KR20190004898A - 가상현실 영상용 의자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 좌, 우 회전축이 하부에 구비되는 의자와
자이로 센서와 같은 위치 감지를 위치센서와
위치센서와 결합 구성하는 영상모니터와
모니터가 상, 하로 회전하게 구비되는 수평지지대와 상, 하 회전축과 손잡이로 구성하는 상하 회전수단과
상하 회전축을 구비하는 지지대로 구성하고
의자구조 자체에 상기 지지대를 직접 결합함으로써 전체 기기 구성의 부피를 최소화하고
의자와 모니터는 좌, 우로 동시에 회전하면서 손잡이에 의해 모니터가 상하로 회전하면서 위치센서(9)에 의해 감지되는 시야각의 영상을 제공함을 특징으로 한다.

Description

가상현실 영상용 의자{A VERTUAL REALITY VIDEO CHAIR}

본 발명은 가상현실 영상용 의자에 관한 것으로서 영상위치를 감별하는 위치 센서와 모니터와 상, 하 회전 기능과 좌, 우 360°회전하는 기능이 결합하되 최소 점유면적에서 상, 하 좌, 우 회전과 해당각도의 가상현실(Virtual Reality) 영상을 감상할 수 있는 것을 특징으로 하는 교육용 가상현실 영상용 의자에 관한 것이다.

가상 현실(VR=VIRTUAL REALITY) 영상은 상, 하 60°이상의 영상을 좌, 우 360°로 회전하면서 마치 현장에 있는 것과 동일한 효과의 영상을 제공하는 것을 말한다.

가상현실 영상의 제공은 360도의 전체 영상을 입력하고 자이로 센서 등 위치 감지 센서가 그 중 일부인 일정 시야 범위의 시야 범위를 기준으로 상, 하 좌, 우로 이동하면서 해당되는 시야각을 갖게 된다.

이러한 가상현실 영상을 교육용 또는 훈련용으로 사용해야 할 필요성이 대두되고 있다.

그러나 이러한 가상현실 영상을 보는 주요수단은 주로 눈 앞에 가리고 보는 헤드셋(HMD=Head Mounted Device) 구조로 목뼈를 돌려 좌,우 360도로 보는 구조이므로 목뼈(경추)에 통상 5배 이상의 하중이 작용한다.

또한, 사람의 눈은 명시거리 30cm 이내의 물체나 영상은 초점이 맞지 않으므로 시청거리를 단축해야 하므로 확대 렌즈를 사용하여 시청해야 한다.

이러한 확대 렌즈를 통해 보는 영상은 근시안을 유발하므로 청소년들에게는 근시를 고착화하는 등 문제점이 발생, 현재 13세 이하는 사용하지 말 것을 권고하고 있는 등 초등학교 학생들의 교육용으로 가상현실 영상을 사용할 수가 없었다.

또한, 이건 출원인이 출원한 미국 출원 제 호 구조는 시소 구조 양 방에 일방에는 대형스크린, 나머지 일방에는 의자 구조를 구성하되 시소대의 무게 꼭짓점에 회전축을 결합하는 구조로서 이러한 구조는 구조상 필연적으로 그 부피가 커 구조물 자체의 부피가 매우 크므로 학교, 교육기관 등 교육용 시설의 건물에 설치할 수가 없다.

본 발명은 상기 문제점을 감안, 교육용도에 적합하게끔 회전 사용 시 경추 부상 우려를 방지하고 확대 렌즈 없이도 충분한 영상 관측이 가능하고 부피를 기존 의자 책상 점유면적 이내의 부피로 최소화하여 각 학생들 개개인이 사용가능하게끔 교실이나 작은 영업장소에서도 다수 설치가 가능한 구조를 제시하고자 한다.

본 발명은 도 1, 도 2, 도 3, 도 4와 같이 좌, 우 회전축(2)이 하부에 구비되는 의자(1)와

자이로 센서와 같은 위치 감지를 위치센서(9)와

위치센서(9)와 결합 구성하는 영상모니터(8)와

모니터(8)가 상, 하로 회전하게 구비되는 수평지지대(7)와 상, 하 회전축(5)과 손잡이(6)로 구성하는 상,하 회전수단과

상,하 회전축(5)을 구비하는 지지대(7)로 구성하고

의자(1)구조 자체에 상기 지지대(7)를 직접 결합함으로써 전체 기기 구성의 부피를 최소화하고

의자(1)와 모니터(8)는 좌, 우로 동시에 회전하면서 손잡이(6)에 의해 모니터(8)가 상하로 회전하면서 위치센서(9)에 의해 감지되는 시야각의 영상을 제공한다.

이러한 본 발명은 의자에 앉은 자리에서 영상과의 명시거리 30cm 이상에 모니터를 구비함으로써 근시 유발 등 시력장애 요인이 없이 가상현실 영상을 관측할 수 있으며

의자와 연계된 모니터가 사용자의 자체 힘으로 좌, 우 360° 회전하고

손잡이 구조에 의해 상, 하 회전하므로 종래 HMD의 문제점인 경추 위험을 근본적으로 해소한다.

또한, 의자(1) 구조 자체에 상기 지지대(7)를 직접 결합함으로써 전체 기기의 부피를 최소화하고 의자와 책상 면적이 점유하는 면적 이내에 본 발명을 구성함으로써 학생 개개인용으로 설치가 가능하므로 학교 교실, 강의실, 교육기관 등 교육용으로 효과가 크다.

도 1은 본 발명의 구성 설명도
도 2는 도 1의 단면도
도 3은 모니터의 상, 하 회전에 관한 설명도
도 4는 의자 구조와 모니터 구조의 좌, 우 360° 회전 설명도
도 5의 (a)는 모니터 구조를 프로젝터와 스크린으로 교체 사용시 설명도
도 5의 (b)는 입체 모니터 구조의 설명도
도 5의 (c)는 증강현실 모니터의 설명도

본 발명은 도시된 도 1, 도 2, 도 3, 도 4와 같이 좌, 우 회전축(2)이 하부에 구비되는 의자(1)와

자이로 센서와 같은 위치 감지를 위한 센서가 구비되는 위치센서(9)와

위치센서(9)와 결합 구성하는 영상모니터(8)와

모니터(8)가 상, 하로 회전하게 상, 하 회전축(5)과 손잡이(6)로 구성하는 상하 회전 수단과

이러한 상하 회전수단을 의자(1)와 결합하는 지지대(7)로 구성하되

의자(1)구조 자체에 지지대(7)를 직접 결합 구성함으로써 전체 구성의 부피를 최소화하고

모니터(8)에 위치센서(9)를 결합하여 의자(1)와 상기 모니터(8)가 좌, 우로 동시에 같이 회전하게 하고 좌, 우로 회전하는 모니터(8)를 손잡이(6)에 의해 상하로도 회전하게 하여 모니터(8)가 상, 하 좌, 우로 회전할 때 해당되는 위치의 영상을 감지하여 해당되는 시야각의 영상을 제공하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 위치센서(9)란, 자이로 센서, 가속도 센서, 지자기 센서, GPS 센서 등 주로 영상의 위치를 탐색하고 결정하는 센서를 말한다.

따라서 모니터로 입력되는 360도의 모든 시야각의 가상현실 영상에서 지정된 일부시야각 범위를 모니터(8)가 회전되는 시야각의 범위로 위치센서(9)가 감지하여 해당시야각의 영상을 모니터(8)에 제공하는 것이다.

이러한 위치센서(9)는 모니터 자체에 내장하거나 별도 분리하되 모니터(8)와 동시에 상하 좌우 회전하게 하여 위치센서(9)에 의해 제어되는 시약각도의 가상현실 영상을 제공하게 한다.

따라서 본 발명은 도 1, 도 2와 같이 본 발명은 의자(1) 하부에 좌, 우 회전축(2)을 구성하고 좌, 우 회전축(2) 하부에 회전받침대(3)를 구비함으로써 의자(1)가 회전받침대(3)를 기축으로 360°회전하게 구성한다.

의자(1) 전방에는 모니터(8)를 구비하되 모니터(8)가 상하로 회전하게끔 상하 회전수단을 구비한다.

이러한 상,하 회전 수단은 의자(1) 전단에 전, 후 방향으로 수평지지대(7)를 구비하고 수평지지대(7)의 중단에는 직각 형태로 형성하여 좌, 우 방향으로 구성하고 이러한 좌, 우 방향의 수평지지대(7)는 하단에 직각 방향으로 손잡이(6)를 형성 한다.

상기 수평지지대(7)의 중단 부분은 도 1과 같이 상, 하 회전축(5)의 내부에 구성한다.

상기 상,하 회전축(2)은 다시 지지대(7)와 결합 구성하고 이러한 지지대(7)는 다시 의자(1)의 일방에 결합 구성한다.

이때 의자(1)와 연결부위는 특별히 제한하지는 않으나 의자(1)의 하단 좌,우 회전축(2)이상의 위치와 결합하여 지지대(7)가 의자와 함께 좌,우 회전하게 구성해야 한다.

상기 지지대(4) 구조와 상, 하 회전축(5)구조 및 수평지지대(7) 구조의 형상은 특별한 제한을 두지 않는다.

다만, 사용자(100)가 의자(1)에 착석하고 의자(1) 구조를 사용자(100)가 모터 등의 힘이 아닌 자체 힘으로 바닥을 좌,우 회전축(2)을 기축으로 회전하는데 지장이 없으며 의자(1)와 모니터(8)가 동시에 좌, 우 회전하게 하며 사용자(100)가 의자(1)에서 이탈하는데 불편함이 없는 구조와 형상으로 구성하는 것을 원칙으로 구성한다.

이렇게 구성한 본 발명은 의자(1)를 회전하면 의자(1)와 사용자(100)와 모니터는 좌, 우로 동시에 회전하고 손잡이(6)를 상, 하로 회전하면 상, 하 회전축(5)에 의해 모니터(8)는 상, 하로 회전하게 된다.

이러한 본 발명의 수평지지대(7)의 길이는 가감, 조정할 수 있게 구성할 수 있다.

또한, 수평지지대(7)와 상, 하 회전축(5)의 형상은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 이내에서 다양하게 구성될 수 있다.

따라서 도 3, 도 4와 같이 본 발명은 사용자(100)는 앉은 위치에서 의자(1)를 자체 힘으로 회전하면 사용자(100)와 의자(1)와 모니터(8)와 모니터(8)를 상,하로 회전하기 위한 수단이 모두 좌, 우 방향으로 360°로 동시에 회전이 되고 회전하면서 사용자(100)가 손잡이(6)를 상, 하로 회전하면 모니터(8)는 좌, 우로 회전하면서 동시에 상, 하로 회전하게 된다.

모니터(8)에 나타나는 영상의 범위는 주로 상,하 30도 좌,우 60도 범위이다.

모니터(8)가 360° 좌, 우 회전과 상, 하 회전할 시 360도의 영상 범위 중 모니터(8)가 회전하는 시야각의 범위를 감지 계산하여 해당범위의 영상을 제공한다.

따라서 사용자(100)는 의자에 앉아서 의자와 손잡이(6)를 회전하여 상하 좌우 360도의 가상현실 영상을 관측하게 되는 것이다.

이와 같은 손잡이(6)는 손잡이(6) 부분에 모니터(8)의 영상을 조정할 수 있는 마우스 구조, 또는 슈팅 버튼 등 다양한 형태의 영상 조정 장치를 구비할 수 있다.

즉 예를 들면 학교 교실에서 의자에 앉아서 우주공간, 유명한 협곡 등을 현장처럼 체험할 수 있으며 VR 교육용 게임, VR 학습 게임 등도 가능하게 된다.

일반적으로 학교 등 교육 장소에서 의자와 책상을 설치할 수 있는 바닥면적은 통상 가로 최소 1.5M, 세로 1.5M 즉,학생 1명당 2.25㎡의 면적이 요구된다.

본 발명은 도 2와 같이 실시해 본 결과 도 2의 A 거리는 0.5m 전체길이는 1m 미만의 크기로 구성 가능하게 된다.

이 경우, 실제 사용자(100)의 앉는 위치에서 영상까지 거리는 0.7m가 되어 명시거리가 2배 이상 확보되므로 특별한 확대 렌즈 등 시력을 저해하는 보조 장치 없이 모니터(8)의 영상 관측이 가능하고

이러한 본 발명의 설치 점유면적은 1대당 1m X 1m=1㎡ 되므로 종래 의자 책상 설치 면적인 상기 2.25㎡대비 1/2 이하 면적에 본 발명을 설치할 수 있으므로 종래 교실에 학생 1인당 1대씩 설치할 수 있게 된다.

이러한 효과는 의자(1)구조 자체에 상, 하 회전수단과 좌, 우 회전 수단을 동시에 결합하여 구성함으로써 가능한 것이다.

이러한 본 발명은

도 5의 (a)와 같이 영상 모니터(8)의 구조를 프로젝터(8b)와 영상용 스크린(8a) 구조를 대체하고 스크린(8a) 이면에 위치센서(9)를 부착하는 방법이다.

이러한 구조는 스크린(8a)의 이동 방향, 각도를 위치센서(9)가 감지하여 해당되는 영상을 프로젝터에 입력하게 되므로 가상현실 영상 제공이 가능하게 된다.

스크린(8a)의 무게는 모니터(8) 대비 상대적으로 가벼우므로 구성에 효과적이다.

도 5의 (b)와 같이 본 발명은 투과율 대 반사율이 5:5인 반투명경(10)을 사각으로 구성하고 반투명경(10)을 사각으로 구성하고 반투명경(10)의 직진 투과위치에 제 1 모니터(8c) 반투명경(10) 직각 반사 위치에 제 2 모니터(8d)를 구비한다.

제 1 모니터(8c)에는 입체용 좌 안용 영상(L)을 제 2 모니터(8d)에는 입체용 우안용 영상(R)을 입력하게 되면 상기 좌, 우안용 영상(L, R)을 동시에 시청하게 할 수 있다.

도 5의 (c)과 같이 본 발명은 케이스(10) 상부에 사각으로 반사율: 투과율 비율이 8:2에서 2:8에 이르는 반투명경(10)을 구비하고, 하부에 케이스(11) 내부에 상부 반투명경(10)과 병행하는 사각으로 반사경(10a)을 구비하고 반사경(10a)의 직각 반사 위치에 모니터(8)와 별도의 위치센서(9) 또는 위치센서(9)가 결합된 모니터(8)를 구비한다.

이러한 구성은 외부 실제 장면 또는 영상 배경과 가상현실 영상을 혼합하여 MR(Mixer Reality)박스 용도로 사용할 수 있다.

즉, 도 5의(c)와 같이 외부의 실제 전경 또는 스크린 영상(12)을 배경으로 제시하고, 상기 MR 박스 구조가 회전하면 위치센서(9)가 배경의 위치를 계산하여 해당위치에 해당되는 영상을 모니터(8)에 제공한다.

따라서 부피가 작은 만큼 학교, 학원, 가정, 커피숍, 게임장 등 다양한 장소에서 설치하여 가상현실, AR, MR 영상을 감상할 수 있으며,

종래 HMD가 갖는 목 부상, 근시안 시각 장애의 문제점을 해소할 수 있으며 특히 교육용으로 그 사용효과가 크다.

1. 의자 2, 좌, 우 회전축 3. 회전 받침대 4. 지지대
5. 상, 하 회전축 5a. 고정장치 6. 손잡이 7. 수평지지대
8. 영상 모니터 9. 위치센서 10. 반투명경 100, 사용자
10a. 반사경 8b. 프로젝터

Claims (4)

1. 가상현실 영상용 의자 구조에 있어서
   좌, 우 회전축(2)이 하부에 구비되는 의자(1);
   자이로센서와 같은 위치 감지를 위한 센서가 구비되는 위치센서(9);
   상기 위치센서(9)와 결합 구성하는 영상모니터(8);
   상기 모니터(8)가 상, 하로 회전하게 구비하는 상, 하 회전수단과
   상기 상하 회전수단(5)을 상기 의자(1)구조와 연결하는 지지대(7);로 구성하되
   상기 의자(1)구조에 상기 지지대(7)를 직접 결합함으로써 전체 구성의 부피를 최소화하고
   상기 의자(1)와 상기 모니터(8)가 좌, 우로 동시에 회전하면서 상기 모니터(8)는 상,하 회전을 동시에 할 수 있게 함으로써 상기 위치센서(9)에 의해 감지되는 시야각의 영상을 제공하는 것이 특징인 가상현실 영상용 의자 구조
2. 제 1항에 있어서
   모니터(8)의 구조를 위치센서(9)가 결합된 프로젝터(8b)와 스크린(8a)으로 대체 구성하는 것이 특징인 가상현실 영상용 의자
3. 제 1항에 있어서
   모니터(8)의 구조를 위치센서(9)와 제 1 모니터(8c)와 제 2 모니터(8d)와 반투명(10) 구조로 구성하여 입체 영상 관측을 할 수 있는 것이 특징인 가상현실 영상용 의자
   
4. 제 1항에 있어서
   모니터(8)의 구조를 위치센서(9)와 반투명경(10) 구조와 모니터(8)와 반사경 구조로 결합하여 AR기능과 가상현실기능의 영상을 관측할 수 있는 것이 특징인 가상현실 영상용 의자
   

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