KR102335209B1 - 가상현실 영상 이동 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고정된 위치의 스크린 또는 모니터 장치에 자이로스코프 센서 등이 결합된 화면 이동장치의 위치 센서 장치가 좌·우, 상·하로 이동하면 좌·우 360°, 상·하 360의 가상현실 화면 내에서 수평 방향으로 좌·우 이동하면, 좌·우의 영상이 보이고 상·하로 이동하면 좌·우 이동된 위치에서 상·하 이동 영상이 보이게 되는 구조로써
상기 수평회전장치는 상·하 회전장치와 연계하고 상·하 회전장치는 하부의 지지대와 결합 구성하는 가상현실 영상 이동 장치에 관한 것이다.

Description

가상현실 영상 이동 장치{Virtual Reality Display Mobile Device}

본 발명은 고정된 영상 스크린에서 시각 방향대로 상·하, 좌·우로 움직이는 영상을 제공하는 것을 특징으로 하는 가상현실 영상 장치에 관한 것이다.

가상현실(Virtual Reality = 이하 VR)이란 도 7과 같이 좌·우 360°, 상·하 360°의 모든 각도의 영상을 하나의 전체화면에 형성하고 이중 일부 시야 범위 예를 들면 좌·우 90° 상·하 50° 단위로 좌·우, 상·하 시각 방향에 따라 이동된 시각방향에 해당되는 영상을 시청하는 것이다.

특히 종래 가상현실은 헤드 마운트 디스플레이(HMD) 시스템을 사용자가 눈 위에 안경처럼 쓰고 사용자가 시야를 상·하, 좌·우로 회전하는데 따라 그 시각 방향의 영상을 보는 것이 주 기술이었다.

또한, 이 출원자가 출원한 대한민국 출원번호 10-2015-0112406호 와 같이 스크린과 사람이 동시에 회전하면서 스크린과 사용자의 회전방향에 따라 그 시각방향의 영상이 제공되는 장치였다.

종래 상기 HMD(Head Mounted Display) 방식은 머리에 사용하는 방법으로 VR 영화 촬영 또는 VR 게임 시 좌·우, 상·하 방향으로 머리를 지속적으로 움직여야 한다.

또한, 스크린과 사용자가 동시에 회전하는 스크린 회전 방식은 그 회전 폭이 매우 커 설치 장소에 제한이 오고, 항상 사용자는 특정한 장소에 앉아서 사용해야 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하여 사용자의 머리를 사용한다거나 또는 사용자의 머리 회전 없이 고정된 스크린에서 모든 시야 각도의 영상 시청이 가능하게끔 발명된 것이다.

상·하, 좌·우 모든 시야각도로 촬영된 가상현실 영상을 자이로스코프센서, 위치추적센서, 거리 이동센서에 의해 영상시야각을 조정하며,

도 2의 (a)와 같이 VR 촬영기기(600)로 촬영한 것과 같이 좌·우 360°, 상·하 360°로 촬영된 영상 위에 일정시각 범위로 영상 범위를 정하고 이를 상기 위치 추적 장치와 자이로스코프센서에 의해 상·하, 좌·우로 회전하는 시각 이동에 따라 고정된 스크린에서 이동 영상을 표시하는 방법을 제시한다.

이와 같은 본 발명은 사용자가 영상 회전장치를 회전하는 방향에 따라 고정된 스크린에서 영상이 이동, 표출되므로 고정된 스크린에서 상·하, 좌·우 360°의 모든 시각 방향의 영상을 시청할 수 있게 된다.

따라서 사용자는 머리와 신체를 지속적으로 움직이지 않아도 상·하, 좌·우로 이동되는 영상 시청이 가능하며,

스크린과 사용자가 회전하지 않아도 모든 방향의 가상현실 영상 시청이 가능하게 된다.

또한, 기존 일반 TV나 스크린에서 리모컨이나 컨트롤러 장치로도 모든 방향의 가상현실 영상 시청을 할 수 있게 된다.

도 1의 (a)는 본 발명의 구성 설명도
도 1의 (b)는 본 발명의 구성 단면 설명도
도 2의 (a)는 VR 카메라의 촬영각 설명도
도 2의 (b)는 VR 카메라가 촬영한 전체 화면
도 2의 (c)는 이동화면 설명도
도 2의 (d)는 전체 화면 대비 이동화면 설명도
도 3의 (a)는 화면이동장치의 외형 설명도
도 3의 (b)는 화면이동장치의 평면 구조 설명도
도 3의 (c)는 화면이동장치의 측면 구조 설명도
도 4의 (a)는 본 발명의 실시의 예 구성 설명도
도 4의 (b)는 본 발명의 실시의 예 측면 설명도
도 5는 프로젝터에 화면 이동장치가 결합된 구성 설명도
도 6은 리모컨에 화면 이동장치가 결합된 구성 설명도
도 7은 시계형 장치로 구성된 화면 이동장치
도 8은 본 발명의 실시의 예
도 9의 (a)는 회전판의 실시의 예
도 9의 (b)는 회전판의 실시의 예 평면도

가상현실 영상이란 도 2의 (a)와 같이 하나의 VR촬영기기(600)에 예를 들면 상·하, 좌·우 90° 화각을 갖는 카메라 렌즈를 상·하, 좌·우 방향으로 총 16개 구비하여 상·하, 좌·우 360°를 한번에 촬영하는 카메라가 공지되어 있다.

상기와 같은 가상현실 영상은 도 2의 (b)와 같이 영상 프로그램에 의해 하나의 영상 프레임에 좌·우 360°, 상·하 360° 시각의 가상현실 전체 영상(500)을 구성한다.

이러한 가상현실 전체 영상(500) 중 관측자의 시각 범위 또는 디스플레이 장치의 화면비 예를 들면 16:9 화면비의 화면으로 예를 들면 영상 또는 애니메이션, 그림 등 가상현실 전체 영상(500)의 가로 360° 세로 360° 화면 중 가로 90° 세로 50°의 일부 화면을 이동 단위로 규정하여 이동 영상(200) 범위로 정하고 이를 도 2의 (c)와 같이 영상디스플레이(200)에 송출하는 것이다.

상기와 같이 이동 영상(200)을 예를 들면 가상현실 전체 영상(500)을 좌·우 90°, 상·하 50° 범위로 본 발명의 화면 이동장치(100)에 의해 이동하는 것이다.

상기 이동 영상(200)의 화면 범위 좌·우 90°, 상·하 50°는 설명의 편의상 임의 설정한 것으로 한정하지는 않는다.

입체영상은 좌, 우 방향으로 2개의 카메라를 1조로 구성한다.

상기와 같은 논리로 촬영된 영상 또는 3D 영상 상기와 같은 논리로 그려진 애니메이션, 그림은 가상현실 영상이다. 로 정의할 수 있다.

디스플레이 등 스크린에 표시되는 입체 영상의 경우는 예를 들면 좌·우 방향 90° 시각범위의 화면 범위를 1/2로 나누어 45° 범위로 2개의 영상을 제시하게 된다.

상기와 같은 화면이동장치(100) 전면에는 도 1의(a)와 같이 LED, LCD 등 디스플레이 장치로 구성되는 영상 장치(200)를 구성한다.

또한, 도 1의 (b)와 같이 지지대(6) 내부에 프로젝터(13)를 구비하고 그 전면에 영사용 스크린(14)을 구비하는 것 중 하나를 선택한다.

영상제공장치는 set-top box 또는 블루레이, 컴퓨터 등 영상을 저장 또는 제공하는 장치이다.

이와 같은 본 발명은 도 1과 같이

화면이동장치(100)와 화면이동장치(100)에 의해 영상이 좌·우, 상·하로 이동되는 가상현실 영상을 제공하는 영상디스플레이 장치(200)로 구성한다.

본 발명은 도 1의(a)(b), 도 3의 (a)(b)(c)같이 전면에 위치센서장치(1)를 구비하고 위치 센서 장치(1)는 수평 회전장치(2)와 연계한다.

상기와 같은 이동 영상(200)은 도 1의 (a),(b)와 같이 자이로스코프 센서 등이 결합된 화면 이동장치(100)의 위치 센서 장치(1)에 의해 도 2의 (c)와 같이 좌·우, 상·하로 이동하면 상기 이동 영상(200)이 좌·우 360°, 상·하 360°의 화면 내에서 수평 방향으로 좌·우 이동하면 좌·우의 영상이 보이고 상·하로 이동하면 좌·우 이동된 위치에서 상·하 이동 영상이 보이게 된다.

수평회전장치(2)는 다시 상하회전장치(3)와 연계하고 상하 회전장치(3)에는 회전 손잡이(4)를 구비하여 하부의 지지대(6)와 결합 구성한다.

상기 수평회전장치(2)와 상·하 회전장치(3)는 필수 구성 요소로서 그 구성순서와 구성방법구성 형태는 상기에 한정하지 않는다.

위치센서장치(1)의 구조는 도 3의 (a), (b), (c)와 같이 구성하되 그 구성 요소는 다음과 같다.

즉, 가속도 센서는 위치 센서 장치(1)가 특정 지점에서 특정 지점으로 이동하는 벡터 형태의 인지 기능을 하는 센서이고, 자이로스코프 센서는 위치 센서 장치(1)와 x, y, z 축의 변화를 추적하므로 센서 위치의 회전을 감지할 수 있다.

가속도 센서는 곡선으로 이동하는 것을 인지할 수 있다.

GPS와 같은 위치센서는 위치 파악을 계산한다.

컴퓨터 장치 등은 이를 종합적으로 판단한다.

즉 위치센서 장치(1) 대상의 움직임을 종합으로 감지할 수 있다.

본 발명에 설명된 상기 위치센서장치(1)는 같은 논리로 구성된 스마트폰(1b)으로 대체 사용할 수 있다 스마트 폰(10)에는 자이로스코프 센서, 위치 센서, 가속도 센서가 내장되어 있고, 영상을 컨트롤할 수 있는 컴퓨터 기능이 있다.

즉 컴퓨터 기능과 가속도센서, GSP와 같은 위치센서, 자이로스코프센서 등이 내장된 스마트폰(1b) 또는 태블릿PC로 대체 사용할 수 있다.

상기 위치센서장치(1)는 다시 회전판(2)의 중심축을 기준으로 회전판(2) 전방 등 일방에 구성한다.

따라서 도 3의 (a), (b), (c)의 위치센서 장치(1)와 도 4의 (a)의 화면이동 장치(100)의 위치 센서 장치(1)를 스마트 폰(1a), 태블릿PC 장착 장치를 대체 사용할 수 있다.

이 경우 도 3의 (a), (b), (c)와 같이 위치 센서 장치(1)에 대체구성된 스마트폰(1a) 또는 태블릿 PC가 손잡이(2)에 의해 화면이동 장치(100)의 상, 하 회전 장치(3)와 좌, 우 회전장치(5) 축을 이동하면 스마트 폰(1a)의 자이로스코프 센서와 속도 센서 등에 의해 회전판(2)이 좌로 돌아가면 좌측영상이 우로 돌아가면 우측 영상이 상·하로 회전하면 상·하 방향의 영상이 영상디스플레이(200)에 제공되게 되는 것이다.

이러한 회전판(2)의 구성은 도 3의 (a), (b), (c)와 좌·우 양면의 중심축을 기준하여 좌·우 양방에 중심축(3a)을 구비하고, 상기 중심축(3a)에 상·하 회전 장치(3)를 구성하며 상기 회전판(2) 일방에 손잡이(4)를 구성하고 상기 상하 회전 장치(3) 하부 중심축에 좌우 회전축(5)을 구성한다.

하부에는 필요에 따라 지지대(6)를 구비하여 화면 이동 장치(100)를 구성한다.

상기와 같은 화면 이동장치(100)는 상기와 같은 논리 이내에서 그 구성요소에 구성 순서 또는 형태에 관계없이 다양한 디자인 형태로 구성될 수 있다.

도 3의 (c)와 같이 상하 회전축(3a)에 상하 회전모터(7)로 좌우 회전축(5)에 좌우 회전모터(8)를 각각 연계구성하고 이는 리모트 컨트롤 장치에 의해 각각 좌우, 상하로 원거리에서 도 3의 (a), (b), (c)와 같은 화면이동 장치(100)의 구조는 리모컨 또는 동글(dongle)과 같은 무선장치에 의해 화면이동장치(100)의 신호 또는 영상신호를 무선 방식으로 송출할 수 있으므로 도 4와 같이 영상디스플레이(200) 장치와 화면이동장치(100)를 결합 구비할 수 있다.

이와 같은 영상 장치(300)를 상기 화면이동 장치(100)와 결합 구성한다.

화면이동장치(100)는 위치센서 장치(1)와 회전판(2) 장치는 도 3의(a),(b),(c)와 같이 상하 회전 장치(3)와 결합되어 상·하로 회전하고, 상·하 회전장치(3)는 다시 좌·우 회전축(5)에 의해 좌·우 360°로 회전하게 된다.

이와 같은 구조는 도 3의(c)와 같이 상·하 회전축(3a)과 좌·우 회전축(5)에 각각 모터를 구성하여 외부 리모컨 등에 의해 회전판(2)에 구성된 위치 센서 장치(1)를 좌·우 360° 또는 상·하 120° 로 회전할 수 있다.

또한, 도 4의 (a),(b)와 같이 영상장치(200) 하단 또는 일부에 상기 화면이동장치(100)를 구비하여 원거리에서 리모컨으로 컨트롤하는 방법으로 VR영상을 감상할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 구조는 도 3의 (a), (b), (c)와 같이 화면이동 장치(100)와

게임기 컨트롤러(11) 중심부분에 리모컨 위치 센서 장치(1a)를 구비하거나 리모컨 장치(12) 일부에 구비할 수 있으며, 마우스 컨트롤(13) 장치에 구비할 수 있다.

즉, 상기와 같은 화면이동장치(100)는

도 5의 (a)와 같이 프로젝터(13) 구조에 결합하여 사용할 수 있다.

이 경우 프로젝터(13)에서 투사되는 VR 화면은 화면 이동장치(100)의 컨트롤에 따라 투시되는 화면을 좌·우 360° 전·후 360°의 화면으로 이동하 시켜 스크린에 투사할 수 있다.

도 5의 (b)와 같이 리모컨(101) 장치 일부 또는 게임장치용 컨트롤러에 화면이동장치(100)를 결합구성하여 TV 는 모니터, 또는 프로젝터에 제공되는 VR 영상을 원하는 시각의 화면으로 좌·우, 상·하로 이동되는 영상을 시청할 수 있으며

도 5의 (c)처럼 스마트 워치(105)에 화면이동장치(100)를 결합 구성하여 시계판을 회전시키는 방법으로 화면을 이동시킬 수 있다.

이러한 본 발명의 화면이동장치(100) 구조는 노트북 등 컴퓨터의 키보드, 블루레이 구조 일부에 결합하여 사용할 수 있다.

본 발명은 도 8과 같이 바닥에 틀대(10b)를 형성하고 틀대(10b) 전면부터, 스크린(14) 또는 영상디스플레이(15) 중 하나를 구비하고, 그 전면에 지지대(6)를 구성하되, 지지대(6) 상면에 필요시 스크린(14)에 영상 투사를 위한 프로젝터(13)를 구비하고 그 상단에 좌·우 회전장치(5)를 구성하고 상기 좌·우 회전장치(5) 상단에 상·하 회전장치(3)를 구비하고, 상기 상·하 회전장치(3)의 좌·우 양단에 상하 회전축(3a)을 구비한 다음 상기 상하면 회전축(3a)에 회전판(2)을 구성한다.

회전판(2) 전면에는 자이로스코프 센서, 가속도 센서, 위치 센서 등 여러 가지 센서 장치가 장착된 위치 센서 장치(1)를 구비하고, 상기 회전판(2) 좌·우에는 하나 또는 두 개의 손잡이(4)를 구성한다.

도 8, 도 9의 (a)와 (b) 와 같이 센서(106) 장치는 하부 지지대(6)에 고정되고 각 베어링(5a)으로 회전판(2)과 분리한다.

상기 회전판(2) 일방에는 하나 또는 두 개의 손잡이(4)를 구비하고, 손잡이(4) 내부에는 푸시 버튼(9)장치를 구비한다.

상기 손잡이(4)는 승용차 핸들과 같은 운송수단의 핸들을 대체 구성할 수 있다.

상기 지지대(6) 후단에는 자전거 페달과 같이 회전하는 페달(101)을 좌·우로 구비하고, 그 중간에 회전링(102)을 구비한다.

회전링(102) 이면에는 속도 센서(103)를 구비하고 속도 센서(103) 내부에는 발광센서(103a)와 수광센서(103b)를 구성한다.

즉, 회전하는 회전링(102) 표면에 조사되는 발광센서(103a)의 적외선 등의 빛 신호는 회전링(102) 표면에서 반사 되어 수광센서(103b)에 입력된다.

따라서 회전 링(102)의 회전 속도가 그대로 위치센서장치(1) 또는 컴퓨터에 입력 되여 고정된 스크린(14)에 나타나는 영상의 이동속도를 조정하게 된다.

상기 속도센서(103) 후단에는 지지대(104)와 안장(105)을 구비한다.

이러한 본 발명의 실시 구조는 마치 자전거를 타는 것처럼 사용자가 안장(105)에 앉아서 좌·우 발로 페달(101)을 회전시키면 좌·우 페달(101)의 회전속도에 따라 영상의 이동속도가 조정된다.

이와 같은 속도 페달(101)은 오토바이, 자동차 등 운송수단의 가속 페달 구조와 같은 구조로 대체 구성하여 자동차 VR용으로 사용할 수 있다.

사용자는 좌·우 핸들(4)의 회전에 의해 회전판(102)의 속도도 가변되므로 사용자가 페달(101) 운행속도를 조절할 수 있다.

사용자는 좌·우 핸들(4)에 의해 회전판(200)을 좌·우, 상·하로 회전시키면 회전판(200)과 분리된 투광센서(106)는 고정되고, 회전판(200)은 상·하, 좌·우로 회전하여 이에 따라 회전판(200)에서 회전되는 위치 센서 장치(1)의 회전 작용에 의해 고정된 스크린(14) 또는 영상디스플레이 장치(15)의 영상은 화면 자체가 상하, 좌·우로 이동하게 된다.

따라서 이러한 본 발명의 구조를 예를 들면 고정된 스크린(14)에서 자전거, 오토바이 또는 자동차 등 운송수단을 타고 핸들 조정하듯이 손잡이(4)에 의해 상·하, 좌·우로 회전하면 스크린(14)의 영상도 상·하, 좌·우로 회전하고, 고정된 투광센서(106)를 총 등 슈팅장치로 사용할 경우 게임장치로도 활용될 수 있다.

상기와 같은 본 실시의 예는 도 8에 적용된 위치센서장치(1)는 같은 논리의 위치센서가 구비된 스마트폰(1b)으로 대체할 수 있다.

자전거, 오토바이, 승용차의 가속페달을 포함하는 페달(101)에 의한 속도 조절장치 구조는 공지된 여러 가지 이동센서 장치로 대체 구성할 수 있다.

상기 스크린(14)과 프로젝터(13)의 구조는 영상디스플레이 장치(15)로 대체 할 수 있다.

즉, 이러한 실시의 예는 자전거, 오토바이, 승용차 등 모든 운송수단 화면의 이동속도를 페달(101)로 조정하고, 스크린(14)의 상·하, 좌·우 화면을 회전판(2)의 회전에 의해 조정하는 것이다.

따라서 이러한 실시의 예는 게임장치, 자전거 탑승 방식의 가상현실 장치 또는 이동 속도를 사용자가 조정하면서 이동하는 가상현실 게임, 체험 등 다양하게 응용할 수 있다.

따라서 이러한 본 발명은 종래 VR 영상 감상시 사용자의 머리를 회전하거나 의자에 앉아 관측자 자신이 움직이지 않아도 고정된 영상 스크린에서 임의 시각방향대로 VR 영상을 이동시켜 관측할 수 있으므로 VR영상 모니터, VR영상 TV, VR영상 게임장치, VR영상 시뮬레이터 VR 게임 장치 등 다양한 VR영상장치에 적용될 수 있다.

1. 위치센서장치 1a. 리모컨위치센서 장치 1b. 스마트폰
2. 회전판 3. 상·하 회전장치 3a. 상·하 회전축
4. 손잡이 5. 좌·우 회전장치 축 6. 지지대
7. 상·하 회전모터 8. 좌·우 회전모터 9. 버튼
10. 회전각표시 10b. 틀 대
11. 컨트롤 장치 12. 리모컨 장치 13. 프로젝터 13a.무선장치
14. 스크린 15. 영상디스플레이
100. 화면이동장치 200. 영상디스플레이 장치
300. 리모컨 컨트롤 장치 101. 페달 102. 회전링 103. 속도센서
104. 지지대 105. 안장 106. 투광 센서
103a. 발광 센서 103b.수광 센서
400. VR앱 500. VR 영상 600. VR 카메라
700. 영상제공장치 105a. 손목시계형 스마트워치

Claims (8)

1. 가상현실 영상이동 장치에 있어서
   하나의 화면에 형성하는 가상현실(Virturl Realty)의 전체영상(500);과
   상기 전체영상(500)중 소정의 시야각 범위의 일부 영상으로 이동영상(200)을 검출하기 위하여 적어도 자이로스코프센서와 가속도센서가 포함되는 위치센서장치(1);와
   상기 위치센서장치(1)를 좌,우로 회전하기 위하여 상기 위치센서장치(1)에 구비하는 회전판(2);과
   상기 회전판(2)을 회전하기 위한 손잡이(4);와
   상기 손잡이(4)에 의해 상기 회전판(2)을 좌,우로 회전하기 위한 좌,우 회전장치(5);와
   상기 회전판(2)과 상기 좌,우 회전장치(5)를 상,하로 회전하기 위하여 구비되는 상,하 회전장치(3);를 포함하여 구성함으로서
   상기 좌,우 회전장치(5)와 상기 상,하 회전장치(3)에 의해 검출되는 상기 이동영상(200)을 영상디스플레이(15)에 구현하는 것이 특징인 가상현실 영상 이동 장치
2. 제1항에 있어서 상기 영상디스플레이(15) 장치가 프로젝터(13)와 스크린(14)으로 구성되는 것이 특징인 가상현실 영상 이동 장치
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서
   상기 상·하 회전장치(3)와 상기 좌·우 회전장치(5)의 회전축에 모터가 구비되어 상기 회전 판(2)을 상·하, 좌·우로 회전할 수 있는 것이 특징인 가상현실 영상 이동 장치
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서
   상기 위치센서장치(1)가 적어도 자이로스코프센서 및 가속도센서가 포함되는 위치센서장치가 구비된 스마트폰 또는 태블릿 PC로 구성하는 것이 특징인 가상현실 영상 이동 장치
5. 제 1항에 있어서 상기 위치센서장치(1)가 프로젝터와 결합 구성되는 것이 특징인 가상현실 영상 이동 장치
6. 제 1항에 있어서 상기 위치센서장치(1)가 리모컨과 결합 구성되는 것이 특징인 가상현실 영상 이동 장치
7. 제 1항에 있어서 상기 위치센서장치(1)가 블루레이, 또는 셋탑 박스와 같은 영상 제공 장치와 결합 구성되는 것이 특징인 가상현실 영상 이동 장치
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