KR102549902B1 - 재난안전교육용 수중 ar 디스플레이장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중마스크에 설치하여 재난안전교육용으로 반복 사용할 수 있는 AR 디스플레이장치를 구성함에 있어서: 전방으로 수중(水中)의 시야확보를 위한 방수글라스와, 후방으로 머리에 장착하여 고정하는 헤어밴드 및 상부로 수중호흡을 보조하는 탈착형 호흡관을 구비하는 수중마스크; 수중마스크의 방수글라스와 인접하게 구비하고, 표면에 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠를 출력하는 AR 디스플레이; 및 수중마스크의 일단에 내장되도록 설치하고, AR 디스플레이로 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠를 입력하면서 제어하는 마이컴 회로부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
이러한 본 발명에 따르면, 광학계 이용의 AR 디스플레이를 접목시켜 재난안전교육의 수중 AR 디스플레이장치로 활용할 수 있도록 하여 재난안전교육용의 증강현실 장치기구로 사용하기가 용이토록 구성하는 한편, 수중(水中)에서 발생할 수 있는 다양한 영상입력 정보로 말미암아 왜곡현상 심화에 따른 인식률 저하문제를 일거에 해결함은 물론, 실시간 형태로 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠의 입력과 출력이 부드럽게 진행되도록 하여 사용자가 수중에서도 재난안전교육을 수행하거나 수행받기 용이한 장치기구로서 반복 사용할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

재난안전교육용 수중 AR 디스플레이장치{Underwater AR display device for marine safety education}

본 발명은 재난안전교육용 수중 AR 디스플레이장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 광학계 이용의 AR 디스플레이를 접목시켜 재난안전교육의 수중 AR 디스플레이장치로 활용할 수 있도록 하여 재난안전교육용의 증강현실(또는 혼합현실) 장치기구로 사용하기가 용이토록 구성하는 한편, 수중(水中)에서 발생할 수 있는 다양한 영상입력 정보로 말미암아 왜곡현상 심화에 따른 인식률 저하문제를 일거에 해결함은 물론, 실시간 형태로 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠의 입력과 출력이 부드럽게 진행되도록 하여 사용자가 수중(水中)에서도 재난안전교육을 수행하거나 수행받기 용이한 장치기구로서 반복 사용할 수 있는 재난안전교육용 수중 AR 디스플레이장치에 관한 것이다.

주지하다시피 최근까지 제안(提案)된 통신 가능한 수중마스크의 대부분은 유선케이블을 연결한 송수신 구조로 제한되어 있다. 즉, 현재 시판되고 있는 수중마스크 내측의 호흡관 삽입구 인접부에는 착용자의 음성을 증폭하기 위한 마이크로폰이 설치되고, 그 일 측에는 유선용 송수신 장치부 및 지상으로부터 송신된 음성을 수신하기 위한 이어폰 등이 구비되어 있으며, 또 이러한 송수신장치부에는 유선케이블에 의해 지상의 유선용 송수신장치와 연결된 구조로 구성되어져 있음을 볼 수 있다.

그런데, 상기한 종래 수중마스크의 경우에는 유선케이블에 의한 송수신장치가 주로 장착된 것이기 때문에 착용자의 움직임이 둔화됨과 아울러 사용이 제한적일 뿐만 아니라 유선케이블이 착용자의 몸에 휘감길 시에는 안전사고의 위험성이 있었으며, 또한 상기 유선케이블이 염분에 의해 빠르게 노화되어 제품 수명이 짧고, 지형지물 등과 같은 통신장애 요인을 비롯한 외부의 험한 환경에 따라 케이블이 절단되거나 피복 등이 손상될 수도 있었으며, 이로 인해 통신이 두절되는 경우도 종종 발생하는 문제가 있었다.

또한 종래의 일반적인 수중마스크는 착용 후 잠수하고자 할 때 통신용의 유선케이블을 충분한 길이로 풀어주거나 적정 길이로 권취하기 위한 별도의 권선장비가 마련되어야 하기 때문에 그 구조가 복잡하고 무거웠으며, 따라서 전문 다이버들이 사용하기 위한 용도로 제작된 것들이 대부분이었기 때문에 보통의 숙련자가 아니고서는 조작 및 취급이 어려웠을 뿐만 아니라 장비 가격도 고가여서 일반 레저용 등으로 사용하기에는 적합하지 못한 애로가 있었다. 사정이 이러다보니 좀 더 나은 성능과 보편성이 높은 수중마스크의 개발이 필요하였지만 아직까지는 뚜렷한 개발품이 나타나지 않고 있는 실정이다.

일예로 한국 공개특허공보 제10-2003-0073015호에 따르면, '마스크본체에 투시창과 외향 배기 가능한 배기밸브관부 및 호흡관을 취부할 수 있는 호흡관 삽입구가 마련된 수중마스크에 있어서, 상기 마스크본체의 양측에 소정의 밀폐 공간부가 마련될 수 있도록 돌출 형성된 수납통체; 어느 한쪽의 상기 수납통체 내에 밀폐 수용되는 무선통신용 송수신장치부; 나머지 한쪽의 상기 수납통체 내에 밀폐 수용됨과 아울러 상기 송수신장치부와 전기적으로 연결되어 상기 송수신장치부가 작동될 수 있도록 전원을 공급해주는 전원공급부; 상기 송수신장치부로부터 상향 인출되어 마스크 착용자의 음성신호를 무선송신하거나 지상으로부터 전송되는 음성신호를 무선수신하기 위한 안테나; 상기 송수신장치부와 전기적으로 연결됨과 아울러 상기 호흡관 삽입부와 인접한 상기 마스크본체 내측에 인출된 상태로 설치되어 마스크 착용자의 음성을 증폭하여 전달하기 위한 마이크로폰; 및 상기 마스크본체 내측에 인출된 상태로 설치되어 상기 안테나 및 송수신장치부를 통해 수신된 음성신호를 마스크 착용자에게 전달하기 위한 이어폰을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 무선통신용 송수신장치가 구비된 수중마스크'를 제시한다.

그런데, 상기한 선행문헌의 경우에는 지상과의 무선 송수신이 가능하여 유선케이블처럼 안전사고의 위험도 없고 무선으로 하는 효과 또한 있지만, 기구가 복잡함에 반해 기능이 단순한 아쉬움이 존재할 뿐 아니라 AR(증강현실) 또는 VR(증강현실) 등의 기능과 같은 고차원적 성능과 기술요소가 전무하다는 한계가 있다 할 것이다.

한국 공개특허공보 제10-2003-0073015호 "무선통신용 송수신장치가 구비된 수중마스크"(2003.09.19.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 근본적으로 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 광학계 이용의 AR 디스플레이를 접목시켜 재난안전교육의 수중 AR 디스플레이장치로 활용할 수 있도록 하여 재난안전교육용의 증강현실(또는 혼합현실) 장치기구로 사용하기가 용이토록 구성하는 한편, 수중(水中)에서 발생할 수 있는 다양한 영상입력 정보로 말미암아 왜곡현상 심화에 따른 인식률 저하문제를 일거에 해결함은 물론, 실시간 형태로 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠의 입력과 출력이 부드럽게 진행되도록 하여 사용자가 수중에서도 재난안전교육을 수행하거나 수행받기 용이한 장치기구로서 사용할 수 있는 재난안전교육용 수중 AR 디스플레이장치를 제공하려는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 수중마스크에 설치하여 재난안전교육용으로 반복 사용할 수 있는 AR 디스플레이장치를 구성함에 있어서: 전방으로 수중의 시야확보를 위한 방수글라스와, 후방으로 머리에 장착하여 고정하는 헤어밴드 및 상부로 수중호흡을 보조하는 탈착형 호흡관을 구비하는 수중마스크; 상기 수중마스크의 방수글라스와 인접하게 구비하고, 표면에 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠를 출력하는 AR 디스플레이; 및 상기 수중마스크의 일단에 내장되도록 설치하고, AR 디스플레이로 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠를 입력하면서 제어하는 마이컴 회로부를 포함하여 이루어지되, 상기 수중마스크는 수중 사용이 가능하도록 방수기능과 함께 AR 디스플레이에 의해 증강되는 가상 물체 및 디지털 정보의 시인성을 높이도록 하기 위하여 투명 실리콘 재질로 구성하면서, 재난안전 교육 시 교육담당자의 음성을 수신 받아 청취할 수 있도록 하는 방수이어폰과 함께 수중영상을 실시간으로 입력할 수 있도록 하는 방수카메라를 구비하고, AR 디스플레이는 수중마스크의 내부나 외부에 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠의 정보에 대한 시인성을 높이도록 하기 위하여 임의의 적정 지점에 조명부를 더 구비하며, 상기 마이컴 회로부는 AR 디스플레이에 의해 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠를 디스플레이 하도록 제어 관리하는 제어부, 방수카메라로 입력된 수중영상을 추출하여 인식하는 한편, 방수카메라의 렌즈초점과 수중조도를 조절하는 영상인식부, 영상인식부의 수중영상을 보정하면서 추출하여 인식하는 AR 디스플레이 처리부, 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠를 전송받아 AR 디스플레이로 송수신하고 음성정보를 송수신하는 데이터 송수신 처리부, 상호간의 음성정보를 무선으로 통신할 수 있는 통신모듈부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

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한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이러한 본 발명에 따르면, 광학계 이용의 AR 디스플레이를 접목시켜 재난안전교육의 수중 AR 디스플레이장치로 활용할 수 있도록 하여 재난안전교육용의 증강현실(또는 혼합현실) 장치기구로 사용하기가 용이토록 구성하는 한편, 수중(水中)에서 발생할 수 있는 다양한 영상입력 정보로 말미암아 왜곡현상 심화에 따른 인식률 저하문제를 일거에 해결함은 물론, 실시간 형태로 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠의 입력과 출력이 부드럽게 진행되도록 하여 사용자가 수중에서도 재난안전교육을 수행하거나 수행받기 용이한 장치기구로서 반복 사용할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 AR 디스플레이장치의 결합과 분해상태 구성도
도 2는 본 발명에 따른 AR 디스플레이장치의 일실시 예시도
도 3은 본 발명에 따른 AR 디스플레이장치의 마이컴 회로부 구성을 나타내는 블록도
도 4는 본 발명에 따른 AR 디스플레이장치의 사용 상태도
도 5는 본 발명에 따른 AR 디스플레이장치의 또 다른 사용 예시도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명은 수중마스크에 설치하여 재난안전교육용으로 반복 사용할 수 있는 AR 디스플레이장치에 관련되며, 수중마스크(10) · AR 디스플레이(20) · 회로부(30) 등을 주요 구성으로 한다.

본 발명에 따른 수중마스크(10)는 전방으로 수중의 시야확보를 위한 방수글라스(11)와, 후방으로 머리에 장착하여 고정하는 헤어밴드(12) 및 상부로 수중호흡을 보조하는 탈착형 호흡관(13)을 구비한다. 수중마스크(10)는 사용자의 얼굴에 착용한 뒤 수중(水中)에서 주로 활동하는데 사용하는 구성으로서, 방수글라스(11) · 헤어밴드(12) · 탈착형 호흡관(13)이 주요구성으로 이루어진다. 수중마스크(10)는 전방으로 방수글라스(11)를 구비하는데, 이는 사용자가 수중마스크(10)를 착용한 채 수중으로 들어가 재난안전교육을 받는 전(全) 과정에서 봤을 때 전방으로 시야확보를 위한 구성에 해당한다. 즉, 착용자(사용자)가 수중마스크(10)를 얼굴에 착용한 뒤 수중의 전방 모습을 직접 보면서 방수에 따른 시야확보를 확인한다. 그리고 수중마스크(10)의 후방으로 사용자 머리에 장착한 상태에서 자연스럽게 고정할 수 있게끔 헤어밴드(12)를 구비하고, 상부의 외측 방향으로 수중에서 일정 시간동안 호흡할 수 있도록 보조하는 탈착형 호흡관(13)을 구비함으로써 기본적인 수중마스크(10)가 구성되도록 한다.

이처럼 본 발명에 따른 수중마스크(10)는 사용자의 얼굴전체를 덮거나 주된 부분을 덮어서 장착하는 방수방식을 기본구성으로 사용한다. 그리고 또 다른 실시예로는 사용자의 눈과 코까지만 덮는 방수방식의 마스크로 구성하여 사용하는 것도 가능한데, 어느 경우라도 수중마스크(10)를 착용한 뒤 수중에서 AR(가상현실)를 적용한 재난안전교육용 디스플레이장치로 반복적으로 사용할 수 있는 형태와 모습으로 이루어지는 것이면 모두 적용이 가능하다.

한편, 본 발명의 세부 구성에 따른 수중마스크(10)는 수중(水中) 사용이 가능하도록 하는 방수기능과 함께 AR 디스플레이(20)에 의해 증강되는 가상 물체 및 디지털 정보의 시인성을 높이도록 하기 위하여 투명 실리콘 재질 또는 이와 동등 성능의 재질로 구성하는 것을 특징으로 한다. 수중마스크(10)는 사용자가 얼굴에 직접 착용한 뒤 수중에서 재난안전교육을 수행하기 때문에 방수기능을 최우선적으로 고려하는 동시에 AR 디스플레이(20)를 통해 증강현실에서의 가상 물체 및 디지털 정보를 포함하는 대상물의 모양과 색이 원거리에서도 식별이 쉽도록 시인성을 높이기 위하여 투명 실리콘 재질로 구성하는 것이 효과적이다. 즉, 방수기능과 시인성 모두 수중마스크(10)의 주된 적용요소이므로 수중마스크(10)의 전체나 일부를 투명한 실리콘 재질 선택(또는 이와 동등 성능의 재질)이 효과적이라 할 수 있고, 이외에도 상기한 기능 발휘에 어려움이 없거나 이용하기가 더 용이한 재질이 있다면 그런 재질을 수중마스크(10)에 활용하는 것도 가능하다.

그리고 수중마스크(10)의 세부적 구성을 좀 더 살피면, 해양안전 교육 시 교육담당자의 음성을 수신 받아 청취할 수 있도록 하는 방수이어폰(14)과 함께 수중영상을 실시간으로 입력할 수 있도록 하는 방수카메라(15)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 즉, 전술한 수중마스크(10)의 구성 외에 수중에서 재난안전 교육을 실시할 때 교육담당자의 음성을 신호로 수신 받아 사용자가 청취한 뒤 재난안전교육을 수행 내지 실시할 수 있도록 방수이어폰(14)을 구비하고, 사용자가 방수마스크(10)를 착용한 상태에서 시각적으로 보여 지는 수중영상을 실시간으로 입력한 뒤 후술하는 AR 디스플레이(20)와의 연계를 위해 방수카메라(15)를 더 구비한다. 이러한 방수이어폰(14)은 사용자가 착용하기가 편리한 귀의 어느 한쪽 부분에 위치시키고, 또 방수카메라(15) 는 수중마스크(10)를 착용한 뒤 전면의 수중영상을 입력하면서 시각적으로 인식하기 용이한 위치에 구비하여 재난안전교육을 원활히 수행하거나 실시하도록 구성한다.

또, 본 발명에 따른 AR 디스플레이(20)는 수중마스크(10)의 방수글라스(11)와 인접하게끔 구비하고, 표면부에 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠를 출력하도록 구성한다. AR 디스플레이(20)는 수중마스크(10)의 전면에 위치하는 방수글라스(11)와 인접하도록 구비하는데, 이러한 구성은 표면으로 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠를 출력한 상태에서 사용자가 출력되는 콘텐츠에 따라 스스로 재난안전 교육내용을 습득함과 동시에 또 다른 구성을 통해 교육담당자와 상호 소통하면서 연계되는 교육내용을 수행하거나 실시할 수 있다.

이처럼 본 발명의 AR 디스플레이장치는 재난안전교육을 반복적으로 용이하게 수행하기 위한 차원에서 사용하는 것이므로 실제 수중에서의 모습을 방수글라스(11)를 통해 봄과 동시에 인접 위치에 AR 디스플레이(20)를 구비한 뒤 화면에 재난안전교육과 관련된 콘텐츠를 제공하여 현실과 가상을 접목한 재난교육을 진행하도록 하며, 따라서 본 발명에 따른 증강현실의 교육방법을 이용하여 사용자가 수중이나 지상에서 가상공간인 방수글라스(11)의 교육 콘텐츠를 통해 안전하면서도 편리한 재난교육을 시간에 구애받음 없이 반복 수행 내지 실시할 수 있는 작용 · 효과가 있다. 덧붙여 본 발명에 따른 수중마스크(10)는 수중(水中) 사용을 기본 전제로 하지만, 지상에서도 사용 가능함은 물론이다.

그리고 본 발명의 AR 디스플레이(20)는 수중마스크(10)의 내 · 외부에 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠의 정보 제공에 따른 시인성을 높이기 위하여 임의의 적정지점에 조명부(21)를 더 구비함을 특징으로 한다. AR 디스플레이(20) 구성의 하나로서 조명부(21)를 추가하는데, 이처럼 수중마스크(10)의 내부나 외부의 어느 일 측편에 조명부(21)를 더 구비함으로써 AR 디스플레이(20)로 출력되는 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠의 정보에 대한 대상물의 존재나 모습 등을 원거리에서도 쉽게 식별할 수 있도록 함으로써 시인성을 드높일 수 있다. 또한 방수글라스(11)를 통해 현실공간인 수중영상을 사용자가 직접 봄과 동시에 AR 디스플레이(20)에 의한 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠를 출력하여 인식하도록 하는 것이기 때문에, 현실과 가상공간을 결합한 증강현실에서의 교육을 실시함에 있어서 조명부(21)를 더 구비하는 경우에는 좀 더 용이한 식별력을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 마이컴 회로부(30)는 수중마스크(10)의 일단에 내장되도록 설치하고, AR 디스플레이(20)로 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠를 입력하면서 제어한다. 마이컴 회로부(30)는 수중마스크(10)의 일단에 내장되게끔 설치하여 수중 방수를 수행하고, AR 디스플레이(20)는 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠를 출력하기 위해 외부 정보를 전달받아 입력하면서 제어하는 기능을 수행한다. 마이컴 회로부(30)는 전기적 · 전자적 신호 및 기기로 구성되어 있어 수중에 직접 접하는 경우에는 고장 등으로 인해 재난안전교육을 수행할 수 없기 때문에 수중마스크(10)에 내장하여 재난교육이 실시될 수 있게끔 방수작업을 거치도록 한다.

이때, 상기한 마이컴 회로부(30)는 AR 디스플레이(20)를 통해 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠가 디스플레이 되도록 제어 관리하는 제어부(31), 방수카메라(15)에 의해 입력된 수중영상을 추출하여 인식하면서 방수카메라(15)의 렌즈초점과 수중조도를 조절하는 영상인식부(32), 영상인식부(31)의 수중영상을 보정하면서 추출하여 인식하는 AR 디스플레이 처리부(33), 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠를 전송받아 AR 디스플레이(20)로 송수신하고 음성정보를 송수신하는 데이터 송수신 처리부(34), 상호간의 음성정보를 무선으로 통신할 수 있는 통신모듈부(35)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 이러한 마이컴 회로부(30)는 AR 디스플레이(20)로 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠를 입력하고 제어하는데 이용되며, 제어부(31) · 영상인식부(32) · AR 디스플레이 처리부(33) · 데이터 송수신 처리부(34) · 통신모듈부(35)를 주요구성으로 한다.

그리고 제어부(31)는 AR 디스플레이(20)를 통해 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠가 디스플레이 되도록 하면서도 제어 관리하는 마이컴 회로부(30)의 주요 구성 중 하나로 사용한다. 즉, AR 디스플레이(20)로 교육용 증강현실 콘텐츠를 출력하여 표시하는 전체 과정을 회로 내에 설정된 시스템이나 모듈에 따라 제어하고 관리하는데 사용된다. 이러한 제어부(31)는 마이컴 회로부(30)의 또 다른 구성과 전기적 · 전자적으로 연결되어 수중마스크(10)과 AR 디스플레이(20)의 상호 연동을 통해 수중에서의 교육을 원활하게 수행하도록 한다.

또 영상인식부(32)는 방수카메라(15)로 입력된 수중영상을 추출하여 인식하면서 방수카메라(15)의 렌즈초점과 수중조도를 조절하는 구성으로, 수중마스크(10)에 설치된 방수카메라(15)를 통해 사용자의 시각에서 비치는 수중영상을 추출한 뒤 마이컴 회로부(30)에서 인식하여 AR 디스플레이(20)에 증강현실 콘텐츠를 출력하는 보조수단으로 사용한다. 즉, 재난안전교육용으로 사용하기 위해 수중영상을 방수카메라(15)의 센서로 입력하여 영상인식부(32)에서 수중에서의 공간을 디지털화로 추출 인식한 뒤 AR 디스플레이(20)에서 출력하는 증강현실 콘텐츠와 연계하여 재난안전교육을 수행 내지 실시하도록 한다. 좀 더 상술하면, 수중에서의 영상추출 및 인식과정에서 심도(深度)에 대한 영상 해상도를 선명하게 추출하기 위해 렌즈초점을 조절하는 기능이 필요하고, 도 심도에 대한 빛의 감소량인 소산계수의 값이 파장에 따라 변하므로 빛의 색을 지정해서 측정하는 수중조도를 조절하는 기능까지 필요하기 때문에, 이런 기능을 영상인식부(32)에 포함하여 렌즈초점과 수중조도를 최적의 상태로 조절한 뒤 수중영상을 선명하게 추출하여 인식되게끔 한다.

그리고 AR 디스플레이 처리부(33)는 영상인식부(32)의 수중영상을 보정하면서 추출하여 인식하는 구성으로, 영상인식부(32)에서 추출 인식한 수중영상을 증강현실에서 사용할 수 있는 영상으로 보정하면서 추출 및 인식하는 기능을 수행한다. 여기서, 영상인식부(32)는 수중영상을 방수카메라(15)로 추출하여 인식하는 기능까지 수행하는 반면, AR 디스플레이 처리부(33)는 영상인식부(32)를 거친 수중영상을 증강현실 콘텐츠와 호환하여 사용하도록 보정하고 추출하면서 AR 디스플레이(20)로 인식하는 기능을 수행하기 때문에 후처리과정에 해당한다 할 것이다.

또한 데이터 송수신 처리부(34)는 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠를 전송받아 AR 디스플레이(20)로 송수신하면서 음성정보도 송수신하는 구성으로서, 외부서버나 시스템을 통해 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠를 전송받아 AR 디스플레이(20)로 영상정보의 콘텐츠를 송수신하는 한편, 음성정보의 콘텐츠까지 송수신하는 기능을 담당한다. 재난안전교육용으로 제작된 증강현실 콘텐츠를 수중마스크(10)의 AR 디스플레이(20)로 영상과 음성정보를 송수신하면서 방수이어폰(14)으로 교육담당자의 음성까지 송수신토록 함으로써 재난안전교육을 반복적으로 수행하거나 실시하도록 한다.

또 통신모듈부(35)는 상호간의 음성정보를 무선으로 통신하는 장치로서, 예컨대 재난교육 담당자가 지상에서 마이크(도면 미 도시)로 재난안전교육을 진행하면 수중(水中)에 있는 사용자가 방수이어폰(14)을 통해 음성정보를 송수신할 수 있으며, 따라서 통신모듈부(35)는 거리나 장소 제약을 최소화하여 상호간의 의사소통을 원만히 하면서도 재난안전교육을 원활하게 반복 실시할 수 있다.

그리고 마이컴 회로부(30)의 구성을 살피면, 제어부(31)와 통신모듈부(35) 및 AR 디스플레이(20)가 연동하여 교육담당자와 사용자(피교육생 등)간의 음성정보를 무선방식으로 송수신하면서 재난안전교육을 실시하는 한편, 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠를 눈으로 보면서 재난교육을 받을 수 있으며, 또 멀티미디어 프로세서와 영상인식부(32) 및 AR 디스플레이 처리부(33)와 데이터 송수신 처리부(34)가 상호 연동하면서 수중영상을 추출하고 인식한 뒤 증강현실로 보정 작업하고, 이어서 증강현실 콘텐츠와 음성정보를 AR 디스플레이(20)로 송수신한 뒤 본 발명에 따른 AR 디스플레이장치의 착용을 통해 수중에서의 재난안전교육을 직접 체험하고 반복적으로 교육받을 수 있는 재난안전 교육환경을 제공한다.

덧붙여 본 발명의 AR 디스플레이장치는 사용자가 착용한 상태에서 수중에서 재난안전교육을 진행하는 것은 기본적인 사용용도에 해당한다. 즉, 도시된 도면에서 보듯이 사용자가 수영장 및 바다 등의 수중(水中) 장소에서 수중마스크(10)에 구비되어 있는 AR 디스플레이(20)를 통해 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠를 실시간으로 출력하여 학습함에 따라 해당 교육을 반복해서 용이하게 받을 수 있으며, 이외에도 현실공간과 가상공간을 결합하여 접목한 AR기술(증강현실)을 사용하거나 사용할 수 있는 기술 분야 및 기술 환경에 맞는 적재적소에 적용하여 활용하는 것도 얼마든지 가능하다 할 것이다.

이러한 본 발명에 따르면, 광학계 이용의 AR 디스플레이를 접목시켜 재난안전교육의 수중 AR 디스플레이장치로 활용할 수 있도록 하여 재난안전교육용의 증강현실(또는 혼합현실) 장치기구로 사용하기가 용이토록 구성하는 한편, 수중(水中)에서 발생할 수 있는 다양한 영상입력 정보로 말미암아 왜곡현상 심화에 따른 인식률 저하문제를 일거에 해결함은 물론, 실시간 형태로 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠의 입력과 출력이 부드럽게 진행되도록 하여 사용자가 수중에서도 재난안전교육을 수행하거나 수행받기 용이한 장치기구로서 반복 사용할 수 있는 효과를 제공한다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 수중마스크 11: 방수글라스
12: 헤어밴드 13: 탈착형 호흡관
14: 방수이어폰 15: 방수카메라
20: AR 디스플레이 21: 조명부
30: 마이컴 회로부 31: 제어부
32: 영상인식부 33: AR 디스플레이 처리부
34: 데이터 송수신 처리부 35: 통신모듈부

Claims (5)

1. 수중마스크에 설치하여 재난안전교육용으로 반복 사용할 수 있는 AR 디스플레이장치를 구성함에 있어서:
   전방으로 수중(水中)의 시야확보를 위한 방수글라스(11)와, 후방으로 머리에 장착하여 고정하는 헤어밴드(12) 및 상부로 수중호흡을 보조하는 탈착형 호흡관(13)을 구비하는 수중마스크(10);
   상기 수중마스크(10)의 방수글라스(11)와 인접하게 구비하고, 표면에 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠를 출력하는 AR 디스플레이(20); 및
   상기 수중마스크(10)의 일단에 내장되도록 설치하고, AR 디스플레이(20)로 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠를 입력하면서 제어하는 마이컴 회로부(30);를 포함하여 이루어지되,
   상기 수중마스크(10)는 수중 사용이 가능하도록 하는 방수기능과 함께 AR 디스플레이(20)에 의해 증강되는 가상 물체 및 디지털 정보의 시인성을 높이도록 하기 위하여 투명 실리콘 재질로 구성하면서, 재난안전 교육 시 교육담당자의 음성을 수신 받아 청취할 수 있도록 하는 방수이어폰(14)과 함께 수중영상을 실시간으로 입력할 수 있도록 하는 방수카메라(15)를 더 구비하고,
   상기 AR 디스플레이(20)는 수중마스크(10)의 내부나 외부에 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠의 정보에 따른 시인성을 높이도록 하기 위하여 조명부(21)를 더 구비하며,
   상기 마이컴 회로부(30)는 AR 디스플레이(20)에 의해 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠를 디스플레이 하도록 제어 관리하는 제어부(31) 및 방수카메라(15)로 입력된 수중영상을 추출하여 인식하는 한편, 방수카메라(15)의 렌즈초점과 수중조도를 조절하는 영상인식부(32)와, 영상인식부(32)의 수중영상을 보정하면서 추출하여 인식하는 AR 디스플레이 처리부(33) 및 재난안전교육용 증강현실 콘텐츠를 전송받아 AR 디스플레이(20)로 송수신하고 음성정보를 송수신하는 데이터 송수신 처리부(34), 상호간의 음성정보를 무선으로 통신할 수 있는 통신모듈부(35)를 구비하도록 하는 것을 특징으로 하는 재난안전교육용 수중 AR 디스플레이 장치.
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