KR19980066470U - 머리 방향 지시장치 - Google Patents

Abstract

헬멧에 장착되고 액체(51, 61)가 채워진 다수의 유리관속(5, 6)에서 움직이는 공기방울(52, 62)의 위치를 감지하여 기울임 신호를 출력하는 기울기 검출수단(1)과; 머리의 회전에 따라 나침반(7)에 형성된 슬롯(71)이 통과하는 개수를 측정하여 회전각도 신호를 출력하는 회전 검출수단(2)과; 상기 기울기 검출수단(1)에서 입력되는 기울임 신호를 디코딩하여 머리의 상하좌우 기울기를 판단하고, 상기 회전 검출수단(2)에서 입력되는 회전각도 신호를 디코딩하여 머리의 좌우 회전 상태를 판단하는 위치 판단수단(3)을 포함하여 이루어지는 머리 방향 지시장치는 머리의 움직임을 측정하여 머리가 가리키는 방향을 알 수 있으므로 3차원 가상 세계에서 자신이 보고자 하는 위치를 정확히 볼 수 있다.

Description

머리 방향 지시장치

이 고안은 머리 방향 지시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3차원 가상 세계에서 사람의 머리가 가리키는 방향을 알 수 있게 하는 머리 방향 지시장치에 관한 것이다.

종래에는 사람이 자신의 머리 방향을 감각적으로 인식하였다.

그러나, 종래에는 사람이 감각적으로 머리 방향을 인식하므로 정확한 머리 방향을 알 수 없는 문제점이 있다.

그러므로, 이 고안의 목적은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 머리의 움직임을 측정하여 사용자가 3차원 가상 세계에서 자신의 머리가 가리키는 방향을 알 수 있게 하는 머리 방향 지시장치를 제공하기 위한 것이다.

도 1은 이 고안의 실시예에 따른 머리 방향 지시장치의 블록 구성도.

도 2는 이 고안의 실시예에 따른 헬멧의 정면도.

도 3은 도 2의 AA' 단면도.

도 4는 이 고안의 실시예에 따른 제1유리관과 적외선 센서의 결합 상태도.

도 5는 이 고안의 실시예에 따른 헬멧의 단면도.

도 6은 이 고안의 실시예에 따른 제2유리관과 적외선 센서의 결합 상태도.

도 7은 이 고안의 실시예에 따른 회전 검출수단의 정면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

5, 6 : 유리관51, 61 : 액체

52, 62 : 공기방울7 : 나침반

71 : 슬롯72 : 추

73 : 조인트

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 고안의 구성은, 헬멧에 장착되고 액체(51, 61)가 채워진 다수의 유리관속(5, 6)에서 움직이는 공기방울(52, 62)의 위치를 감지하여 기울임 신호를 출력하는 기울기 검출수단(1)과; 머리의 회전에 따라 나침반(7)에 형성된 슬롯(71)이 통과하는 개수를 측정하여 회전각도 신호를 출력하는 회전 검출수단(2)과; 상기 기울기 검출수단(1)에서 입력되는 기울임 신호를 디코딩하여 머리의 상하좌우 기울기를 판단하고, 상기 회전 검출수단(2)에서 입력되는 회전각도 신호를 디코딩하여 머리의 좌우 회전 상태를 판단하는 위치 판단수단(3)을 포함하여 이루어진다.

상기한 구성에 의한 이 고안을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 이 고안의 실시예에 따른 머리 방향 지시장치의 블록 구성도이고, 도 2는 이 고안의 실시예에 따른 헬멧의 정면도이고, 도 3은 도 2의 AA' 단면도이고, 도 4는 이 고안의 실시예에 따른 제1유리관과 적외선 센서의 결합 상태도이고, 도 5는 이 고안의 실시예에 따른 헬멧의 단면도이고, 도 6은 이 고안의 실시예에 따른 제2유리관과 적외선 센서의 결합 상태도이고, 도 7은 이 고안의 실시예에 따른 회전 검출수단의 정면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 이 고안의 실시예에 따른 머리 방향 지시장치의 구성은, 헬멧에 장착되고 유색의 액체(51, 61)가 채워진 제1, 제2유리관속(5, 6)에서 움직이는 공기방울(52, 62)의 위치를 감지하여 기울임 신호를 출력하는 기울기 검출수단(1)과; 머리의 회전에 따라 나침반(7)에 형성된 슬롯(71)이 통과하는 개수를 측정하여 회전각도 신호를 출력하는 회전 검출수단(2)과; 상기 기울기 검출수단(1)에서 입력되는 기울임 신호를 디코딩하여 머리의 상하좌우 기울기를 판단하고, 상기 회전 검출수단(2)에서 입력되는 회전각도 신호를 디코딩하여 머리의 좌우 회전 상태를 판단하는 위치 판단수단(3)을 포함하여 이루어진다.

상기 기울기 검출수단(1)은 발광부와 수광부사이에 제1유리관(5)이 위치하도록 장착된 제1 ∼ 제 10적외선 센서(11 ∼ 20)와; 발광부와 수광부사이에 제2유리관(6)이 위치하도록 장착된 제11 ∼ 제20적외선 센서(21 ∼ 30)와; 발광부에서 발산한 빛이 제1유리관(5)의 공기방울(52)을 통과하여 수광부에 전달된 적외선 센서가 상기 제1 ∼ 제10적외선 센서(11 ∼ 20)중 어떤 적외선 센서인지 검출하여 상하 기울임 신호를 출력하는 상하 기울림 검출부(31)와; 발광부에서 발산한 빛이 제2유리관(6)의 공기방울(62)을 통과하여 수광부에 전달된 적외선 센서가 상기 제11 ∼ 제20적외선 센서(21 ∼ 30) 중 어떤 적외선 센서인지 검출하여 좌우 기울임 신호를 출력하는 좌우 기울림 검출부(32)를 포함하여 이루어진다.

상기 회전 검출수단(2)은 발광부와 수광부사이에 나침반이 위치하도록 장착된 제21, 제22적외선 센서(33, 34)와; 상기 제21, 제22적외선 센서(33, 34)의 동작 상태를 감지하여 발광부와 수광부를 통과하는 나침반(7)의 슬롯(71)의 개수를 카운팅하고, 머리의 회전 방향을 판단하여 회전각도 신호를 출력하는 좌우 회전 검출부(35)를 포함하여 이루어진다.

상기한 구성에 의한, 이 고안의 실시예에 따른 머리 방향 지시장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

첫 번째로, 머리의 상하 기울기 검출 과정에 대하여 설명하기로 한다.

사용자가 도2에 도시된 바와 같은 헬멧을 착용하고 고개를 앞으로 숙이거나 뒤로 젖히면 도3과 같이 헬멧에 장착된 제1유리관(5)속에 있는 공기방울(52)이 움직인다.

상기 공기방울(52)의 움직임에 따라 발광부에서 발산하는 빛을 수광부로 입력받는 적외선 센서가 변화한다.

발광부에서 발산하는 빛을 수광부로 입력받는 적외선 센서가 변화하는 과정을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

만약, 도 14와 같이 상기 제1적외선 센서(11)의 발광부(11a)와 수광부(11b)사이에 공기방울(52)이 위치하면, 제1적외선 센서(11)의 발광부(11a)에서 발산되는 빛은 투명한 공기방울(52)을 통과하여 수광부(11b)로 입력되고, 제2 ∼ 제10적외선 센서(12 ∼ 20)의 발광부(12a ∼ 20a)에서 발산되는 빛은 제1유리관속(5)에 채워진 유색의 액체(51)에 의해 차단되어 수광부(12b ∼ 20b)로 입력되는지 않는다.

따라서, 사람이 머리를 앞으로 숙이거나 뒤로 젖힐 때마다 공기방울(52)이 제1유리관속(5)을 움직이고, 이로인해 발광부에서 발산하는 빛을 수광부로 입력받는 적외선 센서가 변화하게 된다.

이때, 상기 상하 기울임 검출부(31)는 제1 ∼ 제10적외선 센서(11 ∼ 20)의 수광부(11b ∼ 20b)상태를 감지하여, 어떤 적외선 센서가 발광부에서 발산한 빛을 수광부로 입력받았는지 검출하여 그에 해당하는 상하 기울임 신호를 상기 위치 판단수단(3)으로 출력한다.

상기 위치 판단수단(3)은 상하 기울임 신호를 디코딩하여 머리의 상하 기울임 상태를 판단하고 그에 해당하는 데이터를 컴퓨터(4) 보낸다.

두 번째로, 머리의 좌우 기울기 검출 과정에 대하여 설명하기로 한다.

헬멧을 착용하고 고개를 왼쪽이나 오른쪽으로 숙이면 도5와 같이 헬멧에 장착된 제2유리관(6)속에 공기방울(62)이 움직인다.

상기 공기방울(62)의 움직임에 따라 발광부에서 발산하는 빛을 수광부로 입력받는 적외선 센서가 변화한다.

발광부에서 발산하는 빛을 수광부로 입력받는 적외선 센서가 변화하는 과정을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

만약, 도 6과 같이 상기 제12적외선 센서(22)의 발광부(22a)와 수광부(22b)사이에 공기방울(62)이 위치하면, 제12적외선 센서(22)의 발광부(22a)에서 발산되는 빛은 투명한 공기방울(62)을 통과하여 수광부(22b)로 입력되고, 제11적외선 센서(21)와 제13 ∼ 제20적외선 센서(23 ∼ 30)의 발광부(21a, 23a ∼ 30a)에서 발산되는 빛은 제2유리관속(6)에 채워진 유색의 액체(61)에 의해 차단되어 수광부(21b, 23b ∼ 30b)로 입력되는지 않는다.

따라서, 사람이 머리를 왼쪽이나 오른쪽으로 숙일 때마다 공기방울(62)이 제2유리관속(6)을 움직이고, 이로인해 발광부에서 발산하는 빛을 수광부로 입력받는 적외선 센서가 변화하게 된다.

이때, 상기 좌우 기울임 검출부(32)는 제11 ∼ 제20적외선 센서(21 ∼ 30)의 수광부(21b ∼ 30b)상태를 감지하여, 어떤 적외선 센서가 발광부에서 발산한 빛을 수광부로 입력받았는지 검출하여 그에 해당하는 좌우 기울임 신호를 상기 위치 판단수단(3)으로 출력한다.

상기 위치 판단수단(3)은 좌우 기울임 신호를 디코딩하여 머리의 좌우 기울임 상태를 판단하고 그에 해당하는 데이터를 컴퓨터(4) 보낸다.

세 번째로, 머리의 좌우 화전 각도를 검출하는 과정에 대하여 설명하기로 한다.

상기 나침반(7)은 도 7에 도시된 바와 같은 조인트(73)에 의해 헬멧에 장착된다.

이하, 슬롯(71)의 간격은 도 7에 도시된 바와 같이, 제21, 제22적외선 센서(33, 34)의 발광부와 수광부를 동시에 차단할 수 있을 만큼의 간격이 있고, 슬롯(71)사이에 위치한 제21, 제22적외선 센서(33, 34)는 좌우측 어느쪽으로 움직이든지 하나의 적외선 센서만이 발광부에서 발산한 빛을 수광부로 입력받을 수 있는 상태로 가정하여 설명한다.

헬멧을 착용하고 머리를 좌우측으로 회전하면 나침반(7)이 움직인다.

만약, 머리를 좌측으로 회전하면 나침반(7)은 도7에 도시된 화살표(A)의 방향으로 움직이고, 상게 제21, 제22적외선 센서(33, 34)의 동작 상태는 초기값에 따라 하기의 표 1과 같은 상태로 변화한다.

[표 1]

그러나, 머리를 우측으로 회전하면 나침반(7)은 도7에 도시된 화살표(B)의 방향으로 움직이고, 상기 제21, 제22적외선 센서(33, 34)의 동작 상태는 초기값에 따라 하기의 표 2와 같은 상태로 변화한다.

[표 2]

표 1과 표 2에서 초기값은 나침반(7)이 움직이기 직전의 제21, 제22적외선 센서(33, 34)의 상태를 의미하며, 동작 상태 A는 발광부에서 발산한 빛이 나침반(7)의 슬롯(71)을 통과하여 수광부에 전달된 상태를 의미하고 동작 상태 B는 발광부에서 발산한 빛이 나침반(7)에 의해 차단되어 수광부에 전달되지 않은 상태를 의미한다.

도7에 도시된 추(72)는 머리의 회전에 따라 움직인 나침반(7)의 평형을 유지하기 위한 것이다.

상기 좌우 회전 검출부(35)는 제21, 제22적외선 센서(33, 34)의 발광부와 수광부를 통과한 슬롯(71)을 개수를 카운팅하고, 제21, 제22적외선 센서(33, 340가 표 1과 같은 상태로 변화하는지 표 2와 같은 상태로 변화하는지를 감지하여 머리의 회전 방향을 판단하여 회전각도 신호를 위치 판단수단(3)으로 출력한다.

상기 위치 판단수단(3)은 회전각도 신호를 디코딩하여 머리의 좌우 회전 상태를판단하고 그에 해당하는 데이터를 컴퓨터(4)로 보낸다.

따라서, 컴퓨터(4)는 위치 판단수단(3)에서 입력되는 데이터를 이용하여 머리의 상하좌우 기울기와 좌우 회전 상태를 표시장치에 디스플레이하여 사용자가 자신의 머리 방향을 알 수 있게 한다.

머리의 움직임을 측정하여 머리가 가리키는 방향을 알 수 있으므로 3차원 가상 세계에서 자신이 보고자 하는 위치를 정확히 볼 수 있다.

Claims (3)

1. 헬멧에 장착되고 액체(51, 61)가 채워진 다수의 유리관속(5, 6)에서 움직이는 공기방울(52, 62)의 위치를 감지하여 기울임 신호를 출력하는 기울기 검출수단(1)과;

   머리의 회전에 따라 나침반(7)에 형성된 슬롯(71)이 통과하는 개수를 측정하여 회전각도 신호를 출력하는 회전 검출수단(2)과;

   상기 기울기 검출수단(1)에서 입력되는 기울임 신호를 디코딩하여 머리의 상하좌우 기울기를 판단하고, 상기 회전 검출수단(2)에서 입력되는 회전각도 신호를 디코딩하여 머리의 좌우 회전 상태를 판단하는 위치 판단수단(3)을 포함하여 이루어지는 머리 방향 지시장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 기울기 검출수단(1)은,

   발광부와 수광부사이에 제1유리관(5)이 위치하도록 장착된 제1 ∼ 제 10적외선 센서(11 ∼ 20)와;

   발광부와 수광부사이에 제2유리관(6)이 위치하도록 장착된 다수의 적외선 센서(21 ∼ 30)와;

   발광부에서 발산한 빛이 제1유리관(5)의 공기방울(52)을 통과하여 수광부에 전달된 적외선 센서가 다수의 적외선 센서(11 ∼ 20)중 어떤 적외선 센서인지 검출하여 상하 기울임 신호를 출력하는 상하 기울림 검출부(31)와;

   발광부에서 발산한 빛이 제2유리관(6)의 공기방울을 통과하여 수광부에 전달된 적외선 센서가 다수의 적외선 센서(21 ∼ 30) 중 어떤 적외선 센서인지 검출하여 좌우 기울임 신호를 출력하는 좌우 기울림 검출부(32)를 포함하여 이루어지는 머리 방향 지시장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 회전 검출수단(2)은,

   발광부와 수광부사이에 나침반이 위치하도록 장착된 다수의 적외선 센서(33, 34)와;

   상기한 다수의 적외선 센서(33, 34)의 동작 상태를 감지하여 발광부와 수광부를 통과하는 슬롯(71)의 개수를 카운팅하고, 머리의 회전 방향을 판단하여 회전각도 신호를 출력하는 좌우 회전 검출부(35)를 포함하여 이루어지는 머리 방향 지시장치.