KR20180132027A - 모션 제어 시트 입력 장치 - Google Patents
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Abstract
컴퓨팅 장치에 사용자 입력을 제공하는 입력 장치는 사용자가 장치 위에 앉을 수 있게 하는 시트부를 포함한다. 입력 장치는 피치, 요 및 롤의 변화를 검출하고 검출된 변화를 컴퓨팅 장치에서 기능들을 동작시키기 위한, 및/또는 컴퓨팅 장치에서 구동하는 애플리케이션에 입력을 제공하기 위한 제어 신호로 변환하는 복수의 위치 센서를 또한 포함한다.
Description
본 발명은 컴퓨팅 장치의 상호작용 제어를 제공하는 착석 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 컴퓨팅 장치의 입력을 제공하는 모듈식의 인체공학적 착석 장치에 관한 것이다.
인간이 컴퓨터와 상호작용하고 컴퓨터를 동작시키기 위해서는 일반적으로 외부 입력 장치가 필요하다. 이러한 외부 입력 장치로부터의 신호는 컴퓨터에 의해 수신되고 컴퓨터 기능의 양태 및/또는 컴퓨터에서 구동하는 애플리케이션(프로그램)을 제어하는 제어 신호로서 작용하도록 처리된다.
전통적으로, 키보드, 마우스, 게임 제어기 등과 같은 입력 장치는 사용자의 손, 특히 손가락으로부터의 입력 움직임을 수신하는데 초점이 맞추어졌다. 비록 이것이 효과적인 것으로 입증되었지만, 이들은 더 몰입적이고 직관적인 제어 방식에는 덜 적합하다. 게임, 사회적 상호작용, 컴퓨터 지원 설계 및 기타 유사한 기능을 위해 사용하는 것과 같은 몰입형 컴퓨터 발생 환경의 개발은 새로운 입력 장치의 필요성을 강조한다. 특히 주목해야 할 것은 사용자가 컴퓨터 발생 환경에 완전히 몰입되게 하는 증강 현실("AR") 및 가상 현실("VR") 기술의 부상이다. 전통적인 입력 방법은 몰입을 파괴하고 사용자의 경험을 손상시킬 수 있기 때문에, AR 및 VR 기술 플랫폼은 전통적인 입력 방법에 덜 적합하다.
가끔 VR과 연관된 입력 장치는 고유적으로 불안정한 기능을 갖는다. 일반적으로, 사용자가 중심 위치로부터 더 멀리 이동할수록, 사용자의 무게 중심이 장치의 경계 외측으로 가기 때문에 더 멀리 계속하여 이동하기가 더 쉬워진다. 이것을 없애기 위해, 장치는 밸러스트를 추가함으로써 수정될 수 있다. 그러나 이것은 가끔 저항력을 증가시키기 때문에 문제점을 진실로 교정하지 못한다. 예를 들면, 움직임의 피벗 포인트가 사용자의 히프로부터 더 멀어질수록 MPU가 필요로 하는 각도를 생성하고 알맞은 감도 및 적당한 "데드존"을 여전히 갖기 위해 사용자는 사용자의 신체를 더 멀리 이동시켜야 한다. 또한, 다소간 "신호 드리프트"를 받기 쉽다.
또한, 사용자가 움직임을 생성하기 위해 이동해야 할수록, 사용자의 움직임을 조정하거나 움직임 방향을 바꾸는데 더 오랜 시간이 걸리며, 이것은 사용자가 사용자의 선호되는 움직임 위치를 지나치게(overshoot) 한다. 바닥의 반경에 약간 의존하여, 전속력으로 전방으로 또는 전속력으로 후방으로 가는 것은 사용자가 사용자의 신체를 약 22인치 이동시켜야 한다는 것을 의미한다.
사용자의 움직임이 VR에서 사용자 불균형(off-balance)을 만들 가능성이 더 높을수록, 사용자의 신체는 VR이 유도한 멀미에 의해 더 많이 말썽을 부릴 것이다.
기본적인 VR 문제점:
ㆍ 케이블 관리/엉킴을 다루지 않는다
ㆍ 결합되지 않은 보기/움직임을 다루지 않는다
ㆍ 더 컴팩트한 동작 범위에 대한 개선의 여지를 남긴다
ㆍ 축 이탈 회전 및 턴테이블 없음으로 인해 바닥 위에서 스치면서 걷는다
이러한 접근법은 좀 더 복잡하지만 훨씬 더 만족스러웠다. 비록 VR에 호기심있는 관중들이 관람하기에는 덜 흥미로운 경험이었지만, 이것은 VR에 직면한 실제 문제점들을 불식시켰다. 전통적으로, VR 시스템은 머리 움직임을 몸통 움직임에 결합한다. 예를 들면, VR 환경 내의 사용자는 인도로 내려갈 수 있고, 사용자가 어디를 보든지 사용자는 시야 방향으로 이동한다.
상기 배경 기술 부분에서 설명한 것처럼, 컴퓨팅 장치를 제어하고 및/또는 컴퓨팅 장치와 상호작용하기 위해 사용자 입력을 제공하는 개선된 장치 및 방법이 필요하다.
전술한 문제점을 극복하기 위해, 본 발명에 따른 시스템은 사용자 몸통의 각도를 측정하고 그 몸통 각을 애플리케이션에 피드백하여 플레이어 축이 몸통 각에 의해 규정되게 한다. 이때 머리 장착형 디스플레이는 그 플레이어로 구속되지만, 머리 장착형 디스플레이로부터의 뷰가 상기 몸통 각에 의해 영향을 받지 않고 상기 머리 장착형 디스플레이에 의해 해석된 각도에 의해서만 영향을 받도록 "비결합"된다. 몸통 각 정보(torso angle information)는 휴먼 인터페이스 장치 패킷의 일부로서 제공된다.
대안적인 실시형태에 따르면, 시스템은 로터리 슬립 커넥터와, 사용자 신체의 방위를 계속하여 추적하는 구적 로터리 인코더를 포함할 수 있다. 각각의 이동된 정도는 최초 교정 위치에 가산되거나 최초 교정 위치로부터 감산되고, 1도만큼 정확할 수 있다. 선택적으로, 시스템 사용자가 움직임을 시작한 때, 사용자의 자연 응답은 그들이 향하고자 하는 방향으로 몸을 기울이는 것이다.
시스템의 설계는 초고속 방향 전환을 허용하고, 적절히 훈련된 시스템 사용자는 임의의 방향으로 이동하기 위해 그들의 무게 중심을 옮길 필요가 없기 때문에, 사용자는 VR에서 움직임을 생성하기 위해 그들의 체중을 재분배하도록 단순히 핵심 근육 움직임을 이용한다. 선택적으로, 시스템은 착석면(seating surface)이 사용자의 히프 또는 시트(seat)에 더 가까운 지점에서 기울어지는 솔루션을 활용한다. 이 피벗 위치는 이 접근법이 사용자를 절대로 낙하 불안정의 위치에 두지 않기 때문에 중요하다.
본 발명에 따르면, 시스템은 사용자의 하체 기능이 VR 공간 내에서의 움직임이 가능하도록 허용한다. 시스템은 기계적 이원 또는 선형 입력 스위치, 및 다축 처리 장치(multiple axis processing unit; MPU)를 통한 아날로그 표시를 통합할 수 있다.
본 발명에 따르면, 시스템은 VR 움직임의 감각에 덜 민감한 사용자들에게 제공할 수 있고, 사용자는 선택적으로 사용자 움직임을 생성하기 위해 미가공(raw) 아날로그 입력 구배를 이용할 수 있으며, 점프 또는 일부 다른 기능을 위해 스위치를 이용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 시스템은 케이블 및 케이블의 신호가 크고 청명하게 들리며 결코 구부러지거나 얽히거나 비틀어지지 않도록 HDMI, USB, 파워 및 3선 디벨로퍼 신호들을 시스템을 통하여 신뢰성 있게 통과시키도록 구성된 로터리 슬립 커넥터 설계를 포함한다. 로터리 슬립 커넥터 설계는 얽힘이 없는 "무한" 회전이다. 본 발명에 따르면, 시스템은 등 없는 소형 걸상(stool) 또는 의자를 포함한다.
본 발명은 여기에서 설명하는 특정 실시형태로 범위가 제한되지 않는다. 사실, 여기에서 설명한 것 외에 본 발명의 각종 수정예가 당업자에게는 전술한 설명으로부터 명백할 것이다. 그러한 수정예는 첨부된 특허 청구범위의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.
모든 특허, 공개된 특허 출원 및 공개된 과학 논문 등을 포함한, 여기에서 인용하는 모든 참조 문헌들은 모든 목적으로 인용에 의해 그 전부가 본원에 통합된다. 그러므로 본 발명의 일 실시형태는 사용자 맞물림부; 적어도 하나의 피치(pitch) 센서, 적어도 하나의 요(yaw) 센서 및 적어도 하나의 롤(roll) 센서를 포함한 복수의 위치 센서; 및 감지 메카니즘이 데이터를 컴퓨팅 장치에 전송할 수 있도록 상기 입력 장치를 컴퓨팅 장치에 결합할 수 있는 결합 메카니즘을 포함한 입력 장치이다. 사용시에 사용자는 장치의 사용자 맞물림부 위에 앉거나 다리를 벌리고 서서 앞뒤로 기울이거나, 좌우로 기울이거나 및/또는 장치를 회전시킬 것이다. 사용자의 이러한 움직임은 센서에 의해 검출되고, 컴퓨팅 장치에 전송되어 컴퓨팅 장치 및/또는 컴퓨팅 장치에서 구동하는 애플리케이션(프로그램)과 상호작용하기 위해 사용되는 제어 신호로 변환된다.
일 실시형태는 모션 기반 입력 또는 머리 장착형 디스플레이를 이용하는 사용자에게 유용한 움직임의 자유를 제공하는 회전 센서 시트이다. 시트는 베이스, 회전 플랫폼, 쿠션, 조정 제어부 및 액세서리 부착점을 구비한다. 시트는 사용자가 회전 제어, 기울기 제어 및 균형을 위해 시트 주위의 다리를 벌린 자세로 그들의 다리를 둘 수 있는 장점이 있다. 시트의 일부 실시형태에서, 통합 센서는 움직임 및 위치를 검출하고 상호작용 피드백을 제공한다. 일부 실시형태에서, 외부 모션 추적기의 부착 및 수용과 머리 장착형 디스플레이의 추적은 인터페이스 장치, 사용자 및 시트 간의 인체공학적 인터페이스를 보장하기 위해 통합된다. 일부 실시형태에서, 시트의 하나 이상의 컴포넌트는 상호교환 가능한 컴포넌트를 사용함으로써 사용자 조립 및 맞춤화를 가능하게 하는 적층형 모듈이다.
적어도 일 실시형태에서, 본 발명은 스마트폰, 태블릿, 휴대용 게임 장치 또는 상호작용 컴퓨팅 장치를 포함한 컴퓨팅 장치에 유선 또는 무선으로 접속된 때 상호작용 소프트웨어의 제어를 가능하게 하는 압력, 위치, 회전 측정치 및 바이오 입력을 측정하는 전자 제어 인터페이스 및 센서를 포함한다. 상호작용 센서는 실시간 x 및 y 좌표로 휴대용 조이스틱에 의해 제공되는 데이터와 유사한 방향 및 강도 입력을 제공하기 위한 기울기(tilt); 회전 위치; 수직 축에서 시트 상부에 대한 사용자 체중 및 압력의 변화; 측정된 사용자 위치 및 복수의 축에서의 위치 변화를 포함한 사용자 움직임 및 위치를 측정한다. 적어도 일 실시형태에서, 사용자 체중은 사용자의 신원을 결정하기 위해 사용되고, 시트의 상호작용 센서 세팅의 교정(calibration)을 위해 사용되며, 인터페이스된 컴퓨팅 장치에 애플리케이션 프로그램 인터페이스를 통해 이용 가능하게 한다. 상호작용 센서를 통한 바이오피드백은 소프트웨어 인터페이스를 통해 제공된다.
말을 타는 것과 매우 흡사하게, 제스처 및 모션 인터페이스에 의해 야기되는 불안정성 및 머리 장착형 디스플레이 착용시의 불안정성의 힘은 사용자가 그들의 하체를 이용하여 시트에 다리를 벌리고 앉아서 균형을 유지할 때 없어진다. 추가의 장점은 회전축에 수직하고 본 발명의 회전 자유도와 밀접하게 정렬된 회전력을 제공하는 발의 작은 밀어냄으로 다리를 벌린 자세에서 그들의 다리로 시트를 정확히 회전시키고 균형을 유지하면서 상호작용 소프트웨어를 제어하도록 그들의 자세를 조정하게끔 사용자가 배치된다는 점이다. 추가의 장점은 통합된 센서, 외부 모션 제어 및 추적용의 머리 장착형 디스플레이로 측정될 수 있는 미세 정밀도로 사용자가 상호작용 소프트웨어를 제어할 수 있다는 점이다.
적어도 일 실시형태에서, 다양한 크기의 쿠션은 다양한 사용자 키 및 신체 유형을 수용한다.
적어도 일 실시형태에서, 시트 쿠션은 공기와 필러로 채워진 유연한 팽창성 재료와, 인체공학적 신체 자세를 유지하면서 사용자의 하체와 다리의 신체 윤곽 지지의 장점이 있는 밸러스트로 구성된다. 유연한 팽창성 재료의 다른 장점은 선적을 위해 수축(deflation)되고, 사용자 선호도 및 신체 유형에 맞게 공기압, 필러 및 밸러스트를 맞춤화하는 능력이 있게 설치하기 위한 사용자 팽창이 쉽다는 것이다. 추가의 장점은 수축되었을 때 유연한 팽창성 재료는 선적 또는 사용자 저장을 위해 시트의 전체 부피를 줄인다는 점이다. 적어도 일 실시형태에서, 유연한 팽창성 재료는 재료의 인체공학적 패키징 및 추가의 장점을 보유하면서 쿠션의 안정성을 증가시키는 장점이 있는 고정 베이스(retaining base)에 의해 제위치에 유지되는 모듈식 컴포넌트이다.
유연한 팽창성 쿠션은 사용자 다리와 발 움직임의 범위가 증가된 원통형 또는 포드(pod) 모양을 특징으로 하는 추가적인 안정성을 가진 운동 공(exercise ball)과 유사한 인체공학적 착석 위치의 장점을 갖는다.
적어도 일 실시형태에서, 시트는 최종 사용자에 의한 재구성 및 상호작용 제어, 사용자 조정 또는 특징 맞춤화를 위한 단순 조립의 장점이 있는 정밀한 윤곽이 잡힌 인터페이스를 가진 적층 모듈로 구성된다. 정밀한 윤곽이 잡힌 인터페이스를 가진 적층 모듈의 다른 장점은 돌출점이 거의 없어서 외부 제어기 또는 머리 장착형 디스플레이로부터 코드 얽힘의 가능성을 줄인다는 점이다. 적층 모듈의 추가의 장점은 마무리된 시트의 제조, 패키징 및 사용자 조립이 쉽다는 점이다.
적어도 일 실시형태에서, 시트는 조립 및 사용자 구성이 용이한 장점이 있는 상호접속 모듈로 구성되고, 이때 모듈은 시트의 높이 및 무게를 조정하는 베이스 플랫폼; 사용자가 자유롭게 회전시킬 수 있게 하거나 연속 회전을 금지하는 가변 정지부(stop)를 가진 회전 플랫폼; 전자식 상호작용 센서; 고정 베이스; 쿠션; 등 지지 유닛; 팔 지지 유닛; 케이블 관리 유닛; 보관을 위한 플랫폼 또는 구획을 포함할 수 있다.
적어도 일 실시형태에서, 시트는 조립 및 사용자 구성이 용이한 장점이 있는 상호접속 모듈로 구성되고, 이때 모듈은 시트의 높이 및 무게를 조정하는 베이스 플랫폼; 사용자가 자유롭게 회전시킬 수 있게 하거나 연속 회전을 금지하는 가변 정지부를 가진 회전 플랫폼; 전자식 상호작용 제어부; 쿠션 인터페이스; 쿠션; 등 지지 유닛; 팔 지지 유닛; 케이블 관리 유닛; 보관을 위한 플랫폼 또는 구획을 포함할 수 있다.
도 1은 발명의 실시형태에 따른 사시도 및 측면도이다.
도 2는 발명의 실시형태에 따른 시트 모듈의 분해 사시도이다.
도 3은 발명의 실시형태에 따른 회전 플랫폼 베이스 및 그 최상부의 평면도이다.
도 4는 발명의 실시형태에 따른 시트 사시도 및 측면도이다.
도 5는 발명의 실시형태에 따른 착석한 사용자 및 복수의 축상에서의 모션의 예시를 보인 사시도이다.
도 6은 발명의 실시형태에 따른 시트 사시도 및 측면도이다.
도 7은 발명의 실시형태에 따른 착석한 사용자 및 복수의 축상에서의 모션의 예시를 보인 측면도이다.
도 8은 발명의 실시형태에 따른 측면 절개도 및 세부 사시도이다.
도 9는 발명의 실시형태에 따른 측면도 및 세부 측면 절개도이다.
도 10은 발명의 실시형태에 따른 시트 측면도 및 사시도이다.
도 11은 발명의 실시형태에 따른, 상호작용 컴퓨팅 장치와의 본 발명의 통신을 보인 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 입력 장치 실시형태의 반 분해도이다.
도 13은 입력 장치의 회전부 실시형태의 반 분해도이다.
도 14는 시트부에서 입력 장치용 제어 스위치의 양태들을 보인 반 분해도이다.
도 15는 짐벌(gimbal)의 확대도이다.
도 16은 후측 선반/시트의 높이가 측정되는, 높이 제어를 위한 제로 균형 시트를 도시하고 설명하는 도이다.
도 17은 가변 움직임 속도 제어를 제공하고 다루는 메카니즘을 보인 도이다.
도 18a는 가속도계와 자이로스코프가 설치된 착석 기판을 보인 도이다.
도 18b는 각종 스위치가 보이도록 기판을 제거한 도이다.
도 19는 입력 센서의 가변성을 보인 도이다.
도 20은 외팔보식의 탄성 변형 부재 위에 스위치들을 설치하는 스위치 시스템을 보인 도이다.
도 21a 내지 도 21c는 탄성 변형 가능한 외팔보 지지 부재에 설치된 감지 메카니즘을 보인 도이다.
도 2는 발명의 실시형태에 따른 시트 모듈의 분해 사시도이다.
도 3은 발명의 실시형태에 따른 회전 플랫폼 베이스 및 그 최상부의 평면도이다.
도 4는 발명의 실시형태에 따른 시트 사시도 및 측면도이다.
도 5는 발명의 실시형태에 따른 착석한 사용자 및 복수의 축상에서의 모션의 예시를 보인 사시도이다.
도 6은 발명의 실시형태에 따른 시트 사시도 및 측면도이다.
도 7은 발명의 실시형태에 따른 착석한 사용자 및 복수의 축상에서의 모션의 예시를 보인 측면도이다.
도 8은 발명의 실시형태에 따른 측면 절개도 및 세부 사시도이다.
도 9는 발명의 실시형태에 따른 측면도 및 세부 측면 절개도이다.
도 10은 발명의 실시형태에 따른 시트 측면도 및 사시도이다.
도 11은 발명의 실시형태에 따른, 상호작용 컴퓨팅 장치와의 본 발명의 통신을 보인 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 입력 장치 실시형태의 반 분해도이다.
도 13은 입력 장치의 회전부 실시형태의 반 분해도이다.
도 14는 시트부에서 입력 장치용 제어 스위치의 양태들을 보인 반 분해도이다.
도 15는 짐벌(gimbal)의 확대도이다.
도 16은 후측 선반/시트의 높이가 측정되는, 높이 제어를 위한 제로 균형 시트를 도시하고 설명하는 도이다.
도 17은 가변 움직임 속도 제어를 제공하고 다루는 메카니즘을 보인 도이다.
도 18a는 가속도계와 자이로스코프가 설치된 착석 기판을 보인 도이다.
도 18b는 각종 스위치가 보이도록 기판을 제거한 도이다.
도 19는 입력 센서의 가변성을 보인 도이다.
도 20은 외팔보식의 탄성 변형 부재 위에 스위치들을 설치하는 스위치 시스템을 보인 도이다.
도 21a 내지 도 21c는 탄성 변형 가능한 외팔보 지지 부재에 설치된 감지 메카니즘을 보인 도이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 구체적으로 설명한다. 그러나 본 발명은 특정 실시형태로 제한되지 않는다는 점을 이해하여야 한다. 그 대신에, 다른 실시형태와 관계되는지의 여부와 관계없이 이하의 특징 및 요소들의 임의 조합이 본 발명을 구현하고 실시하는 것으로 예상된다. 또한, 비록 본 발명의 실시형태가 다른 가능한 솔루션 및/또는 종래 기술에 비하여 장점을 달성할 수 있지만, 특수한 장점이 주어진 실시형태에 의해 달성되는지 여부는 발명을 제한하지 않는다. 따라서 이하의 각종 양태, 특징, 실시형태 및 장점들은 단지 예시하는 것이지, 특허 청구범위에서 명확히 인용되는 경우를 제외하고 첨부된 특허 청구범위의 요소 또는 제한으로 생각되지 않는다. 마찬가지로, "발명"이라고 인용하는 것은 여기에서 설명하는 임의의 발명 주제의 일반화로서 해석되지 않고, 특허 청구범위에서 명확히 인용되는 경우를 제외하고 첨부된 특허 청구범위의 요소 또는 제한으로 생각되지 않는다.
일 실시형태는 사용자 맞물림부; 적어도 하나의 피치 센서, 적어도 하나의 요 센서 및 적어도 하나의 롤 센서를 포함한 복수의 위치 센서; 및 감지 메카니즘이 데이터를 컴퓨팅 장치에 전송할 수 있도록 상기 입력 장치를 컴퓨팅 장치에 결합할 수 있는 결합 메카니즘을 포함한 입력 장치이다.
본 발명에 따르면, 도 1은 여기에서 사시도 및 측면도로 도시된 회전 센서 시트의 형태를 취하는 본 발명의 입력 장치의 일 실시형태를 보인 것이다. 이 실시형태에서, 시트는 최종 사용자에 의한 재구성 및 상호작용 제어, 사용자 조정 및/또는 특징 맞춤화를 위한 적층 모듈로 구성된다. 쿠션(1001)은 다리를 시트의 양측으로 벌릴 수 있게 하는 테이퍼형의 리프(lip)(1007)를 갖는다. 일부 실시형태에서, 쿠션은 시트가 내측 허벅지에 순응할 때 착석한 사용자에 대한 순응성을 또한 허용하는 유연하고 팽창성 있는 열가소성 중합체이다. 일부 실시형태에서, 쿠션은 고정 베이스(1003)와 쿠션(1001)의 성형된 교차부(1004)에 맞는 성형된 안정화 발(1002)을 포함한다. 안정화 발은 비트는 힘 또는 측방향 힘에 저항하는 고정 베이스와 상기 교차부의 단단한 결합을 제공하여 안정성을 향상시키는 장점이 있다. 쿠션은 고정 베이스 내에서 추가의 안정성을 보장하도록 모래와 같은 무게가 있는 충진재 또는 밸러스트로 부분적으로 채워질 수 있다.
좀 더 구체적으로, 도 1의 발명을 다시 참조하면, 모듈들 간의 일련의 유사 형상 인터페이스들은 시트의 전체 윤곽에 대하여 매끄러운 표면을 제공하여 케이블, 의류 또는 사용자의 발 및 다리의 간섭을 최소화하는 장점이 있다. 이 매끄러운 윤곽은 회전 플랫폼(1005)에 대한 인터페이스에서 회전하여, 시트가 회전하고 벌린 자세의 사용자 하체와 접촉하도록 고정 베이스와 회전 플랫폼(1005)의 인터페이스 아래로 사용자의 다리를 쿠션(1001)에 안착시킬 수 있는 장점이 있다. 사용자 및 쿠션과 시트의 회전의 결합은 안정성을 증가시키고, 이때 사용자의 발, 다리 및 몸통은 회전 시트를 부분적으로 감싸서 착석 안정성을 유지하는 레버리지 포인트를 제공한다. 이 자세의 다른 장점은 도 5에서 5005로 나타낸 바와 같이 사용자가 시트의 옆으로 벌린 다리로 시트를 정밀하게 회전시키도록 위치 정해지고, 발(5006, 도 5)의 작은 미는 힘은 회전축에 직교하고 회전 베이스(1008)의 회전 자유도와 밀접하게 정렬되는 회전력을 제공한다. 회전 베이스(1008), 및 더 작거나 더 큰 높이 또는 프로파일을 갖고 탈착 가능한 라이서 플랫폼(riser platform)을 구비한 쿠션 플랫폼(1005)은 상이한 사용자 키, 체중, 선호도 및 상호작용 제어 능력에 대한 맞춤화 가능한 치수를 제공하는 장점이 있다. 상호작용 베이스 센서(1006)는 전자 회로 기판(3008, 도 3)에 센서 피드백을 제공하고, 이것은 사용자 모션을 그 모션 및 컴퓨팅 장치에서 구동하는 소프트웨어 애플리케이션의 기능 제어를 위한 제어 신호로 변환하는 장점이 있다. 이 실시형태에서, 복수의 베이스 센서는 사용자가 기울이거나 회전하는 방향의 검출을 위한 입력을 복수의 지점에서 획득하게 하는 구성으로 배열된다.
더 구체적으로, 도 1을 다시 참조하면, 상호작용 센서(1006)는 컴퓨팅 장치에서 사용될 때 미묘한 사용자 움직임을 모션 입력, 움직임 방향 및/또는 상호작용 소프트웨어 애플리케이션에서의 기능 선택으로 변환시키는 장점이 있다. 상호작용 센서(1006)는 모든 센서들을 측정된 강도와 비교함으로써 방향이 도출되고 컴퓨팅 장치를 제어하기 위한 원시 데이터 및 명령으로 변환되게 하는 압력 감도의 장점을 갖는다. 고르게 배치된 센서 상의 압력은 복수의 센서들 간의 가중 평균에 기초하여 또는 센서에 직접 기초하여, 해석된 영역의 방향으로 이동하고자 하는 희망으로서의 해석의 장점을 갖는다. 센서의 교정(calibration)은 복수 위치에 앉아서 핵심 신체 움직임을 만드는 사용자에 의해, 모든 센서에 걸쳐 측정되고 소프트웨어에 의해 유지되며 나중의 비교를 위해 사용되는 측정치로 달성된다. 피드백과 상호작용은 비제한적으로 음향, 진동, 빛, 빛 효과, 증기 또는 연기, 및 다른 상호작용 효과를 포함한 피드백을 위하여, 1006으로 표시한 것과 같은 상호작용 센서로 상기 장치들로부터의 소프트웨어 입력에 의해 또한 제공될 수 있다.
이제, 도 1 내지 도 5에 도시된 실시형태의 세부 구성을 보인 도 2를 참조하면, 쿠션(2001)은 탈착 가능하고 고정 베이스(2003)로부터 분리하여 마루 또는 다른 표면 위에 배치함으로써 독립 구성의 시트로서 사용할 수 있다. 일부 실시형태에서, 고정 베이스는 쿠션 위의 안정화 발과 맞물리도록 적응된 복수의 홈(2010)을 또한 포함한다. 이러한 사용에서 안정화 발(2002)은 쿠션을 직립 위치에서 유지하고 고정 베이스(2003)에 고정하는 장점과 함께 복수의 축에서의 힘에 대하여 추가적인 안정성을 제공하는 장점이 있다. 적어도 일 실시형태에서, 쿠션은 팽창성이 있고 쿠션이 고정 베이스 바깥쪽 마루에서 직접 사용될 때 추가의 안정성을 보장하도록 모래, 유체 또는 겔과 같은 무게가 있는 충진재 또는 밸러스트로 부분적으로 채워지는 장점이 있다. 쿠션(2001)은 상이한 사용자 키 및 신체 유형을 수용하도록 복수의 크기로 될 수 있고, 적어도 일 실시형태에서, 접어질 수 있으며 공기와 충진재로 채워질 수 있다. 상호접속되는 센서 모듈(2005) 내의 센서(2006)와 고정 베이스(2003)는 함께 적층되고 예를 들면 도 1에 1008로 나타낸 바와 같이 고정 베이스 위에 추가로 적층될 수 있다. 본 발명의 모듈식 설계 및 구성은 사용자가 원하는 상호작용 모드 및 신체 자세에 적합하도록 컴포넌트들을 신속히 교환할 수 있게 하는 장점이 있다. 패드 센서(2005)는 압력 및 모션을 종합적으로 전자식으로 감지하여 스마트폰, 태블릿, PC, 게이밍 콘솔, 또는 당업자에게 공지된 다른 컴퓨팅 장치를 포함한 컴퓨팅 장치에 유선 또는 무선으로 접속된 때 상호작용 소프트웨어에 입력을 제공한다. 모듈식 설계는 통합된 센서 모듈(2006)이 다른 제어 모드, 피드백 또는 컴퓨터 및 게임 콘솔 호환성으로 교환될 수 있는 추가의 장점이 있다. 모듈식 설계의 또 다른 장점은 쿠션(2001)이 상이한 사용자 키 및 신체 유형을 수용하고 사용자에 의해 교환 가능하게 사용되도록 복수의 크기로 제조될 수 있다는 점이다.
이제, 도 1 내지 도 5에 도시된 실시형태의 세부 구성을 보인 도 3을 참조하면, 도 1에 1008로 표시된 회전 플랫폼이 이제 2개의 컴포넌트 섹션, 즉 회전 플랫폼 베이스(3001)와 회전 플랫폼 커버(3003)의 평면도 및 일부 절개 측면도(3005)로 도시되어 있다. 회전 플랫폼 커버(3003)는 그 중앙(3004)에서 킹핀(kingpin)에 의해 베이스에 접속 및 고정된다. 회전 커버는 회전 베이스(3001) 위에 배치된다. 3002로 표시한 일부 절개 확대도는 회전 베이스 커버가 킹핀(3004)으로 중심을 잡은 축을 중심으로 회전할 수 있게 하는 볼 베어링 트랙(3006)의 확대도이다. 적어도 일 실시형태에서, 멈춤 메카니즘은 조정 가능한 캐치(catch)에 의해 회전 베이스의 회전을 조정 및 제한한다. 적어도 일 실시형태에서, 회전 플랫폼은 회전 플랫폼 커버(3003) 및 회전 플랫폼 베이스(3001)의 강성을 증가시키는 장점이 있는 방사상 릿지부(ridge)(3007)를 이용한다. 회전 플랫폼 커버는 릿지부를 이용하여 도 2에 2003으로 표시된 고정 베이스 내 슬롯과 인터페이스를 생성한다. 전자 회로 기판(3008)이 시트에 탑재되고, 적어도 일 실시형태에서, 회전 플랫폼 커버(3003) 위에 탑재되며, 도 2에 2006으로 표시된 상호작용 센서에 유선 또는 무선 인터페이스로 인터페이스되며, 와이어 하네스(wire harness), 배터리, 전력 제어기, 다중 입력 프로세서, 위치 센서, 매그노미터, 자이로스코프, 외부 전력 커넥터, 및 퍼스널 컴퓨터, 게임 콘솔, 모바일 장치, 휴대용 게임 장치 및 다른 컴퓨팅 장치에 접속하기 위한 외부 유선 및 무선 인터페이스를 포함한다.
이제, 도 1 내지 도 5의 실시형태인 도 4를 참조하면, 케이블 얽힘 또는 발, 다리 및 하체 움직임에 의한 간섭을 피하도록 윤곽선을 유지하면서 사용자의 허리 및 하부 등(lower back)을 적절히 지지하는 장점이 있는 윤곽선 등받이(contoured seat back)(4002)가 추가된 본 발명의 실시형태가 도시되어 있다. 윤곽선 등받이는 쿠션(4001)과 함께 회전하고 인터페이스(4007)를 따라 회전 베이스(4005) 위에서 자유롭게 미끄러진다. 등받이는 고정 베이스(4004) 및 도 3에서 3003으로 표시한 회전 플랫폼 커버에 탈착 가능한 컴포넌트, 또는 적어도 일 실시형태에서 통합 컴포넌트로서 접속하고, 이것은 윤곽선 등받이(4002)가 움직임을 방해하거나 입력 장치 또는 머리 장착형 디스플레이의 케이블을 붙잡는 돌기 또는 엣지 없이 시트와 함께 회전할 수 있게 하는 장점이 있다. 적어도 일 실시형태에서, 윤곽선 등받이(4002)는 고정 베이스에 모듈식으로 접속된다.
윤곽선 등받이(4002)는 쿠션(4001)과 접촉하여 쿠션(4001)의 느슨한 움직임을 줄이고 쿠션 안정성 및 강도를 개선하는 안정된 지지 및 마찰면을 제공하는 장점이 있다. 윤곽선 등받이(4002)에 부착된 안전 브레이싱(4003)의 장착(4006)은 다리 움직임에 대한 방해가 거의 없이 사용자의 무릎을 가로지르는 안전 브레이싱(4003)의 지지점을 제공하여 사용자가 상호작용 제어를 위한 회전 또는 이동 자세를 취할 수 있게 하는 장점이 있다. 일 실시형태에서, 안전 브레이싱(4003)은 섬유 재료이고, 다른 실시형태에서, 안전 브레이싱은 허리에 대하여 유지 또는 고정될 수 있는 강성 바(bar)이다. 윤곽선 등받이(4002)는 다리와 히프가 함께 작용하여 머리 장착형 디스플레이에 몰입되어 있는 동안 회전, 상호작용 제어를 위한 움직임 및 균형을 포함한 움직임을 제공하도록 윤곽져서 사용자를 안전하게 유지하는 충분한 지지를 제공하는 추가의 장점이 있다. 윤곽선 등받이(4002)는 사용자의 움직임을 방해하지 않고 추가적인 하부 등 및 하체 지지를 통해 사용자 균형을 도모하면서 복수의 기능을 통합하는 추가의 장점이 있다.
이제, 도 1 내지 도 5에 도시된 실시형태인 도 5를 참조하면, 가상 현실, 증강 현실, 상호작용 비디오 콘텐츠 관람, 설계, 모델링, 3D 컴퓨터 지원 설계, 또는 몰입형 콘텐츠 상호작용의 다른 형태와 같은 소프트웨어 경험과 상호작용하기 위해 머리 장착형 디스플레이(5002)를 착용하고 있는 동안 상호작용 제어를 위한 발명의 실시형태를 사용자(5001)가 이용하는 발명이 도시되어 있다. 사용자(5001)는 관절부(5005)와 발목 및 발(5006)에 의해 안장 자세로 윤곽선 등받이(5003)의 지지를 받으면서 쿠션(5005) 위에 앉아 있고, 이것은 머리 장착형 디스플레이(5002)를 착용하고 있는 동안 또는 몰입형 디스플레이를 이용하는 동안 안전하고 제어된 신체 자세를 유지하는 장점이 있다. 사용자(5001)는 안전 브레이싱(5004)에 의해 추가로 안전하게 되고, 이것은 만일 사용자가 불균형하게 되면 안전 브레이싱(5004)이 사용자가 다시 균형을 잡고 신체적 구속을 하도록 도와주는 물리적 신호를 제공하여 낙하 또는 불균형을 방지하는 장점이 있다.
더 구체적으로, 도 1 내지 도 5에 도시된 실시형태인 도 5를 다시 참조하면, 사용자가 복수의 움직임 및 모션 제어 축(5007)과 함께 앉아 있는 것이 도시되어 있다. 사용자는 하나 이상의 모션 제어 장치(5010)를 통해 입력을 제공하고 본 발명에서 상호작용 센서(5008)에 의해 검출되고 상호작용 컴퓨팅 장치에 전송되는 입력을 복수의 축(5007)에서 움직임으로써 동시에 제공하는 모션 추적 머리 장착형 디스플레이(5002)를 통해 손, 다리 및 머리 움직임을 이용하여 자유롭게 움직일 수 있다. 사용자(5001)는 머리 장착형 디스플레이(5002)를 이용하여 복수의 시점 축(5011)을 제공하는 일 방향을 바라볼 수 있고, 한편 모션 제어 장치(5010)를 동시에 사용하고 상호작용 센서(5008)에 의해 검출된 시트(5009)의 핵심 신체 움직임을 통해 요(yaw), 피치(pitch) 및 롤(roll)을 포함한 복수의 시트 축(5012)을 따라 입력을 동시에 제어한다. 적어도 일 실시형태에서, 머리, 팔 및 다른 신체 부분의 방향은 시트에 물리적으로 접속되지 않지만 유선 또는 무선 인터페이스를 이용하고 시트(5009)에 모듈식으로 접속된 상호작용 센서(5008)와 전자식으로 결합된 모션 제어 장치(5010)에 의해 또한 추적될 수 있다. 본 발명은 사용자가 x 축 피치에 대하여 전후로, z 축 롤에 대하여 좌우로, 및 y축 요에 대하여 회전식으로 이동하는 복수의 축(5007)을 따라 모션을 제어하기 위해 하체의 짧은 핵심 신체 움직임을 이용할 수 있게 하는 장점이 있다. 본 발명은 체중을 검출 및 교정하고, 상호작용 센서(1006, 도 1)를 통해 사용자 모션을 위아래로 감지하는 추가의 장점이 있다. 본 발명은 균형 제어에 도움이 되는 다리 벌림 자세를 포함한 유연한 착석 자세를 갖고서, 복수의 축(5007)을 따르는 핵심 신체 움직임을 통한 손, 회전, 및 걷기와 움직임의 에뮬레이션에 의한 광범위한 제스처 기반 입력을 허용하면서 사용자가 작은 움직임을 통하여 모션 입력을 제어하게 하는 추가의 장점이 있다. 본 발명은 사용자가 모션 또는 상호작용 소프트웨어 기능 제어와 무관한 방향을 보기 위해 상호작용 소프트웨어에 입력을 제공하게 하는 독립적인 복수의 시점 축(5011) 및 복수의 시트 축(5012)을 사용자가 유지할 수 있게 하는 다른 하나의 장점을 가진다.
이제, 도 6 내지 도 7에 도시된 실시형태인 도 6을 참조하면, 회전식 센서 시트와 관련된 본 발명의 실시형태가 사시도 및 측면도로 도시되어 있다. 쿠션(6001)은 다리 벌림 또는 다리를 앞으로 하는 것을 포함한 다양한 착석 자세를 허용하는 형상을 갖고, 이것은 사용자가 더 능동적인 모션 제어를 위한 다리 벌림 자세와 몰입 사이에서 자유롭게 움직일 수 있게 하거나, 또는 전통적인 의자 착석 다리 자세를 위해 다리를 앞으로 움직일 수 있는 장점이 있다. 쿠션은 외부 컵(6003)에 접속되고, 외부 컵(6003)은 외부 컵(6004)에 결합되며, 외부 컵(6004)은 전자 위치 센서에 입력을 제공하는 외부 컵 베이스 위에서 추축으로 선회한다. 덮개(shroud)(6002)는 높이 조정 스패너(6011)와 스패너 베이스(6006) 사이에서 압축된 스패너 스프링(6013)에 결합된 가스 실린더(6009)를 내포한다. 가스 실린더 액추에이터(6008)는 핸즈프리 높이 제어를 제공하는 장점이 있는 베이스 부근에서 억압된 윤곽선 플랫폼 또는 레버(6006)에 의해 조절된다. 가스 실린더는 가스 실린더를 베이스 어셈블리(6007)에 고정하는 압력 피팅에 의해 6005에서 베이스에 결합된다. 회전 움직임은 회전 센서 판독면(6012)과 전자 센서에 의해 측정된다.
더 구체적으로, 다시 도 6을 참조하면, 쿠션(6001)은 다리가 쿠션에 걸터앉는 것을 허용하기에 충분하게 시트 아래로 횡방향으로 연장한다. 시트는 더 동적인 회전 및 선회, 옆에서 옆으로 및 전후 움직임을 위해 연장된 다리로 앉아 있거나 착석한 사용자의 자유로운 범위의 모션을 허용하도록 전통적인 작업용 착석 시트보다 더 높게 조정하는 장점이 있다. 스패너 스프링(6013)은 모션 제어기를 통해 모션 입력을 제공하면서, 또는 발명의 전자 센서를 통해 입력을 제공하도록 선회(pivoting) 및 회전함으로써 사용자가 시트와 접촉을 유지할 수 있도록 정압이 인가되게 한다. 내부 컵(6003)과 외부 컵(6004)의 선회 시스템은 사용자 하체의 단지 작은 움직임이 쿠션을 기울여서 전자 기울기 센서로부터 모션 제어 입력을 제공하도록 쿠션이 미세한 정밀도로 선회하고 사용자 제어가 가능하게 하는 장점이 있다.
더 구체적으로, 다시 도 6을 참조하면, 쿠션 개방 영역(6013)에 센터링 디스크(6014)가 도시되어 있고, 이것은 쿠션(6001)과 덮개(6002) 사이에서 저항을 제공하며, 쿠션(6001)에 중심력(centering force)을 제공하여 사용자가 쉽게 중심 위치로 되돌아오게 한다. 센터링 디스크(6014)는 촉각 응답을 제공하는 추가의 장점이 있고, 내부 컵(6003)과 외부 컵(6004)의 선회 시스템 및 위치 가이드(6015)에 의해 제공되는 상호작용 제어를 위해 중립 위치로 되돌아온다. 센터링 디스크(6014)는 다른 방향에 비하여 일 방향으로 더 큰 저항을 제공하고 회전에 대한 마찰 저항을 제공하도록 오프셋될 수 있는 추가의 장점이 있다. 적어도 일 실시형태에서, 센터링 디스크(6014)는 분할된 연속 편으로서의 중합체로 구성되고, 또는 추가의 실시형태에서 다양한 탄성도를 가진 짜여진 재료의 직물(web)로 구성된다. 적어도 일 실시형태에서, 센터링 디스크는 움직임 및 자연 중심점에 대한 조정 가능한 저항을 제공하는 회전 조인트에 의해 증강되고, 이것은 사용자가 시트에서 회전하는 동안 전방 또는 홈 위치를 더 쉽게 찾을 수 있게 하는 장점이 있다. 복수의 재료 조성을 가진 센터링 디스크(6014)는 발명에 통합된 인터페이스를 제어하기 위한 조율이 쉽고 사용자 선호도 및 신체 유형에 맞는 맞춤화가 가능한 장점이 있다. 적어도 일 실시형태에서, 위치 가이드(6015)는 위치 센서에 결합된다.
이제, 도 7을 참조하면, 머리 장착형 디스플레이(7001)를 착용하고 다리 벌림 자세로 앉아 있는 사용자(7002)의 일부 절개 측면도가 도시되어 있다. 사용자(7002)의 모션은 전후 및 좌우 모션을 생성하는 회전 및 핵심 움직임을 통하여 달성되고 내부 컵 및 외부 컵(6004, 도 6)의 상부 아래에 위치되고 센서 유닛(6003, 도 6)에 의해 감지되는 구면 중심 주위에서 선회 모션을 생성하며, 이것은 사용자의 균형을 깨뜨리지 않고 상호작용 움직임의 신속한 제어를 제공하면서 작은 움직임이 모션을 제공하는 장점이 있다.
사용자(7002) 핵심 신체 움직임에 대한 발명의 감도는 현실적인 응답 시간으로, 및 앞뒤로 걷기, 옆으로 걷기, 가상 물체 및 차량 제어, 및 임의의 추가적인 상호작용 제어에 대한 대기시간 없이 상호작용 게임 움직임을 제어하는 장점이 있고, 이때 신체 움직임은 복수의 축(7008)을 따른 제어 메카니즘으로서 소용될 수 있다. 회전 움직임은 회전 센서 판독면(7007)과 전자 센서(7006)에 의해 측정된다. 머리 장착형 디스플레이(7001)를 약간 방향 감각이 없게 착용한 사용자를 본 발명 및 다른 입력 장치에 의해 제공되는 모션 인터페이스의 안정된 제어를 위해 중립의 똑바른 위치로 복귀시키는 것은 사용자를 최소의 노력으로 중립 위치 및 복수의 축(7008)을 따르는 안내된 모션으로 복귀시키는 장점이 있는 센터링 디스크(7005)의 도움으로 달성된다.
전자 회로 기판(7009)은 내부 컵(7004) 내에 장착되고 시트 센서와 컴퓨터(7009), 모바일 장치, 휴대용 게이밍 장치 또는 다른 컴퓨팅 장치 사이에 유선 또는 무선 인터페이스를 생성하는 장점이 있다. 일부 실시형태에서, 전자 회로 기판(7009)은 시트로부터의 모션 출력이 인터넷을 통해 국소 또는 원격 컴퓨터와 상호작용 컴퓨터 소프트웨어에 전송되게 하는 장점이 있는 유선 또는 무선 액세스 포인트(7011)에 인터넷 접속을 가능하게 하는 와이파이 및 TCP/IP를 이용하여 신호를 전송한다. 일부 실시형태에서, 모션 제어 장치와 머리 장착형 디스플레이는 USB와 같은 데이터 접속 및 HDMI와 같은 비디오 접속을 통해 전자 회로 기판에 시트를 통해 라우트되고 국소 또는 원격 컴퓨터와 상호작용 컴퓨터 소프트웨어에 중계될 수 있으며, 의자의 인터페이스를 모션 제어 장치 및 머리 장착형 디스플레이의 허브로서 이용하는 장점이 있다.
이제, 도 8을 참조하면, 모션이 쿠션(6001, 도 6)으로부터 위치 가이드(8002)에 접속된 선회 캡(8003)으로 이동되는 본 발명의 실시형태의 일부 절개 측면도 및 사시도가 도시되어 있고, 중립 또는 레벨 위치(8003)와 편향된 또는 선회된 위치(8004) 사이에서 이동을 가능하게 하는 장점이 있다. 적어도 일 실시형태에서, 선회 캡(8003)은 내부 컵(8007) 주위에서 쿠션(6001, 도 6)의 움직임을 구속하도록 외부 컵(6003, 도 6)에 결합된다. 선회 캡(8001)은 중앙 핀에 의해 접속되고, 위치 가이드(8002)의 움직임을 통해 검출된 복수의 축에서 안내된 움직임을 제공하기 위해 내부 컵(8007)의 가이드(8008)에 따라 회전한다. 적어도 일 실시형태에서, 위치 가이드(8002)는 유선 또는 무선 조이스틱 또는 위치적 입력 장치에 결합된다. 적어도 일 실시형태에서, 위치 가이드(8002)는 유선 또는 무선 조이스틱 또는 위치적 입력 장치를 내포한다.
적어도 일 실시형태에서, 위치 가이드는 시트 회전이 복수의 회전 점 없이 회전 센서에 의해 측정될 수 있도록 회전 센서(7006, 도 7)와 관련하여 쿠션(6001, 도 6)의 회전 운동을 방지하는 조인트에 접속된다. 적어도 일 실시형태에서, 내부 컵(8007)은 선회 캡(8001)을 안내하는 홈(8008)을 가지며, 이것은 움직임이 검출될 수 있는 위치 가이드(8002)의 기계적 관절로 사용자(7002, 도 7)의 안전하지만 구속된 이동을 가능하게 하는 장점이 있다. 일 실시형태에서, 위치 가이드(8002)의 움직임은 무선 위치 센서(8005)에 의한 자기, 광학 또는 전기 효과에 의해 검출된다. 적어도 일 실시형태에서, 위치 가이드(8002)는 기계적 센서 커플(8006)에 의해 전기 기계 위치 센서(8003)에 결합된다.
기계적 센서 커플은 조이스틱에서 손가락의 제어와 유사하게 전기 기계 센서(8009)에 대한 접속을 유지하면서 위치 가이드(8002)의 자유로운 움직임을 허용하는 장점이 있고, 이때 핑거 조인트(finger joint)는 손가락이 접촉을 유지하면서 조이스틱의 기계적 스템(stem)의 움직임을 자유롭게 안내할 수 있게 한다. 적어도 일 실시형태에서, 전기 기계 센서(8009) 또는 무선 센서(8005)는 전자 회로 기판(7009, 도 7)에 작용적으로 결합되고, 이것은 컴퓨팅 장치에 모션 입력을 제공하는 장점이 있다. 전자식 접속은 유선 또는 무선일 수 있고 전력 및 데이터 접속을 포함한다.
이제, 도 9를 참조하면, 모션이 광학 감지에 의해 쿠션(9006)의 움직임으로 변환되는 측면도 및 구체적인 일부 절개 측면도가 도시되어 있다. 적어도 일 실시형태에서, 광학 원거리 센서(9002)는 시트 쿠션(9006)의 내측에 배치된 광학 마커(9003)의 움직임을 추적한다. 시트의 하측에 배치된 광학 마커(9003)를 판독하는 광학 원거리 센서(9002)는 상하 및 좌우 움직임을 포함한 복수의 축에서의 미세한 움직임을 검출하기 위해 착석한 사용자(7002, 도 7) 바로 아래에서 신체 움직임을 측정하는 장점이 있다. 적어도 일 실시형태에서, 광학 원거리 센서(9002)는 쿠션 내측에 도달하여 쿠션이 움직이는 동안 쿠션이 납작해진 상태를 유지할 수 있게 하는 쿠션 센서 커플(9001)을 형성한다.
적어도 일 실시형태에서, 광학 원거리 센서(9002)는 팽창성 쿠션의 플러그로서 통합된다. 적어도 일 실시형태에서, 광학 근거리 센서(9005)는 관절식 선회 캡(9004)의 움직임을 판독한다. 관절식 컵형 표면(9004)의 움직임을 판독하는 광학 근거리 센서(9002)는 사용자(7002, 도 7)로부터의 풀 쿠션(9006)의 모션을 변환할 수 있는 트랙볼과 유사한 입력을 정밀한 센서 측정 및 엄격한 기계적 인터페이스로 제공하는 장점이 있다. 광학 원거리 센서(9002) 또는 광학 근거리 센서(9005)는 모션 입력을 상호작용 컴퓨팅 장치에 제공하는 장점이 있는 유선 또는 무선 인터페이스를 통해 전자 회로 기판(7009, 도 7)에 전자식으로 접속된다.
이제, 도 10을 참조하면, 쿠션(10001)이 착석한 사용자의 다리에 대한 추가적인 지지를 제공하여 다리 벌림 자세 및 하체, 다리 및 발 움직임의 더 정밀한 제어를 가능하게 하는 윤곽선 표면(10002)을 포함한 실시형태의 사시도 및 측면도가 도시되어 있다. 적어도 일 실시형태에서, 상기 윤곽선 표면은 시트 쿠션에서의 압입부이다. 적어도 일 실시형태에서, 상기 윤곽선 표면은 조정 가능한 표면을 포함한다.
이제, 도 11을 참조하면, 입력 장치로부터의 움직임을 컴퓨팅 장치에 대한 전자 신호 및 명령어로 변환하는 흐름도가 도시되어 있다. 움직임의 변환은 상태 및 변화에 대한 센서들의 전자 투표에 의해, 및 이 신호들을 전자 회로 기판(7009, 도 7; 3008, 도 3)의 실시형태를 포함한 전자 인터페이스를 통해 컴퓨터, 모바일 장치(예를 들면, 스마트폰, 태블릿), 휴대용 게이밍 장치, 머리 장착형 컴퓨팅 장치, 머리 장착형 디스플레이를 구비한 머리 장착형 컴퓨팅 장치, 및 다른 컴퓨팅 장치에 중계함으로써 달성된다. 피드백 및 상호작용은 비제한적으로 음향, 진동, 빛, 빛 효과, 증기 또는 연기, 및 다른 상호작용 효과를 포함한 피드백을 위하여, 도 2에 2006으로 표시한 것과 같은 상호작용 센서로 상기 장치들로부터 소프트웨어 입력에 의해 또한 제공될 수 있다. 일부 실시형태에서, 쿠션의 조명은 방해하지 않는 것에 대하여 적색 또는 이용 가능한 것에 대하여 녹색과 같이 사용자의 원하는 상태를 표시할 수 있다.
입력 장치에서의 사용자 움직임은 회전, 피치, 요 또는 다른 센서 검출 가능한 상태 변화를 생성한다(11010). 입력 장치의 센서들은 입력 장치에서 사용자 움직임의 결과로서 상태 변화를 받는다(11020). 상태 변화는 센서 상태 버퍼에 통신된다(11070). 센서 상태는 버스 인터페이스에 배치된다(11080). 그 결과 입력 신호가 모션 인터페이스 장치 드라이버 및/또는 애플리케이션 소프트웨어에 의해 수신된다(11100). 입력 신호의 결과로서, 소프트웨어는 상호작용 응답을 생성하고 이 상호작용 응답을 인터페이스 장치 드라이버에 전달한다(11110). 그 결과, 피드백 및 상호작용 요소들이 개시되어(11040) 장치가 촉각 피드백과 같은 상호작용 피드백, 또는 당업자에게 공지된 다른 사용자 피드백을 제공하게 한다. 상호작용 피드백의 제공 후에, 및 상호작용 피드백의 제공과 동시에, 장치는 사용자 움직임의 검출을 계속하고 그 움직임을 장치의 센서에서 검출 가능한 상태 변화로 변환한다.
도 12는 도시된 입력 장치의 일 실시형태의 분해도이다. 이 실시형태의 입력 장치는 근골격/외골격 시팅(12005)에 결합되는 인체공학적 시팅 표면(12000)을 포함한다. 덮개 표면(12010) 및 근골격/외골격 덮개(12015)는 근골격/외골격 시팅(12005)을 감싼다. 시스템 샤시(12025)는 다른 컴포넌트들이 부착되는 중앙 지지 구조체로서 소용된다. 시스템 샤시는 복수의 발(12030) 위에 자리잡는다. 발은 심미적 기능뿐만 아니라 장치의 높이를 조정하는데 소용된다. 발은 회전/이동을 위해 이동용 바퀴(caster)를 또한 포함할 수 있다. 발은 또한 축방향 회전을 위해 고정식의 접선 방향 바퀴를 포함할 수 있다. 푸트 링(foot ring)/트림 베젤(trim bezel)/킥 플레이트(kick plate)(12020)가 시스템 샤시의 베이스 위에 맞추어진다.
도 13은 장치의 일 실시형태의 회전 조립체의 실시형태를 보인 것이고, 이 실시형태에서 센서와 시팅 표면 구조체, 회전 센서 픽업(13010), 회전 표시자(13020), 턴테이블(13025) 및 고정 베이스부(13030)를 유지하는 회전부(13000)를 포함한다.
도 14는 입력 장치의 일 실시형태의 지향성 시트부의 분해도이다. 시트부는 하부 시트 지지체(14030)를 포함하고, 그 위에 촉각 피드백 장치(14020)를 삽입하기 위한 공간을 제공하는 상부 시트 형상 컷아웃(14010)이 설치된다. 이 실시형태에서 키보드의 "W", "A", "S", "D" 키에 맵되는 4개의 스위치를 포함한 시트 스위치 조립체(14040)가 포함된다. 조인트(14060)는 샤시와 지향성 시트부 사이에 배치된다. 샤프트(14070)는 높이 및 위치 조정이 가능하고 시트 선회를 위한 받침점으로서 소용된다. 시트 피벗의 조정 가능한 받침점 위치점을 위한 샤프트 홀(14080) 및 조정 범위 장착 표면을 위한 스위치 캐리어(14090)가 또한 제공된다.
도 15는 디지털 온/오프 스위치 시나리오를 간단한 하나의 보드 솔루션으로 축소시킨 짐벌(gimbal)을 보인 것이다. 짐벌은 외측 마운트(이 경우에는 시트 마운트)(15010), 짐벌 X축 스패너(15020), 자이로/가속도계/앵글로미터 센서(15030), 내측 마운트(이 경우에는 샤시)(15040), 및 짐벌 Y축 스패너(15020)를 포함한다.
예시적인 기계의 컴포넌트들은 예를 들면 비일시적 기계 판독가능 매체로부터 명령어를 판독하여 그 명령어를 하나 이상의 프로세서(또는 제어기)에서 실행할 수 있다. 구체적으로, 예컨대 컴퓨터 시스템(1300) 형태인 기계는 이 기계가 여기에서 설명하는 임의의 하나 이상의 방법을 수행하게 하는 명령어(1324)(예를 들면, 소프트웨어 또는 프로그램 코드)를 실행할 수 있다. 대안적 실시형태에서, 기계는 독립 장치로서 동작하거나, 또는 다른 기계에 접속(예를 들면, 네트워크)될 수 있다. 네트워크형 전개에 있어서, 기계는 서버-클라이언트 네트워크 환경에서 서버 기계 또는 클라이언트 기계의 능력으로 동작할 수 있고, 또는 피어 투 피어(또는 분산형) 네트워크 환경에서 피어 기계로서 동작할 수 있다.
이 구성을 위한 기계는 태블릿 컴퓨터, 울트라북(또는 넷북) 컴퓨터, 개인용 정보 단말기(PDA), 셀룰러 전화기, 스마트폰, 웹 어플라이언스, 또는 기계에 의해 취해지는 동작들을 특정하는 명령어(1324)를 (순차적으로 또는 다른 방식으로) 실행할 수 있는 유사한 기계와 같은 모바일 컴퓨팅 장치일 수 있다. 또한, 비록 단일 기계만을 예시하지만, 용어 "기계"는 여기에서 설명하는 임의의 하나 이상의 방법을 수행하기 위해 개별적으로 또는 집합적으로 명령어(1324)를 실행하는 임의의 기계들의 집합을 포함하는 것으로 또한 해석될 수 있다.
예시적인 컴퓨터 시스템(1300)은 하나 이상의 프로세서(1302)(예를 들면, 중앙 처리 장치(CPU))를 포함하고, 그래픽 처리 장치(GPU), 디지털 신호 프로세서(DSP), 하나 이상의 특수 용도 집적회로(ASIC), 하나 이상의 하나 이상의 무선 주파수 집적회로(또는 칩세트)(RFIC), 무선 피델리티(WiFi) 칩세트, 글로벌 위치확인 시스템(GPS) 칩세트, 가속도계(1차원, 2차원 또는 3차원), 또는 이들의 임의 조합을 또한 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템(1300)은 또한 주 메모리(1304)와 정적 메모리(1306)를 포함한다. 컴퓨팅 시스템의 컴포넌트들은 버스(1308)를 통해 서로 통신하도록 구성된다. 컴퓨팅 시스템(1300)은 또한 용량성 또는 유도성 터치 감도가 디스플레이(1310)를 통해 소프트웨어 사용자 인터페이스와 직접 상호작용하게 구성될 수 있는 그래픽 디스플레이 장치(1310)(예를 들면, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 액정 디스플레이(LCD), 글래스 디스플레이)를 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템(1300)은 알파뉴메릭 입력 장치(1312)(예를 들면, 키보드), 커서 제어 장치(1314)(예를 들면, 마우스, 트랙볼, 조이스틱, 모션 센서 또는 다른 포인팅 기구), 기억 장치(1316), 신호 발생 장치(1318)(예를 들면, 스피커), 및 네트워크 인터페이스 장치(1320)를 또한 포함할 수 있고, 이들은 버스(1308)를 통해 통신하도록 또한 구성된다.
기억 장치(1316)는 여기에서 설명하는 임의의 하나 이상의 방법 또는 기능을 구현하는 명령어(1324)(예를 들면, 소프트웨어)가 저장된 기계 판독가능 매체(1322)를 포함한다. 명령어(1324)(예를 들면, 소프트웨어)는 기계 판독가능 매체를 또한 구성하는 컴퓨터 시스템(1300), 주 메모리(1304) 및 프로세서(1302)에 의해 실행되는 동안 주 메모리(1304) 내에 또는 프로세서(1302) 내에(예를 들면, 프로세서의 캐시 메모리 내에) 완전히 또는 적어도 부분적으로 또한 존재할 수 있다. 명령어(1324)(예를 들면, 소프트웨어)는 네트워크 인터페이스 장치(1320)를 거쳐 네트워크(1326)를 통해 전송 또는 수신될 수 있다.
비록 기계 판독가능 매체(1322)가 예시적인 실시형태에서 단일 매체로 도시되어 있지만, 용어 "기계 판독가능 매체"는 명령어(예를 들면, 명령어(1324))를 저장할 수 있는 단일 매체 또는 복수의 매체(예를 들면, 중앙 집중형 또는 분산형 데이터베이스, 또는 관련 캐시 또는 서버)를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 용어 "기계 판독가능 매체"는 기계에 의해 실행하기 위한 명령어(예를 들면, 명령어(1324))를 저장할 수 있고 기계가 여기에서 설명하는 임의의 하나 이상의 방법을 수행하게 하는 임의의 매체를 포함하는 것으로 또한 해석된다. 용어 "기계 판독가능 매체"는, 비제한적으로, 고체 메모리, 광학 매체 및 자기 매체의 형태인 데이터 저장소를 포함한다.
도 16은 가변 이동 속도 제어를 다루고 제공하는 메카니즘을 보인 것이다. 실시형태에서, 아날로그 경사(tilt) 및 스위치의 조합은 움직임 수정자 조건을 생성하고, 움직임 수정자 조건은 시트의 각도에 기초하여 키보드에서 '시프트' 또는 '컨트롤'을 누르는 것과 유사한 기능을 가질 수 있다. 예를 들면, 의자의 각도는 데드존 후에 시작하고, 그 다음에 중간 속도 움직임까지 느림을 생성하기에 충분하게 기울어지며, 그 다음에 스위치는 "역주"(sprint)를 위한 "시프트" 또는 이들의 조합을 생성하고, 이때 스위치는 최초로 움직임을 만들 수 있지만 여전히 아날로그 데드존 내에 있으며, 스위치가 만들어지고 더 많은 경사가 데드존의 외측을 판독하기 위해 추가된 후에 이것은 역주로서 해석될 수 있다. 각도가 증가함에 따라 증가하는 상대 속도를 수반하도록 표면의 경사각을 이용하고, 그 다음에 점프와 같은 기능을 위해 스위치를 이용하는 것이 바람직할 수 있다.
사용자가 그들의 경험을 조정하는 것이 바람직할 수 있다. 이것은 받침점, 저항, 이동 한계 및 감도를 변경하는 능력을 요구할 것이다. 그러므로 이하의 것이 제공된다; 도 17a에는 가속도계 및 자이로스코프가 설치된 시팅 기판이 도시되어 있다. 도 17b는 스위치들을 보이기 위해 기판이 제거된 상태를 보인 것이다.
스위치 및 범퍼와 관련하여 지지체의 회전을 허용하기 위해, 시트 지지체는 골격 지지체(skeleton support)에 결합된다. 시트 외골격, 시트 지지체 및 시트는 세로축(L)을 갖고, 이 축(L)을 중심으로 마루와 관련하여 회전할 수 있다. 도시된 것처럼, 베어링은 골격의 하부면과 마루 사이에 배치되고, 이것은 마루와 관련하여 골격, 지지체 및 시트의 상대적 회전을 가능하게 한다. 시트 지지체와 시트는 지지 골격과 관련하여 시트와 시트 지지체의 회전을 제한하는 방식으로 시트 지지체의 상부면에 선회 가능하게 결합된다. 시트 지지체/시트와 골격 사이에는 세로 방향에 수직한 복수의 방향으로 시트 표면의 회전을 허용하는 러브조이(love-joy) 커플러, 유니버설 조인트, cv 조인트 또는 중합체 또는 금속 편조 튜브일 수 있는 가요성 커플링이 배치된다. 바람직하게, 상기 커플링은 세로 방향에 수직한 임의의 방향으로의 회전을 가능하게 한다.
입력 장치는 마루 맞물림면이 있는 마루 맞물림 부재 및 상기 마루 맞물림면에 대략 수직한 세로축을 가질 수 있다. 시트 지지면이 있는 골격 지지 구조체는 상기 마루 맞물림면에 대략 평행하다. 마루와 관련하여 상기 세로축을 중심으로 한 상기 골격 지지 구조체의 상대적 회전을 허용하도록 구성된 회전 가능한 베어링이 상기 골격 지지 구조체 사이에 배치된다. 시트 지지체는 골격 지지 구조체 위에 배치된다. 시트 지지체와 시트 지지면 사이에는 결합 부재가 배치되고, 상기 결합 부재는 상기 세로축을 중심으로 한 상기 지지 골격에 대한 시트 지지체의 회전을 저지하고 상기 세로축에 수직한 복수의 방향에서 상기 시트 지지 부재의 회전을 허용하는 방식으로 상기 시트 지지면을 상기 시트 지지 부재에 선회 가능하게 결합한다. 전술한 바와 같이, 복수의 센서는 시트 지지면과 관련하여 시트 지지체의 움직임을 검출하여 그 신호를 제공하도록 구성된다.
골격 프레임과 관련하여 시트 지지체의 각도 변화를 측정하도록 의도되는 입력 장치는 세로축을 중심으로 각각 방사상으로 배치된 제1 범퍼, 제2 범퍼 및 제3 범퍼를 가질 수 있다. 시트 지지체의 움직임을 검출하도록 구성된 복수의 센서는 상기 세로축으로부터 제1의 방사상 거리에서 상기 세로축을 중심으로 방사상으로 배치된다. 제1 범퍼와 제2 범퍼는 상기 세로축으로부터 제2의 방사상 거리에 배치되고, 상기 제2 방사상 거리는 상기 제1 방사상 거리보다 짧다. 제3 범퍼는 상기 세로축으로부터 제3의 방사상 거리에 배치되고, 상기 제3 방사상 거리는 상기 제1 방사상 거리보다 짧을 수 있으며, 상기 제1 방사상 거리와 다르다.
범퍼는 제1 및 제2 범퍼의 선택적 배치가 상기 세로축으로부터 상대적 방사상 위치를 변경하도록 구성된 복수의 홀을 규정하는 부재 내에서 지지될 수 있다. 제1 및 제2 범퍼는 스레드(thread)의 형태로 수직 조정을 할 수 있다. 입력 장치는 디지털 출력 신호를 제공하는 적어도 하나의 이진 온/오프 스위치 또는 아날로그 출력 신호를 제공하는 적어도 하나의 아날로그 센서를 가질 수 있다. 이 점에서, 아날로그 센서는 저항 변화와 용량 변화 중의 하나를 검출한다.
도 18에 도시된 것처럼 범퍼를 상이한 패턴의 홀 또는 상대적 포지션 위치에 배치함으로써, 사용자는 임의의 스위치를 작동시키는데 필요한 노력을 증가 또는 감소시킬 수 있다. 디지털 입력을 제공하는 이진 온/오프 스위치는 다른 시나리오에서 있도록 또한 조정될 수 있다. 복수의 스위치를 동일한 조정 범위 내에 있게 하는 것도 가능할 것이다. 이 점에서, 사용자가 시트에 힘을 인가하면 2개의 인접 범퍼에 의해 규정되는 동작 선을 중심으로 시트 지지 부재를 회전시킨다. 상기 범퍼들은 2개의 전방 범퍼(B1, B2) 또는 2개의 측면 범퍼(B3, B4)일 수 있고, 또는 B1과 B3는 전방으로부터 0도와 90도 사이의 각도를 따라 이동해야 한다. 스위치들의 맞물림 위치는 시트 지지 부재 또는 시트의 바닥면에 대하여 스위치들의 맞물림 높이를 변화시킴으로써 조정될 수 있다.
일부 실시형태에서, 도 19에 도시된 바와 같이, 스위치 시스템은 스위치들이 어느 정도까지 이동할 수 있도록 외팔보에 스위치를 장착하고, 그 다음에 상기 외팔보는 스위치 작동 전 및 후에 구부러져서 스위치 맞물림이 일관되고 강하게 장착된 스위치로부터의 힘이 파괴되게 한다. 교환 또는 낮추어질 수 있는 이동 제한 블록이 또한 있다. 일부 실시형태에서, 각각의 스위치 범위 위는 스위치의 감도를 증가 또는 감소시키도록 더 낮은 프로파일 또는 더 높은 프로파일까지 슬라이딩될 수 있는 램프(ramp)이다.
일부 실시형태에서, 도 20a에 도시된 바와 같이, 모터와 결합된 벨트 및/또는 기어의 사용은 사용자 입력에 안내 또는 저항을 제공하도록 시트에 피드백을 제공한다. 이것은 VR에서 참가자들이 주요 영화 또는 다른 중요한 이벤트를 놓치지 않도록 감독자의 자극/격려로서 구현될 수 있는 포스 피드백(force feedback)(인기있는 레이싱 시뮬레이터 스티어링 휠과 같은 것)을 가능하게 한다. 각도 위치 추적을 위한 인코더의 사용이 제공된다. 인코더는 모터의 부품일 수 있고, 일부 실시형태에서, 기어 또는 벨트 메카니즘을 통해 구동된다. 다른 실시형태에서, 도 20b에 도시된 바와 같이, 인코더는 광학 인코더에 의해 적용 및 판독되는 스티커로서 단순화될 수 있다. 여기에서는 턴테이블에 적용된 스티커가 도시되어 있다.
드라이브는 세로축(L)을 중심으로 마루에 대하여 골격 지지 구조체, 시트 지지체 및 시트의 회전을 야기하도록 배치될 수 있다. 선택적으로, 선형 액추에이터가 범퍼 인근에 위치하여 골격 프레임과 관련하여 시트 지지체의 약간의 회전을 야기할 수 있다.
도 20c에 도시된 것처럼 인코더와 모터를 사용하면 지능형 포스 피드백, 사용자 지향 프롬프팅 및/또는 시행(enforcement)이 가능하다. 일부 실시형태에서, 모터는 직접 드라이브이고, 다른 실시형태에서는 트랜스미션이 사용된다. 여기(도 7c)에서는 필요한 회전력을 제공하기 위해 턴테이블에 대한 맞물림에 있어서 톱니 또는 벨트를 이용할 수 있는 휠이 도시된다. 일부 실시형태에서, 도 10에 도시된 바와 같이, 선회 점은 사용의 용이성, 안락함 및 제어를 위해 시트 위에 높게 배치된다.
상부면 "2"가 점유자로부터의 입력에 의해 변형된 때 서로 접근하는 2개의 표면 사이에 위치된 스위치 카트리지; 2. 오목 또는 볼록한 착석 표면; 3. 고정구 특성을 수정하기 위한 조정 가능한 칼라(collar); 4. 신체(허벅지, 종아리, 뒷꿈치, 발목)와 잘 조화되는 폼; 5. 턴테이블; 6. 로터리 인코더의 위치; 7. 벽은 자체 지지 중합체 또는 접을 수 있는 "가압" 운동 일 수 있다- 발리쉬(ballish); 8. 유연성을 줄이기 위해 가압 물체를 내포할 수 있는 벨트 또는 튜브일 수 있는가; 및 9. 압축을 위한 감지 장치뿐만 아니라 자력계, 가속도계, 콤파스, 자이로 등 "MPU"의 위치.
일 실시형태에서, 접이식 지지 발판이 있는 무지향성 트레드밀(treadmill)이 도 21a에 도시된 것처럼 제공된다. 발판은 선형 슬라이드가 없는 링 높이 조정을 포함한다. 발판의 구성은 경제적 툴링(tooling) 및 구성을 위해 많은 곳에서 공통 부품을 사용하여 강하고, 가볍고, 효율적이고, 튼튼하고 접을 수 있는 메카니즘을 생성한다. 점유자가 느끼는 무게를 줄이거나(비중량 메카니즘) 점유자가 느끼는 무게를 증가시키기 위해, 또는 시뮬레이션에서 "무중력"에 대해 벌칙을 가하기 위해 하나 이상의 접촉점에서 힘이 세지거나 약해질 수 있는 메카니즘. 장치의 높이는 피벗에서 로터리 인코더에 의해 판독될 때 쉽게 계산될 수 있고 임의의 하나의 조인트에서 선형 스프링 또는 로터리 스프링에 의해 쉽게 평형화될 수 있다. 다수의 유닛이 쉽게 적층되거나 엣지에 놓여 저장될 수 있다. 일부 실시형태에서, 발판은 소대 내지 여단 수준 훈련 연습을 위한 컨테이너화에 충분할 정도로 견고해지도록 특별한 내구성 재료로 구성된다. 링키지의 길이는 이동을 제한하도록 조정될 수 있다. 메카니즘의 상부면이 메카니즘의 바닥면과 평행하도록 링크 비율이 유지되는 것이 바람직하다.
이 장치는, 도 21b에 또한 도시된 바와 같이, 일부 실시형태에서, 복잡하고 엉성하고 비싼 선형 레일 대신에 단순한 피벗을 이용한다. 각각의 피벗 또는 임의의 피벗은 점유자가 느끼는 무게를 줄이거나 점유자가 느끼는 무게를 증가시키기 위해 평형 스프링을 내포할 수 있다. 장치는 원하는 시뮬레이션 결과를 제공하기 위해 단일 점에 의해 위 또는 아래로 또한 구동될 수 있다. 도 21b에 도시된 화살표로 표시된 축은 점유자가 느끼는 무게를 감소 또는 증가시키기 위한 토션 스프링 또는 로터리 스프링의 자리이다. 일부 실시형태에서, 움직임을 느리게 하기 위해 로터리 댐퍼를 적용할 수 있다. 장치의 상부면의 정확한 위치를 알아서 소프트웨어가 점유자의 키뿐만 아니라 점유자가 엎드려 있는지, 웅크리고 있는지, 점프하는지 또는 서있는지에 대한 정보를 이해하는 것을 돕기 위해 단일 로터리 인코더를 적용할 수 있다.
오늘날의 수중, 공중 및 지상 차량과 같은 무인 차량은 영상 시스템을 이용하여 제어할 수 있다. 예를 들어서 드론은 방위를 유지하기 위해, 또는 임의의 주어진 방향 또는 속도로 이동하기 위해 그 동력을 변화시킬 수 있는 직사각형 또는 정사각형으로 배치된 4개의 회전 날개(프로펠러)를 주로 갖는다. 장치의 "눈"을 제어하기 위한 HMD, 전방을 규정하는 몸통/의자의 각도, 항공기의 평면 움직임을 제공하는 각각의 스위치, 및 일부 실시형태에서, 전술한 바와 같이, 드론에 통합된 추가의 제어부를 제어하는 손 또는 발 조작형 입력 장치를 이용한다. 일부 실시형태에서의 제어 방식은 중력 저울 시스템의 균형을 전복 또는 극복하기 위해 다소간 그들의 무게를 지탱하는 사용자에 의한 의자 자체의 높이 변화 또는 조절형 부피의 압력에 기초한 드론의 높이 제어를 포함할 수 있다. 손이 아닌 신체 다른 부분의 움직임 제어는 추가의 제어축이 매우 정확하고 촉각적인 손가락에 의해, 예를 들면, 사격 통제 또는 로보트 손 또는 조작기(manipulator)와 같은 시스템에 의해 조작되게 할 수 있다. 하이브리드 회전 날개/리프트 표면 드론 제어(물수리급(osprey-class) 장치)를 이용한 제어가 또한 예상된다.
여기에서 설명한 것과 같은 시트 제어는 증강 현실 환경에서도 유용하다. 점유자와 디스플레이의 목표면을 제공하고 로터리 인코더를 결합함으로써, 점유자에게는 사용자의 자세에 따라 적절히 갱신하는 증강된 세계가 제시될 수 있다. 그러한 실시형태에서, 로터리 인코더는 사용자의 방사상 위치/방위를 검출하고, 증강 현실 콘텐츠가 실세계에서의 사용자 자세와 일치하게끔 컴퓨팅 장치가 증강 현실 콘텐츠의 위치를 조정할 수 있도록 상기 정보를 증강 현실을 연출하는 컴퓨팅 장치에 통신한다.
이 명세서 전반에 걸쳐서, 복수의 사례가 단일 사례로서 설명되는 컴포넌트, 동작 또는 구조를 구현할 수 있다. 하나 이상 방법의 개별적인 동작이 별도의 동작으로서 예시되고 설명되지만, 하나 이상의 개별적인 동작이 동시에 수행될 수 있고, 동작들이 예시된 순서로 수행되는 것을 요구하지 않는다. 예시적인 구성에서 별도의 컴포넌트로서 제시된 구조 및 기능은 결합된 구조 또는 컴포넌트로서 구현될 수 있다. 유사하게, 단일 컴포넌트로서 제시된 구조 및 기능은 별도의 컴포넌트로서 구현될 수 있다. 이러한 것들 및 다른 변형예, 수정예, 추가예 및 개선점들은 여기에서의 주제의 범위 내에 포함된다.
여기에서 설명하는 시스템 및 방법의 각종 구현예는 디지털 전자 및/또는 광학 회로, 집적회로, 특수하게 설계된 ASIC(특수 용도 집적회로), 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 및/또는 이들의 조합으로 실현될 수 있다. 이러한 각종 구현예는 스토리지 시스템, 적어도 하나의 입력 장치 및 적어도 하나의 출력 장치로/로부터 데이터 및 명령어를 전송/수신하도록 결합된 특수 용도 또는 범용의 적어도 하나의 프로그래머블 프로세서를 포함한 프로그래머블 시스템에서 실행 및/또는 해석할 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램으로의 구현예를 포함할 수 있다.
이러한 컴퓨터 프로그램(프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 애플리케이션, 스크립트 또는 프로그램 코드라고도 함)은 프로그래머블 프로세서용의 기계 명령어를 포함하고, 고수준의 절차적 및/또는 객체 지향 프로그래밍 언어로, 및/또는 어셈블리/기계 언어로 구현될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 "모듈"이라고 부르는 유닛 내에서 기능적으로 구조화될 수 있다. 여기에서 사용하는 용어 "기계 판독가능 매체" 및 "컴퓨터 판독가능 매체"는 기계 판독가능 신호로서 기계 명령어를 수신하는기계 판독가능 매체를 비롯해서, 프로그래머블 프로세서에 기계 명령어 및/또는 데이터를 제공하기 위해 사용되는 임의의 컴퓨터 프로그램 제품, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체, 장치 및/또는 디바이스(예를 들면, 자기 디스크, 광디스크, 메모리, 프로그래머블 논리 장치(PLD))를 말한다. 용어 "기계 판독가능 신호"는 프로그래머블 프로세서에 기계 명령어 및/또는 데이터를 제공하기 위해 사용되는 임의의 신호를 말한다.
이 명세서에서 설명하는 주제 및 기능 동작의 구현은 이 명세서에서 설명하는 구조 및 그 구조적 균등물, 또는 이들의 하나 이상의 조합을 비롯해서 디지털 전자 회로로 또는 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있다. 더욱이, 이 명세서에서 설명하는 주제는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 제품, 즉 데이터 처리 장치에 의한 실행을 위해 또는 데이터 처리 장치의 동작을 제어하기 위해 컴퓨터 판독가능 매체에 인코딩된 컴퓨터 프로그램 명령어의 하나 이상의 모듈로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 기계 판독가능 기억 장치, 기계 판독가능 스토리지 기판, 메모리 장치, 기계 판독가능 전파 신호에 영향을 주는 물체의 구성, 또는 이들의 하나 이상의 조합일 수 있다. 용어 "데이터 처리 장치", "컴퓨팅 장치" 및 "컴퓨팅 프로세서"는 예를 들면 프로그래머블 프로세서, 컴퓨터, 또는 복수의 프로세서 또는 컴퓨터를 비롯하여, 데이터를 처리하는 모든 장치, 디바이스 및 기계를 포함한다. 장치는 하드웨어 외에 당해 컴퓨터 프로그램의 실행 환경을 생성하는 코드, 예를 들면 프로세서 펌웨어, 프로토콜 스택, 데이터베이스 관리 시스템, 운영체제, 또는 이들의 하나 이상의 조합을 구성하는 코드를 포함할 수 있다. 전파 신호는 인공적으로 발생된 신호, 예를 들면, 적당한 수신기 장치에 전송하기 위해 정보를 인코딩하도록 발생된 기계 생성형 전기, 광학 또는 전자기 신호이다.
컴퓨터 프로그램은 컴파일된 언어 또는 해석된 언어를 포함한 임의 형태의 프로그래밍 언어로 작성될 수 있고, 임의 형태로, 예를 들면 독립 프로그램으로서 또는 컴퓨팅 환경에서 사용하기에 적합한 모듈, 컴포넌트, 서브루틴 또는 다른 유닛으로서 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 반드시 파일 시스템 내의 파일에 대응할 필요가 없다. 프로그램은 다른 프로그램 또는 데이터를 유지하는 파일의 일부(예를 들면, 마크업 언어 문서에 저장된 하나 이상의 스크립트)에, 당해 프로그램에 전용되는 단일 파일에, 또는 복수의 조정된 파일(예를 들면, 하나 이상의 모듈, 서브 프로그램 또는 코드의 일부를 저장하는 파일)에 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 컴퓨터에서, 또는 하나의 장소에 위치되거나 복수의 장소에 분산되고 통신 네트워크에 의해 상호접속된 복수의 컴퓨터에서 실행되도록 전개될 수 있다.
이 명세서에서 설명하는 처리 및 논리 흐름은 입력 데이터에 대해 동작하여 출력을 발생함으로써 기능들을 수행하도록 하나 이상의 컴퓨터 프로그램을 실행하는 하나 이상의 프로그래머블 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 처리 및 논리 흐름은 특수 용도 논리 회로, 예를 들면 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA) 또는 특수 용도 집직회로(ASIC)에 의해 또한 수행될 수 있고, 장치는 상기 특수 용도 논리 회로로서 또한 구현될 수 있다.
컴퓨터 프로그램의 실행에 적합한 프로세서는, 예를 들면, 범용 및 특수 용도 마이크로프로세서 둘 다, 및 임의 종류의 디지털 컬퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서를 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 읽기 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 다로부터 명령어 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 본질적 요소는 명령어를 수행하는 프로세서, 및 명령어와 데이터를 저장하는 하나 이상의 메모리 장치이다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터 저장을 위한 하나 이상의 대용량 기억 장치, 예를 들면, 자기 디스크, 자기 광학 디스크 또는 광디스크를 또한 포함할 것이고, 또는 상기 대용량 기억 장치로/로부터 데이터를 전송/수신하도록 작용적으로 결합될 것이다. 그러나 컴퓨터는 그러한 장치를 구비할 필요가 없다. 더욱이 컴퓨터는 다른 장치, 예컨대 몇 가지만 예를 들자면, 모바일 전화기, 개인용 정보 단말기(PDA), 모바일 오디오 플레이어, 글로벌 위치확인 시스템(GPS) 수신기에 매립될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어 및 데이터를 저장하기에 적합한 컴퓨터 판독가능 매체는 예컨대 EPROM, EEPROM 및 플래시 메모리 장치와 같은 반도체 메모리 장치; 내부 하드 디스크 또는 분리형 디스크와 같은 자기 디스크; 자기 광학 디스크; 및 CD ROM 및 DVD-ROM 디스크를 비롯하여 모든 형태의 비휘발성 메모리, 매체 및 메모리 장치를 포함한다. 프로세서와 메모리는 특수 용도 논리 회로에 의해 보충되거나 특수 용도 논리 회로에 통합될 수 있다.
사용자와의 상호작용을 제공하기 위해, 본 발명의 하나 이상의 양태는 사용자에게 정보를 디스플레이하기 위한 CRT(음극선관), LCD(액정 디스플레이) 모니터 또는 터치 스크린과 같은 디스플레이 장치, 및 선택적으로 사용자가 컴퓨터에 입력을 제공할 수 있는 키보드와 포인팅 장치(예를 들면, 마우스 또는 트랙볼)를 구비한 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 다른 종류의 장치도 사용자와의 상호작용을 제공하기 위해 또한 사용될 수 있고; 예를 들면, 사용자에게 제공되는 피드백은 임의 형태의 감각적 피드백, 예컨대 시각 피드백, 청각 피드백 또는 촉각 피드백일 수 있으며; 사용자로부터의 입력은 음향, 말 또는 촉각 입력을 포함한 임의 형태로 수신될 수 있다. 또한, 컴퓨터는 사용자가 사용하는 장치로/로부터 문서를 전송/수신함으로써, 예를 들면 웹 브라우저로부터 수신된 요청에 응답하여 사용자 클라이언트 장치의 웹 브라우저에 웹 페이지를 전송함으로써 사용자와 상호작용할 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 양태는 예컨대 데이터 서버로서 백엔드 컴포넌트를 포함한, 또는 예컨대 애플리케이션 서버로서 미들웨어 컴포넌트를 포함한, 또는 이 명세서에서 설명한 주제의 구현예와 사용자가 상호작용할 수 있게 하는 그래픽 사용자 인터페이스 또는 웹 브라우저를 구비한 클라이언트 컴퓨터와 같은 프론트엔드 컴포넌트를 포함한, 또는 상기 백엔드, 미들웨어 및 프론트엔드 컴포넌트 중 하나 이상의 임의 조합을 포함한 컴퓨팅 시스템에서 구현될 수 있다. 시스템의 컴포넌트들은 임의 형태 또는 매체의 디지털 데이터 통신, 예를 들면 통신 네트워크에 의해 상호접속될 수 있다. 통신 네트워크의 예로는 근거리 통신망("LAN") 및 광역 통신망("WNA"), 인터네트워크(예를 들면, 인터넷), 및 피어투피어 네트워크(예를 들면, 특별 피어투피어 네트워크) 등이 있다.
컴퓨팅 시스템은 클라이언트와 서버를 포함할 수 있다. 클라이언트와 서버는 일반적으로 서로 떨어져 있고 전형적으로 통신 네트워크를 통하여 상호작용한다. 클라이언트와 서버의 관계는 각각의 컴퓨터에서 동작하고 서로에 대해 클라이언트-서버 관계를 가진 컴퓨터 프로그램에 의해 발생한다. 일부 구현예에서, 서버는 클라이언트 장치에 데이터(예를 들면, HTML 페이지)를 전송한다(예를 들면, 클라이언트 장치와 상호작용하는 사용자에게 데이터를 디스플레이하고 사용자로부터 사용자 입력을 수신할 목적으로). 클라이언트 장치에서 (예를 들면, 사용자 상호작용의 결과로서) 발생된 데이터는 서버에서 클라이언트 장치로부터 수신될 수 있다.
비록 이 명세서가 많은 구체적인 예를 포함하지만, 이들은 청구되는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안되고, 오히려 발명의 특정 구현예에 특유한 특징들을 설명하는 것으로 해석되어야 한다. 별도의 구현예와 관련하여 이 명세서에서 설명한 소정의 특징들은 단일 구현예에서 조합으로 또한 구현될 수 있다. 반대로, 단일 구현예와 관련하여 설명한 각종 특징들은 복수의 별도의 구현예로 또는 임의의 적당한 부조합으로 또한 구현될 수 있다. 더욱이, 비록 특징들이 소정의 조합으로 작용하는 것으로서 위에서 설명되고 초기에 그렇게 청구될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징은 일부 경우에 그 조합으로부터 제거될 수 있고, 청구된 조합은 부조합 또는 부조합의 변형예에 관계될 수 있다.
유사하게, 비록 동작들이 도면에서 특정 순서로 도시되지만, 이것은 그 동작이 도시된 특정 순서로 또는 순차적인 순서로 수행되는 것, 또는 바람직한 결과를 달성하기 위해 모든 예시된 동작들이 수행되는 것을 요구하는 것으로서 이해하여서는 안된다. 어떤 상황에서는 멀티태스킹 및 병렬 처리가 유리할 수 있다. 더욱이, 전술한 실시형태에서 각종 시스템 컴포넌트의 분리는 모든 실시형태에서 그러한 분리를 요구하는 것으로 이해하여서는 안되고, 여기에서 설명한 프로그램 컴포넌트 및 시스템들은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 복수의 소프트웨어 제품으로 패키징될 수 있다.
다수의 구현예를 설명하였다. 그럼에도 불구하고 발명의 정신 및 범위로부터 벗어나지 않고 각종 수정예가 만들어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서 다른 구현예들도 첨부된 특허 청구범위의 범위 내에 있다. 예를 들면, 특허 청구범위에서 인용된 동작들은 다른 순서로 수행될 수 있고 여전히 바람직한 결과를 달성한다.
예시적인 실시형태들은 이 설명이 완벽하고 당업자에게 본 발명의 범위를 완전하게 전달하도록 제공된다. 본 발명의 실시형태의 완전한 이해를 제공하기 위해 구체적인 컴포넌트, 장치 및 방법의 예와 같은 많은 구체적인 세부가 설명된다. 당업자에게는 이 구체적인 세부가 사용될 필요가 없고 예시적인 실시형태는 많은 다른 형태로 구체화될 수 있다는 점, 및 어느 것도 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다는 점이 명백할 것이다. 일부 예시적인 실시형태에서, 잘 알려진 처리, 잘 알려진 장치 구조 및 잘 알려진 기술은 구체적으로 설명하지 않았다.
여기에서 사용하는 용어는 특정의 예시적인 실시형태를 설명하기 위한 용도이고 제한하는 의도가 없다. 여기에서 사용하는 단수 형태의 용어는 문맥에서 다른 방식으로 명확히 표시되지 않는 한 복수 형태도 또한 포함하는 것으로 의도된다. 용어 "포함한다", "포함하는", "구비하는" 및 "갖는"은 내포적이고, 그러므로 설명된 특징, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 컴포넌트의 존재를 특정하지만 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 동작, 요소, 컴포넌트 및/또는 그 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 여기에서 설명하는 방법 단계, 처리 및 동작은 수행 순서로서 구체적으로 식별되지 않는 한 반드시 설명 또는 예시된 특정 순서로의 그들의 수행을 요구하는 것으로 해석되지 않는다. 추가적인 또는 대안적인 단계들이 사용될 수 있다는 점을 또한 이해하여야 한다.
어떤 요소 또는 층이 다른 요소 또는 층에 대하여 "위에 있는", "맞물림된", "접속된" 또는 "결합된"이라고 인용될 때, 이것은 상기 다른 요소 또는 층에 대하여 바로 위에 있는, 직접 맞물림된, 직접 접속된 또는 직접 결합된 것일 수도 있고, 또는 개재하는 요소 또는 층이 존재하는 것일 수도 있다. 이와 대조적으로, 어떤 요소가 다른 요소 또는 층에 대하여 "직접 위에 있는", "직접 맞물림된", "직접 접속된" 또는 "직접 결합된"이라고 인용될 때, 이것은 개재하는 요소 또는 층이 존재하지 않는 것을 표시한다. 요소들 간의 관계를 설명하기 위해 사용된 다른 단어들은 같은 방식으로 해석되어야 한다(예를 들면, "사이" 대 "직접 사이", "인접" 대 "직접 인접" 등). 여기에서 사용하는 용어 "및/또는"은 하나 이상의 관련 리스트된 항목 중의 임의의 조합 또는 모든 조합을 포함한다.
비록 용어 제1, 제2, 제3 등이 각종 요소, 컴포넌트, 영역, 층 및/또는 섹션을 설명하기 위해 여기에서 사용될 수 있지만, 이들 요소, 컴포넌트, 영역, 층 및/또는 섹션은 이 용어로 제한되지 않는다. 이 용어들은 하나의 요소, 컴포넌트, 영역, 층 또는 섹션을 다른 요소, 컴포넌트, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 여기에서 사용되는 "제1", "제2" 및 다른 수치적 용어와 같은 용어들은 문맥에서 명확히 표시되지 않는 한 임의의 시퀀스 또는 순서를 의미하지 않는다. 따라서 뒤에서 설명되는 제1 요소, 컴포넌트, 영역, 층 또는 섹션은 예시적인 실시형태의 교시로부터 벗어나지 않고 제2 요소, 컴포넌트, 영역, 층 또는 섹션으로 명칭 정해질 수 있다.
"내측", "외측", "하측", "아래", "하부", "위", "상부" 등과 같은 공간적으로 관계있는 용어들은 도면에 도시된 하나의 요소 또는 특징들과 다른 요소 또는 특징들 간의 관계를 설명하기 위한 설명의 용이성을 위해 여기에서 사용될 수 있다. 공간적으로 관계있는 용어들은 도면에 도시된 방위 외에 사용 또는 동작중인 장치의 다른 방위를 포함하는 것으로 의도된다. 예를 들어서 만일 도면 내의 장치를 뒤집으면, 다른 요소 또는 특징들의 "아래" 또는 "하측"에 있는 것으로 설명된 요소들은 다른 요소 또는 특징들의 "위"에 있는 것으로 지향될 것이다. 따라서 예시적인 용어 "아래"는 위 및 아래의 방위를 둘 다 포함할 수 있다. 장치는 다르게 지향(90도 또는 다른 방위로 회전)될 수 있고, 여기에서 설명하는 공간적으로 관계있는 서술자들은 그에 따라서 해석된다.
본 명세서를 읽을 때, 당업자들은 여기에서 소개한 원리들을 통하여 컴퓨팅 환경에서의 심도있는 조사를 위한 시스템 및 프로세스의 추가의 대안적인 구조적 및 기능적 설계를 여전히 예상할 것이다. 따라서 비록 특정의 실시형태 및 응용이 예시되고 설명되었지만, 소개된 실시형태는 여기에서 소개한 정확한 구성 및 컴포넌트로 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 당업자에게는 명백한 각종 수정, 변경 및 변형이 첨부된 특허 청구범위에서 규정되는 정신 및 범위로부터 벗어나지 않고 여기에서 소개한 방법 및 장치의 배열, 동작 및 세부 내에서 이루어질 수 있다.
Claims (10)
- 입력 장치에 있어서,
마루 맞물림면 및 이 마루 맞물림면에 대략 수직한 세로축을 가진 마루 맞물림 부재와;
상기 마루 맞물림면에 대략 평행한 시트 지지면을 가진 골격 지지 구조체와;
상기 골격 지지 구조체 사이에 배치되고 마루와 관련하여 상기 세로축을 중심으로 상기 골격 지지 구조체의 상대적 회전을 허용하도록 구성된 베어링과;
시트 지지체와;
상기 시트 지지체와 시트 지지면 사이에 배치되고, 상기 세로축을 중심으로 한 상기 지지 골격에 대한 시트 지지체의 회전을 제한하고 세로 방향에 수직한 복수의 방향으로 시트 지지 부재의 회전을 허용하는 방식으로 상기 시트 지지면을 상기 시트 지지 부재에 선회 가능하게 결합하는 결합 부재와;
상기 시트 지지면과 관련한 상기 시트 지지체의 움직임을 검출하고 그 신호를 제공하도록 구성된 복수의 센서
를 포함한 입력 장치. - 제1항에 있어서, 상기 세로축을 중심으로 각각 방사상으로 배치된 제1 범퍼, 제2 범퍼 및 제3 범퍼를 더 포함한 입력 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 시트 지지체의 움직임을 검출하도록 구성된 상기 복수의 센서는 상기 세로축으로부터 제1 방사상 거리에서 상기 세로축을 중심으로 방사상으로 배치된 것인 입력 장치.
- 제2항에 있어서, 상기 제1 범퍼와 제2 범퍼는 상기 세로축으로부터 제2 방사상 거리에 배치되고, 상기 제2 방사상 거리는 상기 제1 방사상 거리보다 작은 것인 입력 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 제3 범퍼는 상기 세로축으로부터 제3 방사상 거리에 배치되고, 상기 제3 방사상 거리는 상기 제1 방사상 거리보다 작고 상기 제1 방사상 거리와 다른 것인 입력 장치.
- 제2항에 있어서, 상기 제1 범퍼와 상기 제2 범퍼의 선택적 배치를 허용하도록 구성된 복수의 홀을 더 포함한 입력 장치.
- 제2항에 있어서, 상기 제1 범퍼와 제2 범퍼는 수직 조정을 포함한 것인 입력 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 입력 장치는 디지털 출력 신호를 제공하는 적어도 하나의 이진 온/오프 스위치를 포함한 것인 입력 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 입력 장치는 아날로그 출력 신호를 제공하는 적어도 하나의 아날로그 센서를 포함한 것인 입력 장치.
- 제9항에 있어서, 상기 아날로그 센서는 저항 변화와 용량 변화 중의 하나를 검출하는 것인 입력 장치.
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |