KR102064183B1 - 가상 현실 장치 및 이를 포함하는 가상 현실 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가상 현실 장치 및 이를 포함하는 가상 현실 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 사용자의 머리에 장착되며, 사용자에게 가상 현실을 제공하는 헤드마운트장치와 상기 헤드마운트장치에 결합되며, 사람의 신체에 상기 가상 현실 장치를 착용 가능하도록 제공되는 착용부와 그리고 상기 착용부에 결합되며, 사람의 신체 중 기설정된 부위에 자극을 제공하며 상기 헤드마운트장치에서 제공하는 가상 현실의 상태에서 신체가 어지러움을 느끼지 않도록 하는 제1조절부를 포함하는 가상 현실 장치를 제공한다.

Description

가상 현실 장치 및 이를 포함하는 가상 현실 시스템{VIRTUAL REALITY APPARATUS AND VIRTUAL REALITY SYSTEM INCLUDING THE SAME}
본 발명은 가상 현실 장치 및 이를 포함하는 가상 현실 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 가상 현실 장치를 사용하는 사용자가 가상 현실을 체험 시 사용자의 신체가 가상 현실을 보다 현실과 가깝게 느낄 수 있게 하는 가상 현실 장치 및 이를 포함하는 가상 현실 시스템에 관한 것이다.
가상 현실 장치 중 헤드마운트장치(head mount display)는 사용자 머리에 착용하는 웨어러블 지능형 장치이다. 이는 VR 기술을 이용하여 사용자에게 가상의 시각 및 청각 효과를 구현할 수 있는 몰입식 가상환경을 제공한다.
가상 현실 장치는 사용자가 실제로 존재하는 환경에 처한 것처럼 느껴지도록 유도하며, 사용자의 움직임 등 신호에 따라 가상 공간에서의 상호 연동을 구현할 수 있다.
한편, 몸의 움직임을 감지하고 균형을 잃지 않도록 하는 대표적 인체의 감각은 3가지로 구분할 수 있다. 구체적으로, 눈을 통한 시각, 귀의 평형기관을 통한 평형감각, 발을 비롯한 몸의 자세를 감지하는 체성감각이다. 이 세 가지 신호는 중추신경계로 전달되어 뇌에서 종합함으로써 몸이 균형을 잃지 않도록 한다.
가상현실체험을 위하여 HMD (head mount display)를 착용할 경우 시각정보는 몸의 움직임과 관련한 영상을 출력하지만, 실제로는 몸을 움직이거나 또는 실제 위치를 변경하지 않아 이 세 가지 감각 사이의 불일치가 일어나게 되며, 특히 눈의 시각과 귀의 평형감각의 불일치로 인해 멀미가 유발되고 이는 가상 현실 장치의 대중화에 가장 큰 장애물이 되고 있다.
특허문헌: 한국공개특허문헌 10-2019-0020435
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자, 가상 현실 장치를 사용 시 사람의 여러 감각에 자극을 제공하여 눈을 통한 시각, 귀의 평형기관을 통한 평형감각 또는 발을 비롯한 몸의 자세를 감지하는 체성감각의 차이에 따른 인지부조화를 상쇄함으로써 멀미현상을 감소하고, 이를 통해 가상 현실 체험의 효과를 극대화할 수 있는 가상 현실 장치 및 이를 포함하는 가상 현실 시스템을 제공한다.
본 발명은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 가상 현실 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 가상 현실 장치는 사용자의 머리에 장착되며 사용자에게 가상 현실을 제공하는 헤드마운트장치와, 상기 헤드마운트장치에 결합되며 사람의 신체에 상기 가상 현실 장치를 착용 가능하도록 제공되는 착용부와, 그리고 상기 착용부에 결합되며 사람의 신체 중 기설정된 부위에 자극을 제공하며 상기 헤드마운트장치에서 제공하는 가상 현실의 상태를 신체가 느낄 수 있도록 제공하는 제1조절부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1조절부는 사람의 승모근에 자극을 제공하도록 상기 착용부에 결합될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1조절부는 복수개가 제공되며, 복수개의 상기 제1조절부는 각각 사람의 승모근에 자극을 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 가상 현실 장치는 사람의 광배근을 포함한 허리 근육에 자극을 제공하도록 상기 착용부에 결합되는 제2조절부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2조절부는 복수개가 제공되며, 복수개의 상기 제2조절부는 각각 사람의 허리 근육에 자극을 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 가상 현실 장치는 상기 제1조절부 또는 상기 제2조절부를 제어하는 제어부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 헤드마운트장치에서 제공하는 가상 현실 중 기설정된 상황에서 사람의 승모근 또는 사람의 허리 근육 부위에 자극을 제공하도록 상기 제1조절부 또는 상기 제2조절부를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 기설정된 상황은 수직 또는 수평 상태 이동이거나, 가상현실에서 가속 또는 감속되는 상황을 포함할 수 있다.
본 발명은 가상 현실 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 가상 현실 시스템은 사람에게 착용하여 가상 현실을 제공하는 가상 현실 장치와 상기 가상 현실 장치를 착용한 사람이 발을 딛고 서 있을 수 있도록 제공되는 보조 장치를 포함하며, 상기 가상 현실 장치는 사용자의 머리에 장착되며, 사용자에게 가상 현실을 제공하는 헤드마운트장치와 상기 헤드마운트장치에 결합되며, 사람의 신체에 상기 가상 현실 장치를 착용 가능하도록 제공되는 착용부와 그리고 상기 착용부에 결합되며, 사람의 신체 중 기설정된 부위에 자극을 제공하며 상기 헤드마운트장치에서 제공하는 가상 현실의 상태를 신체가 느낄 수 있도록 제공하는 제1조절부를 포함하고 상기 보조 장치는 베이스와 상기 베이스와 결합되며, 사람의 발을 지지하는 하부 플레이트와 상기 하부 플레이트의 일면과 결합되며, 사람의 발 부위에 자극을 제공하도록 제공되는 보조 조절부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1조절부는 사람의 승모근에 자극을 제공하도록 상기 착용부에 결합될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 가상 현실 장치는 사람의 허리 근육에 자극을 제공하도록 상기 착용부에 결합되는 제2조절부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 가상 현실 장치는 상기 제1조절부 또는 상기 제2조절부를 제어하는 제어부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 가상현실부에서 제공하는 가상 현실 중 기설정된 상황에서 사람의 승모근 또는 사람의 허리 근육 부위에 자극을 제공하도록 상기 제1조절부 또는 상기 제2조절부를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 기설정된 상황은 수직 또는 수평 상태 이동이거나, 가상현실에서 가속 또는 감속되는 상황을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 보조 장치는 상기 보조 조절부의 작동을 제어하는 보조 제어부를 더 포함하며, 상기 보조 제어부는 상기 가상 현실의 상태에 따라서 상기 보조 제어부를 제어하여 사람의 발에 자극을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 가상 현실 체험 시 사람의 승모근에 자극을 전달하며 승모근의 미세한 움직임을 통해서 머리에 진동을 전달할 수 있다. 직접적인 골전도 자극을 피함으로써 내이에 가해지는 스트레스를 최소화 할 수 있으며 근육의 움직임을 통해 머리에 신호를 전달함으로써 평형감각과 체성감각을 함께 자극하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 가상 현실 체험 시 광배근을 포함한 허리 양측 근육에 진동 자극을 줌으로써 몸에 흔들림 효과를 전달한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 하부 플레이트의 아래 부분에 제3조절부를 통한 발 부위 자극을 전달하여 몸에 흔들림 효과를 전달한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상술한 자극들을 통해서 내이의 직접적인 골전도 자극을 최소화하며, 가상 현실 체험 시 평형감각을 최대로 끌어올려 가상 현실 체험 효과를 극대화할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상 현실 장치 및 이를 포함하는 가상 현실 시스템을 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 가상 현실 장치를 착용한 사람의 등의 모습을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1의 가상 현실 장치를 착용한 사람의 앞쪽 모습을 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1의 가상 현실 장치를 사용 시 자극이 신체의 일부에 전달되는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 도 1의 가상 현실 시스템 중 사람의 발 부위에 자극을 줄 수 있는 장치의 일부를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 1의 가상 현실 시스템을 사용하는 사람의 예를 보여주는 도면이다.
도 7 및 도 8을 사람의 신체에 자극을 가하는 부위를 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되게 도시된 부분도 있다. 또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 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.
본 발명은 가상 현실 장치 및 이를 포함하는 가상 현실 시스템을 제공한다. 본 발명의 가상 현실 장치는 게임용, 군사용 가상 현실 시스템에 적용될 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니고, 시각, 청각, 체성감각 등의 불일치에 따른 인지부조화를 감소, 개선 또는 억제하기 위한 시스템이라면 제한없이 적용 가능하다.도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상 현실 장치 및 이를 포함하는 가상 현실 시스템을 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 가상 현실 장치를 착용한 사람의 등의 모습을 보여주는 도면이고, 도 3은 도 1의 가상 현실 장치를 착용한 사람의 앞쪽 모습을 보여주는 도면이고, 도 4는 도 1의 가상 현실 장치를 사용 시 자극이 신체의 일부에 전달되는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 5는 도 1의 가상 현실 시스템 중 사람의 발 부위에 자극을 줄 수 있는 장치의 일부를 보여주는 도면이고, 도 6은 도 1의 가상 현실 시스템을 사용하는 사람의 예를 보여주는 도면이다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참고하면, 가상 현실 시스템(10)은 가상 현실 장치(100) 및 보조 장치(200)를 포함한다.
가상 현실 장치(100)는 사람에 사람의 머리에 착용하도록 구비될 수 있다. 구체적으로 눈 주위에 밀착하여 밴드로 머리를 고정하는 방식으로 구비될 수 있다. 가상 현실 장치(100)는 시청각 정보를 위한 HMD 뿐만 아니라 몸에 부착하기 위한 별도의 부재를 통해서도 가상 현실을 체험 가능하도록 할 수 있다. 일 예로, 가상 현실 장치(100)의 일부는 눈 주변 부위에 착용 가능하며, 다른 일부는 몸에 착용 가능하다.
가상 현실 장치(100)는 헤드마운트장치(110), 제1조절부(130), 제2조절부(150), 착용부(170) 그리고 제어부(190)를 포함한다. 헤드마운트장치(110), 제1조절부(130), 제2조절부(150)는 각각 유선 또는 무선 방식으로 데이터 송수신이 가능하도록 구비될 수 있다. 또한, 헤드마운트장치(110), 제1조절부(130), 제2조절부(150)는 서로 독립된 전원을 구비하거나 또는 전기적으로 연결되어 하나의 전원을 통해서 구동할 수 있다.
헤드마운트장치(110)는 사람의 눈 주변 부위에 착용되어 가상 현실을 제공할 수 있다. 헤드마운트장치(110)는 시각적 또는 청각적으로 가상 현실 세계의 화면 또는 소리 등을 사람에게 제공할 수 있다. 헤드마운트장치(110)는 사람의 눈 주변 부위 또는 귀 주변 부위에 밀착되어 착용 가능하게 제공될 수 있다. 헤드마운트장치(110)는 별도의 컴퓨팅 디바이스 또는 개인화 정보장치(예: 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 스마트 워치 등) (미도시)로부터 전달되는 정보를 토대로 사람에게 가상현실을 제공할 수 있다.
제1조절부(130)는 사람이 시청각을 통해 느끼는 가상 현실 세계의 상태를 신체가 느낄 수 있도록 기설정된 특정 자극을 제공할 수 있다. 또한, 제1조절부(130)는 사람의 신체 중 기설정된 부위에 자극을 제공할 수 있다. 제1조절부(130)는 후술하는 착용부(170)에 결합될 수 있다. 제1조절부(130)는 헤드마운트장치(110)에서 제공하는 가상 현실의 변화 상태를 신체가 느낄 수 있도록 제공될 수 있다. 일 예로, 제1조절부(130)는 가상 현실을 느끼는 시청각 감각과 신체의 감각이 괴리가 느껴지지 않도록 신체의 특정 부위에 자극을 줄 수 있다.
일 실시 예로, 제1조절부(130)는 사람의 승모근에 자극을 전달할 수 있다. 일 예로, 제1조절부(130)는 진동을 전달할 수 있는 모터 등으로 제공될 수 있다. 제1조절부(130)는 사람의 승모근에 진동 자극을 전달할 수 있다. 다만 1조절부(130)는 이에 한정되는 것은 아니고, 사람의 특정 부위에 자극을 전달할 수 있으며 일정 주파수의 진동을 생성해 낼 수 있는 장치라면 제한 없이 사용 가능하다.
한편, 제1조절부(130)는 복수개로 제공될 수 있다. 일 예로, 제1조절부(130)는 사람의 등 쪽 승모근 중 왼쪽 및 오른쪽에 자극을 전달할 수 있도록 복수개가 제공될 수 있다.
제2조절부(150)는 사람의 신체 중 기설정된 부위에 자극을 제공할 수 있다. 제2조절부(150)는 후술하는 착용부(170)에 결합될 수 있다. 제2조절부(150)는 헤드마운트장치(110)에서 제공하는 가상 현실의 변화상태를 신체가 느낄 수 있도록 제공될 수 있다. 일 예로, 제2조절부(150)는 시각 또는 청각을 통해 인지가능한 정보변화가 평형기관 등의 신체의 감각과 괴리가 느껴지지 않도록 신체의 특정 부위에 자극을 줄 수 있다.
일 실시 예로, 제2조절부(150)는 사람의 허리 근육에 자극을 전달할 수 있다. 일 예로, 제2조절부(150)는 진동을 전달할 수 있는 모터 등으로 제공될 수 있다. 제2조절부(150)는 사람의 허리 근육에 진동 자극을 전달할 수 있다. 다만 이에 한정하는 것은 아니고, 제2조절부(150)는 소정 영역의 고주파 또는 저주파를 발산하는 장치 등 사람의 특정 부위에 자극을 전달할 수 있는 장치라면 제한없이 사용 가능하다.
제2조절부(150)는 복수개가 제공될 수 있다. 일 예로, 제2조절부(150)는 사람의 허리 쪽 근육에 자극을 전달할 수 있도록 복수개가 제공될 수 있다. 도 2, 도 4 및 도 8을 참고하면, 한 쌍의 제2 조절부(150)이 광배근을 포함한 허리 양측의 척추지지근육에 진동을 전달하도록 할 수 있다.
착용부(170)는 헤드마운트장치(110), 제1조절부(130) 그리고 제2조절부(150)와 결합될 수 있다. 착용부(170)는 헤드마운트장치(110), 제1조절부(130), 그리고 제2조절부(150)가 신체와 접촉할 수 있도록 형성될 수 있다.
착용부(170)는 상부 결합 부재(171), 몸체 결합 부재(173) 그리고 하부 결합 부재(175)를 포함한다.
상부 결합 부재(171)에는 헤드마운트장치(110)가 결합된다. 상부 결합 부재(171)는 사람의 머리 부위에 결합될 수 있다. 상부 결합 부재(171)는 헤드마운트장치(110)와 결합되어 사람의 머리에 결합되도록 밴드 형태로 제공될 수 있다. 밴드 형태 중 일부는 몸체 결합 부재(173)와 결합될 수 있다.
몸체 결합 부재(173)는 사람의 몸 부위에 착용 가능하도록 제공될 수 있다. 몸체 결합 부재(173)에는 제1조절부(130)가 결합될 수 있다. 몸체 결합 부재(173)는 사람의 몸체 결합 시 길이 조절이 가능하도록 제공될 수 있다.
하부 결합 부재(175)는 제2조절부(150)가 결합될 수 있다. 하부 결합 부재(175)의 일부는 몸체 결합 부재(173)와 결합될 수 있다. 일 예로, 하부 결합 부재(175)는 허리 벨트와 유사한 구성으로 제공되며, 사람의 허리 부위를 감싸면서 착용가능하도록 제공될 수 있다.
하부 결합 부재(175)에는 복수개의 제2조절부(150)가 결합될 수 있다.
제어부(190)는 제1조절부(130) 또는 제2조절부(150)를 제어할 수 있다. 제어부(190)는 가상 현실 중 기설정된 상황에서 사람의 승모근 또는 사람의 허리 근육 부위에 자극을 제공하도록 제1조절부(130) 또는 제2조절부(150)를 제어할 수 있다.
일 예로, 기설정된 상황은 사람의 시각 신호가 입력되면 제1조절부(130) 또는 제2조절부(150)를 작동하여 진동 자극을 전달할 수 있다. 일 예로, 제어부(190)는 수평 또는 수직 이동 상황이거나, 차량 내부에서 가속 또는 감속되는 상황에서 제1조절부(130) 또는 제2조절부(150)를 작동할 수 있다. 이외에도 사람의 신체 감각 중 시각과 평형 감각의 불일치가 발생할 수 있는 소정의 신호가 감지되면, 제1조절부(130) 또는 제2조절부(150)를 작동하여 진동 자극을 전달할 수 있다. 제어부(190)는 신체 불일치 감각 신호가 발생할 수 있는 상태에 놓여지는 경우 최대한 빨리 제1조절부(130) 또는 제2조절부(150)를 작동하여 사람의 승모근 또는 허리 근육에 자극을 전달 할 수 있다.
보조 장치(200)는 사람의 하체를 지지할 수 있다. 보조 장치(200)는 가상 현실 체험시 사람의 발 부위에 자극을 전달할 수 있다. 보조 장치(200)는 사람이 발을 딛고 서 있도록 제공될 수 있다.
보조 장치(200)는 베이스(210), 지지대(230), 링지지대(250), 하부 플레이트(270), 제3조절부(290) 그리고 보조 제어부(280)를 포함한다.
베이스(210)는 보조 장치(200)의 하부에서 지상에 위치시킬 수 있다.
지지대(230) 중 일부는 베이스(210)와 결합되며, 다른 일부는 링지지대(250)와 결합될 수 있다. 지지대(230)는 링지지대(250) 및 베이스(210)를 지지할 수 있다.
링지지대(250)는 지지대(230)와 결합될 수 있다. 링지지대(250)는 사람의 보조 장치(200) 사용 시 사람의 손을 잡고 있을 수 있도록 제공할 수 있다. 링지지대(250)는 원형의 형태로 제공될 수 있다. 다만, 본 링지지대(250)의 형태는 이에 한정되지 않는다.
한편, 도시되지는 않았으나 제2조절부(150)는 링지지대(250)의 내측에 구비되거나 또는 링지지대(250)에 연결되어 링지지대(250) 내측에 서있는 사람의 허리 부분을 자극하도록 구비할 수 있다. 제2조절부(150)은 링지지대(250)에 형성되거나 부착되고, 보조 장치(200)에 구비된 전원으로부터 전기에너지를 공급받아 작동하도록 할 수 있다. 제2조절부(150)에 대한 전원공급부재(미도시)가 착용부(170)에 부착될 수 있으나, 이에 한정하지 않고 보조 장치(200) 상에 구비된 전원공급부재(미도시)로부터 전기에너지를 공급받도록 함으로써 사용자가 전원공급부재로 인한 불필요한 하중을 느끼지 않도록 할 수 있다. 또한, 링지지대(250)에 구비된 전원공급부(미도시)는 제2조절부(150)와 유선 또는 무선 방식을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
하부 플레이트(270)는 베이스(210)의 상부에 위치할 수 있다. 하부 플레이트(270)에는 사람의 발이 위치할 수 있다. 하부 플레이트(270)는 사람이 보조 장치(200) 착용 시 사람의 발 부위를 지지할 수 있다.
제3조절부(290)는 하부 플레이트(270)의 하부에 결합될 수 있다. 제3조절부(290)는 사람의 발 부위에 자극을 전달할 수 있다. 제3조절부는 헤드마운트장치(110)에서 제공하는 가상 현실의 상태를 신체가 느낄 수 있도록 제공될 수 있다. 일 예로, 제3조절부(290)는 가상 현실을 느끼는 시청각 감각과 신체의 감각이 괴리가 느껴지지 않도록 하기 위하여 신체의 특정 부위에 자극을 줄 수 있다.
일 실시 예로, 제3조절부(290)는 사람의 발 부위에 자극을 전달할 수 있다. 일 예로, 제3조절부(290)는 진동을 전달할 수 있는 모터 등으로 제공될 수 있다. 제3조절부(290)는 사람의 발 부위에 진동 자극을 전달할 수 있다. 이와는 달리, 제3조절부(290)는 저주파 장치 등 사람의 특정 부위에 자극을 전달할 수 있는 장치라면 제한없이 사용 가능하다.
제3조절부(290)는 복수개가 제공될 수 있다. 일 예로, 제3조절부(290)는 사람의 발 부위에 자극을 전달할 수 있도록 복수개가 제공될 수 있다. 이와는 달리, 제3조절부(290)는 하부 플레이트(270)와 결합되어 복수개의 자극 전달 장치를 가지는 하나의 형태로 제공될 수 있으며, 상술한 예로 한정되지 않는다.
보조 제어부(280)는 제3조절부(290)를 제어할 수 있다. 보조 제어부(280)는 가상 현실 시스템(10) 사용 시 헤드마운트장치(110)의 가상 현실 정보, 제어부(190)의 제어 신호등을 감지하여 가상 현실의 상태에 따라서 제3조절부(290)의 작동을 제어할 수 있다. 일 예로, 가상 현실을 체험하는 상태에 있어서, 시청각 감각과 평형 감각이 불일치가 일어날 수 있는 상황으로 변화가 감지되는 경우, 사람의 발 부위에 자극을 전달하도록 제3조절부(290)의 작동을 제어할 수 있다.
보조 제어부(280)는 가상현실의 정보 및 제어부(190)의 정보를 수신받아 작동할 수 있다.
이하, 본 발명의 효과를 설명한다.
가상 현실 장치를 사용 시 인체의 시청각 감각과 평형 감각이 불일치가 발생할 수 있다. 이 때, 내이의 평형기관에 골전도를 통한 진동신호를 전달해 뇌에서 평형기관의 감각신호를 무시하도록 할 수 있다. 이를 통해서, 시각과 평형감각의 불일치를 극복하고 멀미를 방지할 수는 있다.
다만, 상기 기술의 경우 내의에 지속적으로 진동자극을 전달될 경우, 평형기관관 청각기관의 스트레스가 누적되어 의학적인 부작용을 일으킬 가능성이 커질 수 있다. 진동드릴을 이용한 유양돌기 절제술 후에 양성발작성체위성현훈 (benign paroxysmal vertigo, BPPV)로 의심되는 어지러움 사례들도 보고되어 있으며, 지속되는 진동자극이 평형기관과 인접한 달팽이관을 자극하여 소음성 난청을 유발할 가능성도 존재한다. 내이에 지속적인 골전도 자극이 이뤄지는 사례로는 골전도 보청기가 있으나, 평형감각의 마스킹(masking)이 이뤄지기 위해서는 이보다는 강한 자극이 필요할 것으로 생각되어 진동자극에 따른 부작용 가능성도 크다고 할 수 있다. 따라서 직접적인 골전도에 의한 자극을 줄여서 내이의 손상을 최소화하며, 가상 현실을 체험할 수 있는 장치가 필요하다.
이에 본 발명의 실시 예에 따르면, 가상 현실 체험 시 사람의 승모근에 자극을 전달하며 승모근의 미세한 움직임을 통해서 머리에 진동을 전달하고 이를 통해서 직접적인 골전도 자극을 피함으로써 진동자극에 따른 부작용을 최소화할 수 있다. 이러한 구성은 종래 내이에 가해지는 진동자극에 의하지 않더라도 인지부조화 현상을 감소할 수 있고, 진동자극에 따른 스트레스를 최소화 할 수 있으며 근육의 움직임을 통해 머리에 신호를 전달함으로써 평형감각과 체성감각을 함께 자극하는 효과가 있다.
도 7 및 도 8을 사람의 신체에 자극을 가하는 부위를 보여주는 도면이다. 동그라미로 표시된 부분이 진동자극이 이루어지는 부분으로 진동자극에 상대적으로 강한 내구도를 지니면서도 머리로 진동자극이 효과적으로 전달될 수 있는 부분을 예시하였다. 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따르면, 가상 현실 체험 시 광배근을 포함한 허리 양측 근육에 진동 자극을 줌으로써 몸에 흔들림 효과를 전달한다. 이와 같은 진동자극을 통해 승모근에 진동자극을 준 것과 유사한 방식으로 인지부조화 현상을 감소할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 하부 플레이트의 아래 부분에 제3조절부를 통한 발 부위 자극을 전달하여 몸에 흔들림 효과를 전달한다. 이때, 발 부위에 전달되는 자극은 머리에서 평형감각을 알아채지 못할 정도의 진동이면 족하다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니고 트레드밀(treadmill) 등 발의 움직임을 유도하거나 생성할 수 있고 이를 통해서 몸에 흔들림 효과를 전달할 수 있는 것이라면 어느 것이나 제한되지 않는다.
트레드밀을 이용하여 몸에 흔들림 효과를 전달하는 경우, 사용자의 몸무게의 과소에 따라 진동이 과하거나 또는 미약하여 원하는 정도의 진동이 전달되기 어려울 수 있다. 따라서, 트레드밀은 사용자의 몸무게를 센싱할 수 있도록 체중감지 센서유닛을 더 포함하여 구비될 수 있다. 구체적으로 체중감지 센서유닛은 트레드밀의 하부(사용자의 발이 위치하는 하방)에 부착될 수 있다. 예를 들면, 사용자의 몸무게를 트레드밀 하부에 설치된 체중감지 센서유닛으로 인식한 다음, 디폴트(default)로 설정된 진동강도를 조절할 수 있다. 진동강도는 미리 설정된 체중의 과소에 따라서 디폴트 진동강도보다 강하거나 또는 약하게 조절될 수 있다.
이때 체중감지 센서유닛은 사용자가 트레드밀 상부에 올라선 상태에서 측정된 최초의 체중을 감지하도록 하여 사용자의 발구름 동작에 따라 변화하는 몸무게변화에 반응하지 않도록 구비될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상술한 자극들을 통해서 내이에 직접적인 골전도 자극을 전달하지 않더라도 시각, 청각 또는 체성감각의 불일치에 따른 인지부조화 및 멀미 증상을 감소시킬 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
10: 가상 현실 시스템 100: 가상 현실 장치
110: 헤드마운트장치 130: 제1조절부
150: 제2조절부 170: 착용부
190: 제어부 200: 보조 장치
210: 베이스 230: 지지대
250: 링지지대 270: 하부 플레이트
280: 보조 제어부 290: 제3조절부

Claims (13)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 가상 현실 장치를 사용 시 인체의 시청각 감각과 평형 감각이 불일치에 의한 멀미현상을 감소하기 위한 가상 현실 시스템에 있어서,
    상기 가상 현실 시스템은,
    사용자의 머리에 장착되며, 사용자에게 가상 현실을 제공하는 헤드마운트장치, 상기 헤드마운트장치에 결합되며, 사람의 신체에 상기 가상 현실 장치를 착용 가능하도록 제공되는 착용부, 상기 착용부에 결합되며, 사람의 신체 중 기설정된 부위에 자극을 제공하며 상기 헤드마운트장치에서 제공하는 가상 현실의 상태를 신체가 느낄 수 있도록 제공하는 제1조절부 및 제2조절부, 그리고 상기 제1조절부 또는 상기 제2조절부를 제어하는 제어부를 포함하는 가상 현실 장치; 및
    베이스, 상기 베이스와 결합되며 사람의 발을 지지하는 하부 플레이트, 상기 하부 플레이트의 일면과 결합되며 사람의 하체지지부위에 흔들림을 전달하는 진동자극을 제공하는 보조 조절부, 몸무게를 센싱할 수 있도록 체중감지 센서유닛 및 상기 보조 조절부의 작동을 제어하는 보조 제어부을 포함하는 상기 가상 현실 장치를 착용한 사람이 발을 딛고 서 있을 수 있도록 제공되는 보조 장치;를 포함하고,
    상기 제1조절부 및 상기 제2조절부는 각각 복수개가 제공되고,
    상기 제1조절부 및 상기 제2조절부는 양측의 승모근, 광배근을 포함한 척추 양측의 근육 각각에 진동자극을 줌으로써 몸에 흔들림 효과를 전달하고 머리에 간접적인 진동이 전달되어 내이의 전정 및 평형기관에 직접적인 충격이 없이 평형감각의 마스킹이 일어날 수 있도록 구비되고,
    상기 제어부는 상기 헤드마운트장치에서 제공하는 가상 현실 중 기설정된 상황에서 사람의 승모근 또는 사람의 허리 근육 부위에 자극을 제공하도록 상기 제1조절부 또는 상기 제2조절부를 제어하고,
    상기 체중감지 센서유닛은 사용자가 상기 보조 장치 상부에 올라선 상태에서 측정된 최초의 체중을 감지하도록 하여 사용자의 발구름 동작에 따라 변화하는 몸무게변화에 반응하지 않도록 구비되고,
    상기 보조 제어부는 상기 가상 현실의 상태에 따라서 상기 보조 제어부를 제어하여 사람의 발에 진동자극을 제공하고 이에 따라 상기 보조 장치는 하체지지부위에 흔들림 효과를 전달하는 것을 특징으로 하는 가상 현실 시스템.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제8항에 있어서,
    상기 기설정된 상황은 수직 또는 수평 상태 이동이거나, 가상현실에서 가속 또는 감속되는 상황을 포함하는 가상 현실 시스템.
  13. 삭제
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