KR100808400B1 - 감각 신호 정보 종합 전시 장치 - Google Patents

감각 신호 정보 종합 전시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100808400B1
KR100808400B1 KR1020060034502A KR20060034502A KR100808400B1 KR 100808400 B1 KR100808400 B1 KR 100808400B1 KR 1020060034502 A KR1020060034502 A KR 1020060034502A KR 20060034502 A KR20060034502 A KR 20060034502A KR 100808400 B1 KR100808400 B1 KR 100808400B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal information
sensory
space
information display
spray
Prior art date
Application number
KR1020060034502A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070102822A (ko
Inventor
윤석준
Original Assignee
주식회사 모델심
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 주식회사 모델심 filed Critical 주식회사 모델심
Priority to KR1020060034502A priority Critical patent/KR100808400B1/ko
Publication of KR20070102822A publication Critical patent/KR20070102822A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100808400B1 publication Critical patent/KR100808400B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/16—Sound input; Sound output
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/01—Indexing scheme relating to G06F3/01
    • G06F2203/012—Walk-in-place systems for allowing a user to walk in a virtual environment while constraining him to a given position in the physical environment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Abstract

본 발명은 가상현실 기술에서의 가상공간과 관련한 감각 신호들의 전시장치에 관한 것이다. 종래기술들은 현장감과 몰입감을 향상시키는데 주로 초점이 맞추어 발전해 왔다. 하지만, 사용상의 실용성과 제작비용의 경제적인 측면을 간과함으로써 기술의 보급화에 한계가 있었다. 본 발명의 목적은 반 밀폐된 작은 공간 내부에서 작은 감각신호로도 사용자의 주요 감각기관들을 효과적으로 자극하게 함으로써 실용적이고 경제적으로 가상현실의 현장감과 몰입감을 주는 감각 신호 정보 종합 전시 장치를 제공하는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 감각 신호 정보 종합 전시 장치는, 중앙부에 인체 두부(頭部)의 진출입구가 형성되고 종합 전시 공간을 형성하는 우산형 케이브(cave); 종합 전시 공간의 중심부에서 소정 반경 이격된 위치에서 소정 시나리오에 의해 시각 정보를 디스플레이하는 하나 또는 둘 이상의 디스플레이 장치를 구비한 시각 신호 정보 전시부; 종합 전시 공간 내부로 한 가지 이상의 향을 소정 시나리오에 의해 분무하는 후각 신호 정보 전시부; 및 종합 전시 공간의 내측에 소정 시나리오에 의해 음향을 발생하는 청각 신호 정보 전시부를 구비하여, 진출입구를 통하여 종합 전시 공간에 진입한 인체의 두부에 속한 감각 기관에 소정 시나리오에 의한 감각 신호 정보를 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

감각 신호 정보 종합 전시 장치{Integrated display system for sensory cues}
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 감각 신호 정보 종합 전시장치의 구성을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2은 본 발명의 우산형 감각 신호 정보 종합 전시 장치에서 하나의 디스플레이가 구비된 시각 신호 정보 전시장치의 바람직한 일 실시예이다.
도 3은 본 발명의 우산형 감각 신호 정보 종합 전시 장치에서 3개의 디스플레이가 구비된 시각 신호 정보 전시장치의 바람직한 일 실시예이다.
도 4는 본 발명의 우산형 감각 신호 정보 종합 전시 장치에서 후각 신호 정보 전시장치의 바람직한 일 실시예이다.
도 5는 도 4의 분무용기와 압축핀 기구부의 바람직한 일 실시예를 나타낸다.
도 6은 도 4의 분무용기와 압축핀 기구부의 바람직한 다른 실시예를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 우산형 감각 신호 정보 종합 전시 장치에서 복수개의 스피커가 구비된 청각 신호 정보 전시장치의 바람직한 일 실시예이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 우산형 감각 신호 정보 종합 전시 장치에 실내 운동기구가 적용된 경우의 응용예이다.
도 10은 상기한 본 발명의 감각 신호 정보 종합 전시장치의 각 구성요소들이 중앙 제어부에 의하여 유기적으로 연결되어 동작하는 구성을 나타낸 블록도이다.
본 발명은 가상현실 기술에서의 사용을 목적으로 사용자가 시각, 청각, 후각 등을 체감할 수 있도록 하는 감각 신호들의 전시장치에 관한 것이다.
종래에는 가상현실에서 요구되는 시각, 청각, 후각 등의 신호 정보들에 관한 개별 전시장치들은 개방형 공간에서 상호 연동되어 사용되거나, 대상이 되는 실 세계의 공간형태를 모방하여 제작된 가상현실용의 폐쇄된 실내공간에서 적절한 곳에 배치되어 사용 되어왔다.
개방형 공간에서 감각신호 정보 전시장치들을 사용하는 대표적인 예는 PC용 시뮬레이션 게임에서 사용되는 가상현실 환경이다. 시각 및 청각 정보는 다른 설비들이 노출된 실내 환경에서 모니터와 스피커를 통해서 전시된다. 이러한 개방형 환경에서 현장감과 몰입감은 상대적으로 제한될 수밖에 없다.
폐쇄형 공간에서 구현되는 가상현실의 형태는 크게 두 가지로 구별하여 살펴볼 수 있다. 실제의 물리적 공간과 컴퓨터 그래픽스 등의 정보기술을 통하여 생성되는 가상 공간의 혼합 방식이 그 한 부류이고, 전적으로 정보기술에 의존하는 방식이 또 다른 한 종류가 된다.
전자의 경우는 현실과 가상 환경들을 적절히 혼합함으로써 총체적인 현장감 과 몰입감을 극대화하지만, 구현되는 가상환경이 매우 제한적이고 제작비용이 높다는 단점을 갖는다. 자동차 운전이나 비행기 조종 훈련을 위한 시뮬레이터들이 그 대표적 예이다. 후자의 대표적 방식은 실내공간을 구성하는 벽면들을 시각정보의 투사화면으로 사용하고, 청각정보는 적절히 배치된 스피커들을 통해 입체적 효과를 갖도록 하는 것이다. 경우에 따라서는 온열감과 후각정보를 제시하기 위하여 배관 등을 설치하여 폐쇄된 공간 내에서 기류변화를 일으키기도 한다. 이러한 방식은 생성할 수 있는 가상환경이 매우 다양하나, 현장감은 다소 떨어지며, 실용성 측면에서는 실험실 수준에 머무르고 있는 것이 현실이다.
또 다른 형태의 폐쇄형 감각신호 제시기술은 Helmet Mounted Display(HMD)에 기초한다. 일종의 보안경 형태의 시각 신호 제시 장치를 사용하는데, 최소한의 물리적 공간을 차지하고 무게가 매우 가벼우므로 이동형 가상현실 공간이 필요할 경우 매우 효과적이다. 이러한 가상현실용 감각신호 제시방식들은 다음의 문헌들을 통해서 찾아볼 수 있다.(윤석준, 시뮬레이션과 시뮬레이터, 선학사, 2002)(William R. Sherman, Alan B Craig, Understanding Virtual Reality: Interface, Application, and Design, Morgan Kaufmann Publishers, 2003)
이러한 종래기술들은 현장감과 몰입감을 향상시키는데 주로 초점이 맞추어 발전해 왔다. 하지만, 사용상의 실용성과 제작비용의 경제적인 측면을 간과함으로써 기술의 보급화에 한계가 있었다. 개방형 공간을 사용하는 일반 PC나 컨솔 형태의 게임 환경들은 실용성과 경제성은 우수하지만, 현장감과 몰입감은 매우 제한적이다. 폐쇄형 공간을 사용하는 감각신호 제시방식을 시뮬레이터, CAVE(Cave Automatic Virtual Environment), HMD 등으로 구별할 경우, 시뮬레이터나 CAVE 형태는 현장감과 몰입감이 우수하나 실용성과 경제성에서 매우 불리하며, HMD를 활용하는 가상현실방식은 장비를 직접 착용해야 하는 불편함과 여러 사람이 동일 장비를 사용할 경우 위생상의 문제점이 있어 실용적이지 못하다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 작은 공간 내부에서 작은 감각 신호로도 사용자의 주요 감각 기관들을 효과적으로 자극하게 함으로써 실용적이고 경제적으로 가상현실의 현장감과 몰입감을 제공하는데 있다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 감각 신호 정보 종합 전시 장치는, 중앙부에 인체 두부(頭部)의 진출입구가 형성되고 종합 전시 공간을 형성하는 우산형 케이브(cave); 상기 종합 전시 공간의 중심부에서 소정 반경 이격된 위치에서 소정 시나리오에 의해 시각 정보를 디스플레이하는 하나 또는 둘 이상의 디스플레이 장치를 구비한 시각 신호 정보 전시부; 상기 종합 전시 공간 내부로 한 가지 이상의 향을 소정 시나리오에 의해 분무하는 후각 신호 정보 전시부; 및 상기 종합 전시 공간의 내측에 소정 시나리오에 의해 음향을 발생하는 청각 신호 정보 전시부를 구비하여, 상기 진출입구를 통하여 상기 종합 전시 공간에 진입한 상기 인체의 두부에 속한 감각 기관에 소정 시나리오에 의한 감각 신호 정보를 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기 시각 신호 정보 전시부는, 상기 종합 전시 공간의 중심부와 상기 각 디 스플레이 장치의 사이에 프레넬 렌즈를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 시각 신호 정보 전시부는, 상기 종합 전시 공간의 중심부에서 소정 반경 이격된 위치에 놓인 3개의 디스플레이 장치를 구비하고, 상기 3개의 디스플레이 장치는 상기 종합 전시 공간의 중심부로부터 180도의 시야각을 형성하는 것이 바람직하다.
상기 후각 신호 정보 전시부는, 분무버튼에 의해 저장된 향을 분사하는 하나 이상의 분무용기; 상기 용기를 소정 간격으로 수용하는 회전판; 상기 회전판을 소정 각도 간격으로 회전시켜, 상기 분무용기를 상기 종합 전시 공간 내부로 분무시키기 위한 분무위치로 이동하는 구동원; 및 상기 분무용기가 상기 분무위치에 놓인 상태에서 상기 분무용기의 분무버튼을 압축하는 압축핀을 구비한 압축핀 기구부를 구비할 수 있다.
상기 분무용기의 분무버튼의 상단면은 소정 경사면을 갖는 웨지형태로 가공되어 있고, 상기 회전판이 회전하여 상기 분무용기가 상기 분무위치로 이동할 때, 상기 압축핀이 상기 분무버튼의 웨지형태의 경사면을 따라 미끄러지며 상기 분무버튼을 압축하여 향을 분사하도록 동작할 수 있다.
또한 상기 감각 신호 정보 종합 전시 장치는 상기 종합 전시 공간으로 온열감을 전달하기 위하여 팬-히팅 코일 모듈로 구비되는 온열감 제시부를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 청각 신호 정보 전시부는, 2개의 스피커가 상기 인체의 양쪽 귀의 연장선상에 배치된 것이 바람직하다.
상기 종합 전시 공간의 하방에 상기 시나리오를 전개하는 소정 실내 운동 기구가 더 구비될 수 있다.
이하, 본 발명의 구성 및 작용을 함께 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면에 도시된 동일한 참조 부호는 동일한 기능을 수행하는 구성요소를 의미한다.
본 발명의 기본적인 개념은, 외부세계를 감지하는 인간의 주요 감각기관들이 머리에 집중되어 있다는 특성을 고려하여 인위적 특정장비의 직접적 착용 없이 우산 형태의 감각신호 전시공간으로 몸 전체가 아닌 인체의 두부만을 감싸게 하고, 반 밀폐된 작은 공간 내부에서 작은 감각신호로도 사용자의 주요 감각기관들을 효과적으로 자극하게 함으로써 실용적이고 경제적으로 가상현실의 현장감과 몰입감을 구현하는데 본 발명의 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 감각 신호 정보 종합 전시장치의 구성을 설명하기 위한 개략도로서, 우산형 케이브(cave)(110,111), 시각신호 전시부(101,102,103), 후각신호 전시부(104), 청각신호 전시부(105,106,107,108,109)를 구비한다.
우산형 케이브(110, 111)은 중앙부에 인체 두부(頭部)(100)의 진출입구(112)가 형성되어 있고, 그 내측에 감각 신호의 종합 전시 공간을 형성하고 있다.
시각 신호 정보 전시부(101, 102, 103)는 우산형 케이브(111) 내측의 종합 전시 공간의 중심부에서 소정 반경 이격된 위치에서 소정 시나리오에 의해 시각 정보를 디스플레이 하는 하나 또는 둘 이상의 디스플레이 장치를 구비한다. 디스플레 이 장치는 LCD 모니터 등에 의해 구비될 수 있다.
후각 신호 정보 전시부(104)는 종합 전시 공간 내부로 한 가지 이상의 향을 소정 시나리오에 의해 분무하여, 진입한 인체에게 후각 정보를 전시한다.
청각 신호 정보 전시부(105,106,107,108,109)는 종합 전시 공간의 내측에 소정 시나리오에 의해 음향을 발생하여, 종합 전시 공간에 진입한 인체에게 청각 정보를 전시한다.
도 1에 도시된 바와 같이 외피(110)와 내피(111)로 구성되는 우산형 케이브(110,111)는 우산 또는 반구 형태의 감각신호 전시공간으로서, 외부세계를 감지하기 위한 인체의 주요 감각기관들이 집중되어 있는 두부(100)를 감싸고 있다.
우산형 케이브(110,111)의 반구의 크기는 인체의 두부를 수용하면서도 시각, 후각, 청각, 온열감 등의 감각신호들을 효과적으로 전시할 수 있는 크기로 결정된다.
우산형 케이브 내부의 종합 전시 공간은 시각적 몰입감을 극대화하고, 음향 및 화면의 반사를 최소화 하기 위하여 검은색 계통의 음향 흡입물질로 마무리되는 것이 바람직하다.
또한 우산형 케이브의 외부(110) 형상은 미적 요소를 감안하여 우산 또는 돔 형태에서 다소 변화를 줄 수도 있다. 우산형 케이브(110, 111)의 골격 및 외피는 제작비용과 무게를 최소화할 수 있는 복합소재 또는 합성수지 형태의 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
도 1에 제시된 본 발명의 우산 또는 소규모 돔 형태의 개인용 감각 신호 정 보 종합 전시장치는 대부분의 감각기관이 집중되어 있는 인체의 두부만을 감쌈으로써 고가의 시뮬레이터에서 사용되는 대규모 돔이나 전형적인 CAVE 시스템의 몰입감과 현장감을 매우 경제적이고 효율적으로 제시할 수 있으며, 직접 머리에 착용해야 하는 HMD나 헤드폰 방식의 비 실용성을 동시에 해결할 수 있다.
시각적 신호 정보의 전시방식에서는 일반 모니터나 프로젝터 스크린 화면에 투영되는 실상을 나안으로 관찰할 경우 구현하기 어려운 입체감, 원근감 등의 3차원 시각적 효과를 저렴하고 실용적인 프레넬(Fresnel) 렌즈와 LCD 모니터와 같은 디스플레이 장치를 결합시킴으로써 확대된 영상을 통해 경제적으로 제시할 수 있다(도 2, 도 3 참조).
또한, 기존의 가상현실 감각신호 정보 전시방식에서는 구현하기 난해한 후각, 온열감 신호들을 해당 감각기관들에 바로 접근하여 제시함으로써 효율성과 실용성 문제를 해결함은 물론, 주요 감각신호들을 종합적으로 제공함으로써 현장감과 몰입감을 기존의 방식보다 보다 극대화하였다(도 4, 도 5, 도 6 참조).
또한, 청각신호 전시방식에서는 소형 스피커를 우산형 전시공간 내부에 배치함으로써 헤드셋을 착용해야 하는 불편함을 제거하고 작은 출력으로도 효과적으로 입체음을 사용자에게 제시할 수 있다(도 7 참조).
또한, 완전 몰입형의 공간이 아닌 두부 이외의 신체가 개방형 공간에 위치하게 됨으로써 손과 발을 통하여 컴퓨터나 다른 장비로의 입출력 신호를 용이하게 주고받게 함으로써 활용성이 우수하며, 안전상의 위험 상황 발생 시에는 용이하게 이탈할 수 있는 장점도 갖는다(도 8, 도 9 참조).
도 2은 본 발명의 우산형 감각 신호 정보 종합 전시 장치에서 하나의 디스플레이가 구비된 시각 신호 정보 전시장치의 바람직한 일 실시예이다.
감각신호 전시공간의 핵심요소인 시각 신호 정보 전시장치는 도 2, 3과 같이 사용 용도에 따라 1개 또는 3개 이상의 LCD 모니터로 구성될 수 있다.
도 3에서 Rf, Rm, Rv 는 각각 종합 전시 공간의 중심(C)으로부터 프레넬 렌즈(301), 모니터(302), 허상면(303) 까지의 반경을 나타낸다.
디스플레이(202)는 LCD 모니터 등에 의해 구비될 수 있는데, 그 크기는 본 발명이 적용되는 분야에 따라 결정될 수 있으며, 우산 형태의 전시공간의 크기를 좌우하게 된다.
도 2의 시각 신호 정보 전시부는 종합 전시 공간의 중심부와 디스플레이 장치의 사이에 프레넬 렌즈(201)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 프레넬 렌즈(201)를 구비하면, 작은 화면으로도 대형화면의 효과와 같은 현장감 및 몰입감을 극대화할 수 있으며, 허상이 LCD 화면보다 훨씬 뒤에 맺히게 하여 거리감 및 입체감을 동시에 감지할 수 있게 된다.
프레넬 렌즈(201)의 크기는 상의 왜곡을 줄이고, 시각상의 스테레오 효과를 위하여 LCD 모니터(202)의 크기와 같거나 보다 크도록 결정되는 것이 바람직하다.
도 2에서 같이 프레넬 렌즈(201)의 초점거리 Zf, 프레넬 렌즈(201)로부터의 LCD 모니터(202)까지의 거리 Zm, 허상의 위치 Zv, LCD 모니터(202) 화면의 폭 Dm, 확대된 허상의 폭 Dv, 배율 M1 사이에는 박(薄) 렌즈 이론에 따라 다음의 관계식이 성립된다.
Figure 112006026440703-pat00001
Figure 112006026440703-pat00002
수학식 1은 수학식 2과 같기 때문에 다음 수학식 3이 성립한다.
Figure 112006026440703-pat00003
수학식 3을 수학식 1에 대입하면 다음 수학식 4와 같은 배율 M1이 구해진다.
Figure 112006026440703-pat00004
또 다른 배율 M2는 다음의 수학식 5에 의해 정의된다.
Figure 112006026440703-pat00005
Figure 112006026440703-pat00006
,
Figure 112006026440703-pat00007
수학식 2를 수학식 5에 대입하면 다음 수학식 6이 구해진다.
Figure 112006026440703-pat00008
Figure 112006026440703-pat00009
또한, 도 3에서 우산형 전시공간의 형상을 결정하는 반경들 Rf, Rm, Rv 사이에는 다음의 수학식 7에 의한 관계들이 성립된다.
Figure 112006026440703-pat00010
Figure 112006026440703-pat00011
Figure 112006026440703-pat00012
여기에서 α는 눈과 초점 사이의 거리, 프레넬 렌즈와 우산형 전시공간과의 부착형상에 따른 여유 거리 등을 모두 고려한 값이다.
도 3을 참조하면, 시각 신호 정보 전시부는, 종합 전시 공간의 중심부(C)에서 소정 반경(Rm) 이격된 위치에 놓인 3개의 디스플레이 장치가 종합 전시 공간의 중심부(C)로부터 180도의 시야각을 형성하도록 구비되는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 우산형 감각 신호 정보 종합 전시 장치에서 후각 신호 정보 전시장치의 바람직한 일 실시예로서, 분무용기(405), 회전판(403), 모터(404), 압축핀 기구부(401, 402)로 구비될 수 있다.
후각 신호 정보 전시장치에 하나 이상 구비되는 분무용기(405)는 꽃, 과일 등의 향기들을 액화 상태로 저장하고 분무하며, 회전판(403) 상의 소정 위치(406)에 고정된다. 회전판(403)은 분무용기들을 소정 간격으로 수용하며, 그 측면부에는 분무용기(405)의 외부로 향이 분사되도록 도피홀(408)이 형성되어 있다.
모터(404)는 회전판(403)을 소정 스텝으로 회전하여, 분무용기(405)를 종합 전시 공간 내부로 분무시키기 위한 분무위치로 이동시킨다.
또한, 도면에 도시되지는 않았지만, 고정 상판(401)의 중앙에 모터의 회전축이 고정되도록 하고, 모터 자체는 회전판 바닥에 고정되도록 하여, 모터가 회전하면 고정 상판(401)에 대하여 회전판이 역으로 회전하도록 구비될 수도 있다.
압축핀 기구부(402)는 분무용기(405)가 향 분사방향에 해당하는 분무위치에 놓인 상태에서 분무용기(405)의 분무버튼을 압축한다. 압축핀 기구부(402)는 도 5, 도 6에서 예시하기로 한다.
또한 도 4의 후각 신호 정보 전시장치는 종합 전시 공간으로 온열감을 전달하기 위하여 팬(411)과 히팅 코일(412)로 구비되는 온열감 제시부(410)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 온열감 제시부(410)는 후각 신호 정보 전시부의 고정 상판(401)의 소정 부위에 장/탈착이 가능하도록 설계될 수 있다.
도 5는 도 4의 분무용기와 압축핀 기구부의 바람직한 일 실시예를 나타낸다.
도 5의 압축핀(503)은 향 분무용기(405)가 도 4의 향 분사방향에 해당하는 분무위치에 놓인 상태에서 분무용기(405)의 분무버튼(500)을 압축한다.
도 5의 압축핀(503)은 향 분무용기(405)의 분무버튼(500)의 상단면(505)과 같은 기울기의 하단면(506)을 갖는 원통 형태의 막대로 구비된다. 하부 회전판(도 4의 403)의 회전(501)에 의해 해당 향 분무용기(405)가 분사 방향으로 위치하게 되면, 압축핀 기구부(503)의 경사진 하단면(506)이 분무버튼(500)의 경사진 상단면(505)을 따라 미끄러지며 분무버튼(500)을 압축하여 향을 분사하게 한다.
분사의 양과 시간은 연동되는 게임이나 가상현실 소프트웨어와 연동되는 전용 소프트웨어 드라이버에 의해 모터(도 4의 404)의 회전속도를 조종함으로써 결정될 수 있다.
도 6은 도 4의 분무용기와 압축핀 기구부의 바람직한 다른 실시예를 나타낸다.
도 6의 압축핀 기구부는 분무용기(405)의 분무버튼(600)을 압축하는 압축핀(602)이 구비된 바(603)의 일측이 피봇 고정(미도시)되어 있고, 솔레노이드(604) 의 플런저(605)가 바(603)에 연결된 구조(606)로 구비된다.
향 분무용기(405)가 도 4의 향 분사방향에 해당하는 분무위치에 놓인 상태에서, 솔레노이드(604)가 플런저(605)를 소정 스트로크로 상하 가동시키는 동작에 의하여, 분무용기(405)의 분무버튼(600)이 압축되어 향(607)이 분사된다.
분사의 양과 시간은 연동되는 게임이나 가상현실 소프트웨어와 연동되는 전용 소프트웨어 드라이버에 의해 솔레노이드(604)의 플런저(605) 동작 타이밍을 조종함으로써 결정될 수 있다.
도 7은 본 발명의 우산형 감각 신호 정보 종합 전시 장치에서 복수개의 스피커가 구비된 청각 신호 정보 전시부의 바람직한 일 실시예이다.
청각 신호 정보 전시부는 헤드폰과 스피커의 중간형태로 설계되었다. 헤드폰처럼 머리에 직접 착용하는 번거로움을 배제하고, 사람의 귀 가까이에 스피커가 배치되기 때문에 작은 출력의 앰프와 스피커를 사용하고도 박진감 넘치는 입체 음향을 청취할 수 있도록 고안되었다. 또한, 우산형 감각신호 전시공간의 내장을 스폰지와 같은 음 흡입물질로 포장함으로써 외부 공간으로의 음향 배출은 적게 하고도 사용자가 음향효과를 충분히 감상할 수 있도록 한다.
청각 신호 정보 전시부는 소형 스피커(703,704,705,706,707)를 입체음향 효과를 얻기 위하여 도 7과 같이 소정 위치(702)에 배치할 수 있다. 특히, 2개의 스피커(706, 707)를 인체(710)의 양쪽 귀(708, 709)의 연장선상에 배치하는 것이 바람직하다.
이러한 청각 신호 정보 전시부에 의하면 기존 헤드폰의 단점인 착용에 따른 불편함과 위생상의 문제점을 배제하면서도, 작은 용량의 소형 스피커들과 작은 출력의 앰프의 조합에 의하여도 실감 입체 음향을 즐길 수 있게 된다.
이하에서는 상기한 본 발명의 감각 신호 정보 종합 전시 장치의 응용예들에 관하여 설명한다.
본 발명은 가상현실 환경에서 감각신호 정보들을 효과적으로, 실용적으로, 또한 경제적으로 제시하기 위한 전시공간과 전시장치들에 관한 것으로 단순하게는 일반 PC 환경의 모니터와 스피커로부터 보다 복잡한 CAVE 시스템이나 시뮬레이터의 영상 및 음향 전시환경을 대체할 수 있다.
도 8은 본 발명의 우산형 감각 신호 정보 종합 전시 장치(800)의 전면부와 그 아래에 지지부(801)와 실내 운동 기구(802)가 설치된 응용예이다.
도 9는 본 발명의 우산형 감각 신호 정보 종합 전시 장치(900, 903)가 지지부(901, 904)에 의해 실내 운동기구인 트레드밀(tread mill, 902)이나 사이클(cycle, 905)에 적용된 경우의 응용예이다.
도 10은 상기한 본 발명의 감각 신호 정보 종합 전시장치(1000)의 각 구성요소들(1002, 1004, 1006)이 중앙 제어부(1008)에 의하여 유기적으로 연결되어 동작하는 구성을 나타낸 블록도이다. 도 10의 외부장치(1010)는 도 9의 실내 운동기구(902, 905) 등 본 발명의 감각 신호 정보 종합 전시장치(1000)와 연동하여 동작하는 장치이다. 제어부(1008)는 도 8 및 도 9의 장치의 내부에 컴퓨터 등으로서 구비될 수 있다.
트레드밀 벨트(도 9의 902)의 움직이는 속도와 발판의 경사도를 컴퓨터에서 읽어 들일 수 있도록 위치 센서들을 장착하면, 본 발명의 종합 전시 장치에 의해 구현되는 3차원 가상공간 내에서 트레드밀 위에서 걷거나 뛰는 사람의 위치를 결정할 수 있다.
소정 시나리오에 의해 제공되는 가상공간은 일반 주택가일 수 있고, 숲 속 일 수도 있다. 사용자가 트레드밀 위를 걷기 시작하면 컴퓨터 그래픽스로 구축된 가상현실 환경이 별도로 제작된 컴퓨터 소프트웨어에 의해 생성되고, 본 발명인 감각신호 정보 종합 전시공간에서 시현된다.
인체의 두부를 덮고 있는 이 몰입형 전시공간으로도 시각, 청각, 후각 등의 주요 감각기관들이 머리에 집중되어 있기 때문에 사용자는 가상현실 환경에 충분히 몰입될 수 있다(도 1 참조).
가상현실 속의 거리나 숲속을 사용자가 걷거나 뛸 경우 시각 정보는 LCD 모니터에 투영되고, 그 화면은 프레넬 렌즈를 통해 확대되어 모니터보다 훨씬 뒤에 허상이 맺힌다(도 2, 도 3 참조). 사용자는 바로 실상보다 훨씬 확대되고 먼 거리에 맺혀진 허상을 통해 보다 향상된 몰입감을 느낄 수 있으며, 입체감도 만끽할 수 있다.
별도로 제작된 소프트웨어에 의해 생성되는 새 소리나 차량의 경적소리는 반구형 돔 내부에 설치된 소형 스피커들인 청각신호 정보 전시장치(도 7 참조)들에 의해 전시되며, 장미꽃밭을 지날 경우 관련 후각 신호 정보는 미리 분무형 용기에 저장된 장미 향의 분사를 통하여 감지된다(도 4 참조). 가상현실 속에서 사막을 걷게 될 경우 모래 위의 뜨거운 바람은 온열감 제시장치를 통해 감지될 수 있을 것이 다(도 4 참조).
이상 도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 기존의 모니터와 스피커로 구성되는 PC의 전시환경보다 훨씬 우수한 현장감과 몰입감을 제시하여, 큰 공간과 에너지 소모를 필요로 하는 CAVE나 돔 형태의 공간보다 효율적이며, 착용을 해야 하는 HMD나 헤드폰 방식보다 실용적이다. 또한 기존의 몰입형 감각신호 전시방식보다 제작비용이 경제적이어서 가상현실기술의 보급에 일조를 하게 될 것이다.
다음은 본 발명들이 해결한 기술적 사항에 대한 설명이다.
1) 감각 신호 정보 종합 전시공간
인체 전체를 감싸는 CAVE나 돔 형식의 전시공간은 몰입감과 현장감은 높으나 장비자체가 상당한 공간을 차지함으로써 비효율적이고 비실용적이며, HMD와 헤드폰을 사용하여 시각 및 청각신호를 생성하는 방식은 인체 두부에 직접 착용을 해야 하는 불편함과 여러 사람이 교체하여 동일한 장비를 사용할 경우 비롯될 수 있는 위생상의 문제점과 장비 파손의 우려가 있으며, 인위적인 장비의 착용과 일정시간 이상 사용 시 나타나는 두통, 멀미 등으로 인하여 현장감과 몰입감에서 제한적이다. 본 발명은 주요 감각기관들이 집중되어 있는 인체의 두부만을 감싸도록 우산 형태로 전시공간을 구성함으로써 가상현실의 몰입감과 현장감을 유지하면서도 동시에 효율적, 경제적 전시가 가능토록 한다. 또한, 후각신호 및 온열감 신호 제시장치를 실용적, 경제적으로 추가함으로써 가상현실 전시공간의 활용범위를 확장하였다. 본 발명은 가벼운 중량과 작은 공간을 차지하도록 설계되어 시뮬레이터의 운동판과 같은 다른 장비들에 용이하게 부착될 수 있어, 운동판의 경우 가벼워진 하중으로 인하여 동일한 용량의 모터나 유압장치를 사용하고도 응답속도를 향상시키거나, 보다 저렴한 구동장치 사용이 가능하게 되어 본 발명을 부착하여 사용되는 가상현실 시스템의 성능 향상은 물론 제작비용을 낮출 수 있다는 부가적 효과도 제시한다.
2) 시각 신호 정보 전시장치
컬리메이션 (collimation) 기법을 활용하여 영상의 깊이를 더하거나, 다 채널 모니터나 프로젝터 등으로 보다 폭 넓은 시계를 제시하거나, 대형 돔이나 CAVE 또는 HMD를 이용하여 몰입감을 극대화하는 등의 현장감과 몰입감을 높이기 위한 다양한 시각신호 정보 전시방식들이 이미 시뮬레이터 또는 가상현실 시장에 존재한다. 하지만, 이러한 방식들은 구현비용이 워낙 높아 항공기와 같은 고가장비의 교육훈련용이나 특정 연구소나 대학에서 가상현실 또는 증강현실 연구개발 환경 이외에는 실용성과 경제성이 매우 낮기 때문에 여타 분야로 보급화되지 못하고 있다. 본 발명은 원래 등대에서 빛을 멀리 보내기 위하여 개발된 저렴한 프레넬 렌즈와 성능 대 가격 비가 날로 향상되는 LCD 모니터를 조합함으로써 확대된 허상이 원거리에 맺히게 하여 컬리메이션 효과는 물론 입체감의 효과까지 제공하며, 현장감과 몰입감을 상실하지 않고 실용성과 경제성을 동시에 보장한다.
3) 후각 및 온열감 신호 정보 전시장치
후각 신호 정보 전시장치는 기존 시장의 일반 향 저장용기가 분사식임을 고려하여 소모품으로 사용되는 향 저장용기를 별도로 개발할 필요가 없도록 고안되었으며, 기존의 향 분사방식의 단점인 잔향의 처리를 위하여 필터 막을 사용하도록 하였다. 또한, 단순화된 모듈 별 제작을 통하여 용도에 따라 구성방식을 결정할 수 있도록 하였고, 온열감 신호 정보 전시장치가 추가될 수 있도록 하였다.
본 발명은 이상에서 설명되고 도면들에 표현된 예시들에 한정되는 것은 아니다. 전술한 실시예들에 의해 가르침을 받은 당업자라면, 다음의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위 및 목적 내에서 치환, 소거, 병합 등에 의하여 전술한 실예들에 대해 많은 변형이 가능할 것이다.

Claims (8)

  1. 중앙부에 인체 두부(頭部)의 진출입구(112)가 형성되고 종합 전시 공간을 형성하는 우산형 케이브(cave)(110,111);
    상기 우산형 케이브의 내측(111)의 상기 종합 전시 공간의 중심부에서 소정 반경 이격된 위치에서 설치되어 소정 시나리오에 의해 시각 정보를 디스플레이하는 하나 또는 둘 이상의 디스플레이 장치를 구비한 시각 신호 정보 전시부(101,102,103);
    상기 종합 전시 공간 내부로 한 가지 이상의 향을 소정 시나리오에 의해 분무하는 후각 신호 정보 전시부(104); 및
    상기 종합 전시 공간의 내측에서 인체의 두부가 위치하는 주변부에 설치되어 소정 시나리오에 의해 음향을 발생하는 하나 이상의 음향 장치로 구비되는 청각 신호 정보 전시부(105,106,107,108,109)를 구비하여,
    상기 진출입구(112)를 통하여 상기 종합 전시 공간에 진입한 상기 인체의 두부에 속한 감각 기관에 소정 시나리오에 의한 시각, 후각, 청각의 감각 신호 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 감각 신호 정보 종합 전시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 시각 신호 정보 전시부는
    상기 종합 전시 공간의 중심부와 상기 각 디스플레이 장치의 사이에 프레넬 렌즈(201)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 감각 신호 정보 종합 전시 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 시각 신호 정보 전시부는
    상기 종합 전시 공간의 중심부에서 소정 반경 이격된 위치에 놓인 3개의 디스플레이 장치를 구비하고, 상기 3개의 디스플레이 장치는 상기 종합 전시 공간의 중심부로부터 180도의 시야각을 형성하는 것을 특징으로 하는 감각 신호 정보 종합 전시 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 후각 신호 정보 전시부는
    분무버튼에 의해 저장된 향을 분사하는 하나 이상의 분무용기(405);
    상기 분무용기를 소정 간격으로 수용하는 회전판(403);
    상기 회전판(403)을 소정 각도 간격으로 회전시켜, 상기 분무용기(405)를 상기 종합 전시 공간 내부로 분무시키기 위한 분무위치로 이동하는 구동원(404); 및
    상기 분무용기(405)가 상기 분무위치에 놓인 상태에서 상기 분무용기(405)의 분무버튼(500)을 압축하는 압축핀(402)을 구비한 압축핀 기구부를 구비하는 것을 특징으로 하는 감각 신호 정보 종합 전시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 분무용기(405)의 분무버튼(500)의 상단면은 소정 경사면(505)을 갖는 웨지형태로 가공되어 있고,
    상기 회전판(403)이 회전하여 상기 분무용기(405)가 상기 분무위치로 이동할 때, 상기 압축핀(402)이 상기 분무버튼(500)의 웨지형태의 경사면(505)을 따라 미끄러지며 상기 분무버튼(500)을 압축하여 향을 분사하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 감각 신호 정보 종합 전시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 종합 전시 공간으로 온열감을 전달하기 위하여 상기 후각 신호 정보 전시부에 장/탈착이 가능한 팬-히팅 코일 모듈(410)로 구비되는 온열감 제시부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 감각 신호 정보 종합 전시 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 청각 신호 정보 전시부는
    2개의 스피커(706,707)가 상기 인체의 양쪽 귀의 연장선상에 배치된 것을 특징으로 하는 감각 신호 정보 종합 전시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 종합 전시 공간의 하방에 상기 시나리오를 전개하는 소정 실내 운동 기구가 더 구비된 것을 특징으로 하는 감각 신호 정보 종합 전시 장치.
KR1020060034502A 2006-04-17 2006-04-17 감각 신호 정보 종합 전시 장치 KR100808400B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060034502A KR100808400B1 (ko) 2006-04-17 2006-04-17 감각 신호 정보 종합 전시 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060034502A KR100808400B1 (ko) 2006-04-17 2006-04-17 감각 신호 정보 종합 전시 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070102822A KR20070102822A (ko) 2007-10-22
KR100808400B1 true KR100808400B1 (ko) 2008-03-03

Family

ID=38817520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060034502A KR100808400B1 (ko) 2006-04-17 2006-04-17 감각 신호 정보 종합 전시 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100808400B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010074565A (ko) * 2001-05-08 2001-08-04 오성택 현장감을 느낄 수 있는 가상현실 체험 시스템
KR20020048714A (ko) * 2000-12-18 2002-06-24 병 호 이 입체 디스플레이 시스템
KR20020069382A (ko) * 2001-02-26 2002-09-04 학교법인 한양학원 바이오피드백 센서가 부착된 가상 현실 영상 제시 장치
KR20020077617A (ko) * 2001-04-02 2002-10-12 조종학 가상 현실 기반의 트래이닝 머신
KR20050033405A (ko) * 2003-12-26 2005-04-12 주식회사 서린건축사사무소 향기를 발산하는 기능이 내장된 우산 및 양산

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020048714A (ko) * 2000-12-18 2002-06-24 병 호 이 입체 디스플레이 시스템
KR20020069382A (ko) * 2001-02-26 2002-09-04 학교법인 한양학원 바이오피드백 센서가 부착된 가상 현실 영상 제시 장치
KR20020077617A (ko) * 2001-04-02 2002-10-12 조종학 가상 현실 기반의 트래이닝 머신
KR20010074565A (ko) * 2001-05-08 2001-08-04 오성택 현장감을 느낄 수 있는 가상현실 체험 시스템
KR20050033405A (ko) * 2003-12-26 2005-04-12 주식회사 서린건축사사무소 향기를 발산하는 기능이 내장된 우산 및 양산

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070102822A (ko) 2007-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9599821B2 (en) Virtual reality system allowing immersion in virtual space to consist with actual movement in actual space
US9779633B2 (en) Virtual reality system enabling compatibility of sense of immersion in virtual space and movement in real space, and battle training system using same
RU2120664C1 (ru) Система для погружения пользователя в виртуальную реальность
US20200376398A1 (en) Interactive plush character system
US5846134A (en) Method and apparatus for immersion of a user into virtual reality
JP6761340B2 (ja) シミュレーションシステム及びプログラム
CN103635891B (zh) 大量同时远程数字呈现世界
JP6691351B2 (ja) プログラム及びゲームシステム
US20080125218A1 (en) Method of use for a commercially available portable virtual reality system
CN106484115A (zh) 用于增强和虚拟现实的系统和方法
CN108614635A (zh) 虚拟现实设备、虚拟现实设备的控制方法及装置
CN103226390A (zh) 全景式火灾紧急逃生的虚拟现实系统
US10650591B1 (en) Collision avoidance system for head mounted display utilized in room scale virtual reality system
US7554511B2 (en) Device and a method for creating an environment for a creature
RU2109337C1 (ru) Способ погружения пользователя в виртуальную реальность и устройство для его реализации
ES2700676T3 (es) Sistema de demostración de productos y procedimiento para utilizar el mismo
US20040104934A1 (en) Device and a method for creating an environment for a creature
JP6794390B2 (ja) シミュレーションシステム及びプログラム
KR100808400B1 (ko) 감각 신호 정보 종합 전시 장치
KR101018995B1 (ko) 바닥 디스플레이 시스템
CN106814532A (zh) 一种270度全息投影展示柜
JPH10148788A (ja) 水膜ディスプレイを用いたバーチャルリアリティシステム
JPH10156047A (ja) 空中遊泳シアター
CN208922667U (zh) 裸眼led数码馆
JP2595877B2 (ja) 映像シミュレーション装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120302

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130222

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee