WO2018034412A1 - 증강현실 또는 가상현실 구현 기기와 연동되는 햅틱 디바이스 - Google Patents

증강현실 또는 가상현실 구현 기기와 연동되는 햅틱 디바이스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 증강현실 또는 가상현실 구현 기기와 연동되는 햅틱 디바이스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 특정 동작으로 증강현실 또는 가상현실 내의 환경변화를 일으킬 수 있고, 증강현실 또는 가상현실 내의 환경변화에 따라 사용자에게 진동신호를 제공할 수 있는 증강현실 또는 가상현실 구현 기기와 연동되는 햅틱 디바이스에 관한 것이다. 본 발명의 증강현실 또는 가상현실 구현 기기와 연동되는 햅틱 디바이스는, 사용자가 파지할 수 있는 본체; 상기 본체에 설치되어 상기 본체의 위치 또는 자세 또는 동작을 감지하는 센서부; 상기 본체에 설치되고 증강현실 또는 가상현실 구현 기기와 통신하기 위한 통신부; 및 상기 본체에 설치되어 상기 본체에 진동을 발생시키는 진동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

증강현실 또는 가상현실 구현 기기와 연동되는 햅틱 디바이스
본 발명은 증강현실 또는 가상현실 구현 기기와 연동되는 햅틱 디바이스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 특정 동작으로 증강현실 또는 가상현실 내의 환경변화를 일으킬 수 있고, 증강현실 또는 가상현실 내의 환경변화에 따라 사용자에게 진동신호를 제공할 수 있는 증강현실 또는 가상현실 구현 기기와 연동되는 햅틱 디바이스에 관한 것이다.
증강현실(AR)은 실시간으로 사용자에게 디스플레이하기 위한 증강정보와 현실 세계의 장면을 혼합하여 현실 세계 및 컴퓨터 생성 데이터를 결합한 것에 초점을 맞출 수 있다. 이러한 AR의 범위는 광고, 내비게이션, 오락 등과 같은 광범위한 애플리케이션 영역으로 확장되어 제공되고 있다.
증강현실(AR) 환경에서 사용자는 인공적 또는 가상적 그래픽스를 사용자 주변의 실제 자연환경들과 통합하여 볼 수 있다. 예를 들어 사용자는 증강현실 고글 등을 통해 사용자 주변의 실제 자연환경들 내부에 임의적으로 디스플레이된 그래픽스를 볼 수 있다.
그러나 일반적으로 제공되고 있는 증강현실(AR)은 고글이나 화면을 구비한 전자기기 등을 통해 사용자의 시각에 의존한 증강현실을 제공하고 있다. 이에 따라 종래의 증강현실은 사용자의 몰입도가 감소하게 되고 다양한 증강현실 콘텐츠를 활용하는데 한계가 있다.
(선행기술문헌)
(특허문헌 1) 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0068827호(2016.06.15.)
(특허문헌 2) 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0068837호(2016.06.15.)
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 특정 동작으로 증강현실 또는 가상현실 내의 환경변화를 일으킬 수 있고, 증강현실 또는 가상현실 내의 환경변화에 따라 사용자에게 진동신호를 제공할 수 있는 증강현실 또는 가상현실 구현 기기와 연동되는 햅틱 디바이스를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 증강현실 또는 가상현실 구현 기기와 연동되는 햅틱 디바이스는, 사용자가 파지할 수 있는 본체; 상기 본체에 설치되어 상기 본체의 위치 또는 자세 또는 동작을 감지하는 센서부; 상기 본체에 설치되고 증강현실 또는 가상현실 구현 기기와 통신하기 위한 통신부; 및 상기 본체에 설치되어 상기 본체에 진동을 발생시키는 진동부를 포함한다.
그리고 상기 통신부는 상기 기기에 의해 구현되는 증강현실 또는 가상현실 내의 환경변화에 따라 상기 기기로부터 수신신호를 수신하고, 상기 진동부는 상기 수신신호가 수신되면 상기 본체에 진동을 발생시킨다.
그리고 상기 수신신호는 서로 다른 복수의 신호 중 어느 하나의 신호이고, 상기 진동부는 상기 수신신호에 따라 진동의 세기, 주기 중 어느 하나 이상이 다른 진동을 발생시킨다.
또한, 본 발명의 증강현실 또는 가상현실 구현 기기와 연동되는 햅틱 디바이스는 상기 본체에 설치되어 상기 통신부 및 진동부를 작동시키는 제어부를 더 포함하고, 상기 동작은 상기 제어부에 미리 저장되며, 상기 센서부는 상기 본체의 위치변화 또는 상기 동작의 구현을 감지하고, 상기 통신부는 상기 본체의 위치변화 또는 상기 동작의 구현에 따른 발신신호를 상기 기기로 전달한다.
그리고 상기 통신부로부터 상기 기기로 전달되는 상기 발신신호에 따라 상기 증강현실 또는 가상현실 내의 환경이 변화하고, 상기 증강현실 또는 가상현실 내의 환경변화에 따라 상기 통신부는 상기 기기로부터 수신신호를 수신한다.
그리고 상기 동작은 직선 운동, 포물선 운동, 원 운동, 회전 운동 중 어느 하나이다.
그리고 상기 진동부는 상기 동작에 따라 진동의 세기, 주기 중 어느 하나 이상이 다른 진동을 발생시킨다.
그리고 상기 센서부는 가속도 센서, 자이로 센서, 지자기 센서 중 어느 하나 이상을 포함한다.
본 발명의 증강현실 또는 가상현실 구현 기기와 연동되는 햅틱 디바이스는 특정 동작으로 증강현실 또는 가상현실 내의 환경변화를 일으킬 수 있고, 증강현실 또는 가상현실 내의 환경변화에 따라 사용자에게 진동신호를 제공함으로써, 사용자가 느끼는 증강현실 또는 가상현실의 몰입감을 배가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 증강현실 또는 가상현실 구현 기기 및 이와 연동되는 햅틱 디바이스를 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 증강현실 또는 가상현실 구현 기기 및 이와 연동되는 햅틱 디바이스의 사용예를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 디바이스로 구현되는 동작형태를 예시한 도면.
(부호의 설명)
100 : 햅틱 디바이스,
10 : 본체,
20 : 센서부,
30 : 통신부,
40 : 진동부,
50 : 제어부,
200 : AR/VR 기기,
본 발명은 특정 동작으로 증강현실 또는 가상현실 내의 환경변화를 일으킬 수 있고, 증강현실 또는 가상현실 내의 환경변화에 따라 사용자에게 진동신호를 제공할 수 있는 증강현실 또는 가상현실 구현 기기와 연동되는 햅틱 디바이스에 관한 것이다. 증강현실 또는 가상현실을 구현하는 기기는 스마트폰과 같은 휴대단말기, 증강현실 또는 가상현실 전용 기기, 각종 스마트 웨어러블 기기 등이 될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 증강현실 또는 가상현실 구현 기기와 연동되는 햅틱 디바디스(100)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본체(10), 센서부(20), 통신부(30), 진동부(40) 및 제어부(50)로 이루어진다.
본체(10)는 대략 구(毬) 현상이고, 내부에 수용공간이 형성된다. 이러한 본체(10)는 사용자가 한 손으로 파지할 수 있고 휴대할 수 있는 크기로 형성된다. 본 실시예에서 본체(10)는 구 형상이지만 사용자가 한 손으로 파지할 수 있는 다양한 크기 및 형상으로 형성될 수 있다. 그리고 본체(10)는 센서부(20), 통신부(30), 진동부(40), 제어부(50) 등으로 전원을 공급하기 위하여 배터리(미도시)를 구비할 수 있다. 그리고 본체(10)는 개폐 가능한 형태로 제작될 수 있다.
센서부(20)는 본체(10)의 내부에 설치되어 본체(10)의 위치 또는 동작을 감지한다. 본체(10)를 이용하여 구현할 수 있는 동작은 제어부(50)에 미리 저장된다. 구체적으로 본체(10)의 위치변화는 상하방향 위치변화 또는 수평방향 위치변화 그리고 회전 등의 자세변화가 될 수 있고, 도 2에 도시된 바와 같이 본체(10)의 위치변화, 자세변화, 동작 구현은 본체(10)를 파지하고 있는 사용자에 의해 이루어지며, 사용자에 의한 본체(10)의 동작 구현은 도 3에 도시된 바와 같은 직선 운동, 포물선 운동, 원 운동, 회전 운동 중 어느 하나가 될 수 있다. 이러한 본체(10)의 위치변화, 자세변화 또는 동작 구현을 감지하기 위하여, 센서부(20)는 가속도 센서, 자이로 센서, 지자기 센서 중 어느 하나 이상을 포함한다. 또한, 상기의 센서 외에 다양한 센서를 추가할 수도 있다.
통신부(30)는 본체(10)의 내부에 설치되고 증강현실 또는 가상현실 구현 기기(이하, AR/VR 기기(200))와 통신하기 위한 장치이다. 이러한 통신부(30)는 AR/VR 기기(200)에 의해 구현되는 증강현실 또는 가장현실 내의 환경변화에 따라 AR/VR 기기(200)로부터 수신신호를 수신하거나, 본체(10)의 위치변화, 자세변화 또는 동작의 구현에 따른 발신신호를 AR/VR 기기(200)로 전달한다. 통신부(30)는 블루투스, 와이파이 등 다양한 통신수단을 이용할 수 있다.
증강현실 또는 가상현실 내의 환경변화란 증강현실 또는 가상현실에 맞는 이벤트 발생, 목적/목표 달성의 성패 등이 될 수 있고, 수신신호는 증강현실 또는 가상현실 내의 다양한 환경변화에 대응되는 복수의 신호 중 어느 하나의 신호가 될 수 있다. 그리고 발신신호는 센서부(20)에 의해 감지된 본체(10)의 위치변화, 자세변화 또는 특정 동작에 대응되는 신호이며, 통신부(30)를 통해 AR/VR 기기(200)로 전달되어 증강현실 또는 가상현실 내의 환경변화를 일으킨다.
진동부(40)는 본체(10)의 내부에 설치되어 본체(10)에 진동을 발생시킨다. 구체적으로 진동부(40)는 AR/VR 기기(200)로부터 수신신호가 수신되면 본체(10)에 진동을 발생시키거나 본체(10)의 위치변화, 자세변화 또는 동작의 구현에 따라 본체(10)에 진동을 발생시킬 수 있다. 이러한 진동부(40)는 등록특허공보 제10-1434264호, 등록특허공보 제10-1583641호 등에 공지되어 있는 햅틱 액추에이터를 이용하거나 그 외 다양한 형태의 진동모듈을 이용할 수 있다.
먼저, 통신부(30)를 통해 AR/VR 기기(200)로부터 수신신호가 수신되면 상기 본체(10)에 진동을 발생시킴으로써 사용자에게 증강현실 또는 가상현실에서 이벤트가 발생하거나 목적/목표 달성의 성패에 대한 정보를 제공한다. 그리고 진동부(40)는 다양한 수신신호에 따라 진동의 세기, 주기 등이 다른 진동을 발생시켜 사용자가 각각의 진동을 구별할 수 있게 함으로써 증강현실 또는 가상현실에서 발생한 환경변화의 종류를 인지할 수 있다.
또한, 진동부(40)는 본체(10)의 동작에 따라 진동의 세기, 주기 등이 다른 진동을 발생시켜 사용자가 의도한 동작이 맞는지 확인할 수 있도록 피드백 신호를 제공할 수 있다.
제어부(50)는 본체(10)의 내부에 설치되어 통신부(30) 및 진동부(40)를 작동시킨다.
다음은 본 발명의 실시예에 따른 증강현실 또는 가상현실 구현 기기와 연동되는 햅틱 디바디스(100)의 사용방법에 대하여 설명한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 디바디스(100)는 증강현실 또는 가상현실 구현 기기와 연동하는 것으로서, 증강현실 또는 가상현실 내에서 이벤트가 발생하거나 목적/목표 달성의 성패가 결정되면 AR/VR 기기(200)에서 특정 환경변화 상황에 해당하는 수신신호가 발생하고, 통신부(30)가 상기 수신신호를 수신하면 제어부(50)는 상기 수신신호에 따라 진동부(40)를 작동시켜 특정 세기 및 주기의 진동을 발생시킨다. 이에 따라 본체(10)를 파지하고 있는 사용자는 증강현실 또는 가상현실 내의 이벤트 발생이나 목적/목표 달성의 성패를 확인할 수 있다.
또한, 사용자는 본체(10)를 이동시키거나 특정 동작을 수행함으로써 증강현실 또는 가상현실 내의 환경변화를 일으킬 수 있다. 즉 사용자는 본체(10)를 상하방향이나 수평방향으로 이동시키거나 본체(10)의 자세를 변경할 수 있고, 직선 운동, 포물선 운동, 원 운동, 회전 운동 등의 동작을 구현할 수 있다. 이러한 본체(10)의 위치변화, 자세변화 또는 동작의 구현에 따라 특정 발신신호가 발생하고, 해당 발신신호는 통신부(30)를 통해 AR/VR 기기(200)로 전달되어 증강현실 또는 가상현실 내에서 임무 수행을 위한 명령이 된다. 그리고 사용자에 의해 구현되는 본체(10)의 직선 운동, 포물선 운동, 원 운동, 회전 운동은 센서부(20)와 제어부(50)에 의해 감지 및 판별되고 진동부(40)는 각 동작에 따라 서로 다른 진동을 발생시켜 사용자가 구현된 동작을 촉각으로 확인할 수 있다. 또는, 사용자가 구현해야 할 특정 동작이 제대로 구현되었는지 판단하여 해당 동작의 구현 유무를 판별하는 진동을 발생시킬 수도 있다.
이와 같이 AR/VR 기기(200)와 연동하여 증강현실 또는 가상현실 내의 환경변화를 일으키고 증강현실 또는 가상현실 내의 환경변화나 본체(10)의 위치변화, 자세변화 또는 동작의 구현에 따라 진동을 발생시켜 사용자가 촉각을 통해 인지할 수 있게 함으로써, 사용자가 느끼는 증강현실 또는 가상현실의 몰입감을 배가시킬 수 있다.
본 발명에 따른 증강현실 또는 가상현실 구현 기기와 연동되는 햅틱 디바이스는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

Claims (8)

  1. 사용자가 파지할 수 있는 본체;
    상기 본체에 설치되어 상기 본체의 위치 또는 자세 또는 동작을 감지하는 센서부;
    상기 본체에 설치되고 증강현실 또는 가상현실 구현 기기와 통신하기 위한 통신부; 및
    상기 본체에 설치되어 상기 본체에 진동을 발생시키는 진동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 증강현실 또는 가상현실 구현 기기와 연동되는 햅틱 디바이스.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 통신부는 상기 기기에 의해 구현되는 증강현실 또는 가상현실 내의 환경변화에 따라 상기 기기로부터 수신신호를 수신하고,
    상기 진동부는 상기 수신신호가 수신되면 상기 본체에 진동을 발생시키는 것을 특징으로 하는 증강현실 또는 가상현실 구현 기기와 연동되는 햅틱 디바이스.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 수신신호는 서로 다른 복수의 신호 중 어느 하나의 신호이고,
    상기 진동부는 상기 수신신호에 따라 진동의 세기, 주기 중 어느 하나 이상이 다른 진동을 발생시키는 것을 특징으로 하는 증강현실 또는 가상현실 구현 기기와 연동되는 햅틱 디바이스.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체에 설치되어 상기 통신부 및 진동부를 작동시키는 제어부를 더 포함하고,
    상기 동작은 상기 제어부에 미리 저장되며,
    상기 센서부는 상기 본체의 위치변화 또는 상기 동작의 구현을 감지하고,
    상기 통신부는 상기 본체의 위치변화 또는 상기 동작의 구현에 따른 발신신호를 상기 기기로 전달하는 것을 특징으로 하는 증강현실 또는 가상현실 구현 기기와 연동되는 햅틱 디바이스.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 통신부로부터 상기 기기로 전달되는 상기 발신신호에 따라 상기 증강현실 또는 가상현실 내의 환경이 변화하고,
    상기 증강현실 또는 가상현실 내의 환경변화에 따라 상기 통신부는 상기 기기로부터 수신신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 증강현실 또는 가상현실 구현 기기와 연동되는 햅틱 디바이스.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 동작은 직선 운동, 포물선 운동, 원 운동, 회전 운동 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 증강현실 또는 가상현실 구현 기기와 연동되는 햅틱 디바이스.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 진동부는 상기 동작에 따라 진동의 세기, 주기 중 어느 하나 이상이 다른 진동을 발생시키는 것을 특징으로 하는 증강현실 또는 가상현실 구현 기기와 연동되는 햅틱 디바이스.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 센서부는 가속도 센서, 자이로 센서, 지자기 센서 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 증강현실 또는 가상현실 구현 기기와 연동되는 햅틱 디바이스.
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