KR101703440B1 - 가상체험용 웨어러블 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사용자가 체험하는 가상현실 콘텐츠에 대응하여 물리적 자극을 느낄 수 있도록 하는 가상체험용 웨어러블 장치에 관한 것으로서, 디스플레이기기를 통해 재생되는 영상 콘텐츠의 특정 상황에 연동하여 동작하는 가상체험용 웨어러블 장치에 있어서, 신체에 착용 가능한 의복 형태로 이루어지며, 적어도 하나의 도전성 섬유 유닛이 형성된 슈트; 상기 슈트의 일측에 장착되며, 상기 도전성 섬유 유닛에 미세전류를 제공하는 미세전류발생기; 및 상기 디스플레이기기로부터 영상정보를 수신받아 상기 영상 콘텐츠의 특정 상황과 연동한 미세전류의 발생 타이밍이 기설정되며, 상기 미세전류의 발생 타이밍에 맞추어 상기 미세전류발생기를 구동시키기 위한 제어신호를 전송하는 단말기;를 포함하는 것을 기술적 요지로 한다.

Description

가상체험용 웨어러블 장치{Wearable devices for virtual experience}

본 발명은 가상체험용 웨어러블 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용자가 체험하는 가상현실 콘텐츠에 대응하여 물리적 자극을 느낄 수 있도록 하는 가상체험용 웨어러블 장치에 관한 것이다.

가상현실 체험 시스템은 사람이 컴퓨터에 의해 생성된 가상환경(Virtual Environment)에 몰입하여 착각에 의한 가상환경의 세계를 체험하는 것으로서, 최근 들어 가상현실을 이용한 게임 및 교육 시스템 등이 활발히 개발되고 있다.

이와 같은 가상현실을 체험하는 기술들은 실제상황과 같은 감각을 느낄 수 있는 현실감이 무엇보다도 중요하며, 특히 게임분야에 있어서 현실감 문제는 가상현실 게임의 사활이 걸려있다고 할만큼 중요한 문제이다.

그러나 대부분의 가상현실 체험 시스템은 사용자에게 시청각 정보만을 제공하여 가상현실에 몰입하도록 하기 때문에, 사용자에 따라서는 가상현실을 체험하는 느낌이 미미하거나 동일한 가상현실 체험을 반복할 경우 현실감이 급격하게 떨어지는 문제점이 있다.

KR 10-1078320 B1 KR 10-2010-0079350 A KR 10-2006-0030461 A KR 10-2003-0024358 A

앞선 배경기술에서 도출된 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 가상체험시 실제상황과 같은 물리적 감각을 느낄 수 있도록 함으로써 사용자가 가상현실에 몰입할 수 있도록 하는 가상체험용 웨어러블 장치를 제공하는 것이다.

한편, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적은, 본 발명의 실시예에 따라, 디스플레이기기를 통해 재생되는 영상 콘텐츠의 특정 상황에 연동하여 동작하는 가상체험용 웨어러블 장치에 있어서, 신체에 착용 가능한 의복 형태로 이루어지며, 적어도 하나의 도전성 섬유 유닛이 형성된 슈트; 상기 슈트의 일측에 장착되며, 상기 도전성 섬유 유닛에 미세전류를 제공하는 미세전류발생기; 및 상기 디스플레이기기로부터 영상정보를 수신받아 상기 영상 콘텐츠의 특정 상황과 연동한 미세전류의 발생 타이밍이 기설정되며, 상기 미세전류의 발생 타이밍에 맞추어 상기 미세전류발생기를 구동시키기 위한 제어신호를 전송하는 단말기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상체험용 웨어러블 장치에 의해 달성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 슈트의 도전성 섬유 유닛은, 카본블랙이 혼입된 실리콘 재질의 패드 형태로 이루어지는 내피와, 도전성 입자가 첨가된 아크릴 원사가 직물 형태로 이루어져 상기 내피의 표면에 면접합되는 외피를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 도전성 섬유 유닛은 복수개로 이루어져 상기 슈트의 소정 위치마다 이격 배치되고, 상기 미세전류발생기는 상기 단말기의 제어신호에 따라 상기 복수개의 도전성 섬유 유닛에 개별적으로 미세전류를 제공하여 사용자의 신체를 부분적으로 자극시키는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 단말기의 제어신호는, 상기 미세전류를 자극의 형태에 따라 분류한 미세전류 자극정보를 더 포함하며, 상기 미세전류 자극정보는 상기 영상 콘텐츠의 특정 상황들과 매칭되어 각 상황에서 기지정된 형태의 미세전류를 발생시키도록 상기 미세전류발생기를 제어하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 미세전류 자극정보는 미세전류의 주파수 대역이며, 상기 미세전류발생기는, 상기 미세전류의 주파수 대역을 제어하여 신체에 가해지는 자극의 형태를 다양하게 조절하는 주파수제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 주파수제어부는, 상기 전원부에서 제공되는 전류의 발진주파수를 제어하는 제1발진회로와, 상기 발진주파수의 유지시간을 제어하는 제2발진회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 실시예에 따른 본 발명에 의하면, 사용자 신체의 피부조직에 직접적인 자극을 가함으로써 촉각에 의한 인간의 신경계를 통해 피부 감각의 효과가 실현되므로 가상현실 체험시 현실감이 극대화됨은 물론 가상현실에 집중하는 몰입감을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

특히, 피부에 가해지는 자극이 물리적 타격이 아닌, 미세전류에 의한 근수축으로 인해 발생하는 자극이므로 타박상의 발생을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

나아가, 미세전류의 주파수를 조절하여 사용자가 느끼는 자극의 형태를 다양하게 가변시킬 수 있으므로 가상현실의 상황에 따른 다양한 자극을 구현하여 완벽한 현실감을 달성할 수 있는 효과가 있다.

덧붙여, 가상체험에 사용되는 미세전류는 인체에 흐르는 전류와 비슷한 세기의 전류를 체내에 흘려보내므로 근육에 자극을 주어 손상된 세포의 재생을 돕고 혈액순환이 활발히 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 가상체험용 웨어러블 장치를 도시하는 사시도이고,
도2는 본 발명의 실시예에 따른 가상체험용 웨어러블 장치의 개략적인 구성을 도시하는 개략도이고,
도3은 본 발명에서 더 부가될 수 있는 일례를 설명하기 위한 예시도이고,
도4는 본 발명의 미세전류발생기의 구성을 도시하는 블록도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 한편, 해당 기술분야의 통상적인 지식을 가진자로부터 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 상세히 설명하도록 한다.

본 발명의 실시예에 따른 가상체험용 웨어러블 장치는 디스플레이기기를 통해 재생되는 영상 콘텐츠의 특정 상황에 연동하여 동작하는 것으로, 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 크게 슈트(200)와 미세전류발생기(400) 및 단말기(600)를 포함한다.

먼저, 슈트(200)는 신체에 착용 가능한 의복 형태로 이루어진다. 여기서 슈트(200)는 사용자의 몸통과 팔다리뿐만 아니라 머리나 손, 발 등에도 착용될 수 있는 모든 의복 형태의 구성을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 슈트(200)에는 적어도 하나의 도전성 섬유 유닛(220)이 형성된다. 이러한 도전성 섬유 유닛(220)은 복수개로 이루어져 상기 슈트(200)의 소정 위치마다 이격 배치되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 도전성 섬유 유닛(220)은 통상적인 의복의 구성과 마찬가지로 내피와 외피로 이루어질 수 있으며, 후술할 미세전류발생기(400)로부터 미세전류를 전달받아 사용자의 신체를 자극시키기 위한 도전성 물질을 포함한다. 이때, 상기 내피는 카본블랙이 혼입된 실리콘 재질의 패드 형태로 이루어질 수 있으며, 상기 외피는 도전성 입자가 첨가된 아크릴 원사가 직물 형태로 이루어질 수 있다. 이에, 도전성질을 갖는 외피와 내피를 통해 미세전류가 피부에 용이하게 전도되어 자극을 줄 수 있으며, 실리콘 재질의 패드에 의해 사용자가 슈트를 착용했을 때 편안한 착용감을 제공할 수 있도록 한다.

다음으로, 미세전류발생기(400)는 상기 슈트(200)의 일측에 장착되어 상기 도전성 섬유 유닛(220)에 미세전류를 제공한다. 즉, 미세전류발생기(400)는 후술할 단말기(600)의 제어신호에 따라 복수개의 도전성 섬유 유닛(220)에 개별적으로 미세전류를 제공하여 사용자의 신체를 부분적으로 자극시켜 가상현실에 집중하는 몰입감을 크게 향상시킬 수 있도록 한다.

여기서, 상기 단말기(600)의 제어신호는 상기 미세전류를 자극의 형태에 따라 분류한 미세전류 자극정보를 더 포함하는데, 상기 미세전류 자극정보는 상기 영상 콘텐츠의 특정 상황들과 매칭되어 각 상황에서 기지정된 형태의 미세전류를 발생시키도록 미세전류발생기(400)를 제어한다. 즉, 도3에 예시된 바와 같이, 디스플레이(100)를 통해 재생되는 영상 콘텐츠의 가상현실상에서 왼쪽 가슴 부위를 가격 당하게 되면 슈트(200)에서도 왼쪽 가슴 부위의 도전성 섬유 유닛(220)에 미세전류가 인가되어 사용자가 해당 부위에 자극을 느끼게 되는 것이다.

덧붙여, 상기 미세전류 자극정보는 미세전류의 주파수 대역이며, 이때 상기 미세전류발생기(400)는 상기 미세전류의 주파수 대역을 제어하는 주파수제어부(430)를 포함한다. 이에, 사용자의 신체에 가해지는 자극의 형태를 다양하게 조절할 수 있게 되는 것이다. 예를 들어, 주파수를 높일수록 깊숙히 아픈 느낌을 느끼게 되는데, 이는 주파수를 조절함에 따라 근수축 정도가 달라지기 때문이다.

본 발명에서 미세전류는 가상현실의 현실감을 극대화하는 기능뿐만 아니라, 신체 ATP(adenosine triphosphate, 아데노신3인산) 생성을 증가시킬 수 있다. 이에, ATP가 증가하면 활력있는 몸 상태를 유지할 수 있도록 하며, 손상된 세포 조직의 재생과 혈액순환이 활발히 이루어질 수 있도록 한다. 따라서 혈액순환이 활발해지면 인체 각 부위에는 여러 영양소와 산소가 충분히 공급되므로 신진대사의 활동이 원활하게 이루어지게 된다. 즉, 미세전류의 자극을 통해 현실감 있는 가상체험은 물론 건강까지 도모할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 미세전류발생기(400)는, 도4에 도시된 바와 같이, 전류를 발생시키는 전원부(410)와, 상기 전원부(410)로부터 제공되는 전류의 주파수 대역을 제어하는 주파수제어부(430)와, 상기 주파수 제어된 전류를 증폭시키는 증폭부(450)와, 상기 증폭된 전류를 슈트(200)의 도전성 섬유 유닛(220)에 인가하는 단자부(490)를 포함할 수 있다. 여기서, 주파수제어부(430)의 주파수 제어는 트랜지스터의 베이스에 연결되는 가변저항을 통해 조절될 수 있다.

특히, 상기 주파수제어부(430)는, 상기 전원부(410)에서 제공되는 전류의 발진주파수를 제어하는 제1발진회로(432)와, 상기 발진주파수의 유지시간을 제어하는 제2발진회로(434)를 포함할 수 있다. 즉, 제1발진회로(432)는 발진주파수를 제어함에 따라 얼마나 자주 자극을 주느냐를 결정하게 되며, 제2발진회로(434)는 얼마나 오랫동안 자극을 주느냐를 결정하게 되는 것이다. 이에 따라, 가상현실의 상황에 따라 사용자가 느끼는 자극의 형태를 다양하게 가변시킴은 물론 강도까지 조절함으로써 가상체험시 현실감을 극대화할 수 있도록 한다.

다음으로, 단말기(600)는 가상현실을 표현하는 디스플레이기기로부터 영상정보를 수신받아 상기 영상 콘텐츠의 특정 상황과 연동한 미세전류의 발생 타이밍이 기설정되며, 상기 미세전류의 발생 타이밍에 맞추어 상기 미세전류발생기를 구동시키기 위한 제어신호를 전송한다.

여기서, 단말기(600)는 디스플레이기기와 결합된 형태일 수 있다. 예를 들어, 스마트폰과 같은 형태일 수 있다. 그리고, 단말기(600)와 디스플레이기기가 분리된 형태일 경우 상호 통신하여 정보를 주고 받을 수 있도록 각각 통신모듈이 구비됨이 바람직하며, 이 경우 가상현실 영상 콘텐츠는 단말기에 저장된 형태로 재생됨이 바람직하며, 이때 디스플레이기기는 단지 영상을 출력하고 가상현실의 시각적 효과만 나타내는 역할만 한다.

지금까지 설명한 본 발명의 실시예에 따르면, 사용자 신체의 피부조직에 직접적인 자극을 가함으로써 촉각에 의한 인간의 신경계를 통해 피부 감각의 효과가 실현되므로 가상현실 체험시 현실감이 극대화됨은 물론 가상현실에 집중하는 몰입감을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

특히, 피부에 가해지는 자극이 물리적 타격이 아닌, 미세전류에 의한 근수축으로 인해 발생하는 자극이므로 타박상의 발생을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

나아가, 미세전류의 주파수를 조절하여 사용자가 느끼는 자극의 형태를 다양하게 가변시킬 수 있으므로 가상현실의 상황에 따른 다양한 자극을 구현하여 완벽한 현실감을 달성할 수 있는 효과가 있다.

덧붙여, 가상체험에 사용되는 미세전류는 인체에 흐르는 전류와 비슷한 세기의 전류를 체내에 흘려보내므로 근육에 자극을 주어 손상된 세포의 재생을 돕고 혈액순환이 활발히 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.

뿐만 아니라, 본 발명은 가상현실을 소재로 끝없이 발전하는 미래의 부가가치 산업인 게임산업의 활성화에 크게 기여할 것이며, 레크레이션, 오락기구, 의학기구, 운동 및 스포츠분야에 두루 적용할 수 있으므로 미래의 사업인 가상현실산업의 발전에 크게 기여할 수 있을 것으로 예상된다.

전술한 내용은 후술할 발명의 청구범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 상술하였다. 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 디스플레이기기
200: 슈트
220: 도전성 섬유 유닛
400: 미세전류발생기
410: 전원부
430: 주파수제어부
432: 제1발진회로
434: 제2발진회로
450: 증폭부
470: 승압부
490: 단자부
600: 단말기

Claims (6)

1. 디스플레이기기를 통해 재생되는 영상 콘텐츠의 특정 상황에 연동하여 동작하는 가상체험용 웨어러블 장치에 있어서,
   신체에 착용 가능한 의복 형태로 이루어지며, 카본블랙이 혼입된 실리콘 재질의 패드 형태로 이루어지는 내피 및 도전성 입자가 첨가된 아크릴 원사가 직물 형태로 이루어져 상기 내피의 표면에 면접합되는 외피를 포함하는 도전성 섬유 유닛이 소정 위치마다 복수개로 이격 배치되는 슈트;
   상기 슈트의 일측에 장착되며, 상기 복수개의 도전성 섬유 유닛에 개별적으로 미세전류를 제공하여 사용자의 신체를 부분적으로 자극시키는 미세전류발생기; 및
   상기 디스플레이기기로부터 영상정보를 수신받아 상기 영상 콘텐츠의 특정 상황과 연동한 미세전류의 발생 타이밍이 기설정되며, 상기 미세전류의 발생 타이밍에 맞추어 상기 미세전류발생기를 구동시키되 상기 미세전류를 자극의 형태에 따라 분류한 미세전류 자극정보를 포함하는 제어신호를 전송하는 단말기;를 포함하는 구성으로서,
   상기 미세전류 자극정보는 상기 영상 콘텐츠의 특정 상황들과 매칭되어 각 상황에서 기지정된 형태의 미세전류를 발생시키도록 상기 미세전류발생기를 제어하는 미세전류의 주파수 대역이며,
   상기 미세전류발생기는 상기 미세전류의 주파수 대역을 제어하여 신체에 가해지는 자극의 형태를 다양하게 조절하는 주파수제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상체험용 웨어러블 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 주파수제어부는,
   전원부에서 제공되는 전류의 발진주파수를 제어하는 제1발진회로와,
   상기 발진주파수의 유지시간을 제어하는 제2발진회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상체험용 웨어러블 장치.

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