KR20180112137A - 가상현실 환경 기반의 햅틱 효과 제공 장치 및 시스템 - Google Patents

가상현실 환경 기반의 햅틱 효과 제공 장치 및 시스템 Download PDF

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KR20180112137A
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이현세
서현빈
박준형
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주식회사 리얼햅틱스
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Abstract

사용자에게 직접 부착되는 방식의 하드웨어가 아니라 바닥에 설치되는 형식으로 가상현실 내의 환경적 특성에 따른 햅틱 패턴을 생성하고 구동시킬 수 있는 가상현실 환경 기반의 햅틱 효과 제공 장치 및 시스템을 제시한다. 제시된 시스템은 가상현실을 운용하는 가상현실 운용부, 다양한 패턴의 햅틱 효과를 출력하는 출력부, 및 가상현실 운용부의 햅틱 패턴을 포함하는 명령에 따라 출력부의 구동을 처리하는 처리부를 포함한다. 출력부는 바닥면에 설치되는 링 형상의 평평한 지지체를 회전시키되 지지체가 링 형상을 이룸에 따라 형성된 중앙의 빈 공간에 설치되고 사용자가 가상현실을 체감하기 위해 올라가는 회전 구동부, 및 햅틱 효과 출력을 위해 구동되되 지지체에 설치된 다수의 햅틱 구동부를 포함한다.

Description

가상현실 환경 기반의 햅틱 효과 제공 장치 및 시스템{Apparatus and system for providing haptic effect based on virtual reality environment}
본 발명은 가상현실 환경 기반의 햅틱 효과 제공 장치 및 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가상현실 환경에서 발생하는 상호작용에 대한 햅틱 효과를 제공할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
컴퓨터 그래픽스 기술의 발달로 빠른 연산이 가능하게 되고 그래픽 하드웨어의 가격이 저렴해지면서 가상 환경 기술에 대한 관심이 증대되고 있다.
또한, 이로 인해 엔터테인먼트, 군사 훈련, 수술 훈련, 교육, 생물 의학(Biomedical) 시뮬레이션, 공학 디자인 및 시뮬레이션 등 다양한 분야에 걸쳐 많은 유용한 가상 환경 시스템이 구현되었다.
가상 환경 기술에서 사용자가 보다 몰입할 수 있는 사실적인 가상 환경을 만들어 현실감을 극대화함에 있어서, 햅틱(Haptic)은 필수불가결한 연구분야 중의 하나이다. 사용자는 다양한 햅틱 인터페이스를 이용하여 역감 및 촉감을 느끼고 이를 통해 가상 환경과 상호작용할 수 있다.
통상적으로, 종래의 가상현실 햅틱 시스템은 다종의 하드웨어를 사용자의 몸에 부착시켰다.
그에 따라, 종래에는 사용자가 가상현실 컨텐츠를 플레이할 때에 실감도 및 편의성이 저해되었다.
선행기술 1 : 대한민국 등록특허 제10-1617676호(체감각을 통해 정보를 제공하는 전자장치 및 정보 제공 방법) 선행기술 2 : 대한민국 공개특허 제10-2016-0143442호(가상 공간의 가상 객체와 인터랙션하는 사용자에게 실제와 유사한 역감을 제공하는 장치) 선행기술 3 : 대한민국 등록특허 제10-1314792호(햅틱 인터페이스 제어 방법 및 장치) 선행기술 4 : 대한민국 등록특허 제10-0893669호(가상현실 햅틱 시스템)
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 사용자에게 직접 부착되는 방식의 하드웨어가 아니라 바닥에 설치되는 형식으로 가상현실 내의 환경적 특성에 따른 햅틱 패턴을 생성하고 구동시킬 수 있는 가상현실 환경 기반의 햅틱 효과 제공 장치 및 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 가상현실 환경 기반의 햅틱 효과 제공 시스템은, 가상현실을 운용하는 가상현실 운용부; 다양한 패턴의 햅틱 효과를 출력하는 출력부; 및 상기 가상현실 운용부의 햅틱 패턴을 포함하는 명령에 따라 상기 출력부의 구동을 처리하는 처리부;를 포함하고,
상기 출력부는, 바닥면에 설치되는 링 형상의 평평한 지지체를 회전시키되 상기 지지체가 링 형상을 이룸에 따라 형성된 중앙의 빈 공간에 설치되고, 사용자가 가상현실을 체감하기 위해 올라가는 회전 구동부; 및 햅틱 효과 출력을 위해 구동되되, 상기 지지체에 설치된 다수의 햅틱 구동부;를 포함한다.
상기 다수의 햅틱 구동부는, 상호 동일 간격으로 이격되어 상기 지지체에 고정설치될 수 있다.
상기 다수의 햅틱 구동부는, 상기 회전 구동부를 중심으로 4방위, 8방위, 16방위 중 어느 한 방위로 상기 지지체에 고정설치될 수 있다.
상기 지지체는 상기 회전 구동부를 중심으로 회전하고, 상기 회전 구동부는 상기 지지체를 직접 회전시키고, 상기 다수의 햅틱 구동부는 상기 지지체의 회전에 의해 함께 회전할 수 있다.
상기 가상현실 운용부는, 가상현실을 구동하는 가상현실 구동 게임 엔진; 상기 가상현실 구동 게임 엔진에서 발생할 수 있는 물리적 환경 정보 및 이벤트에 따른 햅틱 패턴 정보를 저장하는 햅틱 패턴 데이터베이스; 상기 가상현실 구동 게임 엔진에서 환경을 이룰 수 있는 지형, 사물, 구조물에 대한 정보를 저장하는 가상현실 환경 데이터베이스; 및 명령 송신부;를 포함하고, 상기 가상현실 구동 게임 엔진은 해당 가상현실 구동 게임 엔진에서 발생하는 주변의 물리적 상호작용 정보와 환경정보를 인식하여 상기 햅틱 패턴 데이터베이스와 상기 가상현실 환경 데이터베이스의 정보를 토대로 가상현실에서 발생하는 상호작용에 대한 햅틱 패턴을 재구성하여 생성하는 햅틱 패턴 생성부를 포함하고, 상기 명령 송신부는 상기 햅틱 패턴 생성부에서 생성된 햅틱 패턴을 상기 처리부에게로 송신할 수 있다.
상기 햅틱 패턴 생성부는, 시계방향으로의 햅틱 패턴 구현을 위해, 상기 다수의 햅틱 구동부 중에서 어느 하나의 햅틱 구동부를 연속적으로 구동시키는 햅틱 패턴을 생성하고 상기 지지체를 시계방향으로 회전시키는 명령을 생성할 수 있다.
상기 햅틱 패턴 생성부는, 반시계방향으로의 햅틱 패턴 구현을 위해, 상기 다수의 햅틱 구동부 중에서 어느 하나의 햅틱 구동부를 연속적으로 구동시키는 햅틱 패턴을 생성하고 상기 지지체를 반시계방향으로 회전시키는 명령을 생성할 수 있다.
상기 햅틱 패턴 생성부는, 영점의 기준이 되는 상기 회전 구동부의 중심점으로 유도하기 위해 상기 다수의 햅틱 구동부 중에서 사용자가 이탈한 반대 방향에 상응하는 햅틱 구동부를 구동시키는 명령을 생성할 수 있다.
상기 햅틱 패턴 생성부는, 기준이 되는 방향으로 유도하기 위해 해당 방향을 향해 회전하는 햅틱 패턴을 생성할 수 있다.
상기 처리부는, 상기 가상현실 운용부로부터의 명령을 수신하는 명령 수신부; 및 상기 명령 수신부로부터의 명령을 근거로 상기 다수의 햅틱 구동부 및 상기 회전 구동부의 구동을 제어하고 처리하는 구동 처리부;를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 가상현실 환경 기반의 햅틱 효과 제공 장치는, 바닥면에 설치되는 링 형상의 평평한 지지체; 상기 지지체를 회전시키되 상기 지지체가 링 형상을 이룸에 따라 형성된 중앙의 빈 공간에 설치되고, 사용자가 가상현실을 체감하기 위해 올라가는 회전 구동부; 및 햅틱 효과 출력을 위해 구동되되, 상기 지지체에 설치된 다수의 햅틱 구동부;를 포함하고,
상기 회전 구동부 및 상기 다수의 햅틱 구동부는 외부로부터의 햅틱 패턴을 포함하는 명령에 따라 구동된다.
시계방향으로의 햅틱 패턴 구현을 위해, 상기 다수의 햅틱 구동부 중에서 어느 하나의 햅틱 구동부가 연속적으로 구동되고, 상기 지지체가 시계방향으로 회전할 수 있다.
반시계방향으로의 햅틱 패턴 구현을 위해, 상기 다수의 햅틱 구동부 중에서 어느 하나의 햅틱 구동부가 연속적으로 구동되고, 상기 지지체가 반시계방향으로 회전할 수 있다.
영점의 기준이 되는 상기 회전 구동부의 중심점으로 유도하기 위해, 상기 다수의 햅틱 구동부 중에서 사용자가 이탈한 반대 방향에 상응하는 햅틱 구동부가 구동될 수 있다.
기준이 되는 방향으로 유도하기 위해, 해당 방향을 향해 회전하는 햅틱 패턴에 따라 상기 다수의 햅틱 구동부가 구동될 수 있다.
이러한 구성의 본 발명에 따르면, 종래의 가상현실 햅틱 시스템이 사용자의 몸에 부착되어 사용자가 가상현실 컨텐츠를 플레이 할 때에 실감도 및 편의성을 저하시켰던 점을 극복할 수 있다. 즉, 사용자에게 직접 부착되는 방식의 하드웨어가 아니라 바닥에 설치되는 형식으로 가상현실 내의 환경적 특성에 따른 햅틱 패턴을 생성하고 구동시킴으로써 편의성과 몰입감을 증대시킬 수 있다.
또한, 사용자는 간편하게 가상현실 체감 시스템 위에 서는 것만으로도 가상현실 내의 환경적 햅틱 효과를 체감할 수 있으므로, 가상현실 컨텐츠의 현실감 및 흥미성을 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 환경 기반의 햅틱 효과 제공 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예의 사용예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 햅틱 구동부의 햅틱 패턴의 예를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 환경 기반의 햅틱 효과 제공 시스템의 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 가상현실 환경 기반의 햅틱 효과 제공 시스템은, 출력부(100), 처리부(200), 및 가상현실 운용부(300)를 포함한다.
출력부(100)는 다양한 패턴의 햅틱 효과를 출력할 수 있다.
출력부(100)는 지지체(110), 햅틱 구동부(120), 및 회전 구동부(130)를 포함한다.
지지체(110)는 일정 폭을 갖는 링 형상으로 구성되되, 평평하게 구성됨이 바람직하다. 지지체(110)는 바닥면에 설치될 수 있다.
회전 구동부(130)는 지지체(110)를 회전시킬 수 있다. 회전 구동부(130)는 지지체(110)가 링 형상을 이룸에 따라 형성된 중앙의 빈 공간에 설치됨이 바람직하다. 회전 구동부(130)는 사용자가 가상현실을 체감하기 위해 올라갈 수 있다. 따라서, 회전 구동부(130)의 상면은 사용자가 쉽게 올라가서 자리를 잡을 수 있게 하기 위해 평평한 것이 바람직하다.
회전 구동부(130)는 지지체(110)를 직접 회전시키게 되고, 지지체(110)의 회전에 의해 지지체(110)에 고정설치된 다수개의 햅틱 구동부(120)가 자연스럽게 회전된다. 즉, 지지체(110)는 회전 구동부(130)를 중심으로 회전한다.
회전 구동부(130)는 제한된 햅틱 구동부(120)로 보다 세밀한 위치에서의 햅틱을 제어하기 위함이다. 충분한 개수의 햅틱 구동부(120)가 구비되어 있거나 세밀한 햅틱 구동부(120)의 제어가 필요하지 않은 실시예에서는 회전 구동부(130)가 사용되지 아니하여도 무방하다.
여기서, 지지체(110)를 회전시킬 수 있는 회전 구동부(130)와 지지체(110)간의 연결구조에 대해서는 별도의 도면을 제시하지 않더라도, 동종업계에 종사하는 자라면 주지의 기술로 충분히 이해할 수 있을 것이다.
햅틱 구동부(120)는 햅틱 효과 출력을 위해 구동된다. 예를 들어, 햅틱 구동부(120)는 햅틱 모터, DC모터, 리니어 액츄레이터, 물체 낙하장치, 낙수장치 등으로 햅틱 효과를 나타낼 수 있다.
햅틱 구동부(120)는 링 형상의 평평한 지지체(110)에 고정설치되되, 상호 동일 간격으로 이격된 다수의 햅틱 구동부로 구성될 수 있다. 결국, 햅틱 구동부(120)는 회전 구동부(130)를 중심으로 일정 거리만큼 떨어져서 중심으로부터 주변에서 발생하는 환경 정보를 햅틱 효과로 제공할 수 있다.
예를 들어, 햅틱 구동부(120)는 회전 구동부(130)를 중심으로 4방위, 8방위, 16방위와 같이 중심으로부터 일정한 거리만큼 떨어져서 지지체(110)에 설치된다. 즉, 햅틱 구동부(120)는 다수개로 구성되되, 각각의 햅틱 구동부(120)는 지지체(110)의 중앙의 빈 공간의 중심을 기준으로 일정한 거리에 설치됨과 더불어 상호 동일 간격으로 이격될 수 있다. 여기서, 다수의 햅틱 구동부(120)는 지지체(110)의 저면에 상호 이격되게 설치될 수도 있고, 지지체(110)에 압입되는 형태로 설치될 수도 있다.
본 발명의 실시예에서, 출력부(100)는 평평한 바닥면에 설치된다고 볼 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 사용자에게 직접 부착되는 방식의 하드웨어가 아니라, 바닥에 설치되는 형식으로 가상현실 내의 환경적 특성에 따른 햅틱 패턴을 사용자에게 제공할 수 있다. 그에 따라, 사용자는 단순히 회전 구동부(130)상에 서있는 것만으로도 가상현실 내의 환경적 햅틱 효과를 체감할 수 있어서, 가상현실 컨텐츠의 현실감 및 흥미성을 증대시킬 수 있다.
처리부(200)는 출력부(100)(보다 구체적으로는, 햅틱 구동부(120) 및 회전 구동부(130))의 구동을 처리한다.
처리부(200)는 명령 수신부(210), 및 구동 처리부(220)를 포함한다.
명령 수신부(210)는 가상현실 운용부(300)의 명령 송신부(340)로부터의 명령(햅틱 패턴을 포함)을 수신하고 이를 구동 처리부(220)에게로 전달한다.
구동 처리부(220)는 명령 수신부(210)로부터의 명령을 근거로 햅틱 구동부(120) 및 회전 구동부(130)의 구동을 제어하고 처리한다.
가상현실 운용부(300)는 가상현실을 운용하는 기기로서, 예를 들어 개인용 컴퓨터, 랩탑, 스마트폰, 모바일 HMD, 웨어러블 컴퓨터 등의 시스템으로 구성될 수 있다. 필요에 따라, 가상현실 운용부(300)는 가상현실 운용 시스템이라고도 할 수 있다.
가상현실 운용부(300)는 햅틱 패턴 데이터베이스(310), 가상현실 환경 데이터베이스(320), 가상현실 구동 게임 엔진(330), 및 명령 송신부(340)를 포함한다.
햅틱 패턴 데이터베이스(310)는 가상현실 구동 게임 엔진(330)에서 발생할 수 있는 충격, 진동, 접촉, 이탈, 온도, 바람 등의 물리적 환경 정보와 선택, 이동, 경고 알람 등 이벤트에 따른 햅틱 패턴 정보를 저장한다.
가상현실 환경 데이터베이스(320)는 가상현실 구동 게임 엔진(330)에서 환경을 이룰 수 있는 지형, 사물, 구조물 등에 대하여 크기, 질량, 밀도, 탄성, 비열 등의 정보를 저장한다.
여기서, 햅틱 패턴 데이터베이스(310) 및 가상현실 환경 데이터베이스(320)의 정보는 가상현실 구동 게임 엔진(330)에서 응용될 것이다.
가상현실 구동 게임 엔진(330)은 가상현실을 구동하는 물리 엔진 또는 게임엔진이고, 가상의 물리 세계 구동을 위한 엔진 소프트웨어이다. 필요에 따라, 가상현실 구동 게임 엔진(330)은 가상현실 구동 물리 엔진이라고도 할 수 있다.
가상현실 구동 게임 엔진(330)은 햅틱 패턴 생성부(330a)를 포함한다.
햅틱 패턴 생성부(330a)는 가상현실 구동 게임 엔진(330)에서 발생하는 주변의 물리적 상호작용 정보와 환경정보를 인식하여 햅틱 패턴 데이터베이스(3120)와 가상현실 환경 데이터베이스(320)의 정보를 토대로 가상현실에서 발생하는 상호작용에 대한 햅틱 패턴을 재구성하여 생성한다.
다시 말해서, 햅틱 패턴 생성부(330a)는 가상현실 구동 게임 엔진(330)에서의 물리량과 햅틱 패턴 데이터베이스(310) 및 가상현실 환경 데이터베이스(320)의 정보를 근거로 충격, 진동, 접촉, 이탈, 온도, 바람 등의 물리적 환경정보에 따른 햅틱 패턴을 생성할 수 있다.
명령 송신부(340)는 햅틱 패턴 생성부(330a)에서 생성된 햅틱 패턴을 처리부(200)의 명령 수신부(210)에게로 송신한다.
도 1에서는 출력부(100)와 처리부(200)를 별개로 구성시켰으나, 필요에 따라서는 처리부(200)가 출력부(100)에 포함되는 것으로 하여도 무방하다.
또한, 필요에 따라서는 처리부(200)를 가상현실 운용부(300)에 포함시킬 수도 있다.
상술한 도 1의 출력부(100)는 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 환경 기반의 햅틱 효과 제공 장치가 될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예의 사용예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2에서, 사용자(P)는 가상현실을 체험하는 현실세계의 사용자이다. 사용자(P)는 회전 구동부(130)의 위에 올라가서 가상현실을 체감하게 된다.
도 2에서, 가상인물(VP)은 사용자(P)가 가상현실 운용부(300)의 가상현실 구동 게임 엔진(330)을 이용하여 가상현실을 체험하는 가상의 인물이다. 여기서, 가상현실 구동 게임 엔진(330)은 가상인물(VP)이 속해 있는 가상세계에게로 가상인물(VP) 주변의 환경정보를 제공한다. 이때, 가상인물(VP) 주변의 환경정보는 현실세계에 있는 회전 구동부(130)에 사상하기 위한 환경정보를 의미한다고 볼 수 있다.
이와 같이, 도 2에 따르면, 사용자(P)는 바닥면에 설치된 회전 구동부(130) 위에 올라서서 가상현실을 체험하게 된다.
이때, 가상현실 운용부(300)의 햅틱 패턴 생성부(330a)는 가상현실을 이루는 가상현실 구동 게임 엔진(330)의 물리적 상호작용과 주변 환경 정보를 인식하고, 햅틱 패턴 데이터베이스(310)와 가상현실 환경 데이터베이스(320)를 종합하여 햅틱 패턴을 생성한다.
생성된 햅틱 패턴은 명령 송신부(340)를 통해 처리부(200)의 명령 수신부(210)에게로 전송된다.
명령 수신부(210)는 수신된 명령을 구동 처리부(220)에게로 전달하고, 구동 처리부(220)는 수신된 명령을 근거로 햅틱 구동부(120) 및 회전 구동부(130)를 제어한다. 그에 따라, 사용자(P)는 가상현실 속에서의 환경 정보를 현실 세계에서 체감할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 햅틱 구동부의 햅틱 패턴의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3에서, 각각의 햅틱 구동부(120)는 고유 번호가 있는 것으로 한다. 예를 들어, 도 3에는 8개의 햅틱 구동부(120)가 지지체(110)에 설치되는 것으로 하였는데, 각각의 햅틱 구동부(120)는 다른 햅틱 구동부와는 상이한 고유 번호를 갖는다. 즉, 도 3을 보면, 고유번호가 "1"인 햅틱 구동부, 고유번호가 "2"인 햅틱 구동부, 고유번호가 "3"인 햅틱 구동부, 고유번호가 "4"인 햅틱 구동부, 고유번호가 "5"인 햅틱 구동부, 고유번호가 "6"인 햅틱 구동부, 고유번호가 "7"인 햅틱 구동부, 고유번호가 "8"인 햅틱 구동부가 있다.
도 3에 따르면, 가상인물(VP)이 가상현실 속에서 걸어 다닐 때 진행 방향을 알 수 있게 굴곡이나 장애물이 밟히는 것을 나타낼 수 있다.
예를 들어, 바닥의 돌을 밟고 지나가는 느낌을 내기 위해서 앞에서 뒤로 햅틱이 진행되게 할 수 있다. 여기서, 앞이라 함은 도 3에서 회전 구동부(130)를 중심으로 고유번호가 "1"인 햅틱 구동부의 전방을 의미하고, 뒤라고 함은 도 3에서 회전 구동부(130)를 중심으로 고유번호가 "5"인 햅틱 구동부의 후방을 의미한다.
한편, 햅틱 패턴 데이터베이스(310)와 가상현실 환경 데이터베이스(320)의 정의에 따라서 가상현실 구동 게임 엔진(330) 내에서 앞으로 진행하는(걸어가는) 가상인물(VP)의 환경정보가 햅틱 구동부(120)에 사상되면 1 -> 8, 2 -> 7, 3 -> 6, 4 -> 5의 순서로 햅틱 패턴이 구동될 수 있다. 여기서, "1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8"은 햅틱 구동부의 고유번호를 의미한다. 이와 같은 햅틱 패턴은 햅틱 패턴 생성부(330a)에서 생성될 것이다.
또한, 도 3과 같은 구성은 방향 지시나 안내 알람 등에 활용될 수 있다. 예를 들어, 현실 세계에서의 사용자(P)가 회전 구동부(130)의 영역으로부터 이탈하거나 회전하는 경우 이를 알리기 위해 알람으로 사용될 수 있다.
다시 말해서, 영점의 기준이 되는 회전 구동부(130)의 중심점으로 유도하기 위해 다수의 햅틱 구동부(120) 중에서 사용자(P)가 이탈한 반대 방향에 상응하는 햅틱 구동부를 구동시킬 수 있다. 예를 들어, 사용자(P)가 회전 구동부(130)의 영역을 벗어나서 좌측으로 치우쳐 위치해 있다면 사용자(P)가 회전 구동부(130)의 영역으로 갈 수 있도록 우측의 햅틱 구동부(120)를 구동시킬 수 있다. 이는 햅틱 패턴 생성부(330a)의 명령에 의해 행해질 수 있다. 이와 다르게, 예를 들어 방향의 기준이 되는 도 3의 앞쪽 방향으로 유도하기 위해 앞쪽 방향을 향해 회전하는 햅틱 패턴을 생성하여 햅틱 구동부(120)를 구동시킬 수 있다. 이와 같은 햅틱 패턴은 햅틱 패턴 생성부(330a)에서 생성될 것이다.
또한, 도 3의 구성을 활용하여, 가상현실 구동 게임 엔진(330)에 있는 가상인물(VP)의 회전, 기울어짐, 이동, 워프(warp) 등의 환경정보를 알림으로써 사용자(P)가 몰입감과 방향성을 느낄 수 있다.
또한, 도 3의 구성에 의하면, 시계 방향으로 회전하는 햅틱 패턴을 위해 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5 -> 6 -> 7 -> 8의 햅틱 패턴을 생성하도록 햅틱 구동부(120)를 구동시킬 수도 있다. 그러나, 보다 정밀하고 자연스러운 시계방향으로의 햅틱 패턴 구현을 위해, 고유번호가 1인 햅틱 구동부(120)만을 이용하여 1 -> 1 -> 1 -> 1 -> 1 -> 1 -> 1 -> 1의 햅틱 패턴을 생성하면서 지지체(110)를 시계방향으로 360도 회전시킬 수 있다. 이와 같은 햅틱 패턴 및 시계방향으로의 회전 명령은 햅틱 패턴 생성부(330a)에서 생성될 것이다.
한편, 반시계 방향으로 회전하는 햅틱 패턴의 경우는 1 -> 8 -> 7 -> 6 -> 5 -> 4 -> 3 -> 2의 햅틱 패턴을 생성하도록 햅틱 구동부(120)를 구동시킬 수도 있다. 보다 정밀하고 자연스러운 반시계방향으로의 햅틱 패턴 구현을 위해, 고유번호가 1인 햅틱 구동부(120)만을 이용하여 1 -> 1 -> 1 -> 1 -> 1 -> 1 -> 1 -> 1의 햅틱 패턴을 생성하면서 지지체(110)를 반시계방향으로 360도 회전시킬 수 있다. 이와 같은 햅틱 패턴 및 반시계방향으로의 회전 명령은 햅틱 패턴 생성부(330a)에서 생성될 것이다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 출력부
110 : 지지체
120 : 햅틱 구동부
130 : 회전 구동부
200 : 처리부
210 : 명령 수신부
220 : 구동 처리부
300 : 가상현실 운용부
310 : 햅틱 패턴 데이터베이스
320 : 가상현실 환경 데이터베이스
330 : 가상현실 구동 게임 엔진
340 : 명령 송신부

Claims (18)

  1. 가상현실을 운용하는 가상현실 운용부;
    다양한 패턴의 햅틱 효과를 출력하는 출력부; 및
    상기 가상현실 운용부의 햅틱 패턴을 포함하는 명령에 따라 상기 출력부의 구동을 처리하는 처리부;를 포함하고,
    상기 출력부는,
    바닥면에 설치되는 링 형상의 평평한 지지체를 회전시키되 상기 지지체가 링 형상을 이룸에 따라 형성된 중앙의 빈 공간에 설치되고, 사용자가 가상현실을 체감하기 위해 올라가는 회전 구동부; 및
    햅틱 효과 출력을 위해 구동되되, 상기 지지체에 설치된 다수의 햅틱 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 환경 기반의 햅틱 효과 제공 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 다수의 햅틱 구동부는,
    상호 동일 간격으로 이격되어 상기 지지체에 고정설치된 것을 특징으로 하는 가상현실 환경 기반의 햅틱 효과 제공 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 다수의 햅틱 구동부는,
    상기 회전 구동부를 중심으로 4방위, 8방위, 16방위 중 어느 한 방위로 상기 지지체에 고정설치된 것을 특징으로 하는 가상현실 환경 기반의 햅틱 효과 제공 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지체는 상기 회전 구동부를 중심으로 회전하고,
    상기 회전 구동부는 상기 지지체를 직접 회전시키고,
    상기 다수의 햅틱 구동부는 상기 지지체의 회전에 의해 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 가상현실 환경 기반의 햅틱 효과 제공 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 가상현실 운용부는,
    가상현실을 구동하는 가상현실 구동 게임 엔진;
    상기 가상현실 구동 게임 엔진에서 발생할 수 있는 물리적 환경 정보 및 이벤트에 따른 햅틱 패턴 정보를 저장하는 햅틱 패턴 데이터베이스;
    상기 가상현실 구동 게임 엔진에서 환경을 이룰 수 있는 지형, 사물, 구조물에 대한 정보를 저장하는 가상현실 환경 데이터베이스; 및
    명령 송신부;를 포함하고,
    상기 가상현실 구동 게임 엔진은 해당 가상현실 구동 게임 엔진에서 발생하는 주변의 물리적 상호작용 정보와 환경정보를 인식하여 상기 햅틱 패턴 데이터베이스와 상기 가상현실 환경 데이터베이스의 정보를 토대로 가상현실에서 발생하는 상호작용에 대한 햅틱 패턴을 재구성하여 생성하는 햅틱 패턴 생성부를 포함하고,
    상기 명령 송신부는 상기 햅틱 패턴 생성부에서 생성된 햅틱 패턴을 상기 처리부에게로 송신하는 것을 특징으로 하는 가상현실 환경 기반의 햅틱 효과 제공 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 햅틱 패턴 생성부는,
    시계방향으로의 햅틱 패턴 구현을 위해, 상기 다수의 햅틱 구동부 중에서 어느 하나의 햅틱 구동부를 연속적으로 구동시키는 햅틱 패턴을 생성하고 상기 지지체를 시계방향으로 회전시키는 명령을 생성하는 것을 특징으로 하는 가상현실 환경 기반의 햅틱 효과 제공 시스템.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 햅틱 패턴 생성부는,
    반시계방향으로의 햅틱 패턴 구현을 위해, 상기 다수의 햅틱 구동부 중에서 어느 하나의 햅틱 구동부를 연속적으로 구동시키는 햅틱 패턴을 생성하고 상기 지지체를 반시계방향으로 회전시키는 명령을 생성하는 것을 특징으로 하는 가상현실 환경 기반의 햅틱 효과 제공 시스템.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 햅틱 패턴 생성부는,
    영점의 기준이 되는 상기 회전 구동부의 중심점으로 유도하기 위해 상기 다수의 햅틱 구동부 중에서 사용자가 이탈한 반대 방향에 상응하는 햅틱 구동부를 구동시키는 명령을 생성하는 것을 특징으로 하는 가상현실 환경 기반의 햅틱 효과 제공 시스템.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 햅틱 패턴 생성부는,
    기준이 되는 방향으로 유도하기 위해 해당 방향을 향해 회전하는 햅틱 패턴을 생성하는 것을 특징으로 하는 가상현실 환경 기반의 햅틱 효과 제공 시스템.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 가상현실 운용부로부터의 명령을 수신하는 명령 수신부; 및
    상기 명령 수신부로부터의 명령을 근거로 상기 다수의 햅틱 구동부 및 상기 회전 구동부의 구동을 제어하고 처리하는 구동 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 환경 기반의 햅틱 효과 제공 시스템.
  11. 바닥면에 설치되는 링 형상의 평평한 지지체;
    상기 지지체를 회전시키되 상기 지지체가 링 형상을 이룸에 따라 형성된 중앙의 빈 공간에 설치되고, 사용자가 가상현실을 체감하기 위해 올라가는 회전 구동부; 및
    햅틱 효과 출력을 위해 구동되되, 상기 지지체에 설치된 다수의 햅틱 구동부;를 포함하고,
    상기 회전 구동부 및 상기 다수의 햅틱 구동부는 외부로부터의 햅틱 패턴을 포함하는 명령에 따라 구동되는 것을 특징으로 하는 가상현실 환경 기반의 햅틱 효과 제공 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 다수의 햅틱 구동부는,
    상호 동일 간격으로 이격되어 상기 지지체에 고정설치된 것을 특징으로 하는 가상현실 환경 기반의 햅틱 효과 제공 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 다수의 햅틱 구동부는,
    상기 회전 구동부를 중심으로 4방위, 8방위, 16방위 중 어느 한 방위로 상기 지지체에 고정설치된 것을 특징으로 하는 가상현실 환경 기반의 햅틱 효과 제공 장치.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 지지체는 상기 회전 구동부를 중심으로 회전하고,
    상기 회전 구동부는 상기 지지체를 직접 회전시키고,
    상기 다수의 햅틱 구동부는 상기 지지체의 회전에 의해 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 가상현실 환경 기반의 햅틱 효과 제공 장치.
  15. 청구항 11에 있어서,
    시계방향으로의 햅틱 패턴 구현을 위해,
    상기 다수의 햅틱 구동부 중에서 어느 하나의 햅틱 구동부가 연속적으로 구동되고, 상기 지지체가 시계방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 가상현실 환경 기반의 햅틱 효과 제공 장치.
  16. 청구항 11에 있어서,
    반시계방향으로의 햅틱 패턴 구현을 위해,
    상기 다수의 햅틱 구동부 중에서 어느 하나의 햅틱 구동부가 연속적으로 구동되고, 상기 지지체가 반시계방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 가상현실 환경 기반의 햅틱 효과 제공 장치.
  17. 청구항 11에 있어서,
    영점의 기준이 되는 상기 회전 구동부의 중심점으로 유도하기 위해,
    상기 다수의 햅틱 구동부 중에서 사용자가 이탈한 반대 방향에 상응하는 햅틱 구동부가 구동되는 것을 특징으로 하는 가상현실 환경 기반의 햅틱 효과 제공 장치.
  18. 청구항 11에 있어서,
    기준이 되는 방향으로 유도하기 위해,
    해당 방향을 향해 회전하는 햅틱 패턴에 따라 상기 다수의 햅틱 구동부가 구동되는 것을 특징으로 하는 가상현실 환경 기반의 햅틱 효과 제공 장치.
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