KR102270754B1

KR102270754B1 - 프로젝터를 이용한 증강현실 또는 가상현실 시스템

Info

Publication number: KR102270754B1
Application number: KR1020190167894A
Authority: KR
Inventors: 천세범; 허문범
Original assignee: 한국항공우주연구원
Priority date: 2019-12-16
Filing date: 2019-12-16
Publication date: 2021-06-29
Also published as: KR20210076553A

Abstract

본 발명은 디스플레이가 외부에 설치되고, 사용자가 착용하는 고글부의 구성이 간단하며, 제작이 용이하고, 제작 단가가 저렴한 프로젝터를 이용한 증강현실 또는 가상현실 시스템을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 이루기 위해 본 발명에 따른 프로젝터를 이용한 증강현실 또는 가상현실 시스템(1000)은 일정 공간 내의 천장, 벽 또는 바닥 중 어느 한 지점에 설치되어, 지정된 영상을 출력하는 영상 출력부(100), 사용자가 착용하는 고글부(200), 상기 고글부(200)에 설치되어, 상기 영상 출력부(100)에서 출력된 영상이 투영되는 배면영사막(210), 상기 배면영사막(210)과 일정 각도를 이루며 상기 고글부(200)에 설치되고, 상기 배면영사막(210)에서 투영된 영상이 맺히는 거울부(220) 및 상기 영상 출력부(100) 및 상기 고글부(200)와 전기적으로 연결되어, 상기 영상 출력부(100)의 작동을 제어하는 제어부(400)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

Description

프로젝터를 이용한 증강현실 또는 가상현실 시스템{Augmented Reality or Virtual Reality System using Projector}

본 발명은 프로젝터를 이용한 증강현실 또는 가상현실 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 낮은 비용으로 다수에게 증강현실 또는 가상현실을 제공할 수 있는 프로젝터를 이용한 증강현실 또는 가상현실 시스템에 관한 것이다.

가상현실(virtual reality)은 인공현실(artificial reality), 사이버공간(cyberspace), 가상세계(virtual worlds)라고도 불리며, 어떤 특정한 환경이나 상황을 컴퓨터로 만들어서, 그것을 사용 또는 이용하는 하는 사람이 마치 실제 주변 상황 및 환경과 상호작용을 하고 있는 것처럼 만들어 주는 인간과 컴퓨터 사이의 인테페이스를 말한다.

가상현실의 사용 목적은 사람들이 일상적으로 경험하기 어려운 환경을 직접 체험하지 않고서도 그 환경에 들어와 있는 것처럼 보여주고 조작할 수 있게 해주는 것이다. 응용분야는 교육, 고급 프로그래밍, 원격조작, 원격위성 표면탐사, 탐사자료 분석, 과학적 시각화(scientific visualization) 등이 있다.

증강현실(Augmented Reality)은 현실에 기반하여 정보를 추가 제공하는 기술로써, 현실 세계의 이미지나 배경에 가상의 이미지를 추가하여 보여주는 발전된 가상현실 기술이다.

가상현실이 이미지, 주변 배경, 객체 모두를 가상의 이미지로 만들어 보여주는 반면, 증강현실은 추가되는 정보만 가상으로 만들어 보여준다. 즉, 증가현실은 현실 세계의 실제 모습이 주가 된다는 점에서 가상현실과 차이가 있다.

증강현실 또는 가상현실 시스템은 사용자의 시점이나 동작의 변화를 감지하여 그에 대응하는 적절한 변화를 사용자에게 전달할 수 있다. 또한, 사용자의 현장감을 높여 주기 위해서 입체표시장치, 두부장착교시장치(Head-mounted display) 등의 이펙터(effector)들을 사용하며, 사용자의 반응을 감지하기 위해서 데이터 장갑(data glove), 두부위치센서 등의 센서(sensor)를 사용한다.

HMD(head mounted display)는 VR 체험을 위해 사용자가 머리에 장착하는 디스플레이 디바이스로, 외부와 차단한 후 사용자의 시각에 가상세계를 보여주는 역할을 한다. 눈앞에 디스플레이가 오도록 얼굴에 쓰는 형태로 마이크, 스테레오 스피커를 비롯해 여러 센서 등이 탑재돼 있으며, 그 실시예는 다음과 같다.

대한민국 공개특허공보 제10-2019-0093966호를 참고하면, 도 1에 도시된 것과 같이 종래의 HMD 장치(10)는 몸체(11)와 이에 연결된 밴드(12)를 포함하여 이루어진다. 이때 상기 몸체(11)와 상기 밴드(12)는 연결부분(13)을 통해 서로 기계적으로 연결되어 있으며, 상기 몸체(11)의 앞면에는 윈도우(15)를 갖고 있다.

종래의 증강현실 또는 가상현실을 제공하는 HMD는 자체 디스플레이를 포함하여 이루어져 있었고, 이로 인하여, 공간 확보, 배선 작업 등으로 인하여 제작이 용이하지 않았으며, 디스플레이 무게로 인하여, 무게가 무겁고, 단가가 높다는 문제가 있었다.

대한민국 공개특허공보 제10-2019-0093966호 (공개일자 2019.08.12.)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 디스플레이가 외부에 설치되고, 사용자가 착용하는 고글부의 구성이 간단하며, 제작이 용이하고, 제작 단가가 저렴한 프로젝터를 이용한 증강현실 또는 가상현실 시스템을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 프로젝터를 이용한 증강현실 또는 가상현실 시스템은 일정 공간 내의 천장, 벽 또는 바닥 중 어느 한 지점에 설치되어, 지정된 영상을 출력하는 영상 출력부, 사용자가 착용하는 고글부, 상기 고글부에 설치되어, 상기 영상 출력부에서 출력된 영상이 투영되는 배면영사막, 상기 배면영사막과 일정 각도를 이루며 상기 고글부에 설치되고, 상기 배면영사막에서 투영된 영상이 맺히는 거울부, 상기 영상 출력부 및 상기 고글부와 전기적으로 연결되어, 상기 영상 출력부의 작동을 제어하는 제어부 및 상기 영상 출력부의 영상을 전달받아, 상기 영상 출력부가 고정된 상태에서 영상을 출력할 수 있는 출력 범위를 증가시키는 범위 증가 장치를 포함하여 이루어지지고, 고정된 상태의 상기 영상 출력부의 출력 범위 내측 및 외측에 위치한 복수개의 상기 고글부에 설치되는 각각의 상기 배면영사막에 동일한 영상이 투영되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 프로젝터를 이용한 증강현실 또는 가상현실 시스템은 상기 제어부의 제어를 받아 작동하고, 일정 공간 내의 천장, 벽 또는 바닥 중 어느 한 지점에 설치되어, 상기 영상 출력부에서 출력하는 지정된 영상에 포함되는 음향을 출력하는 스피커부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

더 나아가, 상기 제어부는 상기 고글부가 정해진 영역 내부에 위치하면, 상기 영상 출력부를 작동시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

더 나아가, 상기 고글부는 상기 배면영사부 및 상기 거울부의 위치를 고정하는 프레임부 및 상기 프레임부와 상기 거울부를 연결하며, 상기 거울부를 지지하는 지지부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

더 나아가, 상기 거울부는 하프 미러 또는 풀 미러 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

삭제

더 나아가, 상기 범위 증가 장치는 회전축이 상기 영상 출력부의 영상 출력 방향의 수평된 방향으로 회전하는 a축 모터, 상기 a축 모터의 회전축에 연결된 a축 거울, 회전축이 상기 영상 출력부의 영상 출력 방향의 수직된 방향으로 회전하는 b축 모터 및 상기 b축 모터의 회전축에 연결된 b축 거울을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

더 나아가, 상기 고글부는 상기 배면영사막의 각도를 측정하는 각도센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 각도센서가 측정한 각도를 전달받아 상기 범위 증가 장치를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이때, 카메라 촬영으로 상기 고글부의 위치를 화상으로 추적하여, 상기 제어부로 전달하는 카메라부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 카메라부는 상기 영상 출력부의 출력 방향과 상기 카메라의 촬영 방향이 동일하도록 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 카메라부는 상기 영상 출력부의 출력 방향과 상기 카메라의 촬영 방향이 수직이 되도록 설치되고, 상기 범위 증가 장치와 상기 영상 출력부 사이에 조정 거울이 형성되되, 상기 영상 출력부로 전달되는 빛이 상기 카메라부로 전달되는 각도로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 프로젝터를 이용한 증강현실 또는 가상현실 시스템은 증강현실 또는 가상현실을 체험하기 위한 사용자가 착용하는 HMD에서, 디스플레이 역할을 하는 상기 영상 출력부를 상기 고글부와 분리시켜, 사용자가 착용하는 상기 고글부의 무게를 줄여, 사용자의 착용 불편함과, 착용에 따른 피로감을 줄이는 효과가 있다.

또한, 일정 영역 내에서는 하나의 상기 영상 출력부를 통해서 상기 고글부를 착용한 다수명의 사용자들에게 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있으며, 상기 고글부의 단가가 낮기 때문에, 사용자에 의한 분실 또는 파손에서 발생할 수 있는 유지 또는 보수비용을 절약할 수 있다.

도 1은 종래의 HMD 장치의 사시도
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 프로젝터를 이용한 증강현실 또는 가상현실 시스템 간략 구성도
도 3은 본 발명의 프로젝터를 이용한 증강현실 또는 가상현실 시스템 구성 연결도
도 4는 본 발명의 고글부 사시도
도 5는 본 발명의 고글부 단면도
도 6은 본 발명의 부분 간략 구성도
도 7은 본 발명의 간략 실시도
도 8은본 발명의 제2 실시예에 따른 프로젝터를 이용한 증강현실 또는 가상현실 시스템 간략 구성도

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 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.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

도 2 및 3을 참조하면, 본 발명에 따른 프로젝터를 이용한 증강현실 또는 가상현실 시스템(1000)은 일정 공간 내의 천장, 벽 또는 바닥 중 어느 한 지점에 설치되어, 지정된 영상을 출력하는 영상 출력부(100), 사용자가 착용하는 고글부(200), 상기 고글부(200)에 설치되어, 상기 영상 출력부(100)에서 출력된 영상이 투영되는 배면영사막(210), 상기 배면영사막(210)과 일정 각도를 이루며 상기 고글부(200)에 설치되고, 상기 배면영사막(210)에서 투영된 영상이 맺히는 거울부(220) 및 상기 영상 출력부(100) 및 상기 고글부(200)와 전기적으로 연결되어, 상기 영상 출력부(100)의 작동을 제어하는 제어부(400)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 영상 출력부(100)는 외부 저장 매체와 연결되어, 외부 저장 매체에 저장된 영상을 출력하는 구성으로, 빔 프로젝터가 적용될 수 있다. 특히, 상기 영상 출력부(100)는 일정 공간 내의 천장, 벽 또는 바닥 중 어느 한 지점에 고정 설치되기 때문에, 초점거리에 상관없이 영상이 맺히는 레이저 프로젝터가 적용되는 것이 바람직하다.

상기 고글부(200)는 사용자가 착용할 수 있는 고글 형상으로 이루어지고, 상기 배면영사막(210) 및 상기 거울부(220)가 고정되어 설치되는 구성으로, 상기 배면영사막(210)은 상기 영상 출력부(100)에서 영상이 투영되는 방향과 동일한 방향에 설치되고, 상기 거울부(220)는 상기 배면영사막(210)의 설치 위치에 따라, 상기 배면영사막(210)에서 투영된 영상이 맺히는 각도를 이루는 것이 바람직하다.

상기 배면영사막(210)은 상기 영상 출력부(100)에서 출력된 영상이 상기 배면영사막(210)의 일면에 투사되면, 타면에 동일한 영상을 디스플레이하는 구성으로, 상기 영상 출력부(100)의 설치 위치에 따라서 상기 고글부(200)에서의 설치 위치가 변할 수 있다.

즉, 도 2와 같이, 상기 영상 출력부(100)가 천장에 설치되는 경우, 상기 배면영사막(210)도 사용자의 눈을 기준으로 눈의 상부에 수직된 방향에 형성된다. 또한, 상기 영상 출력부(100)가 바닥에 설치되는 경우, 상기 배면영사막(210)도 사용자의 눈을 기준으로 눈의 하부에 수직된 방향에 형성되는 것이 바람직하다.

상기 거울부(220)는 상기 영상 출력부(100)가 출력한 영상이 상기 배면영사막(210)의 일면을 통과하여 타면에 투영되면, 상기 배면영사막(210)의 타면에 투영된 영상을 반사시켜, 사용자의 눈 방향으로 전달하는 구성이다.

상기 제어부(400)는 상기 영상 출력부(100) 및 상기 고글부(200)와 전기적으로 연결되어, 상기 영상 출력부(100)의 작동을 제어하는 구성으로, 상기 제어부(400)의 작동에 대해서는 추후 더 자세하게 설명하도록 한다.

상기와 같은 구성을 통해 본 발명에 따른 프로젝터를 이용한 증강현실 또는 가상현실 시스템(1000)은 증강현실 또는 가상현실을 체험하기 위한 사용자가 착용하는 HMD(Head Mounted Display)에서, 디스플레이 역할을 하는 상기 영상 출력부(100)를 상기 고글부(200)와 분리시켜, 사용자가 착용하는 상기 고글부(200)의 무게를 줄여, 사용자의 착용 불편함과, 착용에 따른 피로감을 줄이는 효과가 있다. 또한, 일정 영역 내에서는 하나의 상기 영상 출력부(100)를 통해서 상기 고글부(200)를 착용한 다수명의 사용자들에게 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있으며, 상기 고글부(200)의 단가가 낮기 때문에, 사용자에 의한 분실 또는 파손에서 발생할 수 있는 유지 또는 보수비용을 절약할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 프로젝터를 이용한 증강현실 또는 가상현실 시스템(1000)은, 상기 제어부(400)의 제어를 받아 작동하고, 일정 공간 내의 천장, 벽 또는 바닥 중 어느 한 지점에 설치되어, 상기 영상 출력부(100)에서 출력하는 지정된 영상에 포함되는 음향을 출력하는 스피커부(500)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 스피커부(500)는 상기 영상 출력부(100)가 설치되는 일정 공간 내부에 설치되어, 상기 영상 출력부(100)가 출력하는 영상의 음향을 출력하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 프로젝터를 이용한 증강현실 또는 가상현실 시스템(1000)은, 상기 스피커부(500)가 사용자가 착용하는 상기 고글부(200)에 설치되어 있지 않아, 상기 고글부(200)를 경량화 할 수 있는 효과가 있다.

상기 스피커부(500)는 다수개가 형성되어, 더욱 생생한 음향을 전달하는 것이 바람직하고, 다수개의 상기 스피커부(500)는 서로 일정 거리 이격되어, 다양한 위치에 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어부(400)는 상기 고글부(200)가 정해진 영역 내부에 위치하면, 상기 영상 출력부(100)를 작동시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

이때, 정해진 영역 내부는, 상기 영상 출력부(100)의 출력 가능 범위 내를 말하는 것으로, 상기 제어부(400)는 상기 고글부(200)와 전기적으로 연결되고, 상기 고글부(200)가 상기 영상 출력부(100)의 출력 가능 범위 내로 위치하면, 상기 영상 출력부(100)를 작동시켜, 영상이 출력되도록 한다. 이와 같이, 상기 영상 출력부(100)는 상기 고글부(200)에 영상이 전달될 때에만 영상 출력을 실행함으로써, 전기 사용을 줄일 수 있으며, 상기 고글부(200)가 상기 출력 가능 범위 바깥으로 나갔다가 다시 출력 가능 범위 내부로 들어오게 되면, 영상 출력이 끊겼던 부분부터 재생이 가능하여, 연속적으로 영상을 시청할 수 있는 장점이 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 고글부(200)는 상기 배면영사막(210) 및 상기 거울부(220)의 위치를 고정하는 프레임부(230) 및 상기 프레임부(230)와 상기 거울부(220)를 연결하며, 상기 거울부(220)를 지지하는 지지부(231)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 프레임부(230)는 상기 고글부(200)의 외형을 이루며, 상기 배면영상부와 상기 거울부(220)의 위치를 고정하고, 지지하는 구성으로, 상기 프레임부(230)에는 조절끈(250)이 연결되어, 사용자가 조절끈(250)을 이용하여 상기 고글부(200)를 머리에 착용할 수 있다.

이때, 상기 프레임부(230)는 상기 배면영사막(210)의 일면 및 타면을 가리지 않도록 상기 배면영사막(210)의 둘레를 고정한다. 상기 거울부(220)는 상기 배면영사막(210)을 통해 영상이 투영되는 일면과 타면 중에서 타면이 상기 프레임부(230)에 연결되어 위치가 고정된다.

그리고, 상기 지지부(231)는 상기 거울부(220)의 타면과 상기 프레임부(230)를 연결하도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 지지부(231)는 상기 거울부(220)의 타면 다수지점에 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 거울부(220)는 하프 미러 또는 풀 미러 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

하프 미러(half mirror)는 반사율과 투과율이 반반으로, 빛의 일부는 반사하고, 일부는 투과하도록 만들어진 거울이다. 상기 거울부(220)가 하프 미러로 이루어지면, 현실 세계의 이미지나 배경에 상기 배면영사막(210)에서 투영된 영상이 추가되어, 사용자가 증강현실을 체험 할 수 있게 된다.

풀 미러(full mirror)는 반사율이 100%인 일반적인 거울을 말하는 것으로, 상기 거울부(220)가 풀 미러로 이루어지면, 이미지, 주변배경, 객체 모두가 상기 배면영사막(210)에서 투영된 영상으로 보여지게 되어, 사용자가 가상현실을 체험 할 수 있게 된다.

따라서, 상기 거울부(220)는 하프 미러 또는 풀 미러가 적용될 수 있으며, 각각이 부착 및 탈착이 가능하도록 상기 고글부(200)에 설치될 수 있다. 또한, 상기 거울부(220)에 자동 음영 처리 유리(Automatic Shading Glass)가 적용되는 경우, 상기 거울부(220)의 교체 없이 증강현실 및 가상현실의 자동 전환이 가능하다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 프로젝터를 이용한 증강현실 또는 가상현실 시스템(1000)은 상기 영상 출력부(100)의 출력 영상의 출력 범위를 증가시키는 범위 증가 장치(110)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 범위 증가 장치(110)는 갈보 스캐너(Galvo Scanner)로 이루어질 수 있으며, 이때, 상기 범위 증가 장치(110)는 회전축이 상기 영상 출력부(100)의 영상 출력 방향의 수평된 방향으로 회전하는 a축 모터(111), 상기 a축 모터(111)의 회전축에 연결된 a축 거울(112), 회전축이 상기 영상 출력부(100)의 영상 출력 방향의 수직된 방향으로 회전하는 b축 모터(113) 및 상기 b축 모터(113)의 회전축에 연결된 b축 거울(114)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 범위 증가 장치(110)를 통해, 본 발명에 따른 프로젝터를 이용한 증강현실 또는 가상현실 시스템(1000)은 상기 영상 출력부(100)의 출력 범위 외에 위치하더라도, 영상 전달이 가능하다는 효과가 있으며, 다수의 사용자에게 동일한 출력 화면을 제공할 수 있는 효과가 있다.

상기 범위 증가 장치(110)는 상기 영상 출력부(100)의 설치 위치에 따라 형성 위치가 달라질 수 있으며, 상기 a축 모터(111), 상기 b축 모터(113), 상기 a축 거울(112) 및 상기 b축 거울(114)을 통해 상기 영상 출력부(100)의 영상 출력 범위를 증가 시킬 수 있는 효과가 있다.

이때, a축은 상기 영상 출력부(100)의 설치 위치에 관계없이, 상기 영상 출력부(100)에서 영상을 출력하는 방향과 동일할 방향을 지칭하며, b축은 상기 영상 출력부(100)의 설치 위치에 관계없이, 상기 영상 출력부(100)에서 영상을 출력하는 방향과 수직된 방향을 지칭하는 것이다.

상기 a축 거울(112) 및 상기 b축 거울(114)은 반사율이 100%인 일반적인 거울이 적용되는 것이 바람직하고, 상기 a축 거울(112)은 상기 a축 모터(111)의 회전 각도에 따라 방향이 달라질 수 있고, 상기 b축 거울(114)은 상기 b축 모터(113)의 회전 각도에 따라 방향이 달라질 수 있다.

상기 영상 출력부(100)에서 출력된 영상은 상기 a축 거울(112)에 입사된 후 반사되고, 상기 a축 거울(112)을 통해 반사된 영상은 상기 b축 거울(114)에 입사된 후 반사되어 출력 범위가 증가될 수 있다.

이때, 상기 고글부(200)는 상기 배면영사막(210)의 각도를 측정하는 각도센서(240)를 더 포함하고, 상기 제어부(400)는 상기 각도센서(240)가 측정한 각도를 전달받아 상기 범위 증가 장치(110)를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 각도센서(240)는 상기 배면영사막(210)의 기울어짐 정도를 측정하여 상기 제어부(400)에 측정값을 전달하고, 상기 제어부(400)는 상기 각도센서(240)로부터 전달받은 측정값에 따라 상기 a축 모터(111) 또는 상기 b축 모터(113) 중 적어도 어느 하나 이상을 작동시킴으로써 상기 배면영사막(210)의 기울어짐에 따라 출력되어야 하는 영상을 전달할 수 있다.

도 7를 참조하여, 상기 범위 증가 장치(110)에 대해서 더 자세하게 설명하면, 상기 영상 출력부(100)의 출력이 zone1에서만 가능했다면, 상기 범위 증가 장치(110)를 통해 zone1은 물론 zone2, zone3 및 zone4에도 영상 출력이 가능하게 된다.

도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 프로젝터를 이용한 증강현실 또는 가상현실 시스템(1000)은 카메라(310) 촬영으로 상기 고글부(200)의 위치를 화상으로 추적하여, 상기 제어부(400)로 전달하는 카메라부(300)를 포함하여 이루어 질 수 있다.

상기 카메라부(300)는 상기 고글부(200)를 착용한 상태의 사용자의 위치를 화상으로 추적하여, 상기 제어부(400)에 위치를 전달함으로써, 상기 제어부(400)가 상기 고글부(200)의 위치에 따라 상기 범위 증가 장치(110)를 제어하여, 상기 고글부(200)의 위치를 추적하며, 영상을 전달 할 수 있도록 한다. 이에 따라, 고글부(200)를 착용하고 움직이는 사용자에게도 영상 출력이 가능한 효과가 있다.

이때, 상기 카메라부(300)는 상기 영상 출력부(100)의 출력 방향과 상기 카메라(310)의 촬영 방향이 동일하도록 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 카메라(310)의 촬영 방향이 상기 영상 출력부(100)의 영상 출력 방향과 동일하게 형성되면, 상기 영상 출력부(100)의 설치 위치를 기준으로 하여 상기 고글부(200)의 위치를 추적하고, 추적된 데이터를 상기 제어부(400)로 전달함으로써, 상기 제어부(400)는 상기 영상 출력부(100)를 기준으로 하여, 상기 고글부(200)의 위치를 계산하고, 더욱 정밀하게 상기 범위 증가 장치(110)를 제어할 수 있어, 제어 정밀도가 상승 할 수 있다.

또한, 상기 카메라부(300)는 상기 영상 출력부(100)의 출력 방향과 상기 카메라(310)의 촬영 방향이 수직이 되도록 설치되고, 상기 범위 증가 장치(110)와 상기 영상 출력부(100) 사이에 조정 거울(120)이 형성되되, 상기 영상 출력부(100)로 전달되는 빛이 상기 카메라부(300)로 전달되는 각도로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 영상 출력부(100)의 설치 위치에 따라, 상기 영상 출력부(100)의 출력 방향과 상기 카메라(310)의 촬영 방향이 수평되게 설치되지 못하는 경우, 상기 카메라(310)의 촬영 방향과 상기 영상 출력부(100)의 영상 출력 방향이 수직이 되도록 상기 카메라부(300)를 설치하고, 상기 카메라부(300)와 상기 영상 출력부(100) 사이에 상기 조정 거울(120)을 형성시키되, 상기 조정 거울(120)은 상기 영상 출력부(100)로 입사되는 빛이 상기 조정 거울(120)을 통해 반사되어 상기 카메라(310)로 입사되는 각도를 이루며 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 조정 거울(120)은 하프 미러로 형성되는 것이 바람직하고, 상기 조정 거울(120)이 풀 미러로 형성되면, 상기 영상 출력부(100)의 형상이 투과되지 않게 되므로, 하프 미러로 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 구성을 통해, 상기 카메라(310)의 촬영 방향이 상기 영상 출력부(100)의 영상 출력 방향과 동일하지 않더라도, 상기 카메라(310)가 상기 영상 출력부(100)의 설치 위치를 기준으로 하여 상기 고글부(200)의 위치를 추적하고, 추적된 데이터를 상기 제어부(400)로 전달함으로써, 상기 제어부(400)는 상기 영상 출력부(100)를 기준으로 하여, 상기 고글부(200)의 위치를 계산하고, 더욱 정밀하게 상기 범위 증가 장치(110)를 제어할 수 있어, 제어 정밀도가 상승 할 수 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

1000 : 프로젝터를 이용한 증강현실 또는 가상현실 시스템
100 : 영상 출력부 110 : 범위 증가 장치
111 : a축 모터 112 : a축 거울
113 : b축 모터 114 : b축 거울
120 : 조정 거울
200 : 고글부 210 : 배면영사막
220 : 거울부 230 : 프레임부
231 : 지지부 240 : 각도센서
250 : 조절끈
300 : 카메라부 310 : 카메라
400 : 제어부
500 : 스피커부

Claims

일정 공간 내의 천장, 벽 또는 바닥 중 어느 한 지점에 설치되어, 지정된 영상을 출력하는 영상 출력부;
사용자가 착용하는 고글부;
상기 고글부에 설치되어, 상기 영상 출력부에서 출력된 영상이 투영되는 배면영사막;
상기 배면영사막과 일정 각도를 이루며 상기 고글부에 설치되고, 상기 배면영사막에서 투영된 영상이 맺히는 거울부;
상기 영상 출력부 및 상기 고글부와 전기적으로 연결되어, 상기 영상 출력부의 작동을 제어하는 제어부; 및
상기 영상 출력부의 영상을 전달받아, 상기 영상 출력부가 고정된 상태에서 영상을 출력할 수 있는 출력 범위를 증가시키는 범위 증가 장치;
를 포함하여 이루어지지고,
고정된 상태의 상기 영상 출력부의 출력 범위 내측 및 외측에 위치한 복수개의 상기 고글부에 설치되는 각각의 상기 배면영사막에 동일한 영상이 투영되는 것을 특징으로 하는 프로젝터를 이용한 증강현실 또는 가상현실 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 제어부의 제어를 받아 작동하고, 일정 공간 내의 천장, 벽 또는 바닥 중 어느 한 지점에 설치되어, 상기 영상 출력부에서 출력하는 지정된 영상에 포함되는 음향을 출력하는 스피커부;
를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로젝터를 이용한 증강현실 또는 가상현실 시스템.
제 1항에 있어서 상기 제어부는,
상기 고글부가 정해진 영역 내부에 위치하면, 상기 영상 출력부를 작동시키는 것을 특징으로 하는 프로젝터를 이용한 증강현실 또는 가상현실 시스템.
제 1항에 있어서 상기 고글부는,
상기 배면영사막 및 상기 거울부의 위치를 고정하는 프레임부; 및
상기 프레임부와 상기 거울부를 연결하며, 상기 거울부를 지지하는 지지부;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로젝터를 이용한 증강현실 또는 가상현실 시스템.
제 1항에 있어서 상기 거울부는,
하프 미러 또는 풀 미러 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로젝터를 이용한 증강현실 또는 가상현실 시스템.
삭제
제 1항에 있어서 상기 범위 증가 장치는,
회전축이 상기 영상 출력부의 영상 출력 방향의 수평된 방향으로 회전하는 a축 모터;
상기 a축 모터의 회전축에 연결된 a축 거울;
회전축이 상기 영상 출력부의 영상 출력 방향의 수직된 방향으로 회전하는 b축 모터; 및
상기 b축 모터의 회전축에 연결된 b축 거울;
을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로젝터를 이용한 증강현실 또는 가상현실 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 고글부는,
상기 배면영사막의 각도를 측정하는 각도센서를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 각도센서가 측정한 각도를 전달받아 상기 범위 증가 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 프로젝터를 이용한 증강현실 또는 가상현실 시스템.
제 1항에 있어서,
카메라 촬영으로 상기 고글부의 위치를 화상으로 추적하여, 상기 제어부로 전달하는 카메라부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝터를 이용한 증강현실 또는 가상현실 시스템.
제 9항에 있어서 상기 카메라부는,
상기 영상 출력부의 출력 방향과 상기 카메라의 촬영 방향이 동일하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 프로젝터를 이용한 증강현실 또는 가상현실 시스템.
제 9항에 있어서,
상기 카메라부는 상기 영상 출력부의 출력 방향과 상기 카메라의 촬영 방향이 수직이 되도록 설치되고,
상기 범위 증가 장치와 상기 영상 출력부 사이에 조정 거울이 형성되되, 상기 영상 출력부로 전달되는 빛이 상기 카메라부로 전달되는 각도로 형성되는 것을 특징으로 하는 프로젝터를 이용한 증강현실 또는 가상현실 시스템.