KR102493215B1 - 조이스틱 체어 - Google Patents

Abstract

조이스틱 체어는 사용자와 컴퓨터 사이의 상호작용을 위한 입력 디바이스이다. 조이스틱 체어는 게임들에서 사용자의 움직임을 가능하게 한다. 본 발명은 플랫폼(3) 상에 발을 배치하고 그리고 시트(23) 상에 앉거나 누움으로써 사용된다. 회전을 위한 명령은 시트(23)를 왼쪽으로 또는 오른쪽으로 회전시킴으로써 달성된다. 후진 움직임을 위한 명령이 손바닥들에 의해 좌측 또는 우측 제어기(36, 41)를 멀리 누름으로써 내려는 한편, 전진 움직임을 위한 명령이 손가락들로 좌측 또는 우측 제어기(36, 41)를 당김으로써 내려진다. 측방향 움직임(49, 56)을 위한 제어 핸들들은 제어기들(36, 41) 상에 위치되는 전진-후진 제어기들로부터 분리된다. 다른 명령들은 좌측 및 우측 제어기 상의 버튼들로 달성되며, 그리고 이 버튼들은 엄지들로 접근가능하다. 소프트웨어는 본 발명의 모든 이용가능한 작용들의 수정들을 허용한다.

Description

조이스틱 체어

본 발명은 컴퓨터 입력 디바이스들의 분야에 관한 것이거나, 넓게 본다면, 사용자 장비 및 컴퓨터의 상호작용을 위한 입력 디바이스들 또는 조합된 입력 및 출력 디바이스들의 분야에 관한 것이다.

VR를 사용하면서 언급되는 주요 문제들은 다음과 같다:

1) 부상들의 가능성을 회피하는 것에 중점을 둔 디바이스 사용자들의 안전성

2) 일부 사용자들에서의 매스꺼움(nausea)의 발생; 및

3) 실제 움직임의 감각을 제공하는 가상 현실의 움직임의 관리; 사용자들의 편의 및 피로의 감소.

현재, 가상 현실에서 움직임 제어 및 제공되는 콘텐츠 내의 조작을 위한 입력 디바이스들은 다음의 옵션들이다:

- 플레잉(playing)을 위한 표준 제어기 ─ 게임패드(gamepad), 여기서 운동의 명령은 손의 엄지들을 활용하여 실행된다. 이러한 해결책으로, 몸체 및 머리의 움직임은 동기화되지 않아서, 일 측면 상에서 보고 그리고 타 측면으로 이동하는 것이 가능하다. 본 발명은, 사용자가 머리 움직임을 포함하는 전체 몸체와 함께 동일한 측으로 회전하도록 강제함으로써 몸체 및 머리의 움직임이 동기화되지 않은 것이 발생하는 것을 방지한다. 이러한 효과는 VR에서 매스꺼움을 감소시키는 것을 담당한다.

- 전형적인 게임패드와 유사한 결함을 갖는 공간에서 이들의 포지션을 정확하게 결정하는 데 사용되는 제어기들은, 움직임을 위한 명령들이 주어지는 방식 때문에 매스꺼움을 유발한다. 발명자의 디바이스의 경우, 움직임을 위한 명령들은, 이 명령들이 가상 현실에서 이동하면서 매스꺼움을 감소시키거나 완전히 제거하고 있는 방식으로 구성된다.

- 복잡한 설정의 결함 및 공간 제한을 가지는 몸체 포지션의 인식을 위한 시스템들은 부상 또는 피로를 유발시키는 더 많은 경향이 있다. 발명자의 디바이스는 부상 또는 피로의 가능성을 중화하며, 그리고 동시에, 매우 제한된 공간을 점유하면서 설정 및 사용이 간단하다.

- 소정의 장소에서 걷는 기본 원리를 사용하는 걷는 것(walking)의 시뮬레이션을 위한 시스템들은 매우 복잡하고 그리고 사용에 불편하다. 또한, 시스템들은 큰 공간을 점유하고 그리고 종종, 움직임을 위한 실제 느낌을 발생시키지 않으면서 피로 및/또는 부상으로 이어진다.

본 발명은 컴퓨터 및/또는 게이밍 콘솔을 위한 입력 디바이스들의 한 그룹에 속한다. 또한, 기댐 포지션(leaning position)에서 편리한 그리고 안전한 앉음(sitting) 또는 기립(standing)을 가능하게 하는 체어이다.

조이스틱 체어는 사용, 기댐 및 앉음의 2개의 기초 포지션들을 가진다.

기립 포지션에서, 사용자는 수직 평면에 대해 각지게 골반 벨트 및 등부분을 갖는 시트 상에 기대고 있다. 사용자는, 기립 축에 대해 직각으로 서 있는 그라운드 플랫폼 상에서 이들의 발들로 서 있는 동안 기대고 있다. 이는 사용자의 몸체를 위한 지지의 안전성으로 인해 증가된 안정성을 갖는 조이스틱 체어의 편안하고 그리고 보다 긴 사용을 가능하게 한다.

앉음 포지션에서, 사용자는 정상적인 앉음 포지션을 취한다.

앉음 포지션으로부터 기댐 포지션으로 그리고 그 반대의 전환은, 시트를 떠나고 그리고 VR 유리들을 분해할 필요 없이, 사용자 자신에 의해 조정된다.

조이스틱 체어의 경우에, 사용자가 이들 자신의 축선 주위를 회전하기 위해 명령을 제공하는 신규한 방식이 적용된다. 회전을 위한 명령은 몸체를 좌측으로 또는 우측으로 이동시킴으로써 제공되며, 이는 VR에서 360도 회전의 환영(illusion)을 달성하기에 충분하다. 사용자가 시트 상에서 취하는 각도는 마이크로제어기에서 처리되고 그리고 그 후, 회전 및 각속도를 결정하는 데 사용된다. 이러한 유형의 명령의 부가의 편의는, 사용자가 VR 헤드 장착식 디스플레이를 연결하는 데 사용되는 디바이스의 케이블을 허용하는 360도로 회전할 필요 없으며, 컴퓨터가 일정하게 “조이스틱 체어”와 함께 사용자의 부상 또는 장비에 대한 손상을 방지하는 사용자 뒤에 있고, 전체적으로 신규한 방식이 후방으로 그리고/또는 전방으로 이동하기 위해 명령을 발생시키도록 적용되는 것이다. 자신을 향해 손가락들로 핸들을 이동시켜, 사용자는 핸들 상의 인체공학적 벌지(bulge)를 손바닥들로 밀어 내면서 전방으로 이동하고, 그리고 후방으로 이동한다.

“조이스틱 체어”의 경우에, 사용자들이 측방향 그리고 앞뒤 움직임들을 제어하는 신규한 방식이 적용되며, 그리고 앞뒤 움직임들은, 우발적인 동시 명령들을 제공하는 가능성을 제거하는 방식으로 분리된다. 이러한 성능은 또한 매스꺼움의 감소로 이어진다.

도 1a는 상부 표면으로부터 보이는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어를 예시하는 조립된 사시도이다.
도 1b는 상부 표면으로부터 보이는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어를 예시하는 조립된 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어를 예시하는 조립된 측면도이다.
도 3의 a는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어의 좌측 제어기를 예시하는 평면도이다.
도 3의 b는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어의 우측 제어기를 예시하는 평면도이다.
도 4의 a는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어의 좌측 제어기를 예시하는 측면도이다.
도 4의 b는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어의 우측 제어기를 예시하는 측면도이다.
도 5의 a는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어의 좌측 제어기를 예시하는 측단면도이다.
도 5의 b는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어의 우측 제어기를 예시하는 측단면도이다.
도 6의 a는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어의 좌측 턴 명령(left turn command)을 위한 검출 수단의 원리를 예시하는 다이어그램이다.
도 6의 b는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어의 우측 턴 명령을 위한 검출 수단의 원리를 예시하는 다이어그램이다.
도 6의 c는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어를 위한 회전 센서와 마이크로제어기 사이의 연결의 원리를 예시하는 다이어그램이다.
도 7의 a는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어의 좌측 턴 명령을 위한 검출 수단의 원리를 예시하는 도면이다.
도 7의 b는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어의 우측 턴 명령을 위한 검출 수단의 원리를 예시하는 다이어그램이다.
도 7의 c는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어 상의 회전 센서와 마이크로제어기 사이의 연결의 원리를 예시하는 다이어그램이다.
도 8의 a는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어의 베이스프레임을 위한 플랫폼 및 후방 지지부의 접히지 않은 포지션을 예시하는 조립된 측면도이다.
도 8의 b는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어의 베이스프레임을 위한 플랫폼 및 후방 지지부의 반접힌(semi folded) 포지션을 예시하는 조립된 측면도이다.
도 8의 c는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어의 베이스프레임을 위한 플랫폼 및 후방 지지부의 접힌 포지션을 예시하는 조립된 측면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어 상의 좌측 팔걸이(armrest)의 후방 포지션을 예시하는 조립된 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어 상의 좌측 및 우측 팔걸이들의 후방 포지션을 예시하는 조립된 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어의 유지 제어기의 원리를 예시하는 다이어그램이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어에 대한 착좌된 자세를 예시하는 조립된 사시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어 상의 기립 자세를 예시하는 조립된 측단면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어를 예시하는 조립된 사시 단면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어를 예시하는 조립된 측단면도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어를 위한 포지션 제어기를 예시하는 사시도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어의 마이크로제어기와의 연결의 원리를 예시하는 다이어그램이다.
도 18의 a는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어의 좌측 제어기에 대한 전진 명령을 위한 검출 수단의 원리를 예시하는 도면이다.
도 18의 b는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어의 좌측 제어기에 대한 후진 명령을 위한 검출 수단의 원리를 예시하는 다이어그램이다.
도 18의 c는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어 상의 좌측 제어기 센서와 마이크로제어기 사이의 연결의 원리를 예시하는 다이어그램이다.
도 19의 a는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어의 우측 제어기에 대한 전진 명령을 위한 검출 수단의 원리를 예시하는 도면이다.
도 19의 b는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어의 우측 제어기에 대한 후진 명령을 위한 검출 수단의 원리를 예시하는 다이어그램이다.
도 19의 c는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어 상의 우측 제어기 센서와 마이크로제어기 사이의 연결의 원리를 예시하는 다이어그램이다.
도 20의 a는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어의 좌측 스트라이프 제어부(strife control)에 대한 우측 스트라이프 명령을 위한 검출 수단의 원리를 예시하는 도면이다.
도 20의 b는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어의 좌측 스트라이프 제어부에 대한 좌측 스트라이프 명령을 위한 검출 수단의 원리를 예시하는 다이어그램이다.
도 20의 c는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어 상의 좌측 스트라이프 제어부와 마이크로제어기 사이의 연결의 원리를 예시하는 다이어그램이다.
도 21의 a는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어의 우측 스트라이프 제어부에 대한 우측 스트라이프 명령을 위한 검출 수단의 원리를 예시하는 도면이다.
도 21의 b는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어의 우측 스트라이프 제어부에 대한 좌측 스트라이프 명령을 위한 검출 수단의 원리를 예시하는 다이어그램이다.
도 21의 c는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어 상의 우측 스트라이프 제어부와 마이크로제어기 사이의 연결의 원리를 예시하는 다이어그램이다.
도 22의 a는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어 상의 기립 포지션의 앉음 기구(sitting mechanism)의 원리를 예시하는 다이어그램이다.
도 22의 b는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어 상에서 하강 동안 앉음 기구의 원리를 예시하는 다이어그램이다.
도 22의 c는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어 상의 착좌 포지션의 앉음 기구의 원리를 예시하는 다이어그램이다.
도 23의 a는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어 상의 좌측 스트라이프 제어부를 예시하는 평면도이다.
도 23의 b는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어 상의 우측 스트라이프 제어부를 예시하는 평면도이다.
도 24a는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어 상의 앉음 기구를 예시하는 분해 사시 배면도이다.
도 24b는 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 체어 상의 앉음 기구를 예시하는 분해 사시 정면도이다.

조이스틱 체어는 컴퓨터 또는 게이밍 콘솔을 위한 입력 디바이스를 나타낸다. 조이스틱 체어는, 특별히 가상 현실에 관해서, 컴퓨터 게임들의 보다 간편하고, 보다 편안한 그리고 효율적인 플레잉을 가능하게 한다. 헤드 장착식 디스플레이를 갖는 조이스틱 체어는 가상 현실 시스템의 부품이다.

보다 큰 그림에서, 발명자는 처리 콘텐츠를 위한 컴퓨터 또는 게임 콘솔, 시각 피질(visual cortex)을 자극하기 위한 HMD(head mounted display), 청각 피질(Auditory cortex)을 위한 헤드폰들, 및 수직 근접도(sheer proximity)에 의해 운동 피질(Motor cortex)에서의 신호들을 생성하기 위해 입력을 위한 그리고 체성감각 피질(Somatosensory cortex)을 자극하기 위한 HMI(human-machine interface)로서의 조이스틱 체어로 구성되는 VR 시스템을 알고 있다. 조이스틱 체어는 매체로서 가상 현실에 대한 새로운 접근을 위한 컴포넌트로서 개발되는데, 왜냐하면 조이스틱 체어는 움직임을 위한 기준 하드웨어 및 기존의 콘텐츠 및 하드웨어와의 호환성을 우리에게 제공하기 때문이다.

지금까지, 가상 현실이 가지는 가장 큰 문제점은 움직임과 연관된 매스꺼움(nausea)이다. 표준 제어 체계(standard control scheme)(게임패드 및 마우스 키보드 콤보)는 모든 사용자들의 상이한 레벨들의 60%의 불편함 및 20%의 매스꺼움을 생성한다. 따라서, 발명자는 기존의 콘텐츠, 예컨대 널리 인기 있는 FPS 게임들을 사용할 수 없었고 그리고 개발자들은, 대부분 사람들을 몰입감에서 벗어나게 하고 게임 플레이를 깨뜨리는 움직임(텔레포팅(teleporting))에 대한 대안적인 모드를 고안해야 했다. 또한, 중요한 인자는, VR 시간(session) 동안의 설정하는 것이 번거로울 수 있다는 것이며, 이는 사용자가 디바이스를 점점 더 적게 사용하도록 영향을 준다.

이러한 문제들을 해결하기 위해, 발명자는 새로운 해결책들을 제안하였다. 콘텐츠의 제어를 달성하기 위해 중추 신경계(central nervous system)를 자극하는 것을 시도하는 대신에, 발명자는 콘텐츠의 제어를 달성하기 위해, 보통의 게임패드의 자극을 달성하였고 그리고 전정계(Vestibular system)에 영향을 줄 필요 없이 운동 감각을 동시에 발생시켰다(즉, 중이(middle ear)는 항상 축에 머물러 있음). 이러한 방식으로, 발명자는, 움직임들로 인해 매스꺼움을 감소시키면서, 마켓 상에서 모든 인기있는 논(non)-VR 콘텐츠와의 제어 및 호환성을 달성하였다. 러닝 커브(learning curve)는 초 단위로 측정된다. 시간을 설정하는 것은, 의자에 앉고 그리고 사용자의 머리에 모자를 쓰는 것만큼 용이하다. 사용자는 케이블들에 의해 방해되지 않거나 가구를 강제로 옮기지 않는다. 신규한 편의는 수 시간의 연속적인 사용을 허용한다. 발명자의 해결책은 임의의 내부에 피팅하도록(fit) 재현될 수 있는 디자인-애그노스틱(Design-agnostic)이다. 이러한 해결책은 모든 기존의 VR 제어기들과 호환성이 있고 그리고 통합의 수개의 모드들을 갖는다. 매우 중요한 옵션(option)은 또한 HMI가 활용될 수 있는 가상 현실에서의 사용이다.

발명자의 독점 소프트웨어는 커스터마이제이션(customization)을 제공하고 그리고 또한 메스꺼움을 유발할 수 있는 특정한 모션 룰들(motion rules)을 방지하고 그리고 지면으로부터 사용자를 끊임없이 보조하고 있다. 이러한 방식으로, 기존 콘텐츠와 가상 현실의 특이성 사이의 갭은 부가의 프로그래밍 및 개발자에 의해 움직임을 조절하는 것의 요구 없이 가교된다(bridged). 사용자는 움직임 매개 변수들을 각각의 콘텐츠에 대한 특정한 레벨로 별도로 조절할/커스터마이징할 수 있다. 이러한 모두는 연장된 시간 기간에 걸쳐 대부분의 사용자들을 위한 매스꺼움에 대한 내성을 증가시키는 것에 대한 엄청난 효과를 갖는다.

디바이스는 다음의 세그먼트들로 구성된다:

- 플랫폼을 갖는 기초프레임

- 시트를 들어올리고 그리고 하강시키기 위한 기구

- 등받이를 갖는 앉음 기구

- 제어부들

- 마이크로제어기

플랫폼을 갖는 기초프레임은 조이스틱 체어 강도 및 안전성을 제공한다. 기초 프레임(1)의 전방 측 상에, 플랫폼 조인트(4)가 부착되며, 플랫폼 조인트는 2개의 포지션들 사이에서 플랫폼(3)을 회전시킬 수 있다. 기초 프레임(1)의 후방 측 상에, 기초 프레임 지지 조인트(6)가 부착되며, 기초 프레임 지지 조인트는 기초 프레임 지지부(7)를 회전시킬 수 있다. 이러한 이중 접힘 피처(feature)는 조이스틱 체어의 수송에 대해 유용하게 되는데, 왜냐하면 이는 그의 점유 공간을 상당히 감소시키기 때문이다. 기초 프레임 지지 잠금 볼트(8)를 갖는 기초 프레임 지지부(7)는 상당히 균일하지 않은 표면들 상에서 안정적인 조이스틱 체어 성능을 제공한다. 조절가능한 풋들(2)은 안정성의 미세 조정을 위한 것이다. 또한, 기초 프레임(1)의 전방부 상에서, 전방 로터리 브래킷(front rotary bracket)(15)를 통해 플랫폼(3)의 각도를 조절하는, 플랫폼의 각도 조절을 위한 선형 구동기(linear actuator)(16)가 부착된다.

시트를 들어올리고 그리고 하강시키기 위한 기구는 사용자가 2개의 포지션들(기댐(leaning) 또는 앉음(sitting))에서 조이스틱 체어를 사용하는 것을 가능하게 한다. 앉음 포지션으로부터 기댐 포지션으로의 변경은, 푸셔 실린더를 갖는 2차 슬라이더(secondary slider)(18)를 상승시키는 푸셔 실린더를 갖는 2차 슬라이더를 위한 선형 구동기(17)에 명령을 내리는 마이크로제어기(30)를 사용하여 명령을 포지션 제어기(57)에 제공함으로써 달성된다. 2차 슬라이더를 위로 이동시킴으로써, 가까운 수직 포지션에 배치되는, 시트(11)의 전방 부분과 함께 시트(12)의 전방 부분을 위한 로터리 지지부의 후방 부품을 해제한다. 또한 위로 이동시킴으로써, 푸셔 실린더를 갖는 2차 슬라이더(18)는 시트(23)를 시트 지지부(13)로부터 멀게 들어올린다. 시트 스프링(20)은 체어 로터리 헤드(27)와 시트(23) 사이에 위치되고, 그리고 시트 조절 볼트(24)를 향해 시트를 당긴다. 이는 시트(23)의 각도를 결정한다.

등받이(backrest)를 갖는 앉음 기구는, 시트(23) 및 머리 받침대(31)를 지탱하는 등받이(25)를 지탱하는 체어 로터리 헤드(27) 상에 놓인다. 시트(23)의 각도는 시트 조절 볼트(24)에 의해 조절될 수 있다. 등받이(25)의 각도는 등받이 조절 볼트(26)에 의해 조절될 수 있다. 앉음 포지션에서의 시트(23) 및 등받이(25)의 높이는, 중심 컬럼(9)의 회전 지탱시에 또한 회전할 수 있는 중심 컬럼(19) 내측에 있는 체어 높이 조정을 위한 선형 구동기(10)를 활성화함으로써 조절된다. 체어 로터리 헤드(27)의 높이는 푸셔 실린더를 갖는 2차 슬라이더(18)의 높이를 변경시킴으로써 조절될 수 있으며, 이는 앉음 포지션의 움직임으로부터 시트(12)의 전방 부분을 위한 로터리 지지부를 차단하고 그리고 기댐 포지션에서 그의 하강을 허용한다. 시트(12)의 전방 부분을 위한 로터리 지지부는 시트(11)의 전방 부분을 지탱하고 그리고 1차 슬라이더(5)에 부착되고 앉은 포지션에서 시트(23)에 지지를 제공하는 시트 지지부(13)에 연결되는 시트(14)의 전방 부분을 위한 로터리 지지부의 로터리 액슬에 부착된다.

제어부들은 5개의 부품들로 구성된다:

● 핸들들

● 전진 및 후진 움직임의 제어부

● 왼쪽 또는 오른쪽 회전을 위한 제어부들

● 버튼들

● 스트라이프 제어부들

핸들들은 좌측 팔걸이 조인트(37), 우측 팔걸이 조인트(42), 좌측 팔걸이 지지부(33), 우측 팔걸이 지지부(38), 좌측 팔걸이(34), 우측 팔걸이(39), 좌측 제어기(36) 및 우측 제어기(41)로 구성된다. 좌측 팔걸이 조인트(37) 및 우측 팔걸이 조인트(42)는 좌측 제어기(36)를 갖는 좌측 팔걸이 지지부(33), 및 우측 제어기(41)를 갖는 우측 팔걸이 지지부(38)가 전방 또는 후방 포지션에 독립적으로 위치결정되는 것을 허용한다. 좌측 제어기(36) 및/또는 우측 제어기(41)의 사용은 서로 독립적이다. 좌측 제어기(36) 및/또는 우측 제어기(41)가 후방 포지션에 있을 때, 이 제어기들은 제어 프로세스로부터 제거되어 완료된다. 이러한 옵션은 다른 입력 디바이스들, 포지션 인식을 갖는 다양한 휴대용 제어기들의 방해되지 않는 사용을 허용한다.

전진 및 후진 움직임의 제어는 손바닥들을 향해 손가락들로 좌측 또는 우측 제어기들(36 또는 41)을 당기거나 손바닥들로 멀어지게 누름으로써 달성된다. 힘은 탄성적인 좌측 및 우측 세트의 고무 링들(44 또는 51)을 통해 전달되고 그리고 좌측 또는 우측 센서(45 또는 52)에 의해 측정된다. 힘은 좌측 및 우측 센서들(45 및 52)에 의해 측정되며, 좌측 및 우측 센서들로부터, 신호들은 마이크로제어기(30)로 송신되며, 마이크로제어기는 정보를 처리하고 그리고 전진-후진 움직임에 대한 새로운 명령들을 USB를 통해 컴퓨터로 송신한다.

발명자가 촉각 좌측 또는 우측 제어기(36 또는 41)의 전방(front)에 대해 사용자의 손가락들을 가압할 때, 촉각 소체들(Tactile corpuscles)에서 수용되는 감각, 손끝의 벌버스 소체들(Bulbous corpuscles)의 자극들 중 일부, 및 결과적인 논리적 계산이 척수로 향해 전진하는 체성 감각 시스템(Somatosensory system)의 구심신경섬유(afferent nerve fiber)를 통해 전송된다. 이로부터, 신호들은 PCML(Posterior column-medial lemniscus) 경로(또한, DCML(Dorsal column-medial lemniscus) 경로로서 공지되어 있음)를 통해 1차 운동 피질 바로 옆에 있는(전방에 있는) 1차 체성 감각 피질의 중심 후회(Postcentral gyrus)(체성 감각 피질)로 전송된다. 여기서, 피질의 중첩 영역들 때문에, 서로에 대한 이들의 근접의 결과로서, 소음이 발생된다. 발명자는, 이러한 소음을 없애기 위해 시력을 사용해서, VR이 시각 피질을 속일 때, 움직임의 시각적 표시를 시각 피질에 제공함으로써, 소음은 사용자를 위한 전방 움직임의 약간의 감지가 된다.

왼쪽 또는 오른쪽 회전을 위한 제어들은, 회전을 회전 센서(28)에 전달하는 체어 로터리 헤드(27)에 연결되는 시트(23)의 회전에 의해 달성된다. 회전 센서(28)는 이동가능한 체어 로터리 헤드(27)와 푸셔 실린더를 갖는 이동불가능한 2차 슬라이더(18) 사이에 배치된다. 회전 센서(28)에서 발생되는 신호는 그 후, 정보를 처리하고 그리고 왼쪽-오른쪽 회전에 대한 새로운 명령들을 USB를 통해 컴퓨터로 송신하는 마이크로제어기(30)에 송신된다.

버튼들은, 왼손 및 오른손의 엄지들에 대해 이용가능한 좌측 및 우측 제어기들(36 및 41)의 내부 측면들 상에 위치된다.

왼쪽 엄지에 대해 이용가능한 명령들은 다음과 같이 버튼 스위처들(button switchers)이다:

- 좌측 1차 트리거(58)

- 좌측 2차 트리거(59)

- 좌측 3차 트리거(60)

- D-패드 업 버튼(68)

- D-패드 다운 버튼(69)

- D-패드 왼쪽 버튼(67)

- D-패드 오른쪽 버튼(70)

- 시작 버튼(65), 메뉴 또는 시작

오른쪽 엄지에 대해 이용가능한 명령들은 다음과 같이 버튼 스위처들이다:

- 우측 1차 트리거(73)

- 우측 2차 트리거(72)

- 우측 3차 트리거(71)

- 버튼 1(61)

- 버튼 2(62)

- 버튼 3(63)

- 버튼 4(64)

- 후방 버튼(66), 메뉴에서 나옴

좌측 스트라이프 제어부(49) 및 우측 스트라이프 제어부(56)로 구성되는 스트라이프 제어부들은 측방향 왼쪽 및 오른쪽 움직임을 위해 사용된다. 좌측 및 우측 스트라이프 제어부들은 좌측 제어기(36) 및 우측 제어기(41)에 연결되지 않으며, 이는 대각선 움직임을 방지한다.

마이크로제어기(30)는 2개의 일반적인 기능들을 갖는다:

1. 체어 높이 조정을 위한 선형 구동기(10), 플랫폼의 각도 조정을 위한 선형 구동기(16), 및 푸셔 실린더를 갖는 2차 슬라이더를 위한 선형 구동기(17)에 명령들을 제공함으로써 조이스틱 체어의 포지션을 규정하고 그리고 변경하는 것이다. 또한, 마이크로제어기는 이전 조이스틱 체어 포지션을 기억하고(memorise) 그리고 소환할(recall) 수 있다. 이러한 기능을 위한 명령들은 포지션 제어기(57)를 통해 내려진다.

포지션 제어기(57)에 대한 명령들은 다음과 같다:

● 버튼(74)을 누르는 것은, 조이스틱 체어의 앉음 포지션으로부터 기립 포지션으로 변경하기 위한 명령을 제공함.

● 버튼(75)을 누르는 것은, 조이스틱 체어의 기립 포지션으로부터 앉음 포지션으로 변경하기 위한 명령을 제공함.

● 버튼(76)을 누르는 것은, 앉음 및 기립 포지션들 모두에서 시트(23)의 상승을 위한 명령을 제공함.

● 버튼(79)을 누르는 것은, 앉음 및 기립 포지션들 모두에서 시트(23)의 하강을 위한 명령을 제공함.

● 버튼(77)을 누르는 것은, 플랫폼(3)의 각도를 감소시키기 위한 명령을 제공함.

● 버튼(78)을 누르는 것은, 플랫폼(3)의 각도를 증가시키기 위한 명령을 제공함.

● 버튼(80)을 누르는 것은, 포지션 1(81) 또는 포지션 2(82) 또는 포지션 3(83)에 대한 버튼들 중 하나와 동시에 누름으로써 조이스틱 체어의 현재 포지션을 저장하기 위한 명령을 제공함.

● 버튼(81)을 누르는 것은, 포지션 1로 가기 위해 조이스틱 체어에 명령을 제공하고, 그리고 버튼(80)을 누른 후에 포지션 1을 저장한다.

● 버튼(82)을 누르는 것은, 포지션 2로 가기 위해 조이스틱 체어에 명령을 제공하고, 그리고 버튼(80)을 누른 후에 포지션 2를 저장한다.

● 버튼(83)을 누르는 것은, 포지션 3으로 가기 위해 조이스틱 체어에 명령을 제공하고, 그리고 버튼(80)을 누른 후에 포지션 3을 저장한다.

2. 마이크로제어기(30)의 제2 기능은 USB 포트를 통해 PC 또는 콘솔로 표준 게임패드 명령들을 제공하는 것이다. 이동 명령들의 모든 수정들은, 전진-후진 움직임에 대한 좌측 제어기 센서(45) 및 우측 제어기 센서들(52), 왼쪽-오른쪽 회전을 위한 회전 센서(28), 및 측방향으로 이동하기 위한 좌측 스트라이프 제어부(49) 및 우측 스트라이프 제어부(56)로부터 전압을 얻는 마이크로제어기(30)로 이루어진다. 이는, 명령이 표준 게임패드 포맷 또는 표준 마우스 및 키보드 입력에서 수신되기 때문에, 명령들이 내려지는 소프트웨어를 수정할 요구를 제거한다. 이러한 기능성은 독점 소프트웨어를 사용하여 수정될 수 있다.

본 발명의 산업적 그리고 다른 적용

본 발명의 적용의 방식은, 명령들이 내려지는 출력 신호들이 동일하기 때문에, 표준 게임패드 제어기가 적용되는 그들의 모든 적용들을 포함한다. 제어의 분야에서 이미 언급된 적용들의 경우에, 본 발명은 또한, 한 장소에서 기립 또는 앉음이 필수적인 다른 적용에서 편안한 사용을 가능하게 한다.

또한, 도시된 설정 내에 있고 그리고 그의 기능적 개선의 목적에 있을 수 있는 임의의 다른 구조적 개선들 또는 변경들은 이러한 레지스트레이션(registration)과 함께 포함되는 것으로 간주된다.

Claims (32)

1. 조이스틱 체어(joystick chair)로서,
   기초 프레임(base frame)(1); 상기 기초 프레임에 연결되는 중심 컬럼(central column); 로터리 헤드(rotary head); 및 상기 로터리 헤드에 각각 연결되는, 시트(seat), 등받이(backrest) 및 머리 받침대(headrest)를 가지는 체어 컴포넌트(chair component); 및
   움직임 컴포넌트(movement component)를 포함하며, 상기 로터리 헤드는 상기 중심 컬럼에 연결되고, 그리고 1차 슬라이더(slider)는 푸셔 실린더를 갖는 2차 슬라이더를 지지하며,
   그리고 상기 로터리 헤드는 회전 센서에 의해 중간 포지션에 대해 센터링되는(centered),
   조이스틱 체어.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 로터리 헤드는 상기 회전 센서에 의해 왼쪽 또는 오른쪽 회전으로부터 중간 포지션에 대해 센터링되며, 상기 회전 센서는 상기 푸셔 실린더를 갖는 2차 슬라이더의 최상부 상에 부착되는,
   조이스틱 체어.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 회전 센서는 상기 1차 슬라이더에 부착되는,
   조이스틱 체어.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 2차 슬라이더에 부착되는 회전 센서와 통신하는 마이크로제어기(microcontroller)를 더 포함하는,
   조이스틱 체어.
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14. 제4 항에 따른 조이스틱 체어를 제어하기 위한 방법으로서,
    상기 마이크로제어기로 USB를 통해 왼쪽-오른쪽 회전을 위한 명령들을 컴퓨터로 송신하는 단계를 포함하는,
    조이스틱 체어를 제어하기 위한 방법.
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16. 제14 항에 있어서,
    전진-후진 움직임의 전송은 좌측 및 우측 제어기로부터이고 그리고 좌측 및 우측 제어기 센서는 상기 마이크로제어기로 신호를 송신하는,
    조이스틱 체어를 제어하기 위한 방법.
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