KR101427853B1 - 화상통화장치 및 화상통화 보조장치 - Google Patents

화상통화장치 및 화상통화 보조장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101427853B1
KR101427853B1 KR1020130007948A KR20130007948A KR101427853B1 KR 101427853 B1 KR101427853 B1 KR 101427853B1 KR 1020130007948 A KR1020130007948 A KR 1020130007948A KR 20130007948 A KR20130007948 A KR 20130007948A KR 101427853 B1 KR101427853 B1 KR 101427853B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
camera
image
mirror
unit
video communication
Prior art date
Application number
KR1020130007948A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140095246A (ko
Inventor
원광연
황성재
반성훈
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020130007948A priority Critical patent/KR101427853B1/ko
Publication of KR20140095246A publication Critical patent/KR20140095246A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101427853B1 publication Critical patent/KR101427853B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/14—Systems for two-way working
    • H04N7/141—Systems for two-way working between two video terminals, e.g. videophone
    • H04N7/147—Communication arrangements, e.g. identifying the communication as a video-communication, intermediate storage of the signals
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M3/00—Automatic or semi-automatic exchanges
    • H04M3/42—Systems providing special services or facilities to subscribers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 화상통화장치(100)는 영상통화 상대방의 영상을 표시하는 디스플레이부(120), 사용자의 눈 위치와 영상에서 상대방의 눈 위치 사이에 위치하여 사용자의 영상을 반사하고, 상대방의 영상을 투과하는 반투명 거울부(150), 반투명 거울부(150)에서 반사되는 사용자의 영상을 획득하는 카메라부(110), 반투명 거울부(150)와 카메라부(110)가 한쪽 평면에 배치되고, 반투명 거울부(150) 및 카메라부(110)의 배치 각도를 각각 조절하는 각도 조절수단을 포함하는 하우징부(160) 및 카메라부(110)로부터 제공되는 영상을 상대방의 화상통화장치에 전송하고, 상대방의 화상통화장치로부터 수신한 영상을 디스플레이부(120)에 제공하는 송수신부(140)를 포함한다.

Description

화상통화장치 및 화상통화 보조장치{VIDEO COMMUNICATION DEVICE AND AUXILIARY DEVICE FOR VIDEO COMMUNICATION}
이하 설명하는 기술은 화상통화장치 및 이동단말기를 이용한 화상통화 보조장치에 관한 것이다.
최근들어, 사용자 간의 통신은 음성만을 이용한 전화 또는 회의에서 영상을 이용한 전화 또는 회의로 변화하고 있다.
일반적으로 화상통화시 사용자는 화상통화장치에서 상대방의 영상을 표시하는 영역을 보면서 통화를 하게 된다. 그리고 사용자의 영상은 카메라를 통해 촬영되어 상대방에게 전송된다. 이런 경우, 사용자의 눈(사용자의 시선)과 카메라 간에는 일정한 각도를 갖게 된다. 카메라가 상대방의 영상이 표시되는 공간에 배치될 수 없기 때문이다. 따라서 사용자와 상대방이 화상통화시 서로 다른 곳을 쳐다보는 형태로 통화하게 된다.
영상 통화시 영상통화 상대방 간에 시선일치는 상대방이 대화에 어떤 자세로 임하고 있는지, 그리고 어느 정도 자신의 이야기에 관심을 가지고 있는지를 알게 해주는 것으로 영상통화에서 매우 중요한 요소이다. 시선일치는 대화를 시작하거나 자신이 말을 하기 시작한다는 단서를 제공함으로써 대화의 흐름을 조절하며, 통화자들 간에 상대방과의 대화에 흥미가 있다거나 주의를 기울이고 있음을 나타내는 무언의 언어가 된다. 또한, 감정을 전달하는데 있어서 중요한 역할을 하는 눈, 이마, 입, 얼굴 근육의 움직임을 통해 서로의 감정상태를 인지할 수 있다고 알려져 있다.
영상통화시 통화자들 간에 시선을 일치시키기 위한 기술로는 크게 하드웨어적 접근방법과 소프트웨어적 접근방법이 있다.
소프트웨어적 접근방법은 영상 데이터에서 눈의 위치를 파악하여 사용자와 상대방의 시선을 일치시키는 방법이다. 한국공개특허 제10-2012-0064545호는 전송되는 상대방의 눈의 위치를 분석하여, 복수의 카메라 중 사용자의 눈의 위치와 일치하게 촬영할 수 있는 카메라를 사용하는 방법을 제안한다.
하드웨어적 접근방법으로는 반투명 거울(HM, Half-transparent Mirror) 방식, BHM(Blazed Half-Mirror) 방식과 같은 광분할 방식, 공간분할 방식 및 시분할 방식 등이 있다.
BHM 방식은 작은 크기의 반투명 거울을 여러 개 배치하여 반투명 거울이 모니터와 평행하게 되도록 하고 카메라를 BHM의 반사각과 수직이 되도록 배치한 것으로, 상기 반투명 거울 방식에서 반투명 거울과 모니터 사이의 거리가 커지는 문제점을 보완하였다.
공간분할 방식은 상대방의 눈이 디스플레이되는 위치의 스크린에 작은 구멍을 뚫고 거기에 작은 카메라를 설치하며, 비디오 프로젝터를 사용하여 상대방의 모습을 스크린에 투영한 방식이다. 비디오 프로젝터의 강한 빛이 카메라에 그대로 입력되므로, 편광필터 등을 사용하여 프로젝터에서 입사되는 광선과 사용자에게 반사되어 들어오는 광선을 구분해야 한다.
시분할 방식은 스위칭 가능한 LCD 패널 뒤에 카메라와 비디오 프로젝터를 두고 LCD를 구동시킬 때는 상대방 모습을 디스플레이하고, 구동시키지 않을 때는 투명한 LCD를 통해 사용자의 모습이 카메라에 캡쳐되도록 한 방식이다. 이 방식은 카메라나 디스플레이가 전체 시간의 반씩만 사용할 수 있다.
반투명 거울 방식은 사용자가 스크린을 바라보고 있는 모습이 반투명 거울에 반사되어 카메라로 입력되는 방식이다.
1999년 Birgit Quante는 반투명 거울의 반사와 투과를 동시에 하는 특성을 이용하여 화면을 쳐다봄과 동시에 카메라를 보도록 설계하였다(Birgit Quante and Lothar Muhlbach, "Eye-contact in Multipoint Videoconferencing", 1999 참조).
2005년도 Tracy Jenkin가 발표한 논문에서는 사용자의 눈의 위치를 추적(tracking)하여 시선 방향에 위치한 카메라를 작동시키는 방식을 제안하였다(Tracy Jenkin, Jesse McGeachie, "EyeView: Focus+Context Views for Large Group Video Conferences", 2005 참조).
종래의 반투명 거울 방식은 반투명 거울이 고정되어 있어서 사용자가 자신의 위치를 조절하면서 시선을 맞춰야 한다. 또한 화상통화 영상이 별도의 모니터에 표시되는 경우 반투명 거울이 45도 기울어져 있어야 하므로 모니터 크기에 비례하여 사용자와 모니터 간의 거리가 증가하게 되어 전체 시스템 크기가 커진다는 문제점이 있다. 사용자의 눈을 추적하는 방식은 복수의 카메라를 사용해야 하고 장치 설비의 비용이 증가한다는 문제점이 있다.
이하 설명하는 기술은 이동단말기를 사용하는 화상통화에서 사용자와 상대방의 시선을 손쉽게 일치시키는 화상통화장치 또는 이동단말기가 탈착하는 화상통화 보조장치를 제공하고자 한다.
이하 설명하는 기술은 이동단말기에 간단한 장치를 부가하여 또는 이동단말기가 탈착하는 보조 장치를 사용하여 카메라 및 반투명 거울의 각도를 조절하는 반투명 거울 방식을 제공하고자 한다.
이하 설명하는 기술의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 화상통화장치는 영상통화 상대방의 영상을 표시하는 디스플레이부, 사용자의 눈 위치와 영상에서 상대방의 눈 위치 사이에 위치하여 사용자의 영상을 반사하고, 상대방의 영상을 투과하는 반투명 거울부, 반투명 거울부에서 반사되는 사용자의 영상을 획득하는 카메라부, 반투명 거울부와 카메라부가 한쪽 평면에 배치되고, 반투명 거울부 및 카메라부의 배치 각도를 각각 조절하는 각도 조절수단을 포함하는 하우징부 및 카메라부로부터 제공되는 영상을 상대방의 화상통화장치에 전송하고, 상대방의 화상통화장치로부터 수신한 영상을 디스플레이부에 제공하는 송수신부를 포함한다.
디스플레이부는 송수신부에서 수신한 영상을 투사하는 프로젝터 장치 또는 송신부에서 수신한 영상을 표시하는 출력 장치를 포함한다.
사용자의 눈 위치와 상대방의 눈 위치를 연결하는 가상 시선 직선상에 카메라부의 허상이 위치한다.
각도 조절수단은 반투명 거울부의 중심에서 연장되는 길이방향 거울 직선이 카메라부와 허상을 연결하는 가상 직선에 수직이고, 카메라부의 방향선 및 허상의 방향선이 만나는 지점을 지나가도록 반투명 거울부와 카메라의 배치 각도를 조절한다.
하우징부의 한쪽 평면과 반투명 거울부가 형성하는 제1 배치 각도(θ)가 아래의 식으로 결정된다.
Figure 112013006990822-pat00001
여기서, yz 좌표평면상에서 반투명 거울부의 중심에서 길이방향으로 연장되는 거울 직선이 하우징부에서 시작하는 지점의 좌표가 (k, 0)이고, 사용자 눈 위치의 좌표가 (y1, z1)이고, 상대방의 눈 위치 좌표가 (y2, z2)이고,
Figure 112013006990822-pat00002
이고,
Figure 112013006990822-pat00003
이다.
하우징부의 한쪽 평면과 카베라부의 방향선이 형성하는 제1 배치각도(
Figure 112013006990822-pat00004
)가 아래의 식으로 결정된다.
Figure 112013006990822-pat00005
이하 설명하는 화상통화 보조장치는 하상통화 상대방의 영상을 투사하는 프로젝터부, 사용자의 눈 위치와 영상에서 상대방의 눈 위치 사이에 위치하여 사용자의 영상을 반사하고, 상대방의 영상을 투과하는 반투명 거울부 및 카메라를 포함한 이동단말이 탈착하는 하우징, 하우징의 배치 각도를 조절하는 하우징 각도 조절수단, 반투명 거울부와 연결되어 반투명 거울부의 배치 각도를 조절하는 거울 각도 조절수단을 포함하는 하우징부를 포함한다. 카메라는 반투명 거울부에서 반사되는 사용자의 영상을 획득하고, 프로젝터부는 이동단말로부터 상대방의 영상을 전달받는다.
사용자의 눈 위치와 상대방의 눈 위치를 연결하는 가상 시선 직선상에 카메라의 허상이 위치한다.
하우징 각도 조절수단은 반투명 거울부의 중심에서 연장되는 길이방향 거울 직선이 카메라와 허상을 연결하는 가상 직선에 수직이고, 카메라의 방향선 및 허상의 방향선이 만나는 지점을 지나가도록 하우징의 배치 각도를 조절한다.
거울 각도 조절수단은 반투명 거울부의 중심에서 연장되는 길이방향 거울 직선이 카메라와 허상을 연결하는 가상 직선에 수직이고, 카메라의 방향선 및 허상의 방향선이 만나는 지점을 지나가도록 반투명 거울부의 배치 각도를 조절한다.
이하 설명하는 기술은 이동단말기를 이용한 화상통화에서 낮은 비용이 소요되는 간단한 장치로 사용자와 화상통화 상대방의 시선을 일치시킨다.
이하 설명하는 기술의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 화상통화장치 또는 화상통화 보조장치에 반투명 거울이 배치되어 사용자와 상대방의 시선이 일치하는 예를 도시한다.
도 2는 yz 평면에서 화상통화장치 또는 화상통화 보조장치에 배치되는 카메라와 반투명 거울의 위치 및 배치 각도에 대한 예를 도시한다.
도 3은 반투명 거울을 이용한 화상통화장치를 예시한 구조도이다.
도 4는 화상통화 기능이 있는 이동단말기가 탈착하는 화상통화 보조장치를 예시한 구조도이다.
도 5는 yz 평면에서 화상통화장치 또는 화상통화 보조장치에 배치되는 카메라와 반투명 거울의 위치 및 배치 각도를 도시한다.
도 6은 화상통화장치 또는 화상통화 보조장치에서 사용자와 상대방의 시선의 일치여부를 확인하는 기준이 되는 직선 및 배치각도를 도시한다.
도 7은 사용자와 상대방의 눈의 위치를 추적하는 과정에 대한 예를 도시한 구성도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다. 따라서, 본 명세서를 통해 설명되는 각 구성부들의 존재 여부는 기능적으로 해석되어야 할 것이며, 이러한 이유로 본 발명의 화상통화장치(100) 및 화상통화 보조장치(200)에 따른 구성부들의 구성은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 한도 내에서 도 3 내지 도 4와는 상이해질 수 있음을 명확히 밝혀둔다.
또, 방법 또는 동작 방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
이하에서는 도면을 참조하면서 화상통화장치(100) 및 화상통화 보조장치(200)에 관하여 구체적으로 설명하겠다. 본 발명에서 화상통화장치(100)는 기본적으로 이동단말기와 같이 화상통화가 가능한 포터블(portable) 장치인 것이 바람직하다. 본 발명에서 화상통화 보조장치(200)는 화상통화 기능이 있는 이동단말기를 탈착하여 사용자와 상대방의 시선을 일치시키는 장치를 의미한다.
먼저 반투명거울을 이용하여 시선 일치시키는 방법에 대해 개략적으로 설명하고자 한다. 도 1은 화상통화장치(100) 또는 화상통화 보조장치(200)에 반투명 거울이 배치되어 사용자와 상대방의 시선이 일치하는 예를 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 좌측에 있는 사용자는 화상통화장치(100) 또는 화상통화 보조장치(200)를 이용하여 우측에 영상이 표시되는 화상통화의 상대방과 화상통화를 한다. 상대방의 영상은 화상통화장치의 프로젝터를 통해 스크린에 표시되는 영상 또는 모니터 장치에서 직접 출력되는 영상일 수도 있다. 모니터 장치는 PDP, LCD, LED, OLED 등 영상을 출력할 수 있는 다양한 장치가 사용될 수 있고, 스마트 TV와 같은 장치를 사용할 수도 있다. 모니터 장치에 상대방 영상이 출력되는 경우는 화상통화장치에서 유선으로 영상을 전달하거나, 다양한 근거리 무선통신 방식 또는 인터넷을 통해 상대방 영상을 전송할 수도 있을 것이다.
이하 3차원 공간을 설명하기 위한 x축, y축 및 z축에 대해 먼저 정의하고자 합니다. x 축은 반투명 거울을 통해 상대방과 통화하는 사용자 입장에서 좌우 방향의 축이고, y축은 사용자 입장에서 위아래 방향의 축이고, z축은 사용자 입장에서 사용자로부터 화상 영상을 향하는 방향의 축이다. 이는 도 1에 도시한 바와 같다.
도 1에서 좌측의 사용자는 화상통화장치(100) 또는 화상통화 보조장치(200)의 반투명 거울을 통해 우측의 상대방과 시선을 맞춘다. 이를 위해서는 반투명 거울의 각도를 조절하는 것이 바람직하다. 한편 상대방에게 전달되는 사용자의 영상은 화상통화장치(100) 또는 화상통화 보조장치(200)에 결합하는 이동단말기(50)의 카메라를 통해 획득한다. 카메라를 반투명 거울에 반사되는 사용자의 얼굴 영상을 획득한다. 상대방과 시선을 맞춘 사용자의 영상을 촬영하는 카메라도 일정한 각도로 사용자를 촬영하는 것이 바람직하다.
3차원 좌표계에서 반투명 거울의 각도를 조절하는 것은 y-z 축의 2차원적인 문제이므로, 이하 x축을 제외하고 yz 평면만을 기준으로 본 발명을 설명하고자 한다.
도 2는 yz 평면에서 화상통화장치(100) 또는 화상통화 보조장치(200)에 배치되는 카메라와 반투명 거울의 위치 및 배치 각도에 대한 예를 도시한다. 도 2에서 카메라가 화상통화장치(100) 또는 화상통화 보조장치(200)에 결합한 이동단말기에서 돌출된 형태로 도시하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이고 카메라는 일반적으로 화상통화장치(100) 또는 이동단말기 내부에 배치되는 구조를 갖는다.
도 2에서 좌측 사용자와 상대방 시선을 잇는 가상의 직선을 점선으로 도시하였다. 이 직선을 가상 시선 직선이라고 명명한다. 가상 시선 직선은 반투명 거울을 통과해야만 한다. 카메라의 중심을 지나는 길이 방향을 지시하는 직선을 카메라 방향선이라고 명명한다(붉은색 일점 쇄선으로 표시). 또한 카메라와 반투명 거울의 관계에서 물리학적으로 반투명 거울의 반대편에 카메라의 허상이 위치하게 된다. 이 카메라 허상의 중심을 지나는 길이 방향을 지시하는 직선을 허상 방향선이라고 명명한다(붉은색 일점 쇄선으로 표시). 화상통화장치(100) 또는 화상통화 보조장치(200)에 배치되는 반투명 거울의 중심을 지나는 길이방향 직선을 거울 직선이라고 명명한다. 도 2와 같이 허상이 가상 시선 직선상에 위치하기 위하여는 반투명 거울의 각도 및/또는 카메라의 각도를 조절해야 한다. 도 2의 양방향 화살표는 카메라와 반투명 거울의 배치 각도가 조절될 수 있음을 의미한다.
카메라와 반투명 거울의 배치 각도를 구체적으로 설명하기 전에 본 발명에서 제안하는 화상통화장치(100) 및 화상통화 보조장치(200)의 구성에 대한 예를 설명한다.
도 3은 반투명 거울을 이용한 화상통화장치(100)를 예시한 구조도이다. 본 발명에 따른 화상통화장치(100)는 영상통화 상대방의 영상을 표시하는 디스플레이부(120), 사용자의 눈 위치와 영상에서 상대방의 눈 위치 사이에 위치하여 사용자의 영상을 반사하고, 상대방의 영상을 투과하는 반투명 거울부(150), 반투명 거울부(150)에서 반사되는 사용자의 영상을 획득하는 카메라부(110), 반투명 거울부(150)와 카메라부(110)가 한쪽 평면에 배치되고, 반투명 거울부(150) 및 카메라부(110)의 배치 각도를 각각 조절하는 각도 조절수단을 포함하는 하우징부(160) 및 카메라부(110)로부터 제공되는 영상을 상대방의 화상통화장치에 전송하고, 상대방의 화상통화장치로부터 수신한 영상을 디스플레이부(120)에 제공하는 송수신부(140)를 포함한다.
도 3에 도시한 화상통화장치(100)는 영상통화기능이 있는 이동단말기에 반투명 거울부(150)과 별도의 디스플레이부(120)가 부가된 장치이다. 디스플레이부(120)는 송수신부(140)에서 수신한 영상을 투사하는 프로젝터 장치 또는 송신부에서 수신한 영상을 표시하는 출력 장치일 수 있다. 도 3에서는 화상통화장치(100)의 내부에 프로젝터가 포함된 형태를 도시한다. 프로젝터가 송수신부(140)에서 수신한 영상을 투사하게 된다. 디스플레이부(120)가 전술한 별도의 출력 장치를 사용한다면 송수신부(140)에서 수신한 영상을 유선 또는 무선 통신을 통해 별도의 모니터 장치와 같은 출력장치에 전달해야 한다.
화상통화장치(100)는 카메라부(110) 및 반투명 거울부(150)의 각도를 조절하는 수단을 갖는다. 카메라의 촬영 각도를 조절하는 수단을 카메라 각도 조절수단(115)이고, 반투명 거울부(150)의 각도를 조절하는 수단을 거울 각도 조절수단이라고 명명한다. 도 3에서는 거울 각도 조절수단(155)만을 도시하였다.
화상통화장치(100)는 일반적인 이동단말기와 달리 내장된 카메라의 촬영 각도를 조절할 수 있는 카메라 각도 조절수단(115)을 포함해야 한다. 카메라 각도 조절수단(115)은 카메라부(110) 자체 또는 카메라부(100)의 렌즈가 하우징부(160)의 한쪽 평면에 대해 일정한 각도로 조절한다. 카메라 각도 조절수단(115)은 기구적 장치에 해당하며 해당분야의 통상의 지식을 가진 자가 적용할 수 있는 다양한 수단이 사용될 수 있다. 사용자가 각도를 수동으로 조절하거나, 모터 장치를 통해 카메라부(100)의 각도를 조절할 수도 있다.
또한 화상통화장치(100)는 반투명 거울부(150)의 배치 각도를 조절할 수 있는 거울 각도 조절 수단(155)을 포함해야 한다. 도 3에 도시한 거울 각도 조절 수단(155)은 하우징부(160)에 있는 홈에 삽입되는 레일 형태이다. 자세하게 도시되지는 않았지만, 홈의 내부에 레일이 일정한 각도로 고정하는 수단이 있다. 거울 각도 조러 수단(155) 역시 수동 장치 또는 자동 장치로 구현할 수 있다.
본 발명에서 각도 조절 수단은 기구 장치 분야에서 사용되는 다양한 수단이 사용될 수 있다. 각도를 조절하는 장치 자체가 본 발명의 특징은 아니기 때문에 자세한 설명은 생략하기로 한다.
카메라부(110)는 영상통화를 위하여 이동단말기에 내장된 카메라를 이용한다. 도 3에서 점선으로 표시한 송수신부(140)는 이동단말기에서 데이터를 주고 받는 통신모듈에 해당한다.
본 발명에 대한 다른 실시예로서, 일반적인 이동단말기를 결합하여 사용하는 화상통화 보조장치(200)를 설명하고자 한다. 도 4는 화상통화 기능이 있는 이동단말기(50)가 탈착하는 화상통화 보조장치(200)를 예시한 구조도이다. 도 4(a)는 이동단말기(50)가 화상통화 보조장치(200)에 결합하는 과정을 도시하고, 도 4(b)는 이동단말기(50)가 화상통화 보조장치(200)에 결합된 상태를 도시한다.
본 발명에 따른 화상통화 보조장치(200)는 상대방의 영상을 투사하는 프로젝터부(210), 사용자의 눈 위치와 영상에서 상대방의 눈 위치 사이에 위치하여 사용자의 영상을 반사하고, 상대방의 영상을 투과하는 반투명 거울부(220) 및 카메라를 포함한 이동단말기(50)가 탈착하는 하우징(230), 하우징(230)의 배치 각도를 조절하는 하우징 각도 조절수단(235), 반투명 거울부(220)와 연결되어 반투명 거울부(220)의 배치 각도를 조절하는 거울 각도 조절수단(225)을 포함하는 하우징부(240)를 포함한다. 이동단말기(50)의 카메라(55)는 반투명 거울부(220)에 반사되는 사용자의 얼굴 영상을 획득한다.
화상통화 보조장치(200)는 이동단말기(50)로부터 상대방의 영상을 전달받아 투사하는 프로젝터부(210)를 포함한다. 프로젝터가 별도로 없는 이동단말기(50) 경우 본 발명의 화상통화 보조장치(200)를 사용하여 스크린에 투사되는 상대방을 얼굴을 보고 영상통화가 가능하다. 도 4에 자세하게 도시하지는 않았지만, 화상통화 보조장치(200)는 이동단말기(50)로부터 데이터 입출력이 가능한 인터페이스 장치와 연결되어 영상 데이터를 전달받는다. 물리적인 인터페이스 장치 외에 근거리 통신을 사용하여 무선으로 상대방 영상을 전달받아 프로젝터부(210)를 통해 영상을 투사하는 방식도 가능하다. 이 경우 화상통화 보조장치(200)에는 무선 통신이 가능한 통신 모듈이 포함되어야 한다.
화상통화 보조장치(200)의 반투명 거울부(220) 및 거울 각도 조절수단(225)은 전술한 화상통화장치(100)의 반투명 거울부(150) 및 거울 각도 조절수단(155)과 동일한 구성을 갖는다.
한편 일반적인 이동단말기(50)는 카메라(55)의 배치 각도를 조절할 수 없으므로, 본 발명에 따른 화상통화 보조장치(200)는 이동단말기(50)가 결합하는 하우징(230)의 각도를 조절하는 수단이 필요하다. 이를 통해 이동단말기가 일정한 각도로 배치될 수 있다.
도 4(b)의 우측 하단에 하우징(230)이 반투명 거울부(220) 및 거울 각도 조절 수단(225)가 배치된 하우징부(240)와 연결되는 구성을 확대하여 도시하였다. 하우징부(240)는 하우징(230), 하우징 각도 조절수단(235), 반투명 거울부(220) 및 거울 각도 조절 수단(225)를 포함하는 구성이다.
설명의 편의를 위해 이동단말기(50)가 결합되는 하우징(230)을 제1 하우징이라고 하고, 반투명 거울부가 배치되는 영역을 제2 하우징이라고 한다. 도 4(b)에 도시된 하우징 각도 조절 수단(235)은 제1 하우징과 제2 하우징은 서로 다른 각도로 연결될 수 있도록 제1 하우징에는 원형의 회전수단이 배치되고 제2 하우징에는 회전수단이 일정한 각도로 고정될 수 있도록 각도를 고정하는 수단이 배치된다. 다른 각도 조절 수단과 같이, 화상통화 보조장치(200)의 하우징 각도 조절수단(235)이 반드시 이와 같은 형태로 제한되는 것은 아니며, 통상의 지식을 가진 자가 적용할 수 있는 다양한 수단이 사용될 수 있음은 물론이다.
이제 전술한 카메라와 반투명 거울의 배치 각도가 어떻게 조절되어야 하는지를 설명하기로 한다. 도 5는 yz 평면에서 화상통화장치 또는 화상통화 보조장치에 배치되는 카메라와 반투명 거울의 위치 및 배치 각도를 도시한다.
도 5에서 Eye 1은 사용자의 눈 위치(y1, z1)를 의미하고, Eye 2는 화상통화 영상에서의 상대방 눈 위치(y2, z2)를 의미한다. 화상통화장치(100) 또는 화상통화 보조장치(200)에서 반투명 거울부(150, 220)가 연결된 부분의 좌표를 (k, 0)라고 한다. (k, 0)는 거울 직선이 시작하는 위치이고, 반투명 거울부(150, 220)가 y축과 평행한 화상통화장치(100) 또는 화상통화 보조장치(200)의 평면과 일정한 각도를 시작하는 지점이기도 하다.
카메라의 허상이 가상 시선 직선상에 위치하기 위한 조건에 대해 설명하도록 한다. 먼저 가상 시선 직선은 아래의 수학식 1과 같이 표현되고, 거울 직선은 아래의 수학식 2와 같이 표현된다.
Figure 112013006990822-pat00006
여기서,
Figure 112013006990822-pat00007
이고,
Figure 112013006990822-pat00008
이다.
Figure 112013006990822-pat00009
여기서, θ는 y 축에 평행한 화상통화장치(100) 또는 화상통화 보조장치(200)의 한쪽 평면이 반투명 거울부와 형성하는 각도를 의미한다.
본 발명에서 사용자와 상대방의 시선이 일치(즉, 카메라의 허상이 가상 시선 직선상에 위치)하기 위해서는 i)반투명 거울부의 중심에서 연장되는 길이방향 거울 직선이 카메라와 허상을 연결하는 가상 직선에 수직이고, ii) 거울 직선이 카메라의 방향선 및 허상의 방향선이 만나는 지점을 지나가도록 반투명 거울부와 카메라(또는 하우징(230)의 배치 각도를 조절해야 한다.
다른 말로 표현하자면, 직선 선분 AD, DC 및 AC가 구성하는 삼각형을 거울 직선이 이등분해야 한다(
Figure 112013006990822-pat00010
).
도 6은 화상통화장치 또는 화상통화 보조장치에서 사용자와 상대방의 시선의 일치여부를 확인하는 기준이 되는 직선 및 배치각도를 도시한다. 도 6에서 카메라로부터 연결된 파란색 점선은 카메라가 반투명 거울에 반사되는 영상을 촬영하는 구역을 의미한다.
본 발명에서 사용자와 상대방의 시선이 일치(즉, 카메라의 허상이 가상 시선 직선상에 위치)하기 위해서는 y 축에 평행한 화상통화장치(100) 또는 화상통화 보조장치(200)의 한쪽 평면이 반투명 거울부가 형성하는 제1 배치 각도(θ)가 아래의 수학식 3을 만족해야 한다.
Figure 112013006990822-pat00011
한편, y 축에 평행한 화상통화장치(100) 또는 화상통화 보조장치(200)의 한쪽 평면이 카메라의 방향선이 형성하는 제1 배치각도(
Figure 112013006990822-pat00012
)가 아래의 수학식 4를 만족해야 한다.
Figure 112013006990822-pat00013
결국 사용자는 상기 반투명 거울부의 제1 배치 각도(θ)와 상기 카메라 방향선의 제1 배치각도(
Figure 112013006990822-pat00014
)가 전술한 수식을 만족하도록 각 각도 조절 수단을 조절하면, 사용자와 상대방이 시선이 일치하는 상태에서 화상통화가 가능하다. 한편 도 6에서 제1 배치 각도라고 설명한 것은 거울 직선이나 카메라 방향선이 평행한 화상통화장치(100) 또는 화상통화 보조장치(200)의 한쪽 평면과 형성하는 다른 쪽 각도가 있기 때문에 제1 이라고 명명한 것이다. 경우에 따라서 제1 배치 각도들은 내각을 이룰 수도 있고 외각을 이룰 수도 있다.
전술한 본 발명에서 사용자는 반투명 거울을 통해 투사되는 상대방의 눈을 위치를 보고 반투명 거울 및 카메라의 각도를 수동으로 조절하게 된다. 본 발명의 다른 측면에서 반투명 거울 및 카메라의 각도가 자동으로 조절되는 장치를 설명하도록 한다. 자동으로 각도가 조절되기 위해서는 기본적으로 사용자 눈의 위치 좌표와 상대방 눈의 위치 좌표가 산출되어야 한다.
도 7은 사용자와 상대방의 눈의 위치를 추적하는 과정에 대한 예를 도시한 구성도이다. 먼저 사용자의 눈의 위치는 화상통화장치(100)의 카메라부(110) 또는 이동단말기(50)의 카메라(55)를 통해 획득하는 영상을 분석하여 파악할 수 있다. 또한 상대방 눈의 위치는 상대방 영상을 분석하여 파악할 수 있다. 눈 검출은 이미지 처리 기법에서 일반적인 기법이므로 자세한 설명은 생략한다. 다만 이 경우 화상통화장치(100) 또는 화상통화 보조장치(200)의 위치 및 상대방 영상이 표시되는 위치 및 영상의 크기를 파악해야 한다. 화상통화장치 및 상대방 영상이 표시되는 스크린(또는 모니터 장치)이 고정된 위치에 위치하거나, 또는 별도의 카메라 등을 이용하여 각각의 위치를 파악하는 장치를 추가적으로 사용해야 한다.
사용자의 눈 위치 및 상대방의 눈 위치를 획득했다고 전제하면, 가상 시선 직선이 검출된 것이므로, 화상통화장치(100) 또는 화상통화 보조장치(200)는 카메라부(또는 하우징)의 각도 조절 수단(115, 235) 및 거울 각도 조절 수단(155, 225)을 구동하여 카메라(또는 하우징) 및/또는 반투명 거울부(150, 220)의 각도를 조절하여 사용자와 상대방의 시선을 일치시킬 수 있다. 이 경우 각 각도 조절 수단들은 모터를 통해 각도가 조절되는 장치를 이용하는 것이 바람직하다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
100 : 화상통화장치 110 : 카메라부
115 : 카메라 조절 수단 120 : 디스플레이부
140 : 송수신부 150 : 반투명 거울부
155 : 거울 각도 조절수단 160 : 하우징부
200 : 화상통화 보조장치 210 : 프로젝터부
220 : 반투명 거울부 225 : 거울 각도 조절수단
230 : 하우징 235 : 하우징 각도 조절수단
240: 하우징부
50 : 이동단말기 55 : 카메라

Claims (12)

  1. 영상통화 상대방의 영상을 표시하는 디스플레이부;
    사용자의 눈 위치와 상기 영상에서 상대방의 눈 위치 사이에 위치하여 사용자의 영상을 반사하고, 상기 상대방의 영상을 투과하는 반투명 거울부;
    상기 반투명 거울부에서 반사되는 사용자의 영상을 획득하는 카메라부;
    상기 반투명 거울부와 상기 카메라부가 한쪽 평면에 배치되고, 상기 반투명 거울부 및 상기 카메라부의 배치 각도를 각각 조절하는 각도 조절수단을 포함하는 하우징부; 및
    상기 카메라부로부터 제공되는 영상을 상기 상대방의 화상통화장치에 전송하고, 상기 상대방의 화상통화장치로부터 수신한 영상을 상기 디스플레이부에 제공하는 송수신부를 포함하는 화상통화장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이부는
    상기 송수신부에서 수신한 상기 영상을 투사하는 프로젝터 장치 또는 상기 송수신부에서 수신한 상기 영상을 표시하는 출력 장치를 포함하는 화상통화장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 사용자의 눈 위치와 상기 상대방의 눈 위치를 연결하는 가상 시선 직선상에 상기 카메라부의 허상이 위치하는 화상통화장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 각도 조절수단은 상기 반투명 거울부의 중심에서 연장되는 길이방향 거울 직선이 상기 카메라부와 상기 허상을 연결하는 가상 직선에 수직이고, 상기 카메라부의 방향선 및 상기 허상의 방향선이 만나는 지점을 지나가도록 상기 반투명 거울부와 상기 카메라의 배치 각도를 조절하는 화상통화장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하우징부의 한쪽 평면과 상기 반투명 거울부가 형성하는 제1 배치 각도(θ)가 아래의 식으로 결정되는 화상통화장치.
    Figure 112013006990822-pat00015

    (여기서, yz 좌표평면상에서 상기 반투명 거울부의 중심에서 길이방향으로 연장되는 거울 직선이 상기 하우징부에서 시작하는 지점의 좌표가 (k, 0)이고, 상기 사용자 눈 위치의 좌표가 (y1, z1)이고, 상기 상대방의 눈 위치 좌표가 (y2, z2)이고,
    Figure 112013006990822-pat00016
    이고,
    Figure 112013006990822-pat00017
    임)
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하우징부의 한쪽 평면과 상기 카메라부의 방향선이 형성하는 제1 배치각도(
    Figure 112013006990822-pat00018
    )가 아래의 식으로 결정되는 화상통화장치.
    Figure 112013006990822-pat00019

    (여기서, yz 좌표평면상에서 상기 반투명 거울부의 중심에서 길이방향으로 연장되는 거울 직선이 상기 하우징부에서 시작하는 지점의 좌표가 (k, 0)이고, 상기 사용자 눈 위치의 좌표가 (y1, z1)이고, 상기 상대방의 눈 위치 좌표가 (y2, z2)이고,
    Figure 112013006990822-pat00020
    이고,
    Figure 112013006990822-pat00021
    임)
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
KR1020130007948A 2013-01-24 2013-01-24 화상통화장치 및 화상통화 보조장치 KR101427853B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130007948A KR101427853B1 (ko) 2013-01-24 2013-01-24 화상통화장치 및 화상통화 보조장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130007948A KR101427853B1 (ko) 2013-01-24 2013-01-24 화상통화장치 및 화상통화 보조장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140095246A KR20140095246A (ko) 2014-08-01
KR101427853B1 true KR101427853B1 (ko) 2014-08-07

Family

ID=51743734

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130007948A KR101427853B1 (ko) 2013-01-24 2013-01-24 화상통화장치 및 화상통화 보조장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101427853B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102540923B1 (ko) * 2018-07-18 2023-06-07 현대자동차주식회사 차량, 헤드업 디스플레이 장치 및 그 제어 방법
WO2022035168A1 (en) * 2020-08-10 2022-02-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and electronic device for projecting event information on reflector device connected to electronic device
KR200496688Y1 (ko) * 2022-08-23 2023-04-04 에피톤코리아(주) 포터블 원격 증강현실용 3차원 입체 영상장치
KR200496687Y1 (ko) * 2022-08-23 2023-04-04 에피톤코리아(주) 원격 증강현실용 3차원 입체 영상장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100742570B1 (ko) 2005-12-22 2007-07-25 삼성전기주식회사 휴대용 단말기

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100742570B1 (ko) 2005-12-22 2007-07-25 삼성전기주식회사 휴대용 단말기

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140095246A (ko) 2014-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8384760B2 (en) Systems for establishing eye contact through a display
US8573866B2 (en) Head-mounted face image capturing devices and systems
US9160906B2 (en) Head-mounted face image capturing devices and systems
US9122321B2 (en) Collaboration environment using see through displays
KR101427853B1 (ko) 화상통화장치 및 화상통화 보조장치
KR20160001178A (ko) 글래스 타입 단말기 및 이의 제어방법
JP2017102516A (ja) 表示装置、通信システム、表示装置の制御方法、及び、プログラム
KR20120064545A (ko) 시선일치 기능을 구비한 영상통화 장치 및 그 방법
JP2018182570A (ja) 視線情報共有方法および視線情報共有システム
CN111108491A (zh) 会议系统
JP2001024926A (ja) 携帯型カメラ、及び画像通信方法
WO2016101861A1 (zh) 头戴式显示装置
CN111163280B (zh) 非对称性视频会议系统及其方法
JP6540426B2 (ja) 表示システム、表示装置、情報表示方法、及び、プログラム
US10828560B2 (en) Systems and methods for stereoscopic vision with head mounted display
US20220210368A1 (en) Virtual eye contact in video interaction
JPH1075432A (ja) 立体テレビ電話器
WO2018147084A1 (ja) 視線情報共有方法および視線情報共有システム
JP4390887B2 (ja) 撮像機器
JP2016090853A (ja) 表示装置、表示装置の制御方法、及び、プログラム
JP2018050156A (ja) 双方向コミュニケーション装置
JP2000214517A5 (ko)
JP2015066043A (ja) 視覚刺激画像呈示装置
JPH09107534A (ja) テレビ会議装置及びテレビ会議システム
JP2018018315A (ja) 表示システム、表示装置、情報表示方法、及び、プログラム

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170725

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee