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KR20150072778A - 저전력 전자 기기 - Google Patents

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KR20150072778A
KR20150072778A KR1020130160314A KR20130160314A KR20150072778A KR 20150072778 A KR20150072778 A KR 20150072778A KR 1020130160314 A KR1020130160314 A KR 1020130160314A KR 20130160314 A KR20130160314 A KR 20130160314A KR 20150072778 A KR20150072778 A KR 20150072778A
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KR1020130160314A
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김방현
조영진
이기락
최석문
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명은, 시선추적모듈이 구비된 전자 기기에 있어서, 낮은 소비전력 구현을 위해 전자 기기와 사용자간의 거리에 따라 시선추적모듈에 포함된 적외선 광원의 밝기가 달라지는 저전력 전자 기기를 제시한다.

Description

저전력 전자 기기{LOW POWER ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 전자 기기에 관한 발명으로, 보다 구체적으로, 시선추적모듈이 구비된 전자 기기에 관한 것이다.
최근 휴대 단말기는 음성 통화 뿐만 아니라 메일 송수신, 인터넷 열람, 다양한 어플리케이션 실행 등 여러 가지 기능이 부가되어 고기능화, 다양화가 진행되고 있으며, 동시에, 그 크기는 점점 작아지고 있다. 이에 따라, 휴대 단말기는 산업 및 생활 전반에 걸쳐 널리 이용되고 있다.
그러나, 휴대 단말기가 소형화됨에 따라 제어에 있어 다소 불편함이 발생하는 경우가 있다. 예를 들면, 노트 형태의 휴대 단말기의 경우 터치 기능을 수행하기 위하여 한손으로 단말기를 파지하게 되는데, 이때, 무게로 인해 단말기를 한손으로 지탱하는 것이 쉽지 않을 뿐더러 안정성도 취약하여 낙상 사고 등의 문제가 발생할 수 있다.
이러한 이유로, 최근에는 사용자의 눈동자를 추적하는 시선 추적(eye tracking) 기능을 수반하는 휴대 단말기가 제시되고 있다(한국 공개특허공보 제 10-2011-0100987호 참조).
시선 추적 기술은 카메라 등의 영상촬영기기를 통해 촬상된 사용자의 이미지에서 눈 영역을 검출하고, 여기에서 동공의 성분을 추출하여 동공의 중심 좌표를 통해 사용자의 시선을 추적한다. 이때, 사용자의 동공을 보다 용이하게 검출할 수 있도록, 시선추적장치에는 일반적으로 사용자 방향으로 적외광을 조사하는 적외선 광원이 포함되어 있다.
그러나, 적외선 광원의 경우, 주변 광에 대한 영향을 제거하기 위하여 비교적 높은 광 전력이 요구되고, 이로 인하여 휴대 단말기의 전력소모가 증가할 수 있다.
한국 공개특허공보 제 10-2011-0100987호
본 발명은, 사용자와의 거리 정보를 기초로 적외선 광원의 밝기를 조절함으로써 시선추적모듈이 구비된 전자 기기에서도 낮은 소비전력을 구현하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명은, 시선추적모듈이 구비된 전자 기기에 있어서, 전자 기기와 사용자간의 거리에 따라 상기 시선추적모듈에 포함된 적외선 광원의 밝기가 달라지는, 저전력 전자 기기를 제공한다.
여기서, 상기 전자 기기와 사용자간의 거리가 가까울수록 상기 적외선 광원의 밝기가 줄어드는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 상기 전자 기기는, 전자 기기와 사용자간의 거리를 측정하는 거리 측정부; 및 상기 측정된 거리에 따라 상기 적외선 광원의 밝기를 조절하는 발광 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 거리 측정부는, 사용자의 이미지에서 양 눈 사이의 간격을 기초로 거리를 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 거리 측정부는, 상기 적외선 광원에서 조사되어 사용자로부터 반사된 반사광의 비행 시간(time of flight)을 기초로 거리를 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명의 다른 실시예는, 복수 개의 적외선 광원을 포함하는 시선추적모듈이 구비된 전자 기기에 있어서, 전자 기기와 사용자간의 거리가 가까울수록 멸등되는 상기 적외선 광원의 개수가 증가하는, 저전력 전자 기기를 제공한다.
여기서, 상기 전자 기기는, 전자 기기와 사용자간의 거리를 측정하는 거리 측정부; 및 측정된 거리에 따라 상기 적외선 광원의 점멸을 조절하는 발광 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 저전력 전자 기기는, 전자 기기와 사용자간의 거리가 가까운 경우 적외선 광원의 밝기를 줄이거나, 복수 개의 적외선 광원 중 일부를 멸등하는 방식으로 동작하게 되므로 시스템의 전력소모를 크게 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 저전력 전자 기기의 블록도
도 2는 본 발명에 포함된 시선추적모듈의 내부 구성도
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 포함된 시선추적모듈의 내부 구성도
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 기술 등은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 함과 더불어, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공될 수 있다.
한편, 본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용효과를 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 저전력 전자 기기의 블록도이다. 부가적으로, 도면의 구성요소는 반드시 축척에 따라 그려진 것은 아니고, 예컨대, 본 발명의 이해를 돕기 위해 도면의 일부 구성요소의 크기는 다른 구성요소에 비해 과장될 수 있다. 한편, 각 도면에 걸쳐 표시된 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하며, 도시의 간략화 및 명료화를 위해, 도면은 일반적 구성 방식을 도시하고, 본 발명의 설명된 실시예의 논의를 불필요하게 불명료하도록 하는 것을 피하기 위해 공지된 특징 및 기술의 상세한 설명은 생략될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 저전력 전자 기기(100)는, 시선추적모듈(110)과 거리 측정부(120), 그리고 발광 제어부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 전자 기기(100)는 인간 컴퓨터 상호 작용(HCI; Human Computer Interaction)을 통해 인간의 명령을 입력받아 전기적인 동작이 수행되는 것을 총칭하는 것으로, 예를 들어, 핸드폰, 태블릿 PC, TV, 홈씨어터, PDA, 게임기, 전자 책, MP3 플레이어 등이 될 수 있다.
상기 시선추적모듈(110)은 카메라(111)를 통해 입력된 영상 등을 분석한 결과에 따라 사용자의 동공을 인식하여 사용자의 시선 위치를 추적할 수 있는 장치로서, 도 2를 참조하면, 동공 검출을 위해 사용자 방향으로 적외광을 조사하는 적외선 광원(112)과, 사용자의 눈동자 이미지를 촬상하는 카메라(111), 그리고 동공의 중심 좌표값 및 적외광이 사용자의 각막에 반사되어 생성된 글린트(glint) 좌표값 등을 기초로 사용자의 시선을 검출하는 연산부(113) 등을 포함할 수 있다.
사용자의 시선(동공)이 어디를 향해 있던지 간에 사용자의 눈동자에서 반사되는 적외광, 즉, 글린트(glint)는 구(球) 형상의 눈동자로 인하여 일정한 위치에 형성되고, 따라서, 시선 추적을 위한 보정(calibration) 과정에서 디스플레이(110) 상에 나타나는 보정 포인트를 바라보는 동공의 중심 좌표값과 글린트 좌표값 간의 벡터를 이용하면 사용자의 시선을 검출할 수 있다. 이러한 시선 추적 기술에 대해서는 공개특허공보 제 10-2013-0121303호에 제시되어 있는 등 당업자에게 이미 널리 알려져 있는 바 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 적외선 광원(112)은 사용자의 동공을 보다 용이하게 검출할 수 있도록 촬상된 이미지에서 적외선의 주파수 성분만이 반영된 동공 이미지 획득을 위해, 적외선 파장대(예를 들어, 850nm)의 광을 조사하는 적외선 LED(Light Emitting Diode)로 구현될 수 있다.
그리고, 보다 정확한 위치 판단을 위하여, 상기 적외선 광원(112)과 카메라(111)는 상호 근접한 위치에 배치될 수 있고, 여기서, 카메라(111)는 전자 기기에 기본적으로 장착되는 카메라를 이용할 수 있다. 또는, 상기 적외선 광원(112)과 카메라(111)가 분리된 상태가 아닌 일체로 구현된 것을 사용할 수도 있고, 이때, 카메라(111)에는 적외선 투과 필터가 장착되어 적외선 주파수 성분만이 반영된 이미지를 촬상하도록 할 수 있다.
이와 같이, 시선추적모듈(110)이 구비된 전자 기기에서, 본 발명은 전자 기기와 사용자간의 거리에 따라 상기 적외선 광원(112)의 밝기가 달라지는 것을 특징으로 할 수 있다.
일반적으로, 시선추적모듈(110)에 포함된 적외선 광원(112)은 적당한 조명을 확보하고 주변 광에 대한 영향을 제거하기 위하여 비교적 높은 광 전력이 요구된다. 이로 인하여 시스템 전력소모가 증가하게 되고, 그 결과, 배터리의 라이프 타임(life time)이 단축되는 문제가 발생하게 된다.
따라서, 본 발명은, 전자 기기와 사용자간의 거리가 가까울수록 상기 적외선 광원(112)의 밝기가 감소하도록 설계하여 낮은 소비전력으로 전자 기기가 동작하도록 할 수 있다. 사용자가 전자 기기로부터 가까운 곳에 있으면 적은 광량으로도 시선 추적에 필요한 반사광, 즉, 적외선 광원(112)에서 조사되어 사용자의 동공에 생성된 글린트(glint)를 얻을 수 있기 때문이다.
이러한 설계를 위해 본 발명은, 전자 기기와 사용자간의 거리를 측정하는 거리 측정부(120)와, 측정된 거리에 따라 상기 적외선 광원(112)의 밝기를 조절하는 발광 제어부(130)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 거리 측정부(120)는 촬상된 사용자의 이미지에서 양 눈 사이의 간격을 기초로 거리를 측정할 수 있다. 전자 기기로부터 사용자가 멀리 있으면, 촬상된 사용자 이미지가 작아 양 눈 사이의 간격 역시 좁아지게 된다. 반대로, 전자 기기로부터 사용자가 까가운 곳에 있으면, 촬상된 사용자 이미지가 커지게 되어 양 눈 사이의 간격 역시 넓어지게 된다. 따라서, 측정된 양 눈 사이의 간격을 단계적으로 설정된 문턱값(threshold)과 비교하여 전자 기기와 사용자간의 거리를 측정할 수 있다.
또 다른 방법으로, 상기 거리 측정부(120)는 적외선 광원(112)에서 조사되어 반사된 반사광의 비행 시간(time of flight)을 측정하여 전자 기기와 사용자간의 거리를 측정할 수 있다. 이 경우, 상기 거리 측정부(120)는 상기 적외선 광원(112)에서 조사되어 사용자로부터 반사된 반사광을 수용하는 수광부(도면 미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.
이처럼, 상기 거리 측정부(120)는, 여러 방식으로 전자 기기와 사용자간의 거리를 측정할 수 있고, 측정된 거리에 비례하는 전류값을 출력한다. 그러면, A/D컨버터(도면 미도시)는 입력된 전류량을 디지털값으로 변환하여 디지털 신호로서 거리 정보를 상기 발광 제어부(130)로 전달하고, 발광 제어부(130)는 입력된 디지털값에 기초하여 적외선 광원(112)의 밝기를 제어한다.
구체적으로, 상기 발광 제어부(130)는 전자 기기와 사용자간의 거리가 가까울수록 적외선 광원(112)의 광량이 작아지도록 설정한 정보 변환 테이블을 판독하여 이에 상응하는 디지털값을 D/A 컨버터(도면 미도시)로 출력한다. 그러면, D/A컨버터는 이를 아날로그 신호로 변환하여 시선추적모듈(110) 내에 위치한 구동회로(114)로 출력하고, 상기 구동회로(114)는 아날로그 신호에 상응하는 정전류를 적외선 광원(112)으로 출력하여 거리에 비례하는 발광량이 조사될 수 있도록 한다.
여기서, 상기 정보 변환 테이블은 거리 정보에 따른 적외선 광원(112)의 발광량이 단계적으로 정의된 데이터값으로, 예를 들어, 거리 증감에 대해 선형성을 갖도록 설정될 수 있다. 이러한 정보 변환 테이블은 전자 기기 내의 RAM, ROM, 하드디스크와 같은 메모리 장치에 저장되며, 여러 형태의 인터페이스를 통해 사용자에 의해 갱신될 수 있다.
이하에서는, 전력 감소를 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 대해 살펴보기로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 앞서 살펴본 실시예와 마찬가지로, 시선추적모듈(110) 및 거리 측정부(120), 그리고 발광 제어부(130)를 기본 구성으로 포함할 수 있다. 여기서, 상기 시선추적모듈(110)와 거리 측정부(120)의 개략적인 구성 및 기능은 전술한 실시예와 동일하므로 이에 대해서는 전술한 실시예의 설명에 갈음하기로 한다.
다만, 도 3에 도시된 것처럼, 상기 적외선 광원(112)은, 충분한 광량을 얻을 수 있도록 복수 개로 구성될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 전자 기기가 전면(前面)에 소정 폭의 테두리를 두고 디스플레이가 장착된 휴대 단말기라고 가정하면, 상기 적외선 광원(112)은 디스플레이의 오른쪽 상단 쪽 테두리, 왼쪽 상단 쪽 테두리, 오른쪽 하단 쪽 테두리, 왼쪽 하단 쪽 테두리에 각각 하나씩 배치될 수 있다.
이와 같은 구성에서, 상기 발광 제어부(130)는 거리 측정부(120)에서 측정된 전자 기기와 사용자간의 거리에 따라 적외선 광원(112)의 점멸 개수를 조절하는 방식으로 동작할 수 있다. 즉, 전자 기기와 사용자간의 거리가 가까우면 적은 개수의 적외선 광원(112)만으로도 시선 추적에 필요한 광량을 얻을 수 있으므로, 이 경우, 멸등되는 적외선 광원(112)의 개수가 증가되도록 설계하여 시스템의 전력소모를 감소시킬 수 있다.
구체적으로, 거리 측정부(120)에서 거리에 비례하는 전류값이 출력되면 A/D컨버터(도면 미도시)는 이를 디지털값으로 변환하고, 발광 제어부(130)는 전자 기기 내의 메모리 장치에 저장된 정보 변환 테이블을 판독하여 적외선 광원(112)의 ON/OFF를 설정한다.
여기서, 상기 정보 변환 테이블에는 거리 정보에 대해 멸등되는 적외선 광원(112)의 개수가 설정된 데이터값이 사전에 입력되어 있으며, 여기에 상응하는 디지털값이 D/A 컨버터(도면 미도시)로 출력되면 D/A컨버터는 이를 아날로그 신호로 변환한다. 그러면, 상기 시선추적모듈(110) 내에 위치한 구동회로(114)는 아날로그 신호에 기초하여 멸등될 적외선 광원(112)을 제외한 나머지 적외선 광원(112)으로 정전류를 출력한다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100: 본 발명의 전자 기기 110: 시선추적모듈
111: 카메라 112: 적외선 광원
113: 연산부 114: 구동회로
120: 발광 제어부 130: 거리 측정부

Claims (7)

  1. 시선추적모듈이 구비된 전자 기기에 있어서,
    전자 기기와 사용자간의 거리에 따라 상기 시선추적모듈에 포함된 적외선 광원의 밝기가 달라지는, 저전력 전자 기기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 기기와 사용자간의 거리가 가까울수록 상기 적외선 광원의 밝기가 줄어드는, 저전력 전자 기기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 기기는, 전자 기기와 사용자간의 거리를 측정하는 거리 측정부; 및 상기 측정된 거리에 따라 상기 적외선 광원의 밝기를 조절하는 발광 제어부;를 포함하는, 저전력 전자 기기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 거리 측정부는, 사용자의 이미지에서 양 눈 사이의 간격을 기초로 거리를 측정하는, 저전력 전자 기기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 거리 측정부는, 상기 적외선 광원에서 조사되어 사용자로부터 반사된 반사광의 비행 시간(time of flight)을 기초로 거리를 측정하는, 저전력 전자 기기.
  6. 복수 개의 적외선 광원을 포함하는 시선추적모듈이 구비된 전자 기기에 있어서,
    전자 기기와 사용자간의 거리가 가까울수록 멸등되는 상기 적외선 광원의 개수가 증가하는, 저전력 전자 기기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 전자 기기는, 전자 기기와 사용자간의 거리를 측정하는 거리 측정부; 및 측정된 거리에 따라 상기 적외선 광원의 점멸을 조절하는 발광 제어부;를 포함하는, 저전력 전자 기기.
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PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20131220

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WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid