 활성화되어 픽셀 데이터를 센싱하도록 상기 제1 센서를 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명에서 얻을 수 있는 기술적 해결 수단은 이상에서 언급한 해결 수단들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 해결 수단들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 발광소자와 적어도 하나의 센서에 기초하여 카메라를 통해 피사체(또는 오브젝트), 상기 피사체의 움직임 등에 대한 데이터를 실시간으로 획득하고 처리할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 발광소자와 적어도 하나의 센서에 기초하여 카메라를 통해 피사체, 배경, 암실, 주변광 등 환경적인 요소에도 불구하고 상기 피사체, 상기 피사체의 움직임 등을 더욱 정확하게 센싱하여 감지하고 관련 데이터를 획득하여 오인식과 오동작에 따른 피해를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 발광소자와 적어도 하나의 센서의 (고속) 동기화를 통해 센싱 효율, 소모 전력 절감 등을 통하여 단말기의 시스템 효율을 개선 또는 극대화할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1a는 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도,
도 1b와 1c는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도,
도 2a 내지 2c는 본 발명과 관련된 이동 단말기에 구비된 발광부를 설명하기 위한 개념도,
도 3a와 3b는 본 발명의 발광부에 구비된 복수의 발광소자를 설명하기 위한 개념도,
도 4는 본 발명의 제어 방법을 나타내는 흐름도,
도 5는 도 4에서 살펴본 제어 방법을 설명하기 위한 개념도,
도 6a, 6b 및 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광소자를 제어하는 방법을 설명하기 위한 개념도,
도 8은 복수의 발광소자의 발광 정도를 조절하는 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 9는 도 8의 제어 방법을 설명하기 위한 개념도,
도 10과 12는 카메라와 관련된 동작 모드에 따라 서로 다른 방식으로 발광부를 제어하는 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 11과 13은 각각, 상기 도 10과 12의 제어 방법을 설명하기 위한 개념도,
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광부에 구비된 복수의 발광소자를 제어하는 방법을 설명하기 위한 개념도,
도 15는 본 발명과 관련된 센서를 설명하기 위해 도시한 도면,
도 16은 본 발명과 관련된 비동기 방식 센서를 이용한 피사체 감지의 예시를 도시한 도면,
도 17은 본 발명과 관련하여 단말기(또는 카메라)를 통한 피사체 감지 방법을 설명하기 위해 도시한 도면,
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광부와 센서가 포함된 이미지 데이터 처리부의 구성 블록도,
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광부와 센서의 동기화 방법을 설명하기 위해 도시한 도면,
도 20은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광부와 센서의 동기화 방법을 설명하기 위해 도시한 도면,
도 21은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말기에서 데이터 제어 방법 시나리오를 설명하기 위해 도시한 도면,
도 22는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광부와 센서가 포함된 이미지 데이터 처리부의 구성 블록도, 및
도 23은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광부와 적어도 하나의 센서를 포함한 단말기에서 데이터 제어 방법을 설명하기 위해 도시한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 관련 중복 설명은 생략한다. 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 구성요소 들은 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 단말기는, 편의상 주로 이동 단말기를 예로 하여 설명하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 상기 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트폰, 노트북 컴퓨터, 디지털 방송용 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(smart watch), 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, 데스크톱 컴퓨터, 디지털 사이니지(digital signage) 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술 분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
한편, 본 발명에 따른 단말기는 오디오 또는/및 비디오(또는 이미지)를 획득 가능한 모든 디바이스를 포함하는데 일 예로, 전술한 예시 외에도 블랙박스(black box)와 같은 차량용 비디오 장치, CCTV(Closed Caption TV) 등과 같은 감시 디바이스도 단말기에 포함될 수 있다.
도 1a는 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이고, 도 1b와 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), 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 다만, 도 1a에 도시된 구성요소들은 이동 단말기를 구현에 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서상에서 설명되는 이동 단말기는 위에서 열거된 구성요소들보다 많거나 적은 구성요소들로 구현될 수 있다.
예컨대, 상기 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 외부 서버 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), 이동 통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114), 또는 위치 정보 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 제어 명령으로 처리될 수 있다. 상기 입력부의 카메라(121)는 후술하는 본 발명의 발광소자와 관련될 수 있다. 상기 발광소자는 상기 카메라(121)와 별개 구성으로 구현되되, 상기 카메라(121)의 주변에 배치되어 상기 카메라(121)의 동작, 데이터 획득 등에 관여될 수 있다. 또는, 상기 발광소자는 상기 카메라(121)와 결합되어 하나의 구성으로 구현될 수도 있다. 이에 대한 상세 설명은 후술한다.
센싱부(140)는 이동 단말기 내 정보, 이동 단말기를 둘러싼 주변 환경 정보 또는 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 센싱부(140)는 근접 센서(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), 지문 인식 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), 또는 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스-케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 명세서에 개시된 이동 단말기는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다. 한편, 상기 센싱부(140)는 후술할 본 발명에 따른 프레임 기반 (이미지) 센서(예컨대, 일반 센서), 픽셀 기반 센서(예컨대, 비동기 센서) 등을 포함할 수 있다.이에 대한 상세 설명은 후술한다.
출력부(150)는 시각, 청각, 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 음향 출력부(152), 햅팁 모듈(153), 또는 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함한다. 디스플레이부(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 터치 스크린은, 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로 기능하면서, 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. 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O 포트, 또는 이어폰 포트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)는, 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), 이동 단말기(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드될 수 있다. 또한, 이러한 응용 프로그램 중 일부는, 이동 단말기(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 또는 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, 단말기의 구성요소들 중 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.
전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 따라, 외부 또는 내부의 전원을 인가받아 이동 단말기(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원 공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 또는 교체 가능한 형태로 구현될 수 있다.
상기 각 구성요소들 중 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 이동 단말기의 동작, 제어, 또는 제어 방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 이동 단말기의 동작, 제어, 또는 제어 방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 이동 단말기 상에서 구현될 수 있다.
이하에서는, 상술한 이동 단말기(100)를 통하여 구현되는 다양한 실시 예들을 살펴보기에 앞서, 위에서 열거된 구성요소들은 도 1a를 참조하여 보다 구체적으로 살펴본다.
먼저, 무선 통신부(110)에 대하여 살펴보면, 무선 통신부의 방송 수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 수신한다. 상기 방송 채널은 위성, 지상파, 케이블, 또는 IP 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 이동 단말기(100)에 제공될 수 있다.
이동 통신 모듈(112)은, 이동 통신을 위한 기술 표준들 또는 통신 방식(예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000, 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(LTE-Advanced) 등)에 따라 구축된 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 또는 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 송/수신하도록 이루어진다.
무선 인터넷 기술로는, 예를 들어 WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA, HSUPA, LTE, LTE-A 등이 있으며, 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기에서 나열되지 않은 인터넷 기술까지 포함한 범위에서 적어도 하나의 무선 인터넷 기술에 따라 데이터를 송/수신하게 된다.
WiBro, HSDPA, HSUPA, GSM, CDMA, WCDMA, LTE, LTE-A 등에 의한 무선 인터넷 접속은 이동 통신망을 통해 이루어진다는 관점에서 본다면, 상기 이동 통신망을 통해 무선 인터넷 접속을 수행하는 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기 이동 통신 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), 지그비(Zigbee), NFC(Near Field Communication), Wi-Fi, Wi-Fi Direct, 또는 Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 등 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다.
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 외부 서버)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 디바이스가 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, 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.
위치 정보 모듈(115)은 이동 단말기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 Wi-Fi 모듈이 있다. 예를 들어, 이동 단말기는 GPS 모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 이동 단말기의 위치를 획득할 수 있다. 다른 예로서, 이동 단말기는 Wi-Fi 모듈을 활용하면, Wi-Fi 모듈과 무선 신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, 이동 단말기의 위치를 획득할 수 있다. 필요에 따라서, 위치 정보 모듈(115)은 치환 또는 부가적으로 이동 단말기의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신부(110)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다. 위치 정보 모듈(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 통화 모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상, 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 영상 정보가 입력될 수 있다. 또한, 복수의 카메라(121)는 입체 영상을 구현하기 위한 좌영상 및 우영상을 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 입력받는 과정에서 발생되는 노이즈를 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 입력수단(또는, 메커니컬 키, 예를 들어, 이동 단말기(100)의 전후면 또는 측면에 위치하는 버튼, 돔 스위치(dome switch), 조그 휠, 조그 스위치 등) 및 터치식 입력수단을 포함할 수 있다. 일 예로서, 터치식 입력 수단은, 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.
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 수행할 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 또 는 적외선 등을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 이러한 근접 센서(141)는 위에서 살펴 본 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 스크린상에 물체가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 물체가 상기 터치 스크린상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 명명하고, 상기 터치 스크린상에 물체가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 명명한다. 상기 터치 스크린상에서 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 스크린상의 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 터치 방식 중 적어도 하나를 이용하여 터치 스크린(또는 디스플레이부(151))에 가해지는 터치(또는 터치 입력)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 스크린상에 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, 터치 펜 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 제어 수행 여부는, 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 광센서와 복수의 초음파 센서로부터 감지되는 정보를 통해, 파동 발생원의 위치를 산출하는 것이 가능하다. 파동 발생원의 위치는, 광이 초음파보다 매우 빠른 성질, 즉, 광이 광센서에 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 포토다이오드(photo diode)와 TR(Transistor)를 실장하여 포토다이오드에 인가되는 빛의 양에 따라 변화되는 전기적 신호를 이용하여 포토 센서 위에 올려지는 내용물을 스캔한다. 즉, 포토 센서는 빛의 변화량에 따른 감지 대상의 좌표 계산을 수행하며, 이를 통하여 감지 대상의 위치 정보가 획득될 수 있다. 여기서, 상기 포토 센서는 예컨대, 본 발명에 따른 제1 센서 또는 비동기 방식 센서일 수 있다. 다만, 상기 포토 센서가 만약 비동기 방식의 센서가 아닌 경우에는, 비동기 방식 센서로 구현되거나 별도의 비동기 방식 센서가 추가될 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 실행 화면 정보, 또는 이러한 실행 화면 정보에 따른 UI, GUI 정보를 표시할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이부(151)는 입체 영상을 표시하는 입체 디스플레이부로서 구성될 수 있다. 상기 입체 디스플레이부에는 스테레오스코픽 방식(안경 방식), 오토-스테레오스코픽 방식(무안경 방식), 프로젝션 방식(홀로그래픽 방식) 등의 3차원 디스플레이 방식이 적용될 수 있다.
일반적으로 3차원 입체 영상은 좌영상(좌안용 영상)과 우영상(우안용 영상)으로 구성된다. 좌영상과 우영상이 3차원 입체 영상으로 합쳐지는 방식에 따라, 좌영상과 우영상을 한 프레임 내 상하로 배치하는 탑-다운(top-down) 방식, 좌영상과 우영상을 한 프레임 내 좌우로 배치하는 L-to-R(left-to-right, side by side)방식, 좌영상과 우영상의 조각들을 타일 형태로 배치하는 체커 보드(checker board) 방식, 좌영상과 우영상을 열 단위 또는 행 단위로 번갈아 배치하는 인터레이스드(interlaced) 방식, 그리고 좌영상과 우영상을 시간별로 번갈아 표시하는 시분할(time sequential, frame by frame) 방식 등으로 나뉜다.
또한, 3차원 썸네일 영상은 원본 영상 프레임의 좌영상 및 우영상으로부터 각각 좌영상 썸네일 및 우영상 썸네일을 생성하고, 이들이 합쳐짐에 따라 하나의 영상으로 생성될 수 있다. 일반적으로 썸네일은 축소된 화상 또는 축소된 정지영상을 의미한다. 이렇게 생성된 좌영상 썸네일과 우영상 썸네일은 좌영상과 우영상의 시차에 대응하는 깊이감(depth) 만큼 화면상에서 좌우 거리 차를 두고 표시됨으로써 입체적인 공간감을 나타낼 수 있다.
3차원 입체영상의 구현에 필요한 좌영상과 우영상은 입체 처리부에 의하여 입체 디스플레이부에 표시될 수 있다. 입체 처리부는 3D 영상(기준시점의 영상과 확장시점의 영상)을 입력 받아 이로부터 좌영상과 우영상을 설정하거나, 2D 영상을 입력받아 이를 좌영상과 우영상으로 전환하도록 이루어진다.
음향 출력부(152)는 호신호 수신, 통화 모드 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, 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.
광 출력부(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.
광 출력부(154)가 출력하는 신호는 이동 단말기가 전면이나 후면으로 단색이나 복수 색의 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, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O 포트, 이어폰 포트 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 '식별장치')는, 스마트카드 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 스크린상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 또는/및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(170)는 플래시 메모리 타입, 하드디스크 타입, SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예컨대, SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM), SRAM(static RAM), 롬(ROM), EEPROM(electrically erasable programmable ROM), PROM(programmable ROM), 자기 메모리, 자기 디스크 또는 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)는 인터넷상에서 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 스크린상에서 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 외부 또는/및 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다. 전원 공급부(190)는 배터리를 포함하며, 배터리는 충전 가능하도록 이루어지는 내장형 배터리가 될 수 있으며, 충전 등을 위하여 단말기 바디에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
또한, 전원 공급부(190)는 연결 포트를 구비할 수 있으며, 연결 포트는 배터리의 충전을 위하여 전원을 공급하는 외부 충전기가 전기적으로 연결되는 인터페이스(160)의 일 예로서 구성될 수 있다.
다른 예로서, 전원 공급부(190)는 상기 연결 포트를 이용하지 않고 무선 방식으로 배터리를 충전하도록 이루어질 수 있다. 이 경우에, 전원 공급부(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 1b와 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 특정 유형에 관한 설명은 다른 타입의 이동 단말기에 일반적으로 적용될 수 있다.
여기서, 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 내부 공간에는 각종 전자 부품들이 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, 디스플레이부의 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 전자 부품이 장착될 수 있다. 리어 케이스(102)에 장착 가능한 전자 부품은 착탈 가능한 배터리, 식별 모듈, 메모리 카드 등이 있다. 이 경우, 리어 케이스(102)에는 장착된 전자 부품을 덮기 위한 후면 커버(103)가 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 후면 커버(103)가 리어 케이스(102)로부터 분리되면, 리어 케이스(102)에 장착된 전자 부품은 외부로 노출된다.
도시된 바와 같이, 후면 커버(103)가 리어 케이스(102)에 결합되면, 리어 케이스(102)의 측면 일부가 노출될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 결합 시 리어 케이스(102)는 후면 커버(103)에 의해 완전히 가려질 수도 있다. 한편, 후면 커버(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 전자 부품들을 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), 제1과 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)가 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, 제2음향 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 실행 화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI, GUI 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 단 말기(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 입력받을 수 있도록, 디스플레이부(151)에 대한 터치를 감지하는 터치 센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이부(151)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치 센서는 상기 터치를 감지하고, 제어부(180)는 이에 근거하여 상기 터치에 대응하는 제어 명령을 발생시키도록 이루어질 수 있다. 터치 방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴항목 등일 수 있다.
한편, 터치 센서는, 터치 패턴을 구비하는 필름 형태로 구성되어 윈도우(151a)와 상기 윈도우(151a)의 배면 상의 디스 플레이(미도시) 사이에 배치되거나, 윈도우(151a)의 배면에 직접 패터닝되는 메탈 와이어가 될 수도 있다.
또는, 터치 센서는 디스플레이와 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 터치 센서는, 디스플레이의 기판상에 배치되거나, 디스플레이의 내부에 구비될 수 있다.
이처럼, 디스플레이부(151)는 터치 센서와 함께 터치 스크린을 형성할 수 있으며, 이 경우에 터치 스크린은 사용자 입력부(123, 도 1a 참조)로 기능할 수 있다. 경우에 따라, 터치 스크린은 제1 조작유닛(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.
디스플레이부의 윈도우(151a)에는 제1 음향 출력부(152a)로부터 발생되는 사운드의 방출을 위한 음향 홀이 형성될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 사운드는 구조물 간의 조립 틈(예를 들어, 윈도우(151a)와 프론트 케이스(101) 사이의 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 화상 통화 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 입력받기 위해 조작되는 사용자 입력부(123)의 일 예로서, 조작부로도 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 푸시키가 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 입력받고, 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 입력받기 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 입력받을 수 있다. 후면 입력부는 터치입력, 푸시 입력 또는 이들의 조합에 의한 입력이 가능한 형태로 구현될 수 있다.
후면 입력부는 단말기 바디의 두께 방향으로 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 지문 인식 센서가 구비될 수 있으며, 제어부(180)는 지문 인식 센서를 통하여 감지되는 지문정보를 인증 수단으로 이용할 수 있다. 상기 지문 인식 센서는 디스플레이부(151) 또는 사용자 입력부(123)에 내장될 수 있다.
마이크로폰(122)은 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력받도록 이루어진다. 마이크로폰(122)은 복수의 개소에 구비되어 스테레오 음향을 입력받도록 구성될 수 있다.
인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)를 외부기기와 연결 시킬 수 있는 통로가 된다. 예를 들어, 인터페이스부(160)는 다른 장치(예를 들어, 이어폰, 외장 스피커 등과)와의 연결을 위한 접속 단자, 근거리 통신을 위한 포트[예를 들어, 적외선 포트(IrDA), 블루투스 포트(Bluetooth Port), 무선 랜 포트(Wireless LAN Port) 등], 또는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원 공급 단자 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 인터페이스부(160)는 SIM 또는 UIM, 정보 저장을 위한 메모리 카드 등의 외장형 카드를 수용하는 소켓의 형태로 구현될 수도 있다.
단말기 바디의 후면에는 제2 카메라(121b)가 배치될 수 있다. 이 경우, 제2 카메라(121b)는 제1 카메라(121a)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지게 된다.
제2 카메라(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. 제2 카메라(121b)가 어레이 카메라로 구성되는 경우, 복수의 렌즈를 이용하여 다양한 방식으로 영상을 촬영할 수있으며, 보다 나은 품질의 영상을 획득할 수 있다.
플래시(124)는 제2 카메라(121b)에 인접하게 배치될 수 있다. 플래시(124)는 제2 카메라(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, 통화 시 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 무선 충전 기기를 통하여 무선 충전 가능하도록 구성될 수도 있다. 상기 무선 충전은 자기 유도 방식 또는 공진 방식(즉, 자기 공명 방식)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 터치 입력을 보조 또는 확장하기 위한 터치 펜을 들 수 있다.
이하에서는 전술한 바와 같이 구성된 이동 단말기를 포함한 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.
이하에서는, 먼저 단말기에서 발광소자를 이용하여 카메라를 통해 수신되는 영상의 깊이 정보를 추출하는 방법 및 발광소자를 제어하는 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다. 편의상, 본 명세서에서는 전술한 바와 같이, 발광소자가 상기 단말기의 일 구성으로 임베디드되거나 상기 단말기와 결합된 형태를 예로 하여 설명하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 발광소자는 단말기와 결합되지 않고 별개의 디바이스로 존재할 수도 있다. 다만, 이 경우 상기 발광소자는 상기 단말기의 제어를 받을 수 있으며, 획득하는 데이터를 유/무선 네트워크를 통해 상기 단말기로 전송할 수 있다.
다만, 이하 본 명세서에서는 출원인의 설명의 편의를 위해 이동 단말기를 단말기의 일 예로 설명한다.
이동 단말기(100)는, 카메라(121, 도 1a 참조)를 통해 수신되는 영상의 깊이 정보를 추출할 수 있다.
상기 카메라를 통해 수신되는 영상은, 프리뷰 영상이라고 명명될 수 있다. 구체적으로, 상기 프리뷰 영상은, 실시간으로 카메라를 통해 수신되는 영상을 의미한다. 상기 프리뷰 영상은 카메라(121)가 구비된 이동 단말기가 움직이거나 피사체가 움직이는 것에 근거하여 변경될 수 있다.
상기 깊이 정보는, 깊이값, 뎁스(depth) 정보, 뎁스값 등으로 명명될 수 있다. 상기 깊이 정보는, 상기 영상에 포함된 픽셀(pixel)에 대응하는 피사체(또는 오브젝트)와 이동 단말기(보다 구체적으로, 카메라) 사이의 거리(또는 거리값)를 의미할 수 있다.
예를 들어, 상기 영상의 특정 픽셀에 대응하는 피사체와 상기 이동 단말기 사이의 거리가 r인 경우, 상기 특정 픽셀의 깊이 정보는 상기 r에 대응하는 특정값일 수 있다. 상기 r에 대응하는 특정값은, 상기 r일 수 있고, 기설정된 알고리즘에 의해 변환된 값일 수도 있다.
또한, 상기 영상의 좌표를 x축과 상기 x축에 수직한 y축으로 설정하면, 상기 깊이 정보는 상기 x축과 y축에 각각 수직한 z축에 대응하는 값을 의미할 수 있다. 상기 깊이 정보의 절대값은, 피사체와 이동 단말기 사이의 거리가 멀수록 커질 수 있다.
이러한 깊이 정보는 다양한 분야에 활용될 수 있다. 일 예로, 상기 깊이 정보는 3D 입체 영상(Stereoscopic image)을 촬영/생성, 3D 프린터에 이용되는 3D 프린팅 데이터를 생성, 또는 이동 단말기 주변의 오브젝트(피사체)의 움직임 감지에 이용될 수 있다.
관련하여, 이동 단말기는 다양한 방식으로 카메라를 통해 수신되는 영상의 깊이 정보를 추출할 수 있다. 예를 들어, 제어부(180, 도 1a 참조)는, 적어도 두 개의 카메라를 이용하여 깊이 정보를 추출하는 스테레오 비전(stereo vision) 방식, 기설정된 패턴을 형성하도록 배치된 발광소자를 이용하여 깊이 정보를 추출하는 구조광(structure light) 방식, 발광소자에서 방출된 빛이 반사되어 돌아오는 시간에 근거하여 깊이 정보를 추출하는 ToF(Time of Flight) 방식 등을 이용하거나 그 조합을 통해 깊이 정보를 추출할 수 있다.
이하에서는 상술한 방식들 중 구조광 방식을 이용하여 깊이 정보를 추출하는 것을 예로 하여 설명한다.
상기 구조광 방식은, 기설정된 패턴을 갖도록 배치된 복수의 발광소자들을 제어하여 피사체로 빛을 방출시키고, 상기 피사체로부터 반사되어 돌아오는 빛을 감지한 후, 상기 감지된 빛(또는, 감지된 빛의 패턴)에 근거하여 깊이 정보를 추출하는 방식이다. 예를 들어, 이동 단말기의 제어부(180)는, 기설정된 패턴을 갖도록 배치된 복수의 발광소자가 피사체로 빛을 방출하도록 제어한다. 이후, 이동 단말기의 제어부(180)는 카메라(121) 또는 센싱부(140, 도 1a 참조)를 통해 상기 피사체에 의해 반사되어 돌아오는 빛을 감지(센싱)할 수 있다.
이때, 제어부(180)는 상기 감지 결과에 근거하여, 카메라(121)를 통해 수신되는 영상의 깊이 정보를 추출할 수 있다. 예를 들어, 제어부(180)는, 상기 기설정된 패턴과 반사되어 돌아오는 빛에 의해 형성된 패턴을 비교하거나 빛이 방출된 후 반사되어 돌아오는 시간/세기 등을 비교하여, 카메라(121)를 통해 수신되는 영상의 깊이 정보를 추출할 수 있다. 이를 위해, 상기 복수의 발광소자는, 상기 카메라(121)를 통해 수신되는 영상에 대응되는 공간으로 빛을 방출하도록 형성될 수 있다.
상기 기설정된 패턴은, 사용자에 의해 결정(설정)되거나 이동 단말기의 제품을 생산할 때 미리 결정되었을 수 있다. 또한, 상기 기설정된 패턴은 사용자의 요청 또는 제어부의 제어에 의해 변경될 수 있다.
상기 복수의 발광소자들은 적외선을 방출할 수 있다. 또한, 상기 발광소자는 전기 신호를 광신호로 바꾸어 주는 레이저 다이오드(Laser diode)일 수 있으며 일 예로, 빅셀(Vertical Cavity Surface Emitting Laser: VCSEL) 예로 들 수 있다.
본 발명에서는 구조광 방식을 이용함으로써, 하나의 카메라(적외선 카메라 또는 3D 카메라)만을 통해 영상의 깊이 정보를 추출하는 것이 가능하며, 상기 피사체가 단일 색상인 경우에도 깊이 정보를 추출할 수 있다. 또한, 구조광 방식과 적어도 두 개의 카메라를 이용하는 스테레오 비전 방식을 조합하거나 구조광 방식과 ToF 방식을 조합함으로써, 깊이 정보에 대한 정확성을 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 카메라를 통해 수신되는 영상의 깊이 정보를 추출하는 데에 이용되는 발광소자에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 2a 내지 2c는 본 발명과 관련된 이동 단말기에 구비된 발광부를 설명하기 위한 개념도이고, 도 3a와 3b는 본 발명의 발광부에 구비된 복수의 발광소자를 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명과 관련된 이동 단말기(100)에는 발광부(124)가 구비될 수 있다. 상기 발광부(124)는 앞서 설명한 플래시(124)와 동일한 구성이거나 별도의 구성일 수 있다. 이하에서는, 발광부에 대하여 도면부호 124를 사용하기로 한다.
상기 발광부(124)는 적어도 하나의 발광소자(125)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 발광부(124)에는 복수의 발광소자(125)가 구비될 수 있으며, 상기 복수의 발광소자(125)는 다양한 방식으로 배치될 수 있다. 상기 복수의 발광소자(125)의 배치와 관련된 내용은 도 3a 및 3b를 참조하여 후술한다.
상기 발광부(124)는 카메라(121)와 인접하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광부(124)는, 도 2a에 도시된 것과 같이, 카메라(121b) 주변에 배치될 수 있다. 도시되진 않았지만, 상기 발광부(124)는 상기 카메라(121b)와 일체형으로 형성될 수도 있다.
상기 발광부(124)에 포함된 복수의 발광소자(125)는, 전술한 바와 같이, 적외선 다이오드 중 하나인 빅셀(VCSEL)일 수 있다. 각 발광소자는 피사체를 향하여 적외선을 방출할 수 있다. 예를 들어, 발광소자에서 빛을 방출한다는 것은, 빅셀에서 적외선을 방출한다는 것을 의미할 수 있다. 또한, 상기 발광소자에서 방출하는 빛은 특정 범위의 파장을 갖는 빛을 투사한다는 의미로 받아들여질 수 있다.
상기 카메라(121b)는 깊이 정보를 추출하는 데에 이용되는 3D 카메라 또는 적외선 카메라일 수 있다. 상기 카메라(121b)는 외부로부터 수신되는 적외선을 통과시키는 IR(Infrared Ray) 패스 필터(Pass Filter), 적외선을 감지하는 것이 가능한 이미지 센서(Image Sensor) 등을 포함할 수 있다. 상기 이미지 센서는 CCD(Charge-Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Mental-Oxide Semiconductor)의 형태로 구현될 수 있다.
카메라(121b)는 외부로부터 수신되는 적외선, 즉 발광부에 포함된 발광소자로부터 피사체로 방출된 후 반사되어 돌아오는 적외선을 감지할 수 있다. 이 밖에도, 본 발명과 관련된 이동 단말기의 제어부(180)는, 앞서 설명한 센싱부(140)(예를 들어, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor))를 통해 적외선을 감지할 수 있다. 또한, 상기 카메라(121b)는, 특정 파장의 빛을 감지할 수 있다.
한편, 상기 발광부(124)는, 카메라(121b)를 통해 수신되는 영상에 대응하는 공간을 향해 빛을 방출하도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 발광부(124)에 포함된 복수의 발광소자(125)들은, 카메라를 통해 수신되는 영상(300)에 대응하는 공간으로 빛을 방출할 수 있다.
여기서, 상기 카메라를 통해 수신되는 영상(300)에 대응하는 공간은, 이동 단말기(100)가 차지하는 공간 이외의 공간(예컨대, 현실 공간 등) 중 카메라에 의해 촬영되는 공간(예를 들어, 장면의 시야 등)을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 카메라를 통해 수신되는 영상에 대응하는 공간은, 카메라의 화각(시야각)에 근거하여 결정될 수 있다.
예를 들어, 상기 복수의 발광소자 중 특정 발광소자는, 카메라를 통해 수신되는 영상 중 특정 픽셀(들)(일부 영상 또는 일부분)에 대응하는 공간으로 빛을 방출하도록 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 발광부(124)에 포함된 복수의 발광소자(125)는, 복수의 그룹으로 그룹화될 수 있다. 상기 복수의 그룹 각각에는 적어도 두 개의 발광소자가 포함될 수 있다. 구체적으로, 제어부(180)는 복수의 발광소자(125)를 각각 제어할 수도 있고, 적어도 두 개의 발광소자가 포함된 그룹 단위로 제어할 수도 있다. 상기 복수의 발광소자는 다양한 형태를 갖는 그룹으로 그룹화될 수 있으며, 상기 그룹의 형태는 사용자 설정 또는 제어부의 제어에 의해 결정될 수 있다.
예를 들어, 도 2a에 도시된 것과 같이, 발광부(124)에 포함된 복수의 그룹(G1, G2, ...) 중 제1 그룹(G1)에 포함된 발광소자는, 카메라(121b)를 통해 수신되는 영상(300) 중 제1 부분(R1)에 대응하는 공간으로 빛을 방출하도록 형성될 수 있다.
또한, 발광부(124)에 포함된 복수의 그룹(G1, G2, ...) 중 상기 제1 그룹(G1)과 다른 제2 그룹(G2)에 포함된 발광소자는, 카메라(121b)를 통해 수신되는 영상(300) 중 상기 제1 부분(R1)과 다른 제2 부분(R2)에 대응하는 공간으로 빛을 방출하도록 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 도 2b를 참조하면, 본 발명과 관련된 이동 단말기의 디스플레이부(151)에는 카메라를 통해 수신되는 영상(300)이 출력될 수 있다. 상기 영상(300)은, 카메라로 촬영되는 공간(장면의 시야, 피사체)(S)에 대응하는 영상일 수 있다.
또한, 본 발명과 관련된 이동 단말기의 발광부(124)는, 상기 영상(300)에 대응하는 공간(S)으로 빛을 방출하도록 형성될 수 있다.
상기 발광부(124)는 복수의 발광소자를 포함할 수 있고, 상기 복수의 발광소자는 복수의 그룹(G1, G2, ...)으로 그룹화될 수 있다. 각 그룹에 포함된 발광소자는, 상기 영상(300) 중 서로 다른 부분에 대응하는 공간으로 빛을 방출하도록 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 복수의 그룹 중 제1 그룹(G1)에 포함된 발광소자는, 상기 영상(300) 중 제1 부분(R1)에 대응하는 공간(S1)으로 빛을 방출하도록 형성되고, 상기 복수의 그룹 중 제2 그룹(G2)에 포함된 발광소자는, 상기 영상(300) 중 제2 부분(R2)에 대응하는 공간(S2)으로 빛을 방출하도록 형성될 수 있다.
이를 위해, 도 2c를 참조하면, 본 발명과 관련된 발광부(124)는 렌즈(127)를 더 포함할 수 있다. 상기 렌즈(127)는 상기 발광부(124)에서 방출된 빛을 굴절시키거나 확산시킬 수 있다. 상기 렌즈(127)는 상기 발광부(124)에 대응되는 하나의 렌즈일 수도 있고, 상기 발광부(124)에 포함된 복수의 그룹별로 대응되도록 형성된 복수의 렌즈일 수도 있고, 상기 발광부(124)에 포함된 복수의 발광소자 각각에 대응되도록 형성된 복수의 렌즈일 수도 있다.
상기 렌즈(127)는, 제어부(180)의 제어에 의해, 상기 발광부(124)에서 방출된 빛을 카메라를 통해 수신되는 영상에 대응하는 공간으로 방출하도록 제어될 수 있다. 구체적으로, 제어부(180)는 발광부(124)의 크기가 카메라를 통해 수신되는 영상(300)에 대응하는 공간(S)의 크기보다 크면, 상기 발광부(124)에서 상기 공간(S)에 대응되도록 빛이 방출되도록 렌즈(127)를 제어할 수 있다. 이를 위해, 상기 렌즈(127)는, 곡률이 변경되도록 형성되거나 위치가 이동될 수 있도록 형성될 수 있다.
한편, 본 발명과 관련된 발광부(124)에 포함된 복수의 발광소자는 기설정된 패턴을 형성하도록 배치될 수 있다. 이를 통해, 본 발명에서는 카메라를 통해 수신되는 영상의 깊이 정보를 구조광 방식으로 추출할 수 있다.
이를 위해, 상기 복수의 발광소자(125)는 다양한 방식으로 배치되거나 제어될 수 있다.
일 예로, 도 3a를 참조하면, 본 발명과 관련된 발광부(124)에는 복수의 발광소자가 기설정된 간격으로 배치된 매트릭스(matrix) 형태로 배치될 수 있다. 제어부(180)는 상기 복수의 발광소자 중 기설정된 패턴이 형성되도록, 상기 복수의 발광소자 중 일부만을 발광시킬 수 있다.
예를 들어, 제어부(180)는 4 by 4 형태로 배치된 복수의 발광소자(125) 중 일부 발광소자(125a)만을 발광시켜, 기설정된 패턴(Pa1)이 형성되도록 발광부(124)를 제어할 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 복수의 발광소자(125)는 복수의 그룹으로 그룹화될 수 있다. 상기 복수의 그룹에 포함된 발광소자들은 서로 다른 패턴을 형성하도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 제어부(180)는 복수의 그룹 중 제1 그룹에서 제1 패턴을 갖도록 발광소자를 발광시키고, 상기 복수의 그룹 중 상기 제1 그룹과 다른 제2 그룹에서 상기 제1 패턴과 다른 제2 패턴을 갖도록 발광소자를 발광시킬 수 있다.
다른 예로, 도 3b를 참조하면, 본 발명과 관련된 발광부(124)에는 복수의 발광소자가 기설정된 패턴을 형성하도록 배치될 수 있다. 이때, 상기 복수의 발광소자는, 각 그룹 별로 서로 다른 패턴을 형성하도록 배치될 수 있다.
예를 들어, 복수의 그룹 중 제1 그룹에 포함된 발광소자는 제1 패턴(Pa2)을 형성하도록 배치되고, 제2 그룹에 포함된 발광소자는 제2 패턴(Pa3)을 형성하도록 배치되며, 제3 그룹에 포함된 발광소자는 제3 패턴(Pa4)을 형성하도록 배치될 수 있다. 여기서 상기 제1 내지 제3 패턴을 서로 다를 수 있다.
이상에서는 그룹별로 발광소자가 특정 패턴을 형성하도록 배치되거나 제어되는 경우를 설명하였지만 이에 한정되지 않고, 발광부(124)에 포함된 복수의 발광소자 전체가 특정 패턴을 형성하도록 배치되거나 제어될 수 있다.
또한, 도 2a 내지 2c에서 설명한 것과 같이, 복수의 발광소자 중 카메라를 통해 수신되는 영상의 일부분에 대응하는 공간으로 방출하는 발광소자, 또는 복수의 그룹 중 상기 영상의 일부분에 대응하는 공간으로 방출하도록 형성된 그룹에 포함된 발광소자는, 도 3a와 3b에서 설명한 것과 같이, 기설정된 패턴으로 형성된(배치된) 적어도 두 개의 발광소자일 수 있다.
즉, 본 발명에서는 카메라를 통해 수신되는 영상 중 특정 부분에 대한 깊이 정보를 추출하는 경우, 발광부(124)에 포함된 복수의 발광소자(또는, 복수의 그룹) 중 상기 특정 부분에 대응하는 공간으로 빛을 방출하도록 형성된 발광소자(또는, 그룹에 포함된 발광소자)를 발광시킬 수 있다.
여기서, 상기 특정 부분에 대응하는 공간으로 빛을 방출하도록 형성된 발광소자는, 기설정된 패턴으로 형성(배치)될 수 있다. 이에 따라, 상기 특정 부분에 대응하는 공간에는, 발광부(124)에서 기설정된 패턴으로 형성된 발광소자에서 방출된 빛이 투사될 수 있다. 상기 공간으로 투사된 빛은 반사되어 이동 단말기로 되돌아올 수 있다.
이후, 본 발명에서는 상기 공간에서 반사되어 돌아오는 빛에 근거하여, 상기 특정 부분에 대한 깊이 정보를 추출할 수 있다.
이상에서 살펴본 것과 같은 구성요소들 중 적어도 하나를 구비하는 것이 가능한 본 발명의 이동 단말기는, 최적화된 방법으로 카메라를 통해 수신되는 영상에 대한 깊이 정보를 추출하기 위해, 발광부(124)에 포함된 복수의 발광소자를 그룹 단위로 제어할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광부를 제어하는 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 살펴 본다.
도 4는 본 발명의 제어 방법을 나타내는 흐름도이고, 도 5는 도 4에서 살펴본 제어 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
우선, 도 4를 참조하면, 본 발명에서는 카메라를 통해 영상을 수신한다(S410). 상기 카메라를 통해 수신된 영상은, 디스플레이부(151)에 출력될 수 있다. 상기 카메라는 사용자 요청에 근거하여 활성화될 수 있다.
예를 들어, 상기 카메라는 카메라와 관련된 애플리케이션이 실행되는 것에 근거하여 활성화될 수 있다.
이후, 본 발명에서는 상기 영상 중 일부분의 깊이 정보가 추출되는데 이용되도록, 발광부에 포함된 복수의 발광 소자 중 상기 일부분에 대응하는 공간으로 빛을 방출하는 발광소자를 발광시킨다(S420).
전술한 바와 같이, 이동 단말기에 구비된 발광부(124)에는 복수의 발광소자가 구비될 수 있다. 또한, 상기 복수의 발광소자는, 상기 카메라를 통해 수신되는 영상에 대응하는 공간으로 빛을 방출하도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 제어부(180)는, 도 5에 도시된 것과 같이, 카메라를 통해 수신되는 영상(300) 중 일부분을 선택(설정 또는 지정)할 수 있다. 상기 일부분은 사용자의 요청에 근거하여 선택될 수도 있고, 기설정된 조건을 만족하는 것에 근거하여 선택될 수도 있다.
예를 들어, 제어부(180)는 디스플레이부(151)에 카메라를 통해 수신되는 영상(300)이 출력된 상태에서, 상기 영상(300)에 터치가 가해지는 지점(영역, 부분)에 근거하여 상기 일 부분을 선택할 수 있다.
다른 예로, 제어부(180)는 카메라를 통해 수신되는 영상 중 기설정된 영역을 상기 일부분으로 선택할 수도 있다. 상기 기설정된 영역은 사용자에 의해 미리 설정된 영역을 의미할 수 있다.
또 다른 예로, 제어부(180)는 카메라를 통해 수신되는 영상 중 기설정된 범위 내의 깊이 정보를 갖는 영역을 상기 일부분으로 선택할 수 있다. 또는, 상기 영상이 발광부(124)에 구비된 복수의 그룹에 대응하도록 복수의 영역으로 구분된 경우, 상기 일부분은 상기 복수의 영역 중 상기 기설정된 범위 내의 깊이 정보를 갖는 영역을 포함하는 적어도 하나의 영역일 수 있다.
또한, 상기 일부분은 상기 영상이 촬영되거나 이동 단말기가 외력에 의해 움직이는 것에 근거하여 설정되거나 변경될 수 있다.
제어부(180)는 카메라를 통해 수신되는 영상 중 일부분(300a)이 선택되면, 발광부(124)에 구비된 복수의 발광소자 중 상기 일부분(300a)에 대응하는 공간(Sa)으로 빛을 방출하도록 형성된 발광소자(125a)를 발광시킬 수 있다.
다른 말로, 제어부(180)는, 상기 발광부(124)에 포함된 복수의 발광소자를 복수의 그룹으로 그룹화하고, 상기 복수의 그룹 중 상기 일부분(300a)에 대응하는 공간(Sa)으로 빛을 방출하도록 형성된 그룹에 포함된 발광소자(125a)를 발광시킬 수 있다.
상기 발광소자(125a)는, 기설정된 패턴을 형성하도록 배치될 수 있으며, 상기 일부분(300a)에 대응하는 공간 (Sa)에는, 상기 기설정된 패턴을 형성하도록 빛이 투사될 수 있다. 제어부(180)는 카메라 또는 감지부를 통해 상기 공간에서 반사되어 돌아오는 빛을 감지하고, 상기 감지 결과에 근거하여 상기 영상 중 일부분의 깊이 정보를 추출할 수 있다. 이와 같이, 기설정된 패턴을 형성하도록 배치된 빛을 이용하여 깊이 정보를 추출하는 구조광 방식에 대해서는 일반적인 기술이므로 구체적인 설명을 생략한다.
상술한 바와 같이, 발광부에 구비된 발광소자(또는 그룹)와, 카메라를 통해 수신되는 영상과 상기 영상에 대응하는 공간은 상호 대응하는 관계일 수 있다.
이러한 구성을 통해, 본 발명에서는 카메라를 통해 수신되는 영상 중 일 부분에 대한 깊이 정보를 추출하는 경우, 발광부에 구비된 복수의 발광소자를 전부 발광시키는 것이 아닌, 상기 일부분에 대응하는 공간으로 빛을 방출하도록 형성된 발광소자 일부만을 발광시킴으로써, 전력 소모를 줄일 수 있고, 피크(peak) 전력을 감소시킬 수 있다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 발광부를 제어하는 다양한 실시 예에 대하여 구체적으로 살펴본다.
도 6a, 6b 및 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광소자를 제어하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
발광부(124)에는 복수의 발광소자가 구비되고, 상기 복수의 발광소자는 복수의 그룹으로 그룹화될 수 있다.
이동 단말기의 제어부(180)는, 카메라를 통해 수신되는 영상(300) 중 일 부분에 해당하는 깊이 정보를 추출하는 경우, 상기 복수의 그룹 중 상기 일 부분에 대응하는 공간으로 빛을 방출하도록 형성된 그룹에 포함된 발광소자를 발광시킬 수 있다.
구체적으로, 제어부(180)는 상기 영상(300) 중 제1 부분의 깊이 정보를 추출하는 경우, 상기 복수의 그룹 중 상기 제1 부분에 대응하는 공간으로 빛을 방출하도록 형성된 제1 그룹에 포함된 발광소자를 발광시킬 수 있다. 또한, 제어부(180)는 상기 영상(300) 중 상기 제1 부분과 다른 제2 부분의 깊이 정보를 추출하는 경우, 상기 복수의 그룹 중 상기 제2 부분에 대응하는 공간으로 빛을 방출하도록 형성된 제2 그룹에 포함된 발광소자를 발광시킬 수 있다.
예를 들어, 도 6a에 도시된 것과 같이, 상기 카메라(121)를 통해 수신되는 영상(300)은, 복수의 영역으로 구분(구획)될 수 있다. 여기서, 상기 복수의 영역은, 발광부(124)에서 복수의 발광소자들이 그룹화된 복수의 그룹에 대응될 수 있다.
상기 영상(300) 중 제1 부분(또는, 상기 영상에 포함된 복수의 영역 중 제1 영역)(601a)의 깊이 정보를 추출하는 경우, 제어부(180)는 발광부(124)에 포함된 복수의 그룹 중 상기 제1 부분(601a)에 대응하는 공간으로 빛을 방출하도록 형성된 그룹(601b)에 포함된 발광소자를 발광시킬 수 있다.
다른 예로, 도 6b에 도시된 것과 같이, 상기 영상(300) 중 제2 부분(또는, 상기 영상에 포함된 복수의 영역 중 제2 영역)(602a)의 깊이 정보를 추출하는 경우, 제어부(180)는 발광부(124)에 포함된 복수의 그룹 중 상기 제2 부분(602a)에 대응하는 공간으로 빛을 방출하도록 형성된 그룹(602b)에 포함된 발광소자를 발광시킬 수 있다.
한편, 제어부(180)는 카메라를 통해 수신되는 영상(300)을 정지영상으로 촬영(캡쳐)하는 경우, 발광부(124)에 구비된 복수의 발광소자를 기설정된 방식으로 제어할 수 있다.
구체적으로, 제어부(180)는, 영상(300)을 정지영상으로 촬영하는 경우, 발광부(124)에 설정된 복수의 그룹을 기설정된 순서로 시간의 흐름에 따라 순차적으로 발광시킬 수 있다. 여기서, 상기 기설정된 순서는, 상기 영상(300)에 포함된 복수의 영역들이 시간의 흐름에 따라 정지영상으로 촬영되는 순서에 근거하여 결정될 수 있다.
예를 들어, 본 발명과 관련된 이동 단말기는, 카메라를 통해 수신되는 영상을 촬영(촬상, 캡쳐)할 수 있다. 상기 영상은, 사용자의 영상 촬영 명령에 근거하여, 촬영될 수 있다. 제어부(180)는 상기 영상 촬영 명령이 수신되면, 카메라에 구비된 셔터를 제어하여 상기 영상을 정지영상으로 촬영하고, 상기 촬영된 정지영상을 메모리(170, 도 1a 참조)에 저장할 수 있다.
이때, 제어부(180)는 상기 영상을 정지영상으로 촬영하기 위해, 상기 카메라에 구비된 셔터를 순차적으로 개폐시킬 수 있다. 예를 들어, 카메라(121)에 구비된 이미지 센서가 CMOS의 형태이면, 상기 셔터는 롤링 셔터(rolling shutter)일 수 있다.
상기 롤링 셔터를 이용한 촬영 방식, 카메라를 통해 수신되는 영상을 일 방향으로 스캔하면서 상기 영상을 촬영하는 방식일 수 있다. 상기 스캔은 행 또는 열 단위(하나의 라인에 해당하는 픽셀(또는 영역))로 순차적으로 수행될 수 있다.
예를 들어, 도 7에 도시된 것과 같이, 롤링 셔터를 이용하는 경우, 제어부(180)는 카메라(121)를 통해 수신되는 영상(700)을 일 방향(예를 들어, 위에서 아래 방향)으로 시간의 흐름에 따라 순차적으로 촬영할 수 있다. 이 경우, 상기 영상(700)은, 상기 일 방향에 근거하여, 상기 영상 중 가장 위에 배치된 제1 영역(700a)에서부터, 시간의 흐름에 따라 순차로 제2 영역(700b) 및 제3 영역(700c)에 대응하는 영상이 촬영될 수 있다. 이 경우, 제1 영역(700a)에 해당하는 영상이 가장 먼저 촬영되고, 제3 영역(700c)에 해당하는 영상은 가장 나중에 촬영될 수 있다.
제어부(180)는 상기 제1 내지 제3 영역에 해당하는 영상을 순차적으로 촬영하여, 카메라를 통해 수신되는 영상을 하나의 정지영상으로 촬영(생성, 저장)할 수 있다.
즉, 제어부(180)는 롤링 셔터의 특성에 따라, 제1 영역(700a), 제2 영역(700b) 및 제3 영역(700c)에 해당하는 영상을 시간의 흐름에 따라 순차로 촬영하는 경우, 상기 영상들이 촬영되는 순서에 대응되도록 복수의 발광소자를 발광시킬 수 있다.
예를 들어, 제어부(180)는, 도 7a 내지 7c에 도시된 것과 같이, 카메라를 통해 수신되는 영상(700) 중 제1 영역(700a)에 대응하는 제1 영상이 촬영되는 경우, 발광부(124)에 포함된 복수의 그룹 중 상기 제1 영상에 대응하는 공간으로 빛을 방출하도록 형성된 제1 그룹(126a)에 포함된 발광소자를 발광(1)시킬 수 있다.
이후, 상기 제1 영상에 대한 촬영이 수행된 후 상기 제2 영역(700b)에 대응하는 제2 영상에 대한 촬영이 수행되면, 상기 복수의 그룹 중 상기 제2 영상에 대응하는 공간으로 빛을 방출하도록 형성된 제2 그룹(126b)에 포함된 발광소자를 발광(1)시킬 수 있다.
상기 제1 영상에 대한 촬영이 완료되면, 제어부(180)는 상기 제1 영상에 대응하는 공간으로 빛을 방출하도록 형성된 제1 그룹(126a)에 포함된 발광소자를 오프(off)(0)시킬 수 있다.
이후, 상기 제2 영상에 대한 촬영이 수행된 후, 상기 제3 영역(700c)에 대응하는 제3 영상에 대한 촬영이 수행되면, 상기 복수의 그룹 중 상기 제3 영상에 대응하는 공간으로 빛을 방출하도록 형성된 제3 그룹(126c)에 포함된 발광소자를 발광(1)시킬 수 있다.
상기 제2 영상에 대한 촬영이 완료되면, 제어부(180)는 상기 제2 영상에 대응하는 공간으로 빛을 방출하도록 형성된 제2 그룹(126b)에 포함된 발광소자를 오프(off)(0)시킬 수 있다.
도 7c에 도시된 것과 같이, 상기 제1 및 제2 그룹(126a, 126b)에 포함된 발광소자는 일정 시간 중첩되어 발광될 수도 있고, 중첩되지 않고 순차로 발광될 수도 있다. 상기 제2 및 제3 그룹(126b, 126c)에 포함된 발광소자도 마찬가지다.
상술한 바와 같이, 제어부(180)는 카메라를 통해 수신되는 영상을 정지영상으로 촬영하는 경우, 롤링 셔터의 특성에 따라, 상기 영상에 포함된 복수의 영역을 기설정된 순서로 시간의 흐름에 따라 순차로 촬영할 수 있다. 이 경우, 제어부(180)는 상기 복수의 영역에 대응되도록 그룹화된, 발광부(124)에 포함된 복수의 그룹을 상기 기설정된 순서로 시간의 흐름에 따라 순차로 발광시킬 수 있다. 상기 발광부(124)에 포함된 복수의 그룹을 발광시킨다는 것은, 상기 복수의 그룹에 포함된 발광소자를 발광시킨다는 것으로 이해되어야 한다.
상기 기설정된 순서는, 상기 영상에 포함된 복수의 영역들이 시간의 흐름에 따라 정지영상으로 촬영되는 순서일 수 있다.
이와 같이, 제어부(180)는 상기 영상 중 특정 시점에 촬영되는 영역과 상기 영역에 대응하는 공간으로 빛을 방출하도록 형성된 그룹을 동기화시킬 수 있다.
제어부(180)는 기설정된 패턴으로 형성된 발광소자에서 방출된 빛이 투사된 상태에서 상기 영상을 정지영상으로 촬영할 수 있다. 이에 따라, 제어부(180)는 상기 촬영된 정지영상에 근거하여 깊이 정보를 추출할 수 있다.
이러한 구성을 통해, 본 발명에서는 영상을 촬영하는 경우, 깊이 정보를 추출하는 데 이용되는 발광소자를 발광시키기 위한 피크 전력을 낮출 수 있다. 본 발명에서는 상기 피크 전력을 낮춤으로써, 피크 전력의 높이기 위한 복잡한 구성을 구비하지 않고도, 최적화된 방식으로 영상의 깊이 정보를 추출하거나 영상을 촬영할 수 있는 제어 방법을 제공할 수 있다.
한편, 이동 단말기는, 카메라와 관련된 동작 모드에 근거하여, 서로 다른 방식으로 발광부를 제어할 수 있다.
구체적으로, 제어부(180)는 카메라와 관련된 제1 동작 모드인 경우, 상기 발광부에 포함된 복수의 그룹(또는, 상기 복수의 그룹에 포함된 발광소자)을 제1 방식으로 제어할 수 있다. 또한, 제어부(180)는 상기 제1 동작 모드와 다른 상기 카메라와 관련된 제2 동작 모드인 경우, 상기 발광부에 포함된 복수의 그룹을 상기 제1 방식과 다른 제2 방식으로 제어할 수 있다.
이하에서는, 카메라와 관련된 동작 모드별로 발광부가 서로 다르게 제어되는 다양한 실시 예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 8은 복수의 발광소자의 발광 정도를 조절하는 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 9는 도 8의 제어 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 10과 12는 카메라와 관련된 동작 모드에 따라 서로 다른 방식으로 발광부를 제어하는 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 11과 13은 각각, 상기 도 10과 12의 제어 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
우선, 카메라와 관련된 동작 모드는 다양한 동작 모드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 카메라와 관련된 동작 모드는, 복수의 발광소자의 발광 정도를 조절(조정, 설정, 또는 결정)하는 제1 모드, 특정 영역에 해당하는 깊이 정보만을 추출하는 제2 모드, 이동 단말기를 이동시켜 카메라를 통해 수신되는 영상에 대응하는 특정 공간보다 넓은 공간에 대한 촬영을 수행하는 제3 모드 등을 포함할 수 있다.
도 8과 9를 참조하여, 복수의 발광소자의 발광 정도를 조절하는 제1 모드에 대하여 설명한다.
상기 복수의 발광소자의 발광 정도를 조절하는 제1 모드는, 초기 설정 모드 등으로 명명될 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 제1 모드에서, 발광부(124)에 포함된 복수의 발광소자를 발광시킨다(S810). 상기 복수의 발광소자는 기설정된 빛의 밝기(세기)로 빛을 방출할 수 있다.
상기 복수의 발광소자에서 방출된 빛은, 카메라를 통해 수신되는 영상에 대응하는 공간으로 투사될 수 있다. 상기 공간으로 투사된 빛은, 상기 공간에 존재하는 피사체에 의해 반사된 후 이동 단말기로 돌아올 수 있다.
상기 복수의 발광소자가 발광됨에 따라, 제어부(180)는 상기 복수의 발광소자에서 방출된 빛이 피사체에 반사되어 돌아온 빛의 밝기(세기)를 감지할 수 있다(S820).
이후, 상기 감지 결과에 근거하여, 복수의 발광소자 각각의 발광 정도를 조절한다(S830).
도 2c에서 설명한 것과 같이, 발광부(124)에는 렌즈(127)가 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광부는, 상기 복수의 발광소자에서 방출된 빛을 굴절시키는 렌즈(127)를 포함할 수 있다.
제어부(180)는, 상기 렌즈(127)를 통과한 후 물체에 반사되어 돌아온 빛의 밝기에 근거하여, 상기 복수의 발광 소자의 발광 정도를 조절할 수 있다.
구체적으로, 상기 반사되어 돌아온 빛의 밝기(세기)는, 상기 렌즈(127)에 의해 굴절/확산되는 것, 산란, 구면수차, 상기 물체에 대한 흡수율, 또는 빛의 이동 거리 등에 근거하여, 상기 복수의 발광소자에서 방출된 빛의 세기와 달라질 수 있다.
이로 인해, 카메라를 통해 수신되는 영상에 포함된 제1 영역과 상기 제1 영역과 다른 제2 영역에서 감지되는 빛의 세기는 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 영역이 중앙 부분이고, 상기 제2 영역이 외곽 부분이면, 상기 제1 영역에서 감지되는 빛의 세기는 상기 제2 영역에서 감지되는 빛의 세기보다 클 수 있다.
예를 들어, 도 9에 도시된 것과 같이, 디스플레이부에 표시된 영상(900) 중 제1 영역(910a)에 해당하는 빛의 밝기는, 상기 제1 영역과 다른 제2 영역(910b)에 해당하는 빛의 밝기보다 밝을 수 있다.
이 경우, 제어부(180)는 상기 제1 영역(910a)에 해당하는 공간으로 빛을 방출하도록 형성된 발광소자(920a)들의 발광 정도를 낮추거나 상기 제2 영역(910b)에 해당하는 공간으로 빛을 방출하도록 형성된 발광소자(920b)들의 발광 정도를 높일 수 있다. 즉, 제어부(180)는 카메라를 통해 수신되는 영상(900) 전체에 대하여 기설정된 범위 이내의 빛의 밝기가 감지되도록(예를 들어, 균등한 빛의 밝기가 감지되도록) 발광부를 제어할 수 있다.
이러한 구성을 통해, 본 발명에서는 카메라를 통해 수신되는 영상에서 기설정된 범위 내의 빛의 밝기가 감지되도록 복수의 발광소자를 조절할 수 있는 제어 방법을 제공할 수 있다. 즉, 이러한 구성을 통해 발광부에 구비된 복수의 발광소자의 균일성(uniformity)을 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 도 10과 11을 참조하여, 특정 영역에 해당하는 깊이 정보만을 추출하는 제2 모드에 대하여 설명한다.
도 10을 참조하면, 상기 제2 모드에서, 카메라를 통해 영상을 수신한다(S1010).
이후, 상기 수신된 영상에서 기설정된 범위 내의 깊이 정보를 갖는 영역을 추출한다(S1020). 구체적으로, 제어부(180)는 카메라를 통해 영상이 수신되면, 상기 영상에 대한 깊이 정보를 추출할 수 있다.
이러한 깊이 정보는, 일 예로, 스테레오 비전 방식, 구조광 방식 또는 ToF 방식 중 적어도 하나에 근거하여 추출될 수 있다.
제어부(180)는 상기 영상에서 기설정된 범위 내의 깊이 정보를 갖는 영역을 추출할 수 있다. 예를 들어, 상기 기설정된 범위 내의 깊이 정보는, 카메라와 대상 피사체 사이의 거리가 특정 거리 범위 내에 대응하는 깊이 정보일 수 있다. 상기 대상 피사체는 깊이 정보를 추출하고자 하는 피사체를 의미할 수 있다.
한편, 제어부(180)는 상기 영상 중 기설정된 영역에 대응하는 영상의 깊이 정보를 기준으로 상기 기설정된 범위를 설정할 수 있다. 구체적으로, 상기 기설정된 범위 내의 깊이 정보를 갖는 영역은, 상기 영상 중 기설정된 영역에 대응하는 영상의 깊이 정보를 기준으로 추출될 수 있다.
예를 들어, 상기 기설정된 영역은, 카메라를 통해 수신되는 영상 중 중앙 부분일 수 있다. 디스플레이부(151)에는 상기 기설정된 영역을 알리기 위한 인디케이터(indicator)가 표시될 수 있다.
제어부(180)는 상기 중앙 부분에 해당하는 깊이 정보를 추출하고, 상기 추출된 깊이 정보를 기준으로 기설정된 범위를 설정할 수 있다. 이는, 대상 피사체에 대응하는 영상의 깊이 정보를 추출하기 위함이다.
이후, 제어부(180)는 카메라를 통해 수신되는 영상 중 상기 기설정된 범위 내의 깊이 정보를 갖는 영역을 설정할 수 있다. 상기 설정된 영역은 대상 피사체에 해당하는 영상을 포함하는 영역일 수 있다. 또한, 카메라를 통해 수신되는 영상 중 상기 설정된 영역 이외의 영역은 배경 영역일 수 있다.
도 11a를 참조하면, 제어부(180)는 카메라를 통해 수신되는 영상(300)에서, 기설정된 범위 내의 깊이 정보를 갖는 영역(1110)을 추출할 수 있다. 상기 영역(1110)은 상기 영상에 포함된 복수의 영역 중 대상 피사체에 해당하는 이미지(영상)가 포함된 영역일 수 있다.
이후, 본 발명에서는 발광부에 구비된 복수의 발광소자 중 상기 추출된 영역에 대응하는 공간으로 빛이 방출되도록 형성된 발광소자를 발광시킨다(S1030).
구체적으로, 제어부(180)는 복수의 발광소자 중 상기 추출된 영역에 대응하는 공간으로 빛이 방출되도록 형성된 발광소자만을 발광시키고, 상기 추출된 영역 이외의 영역에 대응하는 공간으로 빛이 방출되도록 형성된 발광소자는 오프(off)시킬 수 있다.
예를 들어, 도 11b에 도시된 바와 같이, 제어부(180)는 발광부(124)에 포함된 복수의 발광소자(또는 복수의 그룹) 중 상기 추출된 영역(1110)에 대응하는 공간으로 빛을 방출하도록 형성된 발광소자(또는 그룹)(1120)만을 발광시킬 수 있다. 이 경우, 상기 복수의 발광소자 중 나머지 발광소자는 오프될 수 있다.
즉, 본 발명에서는 대상 피사체에만 빛이 투사되고, 대상 피사체 이외의 배경 공간으로는 빛이 투사되지 않도록 발광부를 제어함으로써, 전력 소모를 방지할 수 있다.
이하에서는, 도 12와 13을 참조하여, 이동 단말기를 이동시켜 카메라를 통해 수신되는 영상에 대응하는 특정 공간보다 넓은 공간에 대한 촬영을 수행하는 제3 모드에 대하여 설명한다.
이동 단말기에 구비된 센싱부(140, 도 1a 참조)는 이동 단말기의 움직임을 센싱할 수 있다. 상기 제3 모드에서, 상기 센싱부를 통해 이동 단말기의 움직임을 센싱한다(S1210).
제어부(180)는 센싱 결과에 근거하여, 상기 움직임의 속도, 방향 등을 판단할 수 있다.
이후, 상기 움직임의 속도 또는 방향 중 적어도 하나에 근거하여, 발광부에 포함된 복수의 발광소자(또는 복수의 그룹) 중 빛을 방출하는 발광소자(또는 그룹)를 결정한다(S1220).
구체적으로, 제어부(180)는 상기 움직임에 의해 상기 카메라로 새로운 영상을 수신할 수 있다. 이 경우, 제어부(180)는 상기 발광부(124)에 포함된 복수의 그룹 중 상기 새로운 영상에 대응하는 공간으로 빛을 방출하도록 형성된 그룹에 포함된 발광소자를 발광시킬 수 있다. 이때, 상기 새로운 영상에 대응하는 공간으로 빛을 방출하도록 형성된 그룹(또는 발광소자)은, 상기 움직임의 속도 또는 방향 중 적어도 하나에 근거하여 결정될 수 있다.
예를 들어, 도 13에 도시된 바와 같이, 디스플레이부(151)에는 카메라를 통해 수신되는 영상(300b)이 출력될 수 있다. 상기 영상(300b)은, 전술한 방식 중 적어도 하나의 방식을 통해 깊이 정보가 추출될 수 있다.
이후, 외력에 의해 이동 단말기가 움직여지면, 카메라는 상기 영상(300b)과 다른 새로운 영상(300c)을 수신할 수 있다. 이 경우, 제어부(180)는 상기 움직임의 속도 및/또는 방향에 근거하여, 발광부(124)에 포함된 복수의 발광소자(또는 복수의 그룹) 중 상기 새로운 영상(300c)에 대응하는 공간으로 빛을 방출하도록 형성된 발광소자(또는 그룹)를 발광시킬 수 있다. 이후, 제어부(180)는 상기 새로운 영상에 대한 깊이 정보를 추출할 수 있다.
이러한 구성을 통해, 이동 단말기의 움직임에 의해 새롭게 수신되는 영상에 대응하는 공간으로만 발광소자를 발광시킴으로써, 이미 깊이 정보가 추출된 영상에 대응하는 공간으로의 발광을 제한하여 전력 소모를 줄일 수 있다.
도 8 내지 13에서 설명한 실시 예는, 적어도 두 개 이상의 방식이 조합되어 구현될 수도 있다.
이하에서는, 발광소자를 발광시키기 위한 피크 전류를 낮추는 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광부에 구비된 복수의 발광소자를 제어하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
상술한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 이동 단말기는, 피크 전력(전류)을 낮추도록 발광부(124)에 포함된 복수의 발광소자를 제어할 수 있다.
상기 피크 전력은, 적어도 하나의 발광소자를 함께(동시에) 발광시키기 위한 전력을 의미한다.
예를 들어, 하나의 발광소자를 발광시키는데 a[W]의 전력이 필요하며, n개의 발광소자를 발광시키는 경우, 피크 전력은 a*n[W]일 수 있다.
이러한 피크 전력을 높이기 위해서는, 복잡한 구성요소들이 구비되어야 한다. 이로 인해, 이동 단말기의 제품 단가가 올라가며, 부피가 커지고, 무게도 증가한다.
이동 단말기는, 발광부에 구비된 복수의 발광소자를 기설정된 시간 내에 순차로 발광시킴으로써, 피크 전력을 낮출 수 있다.
예를 들어, 도 14에 도시된 바와 같이, 발광부(124)에 구비된 n개의 발광소자(125)(또는, 복수의 그룹 중 어느 하나(1400)에 구비된 n개의 발광소자)를 발광시키는 경우, 제어부(180)는 상기 n개의 발광소자(125)를 기설정된 순서에 따라 순차로 발광시킬 수 있다. 이때, 제어부(180)는 상기 n개의 발광소자가 중첩되는 시간 없이 순차로 번갈아가며 발광되도록 상기 n개의 발광소자를 제어할 수 있다.
상기 n개의 발광소자는, 전술한 바와 같이, 카메라를 통해 수신되는 영상의 일부분에 해당하는 공간으로 빛을 방출하도록 형성된 발광소자이거나 복수의 그룹 중 영상의 일부분에 해당하는 공간으로 빛을 방출하도록 형성된 그룹에 포함된 발광소자일 수 있다. 또한, 상기 n개의 발광소자는 기설정된 패턴으로 형성(배치)될 수 있다.
상기 기설정된 시간은, 사용자 설정에 의해 결정될 수 있으며, 사용자의 시각에 의해 인지하지 못할 정도로 짧은 시간인 것이 바람직하다. 이는, 상기 복수의 발광소자(n개의 발광소자)를 기설정된 시간 이내에 순차로 발광시키더라도 상기 복수의 발광소자를 함께 발광시킬 때의 빛의 세기에 준하도록 빛을 방출하기 위함이다.
이러한 구성을 통해, n개의 발광소자를 함께 발광시킬 때보다 피크 전력을 1/n으로 줄일 수 있다.
상술한 바와 같이, 카메라를 통해 수신되는 영상 중 일부분(사용자에 의해 설정된 영역 또는 기설정된 영역)에 대응하는 공간으로만 빛을 방출함으로써, 최적화된 방법으로 상기 영상 중 일부분의 깊이 정보를 추출할 수 있는 제어 방법을 제공할 수 있다.
또한, 카메라를 통해 수신되는 영상의 깊이 정보를 추출할 때, 발광소자의 전력을 최소화하면서 동시에 깊이 정보의 추출 성공률을 향상시킬 수 있다.
이상 상기에서는 단말기를 통한 발광소자와 그 제어방법에 대하여 설명하였다.
이하에서는 전술한 발광소자와 적어도 하나의 센서를 이용하여 단말기에서 이미지 데이터를 획득하고 획득된 이미지의 처리 방법에 대하여 설명한다.
여기서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말기는, 카메라, 복수의 발광소자를 포함하고, 상기 카메라를 통해 수신되는 영상에 대응하는 공간을 향해 빛을 방출하도록 형성되는 발광부, 픽셀 기반의 데이터를 센싱하는 제1 센서, 및 상기 영상 중 일부분의 깊이 정보가 추출되는데 이용되도록, 상기 복수의 발광소자 중 상기 일부분에 대응하는 공간으로 정해진 시간 또는 인터벌에 따라 빛을 방출하도록 발광소자를 제어하고, 상기 발광소자의 빛 방출 시간 또는 인터벌에 따라 활성화되어 픽셀 데이터를 센싱하도록 상기 제1 센서를 제어하는 제어부를 포함한다.
이하에서 상기 발광부 또는 발광소자(이하 발광소자)는 세그멘트디드(segmented) 조명이라고도 하는데, 전술한 도 1 내지 14에서 주로 설명한 공간 제어의 개념에 시간 제어의 개념도 포함한다. 예를 들어, 상기 발광소자에 대한 시간 제어는 본 발명에 따라 연동될 적어도 하나의 센서와의 동기 또는 고속 동기에 따라 결정된다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
한편, 상기 제1 센서는 예를 들어, 비동기 방식의 센서(asynchronous sensor)를 의미한다. 따라서, 본 발명에 따른 단말기는 이러한 비동기 방식의 센서와 발광소자의 조합을 통해 후술할 도 16과 같은 환경에서도 카메라를 통해 또는 카메라의 프리뷰 이미지로부터 피사체(또는 오브젝트) 감지, 상기 피사체의 움직임에 따른 트랙킹(tracking) 등에 관한 데이터 획득, 처리 등을 수행하는데, 이에 대한 상세 설명 역시 후술한다.
본 발명의 발광소자와 적어도 하나의 센서를 포함한 단말기는, 상기 발광소자와 적어도 하나의 센서의 고속 동기를 제어하여, 전력, 센싱, 시스템 등의 효율을 극대화할 수 있다. 예컨대, 상기 발광소자에서 특정 파장의 빛을 발광하여 특정 영역을 조사하면, 상기 비동기 방식 센서는 상기 발광소자에서 조사되는 특정 파장의 빛을 포함하여 수광하고, 그 변화 즉, 이벤트(event)를 감지하여 피사체 감지, 감지된 피사체의 움직임 트랙킹 등 다양한 데이터를 획득, 처리 등을 할 수 있다. 특히, 본 발명은 후술할 도 16a 내지 16c와 같은 환경에서도 종래 알고리즘의 문제를 해결할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 야간 촬영을 위한 단말기, 고속 촬영이 필요한 차량이나 CCTV 등 다양한 단말기에서 이용 가능하다.
관련하여, 종래 비동기 방식의 센서는, 주로 밝기 변화 측정에 이용되는데 상기 밝기 변화와 관련하여, 밤(night), 조명이 없거나 꺼진 곳 등과 같이 밝기 변화 측정을 하지 않거나 어려운 곳에서는 피사체 감지에 문제가 있을 수 있다.
또한, 종래 조명 즉, 발광소자는 모든 영역 또는 모든 픽셀에 대하여 빛을 조사하는 프레임 방식이 주로 이용되어 획득되는 데이터 용량이 크고 그로 인해 데이터 처리 소요 시간이 많아 데이터 처리 속도도 느리고 저장 공간의 문제, 소모 전력 등 전체적인 시스템 효율이 낮은 문제점이 있었다.
따라서, 본 명세서에서는 전술한 도 1 내지 14를 통해 종래 발광소자의 문제점을 개선한 세그멘티드 조명을 통해 공간의 효율을 높인 발광소자와, 비동기 방식의 센서와 상기 발광소자의 시간적 동기까지 조합하여 활용함으로써, 전술한 비동기 방식의 센서와 종래 발광소자 각각의 문제점을 해소하면서, 이벤트 기반으로 필요한(또는 의도한) 시점에 필요한 공간에만 빛을 조사하고 필요 최소의 데이터만을 비동기 센서를 통해 획득하여, 저용량 데이터만으로 고속 처리가 가능하고 소모전력을 최소화하면서 저장 공간도 효율적으로 이용할 수 있어, 전체적인 시스템의 효율을 개선 내지 극대화할 수 있다.
본 발명은 발광소자와 비동기 센서 조합의 공간 및 시간 제어를 이용하여 특히, 피사체 감지(센싱, 식별 등)가 어렵거나 오인 가능성이 높은 환경에서도 원하는 또는 의도한 피사체를 정확하게 감지하고, 상기 감지된 피사체에 대한 거리 정보, 속도 정보 등을 획득하여 단말기에서 이를 처리하는 방법에 대한 것이다.
또한, 본 발명은 도 22에 도시된 바와 같이, 구성된 단말기를 통해, 비동기 센서 외에도 프레임 기반의 일반 센서, 흑백 또는 컬러의 고해상도 센서 등 중 적어도 하나 이상의 다른 센서를 동기화하여 더 이용함으로써 더욱 다양하고 정확한 정보를 획득, 처리, 또는 활용할 수 있다.
본 발명에서는 전술한 바와 같이, 하나 또는 그 이상의 센서를 활용하는데 특히, 프레임 기반의 일반 센서만을 이용하는 경우에 비하여 비동기 방식의 센서를 활용함으로써 상대적으로 실시간 정보 처리가 가능하고, 획득되는 데이터가 상대적으로 저용량이기 때문에 저전력과 고속 처리를 구현할 수 있다.
한편, 조명 즉, 발광소자와 관련하여, 전술한 도 1 내지 14에서 도시되고 설명된 실시 예를 참조할 수 있다.
도 15는 본 발명과 관련된 센서를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 15a는 프레임 기반 센서를 도시한 것으로 통상 이러한 프레임 기반 센서를 일반 센서라고 한다. 이러한 프레임 기반 센서에 의하면, 모든 픽셀 즉, 프레임 단위의 정보를 획득한다. 반면, 도 15b는 이벤트 기반 센서를 도시한 것으로, 이러한 이벤트 기반 센서는 전술한 프레임 기반 센서와 다르게 모든 픽셀이 아니라 특정 픽셀(들)(예를 들어, 이벤트가 발생한 픽셀(들))에 대한 정보만을 픽셀 단위로 획득한다. 여기서, 이러한 이벤트 기반 센서의 하나로 비동기 방식의 센서를 예로 들 수 있다. 다시 말해, 비동기 방식 센서는 픽셀에 변화가 발생할 때마다 또는/및 변화된 픽셀에 대한 정보만을 획득한다.
통상 이미지 센서는 프레임 단위로 화면 전체의 이미지 데이터를 추출하지만, 이와 달리 본 발명과 관련된 비동기 방식은 픽셀 단위로 이미지 데이터를 추출한다. 다시 말해, 이벤트가 발생할 때마다 픽셀 정보를 업데이트하는 방식 또는 이벤트가 발생한 픽셀 정보만을 업데이트하는 방식을 비동기 방식이라 한다.
이러한 비동기 방식은, 저용량, 저전력, 고속 처리 등이 가능하다는 장점이 있다. 이는 예를 들어, 프레임 기반 센서는 화면 전체 즉, 프레임 단위로 데이터를 업데이트하는 것에 반해, 비동기 방식 센서는 변화가 있는 경우에만 또는 변화가 있는 픽셀에 대해서만 포토다이오드를 충전하기 때문이다. 또한, 동일한 이유로 고속 처리가 가능하다. 따라서, 자동차와 같이 움직이는 피사체의 촬영 등에 더욱 효과적일 수 있다.
한편, 이러한 비동기 센서로는, 픽셀 기준인 다이내믹 비전 센서(dynamic vision sensor, 동적 시각 인식 센서), 휴먼-아이 센서(human-eye sensor), 이벤트 기반의 뉴로모픽 센서(nuromorphic sensor, 뇌 신경형 센서), 어드레스드 레프리젠터티브 센서(addressed representative sensor) 등이 이용될 수 있다. 다만, 설명의 편의상 본 명세서에서는 휴먼-아이 센서를 예로 하여 설명한다. 한편, 비동기 방식 센서의 타입 내지 종류에 대해서는 이미 공지된 내용을 참고하고, 여기서 그에 관한 별도의 상세 설명은 생략한다.
도 16은 본 발명과 관련된 비동기 방식 센서를 이용한 피사체 감지의 예시를 도시한 도면이다.
도 16a는 야간 또는 암실과 같이 조명이 없거나 꺼진 공간에 대한 비동기 센서를 통한 센싱을 설명하기 위한 예시이고, 도 16b는 배경과 피사체의 밝기 예컨대, 그 컬러가 유사한 경우에 비동기 센서를 통한 센싱을 설명하기 위한 예시이고, 도 16c는 햇빛과 같은 주변광으로 인해 피사체와 함께 상기 피사체의 그림자 등이 생기는 경우의 비동기 센서를 통한 센싱을 설명하기 위한 예시이다.
전술한 바와 같이, 비동기 센서는 기본적으로 밝기 변화에 기초하여 센싱하여 피사체를 감지하고 감지된 피사체의 데이터를 획득한다. 다만, 도 16a 내지 16c를 참조하여, 이러한 비동기 방식 센서를 통한 피사체 감지 결과를 설명하면, 다음과 같다.
도 16a는 상술한 바와 같이, 야간이나 암실과 같이 조명이 없거나 조명이 꺼져 있는 공간이 도시되었고, 이러한 공간에서는 밝기 변화가 거의 없거나 미미하다. 따라서, 이와 같이 밝기의 변화가 전혀 없거나 충분하지 않은 공간을 비동기 방식 센서를 이용하여 센싱하더라도, 상기 비동기 방식 센서를 통하여 피사체를 감지하거나 상기 피사체의 움직임을 감지하는 것은 매우 어렵다. 또한, 이러한 공간에서 획득되는 비동기 방식 센서의 센서 데이터는 신뢰하기 어렵다.
도 16b는 전술한 도 16a와 같이 야간이나 암실은 아니고, 실내이고 조명도 있는 공간을 도시하고 있다. 다만, 도 16b를 참조하면, 피사체와 상기 피사체와 중복된 공간 영역에 위치한 배경은, 그 컬러가 서로 동일 또는 유사한 컬러이다. 따라서, 이와 같은 경우에는, 밝기의 변화가 있더라도 상기 피사체와 배경이 동일하게 영향을 받기 때문에, 비동기 방식 센서를 이용하는 경우에는 여전히 상기 피사체를 배경으로부터 구분하여 감지하거나 상기 피사체의 움직임을 감지하는 것은 어렵다.
한편, 도 16b에서는 비록 상기 피사체와 배경이 서로 공간적으로 중복 영역에 위치한 경우를 예로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 피사체의 일부만이 그 컬러가 유사한 배경과 공간적으로 중복되거나 중복되지 않더라도 도 16b에 도시된 예시와 유사하게 상기 피사체를 공간으로부터 정확하게 감지 및 그 움직임을 감지하고 관련 데이터를 획득하는 것이 어렵거나 오류를 포함할 수 있다.
또한, 최초 피사체와 배경은 서로 공간적으로 중복되지 않는 영역에 위치하였으나, 상기 피사체의 움직임에 따라 결국, 도 16b와 같이 공간적으로 중복되면, 비동기 방식 센서는 상기 중복 공간 영역에 대한 피사체를 배경으로부터 감지할 수 없을 수 있다. 이후 만약 피사체가 다시 그 움직임에 따라 배경과는 중복되지 않는 공간에 위치하면, 비동기 방식 센서는 다시 상기 피사체를 감지하고 그 센싱 데이터는 획득할 수 있다. 다만, 이를 전체적으로 보면, 피사체의 감지 및 그 센싱 데이터는 불연속적인 데이터를 가지거나 그로부터 그 중복 이전과 이후의 데이터까지 영향을 미쳐 신뢰도에 영향을 줄 수 있다.
도 16c는, 전술한 도 16a와 같이 야간이나 암실이 아니며 도 16b와 같이 배경 컬러와의 유사성 등에 따른 문제도 없다. 다만, 도 16c에서는 야외에서 햇빛과 같이 주변광의 영향으로 피사체 주변에 상기 피사체의 그림자가 발생한 것을 알 수 있다. 도 16c에서 비동기 방식 센서는 전술한 도 16a나 16b와 달리, 감지된 피사체 또는 피사체의 움직임에 대한 센싱이 가능하다. 다만, 도 16c의 비동기 방식 센서의 센싱 데이터는 상기 피사체만이 아니라 상기 주변광으로 인해 발생한 피사체의 그림자 센싱 데이터가 포함될 수 있다. 따라서, 도 16c의 비동기 센서의 센싱 데이터에 기초하여 피사체의 크기, 접근 정도 등을 판단하는 경우에는 오류가 발생할 수 있다. 왜냐하면, 비동기 센서를 통해 센싱하는 경우, 상기 피사체와 그림자를 구분하기 어렵기 때문이다. 한편, 도 16c에서는 비록 주변광이 햇빛인 야외를 예로 하였으나, 형광등이나 기타 조명 등이 주변광으로 존재하는 실내 공간에서도 유사한 상황이 발생할 수 있다. 예컨대, 주변광으로 형광등이 있는 공간에서도 피사체의 그림자가 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 경우에도 역시 비동기 방식 센서의 센싱 데이터를 완전히 신뢰하기에는 무리가 있을 수 있다.
전술한 도 16a 내지 16c와 같은 환경에서, 단지 비동기 센서만으로는 밝기 변화를 통한 센싱 한계가 있어, 오류가 있거나 오류가 포함될 가능성이 있다. 따라서, 단말기를 통해 획득된 데이터 또는 상기 획득된 데이터에 기초한 응답이나 동작은, 사용자가 의도하지 않은 결과 내지 오동작일 수 있다.
이하 본 발명에서는 이러한 상황에서도 비동기 방식 센서와 그로부터 센싱된 데이터의 신뢰성을 높이고자 한다. 다만, 본 명세서에서는 비동기 방식 센서의 신뢰성을 높이고자 전술한 도 1 내지 14에 따른 세그멘티드 조명과의 조합 및 동기화 방법을 일 예로 이용하고자 한다. 이를 통해 특히, 전술한 바와 같이 밝기 변화 감지가 어렵거나 불가능한 상황에서도 세그멘티드 조명과 비동기 방식 센서의 조합, 공간 제어 및 시간 제어 또는 동기화를 통해 피사체 또는/및 상기 피사체의 움직임을 감지하고 감지된 피사체에 대한 센싱 데이터를 획득하여 이용할 수 있다.
첨부된 도면을 참조하여, 이를 더욱 상세하게 설명하면, 다음과 같다.
도 17은 본 발명과 관련하여 단말기(또는 카메라)를 통한 피사체 감지 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 17a는, 피사체를 비동기 방식 센서만이 포함된 카메라를 통해 촬영하는 경우를 도시한 것이고, 도 17b는 본 발명에 따라 피사체를 세그멘티드 조명 즉, 발광소자와 비동기 방식 센서가 포함된 카메라를 통해 촬영하는 경우를 도시한 것이다.
도 17a를 참조하면, 비동기 방식 센서가 포함된 카메라(1720)를 통해 피사체(1710)를 촬영하면, 획득되는 이미지 데이터(1730)와 비동기 방식 센서를 통해 획득되는 데이터(1740)로부터 상기 피사체(1710)를 정확하게 감지하기 어렵다. 왜냐하면, 도 17a에서는 밝기 변화를 감지하기 어렵기 때문이다.
반면, 도 17b와 같이, 세그멘티드 조명(1760)을 통한 공간 제어와 비동기 방식 센서가 구비된 카메라(1770)를 시간 제어(동기화)에 기초하여 피사체(1750)를 촬영하면, 전술한 도 17a에 비해서는 상대적으로 선명한 이미지 데이터(1780)를 획득할 수 있다. 또한, 도 17a와 달리, 세그멘티드 조명을 통하여 피사체가 포함된 공간상에 밝기 변화를 주기때문에 도 17b에서는 비동기 방식 센서를 통해 피사체에 대한 정보(1790)가 다름을 알 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광부와 센서가 포함된 이미지 데이터 처리부의 구성 블록도이고, 도 22는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광부와 센서가 포함된 이미지 데이터 처리부의 구성 블록도이다.
도 18과 22는 발광부와 적어도 하나의 센서를 포함한 이미지 데이터 처리부를 도시하였다. 이러한 이미지 데이터 처리부는 단말기 자체 또는 단말기의 일 구성일 수 있다. 또한, 도 18과 22의 이미지 데이터 처리부의 구성은 단말기와는 별도의 모듈로 구성되어 상기 단말기에 탈착 가능한 형태로 구현될 수도 있다. 다만, 편의상 도 18과 22의 구성은 단말기의 일 구성으로 설명한다. 한편, 도 18과 22에 도시된 이미지 데이터 처리부는 편의상 본 발명에 따른 이미지 데이터 획득, 처리 등과 관련된 구성만을 도시하고 설명하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 시스템에 따라 도시된 구성에서 일부 구성이 생략되거나 더 추가될 수도 있다.
도 18을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광부와 제1 센서를 포함한 이미지 데이터 처리부의 구성 블록도를 설명하면, 다음과 같다.
도 18을 참조하면, 이미지 데이터 처리부는, 발광부(1810), 제1 센서(1820), 및 프로세서(1830)를 포함한다. 여기서, 상기 프로세서(1830)는 발광부(1810)와 제1 센서(1820)에 따른 데이터를 애플리케이션 보드(1840)로 전달한다. 그리고 상기 애플리케이션 보드(1840) 역시 구현 예에 따라서는 이미지 데이터 처리부의 일 구성일 수 있다. 그 밖에, 상기 프로세서(1830)는 도 1에 도시된 단말기의 제어부(180)와 동일 구성일 수도 있고 아닐 수도 있다.
도 18의 이미지 데이터 처리부는 예컨대, 액티브 방식으로 발광부(1810)와 제1 센서(1820)의 고속 동기를 지원하는 비동기 센서 카메라로 명명될 수도 있다. 또한, 상기 이미지 데이터 처리부는 조명 특성을 고려한 렌즈(lens), 필터(filter) 등을 부착한 카메라 모듈일 수 있다.
먼저, 발광부(1810)는, 광원(1812)과 드라이버(1814)를 포함하여 생성된 빛을 프로세서(1830)로 전달한다. 발광부(1810)는 특정 파장, 다수의 광원으로 특정 패턴으로 디자인되어, 각 광원을 그룹별로 전류 크기와 시간을 조절하여 연속 조사, 시간차 조사, 공간 조사 등 중 적어도 하나를 선택적으로 조절할 수 있다. 또한, 상기 발광부(1810)는 부분적으로 밝기 강도를 조절할 수도 있다. 이러한 발광부(1810)는 프로세서(1830)(또는 제어부(180))의 제어에 따라 비동기 센서 즉, 제1 센서(1820)의 최대 밴드위쓰(bandwidth)를 고려하여 광량, 광 세기, 광 조사 시간 등이 제어될 수 있다.
제1 센서(1820)는 피사체의 움직임이 있으면, 상기 발광부(1810)와 제1 센서(1820) 사이의 시차 거리로 발생하는 디스패리티(disparity) 이동을 감지할 수 있다.
프로세서(1830)는, 발광부(1810)에서 조명을 연속 조사나 제1 센서(1820)가 감지할 수 있는 속도보다 높은 주파수로 조사하면, 상기 발광부(1810)의 깜빡이는 시간과 제1 센서(1820)가 감지하는 타이밍을 동기화시킨다. 다시 말해, 프로세서(1830)는 조명이 턴-온 또는 턴-오프되는 변화를 감지하거나 상기 조명의 턴-온과 턴-오프 변화 모두를 후술하는 도 19a 내지 19c와 같이, 감지하도록 (고속) 동기화를 제어할 수 있다. 이러한 조명 즉, 발광부(1810)의 변화를 상기 제1 센서(1820)에서 감지하고, 신호를 출력한다.
조명이 변화하는 공간적인 크기와 밝기 변화량, 깜빡이는 주기는 센서의 데이터양, 소비전력 등과 관련될 수 있다. 프로세서(1830)는 발광부(1810)와 제1 센서(1820)의 동기를 통해 상기 동작 효과를 극대화 시킬 수 있다. 또한, 프로세서(1830)는 상기 발광부(1810)와 제1 센서(1820)의 동기화를 통해 상기 발광부(1810)가 턴-오프된 구간에서 발생하는 주변광 노이즈를 제거하는 효과도 얻을 수 있다.
애플리케이션 보드(1840)는, 수광부(예컨대, 카메라)에서 밝기값이 감지되는 영역만을 정보로 출력하여 알고리즘 연산량을 줄이고 빠른 처리를 수행할 수 있다. 이러한 애플리케이션 보드(1840)는 피사체 감지, 거리(depth) 정보 획득, 움직이는 피사체의 속도 측정 등의 검출, 인식 알고리즘이 적용될 수 있다. 프로세서(1830)는 상기 발광부(1810)와 제1 센서(1820)의 제어를 위해 상기 애플리케이션 보드(1840)의 데이터를 이용 또는 제어를 받을 수 있다.
한편, 도 22는 전술한 도 18의 구성요소에서 추가로, 제2 센서(2210) 또는 제3 센서(2220) 중 적어도 하나의 센서가 더 추가된 경우이다. 여기서, 상기 제2 센서(2210)와 제3 센서(2220)는 동일한 속성의 센서일 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 예컨대, 상기 제2 센서(2210)는 프레임 기반 센서를 그리고 상기 제3 센서(2220)는 흑백 또는 컬러의 고해상도 센서일 수 있다.
프로세서(1830)는 전술한 도 18과 같이, 발광부(1810)와 제1 센서(1820)뿐만 아니라 도 22에 도시된 바와 같이, 제2 센서(2210)와 제3 센서(2220) 중 적어도 하나에 의하여 피사체를 센싱하여 센싱 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 제2 센서(2210)는 프레임 기반 센서로서, 픽셀 기반의 제1 센서(1820)의 데이터의 수집 이후에 프레임 구성에 참조 데이터를 제공할 수 있다. 한편, 제3 센서(2220)는 블랙 또는 컬러의 고해상도 센서로서, 후술하는 도 20의 뷰어 구간을 지원 또는 대신하여 영상 정보 획득에 기여할 수 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광부와 센서의 동기화 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이고, 도 20은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광부와 센서의 동기화 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
전술한 바와 같이, 도 1 내지 14에서의 발광부의 공간적 제어에 대해 기술하였고, 도 19와 20에서는 상기 공간 제어 가능한 발광부의 시간 제어(또는 (고속) 동기화)에 대해 기술한다. 이때, 상기 시간 제어는 예컨대, 센서에 따라 결정될 수 있다.
도 19와 20을 참조하면, 본 발명에서 제어부(또는 프로세서)는, 발광부와 비동기 방식 센서의 동기화를 제어한다. 상기 제어부는 특히, 상기 발광부의 구동 시간 내지 인터벌(interval)을 상기 비동기 방식 센서의 포토다이오드 충전 시간에 따라 결정하고, 그에 최적화되도록 제어할 수 있다.
먼저, 도 19a 내지 19c에서는 각각 발광부와 비동기 센서의 시간 동기화에 대한 그래프가 도시되었다.
도 19a 내지 19c를 참조하면, 제어부는 기본적으로 발광부가 온 되는 구간들(LB)에서 비동기 센서도 밸리드 구간들(SB)이 형성되도록 동기화 제어할 수 있다.
다만, 도 19a 내지 19c를 참조하면, 발광부의 온 구간의 대폭(LB)과 비동기 센서의 밸리드 구간 대폭(SB)은 동일하지 않을 수 있다. 즉, 비동기 센서의 밸리드 구간 대폭(SB)은, 상기 발광부의 온 구간 대폭(LB)과 같거나 더 넓은 것이 바람직하다. 왜냐하면, 비동기 센서의 포토다이오드 충전에 소정 시간이 소요되기 때문이다. 다시 말해, 비동기 센서의 밸리드 구간 대폭(SB)에는 포토다이오드 충전 시간이 포함될 수 있다.
도 19를 참조하면, 발광부의 온 인터벌(또는 주기)(IL)과 비동기 센서의 온 인터벌(IS)은 일정하다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 발광부의 온 인터벌(IL)과 비동기 센서의 온 인터벌(IS)은 서로 연관되되, 시간에 따라 항상 일정할 필요는 없다. 그러나 출원인의 설명의 편의상 상기 발광부의 온 인터벌(IL)과 비동기 센서의 온 인터벌(IS)은 일정한 경우를 예로 하여 설명한다.
도 19a를 참조하면, 제어부는, 발광부의 온 구간 특히, 턴-온 시점(1902)을 포함 또는 감지하도록 비동기 센서의 밸리드 구간이 형성되도록 제어하는 것을 예로 한다. 다시 말해, 발광부는 특정 시점에서 턴-온 되었다가 소정 시간 후 다시 턴-오프 되어 하나의 온 구간 대폭(LB)을 형성한다. 이러한 온 구간 대폭(LB 또는 SB)은 통상 수 us 또는 수 ns 이내일 수 있다. 이때, 제어부는 이미 상기 발광부의 턴-온 시점(1902)을 인지하고 있으므로, 포토다이오드의 충전시간을 고려하여 상기 비동기 센서를 미리 턴-온 되도록 제어한다. 따라서, 비동기 센서는 상기 포토다이오드가 충전되고 상기 조명이 턴-온 되는 시점(1902)에 픽셀 데이터를 센싱할 수 있다. 여기서, 상기 센싱되는 픽셀은 예컨대, 상기 발광부가 턴-온 되어 빛이 조사되는 공간 영역에 대응되는 픽셀일 수 있다.
도 19a에 도시된 바와 같이, 매 발광부 턴-온 시점에서 상기 비동기 센서가 픽셀 데이터를 센싱한다. 다만, 이 경우, 비동기 센서는 발광부가 턴-온 되는 모든 구간에서 픽셀 데이터는 센싱하되 변화가 없는 경우에는 센싱된 데이터를 획득하지 않고 무시할 수도 있다.
도 19a에서 비동기 센서는 모든 시간 또는 적어도 상기 조명의 온 구간들 또는 그 이전에 미리 노출될 수 있다.
도 19b는 도 19a와 같이 발광부의 턴-온 시점(1902) 즉, 온 이벤트(ON event)를 기준으로 비동기 센서에서 밸리드 구간을 형성하고 픽셀 데이터를 센싱하는 것이 아니라, 반대로 조명의 턴-오프 시점(1912) 즉, 오프 이벤트(OFF event)를 기준으로 비동기 센서에서 밸리드 구간을 형성하고 픽셀 데이터를 센싱하도록 제어부에서 제어할 수도 있다.
도 19b에서도 도 19a와 같이, 제어부는 발광부의 턴-오프 시점(1912)을 미리 인지할 수 있으므로 포토다이오드 충전 시간을 확보하여 비동기 센서의 밸리드 구간을 형성하도록 제어할 수 있다.
이렇게 형성된 비동기 센서의 밸리드 구간은 해당 구간의 상기 턴-오프 시점 외 턴-온 시점과 같거나 그 이전일 수도 있고 그 이후일 수도 있다. 이는 비동기 센서에 형성된 포토다이오드의 속성, 성능 등에 의해 결정될 수 있다. 도 19a와 19b의 그래프를 참조하면, 형성되는 비동기 센서의 밸리드 구간이 시간적으로 서로 상이한 것을 알 수 있다.
한편, 도 19c는 전술한 도 19a와 19b를 조합한 예시이다.
예를 들어, 제어부는 1구간(예를 들어, 발광부가 온 되는 1구간 또는 비동기 센서가 밸리드한 1구간)에서 픽셀 데이터를 적어도 한 번은 센싱하도록 제어할 수 있다.
다만, 도 19c에서는 제어부는, 발광부의 1구간 내 턴-온 시점(1922)과 턴-오프 시점(1924) 모두에서 비동기 센서가 픽셀 데이터를 센싱하여 피사체를 감지하도록 제어할 수 있다. 또는, 상기 제어부는, 발광부의 특정 1구간 내 턴-온 시점(1922)으로부터 턴-오프되는 시점(1924) 사이 즉, 발광부가 온 되는 구간 전체에서 계속하여 비동기 센서에서 픽셀 데이터를 센싱하도록 제어할 수도 있고, 상기 두 시점 즉, 턴-온 시점(1922)과 턴-오프 시점(1924) 사이의 일부에서만 비동기 센서에서 픽셀 데이터를 센싱하여 피사체를 감지하도록 제어할 수도 있다.
따라서, 도 19c에 도시된 바와 같이, 비동기 센서의 그래프는 도 19a 또는 19b와는 다르게 형성되며, 제어부는 전술한 도 19a와 19b보다 더 넓은 밸리드 구간을 형성하도록 상기 비동기 센서를 제어할 수 있다.
한편, 제어부는, 도 19a와 19b의 비동기 센서의 밸리드 구간의 너비를 서로 동일하게 형성하도록 제어할 수도 있고, 동일하지 않게 형성하도록 제어할 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광부와 비동기 센서의 시간 동기화 방법을 설명한다. 여기서, 기본적으로 공간 제어는 이미 결정된 것으로 가정할 수 있다.
도 20은 기본적으로, 도 19에 도시된 그래프 또는 동기화 방법과 대동소이하다. 다시 말해, 도 20에서도, 제어부는 전술한 바와 같이, 발광부의 온 구간에 시간적으로 동기되어 비동기 센서가 밸리드 구간을 형성하여 픽셀 데이터를 센싱하도록 제어한다.
다만, 도 19에서 제어부는 발광부의 온 구간이 아닌 구간 즉, 발광부의 오프 구간에서는 비동기 센서가 밸리드 구간을 형성하지 않고 상기 발광부와 함께 오프되도록 제어한다. 이때, 상기 오프 구간에서 조명 온 구간과 동기된 비동기 센서의 밸리드 구간(예컨대, 디텍션 구간)으로 상기 조명의 턴-온 시점 이전의 비동기 센서의 포토다이오드 충전 시간과 상기 조명의 턴-오프 이후에 상기 포토다이오드 충전 시간에 따른 구간은 제외된다.
반면, 도 20에서 제어부는 해당 구간 즉, 상기 발광부의 오프 구간에서도 비동기 센서가 밸리드 구간을 형성하여 데이터를 센싱하도록 제어할 수 있다. 이러한 상기 발광부의 오프 구간에 형성되는 비동기 센서의 밸리드 구간은 전술한 디텍션 구간에 대응하여 뷰어 구간으로 명명할 수 있다. 또한, 상기 뷰어 구간에서 센싱되는 데이터는 비쥬얼 값(visual value)으로 그레이 값일 수 있다. 따라서, 이러한 뷰어 구간 센싱 데이터는, 전술한 디텍션 구간의 센싱 데이터와는 다른 값일 수 있다. 예를 들어, 상기 뷰어 구간은 피사체 감지 구간이라면, 상기 뷰어 구간은 감지된 피사체에 대한 영상 정보를 획득하는 구간일 수 있다.
한편, 도 20에서 이러한 뷰어 구간은, 상기 디텍션 구간의 너비와 같거나 상기 디텍션 구간의 너비보다 더 넓을 수 있다. 그리고 상기 디텍션 구간과 디텍션 구간 사이에 형성되는 상기 뷰어 구간은 하나 또는 그 이상 존재할 수 있다.
이와 같이, 도 20에서는 하나의 센서로 피사체를 픽셀 단위로 감지하면서, 그 영상에 대한 정보까지 획득 가능한 것이 특징이다.
도 20a 내지 20c는 각각, 도 19a 내지 19c에 대응되되, 전술한 디텍션 구간과 디텍션 구간 사이에 적어도 하나의 뷰어 구간이 존재한다.
본 명세서에서, 비동기 센서는 1차적으로는 빈(bin) 정보로 제공하고, 2차적으로 이벤트 발생 픽셀에 대한 밝기값 정보를 얻을 수 있다. 그리고 구현 예에 따라, 프레임 기반의 이미지 센서를 동기화하는 것이 필요할 수도 있다. 비동기 센서 또는 발광소자는 센싱 과정에서는 거리값(depth/distance) 정보를 측정하고, 조명이 꺼져있는 오프 구간 즉, 뷰어 구간에서는 비쥬얼 영상 정보를 획득하는 것이다.
도 21은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말기에서 데이터 제어 방법 시나리오를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 21에서는 발광소자와 적어도 하나의 센서가 포함된 단말기에서 상기 발광소자를 공간적으로 제어하고 상기 센서와의 시간적 제어 즉, 동기화를 통해 피사체를 감지하고, 상기 감지된 피사체에 대한 이미지 데이터를 획득, 처리 등을 수행한다.
먼저, 도 21a는 실내 환경을 예시한 것이고, 도 21b는 상기 실내 환경으로부터 제1 영역(예를 들어, 어두운 영역)을 선택 조사한 경우를 예시한 것이고, 도 21c는 제2 영역을 선택 조사한 경우를 예시한 것이다. 여기서, 상기 제2 영역은 상기 도 21a 또는 21b로부터 선택될 수 있다.
전술한 바와 같이, 도 1 내지 14에 따른 세그멘티드 조명의 공간적 제어는 자동 또는 수동으로 실행할 수 있는데, 도 21b와 같이, 실내 영상(예를 들어, 카메라의 프리뷰 영상)에서 변화를 감지하기 쉽거나 어려운 영역을 자동으로 인식하여 선택적으로 조명을 조사할 수 있다. 이는 센서 밝기 정보를 받아 발광부의 드라이버에서 이용할 수 있다. 또한, 이는 IoT 기술과 접목으로 홈 내 조명과 연동하여, 특정 영역에 조명을 조사할 수 있다.
한편, 도 21c와 같이, 세그멘티드 조명은 특정 장소 또는 설정 영역(예컨대, 출입문이나 금고와 같이 집중 감지가 필요한 영역)에 대하여 필요한 시기에 선택되어 조명을 조사할 수도 있다.
단말기는 예컨대, 단말기에 대한 시간 설정에 따라 도 21b와 21c 사이를 자동으로 전환할 수 있다. 예컨대, 단말기는 공간적으로 도 21b와 같이 제1 영역을 설정하고, 시간적으로 저녁 9시부터 12시까지를 설정하여 해당 시간에 해당 공간을 자동으로 선택하여 비동기 센서를 통해 픽셀 데이터(예컨대, 디텍션과 뷰어 영상에 대한 데이터)를 센싱할 수 있다. 그리고 단말기는 공간적으로 도 21c와 같이 제2 영역을 설정하고, 시간적으로 밤 12시부터 아침 7시까지를 설정하여 해당 시간에 해당 공간을 자동으로 선택하여 비동기 센서를 통해 픽셀 데이터를 센싱할 수 있다.
또는, 단말기는 예컨대, 특정 조건에 따라 도 21b와 21c 사이를 자동 전환할 수 있다. 예를 들어, 단말기는 도 21a의 실내 환경에서, 밝기의 변화가 있는 공간, 사용자의 움직임이 감지되는 공간, 오디오가 감지되는 공간, 설정된 공간, 중요도가 높은 공간, 기타 화재 발생이나 다른 센서에 의해 센싱된 값을 기준으로 미리 정해진 임계치를 초과하는 피사체가 존재하는 공간 등의 조건에 해당하는 공간으로 도 21b 또는 21c와 같이 선택하여 조명을 조사하고 해당 시점에 비동기 센서와 동기화하여 픽셀 데이터를 획득한다.
본 발명에 따른 단말기의 데이터 처리 방법의 일 예는, 카메라를 통해 획득되는 프리뷰 영상을 수신하고, 상기 프리뷰 영상으로부터 일 공간 영역을 선택하여 발광부의 빛 조사 공간 영역을 설정하고, 비동기 방식 센서의 유효 시간에 상기 설정된 공간 영역으로 상기 발광부에서 빛을 조사하는 시간을 설정한 후, 상기 설정된 공간 영역과 시간에 따라 발광부에서 조사되는 빛에 대응하여 상기 비동기 방식 센서에서 픽셀 데이터를 센싱하도록 제어하고, 센싱된 픽셀 데이터를 수신하여 처리한다.
이를 도 23을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면, 다음과 같다.
도 23은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광부와 적어도 하나의 센서를 포함한 단말기에서 데이터 제어 방법을 설명하기 위해 도시한 순서도이다.
단말기는 카메라를 통해 획득되는 프리뷰 영상으로부터 일 공간 영역을 선택하고(S2302), 상기 선택된 공간 영역에 빛을 조사하도록 발광부의 공간 제어를 설정한다(S2304).
상기 발광부의 공간 제어 설정 후, 비동기 방식 센서의 포토다이오드 충전 시간을 고려하여, 발광부와 비동기 방식 센서의 활성화 시간 제어를 설정한다(S2306).
단말기는 상기 발광부와 비동기 방식 센서의 활성화 시간 제어 설정에 따라 상기 발광부의 활성화 시점에 동기되어 활성화되는 비동기 센서에 의해 획득되는 발광부가 조사하는 공간 영역에 대한 픽셀 데이터를 수신하고 처리한다(S2308).
여기서, S2308 단계는 예를 들어, 도 19의 실시 예를 기준으로 구현하는 것으로 만약 도 20의 실시 예를 기준으로 하는 경우에 상기 S2308 단계는 상기 발광부가 비활성화되는 시점에 상기 비동기 센서는 피사체에 대한 영상 정보를 더 수신하고 처리할 수 있다. 또한, 상기 발광부가 비활성화되는 시점은 상기 비동기 센서의 디텍션 구간 이후에 활성화되는 뷰어 구간으로 설명할 수도 있다. 상기 디텍션 구간과 뷰어 구간의 시간 간격은 예컨대, 미리 설정된 바에 따를 수 있다.
그리고 단말기는 상기 처리된 데이터에 기초하여 디스플레이를 통해 이미지 데이터, 컨텐츠 또는 애플리케이션을 출력할 수 있다(S2310).
이상 상술한 본 발명의 다양한 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 발광소자와 적어도 하나의 센서에 기초하여 카메라를 통해 피사체(또는 오브젝트), 상기 피사체의 움직임 등에 대한 데이터를 실시간으로 획득하고 처리할 수 있고, 발광소자와 적어도 하나의 센서에 기초하여 카메라를 통해 피사체, 배경, 암실, 주변광 등 환경적인 요소에도 불구하고 상기 피사체, 상기 피사체의 움직임 등을 더욱 정확하게 센싱하여 감지하고 관련 데이터를 획득하여 오인식과 오동작에 따른 피해를 최소화하며, 발광소자와 적어도 하나의 센서의 (고속) 동기화를 통해 센싱 효율, 소모 전력 절감 등을 통하여 단말기의 시스템 효율을 개선 또는 극대화할 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어-웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부(180)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100: 이동 단말기 110: 무선 통신부
120: 입력부 140: 센싱부
150: 출력부 160: 인터페이스부
170: 메모리 180: 제어부
190: 전원 공급부

Claims (14)

  1. 카메라;
    복수의 발광소자를 포함하고, 상기 카메라를 통해 수신되는 영상에 대응하는 공간을 향해 빛을 방출하도록 형성되는 발광부;
    픽셀 기반의 데이터를 센싱하는 제1 센서; 및
    상기 영상 중 일부분의 깊이 정보가 추출되는데 이용되도록, 상기 복수의 발광소자 중 상기 일부분에 대응하는 공간으로 정해진 시간 또는 인터벌에 따라 빛을 방출하도록 발광소자를 제어하고, 상기 발광소자의 빛 방출 시간 또는 인터벌에 따라 활성화되어 픽셀 데이터를 센싱하도록 상기 제1 센서를 제어하는 제어부를 포함하는 단말기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 센서의 포토다이오드 충전 시간에 따라 상기 발광부의 빛 방출 시간에 관한 정해진 시간 또는 인터벌을 결정하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 발광소자의 빛 방출을 위한 활성화 구간과 상기 제1 센서의 유효 구간 사이의 동기화가 이루어지도록 상기 발광소자와 제1 센서의 활성화 시간을 제어하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 센서의 유효 구간의 대폭이 상기 발광소자의 활성화 구간의 대폭과 같거나 더 넓도록 제어하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 발광소자의 활성화 구간 내 빛 방출 신호의 턴-온 시점에서 상기 제1 센서에서 상기 일부분에 대응하는 공간의 픽셀 데이터를 유효한 픽셀 데이터로 센싱하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 발광소자의 활성화 구간 내 빛 방출 신호의 턴-오프 시점에서 상기 제1 센서에서 상기 일부분에 대응하는 공간의 픽셀 데이터를 유효한 픽셀 데이터로 센싱하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 발광소자의 활성화 구간 내 빛 방출 신호의 턴-온 또는 턴-오프 시점 중 적어도 하나의 시점에서 상기 제1 센서에서 상기 일부분에 대응하는 공간의 픽셀 데이터를 유효한 픽셀 데이터로 센싱하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 센서는 비동기 방식 센서이고, 상기 발광소자는 세그멘티드 발광소자인 것을 특징으로 하는 단말기.
  9. 제8항에 있어서,
    프레임 단위로 데이터를 센싱하는 제2 센서와, 흑백 또는 컬러 고해상도 데이터를 센싱하는 제3 센서 중 적어도 하나를 더 포함하는 단말기.
  10. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 발광소자의 활성화 구간 이외의 구간에서 상기 제1 센서에서 상기 일부분에 대응하는 공간에 대한 영상 정보를 센싱하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 센서에서 영상 정보를 센싱하는 구간의 대폭은 상기 픽셀 데이터를 센싱하는 구간의 대폭과 같거나 더 넓도록 시간 제어하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 센서에서 영상 정보를 센싱하는 구간이 상기 제1 센서의 유효 구간들 사이에 적어도 하나 이상 존재하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 단말기는,
    차량, CCTV(Closed Caption TV)와 이동 단말기를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  14. 카메라를 통해 획득되는 프리뷰 영상을 수신하는 단계;
    상기 프리뷰 영상으로부터 일 공간 영역을 선택하여 발광부의 빛 조사 공간 영역을 설정하는 단계;
    비동기 방식 센서의 유효 시간에 상기 설정된 공간 영역으로 상기 발광부에서 빛을 조사하는 시간을 설정하는 단계;
    상기 설정된 공간 영역과 시간에 따라 발광부에서 조사되는 빛에 대응하여 상기 비동기 방식 센서에서 픽셀 데이터를 센싱하도록 제어하는 단계; 및
    센싱된 픽셀 데이터를 수신하여 처리하는 단계를 포함하여 이루어지는 단말기의 제어 방법.
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