KR20160093146A - Half mirror based focus-view matching display device and method, recording medium and device for performing the method - Google Patents

Half mirror based focus-view matching display device and method, recording medium and device for performing the method Download PDF

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KR20160093146A
KR20160093146A KR1020150013402A KR20150013402A KR20160093146A KR 20160093146 A KR20160093146 A KR 20160093146A KR 1020150013402 A KR1020150013402 A KR 1020150013402A KR 20150013402 A KR20150013402 A KR 20150013402A KR 20160093146 A KR20160093146 A KR 20160093146A
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Abstract

A half mirror-based focus and view matching display device comprises: a display unit displaying a virtual object; a half mirror installed in a middle portion between a user and the display unit to reflect a mirror image to the display unit; a user tracking unit obtaining position information of the user; and a controller converting the virtual object displayed on the display unit to correspond to the users view, on the basis of the position information of the user, wherein a distance from the user to the virtual object and a distance from the user to the mirror image are equal. Thus, since a focus and a view are matched, the virtual object is able to be displayed intuitively and captively and the virtual object and the user are able to interact.

Description

하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 장치 및 방법, 그 방법을 수행하기 위한 기록 매체{HALF MIRROR BASED FOCUS-VIEW MATCHING DISPLAY DEVICE AND METHOD, RECORDING MEDIUM AND DEVICE FOR PERFORMING THE METHOD}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a half-mirror-based focus and point-of-view display device and method, and a recording medium for performing the method.

본 발명은 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 장치 및 방법, 그 방법을 수행하기 위한 기록 매체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용자의 눈에 비친 거울상에 가상 물체를 겹치게 보여주며, 이들간의 관찰거리(초점)를 일치시켜, 몰입감 있는 가상 물체 전시 및 사용자와의 상호작용이 가능한 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 장치 및 방법, 그 방법을 수행하기 위한 기록 매체에 관한 것이다.The present invention relates to a half mirror-based focus and point-of-view display apparatus and method, and a recording medium for performing the method. More particularly, the present invention relates to a display apparatus and method for displaying a virtual object on a mirror image of a user's eyes, And more particularly, to a focus and point-of-view matching display device and method based on a half mirror capable of displaying an immersive virtual object and interacting with a user by matching distance (focus), and a recording medium for carrying out the method.

현재, 정보 디스플레이는 기술의 발전에 따라 새로운 양상으로 다양하게 발전하고 있다. 최근에는, 하프미러에 기반한 디스플레이 장치가 개발되어 증강현실 등의 다양한 컨텐츠와 결합하여 사용자에게 새로운 인터페이스가 제공되고 있다. 그러나, 하프미러는 가상 물체가 표시되는 화면과 인접하게 설치되어, 사용자를 기준으로 하는 거울상의 관찰거리와 가상 물체의 관찰거리가 달라지므로 사용자 눈의 피로감을 유발하고 몰입감이 떨어지는 단점이 있었다.At present, information displays are being developed in various forms as new technologies are developed. Recently, a display device based on a half mirror has been developed and a new interface has been provided to a user in combination with various contents such as an augmented reality. However, since the half mirror is installed adjacent to the screen on which the virtual object is displayed, the observation distance of the mirror image on the basis of the user is different from the observation distance of the virtual object, which causes fatigue of the user's eyes and deteriorates the immersion feeling.

이러한 초점 불일치를 해결하기 위해, 사용자 위치를 추정하는 깊이 카메라 개발, 관계 추정용 컬러 카메라 개발 등이 제시되고 있으나, 새로운 장비의 구축이 필요하고, 컬러 카메라와 디스플레이간 위치 관계를 계산하는 시간이 필요하여 즉각적인 인터랙션에 제약이 따른다.In order to solve such a focus mismatch, development of a depth camera that estimates a user's position and development of a color camera for relationship estimation are suggested. However, it is necessary to construct a new equipment and time for calculating the positional relationship between a color camera and a display Thus limiting immediate interaction.

KR 2013-0059650 AKR 2013-0059650 A KR 2013-0139280 AKR 2013-0139280 A KR 2013-0126623 AKR 2013-0126623 A

Jae Seok Jang et al., "Two-Phase Calibration for a Mirror Metaphor Augmented Reality System," in Proceedings of the IEEE, Vol. 102, No. 2, February 2014, pp. 197-203 Jae Seok Jang et al., "Two-Phase Calibration for a Mirror Metaphor Augmented Reality System," in Proceedings of the IEEE, Vol. 102, No. 2, February 2014, pp. 197-203

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 하프미러에 반사된 거울상과 디스플레이에 전시된 가상 물체간의 초점 및 시점이 일치하는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a display device in which the focus and the viewpoint coincide with each other between a mirror image reflected on the half mirror and a virtual object displayed on the display.

본 발명의 다른 목적은 하프미러에 반사된 거울상과 디스플레이에 전시된 가상 물체간의 초점 및 시점이 일치하는 디스플레이 방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a display method in which the focus and the viewpoint coincide between a mirror image reflected on the half mirror and a virtual object displayed on the display.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 하프미러에 반사된 거울상과 디스플레이에 전시된 가상 물체간의 초점 및 시점이 일치하는 디스플레이 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록 매체를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a recording medium on which a computer program is recorded for performing a display method in which a focus and a viewpoint are matched between a mirror image reflected on the half mirror and a virtual object displayed on the display.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 장치는, 가상 물체를 표시하는 디스플레이부; 사용자와 상기 디스플레이부의 중간 지점에 설치되어, 거울상을 상기 디스플레이부로 반사시키는 하프미러(Half-mirror); 상기 사용자의 위치 정보를 획득하는 사용자 추적부; 및 상기 사용자의 위치 정보를 기초로, 상기 사용자의 시점에 대응하도록 상기 디스플레이부에 표시되는 가상 물체를 변환하는 제어부를 포함하고, 상기 사용자로부터 상기 가상 물체와의 거리 및 상기 거울상과의 거리가 일치한다.According to an embodiment of the present invention, a half mirror-based focus and point-of-view matching display device includes a display unit for displaying a virtual object; A half mirror disposed at a midpoint between the user and the display unit and reflecting the mirror image to the display unit; A user tracking unit for obtaining location information of the user; And a control unit for converting a virtual object displayed on the display unit to correspond to a viewpoint of the user based on the position information of the user, wherein the distance from the user to the virtual object and the distance from the mirror image coincide with each other do.

본 발명의 실시예에서, 상기 하프미러와 상기 디스플레이부와의 거리는, 상기 사용자와 상기 하프미러와의 거리와 동일할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the distance between the half mirror and the display unit may be equal to the distance between the user and the half mirror.

본 발명의 실시예에서, 상기 하프미러는 상기 사용자와 상기 디스플레이부의 정중앙에서 피사계 심도(depth of field)의 범위 내에서 이동 가능할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the half mirror may be movable within a range of the depth of field in the center of the display unit and the user.

본 발명의 실시예에서, 상기 사용자 추적부는, 컬러 카메라 및 깊이 카메라 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the user tracer may include at least one of a color camera and a depth camera.

본 발명의 실시예에서, 상기 사용자 추적부는, 상기 사용자의 동작 정보를 더 획득하여 상기 제어부로 제공할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the user tracking unit may further acquire operation information of the user and provide the obtained operation information to the control unit.

본 발명의 실시예에서, 상기 제어부는 상기 사용자의 동작 정보에 기반하여 상기 사용자와 상기 가상 물체와의 상호작용(interaction)을 수행할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the controller may perform an interaction between the user and the virtual object based on the operation information of the user.

본 발명의 실시예에서, 상기 제어부는 상기 사용자 추적부, 상기 디스플레이부 및 상기 하프미러 간의 위치 관계를 계산할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the control unit may calculate a positional relationship between the user tracking unit, the display unit, and the half mirror.

본 발명의 실시예에서, 상기 제어부는 마커를 이용한 호모그래피 기반 위치 관계 추정 기술을 이용할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the controller can use a homography-based positional relationship estimation technique using a marker.

본 발명의 실시예에서, 상기 거울상은 상기 사용자가 상기 하프미러에 반사된 형상일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the mirror image may be a shape in which the user is reflected on the half mirror.

본 발명의 실시예에서, 상기 거울상은 실제 물체가 상기 하프미러에 반사된 형상일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the mirror image may be a shape in which an actual object is reflected on the half mirror.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 방법은, 가상 물체를 표시하는 디스플레이부 및 거울상을 상기 디스플레이부로 반사시키는 하프미러(Half-mirror), 사용자의 위치 정보를 획득하는 사용자 추적부를 포함하는 디스플레이 장치를 이용하고, 상기 하프미러를 사용자와 상기 디스플레이부의 중간 지점에 위치시키는 단계; 상기 디스플레이부, 상기 하프미러 및 상기 사용자 추적부의 위치 관계를 획득하는 단계; 상기 사용자의 위치 정보를 획득하는 단계; 상기 사용자의 위치 정보 및 상기 디스플레이부, 상기 하프미러 및 상기 사용자 추적부의 위치 관계를 이용하여, 상기 사용자의 시점에 대응하도록 상기 디스플레이부에 표시되는 가상 물체를 변환하는 단계; 및 상기 사용자로부터 상기 가상 물체와의 거리 및 상기 거울상과의 거리를 일치시켜, 상기 가상 물체와 상기 거울상을 표시하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a focus and point-of-view matching display method based on a half mirror, including a display unit for displaying a virtual object and a half mirror for reflecting the mirror image to the display unit. ) Using a display device including a user tracking unit for acquiring position information of a user, and positioning the half mirror at an intermediate point between the user and the display unit; Obtaining a positional relationship between the display unit, the half mirror, and the user tracking unit; Obtaining location information of the user; Converting the virtual object displayed on the display unit to correspond to the viewpoint of the user using the positional information of the user and the positional relationship between the display unit, the half mirror, and the user tracking unit; And displaying the virtual object and the mirror image by matching the distance from the user to the virtual object and the distance from the mirror image.

본 발명의 실시예에서, 상기 하프미러와 상기 디스플레이부와의 거리는, 상기 사용자와 상기 하프미러와의 거리와 동일할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the distance between the half mirror and the display unit may be equal to the distance between the user and the half mirror.

본 발명의 실시예에서, 상기 하프미러는 상기 사용자와 상기 디스플레이부의 정중앙에서 피사계 심도(depth of field)의 범위 내에서 이동 가능할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the half mirror may be movable within a range of the depth of field in the center of the display unit and the user.

본 발명의 실시예에서, 상기 하프미러를 사용자와 상기 디스플레이부의 중간 지점에 위치시키는 단계는, 상기 사용자와 상기 디스플레이부의 정중앙에서 피사계 심도(depth of field)의 범위 내에서, 상기 하프미러를 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the step of positioning the half mirror at a midpoint between the user and the display unit includes moving the half mirror within a range of the depth of field in the center of the user and the display unit Step < / RTI >

본 발명의 실시예에서, 상기 디스플레이부, 상기 하프미러 및 상기 사용자 추적부의 위치 관계를 획득하는 단계는, 마커가 부착된 외부 카메라를 이용할 수 있다.In the embodiment of the present invention, the acquiring of the positional relationship between the display unit, the half mirror, and the user tracking unit may use an external camera having a marker attached thereto.

본 발명의 실시예에서, 상기 디스플레이부, 상기 하프미러 및 상기 사용자 추적부의 위치 관계를 획득하는 단계는, 마커를 이용한 호모그래피 기반 위치 관계 추정 기술을 이용할 수 있다.In the embodiment of the present invention, the step of acquiring the positional relationship between the display unit, the half mirror, and the user tracking unit may use a homography-based positional relationship estimation technique using a marker.

본 발명의 실시예에서, 상기 따른 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 방법은, 상기 사용자의 동작 정보를 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다.In the embodiment of the present invention, the focus and point-in-time matching display method based on the half mirror according to the above may further include obtaining the operation information of the user.

본 발명의 실시예에서, 상기 따른 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 방법은, 상기 사용자의 동작 정보에 기반하여 상기 사용자와 상기 가상 물체와의 상호작용을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the above-described half mirror-based focus and point-of-view matching display method may further include performing an interaction between the user and the virtual object based on the operation information of the user .

본 발명의 실시예에서, 상기 거울상은 상기 사용자 또는 실제 물체가 상기 하프미러에 반사된 형상일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the mirror image may be a shape in which the user or an actual object is reflected on the half mirror.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에는, 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록되어 있다. According to an embodiment of the present invention, a computer program for performing a focus and point-of-view matching display method based on a half mirror is recorded in a computer-readable storage medium.

이와 같은 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 장치에 따르면, 사용자의 시점에 맞춘 가상 물체를 통해 정보를 전달하며, 가상 물체의 관찰거리(시점)를 하프미러를 통해 비치는 거울상과의 관찰거리(초점)와 일치시켜 눈의 피로를 줄일 수 있다. 또한, 하프미러에 반사된 거울상의 초점과 디스플레이에 전시된 가상 물체간의 시점이 일치하므로, 직관적이며 몰입감 있는 가상 물체 전시 및 사용자와의 상호작용이 가능하다.According to such a half mirror-based focus and point-of-view matching display apparatus, information is transmitted through a virtual object aligned with a user's viewpoint, and the observation distance (viewpoint) of a virtual object is measured with respect to a viewing distance Focus) to reduce eye fatigue. In addition, since the viewpoint between the mirror image reflected on the half mirror and the virtual object displayed on the display coincides with each other, intuitive and immersive virtual objects can be displayed and interact with the user.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 장치의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 장치의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 장치 간의 위치 관계를 계산을 설명하기 위한 개념도이다.
1 is a block diagram of a focus and point-in-time display device based on a half mirror according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram of a focus and point-of-sight display device based on the half mirror of FIG. 1;
3 is a conceptual diagram of a focus and point-in-time display device based on a half mirror according to another embodiment of the present invention.
4 is a flowchart of a focus and point-in-time display method based on a half mirror according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart of a focus and point-in-time display method based on a half mirror according to another embodiment of the present invention.
6 is a conceptual diagram for explaining calculation of a positional relationship between devices according to an embodiment of the present invention.

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.The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings, which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled, if properly explained. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 장치의 블록도이다. 도 2는 도 1 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 장치의 개념도이다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 장치의 개념도이다.1 is a block diagram of a focus and point-in-time display device based on a half mirror according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a conceptual diagram of a focus and point-of-sight display device based on the half mirror of FIG. 1; 3 is a conceptual diagram of a focus and point-in-time display device based on a half mirror according to another embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 장치(10, 이하 장치)는 하프미러(Half-mirror)를 이용하여 사용자(user)의 눈에 비친 사용자의 거울상에 가상 물체를 겹치게 보여주며, 이들간의 관찰거리를 일치시켜, 몰입감 있는 가상 물체 전시 및 사용자와의 상호작용이 가능한 디스플레이를 제공한다.A focus and point-of-view display device 10 (hereinafter, referred to as a device) based on a half mirror according to the present invention uses a half mirror to show a virtual object on a mirror of a user, , The observation distance between them is matched to provide a display capable of displaying a virtual object with immersive feeling and interacting with the user.

초점 및 시점 일치화 디스플레이는 실제 환경과 가상 환경을 결합하고 실시간 인터랙션이 가능한 3차원 환경을 제공할 수 있다. 또한, 미러 디스플레이는 디지털 정보 인터페이스(Digital information interface)로서 맞춤형 정보 전달을 목표로 하고, 컨트롤러 기반의 유저 인터랙션(User interaction)을 수행한다. 나아가, 엔터테인먼트(Entertainment), 에듀테인먼트(Edutainment), 디지털 사이니지(Digital signage), 건강 관리(Health care) 등의 분야에서 활용될 수 있다.Focus and viewpoint matching displays can combine real and virtual environments and provide a three-dimensional environment capable of real-time interaction. In addition, the mirror display is a digital information interface, aiming at customized information transmission, and performs controller-based user interaction. Furthermore, it can be used in fields such as entertainment, edutainment, digital signage, and health care.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 장치(10)는 하프미러(100), 디스플레이부(300), 사용자 추적부(500) 및 제어부(700)를 포함한다. 상기 하프미러(100), 상기 디스플레이부(300), 상기 사용자 추적부(500) 및 상기 제어부(700)는 각각 별도의 모듈로 이격되어 형성될 수 있고, 이와 다르게 통합된 장치로 형성될 수도 있다.Referring to FIG. 1, an apparatus 10 according to the present invention includes a half mirror 100, a display unit 300, a user tracking unit 500, and a control unit 700. The half mirror 100, the display unit 300, the user tracking unit 500, and the controller 700 may be separated from each other by a separate module or may be formed as an integrated unit .

상기 장치(10)는 별도의 단말이거나 또는 단말의 일부 모듈일 수 있다. 예를 들어, 상기 장치(10)는 가상 현실(Virtual Reality) 디스플레이 장치, 증강 현실(Augmented Reality) 디스플레이 장치, 미러 디스플레이 장치, 투명 디스플레이 장치, 헤드 마운티드 디스플레이(Head mounted Display; HMD), 씨스루 HMD 장치 등을 구성할 수 있다.The device 10 may be a separate terminal or some module of the terminal. For example, the device 10 may be a virtual reality display device, an augmented reality display device, a mirror display device, a transparent display device, a head mounted display (HMD) Device or the like.

상기 하프미러(100)는 일정량의 빛은 통과시키고, 일정량의 빛은 반사시키는 거울이다. 상기 하프미러(100)는 사용자 또는 실제 물체를 반사하여 거울상(Virtual Object)을 제공한다. 상기 하프미러(100)는 반사된 거울상과 상기 디스플레이부(300)에 의해 표시된 가상 물체간의 관찰거리를 일치시킬 수 있도록 사용자와 상기 디스플레이부(300) 사이의 중간 지점에 위치한다.The half mirror 100 is a mirror for passing a certain amount of light and reflecting a certain amount of light. The half mirror 100 reflects a user or an actual object to provide a virtual object. The half mirror 100 is positioned at an intermediate point between the user and the display unit 300 so that the viewing distance between the reflected mirror image and the virtual object displayed by the display unit 300 can be matched.

상기 디스플레이부(300)는 가상 물체를 표시하는 스크린으로서, 가상 현실, 증강 현실, 2D 또는 3D 화면을 제공한다. 또한, 상기 하프미러(100)로부터 반사된 거울상을 상기 가상 물체와 함께 표시할 수 있다.The display unit 300 is a screen for displaying a virtual object, and provides a virtual reality, an augmented reality, a 2D or a 3D screen. In addition, a mirror image reflected from the half mirror 100 can be displayed together with the virtual object.

상기 디스플레이부(300)는 유기발광 다이오드(Organic Light-Emitting Diode; OLED) 디스플레이 패널, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display; LCD) 패널, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; PDP) 등을 포함할 수 있다. 또한, 사용자 입력을 처리하기 위하여 터치 스크린 기능이 상기 디스플레이부(300)에 포함되거나 별도의 터치 패드 장치로 제공될 수 있다. 이와 다르게, 상기 장치(10)는 상기 디스플레이부(300)와 별도로 형성되어 사용자의 입력을 받는 키패드 등의 입력부(미도시)를 포함할 수도 있다.The display unit 300 may include an organic light-emitting diode (OLED) display panel, a liquid crystal display (LCD) panel, and a plasma display panel (PDP). In addition, a touch screen function may be included in the display unit 300 or may be provided as a separate touch pad device to process user input. Alternatively, the apparatus 10 may include an input unit (not shown) such as a keypad that is formed separately from the display unit 300 and receives a user's input.

상기 사용자 추적부(500)는 상기 사용자의 위치 정보를 획득하고, 획득한 정보들을 상기 제어부(700)에 제공한다. 상기 사용자 추적부(500)는 이동 가능하며, 컬러 카메라 및 깊이 카메라 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 컬러 카메라 및 깊이 카메라 모두를 포함할 수 있다.The user tracking unit 500 obtains the location information of the user and provides the obtained information to the controller 700. [ The user tracking unit 500 is movable and may include at least one of a color camera and a depth camera, and may include both a color camera and a depth camera.

예를 들어, 컬러 카메라와 깊이 카메라를 이용하여 사용자의 위치 정보를 획득할 수 있다. 또한, 상기 사용자 추적부(500)는 깊이 카메라를 이용하여 사용자의 동작 정보를 획득할 수 있다.For example, the position information of the user can be obtained by using the color camera and the depth camera. Also, the user tracking unit 500 can acquire operation information of a user using a depth camera.

상기 제어부(700)는 상기 사용자의 위치 정보 및 장치 들간의 위치 관계를 기반으로, 상기 사용자의 시점에 맞도록 상기 디스플레이부(300)에 표시되는 가상 물체를 변환한다. The control unit 700 converts a virtual object displayed on the display unit 300 according to the user's viewpoint, based on the positional information of the user and the positional relationship between the devices.

또한, 상기 제어부(700)는 상기 사용자의 동작 정보에 기반하여 상기 사용자와 상기 가상 물체와의 상호작용(interaction)을 수행한다. Also, the controller 700 performs an interaction between the user and the virtual object based on the operation information of the user.

상기 제어부(700)는 외부 카메라와 마커를 이용한 호모그래피 기반 위치 관계 추정 기술을 이용할 수 있다. 상기 제어부(700)는 별도의 단말이거나 또는 단말의 일부 모듈일 수 있다. The controller 700 may use a homography-based positional relationship estimation technique using an external camera and a marker. The controller 700 may be a separate terminal or a module of the terminal.

상기 제어부(700)는 이동성을 갖거나 고정될 수 있다. 상기 제어부(700)는, 서버(server) 또는 엔진(engine) 형태일 수 있으며, 디바이스(device), 기구(apparatus), 단말(terminal), UE(user equipment), MS(mobile station), 무선기기(wireless device), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. The control unit 700 may be movable or fixed. The controller 700 may be in the form of a server or an engine and may be a device, an apparatus, a terminal, a user equipment (UE), a mobile station (MS) a wireless device, a handheld device, and the like.

상기 제어부(700)는 운영체제(Operation System; OS), 즉 시스템을 기반으로 다양한 소프트웨어로 제작할 수 있다. 상기 운영체제는 소프트웨어가 장치의 하드웨어를 사용할 수 있도록 하기 위한 시스템 프로그램으로서, 윈도우 계열, 리눅스 계열, 유닉스 계열, MAC, AIX, HP-UX 등 컴퓨터 운영체제를 모두 포함할 수 있다.The control unit 700 may be manufactured by various software based on an operating system (OS), i.e., a system. The operating system is a system program for allowing software to use the hardware of the apparatus, and may include a computer operating system such as a Windows system, a Linux system, a Unix system, a MAC, AIX, and HP-UX.

본 발명의 상기 제어부(700)는 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이를 수행하기 위한 소프트웨어(애플리케이션)가 설치되어 실행될 수 있으며, 상기 하프미러(100)의 위치, 상기 디스플레이부(300), 상기 사용자 추적부(500)를 제어할 수 있다. The control unit 700 of the present invention may be implemented with software (application) for performing a focus and point-of-view matching display based on a half mirror. The control unit 700 may control the position of the half mirror 100, The user tracking unit 500 can be controlled.

도 2를 참조하면, 사용자의 시점에 맞춘 가상 물체를 통해 정보를 전달하며, 이를 하프미러(100)를 통해 비치는 거울상과의 관찰거리(초점)을 일치시키기 위해, 상기 하프미러(100)를 사용자와 상기 디스플레이부(300) 사이의 중간 지점에 위치시킨다. 즉, 상기 하프미러(100)와 상기 디스플레이부(300)와의 거리는, 상기 사용자와 상기 하프미러(100)와의 거리와 동일하다. 이를 수식으로 설명하면 다음의 수학식 1과 같다.Referring to FIG. 2, information is transmitted through a virtual object aligned with a user's point of view, and the half mirror 100 is rotated by a user (not shown) to match the observation distance (focus) And the display unit 300, as shown in FIG. That is, the distance between the half mirror 100 and the display unit 300 is equal to the distance between the user and the half mirror 100. This can be expressed by the following equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

dobserve = 2 x dmirror = 2 x dimage = ddisplay d observe = 2 xd mirror = 2 xd image = d display

여기서, dobserve는 거울상의 관찰거리, 즉, 사용자와 거울상 간의 거리를 나타내고, dmirror는 사용자와 상기 하프미러(100)의 거리를 나타내고, dimage는 거울상과 상기 하프미러(100)와의 거리를 나타내고, ddisplay는 가상 물체의 관찰거리, 즉, 사용자와 디스플레이부(300) 간의 거리를 나타낸다.Here, d observe is the mirror image observation distance, that is, indicates the distance between the user and the mirror image, d mirror represents the distance of the user and the half mirror 100, d image is the distance between the mirror image and the half mirror 100 And d display represents the observation distance of the virtual object, that is, the distance between the user and the display unit 300. [

종래의 하프미러에 기반한 디스플레이 장치는 가상 물체가 표시되는 화면과 인접하게 설치되어, 사용자를 기준으로 하는 거울상의 관찰거리와 가상 물체의 관찰거리가 달라지므로 초점 불일치의 문제가 있다. 이러한 초점 불일치는 사용자 눈의 피로감을 유발하고 몰입감을 떨어뜨리는 단점이 있었다.The display device based on the conventional half mirror is installed adjacent to the screen on which the virtual object is displayed and there is a problem of the focus mismatch because the mirror observation distance based on the user and the observation distance of the virtual object are different. Such a focus mismatch has a disadvantage of causing fatigue of the user's eye and decreasing the feeling of immersion.

본 발명에서는 상기 하프미러(100)를 사용자와 상기 디스플레이부(300) 사이의 중간 지점에 위치시키므로, 사용자의 시점과 하프미러(100)를 통해 비치는 거울상과의 관찰거리(초점)가 일치하게 된다. 이에 따라, 사용자의 눈의 피로를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 직관적이며 몰입감 있는 디스플레이를 제공할 수 있다.In the present invention, since the half mirror 100 is positioned at the halfway point between the user and the display unit 300, the viewing distance between the user's viewpoint and the mirror image reflected through the half mirror 100 coincides . Accordingly, not only fatigue of the user's eyes can be reduced, but also an intuitive and immersive display can be provided.

또한, 상기 하프미러(100)는 사용자와 상기 디스플레이부(300) 사이의 중간 지점에 위치하지만 일정 범위 내에서 이동하여 위치할 수 있다. In addition, the half mirror 100 is located at a midpoint between the user and the display unit 300, but may be moved within a certain range.

도 3을 참조하면, 상기 하프미러(100)는 상기 사용자와 상기 디스플레이부(300)의 정중앙을 기준으로, 피사계 심도(depth of field)의 범위 내에 위치할 수 있다. Referring to FIG. 3, the half mirror 100 may be positioned within the depth of field with respect to the center of the user and the display unit 300.

피사계 심도란, 어떤 거리의 피사체에 초점을 맞추면 그 앞쪽[近點]과 뒤쪽[遠點]의 일정한 거리 내에 초점이 맞는데 이때 그 범위를 이르는 말로서 초점이 맞는 것으로 인식되는 범위이다.The depth of field means that when a subject at a certain distance is focused, the subject is focused within a certain distance between the front point and the backward point.

상기 하프미러(100)가 피사계 심도의 범위 내에 위치하는 경우에도, 사용자의 시점과 하프미러(100)를 통해 비치는 거울상과의 관찰거리(초점)가 일치할 수 있다. 상기 제어부(700)는 사용자의 시점에 따라 상기 하프미러(100)를 상기 피사계 심도의 범위 내에서 이동하도록 제어할 수 있다.The observation distance (focus) between the user's viewpoint and the mirror image projected through the half mirror 100 can coincide with each other even when the half mirror 100 is positioned within the depth of field depth. The control unit 700 may control the half mirror 100 to move within the range of the depth of field according to the user's viewpoint.

또 다른 실시예에서, 상기 하프미러(100)와 상기 디스플레이부(300)와의 거리는, 상기 사용자와 상기 하프미러(100)와의 거리의 반 이상일 수 있고, 또는 상기 사용자와 상기 디스플레이부(300)와의 거리는, 상기 사용자와 상기 하프미러(100)와의 거리의 두 배 이상일 수 있다. The distance between the half mirror 100 and the display unit 300 may be more than half the distance between the user and the half mirror 100 or the distance between the user and the display unit 300 The distance may be at least twice the distance between the user and the half mirror 100.

이와 다르게, 상기 사용자와 상기 디스플레이부(300)와의 거리는, 상기 하프미러(100)와 상기 디스플레이부(300)와의 거리의 두 배 이상일 수도 있다. 즉, 본 발명에서 상기 하프미러(100)는 상기 사용자와 상기 디스플레이부(300)의 중앙 부분에서 일정 구간 유동적으로 위치할 수 있다.Alternatively, the distance between the user and the display unit 300 may be at least twice the distance between the half mirror 100 and the display unit 300. That is, in the present invention, the half mirror 100 may be fluidly positioned at a predetermined interval in the central portion of the user and the display unit 300.

본 발명에서는 가상 물체 전시, 증강 현실, 가상 현실을 제공하는 대형 디스플레이 장치에 적용이 가능하다.The present invention can be applied to a large display device that provides a virtual object display, an augmented reality, and a virtual reality.

본 발명에서는 사용자의 초점을 일치시키기 위한 별도의 장치 또는 계산 과정이 생략되므로, 사용자와 가상 물체와의 효율적인 인터랙션이 가능하여 직관적이며 몰입감 있는 디스플레이를 제공할 수 있다.In the present invention, since a separate device or calculation process for matching the focus of the user is omitted, efficient interaction between the user and the virtual object can be performed, thereby providing an intuitive and immersive display.

또한, 본 발명은 초점 및 시점을 일치화 시스템을 이용한 모션 지도 시스템으로서 모션 지도가 필요한 시장 및 분야에 적용 가능할 것이다. 예를 들어, 피트니스(Fitness)에서 자세 교정용, 스포츠(Sports)에서 모션 교정용으로 활용할 수 있다. 또한, 재활 훈련(Rehabilitation)에서 훈련을 유도하고, 동작 게임 컨텐츠로서 엔터테인먼트(Entertainment) 분야 및 수화 학습 등의 에듀테인먼트(Edutainment) 분야에도 적용할 수 있다. In addition, the present invention can be applied to a market and a field in which a motion map is required as a motion map system using a focus and viewpoint matching system. For example, it can be used for posture correction in Fitness, and for motion correction in Sports. In addition, it is possible to induce training in rehabilitation and apply it to edutainment fields such as entertainment field and sign language learning as motion game contents.

또한, 본 발명은 종래 기술에 비해 현저한 기술적 차별성을 갖는다. 구체적으로, 실제 트레이너의 모션으로 훈련자의 모션을 지도하여 전문성을 향상시키고, 시간적 및 공간적 제약이 감소하여 온라온 및 오프라인에 무관하게 적용할 수 있어 접근성이 향상된다. 또한, 다양한 가시화 기법 및 게임 컨텐츠의 적용이 가능하여 오락성을 확보할 수 있고, 다양한 형태의 디스플레이로 확장이 가능하다. 또한, 기 상품화된 장비를 통해 제품을 제작하고 범용 데스크톱 시스템의 사용이 가능하여 제조 및 관리비용을 낮추는 경제적 효과도 기대할 수 있다.
Further, the present invention has a remarkable technical differentiation from the prior art. Specifically, the trainer's motion is guided by the motion of the trainer to improve the expertise, and the temporal and spatial constraints are reduced, so that the accessibility can be improved regardless of the on-line and off-line applications. In addition, various visualization techniques and application of game contents are possible, so that amusement can be secured and the display can be expanded to various types of displays. In addition, it can be expected that the product can be manufactured through the commercialized equipment and the universal desktop system can be used, thereby reducing the manufacturing and management cost.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 방법의 흐름도이다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 방법의 흐름도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 장치 간의 위치 관계를 계산을 설명하기 위한 개념도이다.4 is a flowchart of a focus and point-in-time display method based on a half mirror according to an embodiment of the present invention. 5 is a flowchart of a focus and point-in-time display method based on a half mirror according to another embodiment of the present invention. 6 is a conceptual diagram for explaining calculation of a positional relationship between devices according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 방법은, 도 1의 장치(10)와 실질적으로 동일한 구성에서 진행될 수 있다. 따라서, 도 1의 장치(10)와 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다. 또한, 본 실시예에 따른 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 방법은 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이를 수행하기 위한 소프트웨어(애플리케이션)에 의해 실행될 수 있다.The focus and point-of-view matching display method based on the half mirror according to the present embodiment can proceed in substantially the same configuration as the apparatus 10 of Fig. Therefore, the same constituent elements as those of the apparatus 10 of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and repeated description is omitted. In addition, the focus and point-in-time matching display method based on the half mirror according to the present embodiment can be executed by software (application) for performing focus and point-in-time matching display based on the half mirror.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 방법은, 상기 하프미러를 사용자와 상기 디스플레이부의 중간 지점에 위치시킨다(단계 S10). Referring to FIG. 4, in the focus and point-of-view matching display method based on the half mirror according to the present embodiment, the half mirror is positioned at a midpoint between the user and the display unit (step S10).

상기 하프미러는 일정량의 빛은 통과시키고, 일정량의 빛은 반사시키는 거울로서, 사용자 또는 실제 물체를 반사하여 거울상(Virtual Object)을 제공한다. 상기 하프미러는 반사된 거울상과 상기 디스플레이부에 의해 표시된 가상 물체간의 관찰거리를 일치시킬 수 있도록 사용자와 상기 디스플레이부 사이의 중간 지점에 위치한다. 즉, 상기 하프미러와 상기 디스플레이부와의 거리는, 상기 사용자와 상기 하프미러와의 거리와 동일하다.The half mirror is a mirror that passes a certain amount of light and reflects a certain amount of light, and reflects a user or an actual object to provide a virtual object. The half mirror is located at an intermediate point between the user and the display unit so that the viewing distance between the reflected mirror image and the virtual object displayed by the display unit can be matched. That is, the distance between the half mirror and the display unit is equal to the distance between the user and the half mirror.

또한, 상기 하프미러는 상기 사용자와 상기 디스플레이부의 정중앙에서 피사계 심도(depth of field)의 범위 내에서 이동 가능하다. 상기 하프미러를 사용자와 상기 디스플레이부의 중간 지점에 위치시키는 단계(단계 S10)는, 상기 사용자와 상기 디스플레이부의 정중앙에서 피사계 심도의 범위 내에서, 상기 하프미러를 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the half mirror is movable within a range of a depth of field in the center of the display unit and the user. The step of placing the half mirror at a midpoint between the user and the display unit may further include moving the half mirror within a range of the depth of field in the center of the user and the display unit.

이에 따라, 사용자(user)의 눈에 비친 사용자의 거울상에 가상 물체를 겹치게 보여주며, 이들간의 관찰거리를 일치시켜, 몰입감 있는 가상 물체 전시 및 사용자와의 상호작용이 가능한 디스플레이를 제공한다.Accordingly, a virtual object is superimposed on a mirror of a user viewed by a user, and the viewing distances between the virtual objects are matched to provide a display capable of displaying a virtual object with immersive feeling and interacting with the user.

이후, 상기 디스플레이부, 상기 하프미러 및 상기 사용자 추적부의 위치 관계를 획득한다(단계 S30). 이때, 마커가 표시된 외부 카메라를 이용할 수 있다.Thereafter, the positional relationship between the display unit, the half mirror, and the user tracking unit is obtained (step S30). At this time, an external camera marked with a marker can be used.

도 6을 참조하면, 외부 카메라는 상기 하프미러 및 상기 디스플레이부에 부착된 마커를 감지하여 호모그래피를 통해 상기 외부 카메라, 상기 하프미러 및 상기 디스플레이부 간의 위치 관계를 계산한다(Tcm, Tcd계산, 여기서, Tab는 a에서 b로의 변환식이며, Tab=Tba -1).6, the external camera senses the half mirror and the marker attached to the display unit, and calculates the positional relationship between the external camera, the half mirror, and the display unit through homography (T cm , T cd Where T ab is the conversion from a to b, and T ab = T ba -1 .

또한, 상기 사용자 추적부는 상기 외부 카메라의 전면부에 부착된 마커를 감지하여 상기 사용자 추적부와 상기 외부 카메라 간의 위치 관계를 계산한다(Ttc 계산). 이로써 각 장치간의 위치 관계가 계산된다.Also, the user tracking unit detects a marker attached to a front part of the external camera and calculates a positional relationship between the user tracking unit and the external camera (T tc ). This calculates the positional relationship between each device.

또한, 상기 사용자의 위치 정보를 획득한다(단계 S50). 단계 S50에서는 컬러 카메라 및 깊이 카메라 중 적어도 하나를 이용하여 상기 사용자의 위치 정보를 획득할 수 있다.In addition, the location information of the user is obtained (step S50). In step S50, the position information of the user can be obtained using at least one of the color camera and the depth camera.

상기 사용자의 위치 정보가 획득되면, 상기 사용자의 위치 정보 및 상기 디스플레이부, 상기 하프미러 및 상기 사용자 추적부의 위치 관계를 이용하여, 상기 사용자의 시점에 대응하도록 상기 디스플레이부에 표시되는 가상 물체를 변환한다(단계 S70). A virtual object displayed on the display unit corresponding to the viewpoint of the user is converted using the location information of the user and the positional relationship between the display unit, the half mirror and the user tracking unit, (Step S70).

이에 따라, 상기 사용자로부터 상기 가상 물체와의 거리 및 상기 거울상과의 거리를 일치시켜, 상기 가상 물체와 상기 거울상을 표시하게 된다(단계 S70). 따라서, 사용자의 시점과 초점을 일치시켜 사용자의 눈의 피로감을 줄일 수 있다.Thereby, the distance from the user to the virtual object and the distance from the mirror image are matched with each other, and the virtual object and the mirror image are displayed (step S70). Therefore, the fatigue of the user's eyes can be reduced by matching the focus of the user with the viewpoint.

또한, 도 5를 참조하면, 상기 사용자의 동작 정보를 획득하는 단계(단계 S91)를 더 포함할 수 있다. 이로서, 상기 사용자의 동작 정보에 기반하여 상기 사용자와 상기 가상 물체와의 상호작용을 수행할 수 있다(단계 S92).In addition, referring to FIG. 5, the method may further include acquiring operation information of the user (step S91). Thus, the interaction between the user and the virtual object can be performed based on the operation information of the user (step S92).

이에 따라, 사용자와 가상 물체와의 효율적인 인터랙션이 가능하여 직관적이며 몰입감 있는 디스플레이를 제공할 수 있다.Accordingly, it is possible to efficiently interact with the user and the virtual object, thereby providing an intuitive and immersive display.

이와 같은, 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 방법은 애플리케이션으로 구현되거나 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. Such a half mirror based focus and viewpoint matching display method may be implemented in an application or implemented in the form of program instructions that may be executed through various computer components and recorded on a computer readable recording medium. The computer-readable recording medium may include program commands, data files, data structures, and the like, alone or in combination.

상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. The program instructions recorded on the computer-readable recording medium may be ones that are specially designed and configured for the present invention and are known and available to those skilled in the art of computer software.

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. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, magneto-optical media such as floptical disks, media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like.

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.Examples of program instructions include machine language code such as those generated by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device may be configured to operate as one or more software modules for performing the processing according to the present invention, and vice versa.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims. You will understand.

본 발명은 하프미러에 반사된 거울상과 디스플레이에 전시된 가상 물체간의 시점을 일치시켜 직관적이며 몰입감 있는 개인화된 상호작용 디스플레이를 제공한다. 이는 증강 현실 또는 가상 현실 디스플레이, 헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display; HMD), 정보통신분야 뿐만 아니라, 재활 훈련, 피트니스, 스포츠, 에듀테인먼트 등의 사용자의 동작 지도가 필요한 시장 및 사용자 맞춤 정보 제공이 필요한 시장에 적용 가능하다.The present invention provides an intuitive and immersive personalized interactive display by matching the viewpoint between the mirror image reflected on the half mirror and the virtual object displayed on the display. It is necessary to provide market and user-customized information that needs guidance of the user such as rehabilitation training, fitness, sports, edutainment as well as augmented reality or virtual reality display, head mounted display (HMD) Applicable to the market.

10: 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 장치
100: 하프미러
300: 디스플레이부
500: 사용자 추적부
700: 제어부
10: Half-mirror based focus and viewpoint matching display device
100: half mirror
300:
500: user tracking unit
700:

Claims (20)

가상 물체를 표시하는 디스플레이부;
사용자와 상기 디스플레이부의 중간 지점에 설치되어, 거울상을 상기 디스플레이부로 반사시키는 하프미러(Half-mirror);
상기 사용자의 위치 정보를 획득하는 사용자 추적부; 및
상기 사용자의 위치 정보를 기초로, 상기 사용자의 시점에 대응하도록 상기 디스플레이부에 표시되는 가상 물체를 변환하는 제어부를 포함하고,
상기 사용자로부터 상기 가상 물체와의 거리 및 상기 거울상과의 거리가 일치하는, 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 장치.
A display unit for displaying a virtual object;
A half mirror disposed at a midpoint between the user and the display unit and reflecting the mirror image to the display unit;
A user tracking unit for obtaining location information of the user; And
And a control unit for converting a virtual object displayed on the display unit to correspond to a viewpoint of the user based on the position information of the user,
Wherein a distance from the user to the virtual object is equal to a distance from the mirror image to the virtual object.
제1항에 있어서,
상기 하프미러와 상기 디스플레이부와의 거리는, 상기 사용자와 상기 하프미러와의 거리와 동일한, 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the distance between the half mirror and the display unit is equal to the distance between the user and the half mirror.
제1항에 있어서,
상기 하프미러는 상기 사용자와 상기 디스플레이부의 정중앙에서 피사계 심도(depth of field)의 범위 내에서 이동 가능한, 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the half mirror is movable within a range of depth of field in the middle of the user and the display unit.
제1항에 있어서, 상기 사용자 추적부는,
컬러 카메라 및 깊이 카메라 중 적어도 하나를 포함하는, 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 장치.
The apparatus according to claim 1,
A color camera, and a depth camera. ≪ Desc / Clms Page number 24 >
제1항에 있어서, 상기 사용자 추적부는,
상기 사용자의 동작 정보를 더 획득하여 상기 제어부로 제공하는, 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 장치.
The apparatus according to claim 1,
And further acquires operation information of the user and provides the operation information to the control unit.
제5항에 있어서,
상기 제어부는 상기 사용자의 동작 정보에 기반하여 상기 사용자와 상기 가상 물체와의 상호작용(interaction)을 수행하는, 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the controller performs an interaction between the user and the virtual object based on the operation information of the user.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 사용자 추적부, 상기 디스플레이부 및 상기 하프미러 간의 위치 관계를 계산하는, 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the control unit calculates a positional relationship between the user tracking unit, the display unit, and the half mirror, based on a half mirror.
제7항에 있어서,
상기 제어부는 마커를 이용한 호모그래피 기반 위치 관계 추정 기술을 이용하는, 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the control unit uses a homography-based positional relationship estimation technique using a marker, and a half mirror-based focus and point matching display unit.
제1항에 있어서,
상기 거울상은 상기 사용자가 상기 하프미러에 반사된 형상인, 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the mirror image is a shape reflected by the user to the half mirror.
제1항에 있어서,
상기 거울상은 실제 물체가 상기 하프미러에 반사된 형상인, 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the mirror image is a shape in which an actual object is reflected on the half mirror.
가상 물체를 표시하는 디스플레이부 및 거울상을 상기 디스플레이부로 반사시키는 하프미러(Half-mirror), 사용자의 위치 정보를 획득하는 사용자 추적부를 포함하는 디스플레이 장치를 이용하는 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 방법은,
상기 하프미러를 사용자와 상기 디스플레이부의 중간 지점에 위치시키는 단계;
상기 디스플레이부, 상기 하프미러 및 상기 사용자 추적부의 위치 관계를 획득하는 단계;
상기 사용자의 위치 정보를 획득하는 단계;
상기 사용자의 위치 정보 및 상기 디스플레이부, 상기 하프미러 및 상기 사용자 추적부의 위치 관계를 이용하여, 상기 사용자의 시점에 대응하도록 상기 디스플레이부에 표시되는 가상 물체를 변환하는 단계; 및
상기 사용자로부터 상기 가상 물체와의 거리 및 상기 거울상과의 거리를 일치시켜, 상기 가상 물체와 상기 거울상을 표시하는 단계를 포함하는, 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 방법.
A half mirror-based focus and point matching display method using a display unit that displays a virtual object, a half mirror that reflects a mirror image to the display unit, and a user tracking unit that acquires position information of a user silver,
Positioning the half mirror at a midpoint between the user and the display;
Obtaining a positional relationship between the display unit, the half mirror, and the user tracking unit;
Obtaining location information of the user;
Converting the virtual object displayed on the display unit to correspond to the viewpoint of the user using the positional information of the user and the positional relationship between the display unit, the half mirror, and the user tracking unit; And
And displaying the virtual object and the mirror image by matching a distance from the user to the virtual object and a distance from the mirror image to the virtual object, thereby displaying the virtual object and the mirror image.
제11항에 있어서,
상기 하프미러와 상기 디스플레이부와의 거리는, 상기 사용자와 상기 하프미러와의 거리와 동일한, 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the distance between the half mirror and the display unit is equal to the distance between the user and the half mirror.
제11항에 있어서,
상기 하프미러는 상기 사용자와 상기 디스플레이부의 정중앙에서 피사계 심도(depth of field)의 범위 내에서 이동 가능한, 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the half mirror is movable within a range of the depth of field in the center of the user and the display unit.
제11항에 있어서, 상기 하프미러를 사용자와 상기 디스플레이부의 중간 지점에 위치시키는 단계는,
상기 사용자와 상기 디스플레이부의 정중앙에서 피사계 심도(depth of field)의 범위 내에서, 상기 하프미러를 이동시키는 단계를 더 포함하는, 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 방법.
12. The method of claim 11, wherein the positioning the half mirror at an intermediate point between a user and the display unit comprises:
Further comprising moving the half mirror within a range of depth of field in the middle of the user and the display unit.
제11항에 있어서, 상기 디스플레이부, 상기 하프미러 및 상기 사용자 추적부의 위치 관계를 획득하는 단계는,
마커가 부착된 외부 카메라를 이용하는, 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 방법.
12. The method of claim 11, wherein obtaining the positional relationship between the display unit, the half mirror,
A focus and point-of-view matching display method based on a half mirror using an external camera with a marker attached thereto.
제15항에 있어서, 상기 디스플레이부, 상기 하프미러 및 상기 사용자 추적부의 위치 관계를 획득하는 단계는,
마커를 이용한 호모그래피 기반 위치 관계 추정 기술을 이용하는, 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 방법.
16. The method of claim 15, wherein obtaining the positional relationship between the display unit, the half mirror,
A half mirror based focus and point matching display method using homography based positional relationship estimation technique using markers.
제11항에 있어서,
상기 사용자의 동작 정보를 획득하는 단계를 더 포함하는, 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 방법.
12. The method of claim 11,
Further comprising the step of acquiring the motion information of the user.
제17항에 있어서,
상기 사용자의 동작 정보에 기반하여 상기 사용자와 상기 가상 물체와의 상호작용을 수행하는 단계를 더 포함하는, 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 방법.
18. The method of claim 17,
Further comprising performing interaction between the user and the virtual object based on the motion information of the user.
제11항에 있어서,
상기 거울상은 상기 사용자 또는 실제 물체가 상기 하프미러에 반사된 형상인, 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the mirror image is a shape in which the user or an actual object is reflected on the half mirror.
제11항 내지 제19항 중 어느 하나의 항에 따른 하프미러에 기반한 초점 및 시점 일치화 디스플레이 방법을 수행하기 위한, 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.A computer-readable recording medium on which a computer-readable recording medium for performing a focus and point-in-time matching display method based on a half mirror according to any one of claims 11 to 19 is provided.
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