KR101778199B1 - 가상 현실 어트랙션 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가상 현실 어트랙션 장치를 개시한다. 본 발명은 제1 회전축과, 상기 제1 회전축과 연결되는 동력전달부재에 의해 상기 제1 회전축에 따라 회전하는 접촉부를 구비하는 구동 유닛과, 탑승한 사용자의 전후 방향인 제1 축을 중심으로 상기 구동 유닛이 회동하도록 연결되는 회전 유닛 및 일측은 지면에 지지되고, 타측은 상기 회전 유닛이 상기 제1 축과 다른 제2 축을 중심으로 회전하도록 상기 회전 유닛에 연결되고, 내부공간에 상기 접촉부가 배치되는 베이스 유닛을 포함한다.

Description

가상 현실 어트랙션 장치{Virtual reality attraction device}

본 발명의 실시예들은 장치에 관한 것으로 더 상세히, 가상 현실 어트랙션 장치에 관한 것이다.

급속한 정보통신 기술의 발달로 인하여 유비쿼터스 컴퓨팅의 기술, 네트워크 인프라, 3D 기술, 가상 현실 기술 등 미래 콘텐츠 기술을 적용한 새로운 디지털 사용자 환경이 구축됨에 따라, 기존 3D 콘텐츠 시장은 게임, 교육, 홍보, 에니메이션 등 다양한 분야로 시장을 넓혀가고 있다. 또한, PC를 기본으로, PMP, 네비게이션, MP3, 스마트폰 등 모바일 기기 및 디지털 TV 등 다양한 기기의 플렛폼에 3D 콘텐츠 즉, 3D 어플리케이션이 활용되고 있다.

최근 가상 현실 디바이스(Virtual Reality Device)를 이용하여 사용자에게 3차워 영상을 제공하는 장치들이 개발되고 있다. 가상 현실 디바이스는 사용자의 움직임을 감지하고, 사용자의 움직임에 따라 변경된 이미지를 제공할 수 있다.

가상 현실 디바이스를 착용한 사용자는 머리나 몸의 방향 전환에 따라 가상 현실 디바이스로부터 다른 영상을 전달 받는다. 따라서 가상 현실 디바이스와 결합하여 사용자의 움직임을 제어할 수 있으며 가상 현실의 입체감을 향상시킬 수 있는 조작 장치에 대한 연구가 계속되고 있다.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

본 발명의 사용자가 입체적으로 가상 현실을 조작할 수 있는 가상 현실 어트랙션 장치를 제공한다.

본 발명의 일 측면은 제1 회전축과, 상기 제1 회전축과 연결되는 동력전달부재에 의해 상기 제1 회전축에 따라 회전하는 접촉부를 구비하는 구동 유닛과, 탑승한 사용자의 전후 방향인 제1 축을 중심으로 상기 구동 유닛이 회동하도록 연결되는 회전 유닛 및 일측은 지면에 지지되고, 타측은 상기 회전 유닛이 상기 제1 축과 다른 제2 축을 중심으로 회전하도록 상기 회전 유닛에 연결되고, 내부공간에 상기 접촉부가 배치되는 베이스 유닛을 포함하는 가상 현실 어트랙션 장치를 제공한다.

또한, 상기 사용자가 무게 중심을 이동하여 상기 구동 유닛이 상기 제1 축을 중심으로 회전하면 상기 접촉부는 상기 베이스 유닛의 일면과 접촉할 수 있다.

또한, 상기 접촉부가 상기 베이스 유닛에 접촉되면 상기 접촉부는 상기 회전 유닛의 접선방향으로 마찰력을 받아, 상기 구동 유닛 및 상기 회전 유닛은 상기 제2 축을 중심으로 회전할 수 있다.

또한, 상기 접촉부가 상기 베이스 유닛에 접촉되면 상기 사용자는 전방을 향하여 이동할 수 있다.

또한, 상기 접촉부는 상기 제1 회전축과 나란하게 배치되는 제2 회전축의 양단에 설치될 수 있다.

또한, 상기 제2 회전축은 상기 제1 회전축과 같은 방향으로 회전할 수 있다.

또한, 상기 베이스 유닛은 상기 접촉부와 마주보는 위치에 상기 지면에 대해서 경사를 가지는 가이드부를 구비할 수 있다.

또한, 상기 베이스 유닛은 상기 회전 유닛의 외측을 따라 연장되고, 상기 회전 유닛의 적어도 일부를 감싸는 가이드 프레임 및 상기 회전 유닛과 상기 가이드 프레임 사이에 설치되어 상기 회전 유닛의 회전을 안내하는 가이드 롤러를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면은, 제1 회전축과, 상기 제1 회전축과 이격되게 배치되고 양단에 접촉부가 설치되며, 동력전달부재에 의해 상기 제1 회전축의 회전에 따라 회전하는 제2 회전축과, 상기 제1 회전축이 삽입되고, 단부에 상기 제2 회전축이 회전되게 지지되는 지지 프레임과, 상기 지지 프레임이 제1 축을 중심으로 회동하도록 상기 지지 프레임과 연결되는 회전 프레임 및 상기 회전 프레임이 상기 제1 축과 다른 제2 축을 중심으로 회동하도록 상기 회전 프레임과 연결되고, 내부공간에 상기 회전축이 배치되는 베이스 프레임을 포함하는 가상 현실 어트랙션 장치를 제공한다.

또한, 상기 제2 회전축의 단부는 상기 지지 프레임이 상기 제1 축을 중심으로 회전하면 상기 베이스 프레임에 접촉할 수 있다.

또한, 상기 제2 회전축의 단부는 상기 회전 프레임의 접선방향으로 마찰력을 받아, 상기 지지 프레임 및 상기 회전 프레임이 상기 제2 축을 중심으로 상기 베이스 프레임에 대해서 회전할 수 있다.

또한, 상기 베이스 프레임는 상기 지지 프레임의 일부가 삽입되는 개구 및 상기 개구를 따라 연장되며, 상기 개구를 향하여 돌출된 가이드부를 구비할 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예들에 관한 가상 현실 어트랙션 장치는 탑승하는 사용자의 위치 이동시에 반발력을 생성할 수 있으며, 생성된 반발력은 사용자에게 가상현실의 몰입감을 제공할 수 있다. 또한, 가상 현실 어트랙션 장치는 사용자가 좌우 이동시에, 생성된 반발력으로 사용자를 회전시켜서 몰입감을 향상시킬 수 있으며, 가상 현실 어트랙션 장치는 접촉 구동부가 가이드부에 접촉되어 접지력을 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 가상 현실 어트랙션 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 가상 현실 어트랙션 장치의 일부 구성을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 가상 현실 어트랙션 장치의 일부 구성의 일측 방향 단면을 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1의 가상 현실 어트랙션 장치의 일부 구성의 다른측 방향 단면을 도시한 단면도이다.
도 5는 사용자의 위치 이동에 따른 가상 현실 어트랙션 장치 동작을 도시한 단면도이다.
도 6은 도 5에 따른 가상 현실 어트랙션 장치의 다른면을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가상 현실 어트랙션 시스템을 도시한 개념도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 동작 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 동작이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 가상 현실 어트랙션 장치(100)를 도시한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 가상 현실 어트랙션 장치(100)는 사용자가 탑승하여 가상 현실(VR, virtual reality)을 체험할 수 있게 하는 장치이다. 사용자는 가상 현실 디바이스(Virtual Reality Device, VR Device)를 착용하고 가상 현실 어트랙션 장치(100)에 탑승할 수 있다. 사용자는 가상 현실 디바이스(미도시)를 이용하여 사용자가 있는 공간과 다른 공간의 영상을 제공 받을수 있다. 즉, 사용자는 가상 현실 디바이스(미도시)를 이용하여 가상 현실(Virtual Reality) 시뮬레이션을 제공받을 수 있다.

예를 들어, 사용자는 실내에서 가상 현실 디바이스(미도시)를 착용하고, 가상 현실 디바이스는 외국의 도시를 디스플레이 할 수 있다. 또한, 가상 현실 디바이스는 운전 상태의 영상을 제공받거나, 운동을 직접하는 영상을 제공받아 실제로 동작을 수행하는 가상 현실을 제공받을 수 있다. 가상 현실 디바이스가 제공하는 영상이나 이미지는 특정 형태나 상황에 한정되지 않으나, 이하에서는 설명의 편의를 위해서 사용자는 가상 현실 디바이스를 이용하여 자전거 운행을 하는 상황을 제공받는 것을 중심으로 설명하기로 한다.

가상 현실 디바이스는 사용자의 움직임에 따라 이미지를 디스플레이 한다. 사용자는 몸 전체를 움직이거나, 머리만 움직일 수 있다. 가상 현실 디바이스는 사용자의 몸 전체가 움직이면 사용자의 이동 방향에 따라 이미지의 크기를 조절할 수 있다. 또한, 가상 현실 디바이스는 사용자의 머리나 몸이 방향이 변화하면 사용자의 머리나 몸의 이동 방향에 따라 다른 영상을 디스플레이 할 수 있다.

가상 현실 디바이스는 헤드 마운트 디스플레이(Head Mounted Display) 또는 헤드셋(headset) 등으로 명명될 수 있다.

도 1은 자전거 내지 사이클 형태를 도시하고 있으나, 본 발명의 일실시예에 따른 가상 현실 어트랙션 장치(100)는 이에 한정되지 않으며, 사용자가 탑승하여 가상 현실 어트랙션 장치(100)를 구동시키고, 사용자는 위치 이동에 따라 가상 현실 어트랙션 장치(100)로부터 반발력을 받는 장치이다. 예를 들어, 모터사이클, 자동차, 자전거와 같은 이동수단이나, 스노우보드, 보드, 스키와 같은 스포츠 장비와 같은 형태일 수 있다. 다만, 이하에서는 설며의 편의를 위해서 자전거 형태인 경우를 중심으로 설명하기로 한다.

가상 현실 어트랙션 장치(100)는 사용자가 안착하는 의자부(10), 핸들부(20), 커버(31), 패달암(32), 패달(33) 및 지지바(40)를 구비할 수 있다. 의자부(10)는 사용자가 착석할 수 있는 안장(11)과, 사용자기 기댈수 있는 등받이(12), 안장(11)과 등받이(12)를 연결하는 제1 연결 프레임(13) 및 사용자가 손으로 잡을 수 있는 의자 핸들(14)을 구비할 수 있다.

핸들부(20)는 사용자가 손으로 잡고 조정할 수 있는 핸들바(21), 핸들바(21)의 일측에 장착되어 브레이킹 등의 기능을 작동시키는 버튼(22), 핸들바(21)를 지지하는 제2 연결 프레임(23)을 구비할 수 있다.

커버(31)는 가상 현실 어트랙션 장치(100)의 외측을 감싸도록 배치되고, 내부의 부품을 보호할 수 있다. 패달암(32)은 제1 회전축(111)과 연결되며, 단부에는 패달(33)이 설치될 수 있다. 커버(31)의 내측에는 구동 유닛(110)이 설치되며, 회전 유닛(130)은 구동 유닛(110)과 연결될 수 있다.

지지바(40)는 가상 현실 어트랙션 장치(100)의 일측에서 연장되어 가상 현실 어트랙션 장치(100)를 지면에 지지할 수 있다. 지지바(40)는 복수개로 구비될 있다.

다만, 가상 현실 어트랙션 장치(100)의 의자부(10), 핸들부(20), 커버(31), 패달암(32), 패달(33), 지지바(40)는 가상 현실 어트랙션 장치(100)의 변형에 따라 변화 될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 서서 사용하는 스크나 스노우보드의 형태인 경우에는 의자부, 핸들부 또는 패달이 없을 수 있으며, 전기적 구동 장치(미도시)에 의해서 제1 회전축(111)이 구동될 수도 있다.

도 2는 도 1의 가상 현실 어트랙션 장치(100)의 일부 구성을 도시한 사시도이고, 도 3은 도 1의 가상 현실 어트랙션 장치(100)의 일부 구성의 일측 방향 단면을 도시한 단면도이며, 도 4는 도 1의 가상 현실 어트랙션 장치(100)의 일부 구성의 다른측 방향 단면을 도시한 단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 가상 현실 어트랙션 장치(100)는 구동 유닛(110), 회전 유닛(130) 및 베이스 유닛(150)을 구비할 수 있다.

구동 유닛(110)은 제1 회전축(111), 제2 회전축(112)을 포함하는 접촉 구동부(113), 동력전달부재(114), 제1 지지 프레임(115), 제2 지지 프레임(116), 완충 부재(117) 및 제1 가이드 롤러(118)를 구비할 수 있다. 구동 유닛(110)은 동력전달부재(114)가 제1 회전축(111)과 제2 회전축(112)을 연동하여 회전할 수 있다.

제1 회전축(111)은 사용자가 패달(33)을 구동하여 회전 할 수 있다. 사용자는 수동으로 제1 회전축(111)을 구동시킬 수 있으며, 제1 회전축(111)과 연결된 동력전달부재(114)는 제2 회전축(112)을 회전 시킬 수 있다. 제1 회전축(111)이 모터와 같이 전기적 구동 장치(미도시)와 연결된다면, 사용자는 스위치 또는 컨트롤러(미도시)를 조정하여 상기 전기적 구동장치를 구동시킬 수 있다.

접촉 구동부(113)는 제1 회전축(111)과 이격되게 설치된다. 접촉 구동부(113)는 베이스 유닛(150)의 내부공간에 배치될 수 있다. 접촉 구동부(113)는 제2 회전축(112), 휠(112a), 고정 브라켓(112b), 접촉부(112c)를 구비할 수 있다.

제2 회전축(112)의 중심에는 휠(112a)이 고정된다. 휠(112a)에는 동력전달부재(114)가 연결되어 제1 회전축(111)의 구동력을 전달 받아 회전 할 수 있다. 제2 회전축(112)은 제1 회전축(111)과 동일한 방향으로 회전할 수 있다.

휠(112a)의 외측에는 고정 브라켓(112b)이 설치되어, 제2 지지 프레임(116)에 고정될 수 있다. 각각의 고정 브라켓(112b)은 내부에 베어링을 구비할 수 있다. 따라서, 제2 회전축(112)은 제2 지지 프레임(116)에 대해서 회전 할 수 있다.

제2 회전축(112)의 양단부에는 접촉부(112c)가 설치될 수 있다. 접촉부(112c)는 제2 회전축(112)에 고정된다. 접촉부(112c)는 사용자의 위치 이동에 따라 제2 회전축(112)이 회동하면, 베이스 프레임(151)과 접촉할 수 있다. 접촉부(112c)는 제2 회전축(112)에 고정되므로, 제2 회전축(112)의 회전에 따라 같은 방향으로 회전할 수 있다. 또한, 접촉부(112c)는 사용자의 위치 변화로 인해 제1 지지 프레임(115)이나 제2 지지 프레임(116)이 기울어 지면 베이스 프레임(151)에 접촉할 수 있다.

접촉부(112c)는 베이스 프레임(151)과 접촉시에 마찰력을 생성할 수 있는 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 접촉부(112c)는 고무, 수지계열 또는 이를 포함하는 합성물로 형성될 수 있다.

동력전달부재(114)는 제1 회전축(111)과 제2 회전축(112)을 연결하고, 제1 회전축(111)에서 생성된 구동력을 제2 회전축(112)으로 전달할 수 있다. 동력전달부재(114)는 회전하는 두개의 구성의 연결하는 구성로, 특정 구성으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 밸트, 체인과 같은 형상을 가질 수 있다.

제1 지지 프레임(115)은 커버(31)의 내부에 배치되고, 제1 회전축(111)을 지지할 수 있다. 또한, 제1 지지 프레임(115)은 내부공간에 제1 회전축(111)과 동시에 또는 제1 회전축(111)에 의해서 구동되는 복수개의 기어 유닛, 롤러등이 배치될 수 있다. 또한, 제1 지지 프레임(115)의 내부에는 브레이크 장치(미도시)가 설치되고, 상기 브레이크 장치는 제1 회전축(111)의 회전에 저항력을 생성할 수 있다.

제1 지지 프레임(115)은 제1 축(i)으로 연장하는 회동 돌기(115a)를 구비할 수 있다. 회동 돌기(115a)는 회전 유닛(130)의 제1 베어링(133)에 삽입될 수 있다. 제1 지지 프레임(115)은 회동 돌기(115a)를 중심축 즉, 제1 축(i)을 중심으로 회전 유닛(130)에 대해 회동할 수 있다.

제2 지지 프레임(116)은 제1 지지 프레임(115)과 연결되고, 회전 프레임(131)의 개구에 삽입될 수 있다. 제2 지지 프레임(116)은 고정 브라켓(112b)이 설치될 수 있다. 고정 브라켓(112b)이 제2 지지 프레임(116)의 일단에 설치되고, 고정 브라켓(112b)의 내부에는 베어링이 설치되어 제2 회전축(112)이 제1 지지 프레임(115) 또는 제2 지지 프레임(116)에 대해서 회전 할 수 있다.

제1 지지 프레임(115)과 제2 지지 프레임(116)은 제1 회전축(111)과 제2 회전축(112)을 지지하기 위한 구성으로 다양한 형태로 제작될 수 있다. 제1 지지 프레임(115) 및 제2 지지 프레임(116)은 하나의 형태로 형성될 수 있다. 또한, 제1 지지 프레임(115) 및 제2 지지 프레임(116)은 사용자의 중량을 지지할 수 있으며, 사용자의 위치 이동에 따라 같이 이동될 수 있다.

완충 부재(117)는 구동 유닛(110)과 회전 유닛(130)을 연결하고, 구동 유닛(110)의 위치 이동에 저항하는 탄성력을 생성할 수 있다. 완충 부재(117)는 특정 형상이나 재료에 한정되지 않으며, 구동 유닛(110)의 위치 이동에 대한 반발력을 생성하는 형상이나 재료로 생성될 수 있다. 이하에서는 완충 부재(117)는 와이어의 탄성 스프링인 경우를 중심으로 설명하기로 한다.

완충 부재(117)의 일단은 제1 지지 프레임(115) 또는 제2 지지 프레임(116)의 일측에 고정되고, 타단은 회전 프레임(131)과 연결되는 고정바(117a)에 고정될 수 있다. 완충 부재(117)는 제1 축(i)과 나란하게 배치되고, 구동 유닛(110)이 제1 축(i)을 중심으로 회동시에 반발력을 제공할 수 있다.

제1 가이드 롤러(118)는 제1 지지 프레임(115)의 내부공간에 배치될 수 있다. 제1 가이드 롤러(118)는 동력전달부재(114)의 위치를 안내하여, 동력전달부재(114)가 휠(112a)에 연결될 수 있다. 제1 가이드 롤러(118)는 양단이 제1 지지 프레임(115)에 고정되고, 제1 지지 프레임(115)에 대해서 회전할 수 있다.

제1 회전축(111)과 제2 회전축(112)은 이격되고, 나란하게 배치되므로, 제1 가이드 롤러(118)가 없다면 동력전달부재(114)가 비틀어져서 동력 전달시에 손실이 발생할 수 있다. 제1 가이드 롤러(118)는 제1 회전축(111)과 제2 회전축(112)에 사이에 배치되고, 동력전달부재(114)의 위치를 한정하므로 구동력 손실을 줄일 수 있다. 또한, 제1 가이드 롤러(118)는 제2 회전축(112)으로 향하는 동력전달부재(114) 사이의 거리를 줄여서 가상 현실 어트랙션 장치(100)의 크기를 줄일 수 있다.

회전 유닛(130)은 탑승한 사용자의 전후 방향인 제1 축(i)을 중심으로 구동 유닛(110)이 회전하도록 연결될 수 있다. 회전 유닛(130)은 회전 프레임(131), 커넥터(132), 제1 베어링(133)을 구비할 수 있다. 회전 프레임(131)은 가상 현실 어트랙션 장치(100)의 높이 방향인 제2 축(j)을 중심으로 회전 할 수 있다. 회전 프레임(131)은 제2 베어링(140)에 의해 베이스 유닛(150)과 연결되므로, 회전 프레임(131)은 제2 축(j)을 중심으로 회전할 수 있다. 회전 프레임(131)은 일측에는 고정바(117a)가 고정되어 완충 부재(117)와 연결될 수 있다.

커넥터(132)는 회전 프레임(131)의 일측에 제1 축(i)을 따라 양측에 설치될 수 있다. 커넥터(132)는 회동 돌기(115a)가 삽입되어 구동 유닛(110)이 제1 축(i)을 중심으로 회동할 수 있다. 커넥터(132)와 회동 돌기(115a) 사이에는 제1 베어링(133)이 설치될 수 있다.

제2 베어링(140)은 회전 유닛(130)과 베이스 유닛(150) 사이에 설치되어, 회전 유닛(130)이 베이스 유닛(150)에 대해서 회전 할 수 있도록 할 수 있다.

베이스 유닛(150)은 베이스 프레임(151), 제1 하우징(152), 제2 하우징(153), 제2 가이드 롤러(154)를 구비할 수 있다. 베이스 유닛(150)은 지면에 대해서 경사를 가지는 가이드부(151a)를 구비할 수 있다. 가이드부(151a)는 베이스 유닛(150)의 내부공간에 돌출되도록 배치될 수 있다. 가이드부(151a)는 접촉 구동부(113)의 단부와 접촉할 수 있으며 내부공간의 상면 및/또는 하면에 설치될 수 있다. 다만, 이하에서는 가이드부(151a)는 베이스 유닛(150)의 내부공간의 상측, 즉 베이스 프레임(151)의 일면에 생성된 경우를 중심으로 설명하기로 한다.

베이스 프레임(151)은 일면은 제2 베어링(140)과 연결되고, 타면은 베이스 유닛(150)의 내부 공간을 형성할 수 있다. 베이스 프레임(151)은 가이드부(151a)와 개구(151b)를 구비할 수 있다.

가이드부(151a)는 개구(151b)를 따라 연장되고, 접촉부(112c)와 마주보는 위치에 배치될 수 있다. 가이드부(151a)는 지면에 대해서 경사를 가질 수 있다. 가이드부(151a)는 적어도 일부가 만곡된 면을 구비하므로 접촉 구동부(113)의 접지력을 유지할 수 있다. 상세히, 접촉 구동부(113)는 회동시에 양단의 접촉부(112c)가 회동하여 가이드부(151a)와 접촉할 수 있다. 가이드부(151a)는 개구(151b)를 향하여 돌출되고 소정의 곡률을 가지므로 접촉부(112c)가 소정의 접지면을 유지할 수 있다.

제1 하우징(152)은 베이스 유닛(150)의 측면 및 하면을 감싸도록 배치될 수 있다. 또한 도면에는 도시되지 않았으나, 가이드부 하면에 설치될 수 있다. 제1 하우징(152)은 베이스 프레임(151)과 함께, 베이스 유닛(150)의 내부공간을 형성할 수 있다. 베이스 유닛(150)의 내부공간에는 접촉 구동부(113)가 설치될 수 있다.

제2 하우징(153)은 적어도 일부가 회전 유닛(130)을 감싸도록 설치될 수 있다. 제2 하우징(153)은 회전 프레임(131)의 외측에 설치될 수 있다.

제2 하우징(153)의 내부에는 제2 가이드 롤러(154)가 설치될 수 있다. 제2 가이드 롤러(154)는 회전 유닛(130)의 제2 축(j)을 중심으로 한 회전을 안내할 수 있다. 제2 가이드 롤러(154)는 회전 프레임(131)의 외측면에 복수개로 배치될 수 있다. 제2 가이드 롤러(154)는 회전 프레임(131)의 회전에 따라 제1 하우징(152) 및 제2 하우징(153) 중 적어도 하나와 접촉할 수 있다.

도 5는 사용자의 위치 이동에 따른 가상 현실 어트랙션 장치(100)의 동작을 도시한 단면도이고, 도 6은 도 5에 따른 가상 현실 어트랙션 장치(100)의 다른면을 도시한 도면이다.

도 5 및 도 6를 참조하면, 가상 현실 어트랙션 장치(100)의 구동 방법을 설명하면 하기와 같다.

구동 유닛(110)에 탑승한 사용자는 제1 축(i)을 중심으로 위치를 이동할 수 있다. 사용자의 무게 중심이 좌우 방향으로 이동할 수 있으며, 이때 접촉 구동부(113)에 의한 반발력을 사용자는 전달받을 수 있다. 특히, 사용자가 오른쪽 방향으로 무게 중심을 이동하여서 구동 유닛이 우측으로 기울어질때의 가상 현실 어트랙션 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

사용자 또는 전기적 구동 장치(미도시)에 의해 제1 회전축(111)은 일방향으로 회전할 수 있다. 이후, 사용자가 우측으로 이동하면 회동 돌기(115a)를 중심으로 제1 지지 프레임(115)은 소정 각도 우측으로 회전할 수 있다. 이때, 완충 부재(117)는 회동방향의 반대 방향으로 반발력을 생성할 수 있다.

동시에 제1 지지 프레임(115)의 회동에 의해 접촉 구동부(113)도 회동할 수 있다. 특히, 접촉 구동부(113)의 양단에 설치된 접촉부(112c)는 베이스 유닛(150)의 가이드부(151a)와 접촉할 수 있다.

가이드부(151a)는 베이스 유닛(150)의 내부공간으로 돌출되고, 만곡되게 형성되므로, 접촉부(112c)의 접지면을 유지할 수 있으며, 그로인해 접촉 구동부(113)가 생성하는 하기의 반발력을 효과적으로 전달할 수 있다.

사용자가 우측으로 무게중심을 이동하면, 접촉 구동부(113)는 베이스 프레임(151)의 좌측과 접촉하게 된다. 이때, 접촉부(112c)는 접촉에 의한 마찰력이 발생하고, 상기 마찰력의 방향은 제2 회전축(112)의 회전 방향의 반대방향으로 작용할 수 있다.

도 6을 보면, 좌측(L) 단부에 위치한 접촉부(112c)는 제2 회전축(112)의 회전에 의해 시계 반대 방향으로 회전한다. 접촉부(112c)가 가이드부(151a)에 접촉하면 접촉부(112c)는 후방(B)을 향하는 마찰력(f)을 생성하게 된다. 이러한 마찰력(f)은 구동 유닛(110)과 회전 유닛(130)에 전달될 수 있다.

마찰력(f)에 의해서 구동 유닛(110)과 회전 유닛(130)은 제2 축(j)을 중심으로 회전할 수 있다. 사용자가 우측으로 무게 중심을 이동하면 사용자는 후방(B)을 향하는 마찰력(f)이 생성되므로 반시계 방향으로 회전하는 반발력을 전달 받는다. 또한, 사용자가 좌측으로 무게 중심을 이동하면, 우측의 접촉부(112c)가 가이드부(151a)에 접촉하고, 후방(B)을 향하는 마찰력을 전달받을 수 있다.

즉, 가상 현실 어트랙션 장치(100)에 탑승한 사용자는 좌측(L)이나 우측(R)으로 몸을 기우리면 접촉 구동부(113)의 접촉에 의해서 전방향을 향하는 반발력을 전달받을 수 있다. 따라서, 사용자가 좌측(L)으로 몸을 기우리면 구동 유닛(110) 및 회전 유닛(130)은 베이스 유닛(150)에 대해서 시계 방향으로 회전한다. 반대로, 사용자가 우측(R)으로 몸을 기우리면 구동 유닛(110) 및 회전 유닛(130)은 베이스 유닛(150)에 대해서 반시계 방향으로 회전한다.

가상 현실 어트랙션 장치(100)는 탑승하는 사용자의 위치 이동시에 반발력을 생성할 수 있으며, 생성된 반발력은 사용자에게 가상현실의 몰입감을 제공할 수 있다.

가상 현실 어트랙션 장치(100)는 사용자가 좌우 이동시에, 생성된 반발력으로 사용자를 회전시켜서 몰입감을 향상시킬 수 있다. 또한, 가상 현실 어트랙션 장치(100)는 접촉 구동부(113)가 가이드부(151a)에 접촉되어 접지력을 유지할 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가상 현실 어트랙션 시스템(200)을 도시한 개념도이다.

도 7을 참조하면, 가상 현실 어트랙션 장치(100)를 포함하는 가상 현실 어트랙션 시스템(200)은 영상 컨텐츠를 수신하여 사용자가 이를 기반으로 가상 현실 어트랙션 장치(100)를 작동시킬 수 있다. 가상 현실 어트랙션 시스템(200)은 이동단말기(210), 가상 현실 어트랙션 장치(230), 및 컨텐츠 서버(250)를 포함한다. 가상 현실 어트랙션 시스템(200)은, 일반 사용자가 이동단말기(210)를 이용하여 실사 촬영한 영상 컨텐츠를 이용하여 가상 현실 어트랙션 장치(230)를 제어하는 시스템이다.

이동단말기(210)는, 예컨대 사용자가 소지하거나 착용하는 스마트폰, 스마트 와치, 스마트 글라스 등의 단말기와 같이, 프로세서, 메모리, 컴퓨팅 소프트웨어, 통신모듈, 외장 메모리 연결 포트 등을 구비한 휴대용 컴퓨팅 장치일 수 있다. 특히 이 경우, 이동단말기(210)는 그 프로세서에 의해 실행되면, 실사 영상 컨텐츠를 생성하는 동작이 수행되도록 코딩된 가상 현실 어트랙션 제어용 실사 영상 컨텐츠 생성용 컴퓨터-실행가능 애플리케이션(이하, 단순하게 '컨텐츠생성 앱'이라 지칭한다)이 설치될 수 있다.

상기 예에서, 컨텐츠생성 앱은 이동단말기(210)의 촬영부(216)에 의해 촬영된 실사 영상 데이터에 메타 데이터를 결합함으로써, 가상 현실 어트랙션 제어용 실사 영상 컨텐츠를 생성한다. 여기서 메타 데이터는, 시간 센서(212) 및 위치센서(214)로부터 촬영부(216)에 의해 실사 영상 데이터가 촬영된 시점의 시간과 및 이동단말기의 위치를 나타내는 데이터에 기초하여 생성된 데이터일 수 있다. 이러한 메타 데이터는 시간 값, 예컨대 3차원 좌표(위도, 경도 및 고도) 내의 위치 값,기울기나 경사도와 같은 이동단말기의 자세를 나타내는 값, 이동단말기의 이동 속도를 나타내는 값, 이동단말기의 가속도를 나타내는 값 등을 더 포함할 수 있다.

도시된 예에서, 이동단말기(210)는 예컨대 스마트폰에 내장된 카메라 또는 케이블이나 블루투스와 같은 근거리 무선 통신망으로 연결된 외장 카메라와 같은 촬영부(216)와, 카메라에 의해 영상이 촬영된 때의 시간과 이동단말기의 위치를 감지하는 센서 시간 센서 및 위치 센서(212, 214)를 포함한다. 위치센서(214)는 예컨대 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS) 위성으로부터 위치 정보를 수신하여 현재 이동단말기의 위치를 계산하는 GPS모듈을 포함할 수 있다. 가상 현실 어트랙션 장치(230)는, 이용자가 탑승하는 기계 컴포넌트(234)와 이용자에게 영상 데이터를 제공하기 위한 영상 컴포넌트(236), 및 이들을 제어하는 제어부(232)를 포함한다. 제어부(232)는 기계 컴포넌트(234)의 움직임을 제어하고 영상 컴포넌트(236)를 통해 영상을 디스플레이하도록 제어함으로써 기계 컴포넌트(234)에 탑승하고 영상 컴포넌트(236)를 통해 영상을 시청하는 이용자에게 가상 현실을 체험할 수 있도록 한다.

가상 현실 어트랙션 장치(230)의 제어부(232)는, 이동단말기(210)에 의해 제작된 실사 영상 컨텐츠를 입력받고, 이를 기초로 제어 동작을 수행할 수 있다. 다시 말해서, 제어부(232)는 한편으로 실사 영상 컨텐츠 중에 포함되어 있는 메타 데이터에 기초하여 기계 컴포넌트(234)의 움직임을 구동하고, 다른 한편으로 실사 영상 컨텐츠 중에 포함되어 있는 실사 영상 데이터를 영상 컴포넌트(236)를 통해 디스플레이되도록 제어한다. 기계 컴포넌트(234)의 움직임과 영상 컴포넌트(236)를 통해 디스플레이되는 실사 영상 데이터는, 메타 데이터 내에 포함된 시간 데이터에 기초하여 동기화될 수 있다.

도면에서 이동단말기(210)로부터 가상 현실 어트랙션 장치(230)으로 직접 향하는 화살표는, 이동단말기(210)에서 제작된 실사 영상 컨텐츠가 가상 현실 어트랙션 장치(230)으로 직접 입력되는 것을 나타낸다. 예컨대, 사용자는 자신의 이동단말기(210)를 이용하여 촬영하여 제작한 실사 영상 컨텐츠를 이동단말기(210) 내의 스토리지에 저장하고 있다가, 예컨대 유선 케이블로 연결한 상태로, 또는 범용직렬버스(USB) 메모리 카드를 이용하여, 또는 블루투스와 같은 근거리 무선 통신을 이용하여, 가상 현실 어트랙션 장치(230)으로 전송할 수 있다.

이러한 시스템에 따르면, 특별한 지식이나 경험이 없는 일반 사람들 누구나 쉽게 가상 현실 어트랙션 장치(230)의 제어 컨텐츠를 제공할 수 있다는 장점이 제공된다. 예를 들어, 사용자는 360도 영상 촬영이 가능한 카메라를 스마트폰에 연결한 상태로 머리에 쓰거나 자전거에 부착한 상태에서, 자전거를 타고 이동하면서 자전거 전방에서 시시각각 변화하는 풍경을 소정 시간동안 연속 촬영함으로써 실사 영상 컨텐츠를 제작할 수 있고, 이렇게 제작한 실사 영상 컨텐츠를 가상 현실 어트랙션 장치(230)의 제어를 위한 제어 컨텐츠로서 제공할 수 있다.

사용자가 이동단말기(210)를 이용하여 제작한 실사 영상 컨텐츠는, 예컨대 인터넷의 웹 환경에서 동작하는 웹서버 형태의 컨텐츠 서버(250)를 경유하여 가상 현실 어트랙션 장치(230)으로 제공될 수 있다. 이 경우 컨텐츠 서버(250)는 다수의 이동단말기(210)와 다수의 가상 현실 어트랙션 장치(230)에 의해 접속되고 가상 현실 어트랙션 장치(230)의 제어를 위해 사용될 수 있는 제어 컨텐츠를 업로드하고 다운로드할 수 있도록 제공할 수 있다.

예컨대 컨텐츠 서버(250)는 컨텐츠 수신부(252)를 통해 업로드된 실사 영상 컨텐츠를 가상 현실 어트랙션의 제어 컨텐츠로서 스토리지(256)에 저장할 수 있다. 이 경우, 컨텐츠 수신부(252)는 업로드된 실사 영상 컨텐츠를 소정의 태그 정보와 함께 저장함으로써, 검색이 용이하도록 할 수 있다. 태그정보로는 예컨대 자전거, 스키, 익스트림 스포츠, 자동차 경주... 등등과 같이 어트랙션 장치의 종류에 따라 적절한 컨텐츠가 선택될 수 있도록 돕는 단어이거나, 제작자의 식별정보 등이 포함될 수 있다.

또한 컨텐츠 서버(250)는 컨텐츠 제공부(254)를 통해 스토리지(256)에 저장되어 있는 실사 영상 컨텐츠를 가상 현실 어트랙션 장치(230)의 제어 컨텐츠로서 가상 현실 어트랙션 장치(230)으로 다운로드되도록 제공할 수 있다. 여기서, 컨텐츠 제공부(254)는 다운로드될 실사 영상 컨텐츠에 소정의 부가 컨텐츠(예컨대, 광고용컨텐츠)를 추가할 수 있다.

비록 도면에서는, 가상 현실 어트랙션 장치(230)가 직접 컨텐츠 서버(250)로부터 실사 영상 컨텐츠를 다운로드받는 것으로 표현되어 있으나, 이것은 설명을 단순하게 하기 위한 것에 불과하며, 본 발명이 이러한 형태의 다운로드만으로 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 실사 영상 컨텐츠는 컨텐츠 서버(250)로부터 가상 현실 어트랙션 장치(230)를 이용하고자 하는 이용자의 이동단말기(210)로 다운로드된 후, 그 이동단말기(210)로부터 가상 현실 어트랙션 장치(230)으로 전송될 수도 있다.

이러한 시스템에 따르면, 특별한 지식이나 경험이 없는 일반 사람들 누구나 쉽게 가상 현실 어트랙션 장치(230)의 제어 컨텐츠를 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 이를 누구나 접근가능한 컨텐츠 서버(250)를 통해 다양한 방식으로 공유할 수 있다는 장점이 제공된다. 예를 들어, 사용자는 자동차 경주에 참여한 선수로서 차량에 이동단말기의 카메라를 부착한 상태에서, 특정 자동차 경주 동안에 자동자 전방에서 시시각각 변화하는 풍경을 소정 시간동안 연속 촬영함으로써 실사 영상 컨텐츠를 제작할 수 있다. 그런 다음 사용자는 이렇게 제작한 실사 영상 컨텐츠를 컨텐츠 서버(250)에 '자동차 경주'라는 태그 정보와 함께 업로드할 수 있다. 그런 다음, 자동차 경주와 관련된 가상 현실을 체험할 수 있도록 구성된 가상 현실 어트랙션 장치(230)의 이용자들이 컨텐츠 서버(250)에 접속한 다음 '자동자 경주'라는 태그 정보를 이용하여 원하는 실사 영상 컨텐츠를 검색하여 다운로드받아, 제어 컨텐츠로서 이용할 수 있다.

나아가 이러한 시스템에 따르면, 가상 현실 라이브 방송도 가능하다. 예컨대, 자동자 경주에 참가하고 있는 사용자가 실시간으로 촬영 중인 실사 영상 컨텐츠를 컨텐츠 서버(250)로 스트리밍 방식으로 업로드하면서 가상 현실 체험용 방송을 할 수 있다. 이와 동시에 이 가상 현실 체험용 방송을 수신하는 다수의 자동차 경주 체험용 가상 현실 어트랙션 장치(230)의 이용자들이 스트리밍 방식으로 해당 실사 영상 컨텐츠를 컨텐츠 서버(250)로부터 다운로드 받아 제어 컨텐츠로 이용함으로써, 다수의 이용자들이 한 사람의 자동차 선수의 자동차 경주를 실시간으로 체험할 수 있다.

가상 현실 어트랙션 시스템(200)은 가상 현실 어트랙션 장치(100)의 기계적 구동 및 영상 표시를 위한 제어 컨텐츠를 누구나 쉽게 제작할 수 있게 하며, 또한 다양한 방식으로 공유할 수 있다. 더 상세하게는 본 발명에 따르면 일반 사용자가 이동단말기를 이용하여 생성한 실사 영상데이터를 가상현실 체험용 어트랙션 장치의 제어 컨텐츠로 제공함으로써, 현실에서 촬영된 실사 영상에 기초한 제어 컨텐츠가 쉽게 제작되고 다양한 방식으로 공유될 수 있도록 한다.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 가상 현실 어트랙션 장치
110: 구동 유닛
111: 제1 회전축
112: 제2 회전축
113: 접촉 구동부
114: 동력전달부재
130: 회전 유닛
131: 회전 프레임
150: 베이스 유닛
151: 베이스 프레임
151a: 가이드부
152: 제1 하우징
153: 제2 하우징
154: 제2 가이드 롤러
200: 가상 현실 어트랙션 시스템

Claims (12)

1. 사용자가 영상을 제공받는 가상 현실 디바이스와 연동되는 가상 현실 어트랙션 장치에 있어서,
   제1 회전축과, 상기 제1 회전축과 연결되는 동력전달부재에 의해 상기 제1 회전축에 따라 회전하는 접촉부를 구비하는 구동 유닛;
   탑승한 상기 사용자의 전후 방향인 제1 축을 중심으로 상기 구동 유닛이 회동하도록 연결되는 회전 유닛; 및
   일측은 지면에 지지되고, 타측은 상기 회전 유닛이 상기 제1 축과 다른 제2 축을 중심으로 회전하도록 상기 회전 유닛에 연결되고, 내부공간에 상기 접촉부가 배치되는 베이스 유닛;을 포함하고,
   상기 접촉부는 상기 구동 유닛이 상기 제1 축을 중심으로 회전하여 상기 베이스 유닛의 일면과 접촉하는, 가상 현실 어트랙션 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 사용자가 무게 중심을 이동하여 상기 구동 유닛이 상기 제1 축을 중심으로 회전하는, 가상 현실 어트랙션 장치.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 접촉부가 상기 베이스 유닛에 접촉되면 상기 접촉부는 상기 회전 유닛의 접선방향으로 마찰력을 받아, 상기 구동 유닛 및 상기 회전 유닛은 상기 제2 축을 중심으로 회전하는, 가상 현실 어트랙션 장치.
4. 제2 항에 있어서,
   상기 접촉부가 상기 베이스 유닛에 접촉되면 상기 사용자는 전방을 향하여 이동하는, 가상 현실 어트랙션 장치.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 접촉부는 상기 제1 회전축과 나란하게 배치되는 제2 회전축의 양단에 설치되는, 가상 현실 어트랙션 장치.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 제2 회전축은 상기 제1 회전축과 같은 방향으로 회전하는, 가상 현실 어트랙션 장치.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 베이스 유닛은 상기 접촉부와 마주보는 위치에 상기 지면에 대해서 경사를 가지는 가이드부를 구비하는, 가상 현실 어트랙션 장치.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 베이스 유닛은
   상기 회전 유닛의 외측을 따라 연장되고, 상기 회전 유닛의 적어도 일부를 감싸는 가이드 프레임; 및
   상기 회전 유닛과 상기 가이드 프레임 사이에 설치되어 상기 회전 유닛의 회전을 안내하는 가이드 롤러;를 더 포함하는, 가상 현실 어트랙션 장치.
9. 사용자가 영상을 제공받는 가상 현실 디바이스와 연동되는 가상 현실 어트랙션 장치에 있어서,
   제1 회전축;
   상기 제1 회전축과 이격되게 배치되고 양단에 접촉부가 설치되며, 동력전달부재에 의해 상기 제1 회전축의 회전에 따라 회전하는 제2 회전축;
   상기 제1 회전축이 삽입되고, 단부에 상기 제2 회전축이 회전되게 지지되는 지지 프레임;
   상기 지지 프레임이 제1 축을 중심으로 회동하도록 상기 지지 프레임과 연결되는 회전 프레임; 및
   상기 회전 프레임이 상기 제1 축과 다른 제2 축을 중심으로 회동하도록 상기 회전 프레임과 연결되고, 내부공간에 상기 회전축이 배치되는 베이스 프레임;을 포함하고,
   상기 접촉부는 상기 지지 프레임이 상기 제1 축을 중심으로 회전하여 상기 베이스 프레임의 일면과 접촉하는, 가상 현실 어트랙션 장치.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 제2 회전축의 단부는 상기 지지 프레임이 상기 제1 축을 중심으로 회전하면 상기 베이스 프레임에 접촉하는, 가상 현실 어트랙션 장치.
11. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 회전축의 단부는 상기 회전 프레임의 접선방향으로 마찰력을 받아, 상기 지지 프레임 및 상기 회전 프레임이 상기 제2 축을 중심으로 상기 베이스 프레임에 대해서 회전하는, 가상 현실 어트랙션 장치.
12. 제9 항에 있어서,
    상기 베이스 프레임은
    상기 지지 프레임의 일부가 삽입되는 개구; 및
    상기 개구를 따라 연장되며, 상기 개구를 향하여 돌출된 가이드부;를 구비하는, 가상 현실 어트랙션 장치.

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