KR20230146080A - 증강 현실 또는 가상 현실 환경에서 사용하기에 적합한 시뮬레이션 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 증강 현실 및/또는 가상 현실 환경에서 사용하기에 적합한 시뮬레이션 장치에 관한 것으로, 이는 로드 (1); 로드 (1) 상에 배열된 하나 이상의 마커 (3); 및 로드 (1) 상에 배열된 터치 액추에이터 (2)를 포함한다. 장치는 액추에이터 (2)가 로드 (1)를 따라 길이 방향으로 상기 장치의 사용자의 손의 적어도 손가락의 움직임을 인코딩하기 위한 인코딩 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 장치는 용접 재료, 산업용 페인트 및/또는 수술 및/또는 치의학적 절차를 증착시키고/시키거나 제거하는 기술을 시뮬레이션하는 데 유용하다. 증강 현실 및/또는 가상 현실 환경과 상호작용하기 위한 방법은 로드 (1) 상의 손의 두 손가락을 이용한 집게 움직임, 로드를 따라 길이 방향으로 손가락을 이동시키는 단계, 및 해당 목적을 위해 액추에이터 (2)를 활성화시키는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 증강 현실 및/또는 가상 현실 환경에서 하나 이상의 물체 및 사용자에 의해 제어되는 장치 (또는 도구) 사이의 상호작용을 시뮬레이션하는 기술 분야 내에 포함된다. 보다 구체적으로, 본 발명은 사용자가 물체와 상호작용할 수 있도록 하여, 그 안에서 재료의 증착 또는 제거를 시뮬레이션하는 터치 장치에 관한 것으로, 용접 기술 및 작업을 시뮬레이션할 뿐만 아니라 이를 학습하거나 완성하는 데 특히 유리하다.
현재, 전문 용접기를 위한 트레이닝은 상당한 재료 (용접 재료, 부품 등)뿐만 아니라 환경에 큰 영향을 미치는 배출물 및 폐기물의 생성을 수반한다. 이러한 문제를 극복하기 위해, 스페인 특허 ES 2438440 B1은 원격으로 업데이트될 수 있는 증강 현실에 기반한 용접에서의 트레이닝을 위한 고급 장치를 제공하며, 이는 모든 알려진 산업용 용접 기술에서 트레이닝을 제공하는 것을 가능하게 한다. 이 참조에 더하여, 미국 특허 US 10460621 B2의 실시형태뿐만 아니라 Seabery Augmented Technology SL에 의해 시판되는 "Soldamatic" 기술이 또한 알려져 있으며, 이는 다양한 용접 연습의 증강 현실 (AR)에 의해 시뮬레이션을 위한 상이한 해결책을 구현하여, 전술한 경제적 및 환경적 손상을 막고 기술적 및 전문적 기술의 트레이닝 및 개발을 가능하게 한다.
용접 기술 트레이닝 과정에서 AR 및 가상 현실 (VR)의 적용으로부터 파생된 이점에도 불구하고, 최신 기술에서, 주로 TIG (텅스텐 불활성 가스) 용접 기술 등에서 로드에 의해 용접 재료를 증착하는 작업을 고도의 유사성으로 시뮬레이션할 수 있게 하는 임의의 액세서리도 아직 없다. 알려진 적용에서, 용접 연습은 전형적으로 탄소 섬유 로드 (이는 TIG 필러 로드를 복제함)를 타겟에 더 가깝게 또는 타겟으로부터 멀어지게 이동시킴으로써 수행되지만, 이러한 움직임은 실제로 수행되는 것과 완전히 대응하지 않아, AR/VR 환경에서 이러한 기술의 완벽도가 제한되게 한다.
용접 시뮬레이션에서 재료를 증착하기 위한 움직임을 용이하게 하기 위해 제안된 다른 설계가 특허 문헌 CN 111085757 A에 개시되어 있다. 상기 문헌은 펜형 와이어 공급 본체 (TIG-PEN으로서 더 잘 알려져 있음), 세라믹 노즐, 안내 튜브, 역류 방지 댐핑 장치 및 제2 안내 튜브를 포함하는 TIG 아르간 아크 용접용 용접 와이어 공급 장치를 설명한다. 본체는 단부에 조립 구멍을 갖는 중공 구조이다.
따라서, 부착 작업 (용접 등)의 시뮬레이션 동안, 사용자 (예를 들어, 용접공)에 의해 이루어진 움직임이 최신 기술에서 상승되는, 정확하고 현실적인 방식으로 재생 문제를 해결할 수 있는 장치를 획득할 필요가 있다. 본 발명은, AR/VR 시뮬레이션에서, TIG 용접 또는 다른 유사한 작업을 위해, 터치에 의해 재료의 증착을 시뮬레이션하는 것을 허용하는 장치에 의한 상기 필요성에 대한 해결책을 제공한다. 아래에서 알 수 있을 것인 바와 같이, 개발된 장치는 증강 현실 및/또는 가상 현실 환경에서 시뮬레이션된 용접에 사용하는 것에만 제한되지 않고, 작동가능한 로드-유형 도구를 통해 사용자와 상기 VR/AR 환경의 상호작용을 위한 인체 공학적 해결책이 필요한 다른 유형의 시뮬레이션된 작업에 사용될 수 있다.
본 발명은 증강 현실 (AR) 또는 가상 현실 (VR) 시스템에서 도구와 물체의 상호작용의 시스템 내에 포함되고, 종래 기술의 전술한 제한을 극복하는 것을 가능하게 한다. AR/VR이 속하는 기술 분야와 밀접하게 관련된 이 장치의 주요 관심은 사용자가 수동 용접 기술의 트레이닝 및 학습을 돕는 것이다. 유리하게는, 장치는 사용자가 실제 TIG 용접 로드를 이용하여 일반적으로 수행되는 움직임의 실시를 (실제 상황에 대한 근접성이 더 제한되는 다른 알려진 시스템에서와 같이 단지 로드를 더 가깝거나 멀리 이동시키는 대신) 시뮬레이션된 방식으로 사용자에게 안전하게 재현할 수 있다.
본 발명의 주요 목적은, 알 수 있을 것인 바와 같이, TIG-PEN 유형-장치에 비해 다수의 이점을 갖는다. 후자가 실제 방식으로 지지체의 내부를 통해 로드를 이동시키는 동안, 본 출원에 청구된 장치는 용접 기술을 학습하기 위해 동일한 움직임을 수행하는 것을 허용하지만, 상기 로드를 이동시키지 않고 따라서 실제로 이를 "소모"하지 않는다. 바람직하게는, 디바이스는 TIG 용접에서 재료의 증착을 위한 센서를 시뮬레이션한다. 이 장치는 전술한 "Soldamatic" 장비뿐만 아니라 특허 문헌 US 10460621 B2에 개시된 실시형태 및 일반적으로 AR/VR 환경에서 임의의 용접 시뮬레이션 시스템과 호환 가능하다.
보다 구체적으로, 본 발명의 제1 목적은 증강 현실 및/또는 가상 현실 환경 (AR/VR)에서 사용하기에 적합한 시뮬레이션 장치 또는 도구에 관한 것으로, 이는 적어도 다음의 요소를 포함한다: 로드, 증강 현실 및/또는 가상 현실 환경에서 로드의 위치 및 배향을 결정하기 위해 제1 광학 획득 수단에 의한 인식을 위해 개조된 공간 위치 수단; 및 로드 상에 또한 배열된 터치 또는 지문 액추에이터. 본 발명의 범주 내에서, 터치 액추에이터는 손가락으로 작동될 수 있고 사용자가 상기 손가락으로 행하는 움직임에 기반하여 전기기계 및/또는 전자 수단에 의해 장치에 대한 정보의 입력을 생성할 수 있는 임의의 유형의 액추에이터로서 이해되어야 한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 로드의 공간 위치 수단은 다음의 식별 요소 중 하나 이상을 포함한다: 로드 상에 배열되고 제1 광학 획득 수단에 의한 이의 획득에 적합한 광학 정보로 인코딩된 (자연 또는 인공) 마커 (예를 들어, 상기 수단은 장치 외부에 있거나 용접 마스크에 배치된 수동 카메라를 포함할 수 있음); 내부에 수용되거나 로드에 부착된 제2 광학 이미지 획득 수단; 전자기 센서 및/또는 적외선 센서 (이는 삼각 측량에 의해 로드의 위치를 수득할 수 있음).
특정 실시형태에서, 제1 광학 획득 수단은 스마트 장치 (모바일 전화, 태블릿 등)에 통합된 카메라를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 공간적 위치 수단의 결과로서, 로드는 증강 현실 및/또는 가상 현실 환경에서 위치될 수 있다 (예를 들어, 3-차원 공간에서 그의 좌표, 그의 배향 등을 수득함).
유리하게는, 본 발명의 장치에서, 터치 액추에이터는 적어도 상기 장치의 사용자의 손의 손가락 중 하나로 행하는 움직임을 로드를 따라 실질적으로 길이 방향으로 인코딩하기 위한 인코딩 수단을 포함한다. 상기 액추에이터는 상기 움직임을 나타내는 본 발명의 상이한 실시형태에서 아날로그이든 디지털이든 신호를 생성한다. 유리하게는, 이는 사용자를 위한 장치의 인체공학적이고 간단한 사용을 허용한다. 더욱이, 장치가 AR/VR 환경에서 상호작용을 위한 도구로서 사용될 때, 이는 매우 정밀하게 광범위한 작업을 수행하는 것 (예를 들어, AR/VR 환경에 배열된 물체에서 일정량의 재료를 적용하거나 제거하는 것)을 허용한다.
장치의 마커는 바람직하게는 LED, QR 코드, 바코드, 재귀반사성 구체, 및/또는 인쇄된 마커와 같은 인공 마커뿐만 아니라; 물체 및/또는 시뮬레이션된 도구의 특성 포인트와 같은 자연적 마커를 포함한다 (예를 들어, 장치의 본체에서 이의 코너, 갭, 또는 윤곽이 특성 포인트로서 사용될 수 있다). 이러한 의미에서, "인코딩된 정보"는, 광학 획득 수단에 의해 포착되고 처리 유닛에 의해 분석될 수 있는, 물체와 연관되거나 이에 자연스러운 방식으로 포함되거나 그에 추가된 임의의 광학 정보를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
장치의 바람직한 실시형태에서, 장치의 터치 액추에이터는 로드에 일체로 부착되고, 용량성 터치 센서, 압전저항형 센서 또는 압전 센서 등이든, 접촉 센서를 포함한다. 이러한 방식으로, 터치 액추에이터는 이의 사용 시에 로드와 일체화되고, 그 내부에 또는 그 외부에 일체화된 액추에이터일 수 있다. 특정 실시형태에서, 액추에이터는 비-영구적이지만 저항적인 방식으로 (클리핑, 스테이플, 나사 등에 의한 부착 여부에 관계없이) 로드에 부착되어, 시뮬레이션된 용접 작업을 수행하기 위한 견고한 부착을 유발한다.
이전 실시형태에 대한 대안적인 일 실시형태에서, 장치의 액추에이터는 로드에 대해 가동적인 요소를 포함한다. 바람직하게는, 이 실시형태에서, 장치는 로드를 따라 기준 위치에 가동 요소를 위치시키도록 개조된 가동 요소에 연결된 리코일 요소를 추가로 포함한다. 이 리코일 요소는 사용자에 의해 쉽게 작동될 수 있고, 해제되면, 사용자가 손가락으로 장치에 대한 작업을 수행할 때 기준 위치로 복귀한다. 일부 보다 더 바람직한 실시형태에서, 로드는 언급된 기준 위치를 이를 따라 한정하는 정지부를 포함한다. 특정 특정한 실시형태에서, 리코일 요소는 로드 및 가동 요소에 연결된다. 유리하게는, 특정 실시형태에서 리코일 요소는 스프링 또는 탄성 요소를 포함한다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서, 가동 요소는 로드를 따라 리코일 요소에 적어도 부분적으로 배열되어, 상기 리코일 요소를 부분적으로 또는 완전히 외부에서 은폐한다. 이에 의해, 상기 리코일 요소가 보호되고, 이는 내구성을 증가시키고 취급 중에 파손의 위험을 제거한다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서, 가동 요소의 대기 위치는 유리하게는 대응하는 조정 수단을 통해 조정될 수 있다. 상기 조정의 결과로서, 상기 대기 위치에서 마커와 가동 요소 사이의 상대적 거리를 줄이는 것이 가능하다. 이에 의해, 본 발명의 장치의 기능은 각각의 사용자의 손 크기 및 손가락 길이의 측정에 맞게 조정될 수 있으며, 이는 더 나은 인체 공학을 초래한다.
장치의 다른 유리한 실시형태에서, 인코딩 수단은 가동 요소에 연결된다. 대안적으로, 다른 실시형태에서, 인코딩 수단은 가동 요소 및/또는 리코일 요소에 연결된다. 두 경우 모두에서, 가동 요소는 로드를 따라 움직이기 위한 가이드를 추가로 포함할 수 있다.
장치의 바람직한 실시형태에서, 로드는 탄소 섬유로 제조된다. 이에 의해, 로드는 매우 가볍고 저항성이 있으며, 이는 장치에 불필요한 중량을 추가하는 것을 방지하고 이에 현실감 및 안정성을 제공한다. 더욱이, 따라서 작동상의 어려움이 감소된다. 대안적인 실시형태에서, 시뮬레이션된 작업에 따라, 스테인리스 강 또는 열가소성 중합체와 같은 다른 재료가 사용될 수 있다.
일부 특정 실시형태에서, 장치는 터치 액추에이터에 의해 생성된 정보를 인코딩하기 위한 처리 수단 및/또는 전송 수단을 추가로 포함한다. 상기 실시형태에서, 정보 처리 수단 및/또는 전송 수단은 로드의 본체의 외부에 배열되고, 케이블 및 대응하는 커넥터에 의해 로드 본체에 연결된다. 대안적인 또는 보완적인 방식으로, 전송 수단은 무선 유형일 수 있다.
장치의 바람직한 실시형태에서, 상기 장치는 내부에 수용되거나 로드에 부착된 제2 광학 이미지 획득 수단을 포함한다. 유리하게는, 시스템이 제2 광학 수단을 포함하는 경우, 상기 수단은 본 발명의 장치를 능동적으로 위치시킬 수 있는 카메라이며, 이는 시스템 외부에 있는 제1 광학 수단보다 더 높은 정밀도로 (예를 들어, 자연적이든 인공적이든 일련의 광학 마커를 이미지에서 추적함으로써) 자신을 능동적으로 위치시킬 수 있음을 의미한다. 대조적으로, 제1 광학 정보 획득 수단은 장치를 검출하기 위한 수동 카메라를 포함한다. 이에 의해, 시스템은 본 발명의 장치의 사용이 다른 물체와 상호작용하도록 시뮬레이션되어야 하는 상황에 대해 특히 최적화된다.
장치의 보다 더 바람직한 실시형태에서, 제2 광학 이미지 획득 수단은 내시경-유형 카메라를 포함한다. 내시경 카메라의 이점은 매우 콤팩트하고 임의의 유형의 도구, 특히 원통형 형상을 갖는 도구에 용이하게 성형된다는 것이다. 다른 바람직한 실시형태에서, 장치는 다른 유형의 소형화된, 바람직하게는 고-해상도 카메라 (예를 들어, 높이 및/또는 폭이 720/1080 픽셀인 CCD 또는 CMOS 센서)를 포함한다. 장치의 대안적인 실시형태에서, 이는 이들의 정밀도 및 견고성을 개선시키기 위한 하나 이상의 비-광학 센서, 바람직하게는 관성 센서, 3-축 경사계, 햅틱 센서, 열 센서, 기계적 센서, 또는 전자기 센서를 추가로 포함한다. 더욱이, 이러한 추가적인 센서는 장치를 취급하기 위해 사용자에 의해 이용되는 기술 (경사각, 특정 작업을 수행하는 데 있어서의 속도 등을 의미하는 것으로 이해됨)을 정량적 방식으로 평가하고 사용자가 상호작용하는 가상/증강 현실 환경에 추가적인 정보를 입력하는 것을 허용한다.
장치의 일부 실시형태에서, 터치 액추에이터는 가요성 인쇄 회로 기판, 선형 또는 각도 전위차계, 용량성, 저항성 또는 자기 센서, 홀 효과 센서, 압력 센서 또는 회전식 인코더 중 하나 이상을 포함한다.
제1 광학 수단은 실제이든 (이 경우 증강 현실 시스템이 될 것임) 또는 가상이든 (이러한 경우 가상 현실 시스템이 될 것임), 물체에 대해 사용자에 의해 수행된 특정 작업의 이미지를 획득한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 제1 광학 수단은 용접 마스크에 수용되는 반면, 장치 (제2 광학 수단이 내부에 통합되거나 통합되지 않음)는 용접 토치 및/또는 재료를 증착하기 위한 요소를 시뮬레이션한다. 재료를 증착하기 위한 상기 요소는 바람직하게는 용접 로드 또는 용접 전극을 포함한다. 더욱이, 물체는 용접 소모품의 적용이 시뮬레이션되는 부분을 포함한다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 언급된 여러 상이한 바람직한 실시형태의 요소 및 이점이 조합된다.
본 발명의 제2 목적은 증강 현실 및/또는 가상 현실 시스템에 관한 것으로, 이는 다음을 포함한다:
- 위에 기재된 실시형태 중 임의의 것에 따른 장치.
- 증강 현실 및/또는 가상 현실 환경을 나타내는 시뮬레이터. 상기 환경에서, 본 발명의 장치는 물체와 상호 작용하는 공구 (예를 들어, 용접 전극)를 시뮬레이션한다. 따라서, 시뮬레이터는 환경 내에서 부품 및 도구를 위치시키도록 구성된다.
- 제1 광학 이미지 획득 수단 (예를 들어, 디바이스 외부의 수동 카메라).
- 선택적으로, 제2 광학 이미지 획득 수단 (예를 들어, 장치 자체의 로드 내에 배치되거나 이에 부착된 능동 카메라).
- 제1 광학 수단, 선택적으로 제2 광학 수단 및/또는 액추에이터에 의해 제공되는 상호작용에 관한 정보에 의해 획득된 이미지에 기반하여 증강 현실 및/또는 가상 현실 환경과 사용자의 상호작용을 표현하도록 구성된 디스플레이 수단 (예를 들어, 임의의 LCD 디스플레이, OLED 디스플레이 등). 이러한 디스플레이 수단은 또한 증강 및/또는 가상 현실 환경 내에서 로드의 위치 및 배향을 나타낸다.
- 액추에이터에 의해 제공되는 정보를 디스플레이 수단에 실시간으로 기록, 처리 또는 전송하도록 구성된 소프트웨어/하드웨어 수단을 포함하는 정보 저장 및/또는 처리 유닛. 예를 들어, 액추에이터가 수득하는 정보는 AR/VR 환경에서 물체 상에 증착된 재료의 양을 나타낼 수 있다. 소프트웨어/하드웨어 수단은 컴퓨터 처리 유닛 (CPU), 그래픽 처리 유닛 (GPU), 클라우드 내의 저장 수단 등을 포함한다. 상기 수단은 액추에이터에 관한 정보를 포착하고, 필요한 정보를 디지털화하고, 정보를 표현하기 위해 네트워크 (로컬 네트워크 또는 인터넷)를 통해 원격 장치 (디스플레이 등)에 송신하도록 구성된다.
본 발명의 시스템의 특정 실시형태에서, 상기 시스템은 위에 기재된 바와 같이 하나 초과의 시뮬레이션 장치를 포함한다. 상기 실시형태에서, 시스템은 본 발명에 따른 여러 시뮬레이션 장치가 동일한 증강 현실 및/또는 가상 현실 환경에서 상호작용할 수 있게 하는 장치 각각에 대한 단일 식별 수단을 포함한다.
본 발명의 다른 부분은 사용자가 상기 장치에 의해 증강 현실 및/또는 가상 현실 환경과 상호작용하도록 위에 기재된 장치를 작동시키기 위한 방법이다. 방법은 특징적으로 로드 상에서 손의 두 손가락을 이용한 집게 움직임, 로드를 따라 실질적으로 길이 방향으로 손가락을 이동시키는 단계, 및 해당 목적을 위해 상기 손가락 중 적어도 하나를 이용하여 액추에이터를 활성화시키는 단계를 포함한다.
일반적으로, 위에 기재된 장치, 방법 및 시스템은 용접 재료, 산업용 페인트 및/또는 수술 및/또는 치의학적 절차를 증착시키고/시키거나 제거하는 기술을 시뮬레이션함에 있어서 증강 현실 및/혹은 가상 현실 환경의 표현에 사용하기에 적합하다.
본 발명의 바람직한 용도는 (예를 들어, 용접 전극이 시뮬레이션될 때) 위에 기재된 장치와 물체 사이의 상호작용을 현실적인 방식으로 시뮬레이션할 필요가 있는 AR/VR 시뮬레이터이다. 이러한 유형의 시뮬레이터는 특히 학술 분야에서 유용한데, 이는 이들이 AR/VR의 대응하는 이점 (예컨대, 재료의 절약, 무제한 실시의 허용, 학습 과정의 게임화, 사용자에 대한 화상 위험 없이 학습을 위한 안전한 환경을 가능하게 함 등)을 갖는 수동 기술을 필요로 하는 과정을 실시 및 학습할 수 있게 하기 때문이다. 유리하게는, 장치는 용접 소모품의 적용 및 특정 부피의 재료가 물체에 어떻게 증착 또는 전달되는지를 시뮬레이션할 수 있다. 이러한 방식으로, 터치 액추에이터는 시뮬레이션될 구체적인 용접 과정에 의해 요구되는 바와 같이 충분히 민감하도록 선택될 것이다. 특히, 본 발명의 장치는 용접 재료를 증착시키고/시키거나 제거하는 기술을 시뮬레이션하는 데 사용될 수 있으며, 여기서 시뮬레이션 장치는 TIG (텅스텐 불활성 가스) 용접을 위한 필러 로드의 거동을 시뮬레이션한다. 유리하게는, 터치 센서와의 상호작용은 위에 기재된 바와 같이 사용자가 손가락 중 적어도 하나를 이용하여 가하는 집게 움직임에 따라 실제 용접 동안 용접공이 만들 움직임을 신뢰할 수 있는 방식으로 에뮬레이트한다.
본 출원의 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐, 단어 "포함한다" 및 이의 변형은 다른 기술적 특징, 첨가제, 구성요소 또는 단계를 배제하는 것으로 의도되지 않는다. 당업자에게 있어서, 본 발명의 다른 목적, 이점 및 특징은 부분적으로는 상세한 설명으로부터 그리고 부분적으로는 본 발명의 실시로부터 추론될 것이다.
더욱이, "광학"을 의미하는 것으로 언급될 때 본 발명의 범주 내에서, 이는 "가시" 전자기 스펙트럼으로 제한되는 것으로 의도되지 않고, 오히려 이의 임의의 일부 (자외선, 적외선 등)가 사용될 수 있다. "광학 정보"의 개념은 또한 광학 인식 수단에 의해 판독되거나 획득될 수 있는 인코딩된 정보를 포함하는 임의의 요소를 의미하는 것으로 이해될 것이다. 따라서, 상기 광학 정보는, 이의 인식 또는 판독이 광학 수단 (예를 들어, 카메라)에 의해 수행될 수 있다면, 복수의 물리적 지지체 (이들 중, QR 코드, LED, 이미지, 문자, 바코드, 재귀반사성 구체, 인쇄된 마커 등)에 인코딩될 수 있다. 게다가, "카메라"를 참조할 때, 상기 명명법은 제한되지 않으며, 따라서 이미지 및/또는 비디오 형태의 정보를 획득할 수 있는 임의의 장치와 동등할 것이다. 마지막으로, 용어 "실질적으로"가 사용될 때, 이는 ±10도의 공차 마진을 갖는 각도를 지칭한다.
본 발명의 다음의 설명을 보완하기 위해 사용되는 도면 각각에 대한 간략한 설명이 아래에 제공된다. 상기 도면은 본 발명의 비-제한적인 예로서 제공된 최신 기술 또는 본 발명의 바람직한 실시형태를 지칭한다.
도 1은 이하에서 "제1 실시형태"로서 지칭되는, 본 발명의 특정 실시형태를 예시하며, 여기서 터치 액추에이터는 TIG 용접 동안 용접공에 의해 이루어진 움직임을 에뮬레이트하기 위해 집게 움직임으로 작동된다.
도 2a 내지 도 2j는 제1 실시형태의 장치를 작동시키기 위해 사용자 (예를 들어, 용접공)에 의해 행해진 상이한 손 움직임의 이미지를 도시한다. 구체적으로, 도면 2a 내지 2b는 제 1 집게 움직임에 대응하고, 도 2c 내지 2d는 제 2 집게 움직임에 대응하고, 도 2e 내지 2f는 제 3 집게 움직임에 대응하고, 도 2g 내지 2h는 제 4 집게 움직임에 대응하고, 도 2i 내지 2j는 제 5 집게 움직임에 대응한다. 이러한 바람직한 움직임은 용접 시뮬레이션에 특히 유용하며 실제 용접 작업에서 이루어진 움직임에 대응한다.
도 3a 및 도 3b는 각각 확장되고 압축된 위치에 있는 제1 실시형태의 다른 변형예에 대응하며, 여기서 리코일 요소는 탄성 요소 또는 스프링을 포함하며, 그 압축은 텔레스코픽 로드의 변위를 인코딩하는 데 사용된다.
도 4는 이하에서 "제2 실시형태"로서 지칭되는, 본 발명의 다른 특정 실시형태를 나타내며, 여기서 터치 액추에이터는 하나 이상의 손가락을 그 위로 슬라이딩함으로써 사용자에 의해 작동된다.
도 5a 및 도 5b는 제2 실시형태의 장치를 작동시키기 위해 용접공에 의해 행해지고 바람직하게는 액추에이터의 터치 영역 위로 손가락의 슬라이딩으로 이루어진 손 움직임을 예시한다.
도 6은 이전 단락에 기재된 제2 실시형태의 터치 액추에이터의 일부인 인쇄 회로 기판 (PCB)의 평면도 (좌측) 및 저면도 (우측)를 도시한다. 상기 PCB는 터치 영역 및 전자 부품 케이스를 포함한다.
도 7은 터치 액추에이터를 로드에 커플링하기 위한 가이드가 보여질 수 있는 제2 실시형태의 배면도를 도시한다.
도 8은 증강 또는 가상 현실 환경에서 용접 시뮬레이션 적용을 위한 전체 시스템의 도면을 나타낸다.
도 9a 및 도 9b는 "제3 실시형태"로서 지칭되는 본 발명의 실시형태에서 본 발명에 따른 장치의 가동 요소의 2개의 위치에 대응하는 각각의 도면을 도시하며, 여기서 가동 요소는 로드를 따라 리코일 요소 상에 적어도 부분적으로 배열되어, 상기 리코일 요소를 부분적으로 또는 완전히 외부에서 은폐하고, 후자는 사용자에게 보이지 않는다.
도 10a 및 도 10b는 "제4 실시형태"로서 지칭되는 본 발명의 실시형태에서 본 발명에 따른 장치의 가동 요소의 2개의 위치에 대응하는 각각의 도면을 도시하며, 여기서 정보 처리 수단 및 전송 수단은 로드의 본체의 외부에 배열되고, 이에 대응하는 케이블 및 커넥터에 의해 연결된다.
도 1은 이하에서 "제1 실시형태"로서 지칭되는, 본 발명의 특정 실시형태를 예시하며, 여기서 터치 액추에이터는 TIG 용접 동안 용접공에 의해 이루어진 움직임을 에뮬레이트하기 위해 집게 움직임으로 작동된다.
도 2a 내지 도 2j는 제1 실시형태의 장치를 작동시키기 위해 사용자 (예를 들어, 용접공)에 의해 행해진 상이한 손 움직임의 이미지를 도시한다. 구체적으로, 도면 2a 내지 2b는 제 1 집게 움직임에 대응하고, 도 2c 내지 2d는 제 2 집게 움직임에 대응하고, 도 2e 내지 2f는 제 3 집게 움직임에 대응하고, 도 2g 내지 2h는 제 4 집게 움직임에 대응하고, 도 2i 내지 2j는 제 5 집게 움직임에 대응한다. 이러한 바람직한 움직임은 용접 시뮬레이션에 특히 유용하며 실제 용접 작업에서 이루어진 움직임에 대응한다.
도 3a 및 도 3b는 각각 확장되고 압축된 위치에 있는 제1 실시형태의 다른 변형예에 대응하며, 여기서 리코일 요소는 탄성 요소 또는 스프링을 포함하며, 그 압축은 텔레스코픽 로드의 변위를 인코딩하는 데 사용된다.
도 4는 이하에서 "제2 실시형태"로서 지칭되는, 본 발명의 다른 특정 실시형태를 나타내며, 여기서 터치 액추에이터는 하나 이상의 손가락을 그 위로 슬라이딩함으로써 사용자에 의해 작동된다.
도 5a 및 도 5b는 제2 실시형태의 장치를 작동시키기 위해 용접공에 의해 행해지고 바람직하게는 액추에이터의 터치 영역 위로 손가락의 슬라이딩으로 이루어진 손 움직임을 예시한다.
도 6은 이전 단락에 기재된 제2 실시형태의 터치 액추에이터의 일부인 인쇄 회로 기판 (PCB)의 평면도 (좌측) 및 저면도 (우측)를 도시한다. 상기 PCB는 터치 영역 및 전자 부품 케이스를 포함한다.
도 7은 터치 액추에이터를 로드에 커플링하기 위한 가이드가 보여질 수 있는 제2 실시형태의 배면도를 도시한다.
도 8은 증강 또는 가상 현실 환경에서 용접 시뮬레이션 적용을 위한 전체 시스템의 도면을 나타낸다.
도 9a 및 도 9b는 "제3 실시형태"로서 지칭되는 본 발명의 실시형태에서 본 발명에 따른 장치의 가동 요소의 2개의 위치에 대응하는 각각의 도면을 도시하며, 여기서 가동 요소는 로드를 따라 리코일 요소 상에 적어도 부분적으로 배열되어, 상기 리코일 요소를 부분적으로 또는 완전히 외부에서 은폐하고, 후자는 사용자에게 보이지 않는다.
도 10a 및 도 10b는 "제4 실시형태"로서 지칭되는 본 발명의 실시형태에서 본 발명에 따른 장치의 가동 요소의 2개의 위치에 대응하는 각각의 도면을 도시하며, 여기서 정보 처리 수단 및 전송 수단은 로드의 본체의 외부에 배열되고, 이에 대응하는 케이블 및 커넥터에 의해 연결된다.
위에 기재되고 도 1 내지 10에 묘사된 바와 같이, 본 발명의 주요 목적은 증강 현실 및/또는 가상 현실 환경에서 사용하기에 적합한 시뮬레이션 장치에 관한 것이며, 이는:
- 로드 (1);
- 증강 현실 및/또는 가상 현실 환경에서 로드 (1)의 위치 및 배향을 결정하기 위한 공간 위치 수단; 및
- 로드 (1) 상에 배열된 터치 액추에이터 (2)를 포함하고,
여기서 터치 액추에이터 (2)는 로드 (1)를 따라 실질적으로 길이 방향으로 상기 장치의 사용자의 손의 적어도 손가락의 움직임을 인코딩하기 위한 인코딩 수단을 포함한다.
특정 실시형태에서, 공간 위치 수단은 로드 (1) 상에 배열된 하나 이상의 마커 (3)를 포함하며, 이는 바람직하게는 제1 광학 획득 수단 (4)에 의한 획득에 적합한 광학 정보로 인코딩된다 (예를 들어, 상기 수단은 장치 외부의 수동 카메라를 포함할 수 있다). 마찬가지로, 본 발명의 범주 내에서, 터치 액추에이터 (2)는 손가락으로 작동될 수 있고 상기 손가락으로 사용자에 의해 행해진 움직임으로부터 전기기계 및/또는 전자 수단에 의해 장치에 대한 정보의 입력을 생성할 수 있는 임의의 유형의 액추에이터를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
특정 실시형태로서, 청구범위의 범주를 전혀 제한하지 않는 방식으로, TIG 용접에 사용하기 위한 장치와 관련하여 본 발명의 장치의 가능한 구현의 4개의 실시예가 아래에 설명된다. 그러나, 상기 실시예 각각에 기재된 기술적 요소는 선택적인 방식으로 서로 조합되어, 본 발명의 추가적인 실시형태를 야기할 수 있다.
제1 실시형태
도 1에 묘사된 이러한 바람직한 실시형태는 용접공에 의해 사용되는 TIG 로드 (1)를 증착시키기 위한 기술의 움직임을 전기기계적으로 재현한다. 상기 움직임은 도 2a 내지 2j에 예시된 바와 같이 TIG 로드 (1)를 선형으로 변위시키기 위해 손가락으로 핀칭하는 것에 기반한다. 구체적으로, 상기 도 2a 내지 2j는 제1 실시형태를 작동시키고 이에 의해 용접 재료의 증착을 시뮬레이션하기 위한 바람직한 집게 움직임을 포함한다. 본 발명의 경우에, 사용자는 선형으로 이동될 터치 액추에이터 (2)의 가동 요소 (5)를 집을 것이다. 손가락의 언급된 움직임이 도 2a 내지 2j에 예시된 실시형태에서 상세히 재현되지만, 이들은 또한 일반적으로 본원에 기재된 본 발명의 실시형태 중 임의의 것에 적용가능하다.
유리하게는, 본 발명에서, 가동 요소 (5)의 선형 움직임은 고정 상태로 유지되는 로드 (1)를 따라 이루어지고, 상기 움직임은 처리 수단 (6), 특히 전기 기계 및/또는 전자 선형 측정 시스템에 의해 검출 및 측정된다. 변위는 바람직하게는 TIG 용접을 위한 증강 현실을 이용한 시뮬레이션을 통해 변위에 비례하는 재료의 전달로 변환될 것이다. 더욱이, 사용자가 제스처를 다중 회 반복할 수 있도록 하기 위해, 본 발명의 장치는 사용자가 가동 요소 (5)를 해제할 때 초기 위치로 복귀하여 새로운 측정을 위해 이를 준비하는 리코일 요소 (7)를 포함한다. 마찬가지로, 본 발명의 실시형태 중 임의의 것에서, 가동 요소 (5)의 대기 위치는 유리하게는 대응하는 조정 수단을 통해 조정될 수 있다. 상기 조정의 결과로서, 상기 대기 위치에서 마커 (3)와 가동 요소 (5) 사이의 상대적 거리를 줄이는 것이 가능하다. 이에 의해, 본 발명의 장치의 기능은 각각의 사용자의 손 크기 및 손가락 길이의 측정에 맞게 조정될 수 있으며, 이는 더 나은 인체 공학을 초래한다.
결과적으로, 로드 (1)는 주로 TIG 재료를 증착시키기 위한 센서의 강성 및 고정 부분을 포함한다. 이 요소의 주요 기능은 사용자를 위한 그립 포인트 역할을 하는 것 외에도 가동 요소 (5)의 선형 움직임을 위한 가이드 역할을 한다. 본 실시형태 또는 본 발명의 다른 실시형태에서, 로드 (1) 는 5 mm 의 최대 직경을 갖고 가변 길이를 갖는다. 로드 (1)는 중공형 또는 대안적으로 고체일 수 있다. 중공형일 때, 로드 (1)는 내부에 제2 광학 이미지 획득 수단 (8)을 수용할 수 있다. 추가적으로, 로드 (1)의 중량은 그 길이를 따라 불균일한 방식으로 조정될 수 있으며, 따라서 사용자의 손에서 균형을 맞추기 위한 위치를 조정할 수 있다.
위에 언급된 바와 같이, 가동 요소 (5)는 사용자가 재료를 증착시키는 제스처를 수행하기 위해 자신의 손가락으로 집는 장치의 일부이다. 이를 위해, 가동 요소 (5)는 바람직하게는 오리피스 또는 갭 (원통형 또는 대략 원통형 형상을 가짐)을 가지며, 그 결과 로드 (1)를 따라 슬라이딩될 수 있다. 가장 일반적인 형상은 길이가 5 cm인 튜브이지만, 다른 실시형태에서는 손가락으로 잡기에 더 인체공학적으로 만들기 위해 다른 치수를 채택할 수 있다.
리코일 요소 (7)는 사용자가 증착 제스처를 완료하면, 즉, 사용자가 가동 요소 (5)를 해제할 때 가동 요소 (5)가 초기 위치로 복귀하는 것을 담당한다. 이 리코일 요소 (7)는 로드 (1) 및 가동 요소 (5)에 연결되며, 예를 들어, 스프링 또는 탄성 요소일 수 있다. 가동 요소 (5)가 항상 동일한 초기 기준점 (즉, 대기 위치)으로 복귀하는 것을 보장하기 위해, 정지부 (9)가 상기 초기 지점을 한정하는 로드 (1) 상에 추가적으로 배열될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 처리 수단 (6)은 가동 요소 (5)를 통한 증착 제스처 움직임을 측정하고 이를 USB와 같은 컴퓨터와 호환가능한 통신 프로토콜을 통해 송신하는 것을 담당하는 전기기계식 선형 측정 시스템을 포함한다. 사용자의 하나 이상의 손가락의 움직임 (변위)의 측정은 결과적으로 다음 요소 중 적어도 하나를 포함하는, 하나 이상의 접촉 센서 (10)를 포함하는 터치 액추에이터 (2)를 통해 수행될 수 있다: 선형 또는 각도 전위차계, 용량성 또는 저항성 선형 센서, 홀 효과 센서 (또는 다른 자기 센서), 압력 센서 또는 심지어 회전식 인코더. 이 접촉 센서 (10)는 샤프트, 텐서 또는 케이블로 가동 요소 (5)에 연결된다. 접촉 센서 (10)는 처리 수단 (6), 예를 들어, 정보 전송 수단 (11) 및 통신 프로토콜을 통해 송신된 전기-디지털 정보를 AR/VR 환경의 시뮬레이터로 변환하는 것을 담당하는 마이크로컨트롤러 또는 CPU (컴퓨터 처리 유닛)에 전자적으로 연결되며, 여기서 상기 정보는 시뮬레이션을 업데이트하기 위한 정보의 소스로서 사용된다.
이 실시형태의 다른 변형예가 도 3a 및 도 3b에 도시되어 있으며, 여기서 리코일 요소 (7)는 스프링을 포함하며, 스프링의 압축은 텔레스코픽 로드 (1)의 변위를 인코딩하는 데 사용된다. 특히, 도 3a는 로드 (1)에 위치된 스프링의 연장 위치 (또는 대기 위치)에 대응하는 반면, 도3b는 상기 스프링의 압축 위치에 대응한다. 상기 압축은 터치 액추에이터 (2)에 의해 측정되고, 위에 기재된 바와 같이 터치 액추에이터 (2)에 포함된 센서 (10) 중 임의의 것을 통해 사용자에 의해 수행된 변위의 판독값 (이는 차례로 증착된 재료의 부피로서 인코딩될 것임)으로 전환된다.
제2 실시형태
이 실시형태는 도 4에 도시되어 있다. TIG 용접에 대한 장치의 이러한 실시형태의 터치 액추에이터 (2)는 가요성 인쇄 회로 기판 (PCB), 구체적으로 용량성 전자 기판을 포함하며, 이는 사용자의 손가락이 그 위로 슬라이딩하는 것을 검출하는 접촉 센서 (10), 및 상기 슬라이딩을 VR/AR 환경에서 시뮬레이션된 재료의 부피를 증착시키는 것으로 변환하는 처리 수단 (6)을 포함한다. PCB는 로드 (1)에 이를 고정할 수 있는 인체 공학적 지지체 상에 배치된다.
사용자는 정지 상태로 유지되는 터치 영역 (12) (도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 터치 영역 (12) 위로 손가락을 슬라이딩함으로써)에서 기판 상에서 선형 움직임을 수행한다. 움직임은 접촉 센서 (10)에 의해 검출되고, TIG 용접을 위한 증강 현실을 갖는 시뮬레이션에 대한 정보의 입력으로서 사용하기 위해, 처리 수단 (6)에 의해, 기록된 변위에 비례하는 재료의 특정 증착으로 변환된다. 가요성 재료로 제조된 PCB는 지금까지 용접 연습을 시뮬레이션하는 데 사용되어 왔던 탄소 섬유 로드 (1)에 대한 PCB의 고정을 허용하는 기계적 지지체에 커플링되어, 솔루션을 인체 공학적이고 사실적으로 만들 것이다.
제안된 용량성 센서는 임의의 특이적인 입력 오리피스를 갖지 않고 로드 (1)를 따라 2개의 길이 방향 변위의 방향 중 임의의 방향으로 배치될 수 있는 로드 (1)에 대한 조립 지지체에 위치될 것이며, 이는 사용자 경험을 용이하게 한다.
이 실시형태에서, 터치 액추에이터 (2)의 주요 구성요소는 가요성 재료로 제조되고 약 0.2 mm의 두께를 갖는 흑색의 2-레이어 PCB 전자 기판을 포함하고, 대략 15 mm의 폭 및 80 mm의 길이의 치수를 갖는다. 도 6에 예시된 바와 같이, PCB의 상부 (넓은 영역)에는 전자 부품 (마이크로컨트롤러, 저항기, 커패시터, 전압 조정기 등)을 포함하는 케이스 (13) 또는 케이싱이 있다. 게다가, 재료의 증착을 시뮬레이션하기 위해 손가락이 변위되는 터치 영역 (12) 또는 사용자에 노출된 PCB의 부분은 하부 부분 (구성요소가 없고 백색 라인 사이에 구분된 좁은 영역)에 위치된다.
이 전자 기판의 작동 원리는, 복수의 커패시터와 연관된, 회로에 대한 손가락의 근접성을 용량성 방식으로 검출하는 2개의 터치 영역 (12) 또는 패드의 생성으로 이루어진다. 이들 2개의 터치 영역 (12)을 따른 지문의 위치에 따라, 터치 액추에이터 (2)는 정보를 포착한 다음, 처리 수단 (6)은 상기 정보를 손가락의 정확한 위치를 표시하는 데이터 또는 신호로 변환한다.
이 PCB는 바람직하게는 연속적인 저전압 소스 (예를 들어, 5V)에 의해 공급되며, 이 경우 예를 들어, USB 케이블을 포함하는 정보 전송 수단 (11)을 통해 손가락의 위치에 대한 데이터를 전송할 것이다. 상기 케이블은 바람직하게는 PCB 기판이 분리되는 것을 방지하기 위해 PCB 기판에 직접 용접된다.
PCB를 조립하기 위해, (도 5a 내지 5b에 도시된 바와 같이) 다양한 방식으로 이를 유지하고 작동시킬 수 있는 인체 공학적 지지체가 사용될 수 있으며, 이들 모두는 실제 용접 기술을 학습하는 데 유용하고, 재료를 증착할 때 선호도에 따라 각각의 사용자의 요구에 맞게 개조된다. 이 케이싱 (13)은 바람직하게는 유용한 영역을 나타내는 와일 프레임(while frame)에 의해 둘러싸인 터치 영역 (12)을 제외하고 전체 PCB를 덮는다. 지지체는 임의의 다른 방식으로 전자 기판을 나사 결합, 접착 또는 고정할 필요 없이 전자 기판을 그 위에 조립할 수 있게 한다. 터치 영역 (12')은 길이 방향으로 원통형인 로드 (1)를 둘러싸는 만곡된 표면 상에 놓이고, 케이싱 내에 배열된 가이드 (14)의 결과로서 전체 둘레에 고정된다. 커버는 전자 부품 케이스 (13)를 덮고, 그 위에 압력을 가함으로써 USB 케이블을 고정할 것이다.
제조 및 조립 과정은 아래에서 상세히 설명된다. 먼저, 조립된 PCB 기판은 USB 케이블이 용접되어야 하는 모든 구성요소와 함께 수용된다. 일단 둘 모두가 부착되면, PCB는 케이싱 (13)의 상부 영역으로부터 하부 영역으로 도입되고, 도 7에 도시된 바와 같이, 해당 목적을 위해 배열된 가이드 (14)에 의해 길이 방향으로 약간 구부러진 터치 영역 (12)을 주의 깊게 변위시킨다. 케이싱에 접착되어야 하는 커버를 갖는 조립체가 밀폐된다. 마지막으로, 로드 (1)는 장치의 후방 영역을 통해 도입된다. 추가적으로, 로드 (1)는 제2 광학 수단 (8), 특히 내시경 카메라를 배열하기 위한 갭을 내부에 포함한다.
도 8은 가상 또는 증강 현실 시뮬레이션에서 사용하기 위해 장착되고 위에 기재된 바와 같은 적어도 하나의 시뮬레이션 장치를 포함하는, 본 발명에 따른 바람직한 예시적인 시스템에 대응한다. 이 경우, 제1 광학 수단 (4)의 하나 이상의 수동 카메라는 가상 또는 증강 현실 환경에서 시뮬레이션된 용접 작업이 적용되는 부품 (16)에 대한 작업을 위해 사용자가 착용 착용하는 용접 마스크 (15)에 배치된다. 용접 마스크 (15)는 가상 또는 증강 현실 환경을 디스플레이하기 위한 그래픽 표현 수단을 포함한다. 사용자는 위에 기재된 실시형태 중 임의의 것에 따른 본 발명의 장치에 의해 시뮬레이션된 작업을 수행한다. 대안적인 실시형태에서, 본 발명에 따른 적어도 하나의 장치를 포함하는 시스템은 상호작용 (예를 들어, 재료의 추가)을 시뮬레이션하기 위해 임의의 가상 또는 증강 현실 환경에서 사용될 수 있다.
제3 실시형태
도 9a 내지 도 9b는 본 발명의 실시형태에 따른 본 발명에 따른 장치의 각각의 도면을 도시하며, 여기서 가동 요소 (5)는 로드 (1)를 따라 리코일 요소 (7) (가동 요소 (5) 내부에 배열되기 때문에 도면에 묘사되지 않음) 상에 적어도 부분적으로 배열되고, 따라서 상기 리코일 요소 (7)를 부분적으로 또는 완전히 은폐하고, 후자는 사용자에게 보이지 않는다.
제4 실시형태
도 10a 내지 도 10b는 본 발명의 실시형태에 따른 본 발명에 따른 장치의 각각의 도면을 도시하며, 정보 처리 수단 (6) 및/또는 전송 수단 (11)이 로드 (1)의 본체 외부에 배열되고, 케이블 (17) 및 대응하는 커넥터 (18) (도 9a 내지 9b에 또한 묘사됨)에 의해 본체에 연결된다.
다른 바람직한 실시형태
대안적으로, USB 통신은 블루투스 또는 일반적으로 임의의 다른 무선 통신 프로토콜로 대체될 수 있다.
장치의 다른 대안적인 실시형태는 USB 케이블이 통과하는 고정 요소 (예를 들어, 사용자의 손목에 부착된 벨크로 스트랩 (Velcro strap))를 포함하여, 로드 (1)를 불안정하게 하는 것 또는 이의 임의의 원치 않는 회전 (turning)을 방지한다.
본 발명의 다른 실시형태는 제1 실시형태의 변형예이며, 제2 광학 수단 (8), 예를 들어, 내시경 카메라를 수용하기 위한 중공 로드 (1)를 추가로 포함한다.
본 발명의 추가의 추가적인 실시형태에서, 비-광학 센서 (경사계 등)는 재료를 증착하거나 제거하는 것보다 더 복잡한 VR/AR 환경 상호작용에서 인코딩을 허용하는 추가적인 정보 (장치가 사용되는 속도, 배향 등)를 제공한다.
본 발명의 대안적인 실시형태에서, 터치 액추에이터 (4) 및 로드 (1)는 내부에 통합된다. 예를 들어, 이러한 실시형태에서, 인쇄 회로 기판은 강성 또는 바람직하게는 가요성일 수 있고, 로드를 둘러싸도록 배열될 로드 (1)의 형상에 적응가능할 수 있다.
1: 로드
2: 터치 액추에이터
3: 마커
4: 제1 광학 획득 수단
5: 가동 요소
6: 처리 수단
7: 리코일 요소
8: 제2 광학 이미지 획득 수단
9: 정지부
10: 접촉 센서
11: 정보 전송 수단
12: 터치 영역
13: 전자 부품 케이스
14: 가이드
15: 용접 마스크
16: 부품
17: 케이블
18: 커넥터
2: 터치 액추에이터
3: 마커
4: 제1 광학 획득 수단
5: 가동 요소
6: 처리 수단
7: 리코일 요소
8: 제2 광학 이미지 획득 수단
9: 정지부
10: 접촉 센서
11: 정보 전송 수단
12: 터치 영역
13: 전자 부품 케이스
14: 가이드
15: 용접 마스크
16: 부품
17: 케이블
18: 커넥터
Claims (20)
- 증강 현실 및/또는 가상 현실 환경에서 사용하기에 적합한 시뮬레이션 장치로서,
로드 (1);
증강 현실 및/또는 가상 현실 환경에서 로드 (1)의 위치 및 배향을 결정하기 위해 제1 광학 획득 수단 (4)에 의한 인식을 위해 개조된 로드 (1) 상에 배열된 공간 위치 수단; 및
상기 로드 (1) 상에 배열된 터치 액추에이터 (2)를 포함하고,
상기 장치는 액추에이터 (2)가 로드 (1)를 따라 실질적으로 길이 방향으로 상기 장치의 사용자의 손의 적어도 손가락의 움직임을 인코딩하기 위한 인코딩 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치. - 제1항에 있어서,
상기 로드 (1)의 공간 위치 수단이, 상기 로드 상에 배열되고 제1 광학 획득 수단 (4)에 의한 인식에 적합한 광학 정보로 인코딩되는 마커 (3); 내부에 수용되거나 로드 (1)에 부착된 제2 광학 이미지 획득 수단 (8); 전자기 센서 및/또는 적외선 센서 중 하나 이상을 포함하는, 장치. - 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 비-광학 센서를 추가로 포함하며, 여기서 상기 비-광학 센서가 관성 센서, 3-축 경사계, 햅틱 센서, 열 센서, 기계적 센서 또는 전자기 센서 중 하나 이상을 포함하는, 장치. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 터치 액추에이터 (2)가 로드 (1)에 일체로 부착되고 접촉 센서 (10)를 포함하는, 장치. - 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 액추에이터 (2)가 로드 (1)에 대해 가동적인 요소 (5)를 포함하는, 장치. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
로드 (1)를 따라 기준 위치에 가동 요소 (5)를 위치시키도록 개조된 가동 요소 (5)에 연결된 리코일 요소 (7)를 추가로 포함하는, 장치. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 로드 (1)가 로드 (1)를 따라 기준 위치를 한정하는 정지부 (9)를 포함하는, 장치. - 제6항 또는 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리코일 요소 (7)가 로드 (1) 및 가동 요소 (5)에 연결되는, 장치. - 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리코일 요소 (7)가 스프링 또는 탄성 요소를 포함하는, 장치. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가동 요소가 로드 (1)를 따라 리코일 요소 (7)에 적어도 부분적으로 배열되어, 상기 리코일 요소 (7)를 부분적으로 또는 완전히 외부에서 은폐하는, 장치. - 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 인코딩 수단이 가동 요소 (5)에 연결되는, 장치. - 제5항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가동 요소 (5)가 로드 (1)를 따라 움직이기 위한 가이드를 추가로 포함하는, 장치. - 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 인코딩 수단이 가동 요소 (5) 및/또는 리코일 요소 (7)에 연결되는, 장치. - 제5항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 로드 (1)를 따라 가동 요소 (5)의 대기 위치 (1)를 조정하기 위한 조정 수단을 추가로 포함하는, 장치. - 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 터치 액추에이터 (2)에 의해 생성된 정보를 인코딩하기 위한 처리 수단 (6) 및/또는 전송 수단 (11)을 포함하는, 장치. - 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정보 처리 수단 (6) 및/또는 전송 수단 (11)이 로드 (1)의 본체 외부에 배열되고, 케이블 (17) 및/또는 대응하는 커넥터 (18)에 의해 본체에 연결되는, 장치. - 제15항 또는 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전송 수단 (11)이 무선 유형인, 장치. - 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 터치 액추에이터 (2)가 가요성 인쇄 회로 기판, 선형 또는 각도 전위차계, 용량성 또는 저항성 센서, 홀 효과 센서 또는 회전식 인코더 중 하나 이상을 포함하는, 장치. - 증강 현실 및/또는 가상 현실 시스템으로서,
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 장치;
증강 현실 및/또는 가상 현실 환경을 나타내는 시뮬레이터;
제1 광학 이미지 획득 수단 (4);
선택적으로, 제2 광학 이미지 획득 수단 (8);
제1 광학 수단 (4), 선택적으로 제2 광학 수단 (8), 및/또는 액추에이터 (2)에 의해 제공되는 상호작용에 관한 정보에 의해 획득된 이미지에 기반하여 증강 현실 및/또는 가상 현실 환경과 사용자의 상호작용을 표현하도록 구성된 디스플레이 수단;
액추에이터 (2)에 의해 제공된 정보를 디스플레이 수단에 실시간으로 기록, 처리 또는 전송하도록 구성된 소프트웨어/하드웨어 수단을 포함하는 정보 저장 및/또는 처리 유닛을 포함하는, 시스템. - 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 장치에 의해 또는 제19항에 따른 시스템에 의해 증강 현실 및/또는 가상 현실 환경과 사용자의 상호작용을 위한 방법으로서,
로드 (1) 상의 손의 두 손가락을 이용한 이용한 집게 움직임, 로드를 따라 실질적으로 길이 방향으로 손가락을 이동시키는 단계, 및 해당 목적을 위해 상기 손가락 중 적어도 하나를 이용하여 액추에이터 (2)를 활성화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
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