KR20190113453A - 가상현실 시스템에서 머리 장착형 전자장치 및 라이더 장치를 제어하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 머리 장착형 전자장치(head mounted display, HMD) 및 라이더 장치를 포함하는 가상현실 시스템의 제어 방법은 제1 시점에 머리 장착형 전자장치가 향하는 제1 좌표값을 검출하는 단계; 제2 시점에 머리 장착형 전자장치가 향하는 제2 좌표값을 검출하는 단계; 제2 좌표값에서 제1 좌표값 사이의 거리값을 산출하는 단계; 및 거리값 및 제1 시점 및 제2 시점을 이용하여 이벤트 발생을 결정하고 라이더 장치의 기울기를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

가상현실 시스템에서 머리 장착형 전자장치 및 라이더 장치를 제어하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLING HEAD MOUNTED DEVICE AND RIDER DEVICE IN VIRTUAL REALITY SYSTEM}

본 발명은 가상현실 시스템에서 머리 장착형 전자장치 및 라이더 장치를 제어하는 방법에 대한 것으로, 보다 구체적으로 사용자의 입력 또는 측정된 반응을 기초로 머리 장착형 전자장치 및 라이더 장치를 제어하는 방법에 대한 것이다.

최근 가상 현실(Virtual Reality, 이하 VR) 서비스에 사업자들의 대규모 투자가 진행됨에 따라 차세대 대표 서비스로의 확대가 예상 된다. 일반적으로 가상 현실(virtual reality; VR)이란 실제와 유사한 환경을 갖는 컴퓨터 그래픽으로 만들어진 환경 또는 상황을 말하며, 사람의 감각 기관을 통해 느끼게 하고, 실제로 상호작용하고 있는 것처럼 만들어주는 인터페이스를 의미한다. 사용자는 디바이스의 조작을 통하여 가상 현실과 실시간 상호 작용할 수 있고, 실제와 유사한 감각적 체험을 할 수 있다.

또한, 가상 현실 기술은 모바일 기기(예컨대, 스마트폰, 태블릿 PC 등)가 일반화됨에 따라 교육, 게임, 내비게이션, 광고, 또는 블로그와 같은 다양한 서비스에서도 자주, 쉽게 접할 수 있게 되었다. 최근 신체에 착용 가능한 웨어러블 장치(wearable device)가 상용화됨에 따라 헤드 마운트 디스플레이(head mounted display, HMD) 등에 관한 연구도 더욱 활발해지고 있다.

헤드 마운트 디스플레이(head mounted display, HMD)는 일반적으로, 실제 또는 컴퓨터에 의해 생성된 3차원(dimension, D) 장면의 가상 입체 화면(pseudo-stereo view)을 나타내기 위해 사용자의 시야에 하나 이상의 디스플레이 스크린을 배치한다. 사용자가 "현실 세계"를 볼 수 있는 안경 또는 고글 형태의 HMD를 제외하고, 일반적으로 HMD는 사용자의 인근(vicinity)에 있는 물체에 대한 사용자의 인식을 방해한다.

한편, 모션 시뮬레이터는 컴퓨터에 의해 제어되며 가상 환경에 맞도록 동적 변화를 재현함으로써 사용자에게 가상 현실의 움직임을 현실처럼 느낄 수 있도록 하는 장치이다. 모션 시뮬레이터의 예로서 비행 시뮬레이션이나 운전 시뮬레이션 등을 들 수 있으며, 최근에는 게임용이나 극장용 시뮬레이터 등으로 널리 활용되고 있다. 예를 들면, 미국 유니버셜 스튜디오 등 일부 테마파크에서 흥행하던 3D 입체영상 및 4D 체감형 시뮬레이터 산업이 도심형으로 발전되고 있다.

녹색기술 첨단융합기술 연구개발에 따르면 가상현실 기반 4D 체감형 레이저 사격 시스템이 개발되어 3D 헬멧을 쓴 사용자가 게임을 시작하면 안면인식을 통해 자동 아바타가 생성되고 레이저 건을 이용하여 플레이하는 레이저 건 슈팅게임이 개발되어 있다. 또한, 타이토에서 개발한 인기 레이싱 게임 배틀기어 4는 6단 변속기어의 채택으로 사용자의 몰입도와 사실감을 높이고 자동 브레이크, 자동방향수정 등의 기능으로 큰 호응을 얻고 있다. 시뮬라인에서 개발한 아쿠아 익스트림은 바다에서 펼쳐지는 보트 레이싱게임으로 그래픽과 모션 플랫폼이 뛰어나다는 평가를 받고 있으며 최대 4명까지 네트워크 게임을 즐길 수 있다.

그러나 이러한 종래의 VR 기기와 모션 시뮬레이터 기술은 단편적으로 운영되고 있으며, 기존 기술에서 한단계 발전하여 효율적으로 체감형 입체영상 컨텐츠를 제공할 수 있는 시스템에 대한 기술 개발이 요구되고 있다.

상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 본 발명은 가상현실 시스템에서 사용자의 입력 또는 반응을 기초로 머리 장착형 전자장치 및 라이더 장치를 제어하는 방법을 제안하고자 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 머리 장착형 전자장치(head mounted display, HMD) 및 라이더 장치를 포함하는 가상현실 시스템의 제어 방법은 제1 시점에 상기 머리 장착형 전자장치가 향하는 제1 좌표값을 검출하는 단계; 제2 시점에 상기 머리 장착형 전자장치가 향하는 제2 좌표값을 검출하는 단계; 상기 제2 좌표값에서 상기 제1 좌표값 사이의 거리값을 산출하는 단계; 및 상기 거리값 및 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점을 이용하여 이벤트 발생을 결정하고 상기 라이더 장치의 기울기를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 기울기를 조절하는 단계는, 상기 거리값이 기준 거리값 이상이고 상기 제1 시점과 상기 제2 시점 사이의 시간이 기준 시간 이하인 경우, 상기 제2 좌표값의 방향으로 상기 라이더 장치의 기울기를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제1 좌표값 및 상기 제2 좌표값은 상기 머리 장착형 전자장치의 위치를 중심으로 하여 가상의 구를 그렸을 때의 위도값 및 경도값으로 결정되며, 0도 내지 360도 사이에서 결정될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 머리 장착형 전자장치(head mounted display, HMD) 및 라이더 장치를 포함하는 가상현실 시스템의 제어 장치는 데이터를 송수신하기 위한 송수신기; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 제1 시점에 상기 머리 장착형 전자장치가 향하는 제1 좌표값을 검출하고, 제2 시점에 상기 머리 장착형 전자장치가 향하는 제2 좌표값을 검출하고, 상기 제2 좌표값에서 상기 제1 좌표값 사이의 거리값을 산출하고, 상기 거리값 및 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점을 이용하여 이벤트 발생을 결정하고 상기 라이더 장치의 기울기를 조절할 수 있도록 구성될 수 있다.

상기 프로세서는 상기 거리값이 기준 거리값 이상이고 상기 제1 시점과 상기 제2 시점 사이의 시간이 기준 시간 이하인 경우, 상기 제2 좌표값의 방향으로 상기 라이더 장치의 기울기를 조절할 수 있다.

상기 제1 좌표값 및 상기 제2 좌표값은 상기 머리 장착형 전자장치의 위치를 중심으로 하여 가상의 구를 그렸을 때의 위도값 및 경도값으로 결정되며, 0도 내지 360도 사이에서 결정될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 가상현실 시스템에서 사용자의 입력 또는 반응을 기초로 머리 장착형 전자장치 및 라이더 장치를 제어하는 방법을 제공할 수 있다.

본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 머리 장착형 전자장치의 개략적인 결합 사시도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 머리 장착형 전자장치의 하부의 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 머리 장착형 전자장치의 착용 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 머리 장착형 전자장치(200)의 내부에 구비되는 머리 장착형 전자장치 시스템(400)의 구성 예를 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 머리 장착형 전자 장치와 연결되는 4D 라이더 장치(500)의 사시도이다.
도 6는 본 발명의 가상현실 라이더 시스템을 구조화한 구조도이다.

이하, 본 개시의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 실시예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

본 문서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.

다양한 실시예에서 사용된 "제 1", "제 2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 제 1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.

어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)", "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)", "~하도록 설계된(designed to)", "~하도록 변경된(adapted to)", "~하도록 만들어진(made to)", 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성(또는 설정)된"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것 만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성(또는 설정)된 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.

본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥상 갖는 의미와 동일 또는 유사한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

본 개시의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 전자 장치는 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 화상 전화기, 전자북 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), 서버, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device)(예: 스마트 안경, 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 전자 의복, 전자 팔찌, 전자 목걸이, 전자 앱세서리(appcessory), 전자 문신, 스마트 미러, 또는 스마트 와치(smart watch))중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

어떤 실시예들에서, 전자 장치는 스마트 가전 제품(smart home appliance)일 수 있다. 스마트 가전 제품은, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스(set-top box), 홈 오토매이션 컨트롤 패널(home automation control panel), 보안 컨트롤 패널(security control panel), TV 박스(예: 삼성 HomeSync™, 애플TV™, 또는 구글 TV™), 게임 콘솔(예: Xbox™, PlayStation™), 전자 사전, 전자 키, 캠코더(camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

다른 실시예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션(navigation) 장치, GPS 수신기(global positioning system receiver), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM(automatic teller’s machine), 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치(internet of things)(예: 전구, 각종 센서, 전기 또는 가스 미터기, 스프링클러 장치, 화재경보기, 온도조절기(thermostat), 가로등, 토스터(toaster), 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

어떤 실시예에 따르면, 전자 장치는 가구(furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터(projector), 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 어떤 실시예에 따른 전자 장치는 플렉서블 전자 장치일 수 있다. 또한, 본 개시의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않으며, 기술 발전에 따른 새로운 전자 장치를 포함할 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 다양한 실시예에 따른 전자 장치가 설명된다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예를 들어, 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.

도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 머리 장착형 전자장치의 개략적인 결합 사시도이다. 도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 머리 장착형 전자장치의 하부의 개략적인 사시도이다. 도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 머리 장착형 전자장치의 착용 상태를 나타내는 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 머리 장착형 전자장치(200)(head mounted device, 'HMD'라고 칭함)는 영상과 같은 화면을 표시할 수 있는 디스플레이(201)(이하 '디스플레이(201)'라 함)를 구비할 수 있다. 본 발명의 한 실시예에 따른 디스플레이(201)는 프레임(202)에 고정된 상태로 구비되거나, 또는 착탈 가능하게 구비될 수 있다. 또한, 디스플레이(201)는 투명 또는 반투명 렌즈와 함께 구비될 수 있다.

본 발명의 머리 장착형 전자장치(200)는 가상 현실(Virtual reality, VR)을 제공하는 씨-클로즈드(See-closed) 또는 증강 현실(Augmented reality, AR)을 제공하는 씨-쓰루(See-through) 기능 중 적어도 하나를 제공할 수 있다.

씨-클로즈드 기능은, 외부의 시야를 닫고 상기 디스플레이(201)에 의한 시야만을 제공하는 기능을 의미한다. 일 실시예로서, 머리 장착형 전자장치(200)는 한 개 또는 두 개의 디스플레이(201)가 사용자의 안구 앞에 배치되어, 상기 디스플레이(201)를 통하여 제공되는 컨텐츠 (게임, 영화, 스트리밍, 방송 등)를 사용자가 볼 수 있도록 구성될 수 있다. 이 경우, 독립된 화면을 이용하여 사용자에게 몰입감을 제공할 수 있다.

씨-쓰루 기능은, 예를 들면, 상기 디스플레이(201) 또는 투명/반투명 렌즈를 통하여 실제 외부의 사물을 사용자의 안구에 전달하면서, 외부의 사물 또는 가상의 사물을, 사용자에게 시각적 또는 다양한 감각적인 수단을 이용하여 제공하는 기능을 일반적으로 의미할 수 있다. 씨-쓰루 기능에 의하면, 실제로 보이는 사물 등에 대한 부가적인 정보 및 또 이미지들을 사용자에게 제공할 수 있다. 다른 실시예에서는, 디스플레이(201)나, 렌즈 없이, 홀로그램 등을 이용하여, 사용자에게 부가 정보를 제공할 수도 있다.

상기 디스플레이(201)는 사용자의 시야각에 맞게 화면을 제공할 수 있도록 적어도 하나의 디스플레이 표시 장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 디스플레이(201)는 제1곡률을 가지도록 휘어져, 사용자의 얼굴을 감싸는 것과 같은 라운딩 형상으로 구비될 수 있다. 디스플레이(201)는 플렉서블하게 구비되어 제1 곡률을 가지는 프레임(202)에 휘어진 상태로 고정 결합될 수 있다. 또한, 디스플레이(201)는 사용자의 좌안 및 우안의 시야각을 커버할 수 있는 크기로 구비될 수 있다. 한 실시예에 따른 디스플레이(201)는 반구형상으로 형성되거나 또는 반타원형상으로 형성될 수 있다.

한 실시예에 따른 디스플레이(201)는 머리 장착형 전자장치(200)에 고정되어 머리 장착형 전자장치(200)의 일부 구성물로 구비될 수 있다. 또한 디스플레이(201)는 머리 장착형 전자장치(200)와 별개의 장치로 구비되어 머리 장착형 전자장치(200)에 착, 탈 가능하게 별도로 구비될 수 있다.

예를 들어, 디스플레이(201)가 머리 장착형 전자장치(200)에 고정된 상태로 구비되는 경우, 머리 장착형 전자장치(200)는 디스플레이(201)를 고정되게 장착할 수 있는 기구적 구조를 가질 수 있다. 또한, 머리 장착형 전자장치(200)는 디스플레이(201)가 고정될 수 있도록 결합부재를 구비할 수 있다. 또한, 디스플레이(201)가 머리 장착형 전자장치(200)와 전기적으로 결합할 수 있도록 커넥터에 의해 연결될 수 있다. 예를 들어 연성회로기판을 통해 디스플레이(201)와 머리 장착형 전자장치(200)가 전기적으로 연결될 수 있다. 또는, 전기적으로 접촉되는 하나 이상의 단자를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.

또한, 디스플레이(201)가 머리 장착형 전자장치(200)에 착탈 가능하게 구비되는 경우, 디스플레이(201)를 착탈 가능하게 장착할 수 있는 기구적 구조를 구비할 수 있다. 예를 들어, 머리 장착형 전자장치(200)에는 디스플레이(201)가 안착되거나, 안착이 해제되는 공간이 형성되고, 상기 공간을 따라 소정 위치에 디스플레이(201)와 머리 장착형 전자장치(200)가 전기적 결합이 될 수 있는 커넥터(미도시)가 구비될 수 있다. 또한, 디스플레이(201)가 머리 장착형 전자장치(200)에 형성된 공간에 안착되었을 때 디스플레이(201)가 안착된 상태를 유지하거나, 안착된 상태를 해제할 수 있도록 걸림 부재가 구비될 수 있다. 또한, 디스플레이(201)가 머리 장착형 전자장치(200)에 고정된 상태에서 디스플레이(201)를 커버하는 커버부재(미도시)가 더 구비될 수도 있다. 상기의 디스플레이(201)는 휴대용 전자장치(200), 예를 들면 평면 또는 곡률 디스플레이를 가지는 비 플렉서블 또는 플렉서블 재질의 스마트일 수 있다.

프레임(202)은, 사용자의 얼굴에 착용되는 구조물로서, 프레임(202)에는 다양한 제어 모듈이나 영상 보정 처리부, 디스플레이(201) 등이 수납될 수 있는 공간이나 구조를 포함할 수 있다. 프레임(202)의 일면은 사용자의 얼굴에 대면되어 착용되는 안면 접촉면(202a)을 포함할 수 있다. 안면 접촉면(202a)은, 프레임(202)의 적어도 일면, 구체적으로 사용자의 얼굴과 대면되는 프레임(202)의 후면에 위치될 수 있다. 즉, 머리 장착형 전자장치(200)가 사용자의 얼굴에 착용될 때, 안면 접촉면(202a)은 사용자의 안면에 접촉되는 부분이다. 상기 안면 접촉면(202a)은 사용자의 안면의 굴곡에 대응하는 구조를 가질 수 있으며, 사용자의 안면과 안정적으로 밀착되며, 사용자의 신체에서 발생되는 열등에 따른 습기를 배출 할 수 있도록 탄성체를 적어도 일부에 포함할 수 있다. 상기 안면 접촉면(202a)의 일부분은, 사용자의 코가 삽입될 수 있는 형상을 가진 코 홈(nose recess)을 포함할 수 있다.

상기 프레임(202)은 사용자의 착용성을 위하여 비교적 가벼운 재료, 예를 들어, 플라스틱과 같은 재질을 포함하여 이루어질 수 있다. 그러나, 프레임(202)의 재질은 이에 한정되는 것은 아니다. 프레임(202) 재질의 다른 실시예로서, 상기 프레임(202)은, 강도 또는 미관을 위하여, 다양한 다른 재료, 예를 들어, 유리, 세라믹, 알루미늄과 같은 금속 또는 강철, 스테인레스강, 티타늄 또는 마그네슘 합금과 같은 금속 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 프레임(202)은, 유저 인터페이스로서, 프레임(202)의 외측면 일부분에 컨트롤 장치(221)를 포함할 수 있다. 상기 컨트롤 장치(221)는 프레임(202)의 적어도 일부면, 예를 들어 프레임(202)의 외측 측면에 설치될 수 있다. 상기 컨트롤 장치(221)는 기능 등에 따라 물리적 키, 물리적 버튼, 터치 패널, 조이스틱, 버튼, 휠(wheel) 키, 및 터치 패드 등 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤 장치(221)가 터치 패널, 물리적 키, 또는 조이스틱 등으로 구비되는 경우, 컨트롤 장치(221)는 사용자의 터치 입력이나, 눌림에 따른 입력을 수신할 수 있다. 또한, 여기서 터치 입력은 사용자가 터치 패널을 직접 터치하는 입력 또는 터치 패널에 근접한 호버링(hovering) 입력일 수 있다. 입력부재(221)는 디스플레이(201)의 기능을 제어할 수 있는 그래픽 사용자 인터페이스 (Graphical User Interface, GUI)를 표시할 수 있다. 예를 들어, 음향 또는 영상을 제어하는 그래픽 사용자 인터페이스 GUI를 표시할 수 있다. 또한, 추가적으로 컨트롤 장치(221)는 디스플레이(201)의 장착 위치를 조정하기 위한 조정 장치 일 수 있다. 또한, 컨트롤 장치(220)에 추가적으로 디스플레이(201)의 위치를 조정하기 위한 제1위치 조정부(222) 또는 제2위치 조정부(223)가 구비될 수 있다.

앞서 언급한 바와 같이, 디스플레이(201)는 영상 등을 재생하여 머리 장착형 전자장치(200)를 착용한 사용자에게 다양한 가상 현실을 제공할 수 있다. 디스플레이(201)는 프레임(202)의 전면 측에 장착되어 프레임(202)과 전기적으로 연결된 상태에서 프레임(202)의 외측에 구비되는 터치 패널과 같은 컨트롤 장치(221)의 입력을 통해 전달 받아, 컨트롤 장치(221)에서 수신한 입력에 응답하여, 입력에 대응하는 기능을 구동하거나 화면에 표시할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(201)는 수신된 터치 입력에 응답하여 음량을 조절하거나 영상 재생을 제어할 수 있다.

지지물(206)은 사용자가 머리 장착형 전자장치(200)를 머리에 착용하는데 사용될 수 있는 기구물일 수 있다. 본 발명의 지지물(206)은 예를 들면, 탄성 소재로 형성된 밴드 또는, 안경 다리(eyeglass temples), 헬멧(helmets) 또는 스트랩(straps) 등을 포함할 수 있다. 상기 지지물(206)은 상기 프레임(202)이 사용자의 얼굴의 눈 주위로 밀착되게 구비될 수 있다.

도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 머리 장착형 전자장치(200)의 내부에 구비되는 머리 장착형 전자장치 시스템(400)의 구성 예를 도시한 블록도이다.

도 4를 참조하면, 머리 장착형 전자장치 시스템(400)은 MCU(micro controller unit)(410), 통신 모듈(420), 센서 모듈(430), 입력 모듈(440), 시선 추적(eye tracking) 모듈(450), 바이브레이터(452), 초점 조절(adjustable optics) 모듈(454), 전력 관리 모듈(460), 배터리(462)를 포함할 수 있다.

MCU(410)는 운영체제 또는 임베디드 소프트웨어 프로그램을 구동하여 다른 구성 요소들(예를 들어, 통신 모듈(420), 센서 모듈(430), 입력 모듈(440), 시선 추적(eye tracking) 모듈(450), 바이브레이터(452), 초점 조절(adjustable optics) 모듈(454), 전력 관리 모듈(460))을 제어할 수 있는 장치(400)의 제어부일 수 있다. MCU(410)는 프로세서 및 메모리를 포함할 수 있다.

통신 모듈(420)은 휴대용 전자 장치(300)와 장치(400)를 유선 통신 또는 무선 통신을 이용하여 전기적으로 연결하여 데이터 송수신을 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 통신 모듈(420)은 USB 모듈(421), WiFi 모듈(422), BT 모듈(423), NFC 모듈(424), GPS 모듈(425)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, USB 모듈(421), WiFi 모듈(422), BT 모듈(423), NFC 모듈(424), GPS 모듈(425) 중 적어도 2개는 하나의 IC(integrated chip) 또는 IC 패키지 내에 포함될 수 있다.

센서 모듈(430)은 물리량을 계측하거나 장치(400)의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 센서 모듈(430)은, 예를 들면, 가속도 센서(431), 자이로 센서(432), 지자계 센서(433), 마그네틱 센서(434), 근접 센서(435), 제스처 센서(436), 그립 센서(437), 생체 센서(438), 접근 센서(439) 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 장치(400)는 장치(400)를 착용한 착용자의 머리 움직임을 가속도 센서(431), 자이로 센서(432), 지자계 센서(433) 중 적어도 하나를 이용하여 감지할 수 있다. 장치(400)는 근접 센서(435) 혹은 그립 센서(437)를 이용하여 장치(400)의 착용 여부를 감지할 수 있다. 한 실시예에 따르면 장치(400)는 사용자가 장치(400)를 착용함에 따른 IR(infrared) 인식, 가압 인식, 캐패시턴스(혹은 유전율)의 변화량 중 적어도 하나를 감지하여 사용자의 착용 여부를 감지할 수 있다. 제스처 센서(436)는 사용자의 손 또는 손가락의 움직임을 감지하여 장치(400)의 입력 동작으로 받을 수 있다. 장치(400)는 장치(400)의 착용자에게 물체가 접근하는 것을 접근 센서(439)를 이용하여 감지할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 센서 모듈(430)은, 예를 들면, 후각 센서(E-nose sensor), EMG 센서(electromyography sensor), EEG 센서(electroencephalogram sensor), ECG 센서(electrocardiogram sensor), 홍채 센서, 지문 센서 등의 생체 인식 센서를 포함하고 생체 인식 센서를 이용하여 사용자의 생체 정보를 인식할 수 있다. 센서 모듈(430)은 그 안에 속한 적어도 하나 이상의 센서들을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다.

입력 모듈(440)은 도 1 또는 2의 컨트롤 장치(221)일 수 있다. 입력 모듈(440)은 사용자로부터 입력을 받아들일 수 있다. 입력 모듈(440)은 터치 패드(441), 버튼(442)을 포함할 수 있다. 터치 패드(441)는, 예를 들면, 정전식, 감압식, 적외선 방식 또는 초음파 방식 중 적어도 하나의 방식으로 터치 입력을 인식할 수 있다. 터치 패드(441)는 제어 회로를 더 포함할 수도 있다. 정전식의 경우, 물리적 접촉 또는 근접 인식이 가능하다. 터치 패드(441)는 택타일 레이어(tactile layer)를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 터치 패드(440)는 사용자에게 촉각 반응을 제공할 수 있다. 버튼(442)은, 예를 들면, 물리적인 버튼, 광학식 키 또는 키패드를 포함할 수 있다.

전력관리 모듈(460)은 장치(400)의 전력을 관리할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 전력관리 모듈(460)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit), 충전 IC(charger integrated circuit) 또는 배터리 게이지(battery fuel gauge)를 포함할 수 있다. 상기 PMIC는, 예를 들면, 집적회로 또는 SoC 반도체 내에 탑재될 수 있다. 충전 방식은 유선과 무선으로 구분될 수 있다. 충전 IC는 배터리를 충전시킬 수 있으며, 충전기로부터의 과전압 또는 과전류 유입을 방지할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 충전 IC는 유선 충전 방식 또는 무선 충전 방식 중 적어도 하나를 위한 충전 IC를 포함할 수 있다. 무선 충전 방식으로는, 예를 들면, 자기공명 방식, 자기유도 방식 또는 전자기파 방식 등이 있으며, 무선 충전을 위한 부가적인 회로, 예를 들면, 코일 루프, 공진 회로, 정류기 등의 회로가 추가될 수 있다.

배터리 게이지는, 예를 들면, 배터리(462)의 잔량, 충전 중 전압, 전류 또는 온도를 측정할 수 있다. 배터리(462)는 전기를 저장하여 전원을 공급할 수 있다. 배터리(462)는, 예를 들면, 충전식 전지(rechargeable battery) 또는 태양 전지(solar battery)를 포함할 수 있다.

시선 추적 모듈(450)은 예를 들면, EOG(Electircal oculography) 센서, 코일 시스템(coil systems), 듀얼 푸르키네 시스템(dual purkinje systems), 브라이트 눈동자 시스템(bright pupil systems), 다크 눈동자 시스템(dark pupil systems) 중 적어도 하나의 방식을 이용하여 사용자의 시선을 추적할 수 있다. 또한, 시선 추적 모듈(450)은 시선추적을 위한 마이크로 카메라를 더 포함할 수도 있다.

초점 조절 모듈(454)은 사용자가 자신의 시력에 적합한 영상을 감상할 수 있도록 사용자의 양안 사이 거리(inter-pupil distance, IPD)를 측정할 수 있다. 장치(400)는 초점 조절 모듈(454)을 통해 측정된 사용자의 양안 사이 거리에 따라 렌즈의 거리를 조정할 수 있다. 장치(400)는 초점 조절 모듈(454)을 통해 측정된 사용자의 양안 사이 거리를 휴대용 전자 장치(300)로 전송하여 휴대용 전자 장치(300)의 디스플레이를 통한 화면의 디스플레이 위치를 조정할 수 있다.

MCU(410)는 센서 모듈(430)의 움직임 센서를 통해 감지된 움직임 신호를 휴대용 전자 장치(300)로 전송할 수 있다. 움직임 센서는 가속도 센서(431), 자이로 센서(432), 지자계 센서(433) 중 적어도 하나일 수 있다.

MCU(410)는 장치(400)의 착용자에게 물체가 접근하는 것을 접근 센서(439)를 통해 감지하고 접근 감지 신호를 휴대용 전자 장치(300)로 전송할 수 있다. MCU(410)는 장치(400)의 착용자에게 물체가 접근하는 방향을 접근 센서(439)를 통해 측정하여 휴대용 전자 장치(300)로 전송할 수 있다.

접근 센서(439)로서, IR(infrared) 센서, 초음파 센서, RF(radio frequency) 센서, 레이더 등과 같은 공간 인식 센서가 사용될 수 있다. RF 센서로서는 와이씨(Wisee) 센서, 올씨(Allsee) 센서 등이 사용될 수 있다. 한 실시예에 있어서, 접근 센서(439)로서 무선 통신 모듈이 이용될 수 있다. 무선 통신 모듈은 WiFi 모듈(422), BT 모듈(423), NFC 모듈(424), GPS 모듈(425) 중 적어도 하나일 수 있다. 장치(400)에 물체가 접근하면 무선 통신 모듈에 수신되는 무선 통신 신호의 수신 전계 강도가 접근하는 물체로 인해 약해질 수 있다. 장치(400)의 착용자가 이동하지 않는 중에 수신 전계 강도가 지정된 임계값보다 큰 차이로 급격히 저하되는 경우 MCU(410)는 물체가 접근하는 것으로 감지할 수 있다. 또한 MCU(410)는 수신 전계 강도가 지정된 임계값보다 큰 차이로 급격히 저하되는 방향을 물체가 접근하는 방향인 것으로 감지할 수 있다.

도 5는 본 발명의 머리 장착형 전자 장치와 연결되는 4D 라이더 장치(500)의 사시도이다.

본 발명의 4D 라이더 장치(500)는 의자 하단에 유압 펌프로 작동되는 전동식 3축 또는 전동식 6축의 실린더를 구비하는 움직임 작동부(520)를 포함할 수 있다. 움직임 작동부(520)는 제어부(510)로부터 수신한 신호에 따라 전동식 3축 또는 전동식 6축으로 압축 공기를 넣은 유압 펌프(또는 모터와 액츄에이터 사용)를 작동하여 모션 콘트롤(Motion Control)을 수행할 수 있다. 예를 들면, 움직임 작동부는 머리 장착형 전자장치(200)의 영상에서 롤러코스터가 제공되는 경우 롤러코스터가 아래로 떨어질 때 낙하 운동을 제공하여 롤러코스터의 운동감을 제공할 수 있다. 예를 들면, 움직임 작동부(520)는 의자를 상하, 전후, 좌우 방향으로 좌석을 이동시키거나 진동을 느끼게 할 수 있다. 예를 들면, 움직임 작동부(520)는 머리 장착형 전자장치(200)에서 제공되는 컨텐츠에서 총이 발사되는 경우 머리 장착형 전자장치(200)의 시선 방향의 반대 방향으로 짧은 시간에 이동하여 총격의 반동 느낌을 제공할 수 있다.

4D 라이더 장치(500)는 사용자로부터 입력을 받기 위한 버튼 등의 입력부를 포함하는 4D 라이더 입력부(530)를 포함할 수 있다. 상기 4D 라이더 입력부(530)는 기능 등에 따라 물리적 키, 물리적 버튼, 터치 패널, 조이스틱, 버튼, 휠(wheel) 키, 및 터치 패드 등 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다.

4D 라이더 장치(500)는 오디오 신호 처리부, 오디오 AMP, 스피커를 포함하는 사운드 장치(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 사운드 장치는 의자의 상측 또는 하측 좌우에 설치되어 머리 장착형 전자장치의 영상에 따른 음향 효과를 출력할 수 있다. 음원 발생 지점과 가상 객체(다빈치 캐릭터) 사이의 방향, 거리, 각도에 따라 스피커의 볼륨의 크기(소리의 크기)를 제어하는 3D 입체음향 제어부(미도시)와 연결되며, 오디오 신호를 처리하는 오디오 신호 처리부(미도시), 설정된 스피커의 볼륨 레벨에 따라 오디오 신호를 증폭하는 오디오 앰프(미도시), 의자의 좌측에 구비되는 L-스피커(미도시), 의자의 우측에 구비되는 R-스피커(미도시), 사용자의 음성 신호를 입력받는 마이크(mic)(미도시), 마이크(mic)(미도시)로부터 수신된 음성 신호를 A/D 변환하는 ADC(미도시)를 더 포함할 수 있다.

4D 라이더 장치(500)는 특정 방향으로 바람을 분사하는 공기 분사 노즐을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 공기 분사 노즐은 제어부(510)의 제어에 따라 머리 장착형 전자장치의 영상에서 롤러 코스터 영상이 제공될 때 역방향으로 바람을 분사하여 속도감을 제공할 수 있다.

4D 라이더 장치(500)는 여러가지 향기를 발산하는 향기 발산부를 포함할 수 있다. 예를 들면, 향기 발산부는 제어부(510)의 제어에 따라 화약 냄새 등 미리 준비된 냄새로 탑승자의 코의 후각을 자극할 수 있다.

4D 라이더 장치(500)는 초소형 물방울을 스프레이 방식으로 안개를 발생시키는 포그 발생부를 포함할 수 있다. 4D 라이더 장치(500)는 제어부(510)의 제어에 따라 음향과 역동적인 운동감(진동, 바람, 향기, 안개)을 구현할 수 있다.

4D 라이더 장치(500)는 센서의 위치값을 측정하여 장치의 동작 정보를 전송하는 모션 센서를 포함할 수 있다. 모션 센서는 3차원 가속도 센서(G-센서) 또는 자이로스코프(자이로 센서)로 값을 측정하여 제어부로 전송할 수 있다.

가속도 센서는 선형 가속도와 기울임 각도를 측정한다. 단일 혹은 다축의 가속도 센서는 크기와 선형, 회전, 중력의 가속도 방향들을 합쳐진 상태로 감지한다. 가속도 센서는 보통 제한된 모션 센싱 기능을 제공하는데 예를 들면, 가속도 센서가 내장된 장비는 고정된 위치에서 수평과 수직 사이의 회전만을 감지할 수 있다. 그 결과 가속도 센서는 장비에서 화면을 세로 방향에서 가로 방향으로 돌리는 것과 같은 간단한 또는 중력과 관련 있는 장비의 방향을 측정할 수 있다.

자이로센서는 한 축 또는 여러 축의 회전 움직임의 각 변화량을 측정한다. 자이로센서는 움직이는 물체의 기본축에 대한 회전과 방향을 복잡한 움직임에도 정확하고 정밀하게 측정할 수 있다. 또한 자이로센서는 가속도센서와 지자기센서와 다르게 중력이나 자기장과 같은 외부의 힘에 영향을 받지 않고 독자적으로 동작한다.

도 6은 본 발명의 가상현실 라이더 시스템을 구조화한 구조도이다. 본 발명의 가상현실 라이더 시스템은 클라이언트 제어 장치(610), 머리 장착형 전자장치(620) 및 4D 라이더 장치(630)를 포함할 수 있다.

클라이언트 제어 장치(610)는 머리 장착형 전자장치(620)와 4D 라이더 장치(630)에 유선 또는 무선으로 연결되며 머리 장착형 전자장치(620)와 4D 라이더 장치(630)를 제어한다. 예를 들면, 클라이언트 제어 장치(610)는 퍼스널 컴퓨터(PC)또는 서버(server) 컴퓨터로 구성될 수 있다. 클라이언트 제어 장치(610)는 내부에 데이터 저장부, 시스템 제어부, 중앙처리부(processor, 프로세서), 메모리(RAM), 출력 결정부 및 송수신기를 포함할 수 있으며 일반적인 퍼스널 컴퓨터 또는 서버 컴퓨터와 동일한 구성을 가질 수 있다. 데이터 저장부는 대용량 저장장치로써 사용자 데이터 등을 저장한다. 데이터 저장부는 하드디스크 또는 광 디스크 등과 같은 종래의 일반적인 대용량 저장장치 또는 메모리 카드 등의 저장 매체뿐만 아니라, SSD 형태의 대용량 저장장치가 될 수 있다. 중앙 처리부는 데이터의 읽고 쓰기를 포함하는 데이터 처리 및 명령어를 처리한다. 즉, 데이터 저장부와 시스템 데이터 저장부에 저장된 데이터의 가공, 처리를 수행한다. 예를 들어 시스템 데이터 저장부에 탑재된 응용 프로그램을 수행시켜 데이터 저장부에 저장된 데이터를 처리하여 그 결과를 출력한다. RAM은 임시 기억장치로써, 데이터 저장부로부터 데이터를 로딩하고, 중앙 처리부의 명령어를 로딩하며, 그 명령어에 따라 수행된 데이터 처리 결과를 임시 저장한다. 출력 결정부는 데이터 저장부에 저장된 데이터, 응용 프로그램 또는 중앙 처리부에 의해 수행된 데이터 처리결과 중 사용자에 의해 선택된 것을 전송할 수 있도록 결정한다. 즉 데이터 저장부에 저장된 데이터 자체를 제공할 것인지 또는 응용 프로그램에 의한 데이터 처리 결과를 제공할 것인지의 여부를 결정한다. 송수신기는 출력 결정부에 의해 결정된 데이터를 네트워크를 통해 전송할 수 있다. 이외에도 송수신기는 외부 장치 또는 내부의 다른 장치와 각종 신호, 데이터 및 정보를 송신하거나 수신할 수 있다.

클라이언트 제어 장치(610), 머리 장착형 전자장치(620) 및 4D 라이더 장치(630)는 한 명의 사용자에게 각각 1개씩 할당되어 해당 사용자를 위하여 이용될 수 있다. 또는, 하나의 클라이언트 제어 장치(610)가 복수의 머리 장착형 전자장치(620) 및 4D 라이더 장치(630)를 제어하도록 구성될 수도 있다.

상기 가상현실 라이더 시스템의 일 실시예로서 역사 문화 유적지의 가상현실 체험을 제공할 수 있다. 예를 들면, 사용자가 가상현실 라이더 시스템을 이용하여 유네스코 세계문화유산인 백제 문화 유적지와 유물을 체험하며, 단순히 일방적으로 정해진 콘텐츠를 제공하는 것이 아니라 사용자의 반응이나 입력에 반응하여 상호적인(interactive) 체험을 제공할 수 있다.

구체적으로, 사용자는 머리 장착형 전자장치를 착용하고 4D 라이더 장치에 탑승한다. 머리 장착형 전자장치 또는 클라이언트 제어 장치는 상기 머리 장착형 전자장치의 입력 모듈을 이용한 수동 입력이나 센서 모듈을 이용하여 계측된 값을 이용하여 사용자가 머리 장착형 전자장치를 착용하였는지 여부를 판별할 수 있다. 마찬가지로, 4D 라이더 장치 또는 클라이언트 제어 장치는 4D 라이더 입력부 또는 모션 센서를 이용하여 사용자가 4D 라이더 장치에 탑승하였는지 여부를 판별할 수 있다. 클라이언트 제어 장치는 기 설정된 사용자 설정에 따라서, 기 설정된 숫자의 사용자가 모두 머리 장착형 전자장치를 착용하고 4D 라이더 장치에 탑승하였는지 판단할 수 있다.

클라이언트 제어 장치는 기 설정된 모든 사용자가 머리 장착형 전자장치를 착용하고 4D 라이더 장치에 탑승하였는지 판단한 경우, 인트로(intro) 영상을 머리 장착형 전자장치를 통하여 제공할 수 있다.

이 경우, 인트로 영상의 성격에 따라 머리 장착형 전자장치 및 4D 라이더 장치를 제어하여 사용자에게 더욱 현실적인 가상현실 체험을 제공할 수 있다. 예를 들면, 클라이언트 제어 장치는 인트로 영상으로서 유물(예를 들면, 금동대향로)속으로 롤러코스터처럼 격렬하게 진입하는 영상을 제공할 수 있다. 이 때, 4D 라이더 장치는 3축 또는 6축 실린더를 이용하여 영상 속의 진행방향에서 아래 방향으로 의자를 급격히 하강하여 롤러코스터의 가상 체험을 제공할 수 있다.

또한, 머리 장착형 전자장치의 시선 추적 모듈을 이용하여 추적된 시선 방향을 이용하여 4D 라이더장치를 제어할 수 있다. 예를 들면, 사용자가 머리 장착형 전자장치의 영상에 따라 급격히 한쪽으로 시선을 이동하는 경우, 사용자의 몸이 해당 시선으로 기운 것으로 판단하고 4D 라이더 장치를 시선의 방향으로 기울도록 4D 라이더 장치의 3축 또는 6축 실린더를 조절할 수 있다. 더욱 구체적으로, 제 1시점에 상기 머리 장착형 전자장치의 시선이 향하는 제1 좌표값을 검출하고, 제2 시점에 상기 머리 장착형 전자장치가 향하는 제2 좌표값을 검출한다. 이후 두 좌표값 사이의 거리값을 산출하여, 상기 거리값이 기준 거리값 이상이고 두 측정 시점 사이의 시간이 기준 시간 이하인 경우에 상기 4D 라이더 장치의 기울기를 조절할 수 있다. 즉, 미리 설정한 임계치를 기준으로 사용자의 반응이 임계치를 넘는 경우에만 상기 4D 라이더 장치의 기울기를 조절할 수 있다. 상기 좌표값은 상기 머리 장착형 전자장치의 위치를 중심으로 하여 가상의 구를 그렸을 때의 위도값 및 경도값으로 하여, 0도 내지 360도 사이에서 결정할 수 있다.

다음으로 인트로 영상이 제공된 후에 문화 유적지를 탐사하는 가상현실 문화 체험을 제공할 수 있다. 본 발명에 따른 가상현실 라이더 시스템은 머리 장착형 전자장치의 입력 모듈을 이용한 수동 입력이나 센서 모듈을 이용하여 계측된 값을 이용하여 사용자 반응형 가상현실 체험을 제공할 수 있다. 마찬가지로, 4D 라이더 입력부 또는 모션 센서를 이용하여 사용자 반응형 가상현실 체험을 제공할 수 있다. 예를 들면, 가상현실 공간의 문화 유적지를 체험하는 중에 괴물과의 전투를 가상 체험으로 제공할 수 있다.

구체적으로, 가상현실 공간에서 괴물이 출현하면 전투모드로 돌입하고 사용자에게 가상의 무기가 제공될 수 있다. 상기 무기의 방향 제어는 머리 장착형 전자장치의 시선 추적 모듈을 이용하여 추적된 시선 방향을 이용할 수 있다.

여기서, 괴물의 출현 등으로 급격히 시선을 한쪽으로 이동하는 경우 사용자의 몸이 해당 시선으로 기운것으로 판단하고 4D 라이더 장치를 시선의 방향으로 기울도록 4D 라이더 장치의 3축 또는 6축 실린더를 조절할 수 있다. 더욱 구체적으로, 제 1시점에 상기 머리 장착형 전자장치의 시선이 향하는 제1 좌표값을 검출하고, 제2 시점에 상기 머리 장착형 전자장치가 향하는 제2 좌표값을 검출한다. 이후 두 좌표값 사이의 거리값을 산출하여, 상기 거리값이 기준 거리값 이상이고 두 측정 시점 사이의 시간이 기준 시간 이하인 경우에 상기 4D 라이더 장치의 기울기를 조절할 수 있다. 즉, 미리 설정한 임계치를 기준으로 사용자의 반응이 임계치를 넘는 경우에만 상기 4D 라이더 장치의 기울기를 조절할 수 있다. 상기 좌표값은 상기 머리 장착형 전자장치의 위치를 중심으로 하여 가상의 구를 그렸을 때의 위도값 및 경도값으로 하여, 0도 내지 360도 사이에서 결정할 수 있다. 또한, 머리 장착형 전자장치 및 4D 라이더 장치의 입력부를 통하여 수신한 입력으로 가상현실 공간에서 총을 발사한 경우, 머리 장착형 전자장치(200)에서 측정된 시선의 반대 방향으로 4D 라이더 장치를 짧은 시간에 이동하여 총격의 반동 느낌을 제공할 수 있다.

이후 가상현실 체험을 종료할 때 인트로 영상과 마찬가지로 아웃트로(outro) 영상을 제공할 수 있다. 아웃트로 영상 제공시 장치 제어방법의 구체적인 실시예는 상술한 인트로 영상과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

이후, 사용자가 머리 장착형 전자장치의 착용을 해제하고 4D 라이더 장치에서 하차했는지 판단할 수 있다. 이 경우의 구체적인 실시예는 상술한 사용자의 머리 장착형 전자장치의 착용 및 4D 라이더 장치의 탑승 여부 판단 방법과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

Claims (4)

1. 머리 장착형 전자장치(head mounted display, HMD) 및 라이더 장치를 포함하는 가상현실 시스템의 제어 방법에 있어서,
   제1 시점에 상기 머리 장착형 전자장치가 향하는 제1 좌표값을 검출하는 단계;
   제2 시점에 상기 머리 장착형 전자장치가 향하는 제2 좌표값을 검출하는 단계;
   상기 제2 좌표값에서 상기 제1 좌표값 사이의 거리값을 산출하는 단계; 및
   상기 거리값 및 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점을 이용하여 이벤트 발생을 결정하고 상기 라이더 장치의 기울기를 조절하는 단계
   를 포함하는, 가상현실 시스템 제어 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 기울기를 조절하는 단계는,
   상기 거리값이 기준 거리값 이상이고 상기 제1 시점과 상기 제2 시점 사이의 시간이 기준 시간 이하인 경우, 상기 제2 좌표값의 방향으로 상기 라이더 장치의 기울기를 조절하는 단계
   를 포함하는, 가상현실 시스템 제어 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 좌표값 및 상기 제2 좌표값은 상기 머리 장착형 전자장치의 위치를 중심으로 하여 가상의 구를 그렸을 때의 위도값 및 경도값으로 결정되며, 0도 내지 360도 사이에서 결정되는 것을 특징으로 하는, 가상현실 시스템 제어 방법.
4. 머리 장착형 전자장치(head mounted display, HMD) 및 라이더 장치를 포함하는 가상현실 시스템의 제어 장치에 있어서,
   데이터를 송수신하기 위한 송수신기; 및
   프로세서를 포함하고,
   상기 프로세서는
   제1 시점에 상기 머리 장착형 전자장치가 향하는 제1 좌표값을 검출하고,
   제2 시점에 상기 머리 장착형 전자장치가 향하는 제2 좌표값을 검출하고,
   상기 제2 좌표값에서 상기 제1 좌표값 사이의 거리값을 산출하고,
   상기 거리값 및 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점을 이용하여 이벤트 발생을 결정하고 상기 라이더 장치의 기울기를 조절할 수 있도록 구성되는, 가상현실 시스템의 제어 장치.

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