KR20200040188A - 교육 영상모니터용 가상현실 영상 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입체영상과 입체영상을 기반으로 하여 가상현실영상을 제공하는 화면 크기 8“ 이상 되는 영상모니터 와
상기 영상모니터의 일방에 결합하여 구비하되 사람 눈 간격과 동일간격으로 좌, 우 렌즈가 구비되는 렌즈판과
상기 렌즈 판을 상기 영상모니터에 결합하는 고정대와
상기 고정대에 구성하고 사용 시 상기 좌, 우렌즈의 초점거리와 동일한 길이를 갖는 수평지지대와
상기 렌즈판과 상기 수평지지대가 상, 하로 이동하게 하되 수직지지대 와 내부 수직지지대로 렌즈판의 상하 위치를 조절하는 조절장치로 구성한다
또한 상기 렌즈판과 상기 수평지지대와 상기 상,하 위치조절장치에 좌, 우로 이동하게 하는 좌,우 이동장치를 구성 한다
또한 상기와 같은 각 구성요소에 필요에따라 각각 경첩장치와 직각 유지대를 구성 하는 교육영상모니터용 가상현실 영상장치에 관한 것이다

Description

교육 영상모니터용 가상현실 영상 장치{ Virtual Reality Video Device for Educational Video Monitor }

본 발명은 화면크기가 대각선 8“ 이상의 기존 2D 영상모니터에 부착하여 입체(3D) 영상 또는 가상현실(Virtual reality:VR) 영상을 관측할 수 있는 영상모니터용 가상현실 영상 장치에 관한 것이다.

초, 중.고등학교 교과서가 디지털화되어 학생들에게 인쇄된 교과서 대신에 화면 크기 대각선 기준 10”대를 기준으로 8˝-20˝의 크기의 테블릿 PC등 영상모니터가 보급되고 있다

이러한 영상모니터는 2D 영상기반의 증강현실 영상을 최근에는 입체용 영상과 가상현실영상을 시청 할 수 있는 애플리케이션을 추가로 제공하고 있다

그러나 입체영상과 가상현실영상은 이러한 8“이상의 대형 화면에서는 기존의 HMD나 VR장치로는 관측할 수가 없다

즉 입체 영상은 입체용 좌안용 영상과 우안용 영상을 각각 좌안용 확대렌즈와 우안용확대 렌즈로 하나의 영상으로 합치하여 좌안용영상은 사용자의 좌측눈으로 우안용영상은 사용자의 우측눈으로 관측하게 하여 그 차이로 입체영상을 체험하게 되는데 8”이상되는 화면크기는 이 범위를 벗어난다

즉 사람의 좌,우 동공간격은 65mm이고 따라서 좌, 우렌즈와 좌, 우 입체용 그림이 갖는 중심 광축간격도 65mm가 되어야 하고 따라서 영상의 크기는 화면비 16:9 기준하여 가로 좌,우 65mm크기의 2배인 130mmx 세로 73mm 크기 이내가 되어야 한다

즉 좌,우안용 입체 화면의 가로 크기는 130mm를 넘을 수 없다 이러한 이유로 종래 가상현실 영상 및 입체영상은 주로 5,5“ 스마트폰 (화면 크기, 가로 130mmx세로63mm =대각선 142mm, 면적 8,190mm2) 을 많이 사용 했다

그러나 학교에 보급 사용하는 교육용 영상모니터의 크기는 통상적으로 10” 영상모니터 (가로:세로 비율 4:3 의 영상크기 200mmX 세로150 mm 대각선 250mm 면적 30,000mm2)된다

16:9인 화면크기는 가로218mm x 세로 136mm이고 대각선은 260mm_ 면적은 29,648mm2가 된다

즉 10“ 화면 면적은 5,5” 화면대비 약 3,66배 만큼 크다

따라서 10“ 이상 되는 영상모니터의 화면에서는 도1처럼 입체화면 또는 가상현실 화면(101)이 화면의 중심, 또는 하단, 또는 코너 등 화면의 일정하지 않은 위치에 부분적으로 표시 된다

따라서 화면의 가로길이 65mmx2=130mm 이상의 크기가 되는 8“이상의 교육용 영상모니터에서는 사용자의 좌,우 동공간격과 일치하지 않는 기존의 HMD나 가상현실 장치로는 사용이 불가능하게 된다

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해

이건 출원인이 출원 하고 등록한 US PAT NO 9,804,402를 좀 더 개량하여 기존의 5,5”크기의 스마트폰보다 대형 화면인 8“이상 20”의 태블릿 PC, 컴퓨터 영상모니터 등에서 입체영상및 가상현실 영상을 감상 할 수 있는 수단을 제공함에 있다.

본 발명은 입체영상과 입체영상을 기반으로 하여 가상현실영상을 제공하는 화면 크기 8“ 이상 되는 영상모니터 와

상기 영상모니터의 일방에 결합하여 구비하되 사람 눈 간격과 동일간격으로 좌, 우 렌즈가 구비되는 렌즈판과

상기 렌즈 판을 상기 영상모니터에 결합하는 고정대와

상기 고정대에 구성하고 사용 시 상기 좌, 우렌즈의 초점거리와 동일한 길이를 갖는 수평지지대와

상기 렌즈판과 상기 수평지지대가 상, 하로 이동하게 하되 수직지지대 와 내부 수직지지대로 렌즈판의 상하 위치를 조절하는 조절장치로 구성 한다

또한 상기 렌즈판과 상기 수평지지대와 상기 상,하 위치조절장치에 좌, 우로 이동하게 하는 좌,우 이동장치를 구성 한다

또한 상기와 같은 각 구성요소에 필요에 따라 각각 경첩장치와 직각 유지대를 구성 한다

상기와 같은 본 발명은 사람의 동공간격인 65mm를 초과하는 화면 크기 8“ 이상 되는 영상모니터 앞면에 렌즈판을 전개하되 상기 수평 이동수단에 의해 상기 렌즈판을 상, 하 이동 하고

상기 좌,우 이동수단에 의해 상기 렌즈판을 좌우로 이동하게 구성 한다

즉 영상모니터 앞면에서 상,하 좌, 우 코너 등 어떠한 위치에서도 가상현실 영상과 입체 영상이 제공되더라도 렌즈판이 수평지지대와 수직지지대에 의해 상하 좌,우로 이동하여 영상위치로 이동하게 하는 것이다

또한 렌즈판이 좌,우렌즈의 초점거리와 같은 상기 수평지지대의 길이에 의해 상기 영상모니터까지의 길이가 일치하게 되므로 렌즈 초점거리를 별도로 조정 할 필요 없이 자동으로 초점이 일치하게 된다

따라서 이러한 본 발명은 예를 들면 디지털 교과서에서 공룡에 대한 교육을 하다가 영상모니터의 어느 한 부분에 입체용 좌, 우안용 공용사진, 또는 입체 동영상으로 공룡영상을 제공하거나 가상현실영상을 제공하여 교육효과를 높일 수 있는 것이다

또한 수평지지대, 수직지지대, 고정대의 각 요소에 각각 경첩장치를 추가 구성 한 효과는 본 발명을 사용시는 입체및 가상현실 영상을 감상 하고 본 발명을 뒤로 젖힐 시에는 박막구조로 간편하게 보관 할 수 있는 편리함이 있다

또한 수평지지대, 수직지지대, 고정대등 각 구성요소에 구비하는 직각 유지대는 본 발명을 영상모니터에 장착한 상태로 들고 사용하거나 이동하거나 상, 하 좌, 우로 회전할 때 흔들림 없이 좌,우 렌즈의 초점이 안정되게 유지 하는 효과가 있다

즉 본 발명은 기존 8” 이상의 2D 영상모니터에 간단히 착탈 하여 2D 기반의 교과서 과정을 공부하다가 필요에 따라 좌,우 렌즈 판에 의해 입체 영상 또는 입체 기반의 가상현실 교육을 할 수 있는 것이다.

따라서 이러한 본 발명은 8“ 이상의 대형 영상 모니터에서 2D, 증강현실, 입체 영상, 입체 기반의 가상현실 교육을 수시로 선택 하여 교육 할 수 있으며 휴대 및 보관, 사용이 간편하다.

도 1은 본 발명이 실시된 설명도
도2는 도1의 측면 구성 설명도
도3은 본 발명의 요부 설명도
도4의 (a)는 본 발명의 사용 시 작용 순서 설명도
도4의 (b)는 렌즈판을 상향으로 접을시 설명도
도4의 (c)는 렌즈판과 수평지지대가 순차적으로 접을시 설명도
도5는 좌, 우 이동대에 대한 구성 설명도
도6은 렌즈 판에 좌우이동구조가 실시된 실시의 예 설명도

본 발명은 도1, 도2, 도3과 같이 화면 크기 8“ 이상 20” 미만 되는 영상모니터(100)의 어느 일정 위치 또는 각기 다른 일부 위치에 제공하는 입체영상과 입체영상을 기반으로 하는 가상현실영상(101) 위치 앞방향으로 렌즈의 초점거리만큼 이격한 공간에 렌즈판(9)을 구비하고 이를 상, 하 좌, 우로 이동 하기 위한 구조이다

상기 영상모니터(100) 일부분에 입체용 좌, 우안용 영상을 표시하되 상기 좌, 우안용 영상의 각각 중심이 갖는 간격을 좌, 우 방향으로 63-65mm 사이의 영상으로 조정하여 영상모니터(100)에 제공하는 영상 앱(application)을 구비하여 사용 한다

도1. 도2, 도3, 도4 와 같이 영상모니터(100)의 영상 앞면 공간에 구비하는 좌우렌즈(10,11)와 렌즈판 (9)을 영상모니터(100)의 어느 한곳에서 표시되는 화면으로 부터 앞 방향 공간에 구비하되

좌,우렌즈(10.11)의 초점거리 만큼 이격 하여 구비하기 위한 수평지지대(4)와 렌즈판(9)을 상하로 이동하게 하기 위하여 수평지지대(4) 앞단에 구비되는 수직지지대(7)와 수직지지대(7) 내부로 인입하여 그 길이를 연장할수 있는 내부 수직지지대(7a)와 내부 수직지지지대(7a) 하단에 구비되는 렌즈판(9)을 모두 하나의 이동단위로 구성하고 이러한 이동단위를 영상모니터(100) 일방에 결합하기 위한 고정대(1)로 구성 한다

수직지지대(7)와 내부 수직지지대(7a)는 같은 개념이다

또한 수직지지대(7)와 수평지지대(4)사이 또는 수평지지대(4)와 고정대(1)사이에 각각 또는 한 곳에 직각 유지대(6)를 추가로 구비 하고 수평지지대(4)와 고정대(1)사이 또는 수평지지대(4)와 수직지지대(7)사이 즉 수평지지대(4) 양단 또는 일단에 각각 제1. 제2 경첩(2.5)을 추가로 구성 한다

도5와 같이 고정대 (1) 후단부에 좌,우 수평방향으로 길게 연장하여 구비한 수평이동대(3)를 인입한다 이러한 구조는 수평이동대(3)에 구비된 수평지지대(3)와 수직지지대(7)에 연결된 렌즈판(9)을 영상모니터(100)의 좌, 우 방향으로 수평이동하게 한다

도6과 같이 렌즈판(9)을 좌, 우로 이동할 수 있는 수평이동홈(3b)을 렌즈 판(9)자체에 구비 하여 수직지지대(7)를 기준으로 렌즈판(9) 자체가 좌,우로 이동하게 구성한다

이를 도면에 의거 상세히 설명 한다

도1과 같이 본 발명은 입체용 좌, 우안용 영상이 일부에 표시되는 영상모니터(100)와 이러한 영상모니터(100)와 결합하기 위한 고정대(1)와 같은 고정 수단과,

상기 고정수단에 구비되는 경첩(2)과 같은 제1회전 수단과, 상기 고정수단에 구비되는 수평유지대(3)와 같은 수평유지수단과

상기 회전수단 일방에 연결되어 270°까지 회전하는 수평 지지대(4)와

상기 수평 지지대(4) 앞 단에 구비되는 제2 경첩(5)과 같은 제2회전 수단과,

상기 제2 회전수단에 구비되는 직각 유지대(6)와 같은 직각 유지 수단과 상기 제2 회전수단에 연결되어 270°까지 회전하는 수직 지지대(4)와 수직 지지대(4) 타방에 구비되는 좌, 우 렌즈(10, 11)와 렌즈판(9)으로 구성한다.

도2,도3,도5,도6과 같이 수직지지대(7)의 내부 에는 상기 수직지지대(7) 내부로 인입되는 내부수직지지대(71)를 추가로 구성 할 수 있다 이러한 수직지지대(7) 구조는 렌즈판(9)을 상, 하로 조정 한다 조정 후에는 상,하 위치 조절장치(7a)로 고정 한다

수직 지지대(7)의 하단 부위에는 좌, 우 렌즈(10, 11)의 중심 간격을 사람의 좌, 우 눈 간격인 63-65mm의 간격으로 구비하는 렌즈판(9)을 구성한다. 렌즈판(9)은 좌, 우 렌즈(10, 11)의 간격 63-65mm 사이에서 좌, 우 눈 간격을 조정할 수 있는 조정장치(미표시)를 추가 구성할 수 있다.

이러한 렌즈판(9)은 2분할하여 가운데에 수평지지대(4)에 경첩(미표시)을 구성하여 좌,우렌즈(10.11)를 절첩 할 수 있게 구성할수 있다 이러한 구성은 보관 및 휴대하기에 간편한 구조가 된다

도 1, 도 2, 도3과 같이 태블릿 PC 또는 컴퓨터 영상모니터 등 영상모니터(100)의 상단 또는 좌, 우 일방에 상기 렌즈판(9)과 수평지지대(4)등의 주요 구조를 영상모니터(100)에 장착할 수 있는 고정대(1)와 같은 고정수단을 구비한다.

도2와 같이 수평지지대(4)를 영상모니터(100) 앞면 공간에 전개 할시는 수평지지대(4)의 길이(D)가 좌,우렌즈(10,11)의 초점길이(A)와 동일하게 구성 해야 한다

즉 도2와 같이 수평지지대(4)의 총길이(B)는 수직지지대(7)위치와 영상모니터(100)과의 간격(D)과 고정대(1)와의 간격(c)의 합(B)으로 이뤄지나

어떠한 경우에도 수직지지대(7)위치와 영상모니터(100)과의 간격(D)는 좌,우렌즈(10,11)의 초점거리(A)와 동일하게끔 구성 해야 별도의 초점거리 조정없이 입체 영상을 관측 할 수 있다

도4의(a),(b),(C)는 본 발명이 제1.제2경첩(2,5) 구조에 의해 접히는 순서를 설명 한 것이다

고정대(1)의 상단부에는 수평 지지대(4)를 구비하여 제1 경첩(2)과 같은 회전 수단으로 결합하되 수평방향으로 180°, 후 방향으로 90° 총 270°까지 회전 가능하게 구성하되 영상모니터(100)와 수평지지대(4)사이는 직각이 되도록 수평 유지대(3)와 같은 수평 유지수단을 구비한다.

수평 지지대(4) 앞 단에는 제2 경첩(5)과 같은 회전수단을 구비하여 수직방향으로 180°, 후단 수평 지지대(4) 방향으로 90°, 총 270°까지 회전할 수 있게 구성한다.

수평 지지대(4) 앞 단에는 수직지지대(7)가 상, 하 방향으로 회전할 때 수평지지대(4)와 직각 구조가 되게끔 직각 유지대(6)를 구성한다.

이러한 본 발명은 도 4의 (a)와 같이 가상현실 영상 교육을 위해 렌즈판(9)을 전면에 위치하고 사용하다가

도 4의 (b)와 같이 렌즈 판(9)과 수직지대(7)를 270°로 상향 회전 이동하여 접어 수평지지대(4)와 절첩하여 영상모니터(100)의 전면을 개방할 수 있으며

휴대시는 도 4의 (C)와 같이 렌즈판(9)과 수직지지대(7)가 절첩된 수평지지대(4)를 영상모니터100) 후 방향으로 270°로 회전 이동하여 전체구조를 박막구조로 전환한 후 휴대 보관할 수 있다.

즉 렌즈판(9)은 제2 경첩(5)에서 270° 제1 경첩에서 다시 90° 회전하므로서 영상모니터(100)의 후단으로 총 360°로 회전하게 된다.

필요에 따라 영상모니터(100)에서 고정대(1)를 분리, 별도 분리, 휴대 및 보관할 수 있다.

이러한 본 발명은 도 4의 (a)와 같이 영상모니터(100)를 기준하여 수평지지대(4)를 제 1경첩(2)과 수평 유지대(3)로 직각 유지하고

제2 경첩(5)과 직각 유지대(3)에 의해 수직 지지대(7)를 수평지지대(4)기준 하여 직각으로 유지하게 함으로서 영상모니터(100)의 영상과 좌, 우 렌즈(10, 11)가 초점거리(b) 간격으로 평행 유지 되고 초점이 일치하게 한다.

본 발명은 필요에 따라 영상모니터(100) 하부 후단에 영상모니터(100)를 세울 수 있는 받침대(102) 구조를 구비하며 접히는 영상모니터()를 전개하여 화면 크기가 두배 까지 확대되는 홀더블 영상모니터를 포함한다.

본 발명에서 고정대(1)는 태블릿 PC와 같은 영상모니터(100)를 고정하고 분리하는 다양한 구조로 구성 할 수 있다.

예를 들면 도2, 도3과 같이 클립형태, 조임틀, 스프링 형태 등으로 구성 할 수 있으며 복수로 구성할 수 있다.

도2, 도3, 도4와 같이 제1, 제2 경첩(2, 5)은 각각 270°까지 회전 범위를 갖는 다양한 형태로 구성할 수 있다.

수평 유지대(3)와 직각 유지대(6)의 형태도 특별히 제한하지 않으나 각각 그 내각이 직각을 유지할 수 있도록 구성 한다.

도5는 도2에서 수평 유지대(3)내부에 수평 이동대(3b)를 구비하여 실시한 설명도이다

수평 지지대(4)가 수평이동대(3a)에 의해 좌,우방향으로 이동하고 따라서 렌즈판(9)이 좌,우로 이동하고 수직지지대(7)에 의해 상,하로 이동 한다

즉 도1과 같이 3D영상(101)이 영상모니터(100)의 어느 위치에서 표현되더라도 렌즈판(9)이 상,하 좌,우로 이동하여 3D 영상(101)이 있는 위치로 이동 할 수 있는 것이다

도6과 같이 렌즈 판(9) 일부에 수평이동대(3b)를 형성 한 것은 영상 모니터(100)가 비교적 작은 8”-10‘에서 유용하다

따라서 본 발명은 영상모니터(100) 앞면에서 초점거리를 유지한 공간에서 수평 지지대(4)에 의해 초점거리를 유지한 상태에서 렌즈판(9)을 상,하 좌,우로 이동 할 수 있다

본 발명은 이러한 영상모니터(100)를 포함하는 구조도 포함된다

상기와 같이 본 발명은 도4와 같이 태블릿 PC와 같은 기존의 영상모니터(100)와 결합한 상태로 사용 및 보관이 간편하고 기 학교에 보급된 사람의 좌,우 동공 간격인 65mm를 초과하는 화면크기 8“ 이상의 영상모니터에 결합하여 사용함으로써 3D 입체영상과 입체 영상을 기반으로 하는 가상현실(VR)영상 교육을 수시로 선택하여 교육할 수 있으므로 그 교육적 효과가 매우 큰 것이다

100. 영상모니터 101.가상현실 영상모니터 102. 받침대
1. 고정대 2. 제1경첩 3. 수평 유지대 4. 수평지지대
5. 제2경첩 6. 직각 유지대 7. 수직지지대
71. 내부 수직지지대, 7a. 상하위치조절 장치
8. 좌, 우 위치조절장치 9. 렌즈판 10, 11. 좌, 우 렌즈
3a,수평이동대 3b,수평 이동홈 A, 초점거리 B, 수평 지지대길이

Claims (5)

1. 입체영상과 가상현실영상을 제공하는 화면 크기 8“ 이상 되는 영상모니터에 결합 구성하는 교육 영상 모니터용 가상현실영상장치에 있어서
   상기 영상모니터(100)의 영상 앞면 공간에 구비하는 렌즈판 (9);
   상기 렌즈판(9)의 좌,우에 구비되는 좌,우렌즈(10.11);
   상기 렌즈판(9)을 상기 영상모니터(100)의 화면으로 부터 앞 방향으로 상기 좌,우 렌즈(10.11)의 초점거리만큼 이격 하여 구비하기 위한 수평지지대(4);
   상기 수평지지대(4) 앞단에 구비 되여 상기 렌즈판(9)을 상하로 이동하게 하는 수직지지대(7);
   상기 수직지지대(7)와 상기 렌즈판(9)과 상기 수평지지대(4)를 하나의 이동단위로 구성하여 상기 영상모니터(100) 일방에 결합하기 위한 고정대(1)를 포함하는 교육 영상 모니터용 가상현실영상장치
2. 제1항에 있어서 상기 고정대 (1)또는 렌즈판 (9)에 수평이동대(3a,3b)를 더 구비하여 상기 렌즈판(9)이 상기 영상모니터(100) 앞면에서 좌,우 방향으로 수평이동하게 하는 것이 특징인 교육 영상 모니터용 가상현실영상장치
3. 제1항내지 제2항중 어느 하나의 항에 있어서
   상기 수평지지대(4)의 양단 또는 일단에 직각유지대(6)와 같은 직각 유지수단을 더하여 구비하는 것이 특징인 교육영상모니터용 가상현실 영상장치
4. 제1항내지 제3항중 어느 하나의 항에 있어서
   상기 수평지지대(4)의 일단 또는 양단에 경첩(5)과 같은 회전수단을 더하여 구비하는 것이 특징인 교육영상모니터용 가상현실 영상장치
5. 제1항내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서 영상모니터(100)를 더 포함하는 것이 특징인 교육영상모니터용 가상현실 영상장치

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