KR19990003625U - 가상 현실 시스템의 디지털 감지 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 가상 현실 시스템에 있어서, 스트레인 게이지를 이용하여 손가락의 움직임에 따라 원하는 디지탈 데이타를 입력시키는 디지탈 감지 장치에 관한 것으로, 손가락으로 만져지는 물체(200)에 부착되어 손가락의 움직임을 감지하는 다수의 스트레인 게이지(210); 상기 다수의 스트레인 게이지(210)로부터 출력되는 감지 신호를 디지털 신호로 변환시키는 A/D 변환기(Analog/Digital Converter)(240); 및 상기 A/D 변환기(240)로부터 출력되는 디지털 감지 신호를 입력으로 연산 기능을 수행하는 CPU(Central Processing Unit)(250)로 구성된다.

본 고안은 스트레인 게이지를 물체의 특정 위치에 부착하여 손가락 움직임을 감지하게 되므로 종래의 글러브를 사용하는 방법에 비해 간단하고 원하는 데이터를 쉽게 얻을 수 있는 효과가 있다.

Description

가상 현실 시스템의 디지털 감지 장치(DIGITAL SENSING DEVICE FOR VITUAL REALITY SYSTEM)

본 고안은 가상 현실 시스템에 있어서, 손가락의 움직임에 따라 원하는 디지탈 데이타를 입력시키는 디지탈 감지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 가상 현실 시스템은 모니터와 스피커를 장착한 HMD(Head Mount Display)에 의해 화상 및 음성을 발생시키고 주변 상황을 진동 및 변화시키므로써, 즉 컴퓨터에 의해 제어되는 HMD 및 체감 장치에 의해 가상 환경에 따른 동적 변화를 재현하므로써 이용자가 가상의 현실을 마치 현실처럼 느낄 수 있도록 하는 것으로, 게임장용 등으로 널리 보급되고 있다.

이와 같이 가상 현실을 체감 장치를 이용하여 느낄 수 있도록 하기 위해서는 많은 데이타가 필요하며 이러한 데이타를 검출하여 컴퓨터의 메모리에 입력시키는 것은 필수적이다.

이러한 데이터 입력 기능을 수행하기 위해 종래에는 섬유 센서를 이용한 감지 장치와 레버의 움직임을 이용한 덱스트러스 핸드 마스터(Dextrous Hand Master)가 이용되었다.

종래의 섬유 센서를 이용한 가상 현실 시스템의 감지 장치는 도 1 에 도시한 바와 같이 섬유 센서(101)가 각 부분에 걸쳐 펼쳐져 있는 데이타 글러브(100)로 이루어지는데, 이의 동작을 세부적으로 설명하면 다음과 같다.

데이타 글러브(100)를 손에 낀 상태에서 데이터 글러브(100)를 감싸고 있는 섬유 센서(101)가 손가락의 움직임을 감지하여 가상 현실의 데이터를 입력시킬 수 있도록 한다. 이때 섬유 센서(101)는 빛의 신호를 감지하여 손가락의 움직임에 따른 데이터를 출력하게 된다.

따라서 종래의 데이터 글러브를 이용한 가상 현실 시스템의 감지 장치는 손가락의 구부러짐이 큰 경우 빛의 신호를 손실할 수 있으며, 섬유 센서가 섬유의 형태로 이루어져 내구성이 작은 문제점이 있었다.

또한, 종래의 덱스트러스 핸드 마스터(Dextrous Hand Master)를 이용한 가상 현실 시스템의 감지 장치는 도 2 에 도시한 바와 같이 손가락의 각 마디 부분을 레버(110)로 연결하여 상기 레버(110)의 움직임, 즉 이동 방향 및 각도 등을 감지하게 되는데, 이의 동작을 세부적으로 설명하면 다음과 같다.

덱스트러스 핸드 마스터는 도 2 에 도시한 바와 같이 손가락의 각 마디에 있는 레버(110)가 손가락의 각 마디의 움직임을 감지하고 그 감지된 신호를 가상 현실의 데이타로 입력시킬 수 있도록 한다.

따라서 종래의 덱스트러스 핸드 마스터를 이용한 가상 현실 시스템의 감지 장치는 각 손가락의 각 마디마다 기구적으로 레버를 두고 각 레버의 움직임을 감지할 수 있는 센서를 따로 두어야 하므로, 기구 자체가 복잡하여 제작 및 작동이 어렵고 유연한 손가락의 운동이 힘들게 되는 문제점이 있었다.

상기 문제점을 개선하기 위한 본 고안은 가상 현실 시스템에 있어서, 자유로운 손가락의 움직임을 간단하게 감지하여 원하는 데이터를 간편하게 입력시킬 수 있도록 하기 위한 디지털 감지 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 고안에 의한 가상 현실 시스템의 디지털 감지 장치는 손가락으로 만져지는 물체에 부착되어 손가락의 움직임을 감지하는 다수의 센서, 상기 다수의 센서로부터 출력되는 감지 신호를 디지털 신호로 변환시키는 A/D 변환기(Analog/Digital Converter), 및 상기 A/D 변환기로부터 출력되는 디지털 감지 신호를 입력으로 연산 기능을 수행하는 CPU(Central Processing Unit)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

도 1 은 종래의 섬유 센서를 이용하는 감지 장치의 사용 상태도

도 2 는 종래의 덱스트러스 핸드 마스터를 이용한 감지 장치의 사용 상태도

도 3 은 본 고안에 의한 디지털 감지 장치의 구조도

도 4 는 본 고안에 의한 디지털 감지 장치의 사용 상태도

도 5 는 본 고안에 의한 디지털 감지 장치의 구성도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

200 : 물체210 : 스트레인 게이지

220 : 손가락230 : 멀티플렉서

240 : A/D 변환기250 : CPU

260 : 메모리270 : 호스트 컴퓨터

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 상세히 설명한다.

본 고안에 의한 가상 현실 시스템의 디지털 감지 장치는 도 3 및 도 5 에 도시한 바와 같이 다수의 센서(210), 멀티플렉서(230), A/D 변환기(240), CPU(250), 및 메모리(260)로 구성된다.

상기 센서(210)는 도 3 및 도 4 에 도시한 바와 같이 손가락으로 만져지는 물체(200)에 부착되어 손가락의 움직임을 감지하는 것으로, 스트레인 게이지(Strain Gauge)로 이루어진다.

이때, 상기 센서(210)인 스트레인 게이지는 상기 물체(200)의 손가락이 닿는 부분마다 부착된다.

상기 멀티플렉서(230)는 상기 다수의 센서(210), 즉 다수의 스트레인 게이지로부터 출력되는 다수의 감지 신호를 멀티플렉싱하여 상기 A/D 변환기(240)로 출력한다.

상기 A/D 변환기(240)는 상기 다수의 센서(210)로부터 출력되는 감지 신호를 디지털 신호로 변환시켜 상기 CPU(250)로 출력한다.

상기 CPU(250)는 상기 A/D 변환기(240)로부터 출력되는 디지털 감지 신호를 입력으로 연산 기능을 수행하여 호스트 컴퓨터(270)로 출력하고 피드백시킨다.

이와 같이 구성되는 본 고안에 의한 가상 현실 시스템의 디지털 감지 장치의 동작을 도 3 , 도 4 , 및 도 5 를 참조하여 설명한다.

먼저, 도 3 에 도시한 바와 같이 물체(200)에서 손가락이 주로 만져지거나 얹어지는 부위들에 스트레인 게이지(210)를 다수개 부착한다.

이와 같이 스트레인 게이지(210)가 부착된 상태에서 도 4 에 도시한 바와 같이 사용자가 손(220)으로 상기 물체(200)를 만지게 되면, 손가락(220)이 만져지는 부위에 부착된 스트레인 게이지(210)의 변위가 변하게 된다. 즉, 손가락의 움직임에 따라 다수의 스트레인 게이지(210)의 변위가 변화하게 되고 이에 따라 전기적인 신호가 다수의 스트레인 게이지(210)로부터 출력되게 된다.

상기 다수의 스트레인 게이지(210)로부터 출력되는 전기적인 감지 신호는 멀티플렉서(230)에서 멀티플렉싱되어 순차적으로 상기 A/D 변환기(240)로 출력되어 디지털 신호로 변환된다.

상기 A/D 변환기(240)로부터 출력되는 디지털 감지 신호는 CPU(250)에서 메모리(260)에 저장된 데이터에 따라 연산 처리된다. 즉, 상기 CPU(250)에서는 상기 메모리(260)에 이전에 저장된 기준 감지 신호에 따라 상기 A/D 변환기(240)로부터 출력되는 현재의 감지 신호를 연산 처리한후 상기 메모리(260)에 저장하거나 피드백시키게 된다.

또한, 상기 CPU(250)로부터 출력되는 연산 결과 데이터는 호스트 컴퓨터(270)에 입력되어 가상 현실 시스템의 데이터로 사용된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 의한 가상 현실 시스템의 디지털 감지 장치는 스트레인 게이지를 물체의 특정 위치에 부착하여 손가락 움직임을 감지하게 되므로 종래의 글러브를 사용하는 방법에 비해 간단하고 원하는 데이터를 쉽게 얻을 수 있고 데이타 를러브를 착용하는데 있어서 착용 불편함을 제거할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 손가락으로 만져지는 물체에 부착되어 손가락의 움직임을 감지하는 다수의 센서;

   상기 다수의 센서로부터 출력되는 감지 신호를 디지털 신호로 변환시키는 A/D 변환기(Analog/Digital Converter); 및

   상기 A/D 변환기로부터 출력되는 디지털 감지 신호를 입력으로 연산 기능을 수행하는 CPU(Central Processing Unit)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 가상 현실 시스템의 디지털 감지 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 다수의 센서는

   상기 물체의 손가락이 닿는 부분에 부착됨을 특징으로 하는 가상 현실 시스템의 디지털 감지 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 센서는

   스트레인 게이지(Strain Gauge)로 이루어짐을 특징으로 하는 가상 현실 시스템의 디지털 감지 장치.