KR102391177B1

KR102391177B1 - 가상의 오감 감각 전달을 활용한 심리 변화 유도 방법

Info

Publication number: KR102391177B1
Application number: KR1020210179823A
Authority: KR
Inventors: 박준
Original assignee: 박준
Priority date: 2021-12-15
Filing date: 2021-12-15
Publication date: 2022-04-27

Abstract

본 발명에 따른 가상의 오감 감각 전달을 활용한 심리 변화 유도 방법은, 가상의 오감 감각을 발생시키는 오감 감각 발생 장치를 이용하여, 상기 오감 감각 발생 장치를 착용한 착용자에 대한 심리 변화가 유도되도록 하는 방법으로, 상기 착용자에 대한 정보가 수집되는 제1 단계; 상기 수집된 상기 착용자에 대한 정보에 기초하여, 상기 오감 감각 발생 장치가 동작되어 상기 착용자에게 가상의 오감이 전달되는 제2 단계; 상기 가상의 오감이 전달된 이후의 상기 착용자의 심리적 또는 신체적 변화가 감지되는 제3 단계; 및 상기 착용자의 심리적 또는 신체적 변화에 기초하여 상기 오감 감각 발생 장치의 동작 상태가 변경되는 제4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

Description

가상의 오감 감각 전달을 활용한 심리 변화 유도 방법{Method for inducing mind change using virtual transmission of five senses}

본 발명은 가상의 오감 감각 전달을 활용한 심리 변화 유도 방법에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 가상의 오감 감각을 발생시키는 오감 감각 발생 장치를 이용하여 착용자에 대한 심리 변화가 가능하도록 하는 방법에 관한 것이다.

가상현실(VR: Virtual Reality)이란 컴퓨터(또는 제어 프로세서)를 활용하여 실제가 아닌 인공적인 환경을 구축한 다음 그 안에서 새로운 체험을 할 수 있게 하는 기술로서, 가상현실 시스템은, HMD(Head Mounted Display)를 착용한 사용자가, 마치 가상현실 속에 실제 위치하는 것 같은 현장감을 제공한다.

종래의 가상현실 시스템은 주로 시각과 청각에 의존해 가상현실을 구현하고 있으며, 점차적으로 시각과 청각을 넘어 촉각, 후각, 미각을 포함하는 오감 감각이 전달될 수 있도록 하는 기술 개발이 이루어지고 있는 상황이다.

가상현실 시스템은 다양한 가상 체험 등에 활용되고 있으며, 현재에는 체험자의 심리 변화가 가능하도록 하는 다양한 시도들이 늘어나고 있다.

예를 들어, 한국공개특허 제10-2021-0058502호에 개시된 바와 같이 가상현실을 이용하여 특정 상황에 대한 불안이 둔감해지도록 하는 심리 변화에 사용되기도 한다.

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상기와 같이, 심리 변화에 사용될 수 있는 가상현실 시스템은 체험자에게 긍정적인 효과를 가져오고 있으며, 이러한 긍정적인 효과를 증대시키기 위한 기술 개발이 활발히 이루어 져야 한다.

본 발명의 목적은 가상의 오감 감각을 발생시키는 오감 감각 발생 장치를 이용하여 착용자에 대한 심리 변화를 유도하기 위한 가상의 오감 감각 전달을 활용한 심리 변화 유도 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 가상의 오감 감각 전달을 활용한 심리 변화 유도 방법의 상기 착용자에 대한 정보는, 상기 착용자에 대한 생체 정보를 포함하며, 상기 제2 단계는, 상기 생체 정보에 기초하여, 상기 오감 감각 발생 장치의 동작 상태가 결정되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 가상의 오감 감각 전달을 활용한 심리 변화 유도 방법의 상기 오감 감각 발생 장치는, 상기 착용자의 신체적 변화가 시각 모듈을 통해 보여지도록 하되, 상기 착용자의 실제적인 신체적 변화보다 과한 상태로 보여지도록 하여, 상기 착용자의 심리적 변화가 유발되도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 가상의 오감 감각 전달을 활용한 심리 변화 유도 방법의 상기 제2 단계는, 상기 착용자가 경험했던 상황에 대한 가상의 오감이 상기 오감 감각 발생 장치에 의해 전달되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 가상의 오감 감각 전달을 활용한 심리 변화 유도 방법의 상기 제2 단계는, 상기 착용자의 진술에 기초한 상기 착용자에 대한 정보에 기초하여, 상기 오감 감각 발생 장치가 동작되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 가상의 오감 감각 전달을 활용한 심리 변화 유도 방법의 상기 제4 단계는, 상기 착용자에 의한 상기 오감 감각 발생 장치의 정지 신호가 입력된 경우, 상기 착용자의 심리적 또는 신체적 변화에 기초하여, 상기 오감 감각 발생 장치의 정지 여부가 결정되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 가상의 오감 감각 전달을 활용한 심리 변화 유도 방법에 의하면, 가상의 오감 감각을 발생시키는 오감 감각 발생 장치를 이용하여, 상기 오감 감각 발생 장치를 착용한 착용자에 대한 심리 변화가 유도되도록 할 수 있다.

또한, 착용자의 상태에 따라 오감 감각 발생 장치의 동작 상태가 유연하게 변경되도록 하여 착용자에 대한 심리 변화 유도 효과를 극대화할 수 있다.

또한, 착용자의 심리 변화 효과 이외에 착용자의 기억의 재생 효과 및 착용자의 능력치 검사 효과 등 다양한 분야에 적용되어 다양한 효과를 낼 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오감 전달 시스템을 설명하기 위한 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 HMD를 설명하기 위한 측면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 스피커 유닛을 설명하기 위한 일부 분해 정면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 인공 후각 인식 및 전달 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 인공 후각 인식 및 전달 장치를 설명하기 위한 측면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 냄새 발생 유닛을 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 회전판을 설명하기 위한 평면도이다.
도 8은 도 4에 도시된 바람 발생 유닛을 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 도 1에 도시된 인공 미각 전달 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 전달 유닛을 설명하기 위한 평면도이다.
도 11은 도 1에 도시된 인공 미각 전달 장치의 다른 예를 설명하기 위한 사시도이다.
도 12는 도 1에 도시된 압력 발생 유닛 및 진동 발생 유닛을 설명하기 위한 평면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 시각 및 청각 전달 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 후각 인식 및 전달 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 미각 전달 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 촉각 전달 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 17은 본 발명에 따른 가상의 오감 감각 전달을 활용한 심리 변화 유도 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

본 발명은 가상의 오감 감각을 발생시키는 오감 감각 발생 장치를 이용하여 상기 오감 감각 발생 장치를 착용한 착용자에 대한 심리 변화가 유도되도록 하는, 가상의 오감 감각 전달을 활용한 심리 변화 유도 방법에 대한 것이다.

이하에서는 우선적으로 오감 감각 발생 장치에 의한 시각, 청각, 후각, 촉각, 미각 등을 포함하는 가상의 오감 발생 원리에 대해 설명하고, 이어서 상기 오감 감각 발생 장치에 의한 심리 변화 유도 방법에 대해 설명한다.

1. 오감 감각 발생 장치

우선, 이하에서 사용되는 오감 전달 시스템(1000)에 대한 개념은 오감 감각 발생 장치와 등가의 개념이며, 시각을 나타낼 수 있는 수단에 대한 용어는 시각 모듈과 등가의 개념임을 밝혀둔다.

또한, 청각, 후각, 촉각 및 미각을 나타낼 수 있는 수단에 대한 용어는, 각각 청각 모듈, 후각 모듈, 촉각 모듈 및 미각 모듈과 등가의 개념임을 밝혀둔다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오감 전달 시스템을 설명하기 위한 설명하기 위한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 상기 오감 전달 시스템(1000)은 출력 장치(10)에서 출력된 콘텐츠를 이용하여 컴퓨터와 같은 인공적인 기술로 만들어낸 실제 환경과 유사한 가상 현실, 증강 현실, 혼합 현실 등의 가상 환경을 체험하기 위한 것이다.

상기 오감 전달 시스템(1000)은 상기 출력 장치(10)와 네트워크를 통해 통신할 수 있다.

상기 네트워크의 통신 방식은 제한되지 않으며, 네트워크가 포함할 수 있는 통신망(일례로, 이동통신망, 유선 온라인, 무선 온라인, 방송망)을 활용하는 통신 방식뿐만 아니라 근거리 무선 통신 역시 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 네트워크는 WLAN(Wireless LAN)(WiFi), Wibro(Wireless broadband) 및/또는 Wimax(World Interoperability for Microwave Access) 등의 무선 인터넷 기술, 블루투스(Bluetooth), NFC(Near Field Communication) 및/또는 RFID(Radio Frequency Identification) 등의 근거리 통신 기술 CDMA(Code Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile communication), LTE(Long Tern Evolution) 및/또는 LTE-Advanced 등의 이동 통신 기술, 및/또는 V2I(Vehicle to Infra) 등의 V2X(Vehicle to Everything) 통신 기술에 기반한 네트워크로 구현될 수 있다.

상기 출력 장치(10)에서 출력된 상기 콘텐츠에는 하드웨어를 작동하기 위한 설정 값들이 저장된다. 상기 설정 값들은 별도의 소프트웨어를 이용하여 상기 콘텐츠 제작시 상기 콘텐츠에 저장될 수 있다.

상기 하드웨어는 시각, 청각, 후각, 촉각 및 미각의 오감을 나타내는 수단을 의미하며, 상기 설정 값들은 상기 콘텐츠를 상기 하드웨어에 오감의 형태로 표시하기 위한 신호 값들일 수 있다.

상기 오감 전달 시스템(1000)은 헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display, 이하, HMD라 함)(100), 인공 후각 인식 및 전달 장치(200), 인공 미각 전달 장치(300) 및 인공 촉각 전달 장치(400)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 인공 후각 인식 및 전달 장치(200)는 인공 바람 및 온도와 공기 저항 전달 장치(200)일 수도 있다.

상기 HMD(100)는 상기 출력 장치(10)와 상기 네트워크를 통해 연결될 수 있으며, 상기 출력 장치(10)로부터 상기 콘텐츠로부터 영상 및 음향을 사용자에게 제공한다.

도 2는 도 1에 도시된 HMD를 설명하기 위한 측면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 스피커 유닛을 설명하기 위한 일부 분해 정면도이다.

도 2 및 도 3을 추가로 참조하면, 상기 HMD(100)는 제1 수신 유닛(110), 디스플레이 유닛(120), 스피커 유닛(130), 제1 제어 유닛(140), 마운팅 유닛(150) 및 마스크 유닛(160)을 포함할 수 있다. 상기 스피커 유닛(130)은 골전도 청각 전달 장치일 수 있다.

상기 제1 수신 유닛(110)는 상기 출력 장치(10)의 상기 콘텐츠로부터 상기 설정 값들 중 영상 설정 값과 음향 설정 값을 수신한다.

상기 디스플레이 유닛(120)은 상기 영상 설정 값을 이용하여 영상으로 출력한다. 상기 디스플레이 유닛(120)의 사용자의 눈을 덮도록 구비된다.

상기 디스플레이 유닛(120)은 좌우 한 쌍으로 이루어지며, 입체 영상을 구현하기 위해 좌측 화면과 우측 화면을 순차적으로 교번 출력할 수 있다.

상기 스피커 유닛(130)은 상기 음향 설정 값을 이용하여 음향으로 출력한다. 상기 스피커 유닛(130)의 사용자의 귀에 씌워지도록 한 쌍이 구비될 수 있다.

상기 스피커 유닛(130)은 이어컵(131), 이어컵 케이스(133), 골전도 스피커(133) 및 머리띠(135)를 포함할 수 있다.

상기 이어컵(131), 상기 이어컵 케이스(133) 및 상기 골전도 스피커(133)는 각각 한 쌍이 구비된다.

상기 이어컵(131)은 사용자의 귀를 덮으며, 내측면 중앙에 귀를 수용하는 수용홈(132)을 구비한다.

상기 이어컵 케이스(133)는 상기 이어컵(131)의 외측면과 결합한다.

상기 골전도 스피커(134)는 상기 이어컵(131)과 상기 이어컵 케이스(133)의 결합에 의해 형성되는 내부 공간에 구비된다.

상기 골전도 스피커(134)는 상기 이어컵(131)을 관통하여 상기 이어컵(131)의 내측면까지 연장한다. 이때, 상기 골전도 스피커(134)는 상기 이어컵(131)의 내측면 둘레를 따라 배치된다.

사용자의 귀는 상기 이어컵(131)의 상기 수용홈(132)에 삽입되고, 상기 골전도 스피커(134)는 상기 이어컵(131)의 내측면 둘레를 따라 배치되므로, 상기 골전도 스피커(134)가 귀 둘레의 두개골 부분이나 귀 밑의 소리 전달이 가능한 영역과 직접 접촉할 수 있다. 따라서, 상기 골전도 스피커(134)가 상기 음향 설정 값에 따라 사용자에게 음향을 정확하게 전달할 수 있다.

또한, 상기 골전도 스피커(134)가 진동을 발생하여 상기 음향을 전달한다. 따라서, 상기 HMD(100)를 장시간 사용하더라도 청력의 손상을 감소시킬 수 있다.

상기 머리띠(135)는 한 쌍의 상기 이어컵 케이스들(134)을 연결한다. 상기 머리띠(135)를 사용자의 머리에 걸칠 수 있으므로, 상기 머리띠(135)를 이용하여 사용자가 상기 스피커 유닛(130)을 쉽게 착용할 수 있다.

상기 머리띠(135)에는 상기 마운팅 유닛(150)과의 체결을 체결 홈(136)이 구비될 수 있다.

상기 제1 제어 유닛(140)은 상기 제1 수신 유닛(110)으로부터 상기 영상 설정 값을 전달 받는다. 이후, 상기 제1 제어 유닛(140)은 상기 영상 값에 대응하는 화면이 출력되도록 상기 디스플레이 유닛(120)을 제어한다. 또한, 상기 제1 제어 유닛(140)은 상기 음향 값에 대응하는 화면이 출력되도록 상기 스피커 유닛(130)의 상기 골전도 스피커(133)를 제어한다.

상기 마운팅 유닛(150)은 상기 디스플레이 유닛(120)과 상기 스피커 유닛(130)을 고정하도록 구비되며, 상기 디스플레이 유닛(120)과 상기 스피커 유닛(130)을 사용자의 머리에 장착한다.

구체적으로, 상기 마운팅 유닛(130)은 사용자의 뒷머리에 장착되는 제1 장착부(131)와 사용자의 이마에 장착되는 제2 장착부(132)를 포함할 수 있다. 상기 마운팅 유닛(130)은 사용자의 뒷머리와 이마에 장착되므로, 상기 디스플레이 유닛(120)과 상기 스피커 유닛(130)을 사용자의 머리에 안정적으로 고정할 수 있다.

상기 마스크 유닛(160)은 상기 디스플레이 유닛(120)의 하부면에 고정되며,상기 디스플레이 유닛(120)과 일체로 구비된다. 상기 마스크 유닛(160)은 사용자의 입 부위를 차단할 수 있다.

상기 HMD(100)는 상기 출력 장치(10)로부터 수신된 상기 영상 설정 값과 상기 음향 설정 값에 대응하는 상기 화면과 상기 음향을 출력할 수 있다. 따라서, 가상 환경 체험시 사용자가 시각과 청각을 동시에 느낄 수 있으므로 상기 가상 환경 체험의 리얼리티를 더욱 높일 수 있다.

도 4는 도 1에 도시된 인공 후각 인식 및 전달 장치를 설명하기 위한 평면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 인공 후각 인식 및 전달 장치를 설명하기 위한 측면도이고, 도 6은 도 4에 도시된 냄새 발생 유닛을 설명하기 위한 단면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 회전판을 설명하기 위한 평면도이고, 도 8은 도 4에 도시된 바람 발생 유닛을 설명하기 위한 단면도이다.

도 4 내지 도 8을 참조하면, 상기 인공 후각 인식 및 전달 장치(200)는 상기 출력 장치(10)와 상기 네트워크를 통해 연결될 수 있으며, 제2 수신 유닛(210), 냄새 발생 유닛(220) 및 제2 제어 유닛(230)을 포함할 수 있다.

상기 제2 수신 유닛(210)는 상기 네트워크를 통해 상기 출력 장치(10)의 상기 콘텐츠로부터 상기 설정 값들 중 냄새에 대한 냄새 설정 값을 수신한다.

상기 냄새 발생 유닛(220)은 상기 제2 제어 유닛(230)의 제어에 의해 다양한 냄새를 발생한다.

상기 냄새 발생 유닛(220)은 제1 하우징(221), 복수의 카트리지들(224) 및 개폐부(225)을 포함할 수 있다.

상기 제1 하우징(221)은 공기가 통과하기 위한 제1 유입구(222) 및 제1 유출구(223)를 갖는다.

일 예로, 상기 제1 하우징(221)은 대략 중공의 원통 형태를 가지며, 상기 제1 유입구(222)가 하부면에, 상기 제1 유출구(223)가 상부면에 각각 배치될 수 있다.

상기 카트리지들(224)은 상기 제1 하우징(221)의 내부에 구비되며, 대략 원 형상을 이루도록 배치될 수 있다.

상기 카트리지들(224)은 특정 냄새를 발생하는 물질이 각각 충진될 수 있다. 상기 물질은 액체 상태이거나, 칩 형태의 고체 상태일 수 있다. 상기 냄새의 예로는, 숲향, 바다향, 과일향 등을 들 수 있다.

상기 카트리지들(224)은 교체 가능하도록 구비되거나, 상기 물질을 보충 가능하도록 구비될 수 있다. 따라서, 상기 물질이 모두 사용되는 경우, 상기 물질이 소진된 상기 카트리지들(224)을 교체하거나, 소진된 상기 물질을 보충할 수 있다.

상기 개폐부(225)은 상기 카트리지들(224)의 입구에 구비되며, 상기 제2 제어 유닛(230)의 제어에 따라 상기 물질이 발산되도록 상기 입구를 개방한다.

구체적으로, 상기 개폐부(225)는 회전판(226) 및 모터(227)를 포함할 수 있다.

상기 회전판(226)은 원판 형태를 가지며, 상기 카트리지들(224)의 입구를 덮도록 배치된다. 상기 회전판(226)은 상하를 관통하는 개구(226a)가 구비되고, 상기 개구(226a)를 이용하여 상기 카트리지들(224)의 상기 입구를 개방할 수 있다.

상기 모터(227)는 회전축이 상기 회전판(226)과 연결되며, 상기 회전축을 회전함으로써 상기 회전판(226)을 회전시킨다. 상기 회전판(226)이 회전하면서 상기 개구(226a)가 상기 카트리지들(224)의 상기 입구와 정렬될 수 있다.

상기 개구(226a)가 상기 카트리지들(224)의 상기 입구 중 어느 하나와 정렬되면, 상기 카트리지(224)의 입구가 개방되므로 상기 냄새가 발생한다. 상기 개구(226a)가 상기 카트리지들(224)의 상기 입구와 정렬되지 않으면, 상기 카트리지(224)의 입구가 차단되므로 상기 냄새가 발생하지 않는다.

한편, 도시되지는 않았지만, 상기 개폐부(225)는 상기 카트리지들(224)의 입구에 각각 구비되어 상기 입구를 개폐할 수도 있다. 이때, 상기 개폐부(225)의 예로는 솔레노이드 밸브를 들 수 있다. 이 경우, 상기 개폐부(225)은 상기 입구를 하나씩 개방할 수도 있고, 여러 개의 상기 입구를 동시에 개방할 수도 있다.

상기 냄새 발생 유닛(220)은 제1 팬(228)을 더 포함할 수 있다.

상기 제1 팬(228)은 상기 제1 하우징(221)의 내부에 구비되고, 상기 제2 제어 유닛(230)의 제어에 따라 회전한다. 상기 회전을 통해 상기 제1 유입구(222)에서 공기가 유입되고 상기 제1 유출구(223)에서 상기 공기가 배출되는 공기의 흐름을 발생한다. 상기 공기의 흐름으로 인해 상기 카트리지들(224)로부터 발산된 상기 물질이 상기 제1 유출구(223)를 통해 신속하게 분출될 수 있다.

상기 냄새 발생 유닛(220)은 가열부들(229)을 더 포함할 수 있다.

상기 가열부들(229)은 상기 제1 하우징(221)의 내부에서 상기 카트리지(224)에 인접하도록 구비되며, 상기 제2 제어 유닛(230)의 제어에 따라 상기 카트리지들(224)을 가열한다. 이때, 상기 가열부들(229)은 상기 카트리지들(224) 중 상기 입구가 개방되는 카트리지(224)만 선택하여 가열할 수 있다.

상기 가열부들(229)의 가열에 따라 상기 물질이 빠르고 활발하게 발산할 수 있다. 따라서, 상기 가열부들(229)은 상기 물질의 발산을 도울 수 있다.

한편, 상기 물질이 액체 상태인 경우, 상기 카트리지들(224)에 각각 분사부들(미도시)이 구비될 수 있다.

상기 카트리지들(224)의 상기 물질은 중력에 의해 상기 분사부들로 공급되거나, 별도의 압력 수단들에 의해 상기 분사부들로 공급될 수 있다.

상기 각 분사부들은 상기 카트리지들(224)로부터 공급된 상기 물질을 공기 중으로 분사할 수 있다. 이때, 상기 각 분사부들은 상기 제2 제어 유닛(230)의 제어에 따라 상기 물질을 분사할 수 있다.

상기 제2 제어 유닛(230)은 상기 제2 수신 유닛(210)으로부터 상기 냄새 설정 값을 전달 받는다. 이후, 상기 제2 제어 유닛(230)은 상기 냄새 설정 값에 대응하는 냄새를 확인하고, 상기 냄새를 발생하도록 상기 냄새 발생 유닛(220)을 제어한다.

구체적으로, 상기 제2 제어 유닛(230)은 상기 개폐부(225)을 제어하여 상기 냄새 설정 값에 대응하는 냄새를 발생하는 상기 카트리지(224)의 상기 입구를 개방한다.

또한, 상기 제2 제어 유닛(230)은 상기 제1 팬(228)을 제어하여 상기 제1 팬(228)을 회전시키고, 상기 가열부들(229)을 제어하여 상기 냄새를 발생하는 상기 카트리지(224)를 가열한다.

한편, 상기 제2 제어 유닛(230)은 상기 개폐부(225)가 상기 카트리지(224)의 상기 입구를 개방하지 않도록 제어하고, 상기 제1 팬(228)이 회전하도록 제어함으로써, 상기 냄새 발생 유닛(220)이 바람 발생 유닛으로 기능하도록 할 수도 있다.

상기 인공 후각 인식 및 전달 장치(200)는 제3 수신 유닛(240), 바람 발생 유닛(250) 및 제3 제어 유닛(260)을 더 포함할 수 있다.

상기 제3 수신 유닛(240)는 상기 네트워크를 통해 상기 출력 장치(10)의 상기 콘텐츠로부터 상기 설정 값들 중 바람에 대한 바람 설정 값을 수신한다.

상기 바람 발생 유닛(250)은 상기 제3 제어 유닛(260)의 제어에 의해 바람을 발생한다.

상기 바람 발생 유닛(250)은 제2 하우징(251), 제2 팬(254), 가열 코일들(255) 및 코일 지지부재(256)를 포함할 수 있다.

상기 제2 하우징(251)은 공기가 통과하기 위한 제2 유입구(252) 및 제2 유출구(253)를 갖는다.

일 예로, 상기 제2 하우징(251)은 대략 중공의 원통 형태를 가지며, 상기 제2 유입구(252)가 하부면에, 상기 제2 유출구(253)가 상부면에 각각 배치될 수 있다.

상기 제2 팬(254)은 상기 제2 하우징(251)의 내부에 구비되며, 상기 제3 제어 유닛(260)의 제어에 의해 회전한다. 상기 회전을 통해 상기 제2 유입구(252)에서 공기가 유입되고 상기 제2 유출구(253)에서 상기 공기가 배출되면서 바람을 발생한다.

상기 가열 코일들(255)은 상기 제2 하우징(251)의 내부에서 상기 제2 팬(254)과 인접하도록 구비되며, 상기 제2 하우징(251)의 내부로 유입된 상기 공기를 가열한다. 따라서, 상기 제2 팬(254)에 의해 생성된 상기 바람의 온도를 높일 수 있다.

상기 코일 지지부재(256)는 상기 제2 하우징(251)의 내부에 구비되며, 상기 가열 코일들(255)을 이격된 상태로 지지한다. 상기 가열 코일들(255)이 상기 제2 하우징(251)의 내부에 넓게 분포할 수 있으므로, 상기 공기의 가열 효율을 높일 수 있다.

상기 제3 제어 유닛(260)은 상기 제3 수신 유닛(240)으로부터 상기 바람 설정 값을 전달 받는다. 이후, 상기 제3 제어 유닛(260)은 상기 바람 설정 값에 대응하는 바람을 확인하고, 상기 바람을 발생하도록 상기 바람 발생 유닛(250)을 제어한다.

구체적으로, 상기 제3 제어 유닛(260)은 상기 제2 팬(254)을 제어하여 상기 제2 팬(254)의 회전 속도를 조절할 수 있다. 따라서, 상기 바람 발생 유닛(250)에서 발생하는 상기 바람의 세기를 조절할 수 있다. 또한, 상기 제3 제어 유닛(260)은 상기 가열 코일들(255)의 온도를 조절할 수 있으므로, 상기 바람 발생 유닛(250)에서 발생하는 상기 바람의 온도를 조절할 수 있다.

상기 인공 후각 인식 및 전달 장치(200)는 거치 부재(270)를 더 포함할 수 있다.

상기 거치 부재(270)는 사용자의 목에 걸기 위해 일측이 개방된 목걸이 형상일 수 있다. 이때, 상기 제2 수신 유닛(210), 상기 냄새 발생 유닛(220), 상기 제2 제어 유닛(230), 상기 제3 수신 유닛(240), 상기 바람 발생 유닛(250) 및 상기 제3 제어 유닛(260)은 상기 거치 부재(270)에 고정될 수 있다.

이때, 상기 냄새 발생 유닛(220) 및 상기 바람 발생 유닛(250)은 고정 방향의 조절이 가능하도록 상기 거치 부재(270)에 고정될 수 있다. 따라서, 상기 냄새 발생 유닛(220)에서 발생한 상기 냄새와 상기 바람 발생 유닛(250)에서 발생한 상기 바람이 사용자의 얼굴을 향하도록 상기 냄새 발생 유닛(220) 및 상기 바람 발생 유닛(250)은 고정 방향을 조절할 수 있다. 그러므로, 상기 냄새와 상기 바람을 사용자에게 안정적으로 전달할 수 있고, 사용자가 쉽게 상기 냄새와 상기 바람을 인식할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 거치 부재(270)의 양 단부들 중 일단부에 상기 냄새 발생 유닛(220)가 구비되고, 타단부에 상기 바람 발생 유닛(250)이 구비될 수 있다.

도시되지는 않았지만, 상기 거치 부재(270)의 양 단부들에 상기 냄새 발생 유닛(220) 및 상기 바람 발생 유닛(250)이 동시에 구비될 수도 있다.

또한, 상기 제2 수신 유닛(210), 상기 제2 제어 유닛(230), 상기 제3 수신 유닛(240), 상기 바람 발생 유닛(250) 및 상기 제3 제어 유닛(260)은 일체로 형성되어 상기 거치 부재(270)에 고정될 수 있다.

상기에서 상기 제2 수신 유닛(210)과 상기 제3 수신 유닛(240)이 각각 구비되고, 상기 제2 제어 유닛(230)과 상기 제3 제어 유닛(260)이 각각 구비되는 것으로 설명되었으나, 하나의 수신 유닛이 구비되어 상기 제2 수신 유닛(210)과 상기 제3 수신 유닛(240)의 기능을 같이 수행하거나, 하나의 제어 유닛이 구비되어 상기 제2 제어 유닛(230)과 상기 제3 제어 유닛(260)의 기능을 같이 수행할 수도 있다.

상기 인공 후각 인식 및 전달 장치(200)는 상기 출력 장치(10)로부터 수신된 상기 냄새 설정 값에 대응하는 냄새를 발생할 수 있고, 상기 출력 장치(10)로부터 수신된 상기 바람 설정 값에 대응하는 바람을 추가로 발생할 수 있다. 특히, 상기 출력 장치(10)의 상기 콘텐츠와 연동하여 정확한 시점에 냄새를 발생하거나 바람을 발생할 수 있다. 따라서, 가상 환경 체험시 사용자가 후각과 촉각을 느낄 수 있으므로 상기 가상 환경 체험의 리얼리티를 더욱 높일 수 있다.

도 9는 도 1에 도시된 인공 미각 전달 장치를 설명하기 위한 평면도이고, 도 10은 도 9에 도시된 전달 유닛을 설명하기 위한 평면도이다.

도 9 및 도 10을 추가로 참조하면, 상기 인공 미각 전달 장치(300)는 제4 수신 유닛(310), 저장 유닛(320), 전달 유닛(330) 및 제4 제어 유닛(340)를 포함한다.

상기 제4 수신 유닛(310)는 상기 네트워크를 통해 상기 출력 장치(10)의 상기 콘텐츠로부터 상기 설정 값들 중 미각에 대한 미각 설정 값을 수신한다.

상기 저장 유닛(320)은 상기 인공 미각 전달 장치(300)의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장하는 역할을 수행한다. 특히, 상기 저장 유닛(320)는 복수의 서로 다른 맛(flavor)에 대응되는 온도(℃), 전류의 세기(㎂) 및 주파수(㎐)를 저장할 수 있다.

아래 도시된 표 1과 같이, 미각의 종류 및 세분화된 맛의 종류에 따라 해당 맛이 발현되는 조건인 전류의 세기(㎂), 주파수(㎐) 및 온도(℃)가 매핑된 매핑 테이블이 저장될 수 있다.

미각의 종류	맛	전류세기(㎂)	주파수(㎐)	온도(℃)
신맛	Tuscan 오렌지맛	180	800	30
	브라질 망고 자몽 맛	180	800	25
	말리부 레몬 꽃 맛	180	800	18
	라임 맛	60~180	800	20~30
매운맛	마다가스카르 향신료 맛	20	800	20~30
민트맛	말리부 레몬 꽃 맛	20	400	36
박하맛	박하사탕 맛	40	800	18
단맛	초콜릿 맛	180~60 하강	800	35~25 하강
짠맛	소금 맛	50	100	20~30 상승
쓴맛	한약 맛	60~140	400	20~30 상승

이때, 각각의 맛에 대응되는 온도는 0~40 ℃ 범위, 전류의 세기는 0~250㎂ 범위 및 주파수는 0~800㎐ 범위 내에서 설정되는 것이 바람직하다.

상기 저장 유닛(320)는 저장된 위 매핑 테이블 외에도 사용자 인터페이스(미도시)를 통해 사용자로부터 입력 받은 특정한 맛과 해당 특정한 맛에 매핑될 온도, 전류의 세기 및 주파수에 대한 설정 정보를 저장할 수 있다.

상기 전달 유닛(330)는 온도 자극 및 전류에 의한 전기 자극을 전달하는 구성이다.

구체적으로, 상기 전달 유닛(330)는 상기 미각 설정 값에 대응되는 온도에 의한 온도 자극 및, 상기 미각 설정 값에 대응되는 전류의 세기 및 주파수에 의한 전기 자극을 전달할 수 있다. 상기 전달 유닛(330)는 온도 자극 및 전기 자극을 전달하여 사용자의 특정 부위에 전달할 수 있다면 그 소재는 무방하다.

다만, 상기 전달 유닛(330)는 상기 인공 미각 전달 장치(300)에 있어서 사용자의 혀가 맞닿을 수 있는 배치 형태 및 구조를 가지는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 햅틱 장갑(20)의 각 손가락 말단부에 상기 전달 유닛(330)이 배치되도록 하여 사용자가 상기 햅틱 장갑(20)을 착용한 상태에서 각 손가락을 혀에 갖다 대면 상기 전달 유닛(330)로부터 온도 자극 및 전기 자극이 혀에 전달되어 맛을 느낄 수 있다.

상기 햅틱 장갑(20)은 기본적으로 내측에 손을 끼울 수 있는 공간부를 구비한 절연성 재질의 부재로 이루어질 수 있다.

상기 전달 유닛(330)는 온도 자극을 위한 온도자극부(331)와 전기 자극을 위한 전극(332)을 포함할 수 있다.

상기 온도자극부(331)는 히팅 코일 또는 열전소자로 구현될 수 있다.

상기 열전소자는 펠티에(peltier) 효과에 의한 흡열 또는 발열을 이용한 것으로, n형 반도체와 p형 반도체가 반복하여 직열로 접속되어, 전류가 흐르는 방향에 따라 흡열 또는 발열이 결정된다. 열원(heat source)이 가해지면, p형 반도체에서는 정공이, n형 반도체에서는 전자가 그 에너지를 가지고 열 방출원(hear sink)으로 이동하면서 외부의 부하에 일을 하면서 열에너지가 전기에너지로 변환될 수 있다.

상기 전극(332)은 한 쌍의 전도부 및 전원 커넥터 및 리드선을 포함할 수 있는데, 한 쌍의 전도부는 전도성을 위하여 은, 염화은, 티타늄, 금 및 백금 중 어느 하나의 금속을 포함하여 형성될 수 있다.

상기 전도부는 리드선 및 전원 커넥터를 통하여 전원이 공급되는 전원부와 전기적으로 연결되고, 상기 전도부와 상기 전원부를 연결하는 각각의 상기 리드선은 외부로 노출되지 않도록 별도의 절연재료로 덮일 수 있다.

상기 햅틱 장갑(20)에 있어서 상기 온도자극부(331) 및 상기 전극(332)의 구체적인 배치 방법은 후술한다.

상기 제4 제어 유닛(340)는 상기 인공 미각 전달 장치(300)의 동작을 전반적으로 제어하는 구성이다.

구체적으로, 상기 제4 제어 유닛(340)는 상기 미각 설정 값에 대응되는 온도에 의한 온도 자극과 상기 미각 설정 값에 대응되는 전류의 세기 및 주파수에 의한 전기 자극을 전달하도록 상기 전달 유닛(330)를 제어할 수 있다.

이때, 상기 제4 제어 유닛(340)는 상기 제4 수신 유닛(310)에 수신된 상기 미각 설정 값에 따라 상기 전달 유닛(330)에서 전달되는 온도 자극의 온도, 전기 자극의 전류의 세기 및 주파수를 조절하도록 전달 유닛(330)를 제어할 수 있다.

한편, 상기 제4 제어 유닛(340)는 표 1에 도시된 바와 같이, 복수의 서로 다른 맛 중 기 설정된 맛에 있어서는, 온도 또는 전류의 세기가 기 설정된 범위 내에서 시간에 따라 가변하는 온도 자극 도는 전기 자극을 전달할 수 있다.

예를 들어, 단맛 중 초콜릿 맛을 구현하기 위해서, 전류의 세기를 180㎂에서 60㎂로 하강시키고, 온도를 35℃로부터 25℃까지 하강시킬 수 있다. 쓴맛 중 한약 맛을 구현하기 위해서는, 60㎂ ~ 140㎂의 전류 범위 내에서 온도를 20℃로부터 30℃까지 상승시킬 수 있다.

이와 같이, 상기 전달 유닛(330)로부터 온도 자극 및 전기 자극이 전달되면, 사용자가 전달 유닛(330)에 혀를 대어 온도 자극 및 전기 자극을 전달받을 수 있다. 미뢰를 통해 전달된 온도 자극 및 전기 자극은 두뇌를 통해 특정한 맛으로 느껴지게 된다.

상기 인공 미각 전달 장치(300)는 상기 제4 수신 유닛(310), 상기 저장 유닛(320) 및 제4 제어 유닛(340)이 상기 햅틱 장갑(20)의 손목 부분에 위치하고, 온도 자극 및 전기 자극을 전달하기 위한 상기 전달 유닛(330)은 상기 햅틱 장갑(20)의 각 손가락 말단부에 골무 형태로 마련될 수 있다.

상기 제4 제어 유닛(340)은 상기 전달 유닛(330)과 배선을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 전달 유닛(330)은 온도 자극을 전달하기 위한 온도자극부(331) 및 전류와 주파수를 포함하는 전기 자극을 전달하기 위한 전극(332)을 포함할 수 있다.

상기 전달 유닛(330)은 상기 햅틱 장갑(20)의 각 손가락 말단부에 마련되는 전극용 FPCB(Flexible Printed Circuit Board) 기판으로 구현되거나 상기 햅틱 장갑(20)의 각 손가락에 끼울 수 있는 링(ring) 타입으로 구현될 수 있다.

상기 햅틱 장갑(20)의 손목 부분에 위치하는 상기 제4 제어 유닛(340)은 상기 온도자극부(331)를 제어하기 위한 온도 조절 PCB를 포함할 수 있다. 온도 자극을 전달하기 위한 상기 온도자극부(331)는 상기 햅틱 장갑(20)의 각 손가락 말단부에 상기 전극(332)과 같이 마련되며, 양극 및 음극의 각 전도성 금속으로 온도 조절 PCB와 연결될 수 있다.

한편, 도시되지는 않았지만, 상기 제4 수신 유닛(310), 상기 저장 유닛(320) 및 제4 제어 유닛(340)이 사용자의 손목 부분에 장착되고, 상기 전달 유닛(330)은 사용자의 손가락 중 적어도 하나에 골무 형태로 끼워질 수도 있다.

도 11은 도 1에 도시된 인공 미각 전달 장치의 다른 예를 설명하기 위한 사시도이다.

도 11을 참조하면, 상기 인공 미각 전달 장치(300)는 상기 HMD(100)의 상기 마스크 유닛(160)에 구비될 수도 있다.

구체적으로, 상기 제4 수신 유닛(310), 상기 저장 유닛(320) 및 제4 제어 유닛(340)은 상기 마스크 유닛(160)의 내부에 구비되고, 상기 전달 유닛(330)은 상기 마스크 유닛(160)의 내측면에 돌출되어 사용자의 입에 물려질 수 있는 마우스 피스 형태로 구비될 수 있다.

상기 제4 수신 유닛(310), 상기 저장 유닛(320), 상기 전달 유닛(330) 및 상기 제4 제어 유닛(340)에 대한 구체적인 설명은 도 9 및 10을 참조한 인공 미각 전달 장치(300)에 대한 설명과 실질적으로 동일하다.

사용자가 혀를 상기 마우스 피스 형태의 상기 전달 유닛(330)에 접촉하여 맛을 느낄 수 있다. 따라서, 사용자가 보다 편리하게 미각을 느낄 수 있다.

가상 환경 체험시 사용자가 시각 및 청각뿐만 아니라 상기 인공 미각 전달 장치(300)를 이용하여 미각을 느낄 수 있으므로 상기 가상 환경 체험의 리얼리티를 더욱 높일 수 있다.

도 12는 도 1에 도시된 압력 발생 유닛 및 진동 발생 유닛을 설명하기 위한 평면도이다.

도 12를 추가로 참조하면, 상기 인공 촉각 전달 장치(400)는 제5 수신 유닛(410), 압력 발생 유닛(420), 진동 발생 유닛(430) 및 제5 제어 유닛(440)을 포함한다.

상기 제5 수신 유닛(410)는 상기 네트워크를 통해 상기 출력 장치(10)의 상기 콘텐츠로부터 상기 설정 값들 중 촉각에 대한 촉각 설정 값을 수신한다. 상기 촉각 설정 값은 압력 설정 값과 진동 설정 값을 포함할 수 있다.

상기 압력 발생 유닛(420)은 상기 제4 제어 유닛(410)의 제어에 의해 압력을 발생한다.

구체적으로, 상기 압력 발생 유닛(420)은 상기 햅틱 장갑(20)의 손바닥 쪽에 구비되며, 상기 촉각 설정 값 중 상기 압력 설정 값에 대응되는 압력에 의한 압력 자극을 전달한다.

상기 압력 발생 유닛(420)은 공기를 수용하며 공기의 압력 조절이 가능한 복수의 공기 패드들을 포함할 수 있다. 상기 공기 패드들의 압력을 조절하여 상기 압력 설정 값에 대응되는 압력 자극이 사용자의 손바닥 부위에 가해지도록 동작될 수 있다.

이와 달리 상기 압력 발생 유닛(420)은 가해지는 전류의 조절이 가능한 복수의 전기 패드들을 포함할 수도 있다. 상기 전기 패드들로 제공되는 전류를 세기를 조절하여 상기 압력 설정 값에 대응되는 압력 자극이 사용자의 손바닥 부위에 가해지도록 동작될 수 있다.

상기 진동 발생 유닛(430)은 상기 제4 제어 유닛(410)의 제어에 의해 진동을 발생한다.

구체적으로, 상기 진동 발생 유닛(430)은 상기 햅틱 장갑(20)의 손등 쪽에 구비되며, 상기 촉각 설정 값 중 상기 진동 설정 값에 대응되는 진동에 의한 진동 자극을 전달한다.

상기 진동 발생 유닛(430)은 진동의 세기 조절이 가능한 복수의 진동자들을 포함할 수 있다. 상기 진동자들의 진동 세기를 조절하여 상기 진동 설정 값에 대응되는 진동 자극이 사용자의 손바닥 부위에 가해지도록 동작될 수 있다.

한편, 도시되지는 않았지만, 상기 압력 발생 유닛(420) 및 상기 진동 발생 유닛(430)은 상기 햅틱 장갑(20)에 상기 전달 유닛(330)과 같이 구비될 수 있다.

상기 제5 제어 유닛(440)은 상기 제5 수신 유닛(410)으로부터 상기 촉각 설정 값을 전달 받는다. 이후, 상기 제5 제어 유닛(440)은 상기 촉각 설정 값에 대응하는 압력과 진동을 발생하도록 상기 압력 발생 유닛(420)과 상기 진동 발생 유닛(430)을 제어한다.

구체적으로, 상기 제5 제어 유닛(440)은 상기 공기 패드들의 압력을 조절하거나, 상기 전기 패드들의 전류를 조절하여 상기 압력 발생 유닛(420)에서 발생하는 압력을 조절할 수 있다.

또한, 상기 제5 제어 유닛(440)은 상기 진동자들의 진동 세기를 상기 진동 발생 유닛(430)에서 발생하는 진동을 조절할 수 있다.

그리고, 상기 제5 제어 유닛(440)은 상기 공기 패드들 또는 상기 전기 패드들이나 상기 진동자들을 개별적으로 제어하거나, 상기 햅틱 장갑(20)에 배치된 영역별로 제어할 수 있다. 따라서, 상기 압력 발생 유닛(420)에 의한 상기 압력 자극이나 상기 진동 발생 유닛(430)에 의한 상기 진동 자극이 손바닥이나 손등의 부위별로 가해질 수 있다.

상기 인공 후각 인식 및 전달 장치(200), 상기 인공 미각 전달 장치(300) 및 인공 촉각 전달 장치(400)는 상기 HMD(100)와 세트로 형성될 수 있다.

사용자가 상기 HMD(100)를 머리에 장착하면, 상기 인공 후각 인식 및 전달 장치(200)는 사용자의 목에 걸쳐질 수 있고, 상기 인공 미각 전달 장치(300) 및 인공 촉각 전달 장치(400)는 사용자의 손에 끼워질 수 있다.

상기 HMD(100)는 상기 출력 장치(10)의 상기 콘텐츠와 연동하여 화면과 음향을 출력하고, 상기 인공 후각 인식 및 전달 장치(200)는 상기 출력 장치(10)의 상기 콘텐츠와 연동하여 정확한 시점에 냄새를 발생하거나 바람을 발생할 수 있다. 또한, 상기 인공 미각 전달 장치(300)와 상기 인공 촉각 전달 장치(400)는 상기 출력 장치(10)의 상기 콘텐츠와 연동하여 정확한 시점에 사용자가 맛을 느끼고, 사용자의 손에 압력과 진동을 전달할 수 있다.

따라서, 가상 환경 체험시 사용자가 시각 및 청각뿐만 아니라 후각, 미각 및 촉각을 느낄 수 있으므로 상기 가상 환경 체험의 리얼리티를 더욱 높일 수 있다.

도시되지는 않았지만, 상기 HMD(100), 상기 인공 후각 인식 및 전달 장치(200), 상기 인공 미각 전달 장치(300) 및 상기 인공 촉각 전달 장치(400)에는 배터리들이 각각 내장될 수 있다. 상기 배터리들은 상기 HMD(100), 상기 인공 후각 인식 및 전달 장치(200), 상기 인공 미각 전달 장치(300) 및 상기 인공 촉각 전달 장치(400)의 전원으로 각각 사용될 수 있다.

이와 달리, 상기 HMD(100), 상기 인공 후각 인식 및 전달 장치(200), 상기 인공 미각 전달 장치(300) 및 상기 인공 촉각 전달 장치(400)는 외부의 전원과 유선으로 연결될 수도 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 시각 및 청각 전달 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 13을 참조하면, 먼저, 출력 장치(10)로부터 설정 값들 중 영상 설정 값 및 음향 설정 값을 수신한다. (S110)

상기 출력 장치(10)는 하드웨어를 작동하기 위한 설정 값들이 저장된 콘텐츠를 출력할 수 있다. 상기 설정 값들은 상기 영상 제작시 별도의 소프트웨어를 이용하여 상기 영상에 저장될 수 있다.

제1 수신 유닛(110)은 네트워크 통신을 통해 상기 출력 장치(10)의 상기 콘텐츠로부터 상기 영상 설정 값 및 상기 음향 설정 값을 수신한다. 이때, 상기 영상 설정 값과 상기 음향 설정 값을 동시에 수신할 수 있다.

이후, 디스플레이 유닛(120)을 제어하여 상기 영상 설정 값에 대응하는 화면을 출력한다. (S120)

상기 제1 제어 유닛(140)은 상기 제1 수신 유닛(110)으로부터 상기 영상 설정 값을 전달 받는다. 이후, 상기 제1 제어 유닛(140)은 상기 영상 설정 값에 대응하는 화면을 출력하도록 상기 디스플레이 유닛(120)을 제어한다.

또한, 스피커 유닛(120)을 제어하여 상기 음향 설정 값에 대응하는 음향을 출력한다. (S130)

상기 제1 제어 유닛(140)은 상기 제1 수신 유닛(110)으로부터 상기 음향 설정 값을 전달 받는다. 이후, 상기 제1 제어 유닛(140)은 상기 음향 설정 값에 대응하는 음향을 출력하도록 상기 스피커 유닛(130)을 제어한다. 이때, 상기 스피커 유닛(130)의 골전도 스피커(134)가 진동을 발생하여 상기 음향을 전달한다. 상기 골전도 스피커(134)는 사용자의 귀 둘레의 두개골 부분이나 귀 밑의 소리 전달이 가능한 영역과 직접 접촉할 수 있다. 따라서, 사용자에게 상기 음향을 정확하게 전달할 수 있고, 사용자의 청력 손상을 감소시킬 수 있다.

한편, 상기 화면 출력(S120)과 상기 음향 출력(S130)은 동시에 이루어질 수 있다.

상기 가상 환경 체험시 사용자가 시각과 청각을 동시에 느낄 수 있으므로 상기 가상 환경 체험의 리얼리티를 더욱 높일 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 후각 인식 및 전달 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 14를 참조하면, 먼저, 출력 장치(10)로부터 설정 값들 중 냄새에 대한 냄새 설정 값을 수신한다. (S210)

상기 출력 장치(10)는 하드웨어를 작동하기 위한 설정 값들이 저장된 영상을 출력할 수 있다. 제2 수신 유닛(210)는 네트워크 통신을 통해 상기 출력 장치(10)의 상기 콘텐츠로부터 상기 냄새 설정 값을 수신한다.

이후, 냄새 발생 유닛을 제어하여 상기 냄새 설정 값에 대응하는 냄새를 발생한다. (S220)

구체적으로, 카트리지들(224) 중 하나를 선택하고, 상기 개폐부(225)이 상기 카트리지(224)의 입구를 개방하여 상기 냄새를 발생한다. 상기 개폐부(225)은 상기 입구를 하나씩 개방하는 것이 바람직하지만, 경우에 따라 여러 개의 상기 입구를 동시에 개방할 수도 있다.

상기 제2 제어 유닛(230)은 제1 팬(228)을 제어하여 상기 제1 팬(228)을 회전시키고, 상기 가열부들(229)을 제어하여 상기 냄새를 발생하는 상기 카트리지(224)를 가열할 수 있다. 상기 제1 팬(228)을 회전시킴으로써 상기 카트리지들(224)로부터 발산된 상기 물질이 상기 제1 유출구(223)를 통해 신속하게 분출될 수 있다. 상기 가열부들(229)가 상기 카트리지(224)를 가열함으로써 상기 물질이 빠르고 활발하게 발산할 수 있다.

또한, 상기 출력 장치(10)로부터 상기 설정 값들 중 바람에 대한 바람 설정 값을 수신한다. (S230)

상기 제2 수신 유닛(210)는 상기 네트워크 통신을 통해 상기 출력 장치(10)의 상기 콘텐츠로부터 상기 바람 설정 값을 수신한다.

이후, 바람을 발생하는 바람 발생 유닛을 제어하여 상기 바람 설정 값에 대응하는 바람을 발생한다. (S240)

구체적으로, 상기 제3 제어 유닛(260)의 제어에 따라 제2 팬(254)을 회전시켜 상기 바람을 발생한다.

또한, 상기 제3 제어 유닛(260)의 제어에 따라 상기 제2 팬(254)의 회전 속도를 조절하여 상기 바람의 세기를 조절하고, 가열 코일들(255)의 온도를 조절하여 상기 바람의 온도를 조절한다.

상기 냄새 설정 값의 수신(S210)과 상기 냄새의 발생(S220)은 상기 바람 설정 값의 수신(S230)과 상기 바람의 발생(S240)과 별개로 수행될 수 있다. 따라서, 상기 냄새의 발생(S220)과 상기 바람의 발생(S240)이 동시에 이루어질 수 있다.

가상 환경 체험시 사용자가 후각과 촉각을 느낄 수 있으므로 상기 가상 환경 체험의 리얼리티를 더욱 높일 수 있다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 미각 전달 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 15를 참조하면, 먼저, 복수의 서로 다른 맛에 대응되는 온도, 전류의 세기 및 주파수를 입력받아 저장한다. (S310)

상기 맛에 대응하는 온도 및 상기 전류의 세기 및 주파수는 저장 유닛(320)에 저장된다.

이후, 출력 장치(10)로부터 상기 설정 값들 중 미각에 대한 미각 설정 값을 수신한다. (S320)

상기 제4 수신 유닛(210)는 상기 네트워크 통신을 통해 상기 출력 장치(10)의 상기 콘텐츠로부터 상기 미각 설정 값을 수신한다.

이후, 상기 미각 설정 값에 대응되는 온도에 의한 온도 자극을 햅틱 장갑(20)의 각 손가락 말단부에 마련되는 전달 유닛(330)의 온도자극부(331)를 통해 전달하고, 상기 미각 설정 값에 대응되는 세기 및 주파수의 전류에 의한 전기 자극을 상기 햅틱 장갑(20)의 각 손가락 말단부에 마련되는 상기 전달 유닛(330)의 전극(332)을 통해 전달한다. (S330)

사용자가 전달 유닛(330)를 구성하는 전극 및 온도자극부를 혀에 갖다 대면, 이와 같이 전달된 전기 자극 및 온도 자극이 사용자의 혀에 가해짐으로써 인공 미각이 생성 및 전달될 수 있다. 따라서, 사용자에게 전류의 세기, 주파수 및 온도가 융합된 자극을 전달하여 다양한 맛에 대한 인공적 감각을 느끼고 조절할 수 있도록 한다.

가상 환경 체험시 사용자가 미각을 느낄 수 있으므로 상기 가상 환경 체험의 리얼리티를 더욱 높일 수 있다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 촉각 전달 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 16을 참조하면, 먼저, 출력 장치(10)로부터 설정 값들 중 촉각에 대한 촉각 설정 값을 수신한다. (S410)

제5 수신 유닛(410)는 네트워크 통신을 통해 상기 출력 장치(10)의 상기 콘텐츠로부터 상기 촉각 설정 값을 수신한다. 상기 촉각 설정 값은 압력 설정 값과 진동 설정 값을 포함할 수 있다.

이후, 압력 발생 유닛(420)을 제어하여 상기 압력 설정 값에 대응하는 압력을 발생한다. (S420)

상기 제5 제어 유닛(440)은 상기 제5 수신 유닛(410)으로부터 상기 압력 설정 값을 전달 받는다. 이후, 상기 제5 제어 유닛(440)은 상기 압력 발생 유닛(420)을 제어하여 햅틱 장갑(20)의 손바닥 쪽에 압력을 발생한다.

구체적으로, 복수의 공기 패드들의 공기 압력을 조절하거나, 복수의 전기 패드들의 전류를 조절하여 상기 압력 설정 값에 대응되는 압력 자극이 사용자의 손바닥 부위에 가해지도록 한다.

이때, 상기 공기 패드들 또는 상기 전기 패드들을 개별적으로 제어하거나, 상기 햅틱 장갑(20)에 배치된 영역별로 제어할 수 있다. 따라서, 상기 압력 발생 유닛(420)에 의한 상기 압력 자극이 손바닥의 부위별로 가해질 수 있다.

이후, 진동 발생 유닛(430)을 제어하여 상기 진동 설정 값에 대응하는 진동을 발생한다. (S430)

상기 제5 제어 유닛(440)은 상기 제5 수신 유닛(410)으로부터 상기 진동 설정 값을 전달 받는다. 이후, 상기 제5 제어 유닛(440)은 상기 진동 발생 유닛(430)을 제어하여 햅틱 장갑(20)의 손등 쪽에 진동을 발생한다.

구체적으로, 복수의 진동자들의 진동 세기를 조절하여 상기 진동 설정 값에 대응되는 진동 자극이 사용자의 손등 부위에 가해지도록 한다.

이때, 상기 진동자들을 개별적으로 제어하거나, 상기 햅틱 장갑(20)에 배치된 영역별로 제어할 수 있다. 따라서, 상기 진동 발생 유닛(430)에 의한 상기 진동 자극이 손등의 부위별로 가해질 수 있다.

상기 압력의 발생(S420) 및 상기 진동의 발생(430)은 동시에 이루어지는 것이 바람직하나, 별개로 이루어질 수도 있다.

상기 압력과 진동은 햅틱 장갑(20)을 통해 사용자에게 전달될 수 있다. 따라서, 사용자에게 상기 압력과 진동이 융합된 자극을 전달하여 다양한 촉각에 대한 인공적 감각을 느끼고 조절할 수 있도록 한다.

또한, 가상 환경 체험시 사용자가 촉각을 느낄 수 있으므로 상기 가상 환경 체험의 리얼리티를 더욱 높일 수 있다.

2. 오감 감각 발생 장치에 의한 심리 변화 유도 방법

도 17은 본 발명에 따른 가상의 오감 감각 전달을 활용한 심리 변화 유도 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 17을 참조하면, 오감 감각 발생 장치에 의한 심리 변화 유도 방법은 정보가 수집되는 제1 단계(S510), 가상의 오감이 전달되는 제2 단계(S520), 착용자의 심리적 또는 신체적 변화가 감지되는 제3 단계(S530) 및 오감 감각 발생 장치의 동작 상태가 변경되는 제4 단계(S540)를 포함할 수 있다.

상기 정보는 상기 착용자에 대한 정보일 수 있으며, 예를 들어, 상기 착용자에 대한 생체 정보일 수 있다.

상기 착용자에 대한 생체 정보는 착용자의 신체의 건강 상태를 측정할 수 있는 다양한 측정 센서를 통해 획득될 수 있다.

상기 측정 센서는 예를 들어 상기 센서부(111)는, 예를 들면, 열화상체열(DTI : Digital Infrared Thermal Imaging) 측정 센서, 산소포화도(SpO2) 측정 센서, 심박변이도(HRV : Heart Rate Variability) 측정 센서, 혈압 측정 센서, 맥박 측정 센서 등 을 포함하여 구성될 수 있으며, 이외, 생체 정보를 측정하기 위한 다양한 측정 센서를 더 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 정보는 상기 착용자에 대한 대상 정보일 수 있다.

여기서, 상기 착용자에 대한 대상 정보라 함은 상기 착용자가 실험에 참여한 사람인지 여부, 범죄와 관련된 용의자인지 여부, 특정 기억을 되살려 진술이 필요한 사람인지 여부, 지능에 대한 검사가 필요한 사람인지 여부 등과 관련된 정보일 수 있다.

상기 제1 단계(S510)에 의해 착용자에 대한 정보가 수집되면, 상기 수집된 상기 착용자에 대한 정보에 기초하여, 상기 오감 감각 발생 장치(1000)가 동작되어 상기 착용자에게 가상의 오감이 전달되는 제2 단계(S520)가 진행될 수 있다.

상기 오감 감각 발생 장치(1000)에 의한 가상의 오감은, 시각, 청각, 촉각, 미각, 후각과 관련된 것으로, 도 1 내지 도 15를 참조로 설명한 원리에 의해 상기 착용자에게 가상의 오감이 전달되게 된다.

여기서, 상기 착용자에 대한 정보가 상기 착용자에 대한 생체 정보인 경우, 상기 제2 단계(S520)는 상기 생체 정보에 기초하여, 상기 오감 감각 발생 장치의 동작 상태가 결정되게 되며, 상기 생체 정보에 따라 다른 가상의 오감이 전달될 수 있다.

상기와 같이 제2 단계(S520)에 의해 착용자에게 가상의 오감이 전달되면, 가상의 오감이 전달된 이후의 상기 착용자의 심리적 또는 신체적 변화가 감지되는 제3 단계(S530)가 진행될 수 있다.

여기서, 상기 착용자의 심리적 또는 신체적 변화는 뇌파 감지 센서에 의한 뇌파의 변화, 혈압 측정 센서에 의한 혈압의 변화, 맥박 측정 센서에 의한 맥박의 변화 등 다양할 수 있다.

상기와 같이 제3 단계(S530)에 의해 착용자의 심리적 또는 신체적 변화가 감지되는 제3 단계(S530)가 진행되면, 상기 착용자의 심리적 또는 신체적 변화에 기초하여 상기 오감 감각 발생 장치(1000)의 동작 상태가 변경되는 제4 단계(S540)가 진행될 수 있다.

상기 오감 감각 발생 장치(1000)는 상기 착용자의 심리적 또는 신체적 변화에 따라 기존에 전달되고 있는 오감의 정도가 다르도록 변경될 수 있으며, 이로 인해 심리 변화 유도의 효과는 극대화될 수 있다.

한편, 상기 오감 감각 발생 장치(1000)는 상기 착용자의 신체적 변화가 시각 모듈을 통해 보여지도록 하되, 상기 착용자의 실제적인 신체적 변화보다 과한 상태로 보여지도록 하여, 상기 착용자의 심리적 변화가 유발되도록 할 수 있다.

예를 들어, 자신의 손가락의 움직임이 시각적으로 전달되는 상황에서 가상의 오감 전달에 의해 손가락의 움직임이 발생되는 경우, 이를 실제 움직임보다 과하게 상기 오감 감각 발생 장치(1000)를 통해 시각적으로 보여줌으로써, 안도감 또는 희망감 등의 심리 변화가 유발되도록 할 수 있다.

상기 오감 감각 발생 장치(1000)는 뜨거운 물체에 대한 가상의 통감이 전달되도록 할 수 있으며, 상기 가상의 통감에 대한 착용자의 심리적 또는 신체적 변화에 기초하여 상기 가상의 통감의 정도가 조절될 수 있다.

또한, 상기와 같은 단계가 진행되는 가상의 오감 감각 전달을 활용한 심리 변화 유도 방법은 트라우마에 대한 둔감한 반응 형성을 유도하기 위한 심리 변화를 위해 사용될 수 있다.

이 경우, 상기 오감 감각 발생 장치(1000)는 착용자에 대한 트라우마 정보에 기초하여 지속적인 트라우마 상황에 대한 가상의 오감이 전달되도록 할 수 있으며, 상기 착용자의 심리적 또는 신체적 변화에 기초하여 상기 가상의 오감 정도를 변화시켜, 궁극적으로는 트라우마에 대한 둔감한 반응 형성에 도움을 줄 수 있다.

다시 말하면, 제2 단계(S520)는 상기 착용자가 경험했던 상황에 대한 가상의 오감이 상기 오감 감각 발생 장치(1000)에 의해 전달되도록 하는 단계를 포함하여, 트라우마 극복에 도움을 줄 수 있는 것이다.

한편, 상기와 같은 단계가 진행되는 가상의 오감 감각 전달을 활용한 심리 변화 유도 방법은 착용자의 기억을 되살리는데 활용될 수 있다.

즉, 상기 제2 단계(S520)는 착용자의 진술에 기초한 착용자에 대한 정보에 기초하여 오감 감각 발생 장치(1000)가 동작되는 단계를 포함할 수 있으며, 이를 통해 과거의 경험을 경험하게 하여 과거 사건을 떠올리게 하거나 기억을 되살릴 수 있다.

또한, 상기와 같은 단계가 진행되는 가상의 오감 감각 전달을 활용한 심리 변화 유도 방법은 지능에 대한 검사에도 활용될 수 있다.

여기서, 지능이라 함은 학문적 문제 해결 지능 등에 대한 분석 지능, 새로운 아이디어에 대한 창의성 관련 창의 지능, 및 메모하는 방법 및 자신의 경력을 도모하는 방법 등에 대한 현실 지능 등을 포함하는 개념일 수 있다.

또한, 상기와 같은 단계가 진행되는 가상의 오감 감각 전달을 활용한 심리 변화 유도 방법은 욕구 본능과 배고픔의 생리학에 관한 사항을 측정하는데 활용될 수 있다.

예를 들어, 착용자에게 가상의 음식을 먹는 행위를 전달하고 이것으로 인해 신체에 미치는 호르몬 역할 등에 대해서 알 수 있게 된다.

또한, 상기와 같은 단계가 진행되는 가상의 오감 감각 전달을 활용한 심리 변화 유도 방법은 착용자의 스트레스 요인 분석 등에 활용될 수 있다.

가상의 오감 감각 전달을 통해 착용자의 동공의 움직임이나 심박수 또는 혈압 등을 통해 착용자의 스트레스 요인을 분석할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 가상의 오감 감각 전달을 활용한 심리 변화 유도 방법에 있어서 제4 단계(S540)는 상기 착용자에 의한 상기 오감 감각 발생 장치(1000)의 정지 신호가 입력된 경우, 상기 착용자의 심리적 또는 신체적 변화에 기초하여, 상기 오감 감각 발생 장치(1000)의 정지 여부가 결정되는 단계를 포함할 수 있다.

예를 들어, 착용자가 더 이상의 가상의 오감을 전달받기를 희망하지 않는 경우, 상기 오감 감각 발생 장치(1000)의 정지를 위한 신호를 입력할 수 있으나, 상기 오감 감각 발생 장치(1000)는 상기 신호 입력에 의해 정지되는 것이 아니라 상기 착용자의 심리적 또는 신체적 변화에 기초하여 정지되는 것으로 할 수 있다.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.

10 : 출력 장치 20 : 햅틱 장갑
100 : HMD 110 : 제1 수신 유닛
120 : 디스플레이 유닛 130 : 스피커 유닛
140 : 제1 제어 유닛 150 : 마운팅 유닛
160: 마스크 유닛
200 : 인공 후각 인식 및 전달 장치 210 : 제2 수신 유닛
220 : 냄새 발생 유닛 230 : 제2 제어 유닛
240 : 제3 수신 유닛 250 : 바람 발생 유닛
260 : 제3 제어 유닛 270 : 거치 부재
300 : 인공 미각 전달 장치 310 : 제4 수신 유닛
320 : 저장 유닛 330 : 전달 유닛
340 : 제4 제어 유닛 400 : 인공 촉각 전달 장치
410 : 제5 수신 유닛 420 : 압력 발생 유닛
430 : 진동 발생 유닛 440 : 제5 제어 유닛

Claims

가상의 오감 감각을 발생시키는 오감 감각 발생 장치를 이용하여, 상기 오감 감각 발생 장치를 착용한 착용자에 대한 심리 변화가 유도되도로 하는, 가상의 오감 감각 전달을 활용한 심리 변화 유도 방법에 있어서,
상기 착용자에 대한 정보가 수집되는 제1 단계;
상기 수집된 상기 착용자에 대한 정보에 기초하여, 상기 오감 감각 발생 장치가 동작되어 상기 착용자에게 가상의 오감이 전달되는 제2 단계;
상기 가상의 오감이 전달된 이후의 상기 착용자의 심리적 또는 신체적 변화가 감지되는 제3 단계; 및
상기 착용자의 심리적 또는 신체적 변화에 기초하여 상기 오감 감각 발생 장치의 동작 상태가 변경되는 제4 단계;를 포함하며,
상기 오감 감각 발생 장치는,
인공 촉각 전달 장치를 포함하며,
상기 인공 촉각 전달 장치는,
촉각에 대한 설정 값을 수신하기 위한 수신 유닛,
압력을 발생시키기 위한 압력 발생 유닛, 및
상기 수신 유닛으로부터 상기 촉각 설정 값을 전달 받고, 상기 촉각 설정 값에 포함된 압력 설정 값에 대응되는 압력이 발생되도록, 상기 압력 발생 유닛을 제어하는 제어 유닛을 포함하고,
상기 압력 발생 유닛은,
상기 착용자가 착용하는 햅틱 장갑의 손바닥 부위에 구비되고, 공기의 압력 조절이 가능한 복수의 공기 패드들, 및 전류의 조절이 가능한 복수의 전기 패드들 중 어느 하나로 이루어지며,
상기 햅틱 장갑은,
손가락 말단부에 미각에 대한 설정 값에 대응되는 온도에 대한 온도 자극, 및 상기 미각에 대한 설정 값에 대응되는 전류의 세기와 주파수에 의한 전기 자극이 전달되는 전달 유닛이 배치되어, 상기 착용자가 상기 햅틱 장갑을 착용한 상태에서 각 손가락을 혀에 갖다 대면 상기 전달 유닛을 통해 상기 온도 자극 및 상기 전기 자극이 상기 혀로 전달되어 미각이 발생되도록 하는 것을 특징으로 하는 가상의 오감 감각 전달을 활용한 심리 변화 유도 방법.
제1항에 있어서,
상기 착용자에 대한 정보는,
상기 착용자에 대한 생체 정보를 포함하며,
상기 제2 단계는,
상기 생체 정보에 기초하여, 상기 오감 감각 발생 장치의 동작 상태가 결정되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상의 오감 감각 전달을 활용한 심리 변화 유도 방법.
제1항에 있어서,
상기 오감 감각 발생 장치는,
상기 착용자의 신체적 변화가 시각 모듈을 통해 보여지도록 하되, 상기 착용자의 실제적인 신체적 변화보다 과한 상태로 보여지도록 하여, 상기 착용자의 심리적 변화가 유발되도록 하는 것을 특징으로 하는 가상의 오감 감각 전달을 활용한 심리 변화 유도 방법.
제1항에 있어서,
상기 제2 단계는,
상기 착용자가 경험했던 상황에 대한 가상의 오감이 상기 오감 감각 발생 장치에 의해 전달되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상의 오감 감각 전달을 활용한 심리 변화 유도 방법.
제1항에 있어서,
상기 제2 단계는,
상기 착용자의 진술에 기초한 상기 착용자에 대한 정보에 기초하여, 상기 오감 감각 발생 장치가 동작되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상의 오감 감각 전달을 활용한 심리 변화 유도 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제4 단계는,
상기 착용자에 의한 상기 오감 감각 발생 장치의 정지 신호가 입력된 경우, 상기 착용자의 심리적 또는 신체적 변화에 기초하여, 상기 오감 감각 발생 장치의 정지 여부가 결정되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상의 오감 감각 전달을 활용한 심리 변화 유도 방법.