KR102513034B1 - 가상 현실 기술을 기반으로 하는 헤드 마운트형 인간-컴퓨터 상호 작용 장치 - Google Patents

가상 현실 기술을 기반으로 하는 헤드 마운트형 인간-컴퓨터 상호 작용 장치 Download PDF

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KR102513034B1
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Abstract

본 발명은 가상 현실 기술을 기반으로 하는 헤드 마운트형 인간-컴퓨터 상호 작용 장치를 개시하는 바, 상기 장치는 외부 헬멧 본체, 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리, 공기 순환 어셈블리 및 내장형 증폭 어셈블리를 포함하여 구성되며, 상기 외부 헬멧 본체의 구개 보호부에는 상기 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리를 장착하기 위한 장착 요홈이 설치되고, 상기 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리는 장착 요홈에 감입되어 고정되며, 상기 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리의 중간부 상측에 적어도 하나의 죄어서 고정하기 위한 연결 스트랩이 설치되고, 상기 외부 헬멧 본체의 상기 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리가 감입된 일측에 안전 잠금 장치가 감싼 방식으로 연결되고, 상기 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리가 먼저 연결 스트랩에 의해 사람의 머리에 밀착되어 지지 고정된 다음에 상기 안전 잠금 장치에 의해 잠겨지도록 하며; 상기 외부 헬멧 본체의 목 보호부에는 공기 순환 어셈블리가 설치되고, 상기 외부 헬멧 본체의 내부에는 보조 라이닝이 밀착되어 설치되며, 상기 보조 라이닝과 외부 헬멧 본체의 내측벽은 이격 설치되어 배출 챔버를 형성하며, 상기 외부 헬멧 본체 내부에는 내장형 증폭 어셈블리가 좌우 대칭되게 설치된다.

Description

가상 현실 기술을 기반으로 하는 헤드 마운트형 인간-컴퓨터 상호 작용 장치 {HEAD-MOUNTED HUMAN-COMPUTER INTERACTION DEVICE BASED ON VIRTUAL REALITY TECHNOLOGY}
본 발명은 가상 현실 장비 기술 분야에 관한 것으로, 특히 가상 현실 기술을 기반으로 하는 헤드 마운트형 인간-컴퓨터 상호 작용 장치에 관한 것이다.
가상 현실(VR, Virtual Reality)은 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 3차원 공간을 생성한 가상 세계로서, 사용자에게 시각, 청각, 촉각 등의 감각에 관한 시뮬레이션을 제공하여 사용자는 마치 현실과 같이 3차원 공간 내 실물을 제때에 제한이 없이 관찰할 수 있으며, 일반 사용자는 보통 VR안경과 같은 헤드 마운트형 디스플레이 제품 또는 인간-컴퓨터 상호 작용 장치를 통해 가상 현실 기술에 의해 생성된 실감나는 화면을 볼 수 있다. 가상 현실 안경이라고도 할 수 있는 VR안경은 착용자에게 360도 몰입형 시각 경험을 제공할 수 있지만, 기존 기술에서 VR 안경은 화면 크기와 렌즈 파라미터의 한계에서 110도까지만 시야각을 맞출 수 있어 비교적 큰 국한성이 존재하고, VR 안경의 구면 아크 렌즈의 왜곡 효과를 상쇄하기 위해 LCD에 표시되는 이미지를 왜곡 처리하기 위한 복잡한 알고리즘이 필요하기 때문에, 기존 VR안경의 몰입 효과가 좋지 못하고, 사용 과정에서 음원 전송 장치의 사용 품질이 저하되어 3차원 공간에서 음원을 사용자의 외이도로 전송하지 못하여 사용자가 위치를 구분할 수 없게 된다. 따라서, 상기 문제를 해결하기 위한 가상 현실 기술을 기반으로 하는 헤드 마운트형 인간-컴퓨터 상호 작용 장치가 필요하다.
상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 가상 현실 기술을 기반으로 하는 헤드 마운트형 인간-컴퓨터 상호 작용 장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 구현하기 위한 본 발명의 가상 현실 기술을 기반으로 하는 헤드 마운트형 인간-컴퓨터 상호 작용 장치는 외부 헬멧 본체, 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리, 공기 순환 어셈블리 및 내장형 증폭 어셈블리를 포함하여 구성되며, 상기 외부 헬멧 본체의 구개 보호부에는 상기 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리를 장착하기 위한 장착 요홈이 설치되고, 상기 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리는 장착 요홈에 감입되어 고정되며, 상기 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리의 중간부 상측에 적어도 하나의 죄어서 고정하기 위한 연결 스트랩이 설치되고, 상기 외부 헬멧 본체의 상기 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리가 감입된 일측에 안전 잠금 장치가 감싼 방식으로 연결되어 상기 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리가 먼저 연결 스트랩에 의해 사람의 머리에 밀착되어 지지 및 고정된 다음에 상기 안전 잠금 장치에 의해 잠겨지도록 하며;
상기 외부 헬멧 본체의 목 보호부에는 공기 순환 어셈블리가 설치되고, 상기 외부 헬멧 본체의 내부에는 보조 라이닝이 밀착되어 설치되며, 상기 보조 라이닝과 외부 헬멧 본체의 내측벽은 이격 설치되어 배출 챔버를 형성하여 상기 공기 순환 어셈블리가 외부 헬멧 본체 내부에 대해 공기 순환 배출을 수행할 때, 공기가 배출 챔버를 통해 외부 헬멧 본체의 각 부분에 도달하게 하며;
상기 외부 헬멧 본체 내부에는 내장형 증폭 어셈블리가 좌우 대칭되게 설치되며, 상기 내장형 증폭 어셈블리는 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리와 연결되고, 음원 신호를 추가적으로 증폭하여 외부 헬멧 본체 내부에서 서라운드 사운드 채널을 형성하게 하며;
상기 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리는 장착 프레임, 전기 텔레스코픽폴, 디스플레이 미러 본체, 고정 브래킷 및 메인 인터랙티브 스크린을 포함하여 구성되고, 상기 외부 헬멧 본체의 상기 장착 프레임이 감입된 일측 내부에 디스플레이 미러 본체가 수직으로 고정되며, 상기 디스플레이 미러 본체는 내부의 메인 인터랙티브 스크린이 3차원 투영을 형성하도록 보조하고, 상기 장착 프레임의 다른 일측 내부 중심 위치에 전기 텔레스코픽폴이 가로 방향으로 수직으로 설치되며, 상기 전기 텔레스코픽폴의 출력단은 고정 브래킷에 연결 고정되어 수평 방향의 신축을 통해 상기 디스플레이 미러 본체와 고정 브래킷 간의 유효 간격을 조정하며;
상기 고정 브래킷의 상기 디스플레이 미러 본체에 인접된 일측에 메인 인터랙티브 스크린이 감입되고, 상기 메인 인터랙티브 스크린과 고정 브래킷 사이에는 다수개 조정 가능한 텔레스코픽폴이 연결되어 고정되며, 각각의 상기 조정 가능한 텔레스코픽폴은 서로 조합되어 메인 인터랙티브 스크린의 수직 평면의 끼인각을 효과적으로 조정하며;
상기 내장형 증폭 어셈블리는 외부 케이싱, 사운드 튜브 베이스, 메인 채널, 보조 채널 및 신호 수신기를 포함하여 구성되며, 상기 외부 헬멧 본체 내부에 두개의 외부 케이싱이 좌우 대칭되게 설치되고, 상기 외부 헬멧 본체 내부 측벽에는 레이어드 라이너가 고정되며, 상기 레이어드 라이너와 상기 외부 헬멧 본체는 이격 설치되고 수용 챔버를 형성하며, 상기 외부 케이싱에는 상기 수용 챔버 내부를 관통하는 연결 와이어를 통해 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리와 전기적으로 연결되는 신호 수신기가 설치되며,
상기 외부 케이싱의 내주에 메인 채널 및 보조 채널이 설치되고, 상기 메인 채널은 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리에 의해 전송된 메인 음원을 증폭하여 전송하고, 상기 보조 채널은 음원 오디오 신호 특성에 따라 분산적으로 전송하여 공간 스테레오 채널을 형성하며;
상기 외부 케이싱 내부에는 다양한 방향으로부터 사람의 외이도로 음파를 전송하는 사운드 튜브 베이스가 더 설치되며;
상기 공기 순환 어셈블리는 메인 배기 장치, 단일 채널 배출구, 이송 파이프 및 외부 필터망을 포함하여 구성되며, 상기 메인 배기 장치는 외부 헬멧 본체의 내부 아래측에 경사지게 고정되고, 상기 메인 배기 장치에는 모두 다수개 배출 구멍이 설치되며, 각각의 상기 배출 구멍은 모두 배출 챔버와 관통되고, 상기 보조 라이닝에는 다수개 단일 채널 배출구가 설치되어 배출 챔버가 각각의 상기 단일 채널 배출구를 통해 외부 헬멧 본체 내부로 도달할 수 있게 하며,
상기 외부 헬멧 본체의 상단면의 일측에 이송 파이프가 관통되어 설치되고, 상기 이송 파이프는 외부 헬멧 본체 내부의 공기를 효과적으로 배출하며, 상기 외부 헬멧 본체에는 또한 외부 필터망이 감압 설치된다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 상기 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리는 고정 폴 및 연결구를 더 포함하며, 고정 브래킷의 상기 메인 인터랙티브 스크린이 인접되는 일측에 고정 폴이 수평으로 설치되고, 상기 메인 인터랙티브 스크린에는 상기 연결구의 위치를 제한하여 고정시키기 위한 설치홈이 설치되며, 상기 고정 폴은 연결구를 통해 상기 메인 인터랙티브 스크린에 상대적으로 회전 가능하게 연결되어 고정된다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 상기 메인 인터랙티브 스크린과 상기 조정 가능한 텔레스코픽폴 사이에는 텔레스코픽 베이스가 더 설치되며, 상기 텔레스코픽 베이스는 다단 텔레스코픽 구조이고, 상기 텔레스코픽 베이스 내부에는 다수개 연결 스프링이 병렬로 설치되며, 각각의 상기 연결 스프링의 탄성력의 작용에 의해 상기 텔레스코픽 베이스는 일반 상태에서 신장된 상태를 나타낸다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 상기 메인 채널과 보조 채널은 엇갈려 설치되고, 상기 보조 채널은 스피커 유닛 및 사운드 필름 포밍 네트를 더 포함하며, 서로 인접한 다수개 상기 스피커 유닛이 조합되어 단일 보조 채널을 형성하고, 각각의 상기 스피커 유닛은 오디오 신호에 따라 음파의 진폭 및 주파수를 적절히 제어하며, 다수개 상기 스피커 유닛 외부에는 사운드 필름 포밍 네트가 설치된다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 상기 사운드 튜브 베이스는 투과성 진동막, 가이드 베이스 및 중심 전송 튜브를 포함하여 구성되며, 상기 외부 케이싱 내부에는 중심 전송 튜브가 동축으로 설치되고, 상기 중심 전송 튜브를 통해 음파가 사람의 외이도에 전송되며, 상기 중심 전송 튜브 외주에는 다수개 가이드 베이스가 배열되고, 각각의 상기 가이드 베이스와 메인 채널은 일대일 대응되게 설치되며, 각각의 상기 가이드 베이스는 외부 케이싱 내부의 각 방향의 음파를 효과적으로 흡수하여 중심 전송 튜브에 바로 전송하며;
상기 중심 전송 튜브 외부에는 투과성 진동막이 더 설치된다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 상기 사운드 튜브 베이스는 가이드 베이스 외부에 끼워져 고정되며 보조 채널에 의해 전송된 오디오 음파를 효과적으로 흡수하여 전송하는 흡음 튜브 베이스를 더 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 각각의 상기 단일 채널 배출구 내부에는 가압 모듈이 감입 설치되고, 상기 가압 모듈은 그 중간 부분에 수직으로 설치된 연결부재를 통해 단일 채널 배출구 내부의 공기 배출망에 연결 고정되어 상기 가압 모듈과 보조 라이닝이 분리된 상태로 고정되게 하고,
상기 가압 모듈의 횡단면은 반호형 구조를 나타내며;
상기 보조 라이닝과 외부 헬멧 본체 사이에는 다수개 가이드 베인이 더 설치되고, 각각의 상기 가이드 베인은 좌우로 엇갈려 배열된다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 상기 메인 배기 장치는 환형 배기 파이프, 내장형 션트, 고정 본체, 회전 팬 블레이드 및 소형 구동 모터를 더 포함하여 구성되며, 상기 환형 배기 파이프의 좌우 양측은 고정 본체에 대칭되게 관통되고, 각각의 상기 고정 본체 내부에는 회전 팬 블레이드가 경사지게 설치되며, 상기 고정 본체 내부에는 소형 구동 모터가 더 설치되고, 상기 소형 구동 모터의 출력단은 회전 팬 블레이드의 중심축에 연결 고정되어 상기 회전 팬 블레이드가 단일 방향의 회전 동작을 수행하도록 구동시키며;
상기 환형 배기 파이프 내부에는 내장형 션트가 동축으로 고정되고, 상기 내장형 션트는 상기 환형 배기 파이프를 제1 환형 챔버 및 제2 환형 챔버로 분할하며, 상기 제1 환형 챔버는 환형 배기 파이프의 일측에 설치된 고정 본체와 관통되고, 상기 제2 환형 챔버는 다른 일측에 설치된다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 상기 외부 헬멧 본체 내부에 설치된 상기 보조 라이닝과 레이어드 라이너는 내부에서 외부로 순서대로 배열되고, 상기 배출 챔버와 상기 수용 챔버는 서로 관통되지 않는다.
종래 기술과 비교하면, 본 발명의 가상 현실 기술을 기반으로 하는 헤드 마운트형 인간-컴퓨터 상호 작용 장치는 다음과 같은 유익한 효과를 갖는다.
본 발명에서는 가상 현실의 인간-컴퓨터 상호 작용 장치의 외부 프레임으로서 차음 및 차광 기능을 갖는 외부 헬멧 본체를 사용함으로써, 착용자가 가상 현실에 완전히 몰입하게 하며, 상기 외부 헬멧 본체는 가상 현실의 인간-컴퓨터 상호 작용 장치 본체의 중력을 사람 머리의 각 부분에 균일하게 분산시킬 수 있기 때문에, 일반 VR안경에 비해, 콧대에 가해지는 무게가 상대적으로 작아 사용자가 사용 시에 피로감을 어느 정도 줄이며, 외부 헬멧 본체에 내부 공기의 순환 흐름을 효과적으로 구현할 수 있는 공기 순환 어셈블리를 설치하여 사용자가 착용 과정에 편한 호흡을 유지할 수 있고, 내부 온도를 낮추어 사용자 경험을 향상시킬 수 있으며; 다수개 가압 모듈은 또한 사용자에게 간접적으로 머리 마사지를 제공하여 사용자의 피로를 줄일 수 있으며; 외부 헬멧 본체의 좌우 양측에는 공간 스테레오 채널 전송 방식으로 오디오 신호를 전송하는 내장형 증폭 어셈블리가 대칭되게 설치되고, 전송 과정에서 여러 보조 채널을 사용하여 오디오 전송 효과를 국부적으로 향상시켜 공간의 입체감을 향상시킬 수 있으며; 상기 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리는 중간 부분에 설치된 전기 텔레스코픽폴을 통해 메인 인터랙티브 스크린을 조정할 수 있으며, 시야각을 넓히기 위해, 사용 시에 여러개의 텔레스코픽폴을 통해 공간 편차를 실시간으로 조정 및 제어할 수 있고, 조정 과정에 텔레스코픽 베이스의 상대적인 신축은 약간의 진동 효과를 제공하여 사용자에게 진동 경험을 제공하며 높은 유연성을 갖는다.
도 1은 본 발명의 구조도이다.
도 2는 본 발명의 외부 헬멧 본체의 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리의 구조도이다.
도 4는 본 발명의 내장형 증폭 어셈블리의 구조도이다.
도 5는 본 발명의 공기 순환 어셈블리의 구조도이다.
도 6은 도 3의 A부분의 확대도이다.
도 7은 본 발명의 사운드 튜브 베이스의 부분 단면도이다.
도 8은 본 발명의 메인 배기 장치의 부분 단면도이다.
도 9는 본 발명의 외부 헬멧 본체 내부의 공기 순환 개략도이다.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 가상 현실 기술을 기반으로 하는 헤드 마운트형 인간-컴퓨터 상호 작용 장치는 외부 헬멧 본체(1), 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리(2), 공기 순환 어셈블리(3) 및 내장형 증폭 어셈블리(4)를 포함하여 구성되며, 상기 외부 헬멧 본체(1)의 구개 보호부에는 상기 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리를 장착하기 위한 장착 요홈이 설치되고, 상기 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리(2)는 장착 요홈에 감입되어 고정되며, 상기 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리(2)의 중간부 상측에 적어도 하나의 죄어서 고정하기 위한 연결 스트랩(201)이 설치되고, 상기 외부 헬멧 본체(1)의 상기 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리(2)가 감입된 일측에 안전 잠금 장치(202)가 감싼 방식으로 연결되어 상기 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리(2)가 먼저 연결 스트랩(201)에 의해 사람의 머리에 밀착되어 지지 고정된 다음에 상기 안전 잠금 장치(202)에 의해 잠겨지도록 하며; 여기서, 착용 시 편안함을 향상시키기 위해, 연결 스트랩과 안전 잠금 장치의 접촉면에 여러 개의 탄성 캡슐을 배치할 수 있고, 각 탄성 캡슐에는 탄성 효과를 향상시키기 위해 적절한 양의 가스를 충전할 수 있으며;
상기 외부 헬멧 본체(1)의 목 보호부에는 공기 순환 어셈블리(3)가 설치되고, 상기 외부 헬멧 본체(1)의 내부에는 보조 라이닝(5)이 밀착되어 설치되며, 상기 보조 라이닝(5)과 외부 헬멧 본체(1)의 내측벽은 이격 설치되어 배출 챔버를 형성하여 상기 공기 순환 어셈블리(3)가 외부 헬멧 본체(1) 내부에 대해 공기 순환 배출을 수행할 때, 공기가 배출 챔버를 통해 외부 헬멧 본체(1)의 각 부분에 도달하게 하며;
상기 외부 헬멧 본체(1) 내부에는 내장형 증폭 어셈블리(4)가 좌우 대칭되게 설치되며, 상기 내장형 증폭 어셈블리(4)는 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리(2)와 연결되고, 음원 신호를 추가적으로 증폭하여 외부 헬멧 본체(1) 내부에서 서라운드 사운드 채널을 형성하게 하며;
상기 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리(2)는 장착 프레임(203), 전기 텔레스코픽폴(205), 디스플레이 미러 본체(204), 고정 브래킷(206) 및 메인 인터랙티브 스크린(207)을 포함하여 구성되고, 상기 외부 헬멧 본체(1)의 상기 장착 프레임(203)이 감입된 일측 내부에 디스플레이 미러 본체(204)가 수직으로 고정되며, 상기 디스플레이 미러 본체(204)는 내부의 메인 인터랙티브 스크린(207)이 3차원 투영을 형성하도록 보조하고, 상기 장착 프레임(203)의 다른 일측 내부 중심 위치에 전기 텔레스코픽폴(205)이 가로 방향으로 수직으로 설치되며, 상기 전기 텔레스코픽폴(205)의 출력단은 고정 브래킷(206)에 연결 고정되어 수평 방향의 신축을 통해 상기 디스플레이 미러 본체(204)와 고정 브래킷(206) 간의 유효 간격을 조정하며; 대다수 사용자의 사용 경험을 편리하게 하기 위해, 사용자의 시청 거리를 실시간으로 조정할 수 있으며;
상기 고정 브래킷(206)의 상기 디스플레이 미러 본체(204)에 인접된 일측에 메인 인터랙티브 스크린(207)이 감입되고, 상기 메인 인터랙티브 스크린(207)과 고정 브래킷(206) 사이에는 다수개 조정 가능한 텔레스코픽폴(208)가 연결되어 고정되며, 각각의 상기 조정 가능한 텔레스코픽폴(208)은 서로 조합되어 메인 인터랙티브 스크린(207)의 수직 평면의 끼인각을 효과적으로 조정하며; 본 발명의 바람직한 실시예에서, 조정 안정성을 향상시키기 위해, 다수개 조정 가능한 텔레스코픽폴이 메인 인터랙티브 스크린과 고정 브래킷 사이에 원형 배열로 설치되는데, 이러한 방식에 의해 메인 인터랙티브 스크린의 수직 및 수평면을 공간 범위 내에서 조정할 수 있어 가상 현실 내용에 따라 메인 인터랙티브 스크린을 조정하여 화각을 증가할 수 있으며;
상기 내장형 증폭 어셈블리(4)는 외부 케이싱(401), 사운드 튜브 베이스(7), 메인 채널(402), 보조 채널(403) 및 신호 수신기(404)를 포함하여 구성되며, 상기 외부 헬멧 본체(1) 내부에 두개의 외부 케이싱(401)이 좌우 대칭되게 설치되고, 상기 외부 헬멧 본체(1) 내부 측벽에는 레이어드 라이너(6)가 고정되며, 상기 레이어드 라이너(6)와 상기 외부 헬멧 본체(1)는 이격 설치되어 수용 챔버를 형성하며, 상기 외부 케이싱(401)에는 상기 수용 챔버 내부를 관통하는 연결 와이어(405)를 통해 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리(2)와 전기적으로 연결되는 신호 수신기(404)가 설치되며,
상기 외부 케이싱(401)의 내주에 메인 채널(402) 및 보조 채널(403)이 설치되고, 상기 메인 채널(402)은 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리(2)에 의해 전송된 메인 음원을 증폭하여 전송하고, 상기 보조 채널(403)은 음원 오디오 신호 특성에 따라 분산적으로 전송하여 공간 스테레오 채널을 형성하며;
상기 외부 케이싱(401) 내부에는 다양한 방향으로부터 사람의 외이도로 음파를 전송하는 사운드 튜브 베이스(7)가 더 설치되며;
상기 공기 순환 어셈블리(3)는 메인 배기 장치(8), 단일 채널 배출구, 이송 파이프(301) 및 외부 필터망(303)을 포함하여 구성되며, 상기 메인 배기 장치(8)는 외부 헬멧 본체(1)의 내부 아래측에 경사지게 고정되고, 상기 메인 배기 장치(8)에는 모두 다수개 배출 구멍이 설치되며, 각각의 상기 배출 구멍은 모두 배출 챔버와 관통되고, 상기 보조 라이닝(5)에는 다수개 단일 채널 배출구가 설치되어 배출 챔버가 각각의 상기 단일 채널 배출구를 통해 외부 헬멧 본체(1) 내부로 도달할 수 있게 하며,
상기 외부 헬멧 본체(1)의 상단면의 일측에 이송 파이프(301)가 관통되어 설치되고, 상기 이송 파이프(301)는 외부 헬멧 본체(1) 내부의 공기를 효과적으로 배출하며, 상기 외부 헬멧 본체(1)에는 또한 외부 필터망(303)이 감압 설치되어 외부의 먼지 입자가 외부 헬멧 본체 내부에 진입하는 것을 효과적으로 방지한다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에서, 상기 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리(2)는 고정 폴(209) 및 연결구를 더 포함하며，고정 브래킷(206)의 상기 메인 인터랙티브 스크린(207)이 인접되는 일측에 고정 폴(209)이 수평으로 설치되고，상기 메인 인터랙티브 스크린(207)에는 상기 연결구의 위치를 제한하여 고정시키기 위한 설치홈이 설치되며，상기 고정 폴(209)은 연결구를 통해 상기 메인 인터랙티브 스크린(207)에 상대적으로 회전 가능하게 연결되어 고정된다.
본 실시예에서, 상기 메인 인터랙티브 스크린(207)과 상기 조정 가능한 텔레스코픽폴(208) 사이에는 텔레스코픽 베이스(210)가 더 설치되며，상기 텔레스코픽 베이스(210)은 다단 텔레스코픽 구조이고，상기 텔레스코픽 베이스(210) 내부에는 다수개 연결 스프링(211)이 병렬로 설치되며，각각의 상기 연결 스프링(211)의 탄성력의 작용에 의해 상기 텔레스코픽 베이스(210)는 일반 상태에서 신장된 상태를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에서, 상기 메인 채널(402)과 보조 채널(403)은 엇갈려 설치되고，상기 보조 채널(403)은 스피커 유닛(406) 및 사운드 필름 포밍 네트(407)를 더 포함하며，서로 인접한 다수개 상기 스피커 유닛(406)이 조합되어 단일 보조 채널(403)을 형성하고，각각의 상기 스피커 유닛(406)은 오디오 신호에 따라 음파의 진폭 및 주파수를 적절히 제어하며，다수개 상기 스피커 유닛(406) 외부에는 사운드 필름 포밍 네트(407)가 설치되며, 다수개 상기 스피커 유닛은 오디오 신호에 따라 상이한 작동 상태를 나타내는데, 상대적으로 음파 전송이 비교적 강한 일측이 인접한 메인 채널이 음파 전송을 수행하도록 보조하여 사용 과정에서 음파 소스를 구분할 수 있는 동시에 공간 방향감의 전달을 향상할 수 있도록 보조한다.
본 실시예에서, 상기 사운드 튜브 베이스(7)는 투과성 진동막(703), 가이드 베이스(702) 및 중심 전송 튜브(701)를 포함하여 구성되며，상기 외부 케이싱(401) 내부에는 중심 전송 튜브(701)가 동축으로 설치되고，상기 중심 전송 튜브(701)를 통해 음파가 사람의 외이도에 전송되며，상기 중심 전송 튜브(701) 외주에는 다수개 가이드 베이스(702)가 배열되고，각각의 상기 가이드 베이스(702)와 메인 채널(402)은 일대일 대응되게 설치되며，각각의 상기 가이드 베이스(702)는 외부 케이싱(401) 내부의 각 방향의 음파를 효과적으로 흡수하여 중심 전송 튜브(701)에 바로 전송하며;
상기 중심 전송 튜브(701) 외부에는 투과성 진동막(703)이 더 설치된다.
본 실시예에서, 상기 사운드 튜브 베이스(7)는 가이드 베이스(702) 외부에 끼워져 고정되며 보조 채널(403)에 의해 전송된 오디오 음파를 효과적으로 흡수하여 전송하는 흡음 튜브 베이스(704)를 더 포함한다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에서, 각각의 상기 단일 채널 배출구 내부에는 가압 모듈(302)이 감입 설치되고，상기 가압 모듈(302)은 그 중간 부분에 수직으로 설치된 연결부재를 통해 단일 채널 배출구 내부의 공기 배출망에 연결 고정되어 상기 가압 모듈(302)과 보조 라이닝(5)이 분리된 상태로 고정되게 하고,
상기 가압 모듈(302)의 횡단면은 반호형 구조를 나타내며; 간접적으로 사용자에게 머리 마사지를 제공하여 사용자의 피로를 줄이며;
상기 보조 라이닝(5)과 외부 헬멧 본체(1) 사이에는 다수개 가이드 베인(304)이 더 설치되고，각각의 상기 가이드 베인(304)은 좌우로 엇갈려 배열된다.
도 8를 참조하면, 본 실시예에서, 상기 메인 배기 장치(8)는 환형 배기 파이프(801), 내장형 션트(805), 고정 본체(802), 회전 팬 블레이드(803) 및 소형 구동 모터(804)를 더 포함하여 구성되며，상기 환형 배기 파이프(801)의 좌우 양측은 고정 본체(802)에 대칭되게 관통되고，각각의 상기 고정 본체(802) 내부에는 회전 팬 블레이드(803)가 경사지게 설치되며，상기 고정 본체(802) 내부에는 소형 구동 모터(804)가 더 설치되고，상기 소형 구동 모터(804)의 출력단은 회전 팬 블레이드(803)의 중심축에 연결 고정되어 상기 회전 팬 블레이드(803)가 단일 방향의 회전 동작을 수행하도록 구동시키며;
상기 환형 배기 파이프(801) 내부에는 내장형 션트(805)가 동축으로 고정되고，상기 내장형 션트(805)는 상기 환형 배기 파이프(801)를 제1 환형 챔버 및 제2 환형 챔버로 분할하며，상기 제1 환형 챔버는 환형 배기 파이프(801)의 일측에 설치된 고정 본체(802)와 관통되고，상기 제2 환형 챔버는 다른 일측에 설치된 고정 본체(802)와 관통되어 공기의 흐름이 반대 방향으로 충돌하는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 해당 회전 팬 블레이드를 사용하여 공기 흐름이 상대적으로 약한 위치의 배출을 제고시켜 배출 효과를 향상시킬 수 있다.
본 실시예에서, 상기 외부 헬멧 본체(1) 내부에 설치된 상기 보조 라이닝(5)과 레이어드 라이너(6)는 내부에서 외부로 순서대로 배열되고, 상기 배출 챔버와 상기 수용 챔버는 서로 관통되지 않는다.
구체적으로, 가상 현실을 경험할 때, 사용자가 외부 헬멧 본체를 머리에 착용하면 먼저 연결 스트랩을 밀착하여 지지 및 고정하고 다시 안전 잠금 장치를 잠근다. 상기 외부 헬멧 본체는 가상 현실의 인간-컴퓨터 상호 작용 장치 본체의 중력을 사람 머리의 모든 부분에 균일하게 분산시킬 수 있고, 다수개 가압 모듈이 머리와 접촉되어 간접적으로 사용자에게 머리 마사지를 제공하여 사용자의 피로를 줄이며; 사용자의 시청 거리에 따라, 전기 텔레스코픽폴의 수평 신축을 통해 디스플레이 미러 본체와 고정 브래킷 사이의 거리를 조정하며; 사용 과정에서, 메인 배기 장치는 배출 구멍을 통해 공기를 배출 챔버에서 외부 헬멧 본체 내부로 배출한 다음에 이송 파이프를 통해 배출하여 내부 및 외부 공기 흐름의 순환을 실현하고, 내장형 증폭 어셈블리는 오디오 신호를 공간 스테레오 채널의 방식으로 전송하며, 전송 과정에 다수개 보조 채널에 의해 오디오 전송 효과를 국부적으로 제고하고 공간 입체감을 향상시키며; 다수개의 조정 가능한 텔레스코픽폴을 실시간으로 조정하여 공간 편차 각도를 제어할 수 있고, 조정 과정에 텔레스코픽 베이스의 상대적인 신축을 통해 약간의 진동 효과를 제공하여 사용자에게 진동 경험을 제공한다.
상술한 내용은 단지 본 발명의 바람직한 구체적인 실시 형태일 뿐 본 발명의 보호 범위는 이에 한정되지 않으며, 당업자가 본 발명에 개시된 기술 범위에서 본 발명의 기술적 해결수단 및 발명의 구상에 따라 실시한 균등한 대체 또는 변경은 모두 본 발명의 보호 범위에 포함된다.
1: 외부 헬멧 본체
2: 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리
201: 연결 스트랩
202: 안전 잠금 장치
203: 장착 프레임
204: 디스플레이 미러 본체
205: 전기 텔레스코픽폴
206: 고정 브래킷
207: 메인 인터랙티브 스크린
208: 조정 가능한 텔레스코픽폴
209: 고정 폴
210: 텔레스코픽 베이스
211: 연결 스프링
3: 공기 순환 어셈블리;
301: 이송 파이프
302: 가압 모듈
303: 외부 필터망
304: 가이드 베인
4: 내장형 증폭 어셈블리
401: 외부 케이싱
402: 메인 채널
403: 보조 채널
404: 신호 수신기
405: 연결 와이어
406: 스피커 유닛
407: 사운드 필름 포밍 네트
5: 보조 라이닝
6: 레이어드 라이너
7: 사운드 튜브 베이스
701: 중심 전송 튜브
702: 가이드 베이스
703: 투과성 진동막
704: 흡음 튜브 베이스
8: 메인 배기 장치
801: 환형 배기 파이프
802: 고정 본체
803: 회전 팬 블레이드
804: 소형 구동 모터
805: 내장형 션트

Claims (9)

  1. 외부 헬멧 본체(1), 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리(2), 공기 순환 어셈블리(3) 및 내장형 증폭 어셈블리(4)를 포함하여 구성되며, 상기 외부 헬멧 본체(1)의 구개 보호부에는 상기 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리를 장착하기 위한 장착 요홈이 설치되고, 상기 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리(2)는 장착 요홈에 감입되어 고정되는 가상 현실 기술을 기반으로 하는 헤드 마운트형 인간-컴퓨터 상호 작용 장치에 있어서,
    상기 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리(2)의 상측 중간부에 적어도 하나의 죄어서 고정하기 위한 연결 스트랩(201)이 설치되고, 상기 외부 헬멧 본체(1)의 상기 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리(2)가 감입된 일측에 안전 잠금 장치(202)가 감싼 방식으로 연결되어 상기 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리(2)가 먼저 연결 스트랩(201)에 의해 사람의 머리에 밀착되어 지지 고정된 다음에 상기 안전 잠금 장치(202)에 의해 잠겨지게 하며;
    상기 외부 헬멧 본체(1)의 목 보호부에는 공기 순환 어셈블리(3)가 설치되고, 상기 외부 헬멧 본체(1)의 내부에는 보조 라이닝(5)이 밀착되어 설치되며, 상기 보조 라이닝(5)과 외부 헬멧 본체(1)의 내측벽은 이격 설치되어 배출 챔버를 형성하여 상기 공기 순환 어셈블리(3)가 외부 헬멧 본체(1) 내부에 대해 공기 순환 배출을 수행할 때, 공기가 배출 챔버를 통해 외부 헬멧 본체(1)의 각 부분에 도달하게 하며;
    상기 외부 헬멧 본체(1) 내부에는 내장형 증폭 어셈블리(4)가 좌우 대칭되게 설치되며, 상기 내장형 증폭 어셈블리(4)는 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리(2)와 연결되어 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리(2)로부터 전달받은 음원 신호를 추가적으로 증폭하여 외부 헬멧 본체(1) 내부에서 서라운드 사운드 채널을 형성하게 하고;
    상기 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리(2)는 장착 프레임(203), 전기 텔레스코픽폴(205), 디스플레이 미러 본체(204), 고정 브래킷(206) 및 메인 인터랙티브 스크린(207)을 포함하여 구성되고, 상기 외부 헬멧 본체(1)의 상기 장착 프레임(203)이 감입된 일측 내부에 디스플레이 미러 본체(204)가 수직으로 고정되며, 상기 디스플레이 미러 본체(204)는 내부의 메인 인터랙티브 스크린(207)이 3차원 투영을 형성하도록 보조하고, 상기 장착 프레임(203)의 다른 일측 내부 중심 위치에 전기 텔레스코픽폴(205)이 가로 방향으로 수직으로 설치되며, 상기 전기 텔레스코픽폴(205)의 출력단은 고정 브래킷(206)에 연결 고정되어 수평 방향의 신축을 통해 상기 디스플레이 미러 본체(204)와 고정 브래킷(206) 간의 유효 간격을 조정하며;
    상기 고정 브래킷(206)의 상기 디스플레이 미러 본체(204)에 인접된 일측에 메인 인터랙티브 스크린(207)이 감입되고, 상기 메인 인터랙티브 스크린(207)과 고정 브래킷(206) 사이에는 다수개 조정 가능한 텔레스코픽폴(208)이 연결되어 고정되며, 각각의 상기 조정 가능한 텔레스코픽폴(208)은 서로 조합되어 메인 인터랙티브 스크린(207)의 수직 평면의 끼인각을 효과적으로 조정하며;
    상기 내장형 증폭 어셈블리(4)는 외부 케이싱(401), 사운드 튜브 베이스(7), 메인 채널(402), 보조 채널(403) 및 신호 수신기(404)를 포함하여 구성되며, 상기 외부 헬멧 본체(1) 내부에 두개의 외부 케이싱(401)이 좌우 대칭되게 설치되고, 상기 외부 헬멧 본체(1) 내부 측벽에는 레이어드 라이너(6)가 고정되며, 상기 레이어드 라이너(6)와 상기 외부 헬멧 본체(1)는 이격 설치되어 수용 챔버를 형성하며, 상기 외부 케이싱(401)에는 상기 수용 챔버 내부를 관통하는 연결 와이어(405)를 통해 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리(2)와 전기적으로 연결되는 신호 수신기(404)가 설치되며,
    상기 외부 케이싱(401)의 내주에 메인 채널(402) 및 보조 채널(403)이 설치되고, 상기 메인 채널(402)은 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리(2)에 의해 전송된 메인 음원을 증폭하여 전송하고, 상기 보조 채널(403)은 음원 오디오 신호 특성에 따라 분산적으로 전송하여 공간 스테레오 채널을 형성하며;
    상기 외부 케이싱(401) 내부에는 다양한 방향으로부터 사람의 외이도로 음파를 전송하는 사운드 튜브 베이스(7)가 더 설치되며;
    상기 공기 순환 어셈블리(3)는 메인 배기 장치(8), 단일 채널 배출구, 이송 파이프(301) 및 외부 필터망(303)을 포함하여 구성되며, 상기 메인 배기 장치(8)는 외부 헬멧 본체(1)의 내부 아래측에 경사지게 고정되고, 상기 메인 배기 장치(8)에는 모두 다수개 배출 구멍이 설치되며, 각각의 상기 배출 구멍은 모두 배출 챔버와 관통되고, 상기 보조 라이닝(5)에는 다수개 단일 채널 배출구가 설치되어 배출 챔버가 각각의 상기 단일 채널 배출구를 통해 외부 헬멧 본체(1) 내부로 도달할 수 있게 하며,
    상기 외부 헬멧 본체(1)의 상단면의 일측에 이송 파이프(301)가 관통되어 설치되고, 상기 이송 파이프(301)는 외부 헬멧 본체(1) 내부의 공기를 효과적으로 배출하며, 상기 외부 헬멧 본체(1)에는 또한 외부 필터망(303)이 감압 설치되는 것을 특징으로 하는 가상 현실 기술을 기반으로 하는 헤드 마운트형 인간-컴퓨터 상호 작용 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인간-컴퓨터 상호 작용 어셈블리(2)는 고정 폴(209) 및 연결구를 더 포함하며, 고정 브래킷(206)의 상기 메인 인터랙티브 스크린(207)이 인접되는 일측에 고정 폴(209)이 수평으로 설치되고, 상기 메인 인터랙티브 스크린(207)에는 상기 연결구의 위치를 제한하여 고정시키기 위한 설치홈이 설치되며, 상기 고정 폴(209)은 연결구를 통해 상기 메인 인터랙티브 스크린(207)에 상대적으로 회전 가능하게 연결되어 고정되는 것을 특징으로 하는 가상 현실 기술을 기반으로 하는 헤드 마운트형 인간-컴퓨터 상호 작용 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 메인 인터랙티브 스크린(207)과 상기 조정 가능한 텔레스코픽폴(208) 사이에는 텔레스코픽 베이스(210)가 더 설치되며, 상기 텔레스코픽 베이스(210)는 다단 텔레스코픽 구조이고, 상기 텔레스코픽 베이스(210) 내부에는 다수개 연결 스프링(211)이 병렬로 설치되며, 각각의 상기 연결 스프링(211)의 탄성력의 작용에 의해 상기 텔레스코픽 베이스(210)는 일반 상태에서 신장된 상태를 나타내는 것을 특징으로 하는 가상 현실 기술을 기반으로 하는 헤드 마운트형 인간-컴퓨터 상호 작용 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 메인 채널(402)과 보조 채널(403)은 엇갈려 설치되고, 상기 보조 채널(403)은 스피커 유닛(406) 및 사운드 필름 포밍 네트(407)를 더 포함하며, 서로 인접한 다수개 상기 스피커 유닛(406)이 조합되어 단일 보조 채널(403)을 형성하고, 각각의 상기 스피커 유닛(406)은 오디오 신호에 따라 음파의 진폭 및 주파수를 제어하며, 다수개 상기 스피커 유닛(406) 외부에는 사운드 필름 포밍 네트(407)가 설치되는 것을 특징으로 하는 가상 현실 기술을 기반으로 하는 헤드 마운트형 인간-컴퓨터 상호 작용 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 사운드 튜브 베이스(7)는 투과성 진동막(703), 가이드 베이스(702) 및 중심 전송 튜브(701)를 포함하여 구성되며, 상기 외부 케이싱(401) 내부에는 중심 전송 튜브(701)가 동축으로 설치되고, 상기 중심 전송 튜브(701)를 통해 음파가 사람의 외이도에 전송되며, 상기 중심 전송 튜브(701) 외주에는 다수개 가이드 베이스(702)가 배열되고, 각각의 상기 가이드 베이스(702)와 메인 채널(402)은 일대일 대응되게 설치되며, 각각의 상기 가이드 베이스(702)는 외부 케이싱(401) 내부의 각 방향의 음파를 효과적으로 흡수하여 중심 전송 튜브(701)에 바로 전송하며;
    상기 중심 전송 튜브(701) 외부에는 투과성 진동막(703)이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 가상 현실 기술을 기반으로 하는 헤드 마운트형 인간-컴퓨터 상호 작용 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 사운드 튜브 베이스(7)는 가이드 베이스(702) 외부에 끼워져 고정되며 보조 채널(403)에 의해 전송된 오디오 음파를 효과적으로 흡수하여 전송하는 흡음 튜브 베이스(704)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 현실 기술을 기반으로 하는 헤드 마운트형 인간-컴퓨터 상호 작용 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    각각의 상기 단일 채널 배출구 내부에는 가압 모듈(302)이 감입 설치되고, 상기 가압 모듈(302)은 그 중간 부분에 수직으로 설치된 연결부재를 통해 단일 채널 배출구 내부의 공기 배출망에 연결 고정되어 상기 가압 모듈(302)과 보조 라이닝(5)이 분리된 상태로 고정되게 하고, 상기 가압 모듈(302)의 횡단면은 반호형 구조를 나타내며;
    상기 보조 라이닝(5)과 외부 헬멧 본체(1) 사이에는 다수개 가이드 베인(304)이 더 설치되고, 각각의 상기 가이드 베인(304)은 좌우로 엇갈려 배열되는 것을 특징으로 하는 가상 현실 기술을 기반으로 하는 헤드 마운트형 인간-컴퓨터 상호 작용 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 메인 배기 장치(8)는 환형 배기 파이프(801), 내장형 션트(805), 고정 본체(802), 회전 팬 블레이드(803) 및 소형 구동 모터(804)를 더 포함하여 구성되며, 상기 환형 배기 파이프(801)의 좌우 양측은 고정 본체(802)에 대칭되게 관통되고, 각각의 상기 고정 본체(802) 내부에는 회전 팬 블레이드(803)가 경사지게 설치되며, 상기 고정 본체(802) 내부에는 소형 구동 모터(804)가 더 설치되고, 상기 소형 구동 모터(804)의 출력단은 회전 팬 블레이드(803)의 중심축에 연결 고정되어 상기 회전 팬 블레이드(803)가 단일 방향의 회전 동작을 수행하도록 구동시키며;
    상기 환형 배기 파이프(801) 내부에는 내장형 션트(805)가 동축으로 고정되고, 상기 내장형 션트(805)는 상기 환형 배기 파이프(801)를 제1 환형 챔버 및 제2 환형 챔버로 분할하며, 상기 제1 환형 챔버는 환형 배기 파이프(801)의 일측에 설치된 고정 본체(802)와 관통되고, 상기 제2 환형 챔버는 다른 일측에 설치된 고정 본체(802)와 관통되는 것을 특징으로 하는 가상 현실 기술을 기반으로 하는 헤드 마운트형 인간-컴퓨터 상호 작용 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 외부 헬멧 본체(1) 내부에 설치된 상기 보조 라이닝(5)과 레이어드 라이너(6)는 내부에서 외부로 순서대로 배열되고, 상기 배출 챔버와 상기 수용 챔버는 서로 관통되지 않는 것을 특징으로 하는 가상 현실 기술을 기반으로 하는 헤드 마운트형 인간-컴퓨터 상호 작용 장치.
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