KR102077230B1 - Glove for virtual realty and augmented reality - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가상현실 및 증강현실을 위한 글러브에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 봇제어 및 정밀제어가 가능하고, 가볍고 착용감이 향상된 가상현실 및 증강현실을 위한 글러브를 제공하는데 있다.
일례로, 손에 착용 가능하며 탄성력을 갖는 글러브 시트; 상기 글러브 시트 중 손가락 관절과 대응하는 위치에 도전성 물질로 각각 패터닝되고, 길이 변화에 따라 저항 값이 변화하는 센서 패턴부; 및 상기 글러브 시트에 설치되고, 상기 센서 패턴부와 각각 전기적으로 연결되고, 상기 센서 패턴부에 대한 저항 값의 변화를 각각 측정하고, 측정된 데이터를 외부로 전송하는 제어부를 포함하는 가상현실 및 증강현실을 위한 글러브를 개시한다.The present invention relates to a glove for virtual reality and augmented reality, the technical problem to be solved is to provide a glove for a virtual reality and augmented reality that can be controlled bot and precise control, light and comfortable.
For example, a glove sheet wearable to the hand and having an elastic force; A sensor pattern part patterned with a conductive material at a position corresponding to a finger joint of the glove sheet, and having a resistance value changed according to a change in length; And a control unit installed on the glove sheet, electrically connected to the sensor pattern unit, respectively, measuring a change in the resistance value of the sensor pattern unit, and transmitting the measured data to the outside. Discuss gloves for reality.
Description
본 발명의 실시예는 가상현실 및 증강현실을 위한 글러브에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to gloves for virtual reality and augmented reality.
일반적으로, VR 글러브(virtual reality glove)는 VR 공간에서 가상 물체를 잡고 들어 올리는 등의 조작이 가능하고, 그 느낌을 사용자의 손에 전달하기 위한 장치이다. 가상의 도구들을 눈앞에 있는 것처럼 만지고 조작할 수 있기 때문에, 수술이나 기계 조작 등의 직업 훈련에 사용될 수 있다. 또한, 교육용도로도 활용이 가능하며, 총격 시의 조작이나 반동을 몸으로 느끼는 등 게임에도 응용할 수 있다. In general, VR gloves (virtual reality glove) is a device that can be manipulated, such as holding and lifting a virtual object in the VR space, and transmits the feeling to the user's hand. Virtual tools can be touched and manipulated as if they were in front of them, so they can be used for vocational training, such as surgery or mechanical manipulation. In addition, it can be used for educational purposes, and can be applied to games such as a manipulation or reaction to shooting.
그러나, 종래의 기계식 가상현실 및 증강현실을 위한 글러브는 수백 만원대의 고가의 장비로 무게가 무겁고 착용감이 떨어지는 단점이 있으나 로봇이나 정밀기계의 제어에 대한 정밀도가 높은 장점이 있다.However, the conventional gloves for mechanical virtual reality and augmented reality has the disadvantages of heavy weight and low fit with expensive equipment of several million won, but has the advantage of high precision for the control of robots or precision machines.
또한, 종래의 얇은 시트(sheet) 형태의 가상현실 및 증강현실을 위한 글러브는 가격대가 상대적으로 저렴하고 사업성 및 보급화가 용이하다는 장점이 있으나 로봇이나 정밀기계의 제어하기에는 부적합하다는 단점이 있다.In addition, the conventional thin sheet (glove) for the virtual reality and augmented reality glove has the advantage that the price range is relatively inexpensive and easy to commercialize and popularize, but there is a disadvantage that it is not suitable for controlling the robot or precision machine.
본 발명의 실시예는, 로봇제어 및 정밀제어가 가능하고, 가볍고 착용감이 향상된 가상현실 및 증강현실을 위한 글러브를 제공한다.Embodiment of the present invention, the robot control and precision control, and provides a glove for the virtual reality and augmented reality with improved light and comfortable.
본 발명의 실시예에 따른 가상현실 및 증강현실을 위한 글러브는, 손에 착용 가능하며 탄성력을 갖는 글러브 시트; 상기 글러브 시트 중 손가락 관절과 대응하는 위치에 도전성 물질로 각각 패터닝되고, 길이 변화에 따라 저항 값이 변화하는 센서 패턴부; 및 상기 글러브 시트에 설치되고, 상기 센서 패턴부와 각각 전기적으로 연결되고, 상기 센서 패턴부에 대한 저항 값의 변화를 각각 측정하고, 측정된 데이터를 외부로 전송하는 제어부를 포함한다.Gloves for virtual reality and augmented reality according to an embodiment of the present invention, wearable to the hand glove sheet having an elastic force; A sensor pattern part patterned with a conductive material at a position corresponding to a finger joint of the glove sheet, and having a resistance value changed according to a change in length; And a control unit installed in the glove sheet, electrically connected to the sensor pattern unit, respectively, measuring a change in resistance value of the sensor pattern unit, and transmitting the measured data to the outside.
또한, 상기 글러브 시트에 도전성 물질로 패터닝되고, 상기 센서 패턴부와 상기 제어부 간을 각각 전기적으로 연결하는 배선 패턴부를 더 포함할 수 있다.The glove sheet may further include a wiring pattern part patterned with a conductive material and electrically connected between the sensor pattern part and the controller.
또한, 상기 글러브 시트는, 상기 글러브 시트의 외측에 형성되며 우레탄(Urethane)을 포함하는 제1 층; 상기 글러브 시트에 내측에 형성되며 PET(Polyethylene terephthalate)를 포함하는 제2 층; 및 상기 제1 층과 상기 제2 층 간에 개재되며 접착제를 포함하는 제3 층을 포함할 수 있다.In addition, the glove sheet, the first layer formed on the outside of the glove sheet containing urethane (Urethane); A second layer formed inside the glove sheet and including polyethylene terephthalate (PET); And a third layer interposed between the first layer and the second layer and including an adhesive.
또한, 상기 센서 패턴부는 나노 크기의 도전성 페이스트, 마이크로 크기의 도전성 페이스트 및 점성 도전용제를 포함하고, 상기 도전성 페이스트는 은(Ag)을 포함하고, 상기 점성 도전용제는 ECA(Ethyl Carbitol Acetate)를 포함할 수 있다.The sensor pattern portion may include a nano-sized conductive paste, a micro-sized conductive paste, and a viscous conductive agent, the conductive paste may include silver (Ag), and the viscous conductive agent may include ECA (Ethyl Carbitol Acetate). can do.
또한, 상기 센서 패턴부는 최대 130%의 신축률을 가질 수 있다.In addition, the sensor pattern portion may have a stretch ratio of up to 130%.
또한, 상기 센서 패턴부 각각은, 제1 전극 패턴; 상기 제1 전극 패턴과 소정 간격으로 이격된 제2 전극 패턴; 및 상기 제1 전극 패턴과 상기 제2 전극 패턴 사이를 연결하며, 소정의 길이를 갖도록 형성된 다수의 센서 바디 패턴을 포함할 수 있다.In addition, each of the sensor pattern parts may include a first electrode pattern; A second electrode pattern spaced apart from the first electrode pattern at a predetermined interval; And a plurality of sensor body patterns connected between the first electrode pattern and the second electrode pattern and formed to have a predetermined length.
또한, 상기 제1 전극 패턴, 상기 제2 전극 패턴 및 상기 다수의 센서 바디 패턴은 라인 형태로 이루어지고, 상기 제1 전극 패턴과 상기 제2 전극 패턴은 상기 글러브 시트의 손가락 부분을 가로지르는 방향으로 서로 나란히 배열되고, 상기 다수의 센서 바디 패턴은 상기 글러브 시트의 손가락 부분의 길이 방향으로 서로 이격 배열될 수 있다.The first electrode pattern, the second electrode pattern, and the plurality of sensor body patterns may be formed in a line shape, and the first electrode pattern and the second electrode pattern may cross a finger portion of the glove sheet. The plurality of sensor body patterns may be arranged side by side and spaced apart from each other in the longitudinal direction of the finger portion of the glove sheet.
또한, 상기 제어부는, 상기 센서 패턴부와 각각 전기적으로 연결되고, 상기 센서 패턴부에 각각 일정한 전류를 공급하기 위한 센서 연결부; 상기 센서 패턴부 각각에 대한 저항 값을 측정하는 저항 측정부; 상기 저항 측정부를 통해 연산되는 저항 값에 따라 상기 센서 패턴부 각각의 길이에 대한 변형률을 연산하는 패턴 변형률 연산부; 및 상기 패턴 변형률 연산부를 통해 연산된 데이터를 외부의 VR 장치로 전송하기 위한 데이터 전송부를 포함할 수 있다. The control unit may include: a sensor connection unit electrically connected to the sensor pattern unit, and supplying a constant current to the sensor pattern unit, respectively; A resistance measuring unit measuring a resistance value for each of the sensor pattern units; A pattern strain calculator for calculating a strain of each of the sensor pattern units according to a resistance value calculated by the resistance measurer; And a data transmitter for transmitting the data calculated through the pattern strain calculator to an external VR device.
본 발명의 실시예에 따르면, 로봇제어 및 정밀제어가 가능하고, 가볍고 착용감이 향상된 가상현실 및 증강현실을 위한 글러브를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a glove for virtual control and augmented reality that can be controlled robot and precise control, and light and improved wear.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 및 증강현실을 위한 글러브의 전체 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 글러브 시트의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제어부의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 센서 패턴부, 제어부 및 배선 패턴부가 조립된 구성을 나타낸 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 센서 패턴부의 변형률(또는 신축률)에 따른 선 저항 값의 변화를 나타낸 테스트 결과 데이터이다.1 is a view showing the overall configuration of the glove for virtual reality and augmented reality according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing the configuration of a glove sheet according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing the configuration of a control unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a photograph showing a configuration in which a sensor pattern unit, a control unit, and a wiring pattern unit are assembled according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 is test result data showing a change in a line resistance value according to a strain (or stretch rate) of a sensor pattern part according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.Terms used herein will be briefly described, and the present invention will be described in detail.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in the present invention have been selected as widely used general terms as possible in consideration of the functions in the present invention, but this may vary according to the intention or precedent of the person skilled in the art, the emergence of new technologies, and the like. In addition, in certain cases, there is a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the invention. Therefore, the terms used in the present invention should be defined based on the meanings of the terms and the general contents of the present invention, rather than simply the names of the terms.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.When any part of the specification is to "include" any component, this means that it may further include other components, except to exclude other components unless specifically stated otherwise. In addition, the terms "... unit", "module", etc. described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software. .
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 및 증강현실을 위한 글러브의 전체 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 글러브 시트의 구성을 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제어부의 구성을 나타낸 블록도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 센서 패턴부, 제어부 및 배선 패턴부가 조립된 구성을 나타낸 사진이다.1 is a view showing the overall configuration of the glove for virtual reality and augmented reality according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view showing the configuration of a glove sheet according to an embodiment of the present invention, Figure 3 4 is a block diagram showing the configuration of a control unit according to an embodiment of the present invention, and FIG.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 및 증강현실을 위한 글러브(100)는 글러브 시트(110), 다수의 센서 패턴부(120), 제어부(130) 및 배선 패턴부(140)를 포함한다.1 to 4, the
상기 글러브 시트(110)는 사용자의 손에 착용 가능하도록 장갑 형태로 형성되고, 착용 시 손에 밀착되며, 소정의 탄성력을 갖는 소재로 형성될 수 있다. 이러한 글러브 시트(110)는 도 2에 도시된 바와 같이 제1 층(111), 제2 층(112) 및 제3 층(113)을 포함할 수 있다. The
상기 제1 층(111)은 글러브 시트(110)의 바깥쪽 면을 이루고, 제2 층(112)은 글러브 시트(110)의 안쪽 면을 이룰 수 있다. 여기서, 제1 층(111)은 우레탄(Urethane)을 포함하고, 제2 층(112)은 PET(Polyethylene terephthalate)을 포함할 수 있다. 제3 층(113)은 제1 층(111)과 제2 층(112) 사이에 개재되어 제1 층(111)과 제2 층(112) 간을 서로 부착시킬 수 있다. 이러한 제3 층(113)은 접착제 또는 양면 테이프를 포함할 수 있다. The
상기 글러브 시트(110)에서 제1 층(111)은 약 0.175T의 두께로 이루어질 수 있고, 제2 층(112)은 약 0.2T의 두께로 이루어질 수 있으며, 제3 층(113)은 약 0.125T의 두께로 이루어질 수 있다. 다만, 본 실시예에서 제1 층(111), 제2 층(112) 및 제3 층(113)의 두께를 상기와 같이 한정하는 것은 아니며 다양한 수치로 변경 가능하다. In the
한편, 제1 층(111) 상에는 배선 패턴부(140)가 형성될 수 있으며, 코팅층(미도시)이 형성될 수 있다. 여기서 코팅층(미도시)은 센서 패턴부(120)와 배선 패턴부(140)을 보호하고 제1 층(111)에 고정시킬 수 있다.Meanwhile, the
상기 다수의 센서 패턴부(120)는 글러브 시트(110) 중 손가락 관절과 대응하는 위치에 페이스트(paste) 상태의 도전성 물질로 각각 패터닝되어 이루어지고, 그 길이(L) 변화에 따라 저항 값이 변화할 수 있다. 이러한 센서 패턴부(120) 각각은 제1 전극 패턴(121), 제2 전극 패턴(122) 및 다수의 센서 바디 패턴(123)을 포함할 수 있다. The plurality of
상기 제1 전극 패턴(121)과 제2 전극 패턴(122)은 라인 형태로 이루어지며 글러브 시트(110)의 손가락 부분을 가로지르는 방향으로 서로 나란하게 배열될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극 패턴(121)과 제2 전극 패턴(112)은 글러브 시트(110)의 손가락 부분의 길이 방향에 대하여 대략 수직 방향으로 가로지르는 형태로 배치될 수 있다. 이와 같이 배치함으로써, 사용자가 가상현실 및 증강현실을 위한 글러브(100) 착용 후 손가락을 구부릴 경우 손가락 관절에 의해 제1 전극 패턴(121)과 제2 전극 패턴(122)이 늘어나 길이 변화가 일어나지 않도록 할 수 있다. 또한, 제1 전극 패턴(121)과 제2 전극 패턴(122)는 일정 간격을 두고 이격 배치될 수 있다.The
상기 다수의 센서 바디 패턴(123)는 소정의 길이(L)를 갖는 라인 형태로 이루어지며, 서로 이격된 제1 전극 패턴(121)과 제2 전극 패턴(122) 사이를 전기적으로 연결할 수 있다. 또한, 다수의 센서 바디 패턴(123)는 일정한 간격을 두고 서로 이격 배치될 수 있다. 이러한 센서 바디 패턴(123)은 글러브 시트(110)의 손가락 부분의 길이 방향으로 배열될 수 있다. 즉, 센서 바디 패턴(113)들은 각각 글러브 시트(110)의 손가락 부분의 방향과 같은 방향으로 배열될 수 있다. 이와 같이 배치함으로써, 사용자가 가상현실 및 증강현실을 위한 글러브(100) 착용 후 손가락을 구부릴 경우 손가락 관절에 의해 센서 바디 패턴(123)가 길이 방향으로 늘어나게 되는데, 이와 같이 저항체인 센서 바디 패턴(123)의 길이(L)가 늘어날 경우 센서 바디 패턴(123)의 저항 값도 증가하게 된다. 다만, 센서 바디 패턴(123)의 길이(L)가 늘어난 만큼 그 단면적이 감소하기 때문에 센서 바디 패턴(123)의 길이(L)에 대한 변형률에 따라 저항 값에 대한 일정한 변화가 일어나게 된다.The plurality of
도 5에는 본 발명의 실시예에 따른 센서 패턴부의 변형률(또는 신축률)에 따른 선 저항 값의 변화를 나타낸 테스트 결과 데이터로, 기존 센서와 본 실시예의 센서 패턴부(120)(샘플명: FTL-365H) 각각의 변형률(Strain [%])에 따른 저항(Resistance [Ω]) 특성 곡선이 도시되어 있다. 5 is a test result data showing the change in the line resistance value according to the strain (or stretching ratio) of the sensor pattern portion according to the embodiment of the present invention, the existing sensor and the
도 5에 도시된 바와 같이, 센서 패턴부(120)는 변형률 130%까지 약 506Ω의 저항 값이 측정되었다. 즉, 본 실시예에 따른 센서 패턴부(120)는 130%까지 늘어나더라도 끊어짐 없이 저항 값에 대한 안정적인 작동이 가능하다. As shown in FIG. 5, the
상기 센서 패턴부(120)의 변형률에 따른 선 저항 값의 변화에 대한 보다 상세한 테스트 결과는 아래의 표를 통해 정리하였다.More detailed test results regarding the change in the line resistance value according to the strain of the
<표><Table>
상기 센서 패턴부(120)는 나노 크기(약 0.3nm)의 도전성 페이스트와 마이크로 크기(3㎛)의 도전성 페이스트, 그리고 점성 도전용제를 포함할 수 있다. 여기서, 도전성 페이스트로는 은(Ag)를 사용할 수 있고, 점성 도전용제로는 ECA(Ethyl Carbitol Acetate)를 사용할 수 있으며, 바인더 물질로는 폴리에스터(Polyester)를 사용할 수 있다. The
이러한 도전성 페이스트와 점성 도전용제는 일정한 구성비와 인쇄조건에 따른 패턴인쇄 및 건조과정을 통해 센서 패턴부(120)로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도전성 페이스트의 고형분은 약 83±3%로 이루어지고, 점성 도전용제의 점도는 14,000±2,000 cps를 가질 수 있으며, 틱소트로피(thixotropy)는 4.0±0.5를 나타낼 수 있으나, 이는 하나의 일례일 뿐 다양한 조건으로 제작 가능하다.The conductive paste and the viscous conductive agent may be formed of the
또한, 인쇄조건으로 스퀴저(squeezer) 경도는 80~90, 스퀴저 각도는 73°, 스퀴저 압력은 2.8mm, 인쇄속도는 50mm/s로 이루어질 수 있으나, 이는 하나의 일례일 뿐 다양한 방식으로 제작 가능하다.In addition, the printing conditions may include a squeezer hardness of 80 to 90, a squeezer angle of 73 °, a squeezer pressure of 2.8 mm, and a printing speed of 50 mm / s, but this is just one example. Can be produced.
또한, 건조조건으로는 130℃의 온도에서 약 30분 정도 열풍 건조할 수 있으나, 이는 하나의 일례일 뿐 다양한 방식으로 제작 가능하다.In addition, the drying conditions may be hot air drying for about 30 minutes at a temperature of 130 ℃, this is only one example can be produced in a variety of ways.
이와 같은 방식으로 센서 패턴부(120)의 센서 바디 패턴(123)은 1mm의 폭과 57mm의 길이를 갖도록 형성될 수 있으며, 이때 초기 선 저항 값은 약 8.8Ω을 가질 수 있으나, 이는 하나의 일례일 뿐 다양한 크기로 변경 가능하다. In this manner, the
상기 제어부(130)는 글러브 시트(110)에 설치되고, 센서 패턴부(120)와 각각 전기적으로 연결되고, 센서 패턴부(120)에 대한 저항 값의 변화를 각각 측정하고, 측정된 데이터를 외부로 전송할 수 있다. 이를 위해 제어부(130)는 센서 연결부(131), 저항 측정부(132), 패턴 변형률 연산부(133) 및 데이터 전송부(134)를 포함할 수 있다.The
상기 센서 연결부(131)는 센서 패턴부(120)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 센서 연결부(131)는 배선 패턴부(140)를 통해 센서 패턴부(120)와 저항 측정부(132) 사이를 연결하는 커넥터로서 전원부(미도시)를 통해 센서 패턴부(120)에 각각 일정한 전류를 공급할 수 있다. The
상기 저항 측정부(132)는 센서 패턴부(120) 각각에 대한 저항 값을 측정할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 저항 측정부(132)는 배선 패턴부(140)를 통해 센서 패턴부(120)의 제1 및 제2 전극 패턴(121, 122)에 각각 연결되어 있으며 센서 연결부(131)를 통해 공급되는 전류에 따른 제1 및 제2 전극 패턴(121, 122) 간의 전압 값을 측정할 수 있으며, 측정된 전압 값과 공급되는 전류 값을 이용하여 센서 패턴부(120)의 저항 값을 각각 측정할 수 있다. The
상기 저항 측정부(132)는 센서 패턴부(120)와 각각 연결되는 센서 연결부(131)를 이용하여 센서 패턴부(120) 별로 저항 값을 측정할 수 있다. 센서 연결부(131)에는 센서 패턴부(120)와 각각 연결되는 배선 패턴부(140)의 입력 단의 정보를 이용하여 어떤 센서 패턴부(120)가 얼마의 저항 값을 갖는지를 파악할 수 있다. The
예를 들어, 검지 손가락의 첫째 관절에 대응하는 제1 센서 패턴부, 둘째 관절에 대응하는 제2 센서 패턴부, 셋째 관절에 대응하는 제3 센서 패턴부가 구성된다고 가정하면, 저항 측정부(132)는 센서 연결부(131) 중 제1 센서 패턴부와 연결된 단자의 전압 측정을 통해 제1 센서 패턴부의 저항 값을 측정할 수 있고, 센서 연결부(131) 중 제2 센서 패턴부와 연결된 단자의 전압 측정을 통해 제2 센서 패턴부의 저항 값을 측정할 수 있으며, 센서 연결부(131) 중 제3 센서 패턴부와 연결된 단자의 전압 측정을 통해 제3 센서 패턴부의 저항 값을 측정할 수 있다. 이에 따라 저항 측정부(132)는 어떠한 센서 패턴부(120)에서 얼마의 저항 값이 측정되는지 각각 파악할 수 있다.For example, it is assumed that the first sensor pattern part corresponding to the first joint of the index finger, the second sensor pattern part corresponding to the second joint, and the third sensor pattern part corresponding to the third joint are configured. Can measure the resistance value of the first sensor pattern part by measuring the voltage of the terminal connected to the first sensor pattern part of the
상기 패턴 변형률 연산부(133)는 저항 측정부(132)를 통해 연산되는 저항 값에 따라 센서 패턴부(120) 각각의 길이에 대한 변형률을 연산할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 센서 패턴부(120)의 변형률에 따른 저항 값의 특성 정보를 미리 저장하고, 저장된 룩업 테이블에 기초하여 저항 측정부(132)를 통해 측정된 저항 값에 따른 변형률을 추정하는 방식으로 연산할 수 있다. The
상기 데이터 전송부(134)는 패턴 변형률 연산부(133)를 통해 연산된 데이터를 외부의 VR 장치(10)로 전송할 수 있다. 이러한 데이터 전송부(134)는 유무선 방식을 통해 VR 장치(10)와 연결되어 통신할 수 있다. 유선 방식의 경우 USB 통신을 통해 접속되어 데이터를 전송할 수 있고, 무선 방식의 경우 블루투스, 와이파이, LTE, 3G 등의 무선 통신 방식으로 접속되어 데이터를 전송할 수 있다. The
상기 배선 패턴부(140)는 글러브 시트에 도전성 물질로 패터닝되고, 상기 센서 패턴부와 상기 제어부 간을 각각 전기적으로 연결할 수 있다. 좀 더 구체적으로 배선 패턴부(140)는 제1 배선 패턴(141)과 제2 배선 패턴(142)을 포함할 수 있다. The
상기 제1 배선 패턴(141)은 센서 패턴부(120)의 제1 전극 패턴(121)과 전기적으로 연결될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 제1 배선 패턴(141)은 글러브 시트(110)에서 하나의 손가락 라인과 대응하는 센서 패턴부(120)들에 대해서는 하나의 배선으로 이루어질 수 있다. 예를 들어 검지 손가락 부분의 경우 제1 내지 제3 센서 패턴부가 존재한다고 가정하면, 이러한 제1 내지 제 3 센서 패턴부들의 각 제1 전극 패턴(121)은 하나의 제1 배선 패턴(141)과 연결될 수 있다. The
상기 제2 배선 패턴(142)는 센서 패턴부(120)의 제2 전극 패턴(122)과 각각 연결될 수 있다. The
한편, 본 실시예의 가상현실 및 증강현실을 위한 글러브는 자이로 센서, 가속도 센서, 지자기 센서를 더 포함할 수 있으며, 이들의 센서는 하나의 모듈로 구성되는 IMU(Inertial Measurement Unit)으로 구현될 수 있다. 이러한 IMU 센서는 관성 측정 장치로 움직이는 손의 속도, 방향, 중력, 가속도 등을 측정할 수 있다. 좀 더 구체적으로, IMU센서는 3축 가속도 센서와 3축 자이로스코프로 구성되는 6축 IMU센서 또는 3축 가속도 센서와 3축 자이로스코프와 3축 지자기 센서로 구성되는 9축 IMU센서로 구성될 수 있다. 여기서, 가속도 센서는 이동 관성을, 자이로스코프는 회전 관성을, 지자기 센서는 방위각을 측정할 수 있다 이러한 IMU 센서를 통해 측정된 데이터는 데이터 전송부(134)를 통해 외부의 VR 장치(10)로 전송될 수 있다. Meanwhile, the glove for the virtual reality and the augmented reality of the present embodiment may further include a gyro sensor, an acceleration sensor, and a geomagnetic sensor, and these sensors may be implemented as an IMU (Inertial Measurement Unit) composed of one module. . These IMU sensors use inertial measurement devices to measure the speed, direction, gravity, and acceleration of a moving hand. More specifically, the IMU sensor may consist of a six-axis IMU sensor consisting of a three-axis acceleration sensor and a three-axis gyroscope or a nine-axis IMU sensor consisting of a three-axis acceleration sensor and a three-axis gyroscope and three-axis geomagnetic sensor. have. Here, the acceleration sensor may measure the movement inertia, the gyroscope may measure the rotational inertia, and the geomagnetic sensor may measure the azimuth angle. The data measured by the IMU sensor may be transferred to the
본 실시예에 따른 글러브 시트(110)는 보다 가볍고 탄성력이 있는 소재를 사용함으로써 기존보다 경량화된 가상현실 및 증강현실을 위한 글러브를 구현할 수 있다. The
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 가상현실 및 증강현실을 위한 글러브를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is just one embodiment for carrying out a glove for virtual reality and augmented reality according to the present invention, the present invention is not limited to the above embodiment, as claimed in the following claims Without departing from the gist of the invention, those skilled in the art to which the present invention pertains to the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.
100: 가상현실 및 증강현실을 위한 글러브 110: 글러브 시트
111: 제1 층 112: 제2 층
113: 제3 층 120: 센서 패턴부
121: 제1 전극 패턴 122: 제2 전극 패턴
123: 센서 바디 패턴 130: 제어부
131: 센서 연결부 132: 저항 측정부
133: 패턴 변형률 연산부 134: 데이터 전송부
140: 배선 패턴부 141: 제1 배선 패턴
142: 제2 배선 패턴 10: VR 장치100: gloves for virtual reality and augmented reality 110: gloves sheet
111: first layer 112: second layer
113: third layer 120: sensor pattern portion
121: first electrode pattern 122: second electrode pattern
123: sensor body pattern 130: control unit
131: sensor connection unit 132: resistance measurement unit
133: pattern strain calculation unit 134: data transmission unit
140: wiring pattern portion 141: first wiring pattern
142: second wiring pattern 10: VR device
Claims (8)
상기 글러브 시트 중 손가락 관절과 대응하는 위치에 도전성 물질로 각각 패터닝되고, 길이 변화에 따라 저항 값이 변화하는 센서 패턴부;
상기 글러브 시트에 설치되고, 상기 센서 패턴부와 각각 전기적으로 연결되고, 상기 센서 패턴부에 대한 저항 값의 변화를 각각 측정하고, 측정된 데이터를 외부로 전송하는 제어부; 및
상기 글러브 시트에 도전성 물질로 패터닝되고, 상기 센서 패턴부와 상기 제어부 간을 각각 전기적으로 연결하는 배선 패턴부를 포함하고,
상기 센서 패턴부 각각은,
제1 전극 패턴;
상기 제1 전극 패턴과 소정 간격으로 이격된 제2 전극 패턴; 및
상기 제1 전극 패턴과 상기 제2 전극 패턴 사이를 연결하며, 소정의 길이를 갖도록 형성된 다수의 센서 바디 패턴을 포함하고,
상기 제1 전극 패턴, 상기 제2 전극 패턴 및 상기 다수의 센서 바디 패턴은 라인 형태로 이루어지고,
상기 제1 전극 패턴과 상기 제2 전극 패턴은 상기 글러브 시트의 손가락 부분을 가로지르는 방향으로 서로 나란히 배열되고,
상기 다수의 센서 바디 패턴은 상기 글러브 시트의 손가락 부분의 길이 방향으로 서로 이격 배열되어, 상기 센서 바디 패턴의 일측이 상기 제1 전극 패턴에 각각 연결되고, 상기 센서 바디 패턴의 타측이 상기 제2 전극 패턴에 각각 연결되고,
상기 배선 패턴부는,
상기 글러브 시트 중 하나의 손가락 부분에 속한 상기 센서 바디 패턴들의 상기 제1 전극 패턴과 서로 연결된 제1 배선 패턴; 및
상기 글러브 시트 중 하나의 손가락 부분에 속한 상기 센서 바디 패턴들의 상기 제2 전극 패턴과 개별적으로 각각 연결된 제2 배선 패턴을 포함하고,
상기 제어부는,
상기 센서 패턴부와 각각 전기적으로 연결되고, 상기 센서 패턴부에 각각 일정한 전류를 공급하기 위한 센서 연결부;
상기 센서 패턴부 각각에 대한 저항 값을 측정하는 저항 측정부;
상기 센서 패턴부의 변형률에 따른 저항 값의 특성 정보가 미리 저장된 룩업 테이블이 저장되고, 상기 룩업 테이블에 기초하여 상기 저항 측정부를 통해 연산되는 저항 값에 따라 상기 센서 패턴부 각각의 길이에 대한 변형률을 추정하는 방식으로 연산하는 패턴 변형률 연산부; 및
상기 패턴 변형률 연산부를 통해 연산된 데이터를 외부의 VR 장치 및 AR 장치 중 적어도 하나로 전송하기 위한 데이터 전송부를 포함하고,
상기 센서 패턴부는 나노 크기의 도전성 페이스트, 마이크로 크기의 도전성 페이스트 및 점성 도전용제를 포함하고,
상기 도전성 페이스트는 은(Ag)을 포함하고,
상기 점성 도전용제는 ECA(Ethyl Carbitol Acetate)를 포함하고,
상기 센서 패턴부는 최대 130%의 신축률을 갖는 것을 특징으로 하는 가상현실 및 증강현실을 위한 글러브.
A glove sheet made of a glove form and wearable on a hand, and having an elastic force;
A sensor pattern part patterned with a conductive material at a position corresponding to a finger joint of the glove sheet, and having a resistance value changed according to a change in length;
A control unit installed on the glove sheet, electrically connected to the sensor pattern unit, respectively, measuring a change in a resistance value of the sensor pattern unit, and transmitting the measured data to the outside; And
Patterned with a conductive material on the glove sheet, and includes a wiring pattern portion for electrically connecting the sensor pattern portion and the control unit, respectively,
Each of the sensor pattern portions,
A first electrode pattern;
A second electrode pattern spaced apart from the first electrode pattern at a predetermined interval; And
A plurality of sensor body patterns connected between the first electrode pattern and the second electrode pattern and formed to have a predetermined length,
The first electrode pattern, the second electrode pattern and the plurality of sensor body patterns are formed in a line shape,
The first electrode pattern and the second electrode pattern are arranged side by side in a direction crossing the finger portion of the glove sheet,
The plurality of sensor body patterns are arranged to be spaced apart from each other in the longitudinal direction of the finger portion of the glove sheet, one side of the sensor body pattern is connected to the first electrode pattern, respectively, the other side of the sensor body pattern is the second electrode Each connected to a pattern,
The wiring pattern portion,
A first wiring pattern connected to the first electrode pattern of the sensor body patterns belonging to one finger part of the glove sheet; And
A second wiring pattern individually connected to the second electrode pattern of the sensor body patterns belonging to one finger part of the glove sheet, respectively,
The control unit,
Sensor connection parts electrically connected to the sensor pattern parts, respectively, for supplying a constant current to the sensor pattern parts;
A resistance measuring unit measuring a resistance value for each of the sensor pattern units;
A look-up table in which characteristic information of resistance values according to the strain of the sensor pattern part is stored is stored in advance, and a strain for each length of the sensor pattern part is estimated according to a resistance value calculated by the resistance measuring part based on the look-up table. A pattern strain calculating unit for calculating in such a manner as to be used; And
And a data transmitter for transmitting data calculated through the pattern strain calculator to at least one of an external VR device and an AR device.
The sensor pattern portion includes a nano-sized conductive paste, a micro-sized conductive paste, and a viscous conductive agent,
The conductive paste contains silver (Ag),
The viscous conductive agent includes ECA (Ethyl Carbitol Acetate),
The sensor pattern glove for a virtual reality and augmented reality, characterized in that it has a stretch rate of up to 130%.
상기 글러브 시트는,
상기 글러브 시트의 외측에 형성되며 우레탄(Urethane)을 포함하는 제1 층;
상기 글러브 시트에 내측에 형성되며 PET(Polyethylene terephthalate)를 포함하는 제2 층; 및
상기 제1 층과 상기 제2 층 간에 개재되며 접착제를 포함하는 제3 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 및 증강현실을 위한 글러브.
According to claim 1,
The glove sheet,
A first layer formed on the outer side of the glove sheet and including urethane;
A second layer formed inside the glove sheet and including polyethylene terephthalate (PET); And
A glove for virtual reality and augmented reality, characterized in that it comprises a third layer interposed between the first layer and the second layer comprising an adhesive.
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