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KR101638095B1 - 시선 인식 및 생체 신호를 이용한 헤드 마운트 디스플레이를 통해 사용자 인터페이스를 제공하는 방법, 이를 이용한 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 - Google Patents

시선 인식 및 생체 신호를 이용한 헤드 마운트 디스플레이를 통해 사용자 인터페이스를 제공하는 방법, 이를 이용한 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 Download PDF

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KR101638095B1
KR101638095B1 KR1020150008202A KR20150008202A KR101638095B1 KR 101638095 B1 KR101638095 B1 KR 101638095B1 KR 1020150008202 A KR1020150008202 A KR 1020150008202A KR 20150008202 A KR20150008202 A KR 20150008202A KR 101638095 B1 KR101638095 B1 KR 101638095B1
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user
eyeball
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camera module
eye
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KR1020150008202A
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English (en)
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유회준
홍인준
봉경렬
박준영
Original Assignee
한국과학기술원
주식회사 유엑스팩토리
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Priority to US15/542,933 priority patent/US20180004287A1/en
Priority to PCT/KR2015/013189 priority patent/WO2016114496A1/ko
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Abstract

본 발명은 시선 인식 및 생체 신호를 이용한 헤드 마운트 디스플레이를 통해 사용자 인터페이스를 제공하는 방법으로서, (a) 사용자가 출력된 화면 중 특정 위치를 응시하면, 카메라 모듈을 통해 상기 사용자의 어느 하나의 안구인 제1 안구로부터 획득된 시선 정보를 참조로 하여, 상기 사용자가 응시하는 상기 특정 위치로 커서를 이동시키는 단계, 및 (b) 상기 특정 위치에 소정의 개체가 존재하는 상태에서, 상기 생체 신호 획득 모듈을 통해 상기 사용자의 어느 하나의 안구인 제2 안구에 대응되는 눈꺼풀로부터 획득된 움직임 정보를 참조로 하여, 상기 개체에 대응되는 세부 선택 항목이 제공되도록 지원하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 영상 신호 및 생체 신호를 바탕으로 하여 사용자 편의적인 인터페이스를 제공할 수 있다.

Description

시선 인식 및 생체 신호를 이용한 헤드 마운트 디스플레이를 통해 사용자 인터페이스를 제공하는 방법, 이를 이용한 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 {METHOD FOR PROVIDING USER INTERFACE THROUGH HEAD MOUNT DISPLAY BY USING GAZE RECOGNITION AND BIO-SIGNAL, AND DEVICE, AND COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIA USING THE SAME}
본 발명은 시선 인식 및 생체 신호를 이용한 헤드 마운트 디스플레이를 통해 사용자 인터페이스를 제공하는 방법, 이를 이용한 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 헤드 마운트 디스플레이에 의해 제공되는 화면의 소정의 위치에 소정의 그래픽 유저 인터페이스(Graphic User Interface: GUI)를 출력하고, 사용자가 상기 출력된 그래픽 유저 인터페이스 중 특정 위치를 응시하면, 카메라 모듈을 통해 상기 사용자의 제1 안구로부터 획득된 시선 정보 및 생체 신호 획득 모듈을 통해 상기 사용자의 제2 안구로부터 획득된 시선 정보 중 적어도 하나의 시선 정보를 참조로 하여, 상기 사용자가 응시하는 상기 특정 위치로 커서를 이동시키고, 상기 특정 위치에 상기 그래픽 유저 인터페이스에 의해 제공되는 그래픽 개체가 존재하는 상태에서, (i) 상기 카메라 모듈을 통해 상기 사용자의 상기 제1 안구에 대응되는 눈꺼풀로부터 획득된 움직임 정보를 참조로 하여, 상기 그래픽 개체가 선택되도록 지원하고, (ii) 상기 생체 신호 획득 모듈을 통해 상기 사용자의 상기 제2 안구에 대응되는 눈꺼풀로부터 획득된 움직임 정보를 참조로 하여, 상기 그래픽 개체에 대응되는 세부 선택 항목이 제공되도록 지원하는 방법, 이를 이용한 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다.
기존의 헤드 마운트 디스플레이에서 활용도가 높은 사용자 인터페이스에는 양손을 사용하지 않고 복잡한 명령을 HMD에 전달할 수 있는 음성 인식 기반의 유저 인터페이스가 있다. 하지만 음성을 활용한 사용자 인터페이스는 음성으로 명령을 하기 때문에 공공장소에서는 사용하기 어렵고, 사용자가 HMD에 내리는 명령이 주변 사람들에게 노출되므로 주소, 전화번호, 비밀번호 같은 개인 정보를 공공장소에서 HMD에 전달하기 어렵다는 문제점이 있다.
미국공개특허 2006-0061544에는 HMD에서 사용자의 얼굴로부터 발생되는 전압을 포함하는 생체 신호를 센싱하여, 상기 생체 신호를 키의 입력으로 인식하는 유닛이 개시되어 있다. 상기 유닛은 생체 신호를 감지하고, 감지된 상기 생체 신호에 따른 키 정보를 특정 키의 입력으로서 인식하여, 공공장소에서도 HMD에 명령을 할 수 있다. 감지된 키 정보를 상기 특정 키의 입력으로 인식하기 위해서는 먼저 키의 입력을 실행할 상기 특정 키를 포인팅해야 한다. 하지만 생체 신호로 얻은 키 정보만으로는 상기 특정 키를 정확하게 포인팅 하는 것은 어렵다.
이에, 본 발명자는 사용자가 HMD에 편리하고 정확하게 명령할 수 있도록 양 눈마다 별도의 모듈을 설치하여 제어하는 사용자 인터페이스 제공 방법 및 이를 사용한 장치를 제안하고자 한다.
본 발명은 상술한 문제점을 모두 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 제1 안구 및 제2 안구에 적용되는 측정 모듈을 카메라 모듈 및 생체 신호 획득 모듈로서 이분화하여 보다 정확하고 다양한 사용자 입력을 가능하게 하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 효과를 실현하기 위한, 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 시선 인식 및 생체 신호를 이용한 헤드 마운트 디스플레이를 통해 사용자 인터페이스를 제공하는 방법으로서, (a) 사용자가 출력된 화면 중 특정 위치를 응시하면, 카메라 모듈을 통해 상기 사용자의 어느 하나의 안구인 제1 안구로부터 획득된 시선 정보를 참조로 하여, 상기 사용자가 응시하는 상기 특정 위치로 커서를 이동시키는 단계, 및 (b) 상기 특정 위치에 소정의 개체가 존재하는 상태에서, 상기 생체 신호 획득 모듈을 통해 상기 사용자의 어느 하나의 안구인 제2 안구에 대응되는 눈꺼풀로부터 획득된 움직임 정보를 참조로 하여, 상기 개체에 대응되는 세부 선택 항목이 제공되도록 지원하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 시선 인식 및 생체 신호를 이용하여 사용자 인터페이스를 제공하는 헤드 마운트 디스플레이 장치로서, 사용자의 어느 하나의 안구인 제1 안구로부터 시선 정보를 획득하는 카메라 모듈, 상기 사용자의 어느 하나의 안구인 제2 안구에 대응되는 눈꺼풀로부터 움직임 정보를 획득하는 생체 신호 획득 모듈, (1) 상기 사용자가 출력된 화면 중 특정 위치를 응시하면, 상기 카메라 모듈을 통해 상기 사용자의 제1 안구로부터 획득된 시선 정보를 참조로 하여, 상기 사용자가 응시하는 상기 특정 위치로 커서를 이동시키고, (2) 상기 특정 위치에 소정의 개체가 존재하는 상태에서, 상기 생체 신호 획득 모듈을 통해 상기 사용자의 상기 제2 안구에 대응되는 눈꺼풀로부터 획득된 움직임 정보를 참조로 하여, 상기 개체에 대응되는 세부 선택 항목이 제공되도록 지원하는 사용자 인터페이스 제공부를 포함하는 장치가 제공된다.
이 외에도, 본 발명의 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공된다.
본 발명은 제1 안구 및 제2 안구에 적용되는 측정 모듈을 각각 카메라 모듈 및 생체 신호 획득 모듈로서 이분화하고 이를 통하여 다양한 사용자 입력을 구현할 수 있도록 함으로써 일반적인 HMD에 비하여 사용자 편의적으로 활용될 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안경 형태로 구현된 헤드 마운트 디스플레이의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 사용자가 양 눈으로 헤드 마운트 디스플레이에 출력된 그래픽 개체를 처리하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따라 사용자가 양 눈으로 헤드 마운트 디스플레이에 출력된 그래픽 개체를 선택하는 과정을 예시적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 헤드 마운트 디스플레이에 출력되는 그래픽 유저 인터페이스를 예시적으로 도시한 것이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
참고로, 본 발명에서 언급되는 헤드 마운트 디스플레이의 형태는 다양하지만, 설명의 편의 상 본 발명의 일 실시예에서는 헤드 마운트 디스플레이의 형태로서 안경 형태를 가정하여 설명한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 사용자의 상기 제1 안구를 오른쪽 눈으로, 상기 사용자의 상기 제2 안구를 왼쪽 눈일 수 있고, 후술할 생체 신호 획득 모듈부가 사용자의 제2 안구로부터 획득하는 생체 신호는 안전도(Electrooculogram: EOG)에 기반할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 또한, 본 발명의 제1 안구 및 제2 안구는 사용자의 동일한 어느 하나의 안구를 의미하는 것일 수도 있으나, 설명의 편의 상, 이하에서는 다른 안구를 가리키는 것으로 예시적으로 설명하였을 뿐이다. 만약, 제1 안구 및 제2 안구가 동일한 안구를 가리키는 것일 경우에는 후술할 카메라 모듈과 후술할 생체 신호 획득 모듈이 동일한 안구 주변에 위치하도록 구성될 것이다.
또한, 본 발명의 도면 및 이에 대한 설명에서는 예시적으로 그래픽 유저 인터페이스, 즉 GUI를 상정하여 설명하였지만, 본 발명에 따른 개체의 선택 등이 반드시 GUI를 기반으로 이루어질 필요는 없음은 물론이라 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안경 형태로 구현된 헤드 마운트 디스플레이 장치에 대한 개략도이다.
도 1을 참조하면, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 유닛(110), 카메라 모듈(120), 생체 신호 획득 모듈(130), 사용자 인터페이스 제공부(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 시선 추적 알고리즘을 수행하기 위한 프로세서(140)를 추가로 더 포함할 수 있으며, 생체 신호 획득 모듈(130)에 포함되는 복수 개의 전극(135)을 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 디스플레이 유닛(110)은 헤드 마운트 디스플레이의 가령 우측 렌즈의 일부 영역과 겹치도록 설치될 수 있으며, 사용자 인터페이스 제공부에 의해 소정의 그래픽 유저 인터페이스를 출력할 수 있다.
다음으로, 카메라 모듈(120)은 사용자의 제1 안구로부터 시선 정보를 획득하거나 사용자의 제1 안구에 대응되는 눈꺼풀로부터 움직임 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 카메라 모듈(120)은, 사용자의 제1 안구를 촬영하고, 소정의 시선 추적 알고리즘을 수행하는 프로세서(140)의 지원을 받아 사용자의 제1 안구로부터 획득한 시선 정보를 획득하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서, 시선 추적 알고리즘은, 제1 안구에 대해 촬영한 영상에서 제1 안구의 동공의 중심 위치를 찾아 사용자가 응시하고 있는 그래픽 유저 인터페이스 상의 지점을 계산하는 기능을 수행할 수 있다.
여기서, 카메라 모듈(120)은 우측 렌즈의 소정의 위치에 설치될 수 있으며, 우측 렌즈 쪽에만 설치함으로써 한 대의 카메라를 갖는 단안식 구성일 수 있다. 일반적으로 카메라를 이용하여 주변 환경을 바라보는 사람의 시선을 인식하는 경우, 상기 사람이 응시하는 물체와 상기 사람 사이의 거리가 일정하지 않기 때문에 두 개의 카메라를 갖는 양안식 구성을 이용하여 사람의 시선을 인식 하지만, 본 발명에서는 화면 상의 그래픽 유저 인터페이스를 바라보는 사람의 시선을 인식하기 때문에, 화면, 즉 디스플레이 유닛(110)에 출력되는 상기 그래픽 유저 인터페이스와 상기 사람 사이의 거리가 일정하므로 시선 인식을 위한 카메라 모듈(120)은 단안식 구성으로 이루어질 수 있다.
또한, 생체 신호 획득 모듈(130)은 사용자의 제2 안구에 대응되는 눈꺼풀로부터 움직임 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 생체 신호 획득 모듈(130)은 제2 안구 주변의 피부에 부착되는 복수 개의 전극(135)을 포함할 수 있으며, 상기 복수 개의 전극(135)의 부착 위치는 제2 안구에 대응되는 눈꺼풀의 움직임 방향을 인식하기 위한 위치로 결정될 수 있다. 가령, 도 1에서 도시하는 바와 같이 제2 안구의 상하좌우 각각에 전극(135)이 부착됨으로 인하여 제2 안구에 대응되는 눈꺼풀의 움직임 방향을 정확하게 인지할 수 있다. 물론, 전극(135)의 부착 개수가 이에 한정되는 것은 아닐 것이다. 또한, 상기 생체 신호는 안전도(Electrooculogram: EOG)에 의한 정보를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 시선 인식을 위한 카메라 모듈(120)을 단안식으로 구성함으로써, 카메라 모듈(120)이 설치되지 않은 좌측 렌즈 쪽의 안구 주위의 피부에는 생체 신호 획득 모듈(130)과 연동되는 전극(135)을 설치할 수 있다. 가령, 생체 신호 획득 모듈(130)은 안전도 센서일 수 있으며, 이 경우 전극(135)을 통하여 사용자의 제2 안구의 눈꺼풀로부터 EOG를 센싱하여 이에 대한 움직임 정보를 획득할 수 있다.
이때, 안전도 센서(130)는 간단한 앰프와 ADC로 EOG를 센싱할 수 있어 전력 소모가 상당히 작으므로, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)에서 전력소모가 큰 양안식 카메라를 이용하여 상기 사용자 양쪽 눈의 움직임 정보를 획득하는 것 보다, 안전도 센서(130)와 카메라 모듈(120)을 함께 이용해 사용자의 양쪽 눈의 움직임 정보를 획득하는 것이 헤드 마운트 디스플레이(100)의 전력 소모를 줄일 수 있을 것이다. 또한, 사용자의 제2 안구로부터 센싱된 상기 EOG 신호는 데이터 크기가 작아 이를 처리하는 알고리즘의 연산량 및 메모리 요구량이 작으므로, 상기 EOG 신호를 처리하는 프로세서 및 하드웨어는 간편하게 구현될 수 있을 것이다.
다음으로, 사용자 인터페이스 제공부는, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)에 대응되는 화면(즉, 디스플레이 유닛(110))의 소정의 위치에 소정의 그래픽 유저 인터페이스(Graphic User Interface: GUI)를 출력할 수 있다. 여기서, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)에 대응되는 화면이라는 의미는 무선 또는 유선 통신 등을 통하여 연결이 되는 디스플레이의 화면을 상정한 것으로서, 안경 등의 헤드 마운트 디스플레이 자체에 설치되어 있는 경우뿐만 아니라 안경 등의 외부에 별도로 디스플레이가 설치되어 있는 경우도 포함하는 개념이라 할 것이다. 한편, 여기서, 사용자가 상기 화면을 통해 출력된 그래픽 유저 인터페이스 중 특정 위치를 응시하면, 카메라 모듈(120)을 통해 사용자의 제1 안구로부터 획득된 시선 정보를 참조로 하여, 사용자가 응시하는 상기 특정 위치로 커서를 이동시키는 것으로 디스플레이할 수 있다. 또한, 만약 커서가 이동된 상기 특정 위치에 상기 그래픽 유저 인터페이스에 의해 제공되는 소정의 그래픽 개체가 존재한다면, 사용자 인터페이스 제공부는, 카메라 모듈(120)을 통해 사용자의 제1 안구에 대응되는 눈꺼풀로부터 획득된 움직임 정보를 참조로 하여, 상기 그래픽 개체가 선택되도록 지원할 수 있을 것이다. 여기서, 제1 안구에 대응되는 눈꺼풀로부터 획득된 움직임 정보란, 제1 안구의 눈꺼풀의 움직임, 떨림, 눈꺼풀의 벌어진 정도 등에 대한 정보를 포함하는 개념이다. 또한, 사용자 인터페이스 제공부는, 생체 신호 획득 모듈(130)을 통해 사용자의 제2 안구에 대응되는 눈꺼풀로부터 획득된 움직임 정보를 참조로 하여, 상기 그래픽 개체에 대응되는 세부 선택 항목이 제공되도록 지원할 수 있을 것이다. 여기서, 제2 안구에 대응되는 눈꺼풀로부터 획득된 움직임 정보란, 제2 안구의 눈꺼풀의 움직임, 떨림, 눈꺼풀의 벌어진 정도 등에 대한 정보를 포함하는 개념이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 사용자가 양 눈으로 헤드 마운트 디스플레이에 출력된 그래픽 개체를 처리하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 화면 상에 그래픽 유저 인터페이스가 출력되는 경우(S210), 화면 상에서 사용자가 응시하고 있는 지점을 카메라 모듈(120)을 통하여 추적하고 이를 참조로 하여 그래픽 유저 인터페이스 상에서 소정의 커서가 이동되도록 제어할 수 있다(S220).
이 때, 그래픽 유저 인터페이스에는 적어도 하나의 그래픽 개체가 포함되어 디스플레이될 수 있으며, 커서가 이동된 지점이 상기 적어도 하나의 그래픽 개체 중 특정 그래픽 개체의 위치에 해당되는 상태에서, 사용자는 양 눈 중 적어도 하나의 움직임을 통해 명령을 수행할 수 있을 것이다.
구체적으로, 눈의 움직임은 다양하므로, 다양한 눈의 움직임을 이용하여 복수의 움직임 조합을 형성할 수 있으며, 상기 복수의 움직임 조합을 참조로 하여 상기 그래픽 개체를 다양하게 컨트롤할 수 있을 것이다.
가령, 사용자가 오른쪽 눈을 깜박일 경우(S230), 커서가 이동된 지점에 위치하는 특정 그래픽 개체가 클릭되어 대응되는 명령을 실행하도록 할 수 있고(S240), 사용자가 왼쪽 눈을 깜박일 경우(S250), 상기 특정 그래픽 개체가 클릭되어 상기 특정 그래픽 개체에 대응되는 세부 선택 항목을 불러와 디스플레이할 수 있다(S260).
여기서, 상기 대응되어 있는 명령은 상기 그래픽 개체에 대한 선택일 수 있고, 상기 그래픽 개체에 대응되는 세부 선택 항목은 컨텍스트 메뉴일 수 있다.
만약, S220 단계 상태에서 소정 시간 동안 사용자가 눈을 깜박이지 않는 경우, 사용자의 시선을 다시 인식하여 S220 단계를 지속할 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따라 사용자가 양 눈으로 헤드 마운트 디스플레이에 출력된 그래픽 개체를 선택하는 과정을 예시적으로 도시한 것이다. 참고로, 도 3a 내지 도 3c에서는 도 1과는 달리 좌측 눈에 대응되는 부분에 카메라 모듈(120)이 있고 우측 눈에 대응되는 부분에 안전도 전극(135)이 있음을 밝혀둔다. 즉, 도 1이나 도 3과 같이 어느 한 쪽 눈에 카메라 모듈(120)이 있든 상관이 없으며, 카메라 모듈(120)이 없는 쪽의 눈에는 안전도 전극(135)이 배치됨은 물론이라 할 것이다.
도 3a를 참조하면, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)의 좌측 렌즈 상단에 설치되어 있는 디스플레이 유닛(110)에 출력된 그래픽 유저 인터페이스 중 어느 한 부분을 사용자가 응시하면, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)의 좌측 렌즈 일측에 설치되어 있는 카메라 모듈(120)이 사용자의 시선을 인식할 수 있다. 여기서, 도 3b를 참조하면, 사용자의 시선이 그래픽 유저 인터페이스에 포함되는 특정 그래픽 개체에 위치할 때, 사용자가 왼쪽 눈을 깜박이면 상기 특정 그래픽 개체가 선택되도록 할 수 있는 것을 알 수 있고, 도 3c를 참조하면, 사용자가 오른쪽 눈을 깜박이면 상기 특정 그래픽 개체에 대응되는 컨텍스트 메뉴를 불러와 디스플레이되도록 할 수 있는 것을 알 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 헤드 마운트 디스플레이에 출력되는 그래픽 유저 인터페이스를 예시적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 헤드 마운트 디스플레이에 출력되는 그래픽 유저 인터페이스를 예시적으로 도시한 것으로서, 상기 그래픽 유저 인터페이스는 상기 헤드 마운트 디스플레이에 의해 제공되는 화면의 소정의 위치에 출력되며, 상기 그래픽 유저 인터페이스의 예로는, 예/아니오 질문, 사지선다, 이미지 슬라이드, 숫자 입력 등이 있을 수 있으며, 상기 그래픽 유저 인터페이스에 출력되는 상기 그래픽 개체는, 상기 카메라 모듈을 통해 상기 사용자의 오른쪽 눈으로부터 획득된 움직임 정보와 상기 생체 신호 획득 모듈을 통해 상기 사용자의 왼쪽 눈으로부터 획득된 움직임 정보에 대응된 명령을 수행하는 개체로, 예를 들면, Yes/No 선택 개체, 항목 개체, 이미지 슬라이드 개체, 숫자 입력 버튼 개체 등이 있을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
110: 디스플레이 유닛
120: 카메라 모듈
130: 안전도 전극
135: 생체 신호 획득 모듈
140: 프로세서

Claims (16)

  1. 시선 인식 및 생체 신호를 이용한 헤드 마운트 디스플레이를 통해 사용자 인터페이스를 제공하는 방법으로서,
    (a) 사용자가 출력된 화면 중 특정 위치를 응시하면, 카메라 모듈을 통해 상기 사용자의 어느 하나의 안구인 제1 안구로부터 획득된 시선 정보를 참조로 하여, 상기 사용자가 응시하는 상기 특정 위치로 커서를 이동시키는 단계, 및
    (b) 상기 특정 위치에 소정의 그래픽 개체가 존재하는 상태에서, 피부에 부착되는 복수의 센서 전극을 포함하여 구성된 생체 신호 획득 모듈을 통해 상기 사용자의 어느 하나의 안구인 제2 안구에 대응되는 눈꺼풀로부터 획득되는 움직임 정보를 참조로 하여, 상기 개체에 대응되는 세부 선택 항목이 제공되도록 지원하는 단계를 포함하는 방법이며,
    사용자의 서로 다른 복수의 입력 정보를 서로 다른 복수의 측정모듈인 시선 정보를 획득하는 상기 카메라 모듈과 상대적으로 상기 카메라 모듈보다 전력소모가 적으면서 눈꺼풀 움직임 정보를 획득하는 상기 생체신호 획득 모듈로부터 획득한 후, 상기 복수의 입력정보의 조합으로 상기 그래픽 개체를 컨트롤하는 것을 특징으로 하는 사용자 인터페이스를 제공하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서,
    상기 카메라 모듈을 통해 상기 사용자의 상기 제1 안구에 대응되는 눈꺼풀로부터 획득된 움직임 정보를 참조로 하여, 상기 개체가 선택되도록 지원하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안구 및 상기 제2 안구는 상기 사용자의 동일한 하나의 안구인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 생체 신호 획득 모듈은 상기 제2 안구 주변의 피부에 부착되는 복수 개의 전극을 포함하며, 상기 복수 개의 전극의 부착 위치는 상기 제2 안구에 대응되는 눈꺼풀의 움직임 방향을 인식하기 위한 위치로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 사용자의 제1 안구로부터 획득한 시선 정보는, 소정의 시선 추적 알고리즘을 수행하는 프로세서와 상기 사용자의 제1 안구를 촬영하는 상기 카메라 모듈에 의해 도출되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 시선 추적 알고리즘은, 상기 카메라 모듈로 상기 사용자의 제1 안구를 촬영하고, 상기 촬영한 영상에서 상기 제1 안구의 동공의 중심 위치를 찾아 사용자가 응시하고 있는 화면 상의 지점을 계산하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 생체신호는 안전도(Electrooculogram: EOG)에 의한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 시선 인식 및 생체 신호를 이용하여 사용자 인터페이스를 제공하는 헤드 마운트 디스플레이 장치로서,
    사용자의 어느 하나의 안구인 제1 안구로부터 시선 정보를 획득하는 카메라 모듈,
    상기 사용자의 어느 하나의 안구인 제2 안구에 대응되는 눈꺼풀로부터 움직임 정보를 획득하는 생체 신호 획득 모듈,
    (1) 상기 사용자가 출력된 화면 중 특정 위치를 응시하면, 상기 카메라 모듈을 통해 상기 사용자의 제1 안구로부터 획득된 시선 정보를 참조로 하여, 상기 사용자가 응시하는 상기 특정 위치로 커서를 이동시키고, (2) 상기 특정 위치에 소정의 개체가 존재하는 상태에서, 상기 생체 신호 획득 모듈을 통해 상기 사용자의 상기 제2 안구에 대응되는 눈꺼풀로부터 획득된 움직임 정보를 참조로 하여, 상기 개체에 대응되는 세부 선택 항목이 제공되도록 지원하는 사용자 인터페이스 제공부를 포함하며;
    사용자의 서로 다른 복수의 입력 정보를 서로 다른 복수의 측정모듈인 상기 카메라 모듈과 상대적으로 상기 카메라 모듈보다 전력소모가 적은 상기 생체신호 획득 모듈로부터 획득한 후, 상기 복수의 입력정보의 조합으로 그래픽 개체를 컨트롤하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 사용자 인터페이스 제공부는,
    상기 카메라 모듈을 통해 상기 사용자의 상기 제1 안구에 대응되는 눈꺼풀로부터 획득된 움직임 정보를 참조로 하여, 상기 그래픽 개체가 선택되도록 지원하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 안구 및 상기 제2 안구는 상기 사용자의 동일한 하나의 안구인 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 생체 신호 획득 모듈은,
    상기 제2 안구 주변의 피부에 부착되는 복수 개의 전극을 포함하며, 상기 복수 개의 전극의 부착 위치는 상기 제2 안구에 대응되는 눈꺼풀의 움직임 방향을 인식하기 위한 위치로 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 카메라 모듈은,
    상기 사용자의 제1 안구를 촬영하고,
    소정의 시선 추적 알고리즘을 수행하는 프로세서의 지원을 받아 상기 사용자의 제1 안구로부터 획득한 시선 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 카메라 모듈은,
    상기 사용자의 제1 안구를 촬영하고,
    상기 촬영한 영상에서 상기 제1 안구의 동공의 중심 위치를 찾아 상기 사용자가 응시하고 있는 그래픽 유저 인터페이스 상의 지점을 계산하는 상기 시선 추적 알고리즘의 지원을 받아 상기 사용자의 제1 안구로부터 획득한 시선 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 생체신호는 안전도(Electrooculogram: EOG)에 의한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 화면은 안경 외부에 설치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
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