KR101134008B1 - 가상현실 체감용 게임장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가상현실 체감용 게임장치에 관한 것으로서, 게임 영상 내의 앵글각 변화와 모션베이스의 동적 변화를 생동적으로 재현하여 현실감을 향상시킬 수 있도록 바람직한 실시 예에 따르면, 게임 영상을 출력하는 디스플레이와, 상기 디스플레이에서 출력되는 게임 영상의 콘텐츠를 조작하는 조작부와, 상기 게임 영상의 상황 및 조작부의 작동 방향에 따른 물리량을 계산하여 동작하는 모션베이스와, 상기 모션베이스를 동작시키는 구동부와, 상기 게임 영상의 상황 및 조작부의 작동 방향에 따라 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 가상현실 체감용 게임장치에 있어서, 상기 모션베이스는, 지면과 수평을 이루도록 설치되어 좌우로 회전하는 제1회전부, 및 상기 제1회전부 상에 설치되어 좌우로 회전하는 제2회전부로 구성되되, 상기 제1회전부의 양측에는 복수개의 디스플레이가 서로 대응하게 고정설치되며, 상기 제2회전부의 일측에는 조작부가 고정설치되어, 상기 게임 영상의 상황 및 조작부의 작동 방향에 따라 상기 제1회전부 및 제2회전부가 좌우로 회전하는 것을 기술적 요지로 한다.
상기와 같이 구성되고 작용하는 본 발명의 가상현실 체감용 게임장치는, 게임 영상의 상황에 따라 디스플레이가 고정된 제1회전부 및 사용자가 위치한 제2회전부가 다양한 방향으로 360°회전하게 되므로, 게임 영상 내의 앵글각 변화와 모션베이스의 동적 변화를 생동적으로 재현하여 현실감을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

가상현실 체감용 게임장치{A GAME MACHINE FOR THE VITUAL REALITY BODILY SENSATION}
본 발명은 가상현실 체감용 게임장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 게임 영상과 사용자의 동적 회전을 연동시켜 실제 속도감과 시각적 현실감을 체험할 수 있는 가상현실 체감용 게임장치에 관한 것이다.
일반적으로 가상현실(Virtual Reality) 체감용 게임장치는 컴퓨터에 의해 제어되는 가상환경에 따른 동적 변화를 재현함으로써 이용자가 가상현실의 움직임을 마치 현실처럼 느낄 수 있도록 하는 것으로 오락실이나 놀이공원 등으로 널리 보급되고 있다.
가상현실 체감용 장치는 1930년대에 미국에서 고안되어 실용화되기 시작한 기계식 비행훈련장치에서 시작되었으며, 1950년대에 접어들면서 컴퓨터와 접목되어 플라이트 시뮬레이터로 진보되고, 이후 1980년대에 들어 컴퓨터 그래픽이 고성능화되어 주변의 화상도 동일시간에 생성할 수 있게 되었다.
이러한 가상현실 체감용 장치의 시뮬레이터 기술 중 사용자에게 운동감을 주는 장치를 모션베이스라고 하는데, 최근에는 가상현실을 접목시켜 각종 엔터테인먼트(Entertainment) 분야에서 다양하게 적용되고 있다.
특히 상기와 같은 가상현실 체감용 장치는 게임장치에 적용되어 그 기술이 진보되고 있는데, 종래의 일반적인 게임장치는 좌석에 앉아 화면상에서 벌어지는 상황에 따른 버튼이나 간단한 조작기구를 사용하여 게임을 하므로 시각과 청각 이외의 체험 기능이 없었으나, 모션베이스가 장착된 게임장치는 게임 화면의 상황에 따라 상기 모션베이스의 속도, 가속도 등의 물리량을 계산하여 동작시킴으로써 사용자에게 실제와 같은 체감을 줄 수 있다.
상기와 같이 모션베이스가 장착된 게임장치를 가상현실 체감용 게임장치라고 하며, 근래에 들어 더욱 다양한 형태로 개발되고 있다.
그러나 지금까지 제안된 종래의 가상현실 체감용 게임장치는 디스플레이가 전방에 고정되어 있기 때문에, 게임 영상 내에서 단순히 앵글각의 변화로만 콘텐츠가 표현되어 생동감 및 현실성이 떨어지는 문제점이 있었다.
또한 모션베이스의 작동 구조가 복잡하게 구성되어 게임장치의 제조 및 설치 비용이 상승하게 되고, 이는 곧 게임장치의 이용요금 상승으로 이어져 게임시장에서의 매출실적이 저하되는 문제점이 있었다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 기존에 고정된 디스플레이에서 탈피하여 게임 영상 내의 앵글각 변화와 모션베이스의 동적 변화를 생동적으로 재현하여 현실감을 향상시킬 수 있는 가상현실 체감용 게임장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 모션베이스의 작동 구조를 간단하게 하여 게임장치의 제조 및 설치 비용을 줄일 수 있는 가상현실 체감용 게임장치를 제공하는 것이다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 에에 따르면, 게임 영상을 출력하는 디스플레이와, 상기 디스플레이에서 출력되는 게임 영상의 콘텐츠를 조작하는 조작부와, 상기 게임 영상의 상황 및 조작부의 작동 방향에 따른 물리량을 계산하여 동작하는 모션베이스와, 상기 모션베이스를 동작시키는 구동부와, 상기 게임 영상의 상황 및 조작부의 작동 방향에 따라 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 가상현실 체감용 게임장치에 있어서,
상기 모션베이스는, 지면과 수평을 이루도록 설치되어 좌우로 회전하는 제1회전부, 및 상기 제1회전부 상에 설치되어 좌우로 회전하는 제2회전부로 구성되되, 상기 제1회전부의 양측에는 복수개의 디스플레이가 서로 대응하게 고정설치되며, 상기 제2회전부의 일측에는 조작부가 고정설치되어, 상기 게임 영상의 상황 및 조작부의 작동 방향에 따라 상기 제1회전부 및 제2회전부가 좌우로 회전하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시 예에 따르면, 상기 제1회전부는 상기 제2회전부보다 상대적으로 큰 둘레로 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시 예에 따르면, 상기 제2회전부에는 상기 조작부를 용이하게 조작하도록 사용자가 착석할 수 있는 조종석이 고정설치되며, 상기 조종석에는 사용자의 신체를 안전하게 고정시키는 안전벨트가 구비되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 구성되고 작용하는 본 발명의 가상현실 체감용 게임장치는, 모션베이스가 제1회전부 및 제2회전부로 구성되고 디스플레이가 제1회전부 양측에 복수개로 배치되어, 게임 영상의 상황에 따라 디스플레이가 고정된 제1회전부 및 사용자가 위치한 제2회전부가 다양한 방향으로 360°회전하게 되므로, 게임 영상 내의 앵글각 변화와 모션베이스의 동적 변화를 생동적으로 재현하여 현실감을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한 모션베이스를 별도의 세부 구성없이 제1회전부 및 제2회전부로 구성되어 상기 모션베이스의 작동을 위한 구조가 간단해지므로 게임장치의 제조 및 설치 비용을 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 가상현실 체감용 게임장치의 기본구조를 개략적으로 도시하는 측단면도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 가상현실 체감용 게임장치의 기본구조를 개략적으로 도시하는 평면도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 실용적으로 구현된 가상현실 체감용 게임장치를 도시하는 사시도 및 측,평면도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다. 본 발명의 특징 및 이점들은 다음의 바람직한 실시 예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 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.
또한 하기 설명에서 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들 없이도, 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 따라서 이 기술분야에 널리 알려진 주지관용의 일반적인 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 가상현실 체감용 게임장치의 기본구조를 개략적으로 도시하는 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 가상현실 체감용 게임장치의 기본구조를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 실용적으로 구현된 가상현실 체감용 게임장치를 도시하는 사시도 및 측,평면도이다.
첨부된 도면을 참조한 본 발명의 가상현실 체감용 게임장치는, 게임 영상을 출력하는 디스플레이(10)와, 상기 디스플레이(10)에서 출력되는 게임 영상의 콘텐츠를 조작하는 조작부(30)와, 상기 게임 영상의 상황 및 조작부(30)의 작동 방향에 따른 물리량을 계산하여 동작하는 모션베이스(50)와, 상기 모션베이스(50)를 동작시키는 구동부(70)와, 상기 게임 영상의 상황 및 조작부(30)의 작동 방향에 따라 상기 구동부(70)를 제어하는 제어부(90)를 포함하여 구성된다.
여기서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 모션베이스(50)는, 지면과 수평을 이루도록 설치되어 좌우로 회전하는 제1회전부(52) 및 상기 제1회전부(52) 상에 설치되어 좌우로 회전하는 제2회전부(54)로 구성되는데, 상기 제1회전부(52)의 양측에는 복수개의 디스플레이(10)가 서로 대응하게 고정설치되며, 상기 제2회전부(54)의 일측에는 조작부(30)가 고정설치되어, 상기 게임 영상의 상황 및 조작부(30)의 작동 방향에 따라 상기 제1회전부(52) 및 제2회전부(54)가 좌우로 회전하게 된다.
상술한 바람직한 실시 예를 바탕으로, 먼저 디스플레이(10)에 대해 설명하도록 한다.
상기 디스플레이(10)는 게임 영상을 출력하는 것으로, 상술한 바와 같이 복수개가 제1회전부(52)의 양측에 서로 대응하게 설치되는 것이 바람직하다.
여기서 복수개의 디스플레이(10) 화면에는 각각의 디스플레이(10)마다 고정된 영역의 게임 영상이 표시될 수 있는데, 이때 제1회전부(52)는 회전하지 않고 제2회전부(54)만 회전을 하면서 조종석(40)에 위치한 사용자가 여러 각도로 회전하며 각각의 디스플레이(10)에 서로 다르게 출력되는 게임 영상에 대응하여 게임을 플레이(play)하게 된다. 예를 들면, 비행 슈팅 게임시 어느 하나의 디스플레이(10)에서는 전방 영역이 표시되고 다른 디스플레이(10)에서는 후방 영역이 표시되게 함으로써, 사용자는 조작부(30)를 통해 제2회전부(54)를 회전시켜 복수개의 디스플레이(10)를 보아가며 전방 및 후방 영역을 실시간으로 생동감 있게 플레이할 수 있게 되는 것이다.
다른 실시 예로 복수개의 디스플레이(10) 화면에서는 게임 영상이 사용자의 조작에 의한 앵글각 변화에 따라 각각의 디스플레이(10)에서 다양한 영역의 게임 영상이 표시될 수 있는데, 이때 제2회전부(54)는 회전하지 않고 제1회전부(52)만 회전을 하면서 상기 제1회전부(52)에 고정설치된 디스플레이(10)가 앵글각의 변화에 따라 다양한 방향으로 회전되어 사용자는 현실감 있는 화면의 움직임을 체험할 수 있게 된다. 예를 들면, 비행 슈팅 게임시 어느 하나의 디스플레이(10)에서만 앵글각이 무한으로 변하는 것이 아니라, 어느 하나의 디스플레이(10)에서 일정 범위의 앵글각이 넘어가면 이와 동시에 다른 디스플레이(10)의 화면이 사용자의 시선 방향으로 회전되어 보다 현실감 있는 게임 플레이를 할 수 있게 되는 것이다.
또 다른 실시 예로 제1회전부(52)와 제2회전부(54)가 동시에 같은 방향 및 속도로 회전하면서 상기 제1회전부(52)에 고정설치된 각각의 디스플레이(10)에서 게임 영상의 앵글각과 회전속도에 대응하는 영역이 표시되어 생동감 및 현실감 있는 게임 플레이를 할 수 있게 된다. 뿐만 아니라 상기 제1회전부(52)와 제2회전부(54)는 개별적으로 서로 다른 방향 및 속도로 회전하여 다양한 게임 플레이를 즐길 수도 있으며, 상기 제1회전부(52) 및 제2회전부(54)의 회전 방향 및 속도는 게임의 종류나 모드 등에 따라 다양하게 변경 적용될 수 있음은 물론이다.
다음으로 조작부(30)에 대해 설명하도록 한다.
상기 조작부(30)는 디스플레이(10)에 출력되는 콘텐츠를 조작하기 위한 것으로, 사용자의 조작에 따라 모션베이스(50)의 제1,2회전부(52,54))가 회전하게 된다.
상기 조작부(30)는 통상적인 조이스틱 형상으로 구성될 수 있으며, 게임의 종류에 따라 핸들이나 슈팅건 등 다양한 방식이 적용될 수 있을 것이다.
다음으로 모션베이스(50)에 대해 설명하도록 한다.
상기 모션베이스(50)는 게임 영상의 상황 및 조작부(30)의 작동 방향에 따른 물리량을 계산하여 동작하는 것으로, 지면과 수평을 이루도록 설치되어 좌우로 회전하는 제1회전부(52) 및 상기 제1회전부(52) 상에 설치되어 좌우로 회전하는 제2회전부(54)로 구성된다.
여기서 상기 제1회전부(52)는 상기 제2회전부(54)보다 상대적으로 큰 둘레로 형성되는 것이 바람직한데, 이는 상기 제1회전부(52)에 디스플레이(10)가 용이하게 설치고정될 수 있도록 하고 회전시 제2회전부(54)와의 마찰을 방지하여 고장을 방지하기 위함이다. 이와 반대로 제2회전부(54)의 둘레가 제1회전부(52)보다 더 크게 형성될 수도 있지만, 이 경우 상기 디스플레이(10)를 상기 제1회전부(52)에 설치하기 위해서는 제2회전부(54)를 관통하는 홀을 형성시켜야만 하는 번거로움이 발생하고, 상기 제2회전부(54)에 관통된 홀의 틈 사이로 이물질이나 사용자의 소지품이 낄 수 있기 때문에 고장을 유발할 수 있는 문제점이 있다.
그리고 상기 제2회전부(54)에는 상기 조작부(30)를 용이하게 조작하도록 사용자가 착석할 수 있는 조종석(40)이 고정설치되는 것이 바람직하며, 상기 조종석(40)에는 사용자의 신체를 안전하게 고정시키는 안전벨트가 구비될 수 있다.
여기서 상기 조종석(40)은 게임 종류에 따라 자동차 운전석, 오토바이, 말, 보트 등의 다양한 형상으로 이루어질 수 있으며, 상기 조종석(40)의 형상에 따라 안전벨트의 구성도 적합하게 변형되어야 할 것이다.
다음으로 구동부(70)를 설명하도록 한다.
상기 구동부(70)는 상기 모션베이스(50)를 작동시키는 수단으로, 상기 모션베이스(50)의 제1,2회전부(52,54)를 회전시키기 위한 전동기를 주 구성으로 한다.
여기서 상기 전동기로는 서보모터(servo motor)가 사용되는 것이 바람직하며, 상기 서보모터는 빠른 응답과 넓은 속도제어의 범위를 가진다. 상기 서보모터는 피드백 제어에 의한 자동 제어 기구이므로 서보모터의 축단 또는 구동되는 기구의 운동 부분에는 위치와 속도를 검출하는 센서가 부착되어 있으며, 센서의 신호를 지령값과 비교함으로써 위치, 속도, 방위, 자세 등의 목표값을 수정하여 서보모터를 제어한다. 또한 상기 서보모터는 정전(正轉), 역전(逆轉)이 가능하고, 저속에서의 운전이 원활하며 급가속, 급감속을 할 수 있기 때문에, 디스플레이의 게임 영상과 연동시켜 사용자에게 생동감을 줄 수 있는 움직임을 제공하게 되는 것이다.
다음으로 제어부(90)를 설명하도록 한다.
상기 제어부(90)는 게임 영상의 상황 및 조작부(30)의 작동 방향에 따라 상기 구동부(70)를 제어하는 것으로, 상기 조작부(30)뿐만 아니라 게임장치 전체를 총괄적으로 제어하게 된다.
상기 제어부(90)는 상기 조작부(30)에서 입력되는 신호 및 소정의 게임 프로그램에 따라 게임 연산을 수행하는 각 프로젝트에 의해 각 디스플레이(10)의 화면에 게임 영역을 나누어 출력하도록 한다. 이에 따라 복수개의 디스플레이(10)에는 연속된 하나의 게임 영상이 이어져 출력되는 것이며, 디스플레이(10)의 게임 상황 및 조작부(30)에 의해 제1회전부(52) 또는 제2회전부(54)가 회전됨으로써 생동감 및 현실감 있는 게임을 즐길 수 있게 되는 것이다.
전술한 내용은 후술할 발명의 청구범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 상술하였다. 상술한 본 발명의 개념과 특정 실시 예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 형상의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 해당 기술분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.
또한 상기에서 기술된 실시 예는 본 발명에 따른 하나의 실시 예일 뿐이며, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상의 범위에서 다양한 수정 및 변경이 가능할 것이다. 이러한 다양한 수정 및 변경 또한 본 발명의 기술적 사상의 범위 내라면 하기에서 기술되는 본 발명의 청구범위에 속한다 할 것이다.
10: 디스플레이 30: 조작부
40: 조종석 50: 모션베이스
52: 제1회전부 54: 제2회전부
70: 구동부 90: 제어부

Claims (3)

  1. 게임 영상을 출력하는 디스플레이와, 상기 디스플레이에서 출력되는 게임 영상의 콘텐츠를 조작하는 조작부와, 상기 게임 영상의 상황 및 조작부의 작동 방향에 따른 물리량을 계산하여 동작하는 모션베이스와, 상기 모션베이스를 동작시키는 구동부와, 상기 게임 영상의 상황 및 조작부의 작동 방향에 따라 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 가상현실 체감용 게임장치에 있어서,
    상기 모션베이스는,
    지면과 수평을 이루도록 설치되어 좌우로 회전하는 제1회전부, 및
    상기 제1회전부 상에 설치되어 좌우로 회전하는 제2회전부로 구성되되,
    상기 제1회전부의 양측에는 복수개의 디스플레이가 서로 대응하게 고정설치되며,
    상기 제2회전부의 일측에는 조작부가 고정설치되어,
    상기 게임 영상의 상황 및 조작부의 작동 방향에 따라 상기 제1회전부 및 제2회전부가 좌우로 회전하는 것을 특징으로 하는 가상현실 체감용 게임장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1회전부는 상기 제2회전부보다 상대적으로 큰 둘레로 형성되는 것을 특징으로 하는 가상현실 체감용 게임장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제2회전부에는 상기 조작부를 용이하게 조작하도록 사용자가 착석할 수 있는 조종석이 고정설치되며,
    상기 조종석에는 사용자의 신체를 안전하게 고정시키는 안전벨트가 구비되는 것을 특징으로 하는 가상현실 체감용 게임장치.
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