WO2019124655A1 - 체험장치 - Google Patents

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WO2019124655A1
WO2019124655A1 PCT/KR2018/006361 KR2018006361W WO2019124655A1 WO 2019124655 A1 WO2019124655 A1 WO 2019124655A1 KR 2018006361 W KR2018006361 W KR 2018006361W WO 2019124655 A1 WO2019124655 A1 WO 2019124655A1
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WO
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rotating body
axis
boarding
rotation axis
angular velocity
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/006361
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English (en)
French (fr)
Inventor
정범준
Original Assignee
주식회사 상화
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/01—Indexing scheme relating to G06F3/01
    • G06F2203/012—Walk-in-place systems for allowing a user to walk in a virtual environment while constraining him to a given position in the physical environment

Definitions

  • the present invention relates to an experience apparatus, and more particularly, to an experience apparatus that enables an experience to be experienced by a person who is directly exposed to a predetermined environment.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a conventional experience apparatus.
  • a conventional experience apparatus includes an imaging device 10 for providing an image to an experience person and a boarding device 20 for providing an experience to the experience person.
  • the video apparatus 10 is formed as a head mount display (HMD) mounted on a head of a user.
  • HMD head mount display
  • the boarding vehicle 20 includes a boarding section 21 for providing a space available for the passengers and a driving section 22 for generating a motion in the boarding section 21.
  • the boarding section (21) is formed so that a plurality of visitors can be boarded at one time.
  • the driving unit 22 includes a first mechanism 22a supported on a support for supporting the driving unit 22 and bi-directionally rotatable about a first axis A11 parallel to the gravity direction, A second mechanism 22b supported by the first shaft 22a and bi-directionally rotatable about a second axis A12 perpendicular to the first axis A11 and perpendicular to the gravity direction, And a third mechanism 22c supported on the second axis A12 and rotatable in both directions with respect to a third axis A13 perpendicular to the second axis A12 and coupled with the boarding portion 21.
  • the boarding apparatus 20 causes pitching, yawing, and rolling in the boarding unit 21.
  • the second mechanism 22b is supported by the first mechanism 22a and rotates together with the first mechanism 22a with respect to the first axis A11 so that the second axis A12 .
  • the third mechanism 22c is supported by the second mechanism 22b and rotates about the second axis A12 together with the second mechanism 22b so that the second mechanism 22b is rotated through the second mechanism 22b, Is supported by the first mechanism 22a and is also rotated with respect to the first axis A11 together with the first mechanism 22a and the second mechanism 22b and is rotated with respect to the third axis A13 .
  • the boarding part 21 is supported by the third mechanism 22c and rotated together with the third mechanism 22c with reference to the third axis A13 so that the boarding part 21 is rotated by the third mechanism 22c, 2 mechanism 22b so as to be rotated with respect to the second axis A12 together with the second mechanism 22b and the third mechanism 22c and the third mechanism 22c and the second Is supported by the first mechanism (22a) through a mechanism (22b), so that the first axis (A11), together with the first mechanism (22a), the second mechanism (22b) and the third mechanism .
  • the boarder 20 is formed to have the same degree of freedom of movement as that experienced by the experiencer than the degree of freedom of movement of the boarder 20 to the experimenter, and the motion of the boarder 20
  • the number, the size, the weight and the cost of the boarding machine 20 are increased and the resources (for example, space, power, operation cost) required for operating the boarding machine 20 are increased .
  • the yaw axis (the first axis A11) of the boarding instrument 20 coaxially coincides with the yaw axis of the experimenter (axis including the center of gravity of the experimenter and crossing the upper body and lower body of the experimenter) There is a problem in that it is not arranged. That is, as the boarding section 21 is formed so that a plurality of experiential persons can be carried at one time, the yawing axis Ay of the experimentee is not always arranged coaxially with the first axis A11.
  • the second mechanism 22b is formed to be supported by the first mechanism 22a so that the boarding portion 21 is rotated with respect to the second axis A12,
  • the yaw axis Ay of the user is rotated with respect to the first axis A11 with the yaw axis Ay inclined with respect to the first axis A11. Accordingly, there is a problem in that the visual movement in the image and the physical movement actually provided do not correspond to each other, so that the experiencer feels a sense of heterogeneity and the immersion degree is lowered, thereby deteriorating the reality.
  • the present invention provides an experience device capable of improving the sense of reality by associating the yaw axis of the boarding vehicle with the yaw axis of the experiencer so as to correspond to the visual movement shown in the image and the physical movement actually provided For other purposes.
  • the present invention provides a video apparatus for providing an image to a viewer; And a boarding machine for providing a movement to the experiencer, wherein the boarding instrument is rotatably formed on the basis of a first rotation axis perpendicular to the direction of gravity and a second rotation axis perpendicular to the first rotation axis,
  • the apparatus provides an experience apparatus in which the second rotation axis is formed so as to be coaxial with the yaw axis of the user.
  • the boarding device comprises: a boarding unit for providing a space available for the user to board; And a driving unit for generating a motion in the boarding unit, wherein the boarding unit includes a floor for supporting an experienced person from below the experiencing person, and the driving unit includes: a base provided on a supporting member for supporting the driving unit; A first rotating body supported on the base and rotatable in both directions with respect to the first rotating shaft; And a second rotating body supported on the first rotating body and rotatable in both directions with respect to the first rotating shaft together with the first rotating body so as to be rotatable in both directions with reference to the second rotating shaft
  • the bottom is supported by the second rotating body and is bi-directionally rotatable with respect to the second rotating shaft together with the second rotating body, and is supported by the first rotating body through the second rotating body, The second rotating body, and the second rotating body so as to be rotatable in both directions with respect to the first rotating shaft.
  • the boarding section can be formed so that only one person can be boarded at a time.
  • the bottom may be formed at the center of its bottom to be perpendicular to the yaw axis of the subject and the second rotational axis.
  • the first axis of rotation may be formed on the opposite side of the subject from the bottom.
  • the first rotating body may be formed to be rotatable less than once, and the second rotating body may be rotatable more than once.
  • a reference axis An imaginary axis extending from an intersection of the first rotation axis and the second rotation axis in a direction opposite to gravity is referred to as a reference axis and a virtual plane including the reference axis and perpendicular to the first rotation axis is referred to as a reference plane, And a second axis of rotation of the first rotating body is set to a second axis of rotation of the first rotating body in a range between the reference axis and the limit axis on the reference plane, And may be formed rotatable with respect to the rotation axis.
  • the angle between the reference axis and the limit axis may be 70 degrees.
  • the driving unit may further include a stopper for preventing the second rotation axis from being out of the range between the reference axis and the limit axis when the second rotation axis is rotated with respect to the first rotation axis.
  • the viewer is formed so that the viewer can view only images provided by the video apparatus, and when the first rotator is rotated within a predetermined angular range, the viewer can see the predetermined angle May be formed to provide an image rotated at an angle larger than the range.
  • the boarding vehicle may be configured such that the first rotating body is rotated at an angular velocity equal to or greater than a predetermined angular velocity in an acceleration state or a deceleration state.
  • the boarding vehicle may be configured such that the first rotating body is stopped at a constant velocity or rotated at an angular velocity less than the predetermined angular velocity.
  • the driving unit includes a count weight extending from any one of the first rotating body, the second rotating body, and the boarding section, and the count weight is calculated based on the weight center of the count weight, Can be formed on the opposite side of the portion.
  • the second rotating body When the second rotating body is rotated at an angular velocity less than a predetermined angular velocity with respect to the second rotational axis and is arranged at a predetermined position, wherein the video camera is formed so that the viewer can see only the video provided by the video camera, and the second rotating body is formed so that the viewer can see only the video provided by the video camera,
  • the first rotating body When the first rotating body is rotated at an angular velocity smaller than a predetermined angular velocity with respect to the second rotational axis and is disposed at a predetermined position, the first rotating body provides an image excluding the rotation of the second rotating body, May be formed to provide an image in which the experient is rolled when rotated at an angular velocity greater than or equal to a predetermined angular velocity on the basis of the rotational axis.
  • the driving unit may further include an actuator for reciprocating the boarding unit in a direction of the second rotation axis within a predetermined distance range based on the second rotating body.
  • the video device is formed so that the viewer can view only the video provided by the video device, and when the boarding part is reciprocating within the predetermined distance range, the player is informed of the predetermined distance range May be configured to provide an image that travels a greater distance.
  • the boarding section may be formed to reciprocate above a predetermined speed within the predetermined distance range only in an acceleration or deceleration situation.
  • the predetermined angular velocity may be formed at the smallest angular velocity among the angular velocities at which the experient can experience the rotation of the boarding portion as a physical stimulus applied to the experience.
  • the predetermined distance range may be 0 (zero) or more and 10 cm or less.
  • the predetermined speed may be formed at the smallest speed among the speeds at which the experient can experience the reciprocating motion of the boarding portion as a physical stimulus applied to the experient.
  • the experiential device includes: a video device for providing an image to a user; And a boarding machine for providing a movement to the experiencer, wherein the boarding instrument is rotatably formed on the basis of a first rotation axis perpendicular to the direction of gravity and a second rotation axis perpendicular to the first rotation axis,
  • the device may be configured such that the second rotation axis is coaxial with the yaw axis of the user.
  • the yaw axis of the boarding device is disposed coaxially with the yaw axis of the user, so that the visual motion seen in the image and the physical motion actually provided can be made to correspond to each other to improve the reality.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a conventional experiential device
  • FIG. 2 is a perspective view showing an experience apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Fig. 3 is a front view of Fig. 2,
  • Fig. 4 is a side view of Fig. 2,
  • FIG. 5 is a side view showing a state in which a boarding device is adjusted in accordance with the height of an experiencer in the experience device of FIG. 2;
  • 6A, 6B and 6C are flowcharts showing a basic control method of the experiential device of FIG. 2,
  • FIG. 7 is a flowchart showing a first auxiliary control method of the experiential device of Fig. 2, Fig.
  • FIG. 8A and 8B are flowcharts showing a second auxiliary control method of the experiential device of FIG. 2,
  • FIG. 9 is a perspective view showing a boarding device in an experience apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • Fig. 10 is a front view of Fig. 9,
  • FIG. 9 is a side view of Fig. 9,
  • Fig. 12 is a plan view of Fig. 9,
  • FIG. 13 is a bottom view of FIG. 9,
  • FIG. 14 is a front view showing a boarding vehicle in an experience apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • Fig. 15 is a side view of Fig. 14,
  • FIG. 16 is a perspective view showing a boarding device in an experiencing device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a perspective view showing a boarding device in an experience apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • Fig. 18 is a front view of Fig. 17,
  • Fig. 19 is a left side view of Fig. 17,
  • Fig. 20 is a right side view of Fig. 17,
  • Fig. 21 is a plan view of Fig. 17,
  • Fig. 22 is a bottom view of Fig. 17,
  • Fig. 23 is a rear view of Fig. 17; Fig.
  • FIG. 2 is a side view of Fig. 2
  • Fig. 5 is a side view of the experiential device of Fig. 2
  • Fig. 4 is a side view of the experiential device of Fig. 2.
  • Fig. 2 is a perspective view of the experiential device according to an embodiment of the present invention
  • 6A, 6B and 6C are flow charts showing the basic control method of the experiential device of FIG. 2
  • FIG. 7 is a side view of the first auxiliary control of the experiential device of FIG. 2
  • 8A and 8B are flowcharts showing a second auxiliary control method of the experiential device of FIG.
  • an experience apparatus includes a visual movement (hereinafter, referred to as a " A simulator for providing images and movements formed by a producer (not shown) and a producer (not shown) forming a motion (hereinafter referred to as a motion) to an experience in a second space which is a space different from the first space, . ≪ / RTI >
  • the space is a concept including a reality and a virtual reality, and is a concept including time and space.
  • the first space and the second space may be different in terms of position and time zone, or may be different in terms of location as well as time zone.
  • the producer (not shown) is software for defining (defining) images and movements experienced in a virtual reality.
  • the producer generates a plurality of views included in the experience time from the start of the experience to the end of the experience as the first through n th time stamps Tn Th time stamps T1 to Tn and a first to an n-th images P1 to Pn to be reproduced respectively in the first to n-th time stamps T1 to Tn, (M1 to Mn), which are motions to be respectively shifted to the first to the n-th time stamps (T1 to Tn), forming a first database (DB1) (DB2) can be formed.
  • DB1 first database
  • the producer (not shown) transmits the visual motion (image) provided by the imaging device 100 and the physical movement (image) provided by the boarding device 200 in the image and motion formation step through the producer
  • the first to n-th images P1 to Pn (the first data base DB1) are formed on the basis of the time line
  • the first to n-th motions M1 to Mn (the second database DB2) can be formed on the basis of the first to nth motions M1 to Mn.
  • the first database DB1 may be stored in a video control unit, which will be described later, and the second database DB2 may be stored in a drive control unit, which will be described later. have.
  • the simulator may be configured to provide images and movements received from the producer (not shown) to the experiencer.
  • the simulator includes a video device 100 for providing an image to a user, a boarding device 200 for providing a motion to a user, (Not shown) that controls the display device 200.
  • the display device 100 may include an image display unit (display liquid crystal display) through which an image is emitted, in order to allow the experiencer to experience the same experience as when the viewer is exposed through the first space.
  • an image display unit display liquid crystal display
  • the boarding device 200 is provided to enable a user to experience the same experience as that of the first space exposed through a physical movement.
  • the boarding device 200 includes a boarding section 210 for providing space for the boarding passengers, And a driving unit 220 for generating an experience motion by generating a motion.
  • the boarding section 210 includes a floor 212 supported by a second rotating body 226 to be described later and supporting an experiencer from below the practitioner, pillars 214 extending from the floor 212 toward the practitioner, (Not shown) extending from the posts 214 to secure the posts 214 and a safety bar 216 extending from the posts 214 to protect the experience.
  • the boarding unit 210 prevents the video apparatus 100 from being moved away from a predetermined distance from the cradle (not shown) so that the video apparatus 100 is detachably seated, And a power cable (not shown) for supplying power from the cradle (not shown) to the video apparatus 100 side.
  • the boarding section 210 is formed so that the second rotation axis A22, which will be described later, is arranged coaxially with the yaw axis of the experiencer (the axis including the center of gravity of the experimenter and crossing the upper body and the lower body of the experimenter)
  • the bottom 212 can be formed at the center of its bottom 212 to be orthogonal to the yaw axis Ay of the experimenter and a second rotation axis A22 to be described later have.
  • the safety bar 216 may include an upper body protection safety bar 216a surrounding the upper body of the user and a lower body protection safety bar 216b surrounding the lower body of the user.
  • the upper body protection safety bar 216a is hinged to the pillar 214 and is turned in one direction when the experimenter comes in and out of the boarding section 210 to open the boarding space to prevent interference with the upper body of the subject , And when the experimenter is aboard the boarding section 210, it can be rotated in the opposite direction to cover the upper body of the experient.
  • the upper body protection safety bar 216a may be formed to be adjustable in accordance with the elongation of the user so as to protect the users with different heights. 5, the column 214 is fixed to the bottom 212 and is slidably coupled to the lower part 214b of the lower part of the user and the lower part 214b of the lower part 214b of the user, And the upper body protection safety bar 216a may be hinged to the upper portion 214a of the upper body 214a.
  • the protective safety bar 216a may be disposed at a position corresponding to a person with a large elongation.
  • the upper portion 214a of the column 214 is slid with respect to the lower portion 214b of the lower portion 214b in a direction approaching the bottom 212,
  • the protective safety bar 216a may be disposed at a position corresponding to a person with a small extension.
  • the lower body protection safety bar 216b is hinged to the lower portion 214b and is turned in one direction when the experimenter leaves the passenger compartment 210 to open the passenger space to prevent interference with the lower body of the passenger And when the experimenter is aboard the boarding section 210, it can be rotated in the opposite direction to cover the lower body of the experimenter.
  • the pillars 214 and the safety bars 216 may be formed on the pillars 214 and the safety bars 216 so as to prevent the pillars 214 and the safety bars 216 from being impacted, And a cushioning material formed of the same material as the cushioning material.
  • the post 214 and the safety bar 216 are provided on a portion that can be brought into contact with the experimenter so that the experimenter may feel a sense of shock in a situation of receiving an impact (for example, And may include a vibration device that generates vibration.
  • the experience apparatus may further include an operation device 300 to be described later.
  • the operation device 300 may be provided at one side of the upper body protection safety bar 216a, .
  • the driving unit 220 can be formed so that the experimenter can provide the physical movement as if the experimenter was aboard the actual equipment while receiving the relatively limited space. That is, the operation displayed on the experience image is not provided through the actual mechanism, but may be provided by the driving unit 220, which is operated in a predetermined limited space narrower than the space where the actual mechanism is operated.
  • the driving unit 220 may be configured to move the boarding unit 210 in three dimensions.
  • the number, size, weight, and manufacturing cost of the driving unit 220 May be formed to cause pitching and yawing in the boarding section 210 to reduce resources (e.g., required space, power consumption, operating cost) have. That is, the driving unit 220 may be rotatable about a first rotation axis A21 perpendicular to the gravitational direction and a second rotation axis A22 perpendicular to the first rotation axis A21.
  • the driving unit 220 is configured such that the first rotation axis A21 is disposed below the user and the second rotation axis A22 is coaxial with the yaw axis Ay of the user As shown in FIG.
  • the driving unit 220 includes a base 222 mounted on a support (e.g., paper) for supporting the driving unit 220, and a base 222 supported by the base 222, A first actuator 223 supported by the base 222 and generating a driving force necessary for rotating the first rotating body 224, a second actuator 223 supported by the base 222 and generating a driving force necessary for rotating the first rotating body 224, And is rotatable in both directions with respect to the second rotary shaft (A22) while being rotatable in both directions with respect to the first rotary shaft (A21) together with the first rotary member (224) A second rotating body 226 supporting the bottom 212 of the first rotating body 210 and a second rotating body 226 supported by the first rotating body 224 to rotate the first rotating shaft A21 together with the first rotating body 224 (226) that generates a driving force necessary for rotation of the second rotating body (226) Data 225 may be included.
  • a support e.g., paper
  • the bottom 212 of the boarding unit 210 is supported by the second rotating body 226 and rotatable about the second rotating shaft A22 together with the second rotating body 226, Is supported by the first rotating body 224 through the second rotating body 226 and rotated together with the first rotating body 224 and the second rotating body 226 about the first rotating axis A21 .
  • the base 222 may include a frame portion 222a fixed to the support member and arm portions 222b and 222c protruding from the frame portion 222a toward the user.
  • the arm portions 222b and 222c may include a first arm portion 222b and a second arm portion 222c facing each other in a direction perpendicular to gravity.
  • the first arm 222b may include the first actuator 223.
  • the first rotating body 224 may extend along the first rotating axis A21 and may include a first rotating body end portion, a first rotating body stopping portion, and a first rotating body other end portion.
  • the one end of the first rotating body may be rotatably supported by the first arm 222b.
  • the other end of the first rotating body may be rotatably supported by the second arm 222c.
  • One end of the first rotating body may be connected to the first actuator 223.
  • the first rotating body 224 is supported by the first arm 222b and the second arm 222c so that the first rotating shaft A21 is perpendicular to the gravity .
  • the first rotating body stopper may include a shaft hole into which the second rotating body 226 is inserted, and the shaft hole may extend in a direction perpendicular to the first rotating shaft A21.
  • the first rotating body interrupter may include a case in which the second actuator 225 is accommodated.
  • the second rotating body 226 may extend along the second rotating shaft A22 and may include one end of the second rotating body and the other end of the second rotating body.
  • the one end of the second rotating body may be inserted into the shaft hole and be rotatably supported by the shaft hole.
  • the one end of the second rotating body may be connected to the second actuator 225.
  • the other end of the second rotatable member may be fastened perpendicularly to the bottom 212 at the center of the bottom 212 of the boarding unit 210.
  • the second rotating body 226 may be formed to be orthogonal to the first rotating shaft A21 as the second rotating shaft A22 is supported by the shaft shaft hole.
  • the second rotating body 226 is formed such that the other end of the second rotating body is orthogonal to the bottom 212 at the center of the bottom 212 of the boarding portion 210,
  • the floor 210 of the boarding section 210 is formed at a central portion of the floor 212 so that the floorboard 212 of the boarding section 210 is connected to the yining
  • the second rotation axis A22 may be disposed coaxially with the yaw axis Ay of the user as the rotation axis A is formed orthogonally to the axis Ay.
  • the first rotating shaft 224 is positioned on the opposite side of the boarding portion 210 with respect to the second rotating body 226 so that the first rotating shaft A21 is rotated On the opposite side of the experiencer. That is, the first rotation axis A21 may be positioned below the experiencer.
  • the control device (not shown) is formed of a server or a computer electrically connected to the producer (not shown), the video device 100 and the boarding device 200, A driving control unit for controlling the driving unit 220, and an integrated control unit for controlling the image control unit and the driving control unit.
  • the producer (not shown) forms the time line, the first database DB1 and the second database DB2 so that the video and the motion correspond to each other in the video and motion forming step .
  • the image control unit, the driving control unit, and the integrated control unit may control the image and motion in the video and motion providing steps through the video device 100 and the boarding device 200,
  • the video device 100 and the boarding device 200 may be configured to provide video and motion to the user based on the time line on the basis of the base DB1 and the second database DB2.
  • the integrated control unit sequentially outputs the first through n-th time stamps (T1 through Tn) to the video control unit and the drive control unit at predetermined intervals (for example, 10 ms) And the like.
  • the image control unit substitutes the time stamp received from the integrated control unit into the first database (DB1) to correspond to the time stamp received from the integrated control unit among the first through n-th images (P1 through Pn) And transmits the selected image to the image display unit.
  • DB1 first database
  • P1 through Pn first through n-th images
  • the drive control unit substitutes the time stamp received from the integrated control unit into the second database (DB2), and stores the time stamp received from the integrated control unit among the first through the n-th motions (M1 through Mn) And may select the corresponding motion and send the selected motion to the driving unit 220.
  • DB2 second database
  • control device may be formed to rotate the first rotating body 224 within a predetermined angular range, so that the experiencing person is prevented from colliding with the support body.
  • the second rotary shaft 226 is located coaxially with the yaw axis Ay of the user, the second rotary shaft 226 is rotated 360 degrees (once) or more to improve the realism through continuous rotation Even if rotated, the experimenter may not collide with the support.
  • control device may be configured to rotate the second rotating body 226 by 360 degrees (one time) or more and 360 degrees (one time) or more.
  • the first rotatable body 224 is formed adjacent to the support body so that the rider 210 can easily enter and exit the user and the first rotatable body 224 rotates about the rider 210,
  • the user is rotated 90 degrees or more with reference to the reference axis (a virtual axis extending from the intersection of the first rotation axis A21 and the second rotation axis A22 in the opposite direction of gravity) As Can be collided.
  • control device (not shown) may be formed such that the first rotating body 224 can rotate at less than 90 degrees with respect to the reference axis As.
  • an imaginary plane including the reference axis As and perpendicular to the first rotation axis A21 is referred to as a reference plane, and a virtual plane having an acute angle with the reference axis As about the intersection on the reference plane (A22), which rotates together with the first rotating body (224), is positioned on the reference axis (As) on the reference plane and the second axis And may be formed to be rotatable about the first rotation axis A21 within a range between the limit axes Alim.
  • the control device controls the first rotating body 224 so that the first rotating body 224 rotates with respect to the reference shaft (not shown) so as to prevent the hands of the experiencing person from colliding with the supporting body, As can be rotated to 70 degrees or less. That is, the angle between the reference axis As and the limit axis Alim may be 70 degrees.
  • the second rotating shaft A22 is rotated between the reference axis As and the limit axis Alim to more securely prevent the experimenter from colliding with the support body.
  • a stopper is formed on the driving unit 220 so as to prevent it from being out of the range.
  • the stopper may be formed in the form of a retainer that contacts the boarding portion 210 and prevents the boarding portion 210 from being excessively rotated.
  • the stopper 210 contacts the first rotation axis A21, Or may be formed in the form of a brake for preventing excessive rotation.
  • the experimenter receives a stimulus that seems to be rotated beyond the predetermined angular range with respect to the first rotational axis A21
  • the experimenter receives a stimulus that seems to be rotated beyond the predetermined angular range with respect to the first rotational axis A21
  • control device may be configured such that even if the first rotator 224 is rotated within the predetermined angular range, the experimenter receives a stimulus that seems to be rotated beyond the predetermined angular range .
  • the experimenter perceives the movement of the experimenter through visual stimulation and physical stimulation.
  • the physical stimulation is received at a predetermined speed or more while recognizing the visual field, the physical stimulation is recognized, If physical stimulation is received below the determined rate, it turns out that the physical stimulus is not perceivable.
  • the video apparatus 100 can be used as a video game apparatus such as a head mount display (HMD) mounted on a head of an experiencer, And the control device (not shown) is formed so as to allow the experimenter to rotate the first rotating body 224 in the predetermined angle range with respect to the first rotation axis A21 And may be formed to provide an image rotated at an angle larger than the determined angle range.
  • HMD head mount display
  • the control device controls the angular velocity of the first rotating body 224 to be lower than a predetermined angular velocity (an experience observer blinded by the video apparatus 100) within the predetermined angle range only in the acceleration state or deceleration state The angular velocity of the angular velocity at which the rotation can be sensed only by the physical stimulation).
  • the passenger 200 is formed such that the experimenter is rotatable only by the first rotating body 224 and the second rotating body 226, there is a limit in that the experiencing person is subject to a stimulus to be rolled .
  • control device (not shown) may be formed to receive a stimulus such that the experimenter is rolled by the first rotating body 224 and the second rotating body 226 as well.
  • the control device (not shown) rotates the second rotating body 226 at an angular velocity lower than a predetermined angular velocity with reference to the second rotation axis A22, so that a predetermined first position (The position in which the direction is parallel to the first rotational axis A21) or a predetermined second position (the front-rear direction of the experimenter is not parallel to the first rotational axis A21 and is included in the plane perpendicular to the first rotational axis A21
  • the first rotating body 224 may be rotated to rotate at a predetermined angular speed or more with respect to the first rotating shaft A21.
  • the control device (not shown) is a device that allows the second rotator 226 to display the image on the basis of the second rotation axis A22
  • the first rotating body 224 rotates at an angular velocity lower than the angular velocity determined at the first rotational position and the second rotating body 226 at the second position, And may be formed to provide an image in which the experient is rolled when rotated above a predetermined angular velocity on the basis of the first rotational axis A21.
  • the time line, the first database DB1 and the second database DB2 formed in advance by the producer are stored in the simulator, and when the experient is boarded on the simulator, Can be started.
  • the simulator transmits the first (1) through the video device 100, the boarding device 200 and the control device (not shown) according to the basic control method shown in FIGS. 6A, 6B and 6C It is possible to provide the viewer with images and movements that seem to experience space.
  • the integrated control unit may store the first time stamp T1, which is the first time stamp, as the target time stamp Tk.
  • the integrated control unit may simultaneously send the target time stamp Tk stored in the integrated control unit to the image control unit and the drive control unit.
  • step 3-1-1 (S1311) of the basic control method, the image control unit transmits the target time stamp Tk received through the basic control method second step S12 to the first database DB1 ) To select an image Pk corresponding to the target time stamp Tk among the first to n-th images P1 to Pn and send the selected image Pk to the image display unit.
  • the image display unit can reproduce the image Pk received through the basic control method 3-1-1 (S1311).
  • step 3-2-1 (S1321) of the basic control method
  • the drive control unit transmits the target time stamp Tk received through the basic control method second step S12 to the second database DB2, And selects a motion Mk corresponding to the target time stamp Tk among the first to nth motions M1 to Mn and sends the selected motion Mk to the driving unit 220.
  • the driving unit 220 can perform the motion Mk received through the basic control method 3-2-1 (S1321) have.
  • the integrated control unit can judge whether or not the experience is finished. That is, the integrated control unit may determine whether the target time stamp Tk stored in the integrated control unit matches the n-th time stamp Tn, which is the final time stamp.
  • the process may proceed to the fifth step S15 of the basic control method, which will be described later.
  • step S15 it is determined whether the predetermined time (interval between timestamps) has elapsed after the integrated control unit has sent the target time stamp Tk in the basic control method second step S12 If it is determined that the predetermined time has elapsed, the process may proceed to the sixth step S16 of the basic control method to be described later.
  • the integrated control unit may store the next time stamp of the time stamp previously stored as the target time stamp Tk as a new target time stamp Tk. For example, if the time stamp previously stored as the target time stamp Tk is the first time stamp T1, the second time stamp Tk may be stored as a new target time stamp Tk.
  • the basic control method may be returned to the second step S12.
  • the basic control method first step S11 is performed once at the start of the experience, and the basic control method is performed in the second to the sixth basic control methods until the video and the motion corresponding to the final time stamp are provided. (S12 to S16) are repeatedly executed and then terminated.
  • the simulator while being controlled in accordance with the basic control method, the simulator is capable of executing the first auxiliary control method shown in Fig. 7 even if the first rotating body 224 is rotated within the predetermined angular range, It is possible to provide a stimulus to the user who seems to be rotated beyond the determined angle range.
  • first sub-control method first step S21 it is determined whether or not the pitching state is present, and if it is the pitching state, the process may proceed to the first sub-control method second step S22 which will be described later.
  • the process proceeds to the first auxiliary control method 3-1 (S231) Otherwise, the process may proceed to the first auxiliary control method step 3-2 (S232).
  • the boarding instrument 200 rotates the first rotating body 224 with respect to the first rotating axis A21 in the predetermined angle range
  • the angular velocity of the angular velocity of the imaging device 100 is higher than the predetermined angular velocity, and the imaging device 100 can provide the image to which the pitching is applied.
  • the boarding instrument 200 stops the first rotating body 224 or rotates it at an angular velocity less than the predetermined angular velocity to prepare for the next operation .
  • the video apparatus 100 may provide an image to which pitching is applied.
  • the first auxiliary control method 3-1 (S231) or the first auxiliary control method 3-2 (S232) is completed, the first auxiliary control method may be returned to the first step S21 .
  • the simulator While the simulator is controlled in accordance with the basic control method and the first auxiliary control method, the simulator may control the first and second rotating bodies 224 and 224 according to the second auxiliary control method shown in Figs. 8A and 8B, It is possible to provide a stimulus that seems to be rolled to the rotating body 226 to the experiencer.
  • the process proceeds to the second sub-control method 2-1 (S321)
  • the process may proceed to the second sub-control method 2-2 (S322) to be described later.
  • the process proceeds to the second auxiliary control method 4-1 (341), which will be described later, The process may proceed to the second auxiliary control method step 3-1 (S331) to be described later.
  • the process proceeds to the second auxiliary control method step 4-4 (S344) It may proceed to the second auxiliary control method step 3-2 (S332) which will be described later.
  • the process proceeds to the second auxiliary control method 4-2 (S342), which will be described later, The process may proceed to the second subordinate control method step 4-3 (S343) which will be described later.
  • the process proceeds to the second auxiliary control method step 4-5 (S345) (S346) The process may proceed to the second auxiliary control method 4 - 6 (S346) which will be described later.
  • the second auxiliary control method 4-1 step 341 is a step of simultaneously providing pitching and yawing to the experiencing person, and the boarding instrument 200 includes the first rotating body 224 ) At an angular velocity equal to or higher than the predetermined angular velocity, and rotate the second rotary body 226 at an angular velocity equal to or higher than the predetermined angular velocity on the basis of the second rotary axis A22.
  • the video apparatus 100 may provide an image to which pitching and yawing are applied.
  • the second auxiliary control method step 4-2 (S342) is a step of simultaneously providing pitching and rolling to the user, and may be performed in two steps.
  • the video apparatus 100 can provide an image in which yawing (rotation of the second rotating body 226) is excluded.
  • the boarding instrument 200 rotates the first rotating body 224 at an angular velocity equal to or higher than the predetermined angular velocity on the basis of the first rotating axis A21, and the video apparatus 100 performs pitching and rolling Can be provided.
  • the second auxiliary control method in step 4-3 is a step of providing pitching to the user.
  • the boarding device 200 controls the first rotating body 224 to rotate about the first rotating axis A21 It can be rotated at an angular velocity of more than a predetermined angular velocity.
  • the video apparatus 100 may provide an image to which pitching is applied.
  • the second auxiliary control method in the fourth or fourth step (S344) is a step of providing yawing to the user, wherein the boarding device (200) rotates the second rotating body (226) on the basis of the second rotation axis (A22) It can be rotated at an angular velocity higher than a predetermined angular velocity.
  • the video apparatus 100 may provide an image to which yawing is applied.
  • the second auxiliary control method step 4-5 (S345) is a step of providing rolling to the experient, which can be performed in two steps.
  • the boarding instrument 200 can rotate the second rotary body 226 to the predetermined first position at an angular velocity lower than the predetermined angular velocity on the basis of the second rotation axis A22 have.
  • the video apparatus 100 can provide an image in which yawing (rotation of the second rotating body 226) is excluded.
  • the boarding instrument 200 may rotate the first rotating body 224 at an angular velocity equal to or higher than the predetermined angular velocity with respect to the first rotating axis A21.
  • the video apparatus 100 may provide an image to which rolling is applied.
  • the second auxiliary control method is a step of providing neither the pitching, yawing, or rolling to the experiential person in steps 4 to 6, wherein the boarding instrument 200 is provided with the first rotating body 224 and the second rotating body 226 may be stopped or rotated at an angular velocity less than the predetermined angular velocity to prepare for the next operation.
  • the video apparatus 100 may provide an image in which pitching, yawing, and rolling are excluded.
  • the second auxiliary control method eliminates the situation of simultaneously providing yawing and rolling, A producer (not in the city) should be excluded from providing yawing and rolling at the same time.
  • the experiential device includes the simulator for providing images and motions to the experiencer so as to allow the experient to experience through visual stimulation and physical stimulation, thereby preventing the experimenter from feeling a sense of heterogeneity, The reality can be improved.
  • the reality can be further improved.
  • the number of components, size, weight, and weight of the boarding instrument 200 can be adjusted by rotating the first and second rotation shafts A21 and A22, The manufacturing cost is reduced, and resources (for example, required space, power consumption, operating cost) for operating the boarding vehicle 200 can be reduced.
  • the experience can be optimized for a flight mode in which a first-person superhero or a skydiver becomes an aerobatic flight, or a lay-back mode in which an experienced person can enjoy first-person slides can do.
  • the boarding instrument 200 includes only the first rotating body 224 and the second rotating body 226 so that resource waste can be prevented.
  • the upper body and lower body of the user can be pitched in the same direction during pitching in the flight mode or the layback mode, thereby realizing improved realism. That is, for example, in a situation in which a person is raised and then suddenly descended, both the upper body and lower body of the subject can be lowered to fit the situation.
  • the first rotation axis A21 is disposed on the waist side of the experient, in the pitching in the flight mode or the layback mode, So that the reality may be degraded. That is, for example, in the case of a situation where the subject is raised and then rapidly lowered, the subject's upper body is lowered according to the situation, but the lower body of the subject can be raised unlike the situation.
  • the second rotation axis A22 is always arranged coaxially with the yaw axis Ay of the user, the image and the motion coincide with each other during yawing in the flight mode or the layback mode, .
  • the user can easily enter and exit the boarding unit 210 without being disturbed by the first rotatable member 224.
  • the boarding instrument 200 and the controller can prevent the experimenter from colliding with the support have.
  • the simulator is formed so that even though the first rotating body 224 is rotated within the predetermined angular range, the experiencing person receives a stimulus that seems to be rotated beyond the predetermined angular range, It is possible to prevent a decrease in the real feeling due to the limitation of the rotation angle of the arm 224.
  • the simulator is configured to receive a stimulus such that the experimenter is rolled by only the first rotator 224 and the second rotator 226, the simulator can be more experienced than the degree of freedom of movement of the boarder 200 The degree of freedom of motion perceived by the user is increased, and the reality can be improved at a low cost.
  • the boarding part 210 may prevent the user from colliding with the main surface structure during the experience (Not shown).
  • a ride unit 210 of an experiential device further includes a casing 218 for receiving the pillars 214 and the safety bars 216
  • the casing 218 is formed in the shape of a hollow cylinder so as to surround the front, rear, left, and right sides of the user, and a door for entering and exiting the experimenter can be formed at one side of the casing 218.
  • An upper portion of the casing 218 is formed to be open, and a fan 217 for generating a wind that flows through the user can be provided above the casing 218.
  • the fan 217 is provided for further enhancing the realism.
  • air is blown toward the experiencer to generate wind from the head side to the leg side of the experiencer, thereby giving the stimulus that the experimenter is actually flying
  • In the back mode air is sucked from the side of the user to generate wind from the leg side of the user to the head side, so that the user can actually give a stimulus that seems to slide.
  • a ventilation hole 219 may be formed in the lower portion of the casing 218 to smoothly flow the air generated by the fan 217.
  • the casing 218 is formed in the form of a hollow cylinder so that a space exists between the casing 218 and the user.
  • the casing 218 may be formed in the shape of a soot in close contact with the user.
  • the safety bar 216 may be omitted.
  • the casing 218 is formed so as to enclose the entire body of the user. However, as shown in Figs. 17 to 23, (218) surrounds the lower body of the experiencer and the upper body may be exposed. At this time, the lower portion of the casing 218 may be formed in a mesh structure for smooth ventilation.
  • the passenger 200 is configured such that the experimenter is rotatable about the first rotation axis A21 and the second rotation axis A22, but as shown in FIGS. 14 and 15,
  • the boarding device 200 may be configured to be rotatable relative to the first rotation axis A21 and the second rotation axis A22 while being reciprocatable in the direction of the second rotation axis A22.
  • the driving unit 220 drives the boarding unit 210 in a predetermined distance range (for example, 0 (zero) or more and 10 cm or less) on the basis of the second rotating body 226, And a third actuator reciprocating in the direction of the rotation axis A22.
  • a predetermined distance range for example, 0 (zero) or more and 10 cm or less
  • the boarding section 210 reciprocates within the predetermined range, there may be a limit to receiving the stimulus as if the experimenter is moving beyond the predetermined range. In consideration of this, even if the boarding section 210 reciprocates within the predetermined range, the experient can be formed to receive a stimulus that seems to move beyond the predetermined range.
  • the experiential person perceives the physical stimulus when receiving the physical stimulus at a predetermined speed or higher in a state in which the visual field is obscured, (210) is formed so as to be able to view only images provided in the vehicle (100), and when the boarding section (210) reciprocates within the predetermined distance range, the boarding section As shown in FIG.
  • the boarding section 210 can determine whether a person who is blinded by the imaging apparatus 100 can experience a reciprocating motion only by physical stimulation within a predetermined distance range only in the acceleration state or the deceleration state The smallest speed among the speeds).
  • images and motions determined in advance according to the flow of time are provided regardless of the will of the experient, but images and motions corresponding to the will of the experient can be provided.
  • the experiential device further includes an operation device 300 that receives input data from the experiencer, and the video device 100 provides the video corresponding to the input data to the experiencer
  • the boarding device 200 may be configured to provide a movement corresponding to the input data to the experiencer.
  • the video is formed of game contents based on the input data by the producer (not shown), and the operation device 300 may be formed of, for example, a joystick, a haptic device, a button, or the like.
  • the operating device 300 may include a vibrating device and a heating device, for example, so that the user may be stimulated to actually fire in a shooting situation in which reaction and heat are sensed in the hand.
  • the boarding section 210 may be formed in such a manner that an experienced person is seated on the saddle 215, .
  • the reality can be further improved.
  • the center of gravity of the boarding instrument 200 can be eccentrically oriented toward the user with respect to the first rotation axis A21. Accordingly, a considerable torque is required to rotate the first rotating body 224, damage to the first actuator 223 occurs, and it is difficult to control the rotational motion with respect to the first rotating axis A21 .
  • the boarding instrument 200 may further include a count weight for moving the center of gravity of the boarding instrument 200 toward the first rotation axis A21, although not separately shown.
  • the driving unit 220 includes a count weight extending from any one of the first rotating body 224, the second rotating body 226, and the boarding unit 210,
  • the center of gravity of the weight may be positioned on the opposite side of the boarding portion 210 with respect to the first rotation axis A21.
  • the creator is formed to provide images and motions defined in advance through the software to the experiencer. That is, the environment experienced by the experiencer is a virtual reality previously produced by the manufacturer, not a real environment.
  • the present invention is not limited to this, and the experient can be formed to experience the actual environment. That is, the producer (not shown) may be formed as an avatar that moves in a first space, not in software, and collects images and movements and transmits them to the simulator.
  • the present invention provides an experience device capable of improving the sense of reality by associating the yaw axis of the boarding vehicle with the yaw axis of the experiencer so as to correspond to the visual movement shown in the image and the physical movement actually provided can do.

Abstract

본 발명은 체험장치에 관한 것으로서, 체험자에게 영상을 제공하는 영상기기; 및 체험자에게 움직임을 제공하는 탑승기기;를 포함하고, 상기 탑승기기는 체험자가 중력 방향에 수직한 제1 회전축 및 상기 제1 회전축에 수직한 제2 회전축을 기준으로 회전 가능하게 형성되고, 상기 탑승기기는 상기 제2 회전축이 체험자의 요잉 축과 동축 상에 배치되도록 형성될 수 있다. 이에 의하여, 탑승기기의 부품 수, 크기, 중량 및 원가가 감소되고, 탑승기기를 운영하는데 소요되는 자원이 감소되고, 현실감이 향상될 수 있다.

Description

체험장치
본 발명은, 체험장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 체험자가 소정의 환경에 직접 노출된 것과 같은 체험을 할 수 있도록 한 체험장치에 관한 것이다.
일반적으로, 사람들에게는 소정의 환경(예를 들어, 일상적으로 경험하기 어려운 환경)을 직접 체험하지 않고서도 그 환경에 들어간 것과 같은 체험을 하고자 하는 욕구가 있었고, 이러한 욕구를 충족시키기 위해 최근에는 가상현실을 제작하고 그 제작된 가상현실을 체험자에게 제공하는 체험장치가 개발되고 있다.
도 1은 종래의 체험장치를 도시한 사시도이다.
첨부된 도 1을 참조하면, 종래의 체험장치는, 체험자에게 영상을 제공하는 영상기기(10) 및 체험자에게 움직임을 제공하는 탑승기기(20)를 포함한다.
상기 영상기기(10)는 체험자의 두부에 장착되는 헤드 마운트 디스플레이 기기(HMD: Head Mount Display)로 형성된다.
상기 탑승기기(20)는 체험자에게 탑승 가능한 공간을 제공하는 탑승부(21) 및 상기 탑승부(21)에 움직임을 발생시키는 구동부(22)를 포함한다.
상기 탑승부(21)는 한 번에 복수의 체험자가 탑승 가능하게 형성된다.
상기 구동부(22)는, 그 구동부(22)를 지지하는 지지물에 지지되고 중력 방향에 평행한 제1 축(A11)을 기준으로 양방향 회전 가능하게 형성되는 제1 기구(22a), 상기 제1 기구(22a)에 지지되고 상기 제1 축(A11)에 수직하며 중력 방향에 수직한 제2 축(A12)을 기준으로 양방향 회전 가능하게 형성되는 제2 기구(22b) 및 상기 제2 기구(22b)에 지지되고 상기 제2 축(A12)에 수직한 제3 축(A13)을 기준으로 양방향 회전 가능하게 형성되며 상기 탑승부(21)와 결합되는 제3 기구(22c)를 포함한다.
이러한 구성에 따른 종래의 체험장치는, 상기 영상기기(10)에서 영상이 제공되는 동안, 상기 탑승기기(20)가 상기 탑승부(21)에 피칭, 요잉 및 롤링을 발생시킨다.
여기서, 상기 제2 기구(22b)는 상기 제1 기구(22a)에 지지되어 상기 제1 기구(22a)와 함께 상기 제1 축(A11)을 기준으로 회전되면서, 상기 제2 축(A12)을 기준으로 회전된다.
상기 제3 기구(22c)는 상기 제2 기구(22b)에 지지되어 상기 제2 기구(22b)와 함께 상기 제2 축(A12)을 기준으로 회전되면서, 상기 제2 기구(22b)를 통해 상기 제1 기구(22a)에 지지되어 상기 제1 기구(22a) 및 상기 제2 기구(22b)와 함께 상기 제1 축(A11)을 기준으로도 회전되며, 상기 제3 축(A13)을 기준으로 회전된다.
상기 탑승부(21)는 상기 제3 기구(22c)에 지지되어 상기 제3 기구(22c)와 함께 상기 제3 축(A13)을 기준으로 회전되면서, 상기 제3 기구(22c)를 통해 상기 제2 기구(22b)에 지지되어 상기 제2 기구(22b) 및 상기 제3 기구(22c)와 함께 상기 제2 축(A12)을 기준으로도 회전되며, 상기 제3 기구(22c) 및 상기 제2 기구(22b)를 통해 상기 제1 기구(22a)에 지지되어 상기 제1 기구(22a), 상기 제2 기구(22b) 및 상기 제3 기구(22c)와 함께 상기 제1 축(A11)을 기준으로도 회전된다.
그러나, 이러한 종래의 체험장치에 있어서는, 탑승기기(20)가 체험자에게 가하는 움직임의 자유도보다 체험자가 인지하는 움직임의 자유도와 동일하게 형성되고, 현실감 향상을 위해 탑승기기(20)가 체험자에게 가하는 움직임의 자유도가 많게 형성됨에 따라, 탑승기기(20)의 부품 수, 크기, 중량 및 원가가 증가되고, 탑승기기(20)를 운영하는데 소요되는 자원(예를 들어, 공간, 전력, 운영비)이 증가되는 문제점이 있었다.
또한, 상기 탑승기기(20)의 요잉 축(상기 제1 축(A11))이 체험자의 요잉 축(체험자의 무게중심을 포함하고 체험자의 상체와 하체를 가로지르는 축)(Ay)과 동축 상에 배치되지 않는 경우가 발생되는 문제점이 있었다. 즉, 상기 탑승부(21)가 한 번에 복수의 체험자가 탑승 가능하게 형성됨에 따라, 체험자의 요잉 축(Ay)이 항상 상기 제1 축(A11)과 동축 상에 배치되지 않는다. 그리고, 상기 제2 기구(22b)가 상기 제1 기구(22a)에 지지되도록 형성됨에 따라, 상기 탑승부(21)가 상기 제2 축(A12)을 기준으로 회전된 상태에서 상기 제1 축(A11)을 기준으로 회전될 때, 상기 체험자의 요잉 축(Ay)이 상기 제1 축(A11)에 대해 기울어진 상태로 상기 제1 축(A11)을 기준으로 회전된다. 이에 따라, 영상에서 보여지는 시각적 움직임과 실제 제공되는 물리적 움직임이 서로 대응되지 못하여, 체험자가 이질감을 느끼고, 몰입도가 저하됨으로써, 현실감이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은, 탑승기기가 체험자에게 가하는 움직임의 자유도를 체험자가 인지하는 움직임의 자유도보다 감소시켜, 현실감 저하를 방지하면서도, 탑승기기의 부품 수, 크기, 중량 및 원가를 감소시키고, 탑승기기를 운영하는데 소요되는 자원을 감소시킬 수 있는 체험장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 탑승기기의 요잉 축이 체험자의 요잉 축과 동축 상에 배치되어, 영상에서 보여지는 시각적 움직임과 실제 제공되는 물리적 움직임을 서로 대응시켜, 현실감을 향상시킬 수 있는 체험장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 체험자에게 영상을 제공하는 영상기기; 및 체험자에게 움직임을 제공하는 탑승기기;를 포함하고, 상기 탑승기기는 체험자가 중력 방향에 수직한 제1 회전축 및 상기 제1 회전축에 수직한 제2 회전축을 기준으로 회전 가능하게 형성되고, 상기 탑승기기는 상기 제2 회전축이 체험자의 요잉 축과 동축 상에 배치되도록 형성되는 체험장치를 제공한다.
상기 탑승기기는, 체험자에게 탑승 가능한 공간을 제공하는 탑승부; 및 상기 탑승부에 움직임을 발생시키는 구동부;를 포함하고, 상기 탑승부는, 체험자의 하방에서 체험자를 지지하는 바닥;을 포함하고, 상기 구동부는, 그 구동부를 지지하는 지지체에 설치되는 베이스; 상기 베이스에 지지되고, 상기 제1 회전축을 기준으로 양방향 회전 가능하게 형성되는 제1 회전체; 및 상기 제1 회전체에 지지되어 상기 제1 회전체와 함께 상기 제1 회전축을 기준으로 양방향 회전 가능하면서, 상기 제2 회전축을 기준으로 양 방향 회전 가능하게 형성되는 제2 회전체;를 포함하고, 상기 바닥은 상기 제2 회전체에 지지되어 상기 제2 회전체와 함께 상기 제2 회전축을 기준으로 양방향 회전 가능하면서, 상기 제2 회전체를 통해 상기 제1 회전체에 지지되어 상기 제1 회전체 및 상기 제2 회전체와 함께 상기 제1 회전축을 기준으로 양방향 회전 가능하게 형성될 수 있다.
상기 탑승부는 한 번에 한 명의 체험자만 탑승 가능하게 형성될 수 있다.
상기 바닥은 그 바닥의 중심부에서 상기 체험자의 요잉 축 및 상기 제2 회전축과 직교되게 형성될 수 있다.
상기 제1 회전축은 상기 바닥을 기준으로 체험자의 반대측에 형성될 수 있다.
상기 제1 회전체는 한 회 미만으로 회전 가능하게 형성되고, 상기 제2 회전체는 한 회 이상 회전 가능하게 형성될 수 있다.
상기 제1 회전축과 상기 제2 회전축의 교점으로부터 중력 반대 방향으로 연장되는 가상의 축을 기준축이라 하고, 상기 기준축을 포함하고 상기 제1 회전축에 수직하는 가상의 평면을 기준평면이라 하고, 상기 기준평면 상 상기 교점을 중심으로 상기 기준축과 예각을 이루는 가상의 축을 한계축이라 하면, 상기 제1 회전체는 상기 제2 회전축이 상기 기준평면 상 상기 기준축과 상기 한계축 사이 범위 내에서 상기 제1 회전축을 기준으로 회전 가능하게 형성될 수 있다.
상기 기준축과 상기 한계축 사이 각도는 70도로 형성될 수 있다.
상기 구동부는, 상기 제2 회전축이 상기 제1 회전축을 기준으로 회전될 때 상기 기준축과 상기 한계축 사이 범위를 벗어나는 것을 방지하는 스토퍼;를 더 포함할 수 있다.
상기 영상기기는 체험자가 그 영상기기에서 제공되는 영상만 볼 수 있도록 형성되고, 상기 제1 회전체가 사전에 결정된 각도 범위 내에서 회전될 때 체험자가 상기 제1 회전축을 기준으로 상기 사전에 결정된 각도 범위보다 더 큰 각도로 회전되는 영상을 제공하도록 형성될 수 있다.
상기 탑승기기는 상기 제1 회전체가 가속 상황 또는 감속 상황에서 사전에 결정된 각속도보다 크거나 같은 각속도로 회전되게 형성될 수 있다.
상기 탑승기기는 상기 제1 회전체가 등속 상황에서 정지되거나 상기 사전에 결정된 각속도보다 작은 각속도로 회전되게 형성될 수 있다.
상기 구동부는 상기 제1 회전체, 상기 제2 회전체 및 상기 탑승부 중 어느 하나로부터 연장되는 카운트 웨이트를 포함하고, 상기 카운트 웨이트는 그 카운트 웨이트의 무게중심이 상기 제1 회전축을 기준으로 상기 탑승부의 반대측에 위치되게 형성될 수 있다.
체험자에게 롤링을 제공하고자 할 때, 상기 탑승기기는, 상기 제2 회전체가 상기 제2 회전축을 기준으로 사전에 결정된 각속도보다 작은 각속도로 회전되어 사전에 결정된 포지션으로 배치된 후, 상기 제1 회전체가 상기 제1 회전축을 기준으로 사전에 결정된 각속도보다 크거나 같은 각속도로 회전되도록 형성되고, 상기 영상기기는, 체험자가 그 영상기기에서 제공되는 영상만 볼 수 있도록 형성되고, 상기 제2 회전체가 상기 제2 회전축을 기준으로 사전에 결정된 각속도보다 작은 각속도로 회전되어 사전에 결정된 포지션으로 배치될 때 상기 제2 회전체의 회전이 배제된 영상을 제공하고, 상기 제1 회전체가 상기 제1 회전축을 기준으로 사전에 결정된 각속도보다 크거나 같은 각속도로 회전될 때 체험자가 롤링되는 영상을 제공하도록 형성될 수 있다.
상기 구동부는, 상기 제2 회전체를 기준으로 상기 탑승부를 사전에 결정된 거리 범위 내에서 상기 제2 회전축 방향으로 왕복 운동시키는 액추에이터;를 더 포함할 수 있다.
상기 영상기기는 체험자가 그 영상기기에서 제공되는 영상만 볼 수 있도록 형성되고, 상기 탑승부가 상기 사전에 결정된 거리 범위 내에서 왕복 운동될 때 체험자에게 상기 체험자의 요잉 축 방향으로 상기 사전에 결정된 거리 범위보다 더 먼 거리를 이동하는 영상을 제공하도록 형성될 수 있다.
상기 탑승부는 가속 상황 또는 감속 상황에서만 상기 사전에 결정된 거리 범위 내에서 사전에 결정된 속도 이상으로 왕복 운동 되게 형성될 수 있다.
상기 사전에 결정된 각속도는 체험자가 그 체험자에게 인가되는 물리적 자극으로 상기 탑승부의 회전을 체감할 수 있는 각속도 중 가장 작은 각속도로 형성될 수 있다.
상기 사전에 결정된 거리 범위는 0(영) 이상 10cm 이하로 형성될 수 있다.
상기 사전에 결정된 속도는 체험자가 그 체험자에게 인가되는 물리적 자극으로 상기 탑승부의 왕복 운동을 체감할 수 있는 속도 중 가장 작은 속도로 형성될 수 있다.
본 발명에 의한 체험장치는, 체험자에게 영상을 제공하는 영상기기; 및 체험자에게 움직임을 제공하는 탑승기기;를 포함하고, 상기 탑승기기는 체험자가 중력 방향에 수직한 제1 회전축 및 상기 제1 회전축에 수직한 제2 회전축을 기준으로 회전 가능하게 형성되고, 상기 탑승기기는 상기 제2 회전축이 체험자의 요잉 축과 동축 상에 배치되도록 형성될 수 있다. 이에 의하여, 현실감 저하를 방지하면서도, 탑승기기의 부품 수, 크기, 중량 및 원가를 감소시키고, 탑승기기를 운영하는데 소요되는 자원을 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 탑승기기의 요잉 축이 체험자의 요잉 축과 동축 상에 배치되어, 영상에서 보여지는 시각적 움직임과 실제 제공되는 물리적 움직임을 서로 대응시켜, 현실감을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 체험장치를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 체험장치를 도시한 사시도,
도 3은 도 2의 정면도,
도 4는 도 2의 측면도,
도 5는 도 2의 체험장치에서 탑승기기가 체험자의 신장에 따라 조절되는 모습을 도시한 측면도,
도 6a, 도 6b 및 도 6c는 도 2의 체험장치의 기본제어방법을 도시한 순서도,
도 7은 도 2의 체험장치의 제1 보조제어방법을 도시한 순서도,
도 8a 및 도 8b는 도 2의 체험장치의 제2 보조제어방법을 도시한 순서도,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 체험장치에서 탑승기기를 도시한 사시도,
도 10은 도 9의 정면도,
도 11은 도 9의 측면도,
도 12는 도 9의 평면도,
도 13은 도 9의 하면도,
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 체험장치에서 탑승기기를 도시한 정면도,
도 15는 도 14의 측면도,
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 체험장치에서 탑승기기를 도시한 사시도,
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 체험장치에서 탑승기기를 도시한 사시도,
도 18은 도 17의 정면도,
도 19는 도 17의 좌측면도,
도 20은 도 17의 우측면도,
도 21은 도 17의 평면도,
도 22는 도 17의 하면도,
도 23은 도 17의 배면도이다.
이하, 본 발명에 의한 체험장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 체험장치를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 정면도이고, 도 4는 도 2의 측면도이고, 도 5는 도 2의 체험장치에서 탑승기기가 체험자의 신장에 따라 조절되는 모습을 도시한 측면도이고, 도 6a, 도 6b 및 도 6c는 도 2의 체험장치의 기본제어방법을 도시한 순서도이고, 도 7은 도 2의 체험장치의 제1 보조제어방법을 도시한 순서도이며, 도 8a 및 도 8b는 도 2의 체험장치의 제2 보조제어방법을 도시한 순서도이다.
첨부된 도 2 내지 도 5, 도 6a, 도 6b 및 도 6c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 체험장치는, 제1 공간을 이동하며 겪는 시각적 움직임(이하, 영상) 및 물리적 움직임(이하, 움직임)을 형성하는 프로듀서(producer)(미도시) 및 그 프로듀서(미도시)에 의해 형성된 영상과 움직임을 상기 제1 공간과 상이한 공간인 제2 공간에 있는 체험자에게 제공하는 시뮬레이터(simulator)를 포함할 수 있다.
여기서, 공간은 현실 및 가상현실을 포함하는 개념이고, 시공간을 포함하는 개념이다. 즉, 상기 제1 공간과 상기 제2 공간은 위치가 상이하되 시간대가 일치하는 개념일 수도 있고, 위치 뿐만 아니라 시간대까지 상이한 개념일 수도 있다.
상기 프로듀서(미도시)는 가상현실에서 겪는 영상 및 움직임을 형성(규정)하는 소프트웨어로서, 체험 시작 시점부터 체험 종료 시점까지의 체험 시간에 포함되는 복수의 시점들을 제1 내지 제n 타임 스탬프(Tn)(Time Stamp)(T1 내지 Tn)로 규정하는 타임 라인을 형성하고, 상기 제1 내지 제n 타임 스탬프(T1 내지 Tn)에 각각 재생될 영상인 제1 내지 제n 영상(P1 내지 Pn)을 규정하는 제1 데이터 베이스(DB1)를 형성하며, 상기 제1 내지 제n 타임 스탬프(T1 내지 Tn)에 각각 이행될 움직임인 제1 내지 제n 움직임(M1 내지 Mn)을 규정하는 제2 데이터 베이스(DB2)를 형성할 수 있다.
여기서, 상기 프로듀서(미도시)는, 그 프로듀서(미도시)를 통한 영상 및 움직임 형성 단계에서 상기 영상기기(100)에서 제공되는 시각적 움직임(영상)과 상기 탑승기기(200)에서 제공되는 물리적 움직임이 서로 대응(동기화)되도록, 상기 타임 라인을 형성하고, 그 타임 라인을 기준으로 상기 제1 내지 제n 영상(P1 내지 Pn)(제1 데이터 베이스(DB1))을 형성하고, 그 타임 라인을 기준으로 상기 제1 내지 제n 움직임(M1 내지 Mn)(제2 데이터 베이스(DB2))을 형성할 수 있다.
그리고, 이렇게 형성된 상기 타임 라인은 후술할 통합 제어부에 저장되고, 상기 제1 데이터 베이스(DB1)는 후술할 영상 제어부에 저장되며, 상기 제2 데이터 베이스(DB2)는 후술할 구동 제어부에 저장될 수 있다.
상기 시뮬레이터는 상기 프로듀서(미도시)로부터 전달받은 영상 및 움직임을 체험자에게 제공하도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 시뮬레이터는, 체험자에게 영상을 제공하는 영상기기(100), 체험자에게 움직임을 제공하는 탑승기기(200) 및 상기 영상기기(100)와 상기 탑승기기(200)를 제어하는 제어기기(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 영상기기(100)는 체험자가 시각을 통해 상기 제1 공간에 노출된 것과 같은 체험을 할 수 있게 하기 위한 것으로서, 영상이 출사되는 영상 표시부(디스플레이 액정)를 포함할 수 있다.
상기 탑승기기(200)는 체험자가 물리적 움직임을 통해 상기 제1 공간에 노출된 것과 같은 체험을 할 수 있게 하기 위한 것으로서, 체험자에게 탑승 가능한 공간을 제공하는 탑승부(210) 및 그 탑승부(210)에 움직임을 발생시켜 체험 움직임을 제공하는 구동부(220)를 포함할 수 있다.
상기 탑승부(210)는, 후술할 제2 회전체(226)에 지지되면서 체험자의 하방에서 체험자를 지지하는 바닥(212), 상기 바닥(212)으로부터 체험자 측으로 연장되는 기둥(214), 체험자를 고정시키도록 상기 기둥(214)으로부터 연장되는 안전벨트(미도시) 및 체험자를 보호하도록 상기 기둥(214)으로부터 연장되는 안전 바(216)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 탑승부(210)는 상기 영상기기(100)가 탈착 가능하게 안착되는 거치대(미도시), 상기 영상기기(100)가 상기 거치대(미도시)로부터 사전에 결정된 이격 거리보다 멀어지는 것을 방지하는 이탈방지수단(미도시), 상기 거치대(미도시)로부터 상기 영상기기(100) 측으로 전원을 공급하기 위한 전원케이블(미도시) 등을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 탑승부(210)는 후술할 제2 회전축(A22)이 체험자의 요잉 축(체험자의 무게중심을 포함하고 체험자의 상체와 하체를 가로지르는 축)(Ay)과 동축 상에 배치되도록, 한 번에 한 명의 체험자만 탑승 가능하게 형성되고, 상기 바닥(212)이 그 바닥(212)의 중심부에서 상기 체험자의 요잉 축(Ay) 및 후술할 제2 회전축(A22)과 직교되게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 안전 바(216)는, 체험자의 상체를 감싸는 상체 보호 안전 바(216a) 및 체험자의 하체를 감싸는 하체 보호 안전 바(216b)를 포함할 수 있다.
상기 상체 보호 안전 바(216a)는 상기 기둥(214)에 힌지 결합되고, 체험자가 상기 탑승부(210)에 출입할 때에는 일 방향으로 회동되어 탑승 공간을 개방함으로써 체험자의 상체와 간섭되는 것을 방지하고, 체험자가 상기 탑승부(210)에 탑승한 때에는 반대 방향으로 회동되어 체험자의 상체를 감쌀 수 있다.
그리고, 상기 상체 보호 안전 바(216a)는 신장이 상이한 체험자들을 보호할 수 있도록 체험자의 신장에 따라 조절 가능하게 형성될 수 있다. 즉, 첨부된 도 5를 참조하면, 상기 기둥(214)은 상기 바닥(212)에 고정되고 체험자의 하체 측에 위치되는 기둥 하부(214b) 및 그 기둥 하부(214b)에 슬라이딩 가능하게 체결되고 체험자의 상체 측에 위치되는 기둥 상부(214a)를 포함하고, 상기 상체 보호 안전 바(216a)는 상기 기둥 상부(214a)에 힌지 결합될 수 있다. 이에 따라, 신장이 큰 체험자가 상기 탑승부(210)에 탑승 시에는 상기 기둥 상부(214a)가 상기 바닥(212)으로부터 멀어지는 방향으로 상기 기둥 하부(214b)에 대해 슬라이딩된 후 고정됨에 따라 상기 상체 보호 안전 바(216a)가 신장이 큰 체험자에 대응되는 위치로 배치될 수 있다. 그리고, 신장이 작은 체험자가 상기 탑승부(210)에 탑승 시에는 상기 기둥 상부(214a)가 상기 바닥(212)에 가까워지는 방향으로 상기 기둥 하부(214b)에 대해 슬라이딩된 후 고정됨에 따라 상기 상체 보호 안전 바(216a)가 신장이 작은 체험자에 대응되는 위치로 배치될 수 있다.
상기 하체 보호 안전 바(216b)는 상기 기둥 하부(214b)에 힌지 결합되고, 체험자가 상기 탑승부(210)에 출입할 때에는 일 방향으로 회동되어 탑승 공간을 개방함으로써 체험자의 하체와 간섭되는 것을 방지하고, 체험자가 상기 탑승부(210)에 탑승한 때에는 반대 방향으로 회동되어 체험자의 하체를 감쌀 수 있다.
한편, 상기 기둥(214) 및 상기 안전 바(216)는, 체험자가 그 기둥(214) 및 안전 바(216)에 충돌되어 충격을 받는 것을 방지하도록, 체험자와 접촉 가능한 부위에 예를 들어 메모리 폼과 같은 재질로 형성되는 완충재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기둥(214) 및 상기 안전 바(216)는, 충격을 받는 상황(예를 들어, 비행전에서 적으로부터 총격을 받는 상황)에서 체험자가 피격감을 느낄 수 있도록, 체험자와 접촉 가능한 부위에 진동을 발생시키는 진동장치를 포함할 수 있다.
또한, 체험장치는 후술할 조작기기(300)를 더 포함할 수도 있는데, 이러한 조작기기(300)는 체험자의 손이 접근하기 쉬운 위치인 상기 상체 보호 안전 바(216a)의 일측에 구비될 수 있다.
상기 구동부(220)는 상대적으로 공간 제약을 덜 받으면서 체험자에게 그 체험자가 마치 실제 기구에 탑승한 것과 같은 물리적 움직임을 제공할 수 있도록 형성될 수 있다. 즉, 체험 영상에서 표시되는 동작이 실제 기구를 통해 제공되는 것이 아니라, 그 실제 기구가 운행되는 공간보다 협소한 소정의 제한된 공간 안에서 운행되는 상기 구동부(220)에 의해 제공될 수 있다.
이러한 상기 구동부(220)는 상기 탑승부(210)를 3차원으로 움직일 수 있도록 하는 다양한 구성으로 형성될 수 있으나, 본 실시예의 경우, 상기 구동부(220)의 부품 수, 크기, 중량 및 제조원가, 상기 구동부(220)를 운영하는데 소요되는 자원(예를 들어, 소요 공간, 소모 전력, 운영비)을 감소시키도록 상기 탑승부(210)에 피칭(pitching) 및 요잉(yawing)을 발생시키도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 구동부(220)는 체험자가 중력 방향에 수직한 제1 회전축(A21) 및 상기 제1 회전축(A21)에 수직한 제2 회전축(A22)을 기준으로 회전 가능하게 형성될 수 있다.
그리고, 본 실시예에 따른 상기 구동부(220)는 현실감을 향상시키도록 상기 제1 회전축(A21)이 체험자의 하방에 배치되고 상기 제2 회전축(A22)이 체험자의 요잉 축(Ay)과 동축 상에 배치되도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 구동부(220)는, 그 구동부(220)를 지지하는 지지체(예를 들어, 지면)에 설치되는 베이스(222), 상기 베이스(222)에 지지되고 상기 제1 회전축(A21)을 기준으로 양방향 회전 가능하게 형성되는 제1 회전체(224), 상기 베이스(222)에 지지되고 상기 제1 회전체(224)의 회전에 필요한 구동력을 발생시키는 제1 액추에이터(223), 상기 제1 회전체(224)에 지지되어 상기 제1 회전체(224)와 함께 상기 제1 회전축(A21)을 기준으로 양방향 회전 가능하면서 상기 제2 회전축(A22)을 기준으로 양방향 회전 가능하게 형성되며 상기 탑승부(210)의 바닥(212)을 지지하는 제2 회전체(226) 및 상기 제1 회전체(224)에 지지되어 상기 제1 회전체(224)와 함께 상기 제1 회전축(A21)을 기준으로 양방향 회전 가능하면서 상기 제2 회전체(226)의 회전에 필요한 구동력을 발생시키는 제2 액추에이터(225)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 탑승부(210)의 바닥(212)은 상기 제2 회전체(226)에 지지되어 상기 제2 회전체(226)와 함께 상기 제2 회전축(A22)을 기준으로 회전 가능하면서, 상기 제2 회전체(226)를 통해 상기 제1 회전체(224)에 지지되어 상기 제1 회전체(224) 및 상기 제2 회전체(226)와 함께 상기 제1 회전축(A21)을 기준으로 회전될 수 있다.
상기 베이스(222)는, 상기 지지체에 고정 설치되는 프레임부(222a) 및 상기 프레임부(222a)로부터 체험자 측으로 돌출되는 암부(222b, 222c)를 포함할 수 있다.
상기 암부(222b, 222c)는 중력에 수직한 방향으로 서로 대향되는 제1 암부(222b)와 제2 암부(222c)를 포함할 수 있다.
상기 제1 암부(222b)에는 상기 제1 액추에이터(223)가 설치될 수 있다.
상기 제1 회전체(224)는 상기 제1 회전축(A21)을 따라 연장 형성되고, 제1 회전체 일단부, 제1 회전체 중단부 및 제1 회전체 타단부를 포함할 수 있다.
상기 제1 회전체 일단부는 상기 제1 암부(222b)에 회전 가능하게 지지될 수 있다.
상기 제1 회전체 타단부는 상기 제2 암부(222c)에 회전 가능하게 지지될 수 있다.
상기 제1 회전체 일단부는 상기 제1 액추에이터(223)와 연결될 수 있다.
여기서, 상기 제1 회전체(224)는 상기 제1 암부(222b)와 상기 제2 암부(222c)에 지지됨에 따라, 상기 제1 회전축(A21)이 상기 지지체로부터 이격된 상태에서 중력에 수직하게 형성될 수 있다.
상기 제1 회전체 중단부는 상기 제2 회전체(226)가 삽입되는 축수공을 포함하고, 상기 축수공은 상기 제1 회전축(A21)에 직교되는 방향으로 연장 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제1 회전체 중단부는 상기 제2 액추에이터(225)가 수용되는 케이스를 포함할 수 있다.
상기 제2 회전체(226)는 상기 제2 회전축(A22)을 따라 연장 형성되고, 제2 회전체 일단부 및 제2 회전체 타단부를 포함할 수 있다.
상기 제2 회전체 일단부는 상기 축수공에 삽입되어 상기 축수공에 회전 가능하게 지지될 수 있다.
그리고, 상기 제2 회전체 일단부는 상기 제2 액추에이터(225)와 연결될 수 있다.
상기 제2 회전체 타단부는 상기 탑승부(210)의 바닥(212)의 중심부에서 그 바닥(212)과 직교되게 체결될 수 있다.
여기서, 상기 제2 회전체(226)는 상기 축수공에 지지됨에 따라, 상기 제2 회전축(A22)이 상기 제1 회전축(A21)과 직교되게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제2 회전체(226)는 상기 제2 회전체 타단부가 상기 탑승부(210)의 바닥(212)의 중심부에서 그 바닥(212)과 직교되게 형성되고, 전술한 바와 같이 상기 탑승부(210)는 한 번에 한 명의 체험자만 탑승 가능하게 형성되며, 상기 탑승부(210)의 바닥(212)이 그 바닥(212)의 중심부에서 상기 탑승부(210)에 탑승한 체험자의 요잉 축(Ay)과 직교되게 형성됨에 따라, 상기 제2 회전축(A22)이 상기 체험자의 요잉 축(Ay)과 동축 상에 배치될 수 있다.
그리고, 상기 제1 회전체(224)는 상기 제2 회전체(226)를 기준으로 상기 탑승부(210)의 반대측에 위치됨에 따라, 상기 제1 회전축(A21)은 상기 바닥(212)을 기준으로 체험자의 반대측에 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 회전축(A21)은 체험자의 하방에 위치될 수 있다.
상기 제어기기(미도시)는 상기 프로듀서(미도시), 상기 영상기기(100) 및 상기 탑승기기(200)에 전기적으로 연결되는 서버 또는 컴퓨터로 형성되고, 상기 영상기기(100)를 제어하는 영상 제어부, 상기 구동부(220)를 제어하는 구동 제어부 및 상기 영상 제어부와 상기 구동 제어부를 제어하기 위한 통합 제어부를 포함할 수 있다.
상기 프로듀서(미도시)는, 전술한 바와 같이, 영상 및 움직임 형성 단계에서 영상과 움직임이 대응되도록, 상기 타임 라인, 상기 제1 데이터 베이스(DB1) 및 상기 제2 데이터 베이스(DB2)를 형성할 수 있다.
상기 영상 제어부, 상기 구동 제어부 및 상기 통합 제어부는, 상기 영상기기(100)와 상기 탑승기기(200)를 통한 영상 및 움직임 제공 단계에서 영상과 움직임이 서로 대응되도록, 상기 타임 라인, 상기 제1 데이터 베이스(DB1) 및 상기 제2 데이터 베이스(DB2)에 기초하여 상기 영상기기(100)와 상기 탑승기기(200)가 각각 상기 타임 라인을 기준으로 영상과 움직임을 체험자에게 제공하도록 형성될 수 있다.
즉, 상기 통합 제어부는 상기 타임 라인에 기초하여 사전에 결정된 시간(예를 들어, 10ms) 간격으로 상기 제1 내지 제n 타임 스탬프(T1 내지 Tn)를 상기 영상 제어부와 상기 구동 제어부에 순차적으로 동시 발송하도록 형성될 수 있다.
그리고, 상기 영상 제어부는, 상기 통합 제어부로부터 수신하는 타임 스탬프를 상기 제1 데이터 베이스(DB1)에 대입시켜 상기 제1 내지 제n 영상(P1 내지 Pn) 중 상기 통합 제어부로부터 수신한 타임 스탬프에 대응되는 영상을 선택하여 상기 영상 표시부로 발송하도록 형성될 수 있다.
그리고, 상기 구동 제어부는, 상기 통합 제어부로부터 수신하는 타임 스탬프를 상기 제2 데이터 베이스(DB2)에 대입시켜, 상기 제1 내지 제n 움직임(M1 내지 Mn) 중 상기 통합 제어부로부터 수신한 타임 스탬프에 대응되는 움직임을 선택하여 상기 구동부(220)로 발송하도록 형성될 수 있다.
한편, 상기 제어기기(미도시)는, 체험자가 상기 지지체에 충돌되는 것이 방지되도록, 상기 제1 회전체(224)를 사전에 결정된 각도 범위 내에서만 회전시키도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 제2 회전체(226)는 상기 제2 회전축(A22)이 체험자의 요잉 축(Ay)과 동축 상에 위치되기 때문에 연속된 회전을 통한 현실감 향상을 위해 360도(한 회) 이상 회전되어도 체험자가 상기 지지체에 충돌되지 않을 수 있다.
이에 따라, 상기 제어기기(미도시)는 상기 제2 회전체(226)가 360도(한 회) 미만 및 360도(한 회) 이상 회전 가능하도록 형성될 수 있다.
반면, 상기 제1 회전체(224)는 상기 탑승부(210)가 체험자의 용이한 출입을 위해 상기 지지체에 인접하게 형성되고 상기 제1 회전체(224)가 상기 탑승부(210)와 상기 지지체 사이에 위치되기 때문에 기준축(제1 회전축(A21)과 제2 회전축(A22)의 교점으로부터 중력 반대 방향으로 연장되는 가상의 축)(As)을 기준으로 90도 이상 회전되면 체험자가 상기 지지체에 충돌될 수 있다.
이를 고려하여, 상기 제어기기(미도시)는 상기 제1 회전체(224)가 상기 기준축(As)을 기준으로 90도 미만으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다.
즉, 상기 기준축(As)을 포함하고 상기 제1 회전축(A21)에 수직하는 가상의 평면을 기준평면이라 하고, 상기 기준평면 상 상기 교점을 중심으로 상기 기준축(As)과 예각을 이루는 가상의 축을 한계축(Alim)이라 하면, 상기 제어기기(미도시)는 상기 제1 회전체(224)와 함께 회전되는 상기 제2 회전축(A22)이 상기 기준평면 상 상기 기준축(As)과 상기 한계축(Alim) 사이 범위 내에서 상기 제1 회전축(A21)을 기준으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다.
그리고, 바람직하게는, 체험자가 손을 뻗는 경우를 고려하여, 체험자의 손이 상기 지지체에 충돌되는 것을 방지하도록, 상기 제어기기(미도시)는 상기 제1 회전체(224)가 상기 기준축(As)을 기준으로 70도 이하로 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 기준축(As)과 상기 한계축(Alim) 사이 각도가 70도로 형성될 수 있다.
한편, 체험자가 상기 지지체에 충돌되는 것을 더욱 안전하게 방지하기 위해, 상기 제1 회전체(224)가 회전될 때 상기 제2 회전축(A22)이 상기 기준축(As)과 상기 한계축(Alim) 사이 범위를 벗어나는 것을 방지하는 스토퍼가 상기 구동부(220)에 형성되는 것이 더욱 바람직할 수 있다. 상기 스토퍼는 상기 탑승부(210)에 접촉되어 그 탑승부(210)의 초과 회전을 방지하는 리테이너 형태로 형성될 수도 있고, 상기 제1 회전축(A21)에 접촉되어 그 제1 회전축(A21)의 초과 회전을 방지하는 브레이크 형태로 형성될 수도 있다.
한편, 상기 제1 회전체(224)가 상기 사전에 결정된 각도 범위 내에서 회전됨에 따라, 체험자가 상기 제1 회전축(A21)을 기준으로 상기 사전에 결정된 각도 범위를 초과하여 회전되는 듯한 자극을 받는데 한계가 있을 수 있다.
이를 고려하여, 상기 제어기기(미도시)는, 상기 제1 회전체(224)가 상기 사전에 결정된 각도 범위 내에서 회전되더라도, 체험자는 상기 사전에 결정된 각도 범위를 초과하여 회전되는 듯한 자극을 받도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 실험 결과, 체험자는 시각적 자극과 물리적 자극을 통해 그 체험자의 움직임을 지각하는데, 시야를 가린 상태로, 사전에 결정된 속도 이상으로 물리적 자극을 받을 경우에는 그 물리적 자극을 인지하지만, 사전에 결정된 속도 미만으로 물리적 자극을 받을 경우에는 그 물리적 자극을 인지하지 못하는 것으로 판명되었다.
이를 이용하여, 본 실시예의 경우, 상기 영상기기(100)는 예를 들어 체험자의 두부에 장착되는 헤드 마운트 디스플레이 기기(HMD: Head Mount Display)와 같이 체험자가 그 영상기기(100)에서 제공되는 영상만 볼 수 있도록 형성되고, 상기 제어기기(미도시)는 상기 제1 회전체(224)가 상기 사전에 결정된 각도 범위 내에서 회전될 때 체험자가 상기 제1 회전축(A21)을 기준으로 상기 사전에 결정된 각도 범위보다 더 큰 각도로 회전되는 영상을 제공하도록 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제어기기(미도시)는 상기 제1 회전체(224)가 가속 상황 또는 감속 상황에서만 상기 사전에 결정된 각도 범위 내에서 사전에 결정된 각속도(영상기기(100)에 의해 시야가 가려진 체험자가 물리적 자극만으로 회전을 체감할 수 있는 각속도 중 가장 작은 각속도) 이상으로 회전되게 형성될 수 있다.
한편, 상기 탑승기기(200)는 체험자가 상기 제1 회전체(224) 및 상기 제2 회전체(226)에 의해서만 회전 가능하게 형성됨에 따라, 체험자가 롤링(rolling)되는 자극을 받는데 한계가 있을 수 있다.
이를 고려하여, 상기 제어기기(미도시)는, 상기 제1 회전체(224)와 상기 제2 회전체(226)으로도, 체험자가 롤링되는 듯한 자극을 받도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 제어기기(미도시)는 상기 제2 회전체(226)가 상기 제2 회전축(A22)을 기준으로 사전에 결정된 각속도보다 작은 각속도로 회전되어 사전에 결정된 제1 포지션(체험자의 전후방 방향이 제1 회전축(A21)과 평행하게 되는 포지션) 또는 사전에 결정된 제2 포지션(체험자의 전후방 방향이 제1 회전축(A21)과 평행하지 않으면서 제1 회전축(A21)에 수직한 평면에 포함되지 않는 포지션)으로 배치된 후, 상기 제1 회전체(224)가 상기 제1 회전축(A21)을 기준으로 사전에 결정된 각속도 이상으로 회전되도록 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제어기기(미도시)는, 체험자가 상기 영상기기(100)에서 제공되는 영상만 볼 수 있는 상태에서, 상기 제2 회전체(226)가 상기 제2 회전축(A22)을 기준으로 사전에 결정된 각속도보다 작은 각속도로 회전되어 상기 제1 포지션 또는 상기 제2 포지션으로 배치될 때 상기 제2 회전체(226)의 회전이 배제된 영상을 제공하고, 상기 제1 회전체(224)가 상기 제1 회전축(A21)을 기준으로 사전에 결정된 각속도 이상으로 회전될 때 체험자가 롤링되는 영상을 제공하도록 형성될 수 있다.
이하, 본 실시예에 따른 체험장치 의 작용효과에 대해 설명한다.
즉, 사전에 상기 프로듀서(미도시)에서 형성된 상기 타임 라인, 상기 제1 데이터 베이스(DB1) 및 상기 제2 데이터 베이스(DB2)가 상기 시뮬레이터에 저장되고, 체험자가 상기 시뮬레이터에 탑승하면, 체험이 시작될 수 있다.
체험이 시작되면, 상기 시뮬레이터는 도 6a, 도 6b 및 도 6c에 도시된 기본제어방법에 따라 상기 영상기기(100), 상기 탑승기기(200) 및 상기 제어기기(미도시)를 통해 상기 제1 공간을 체험하는 듯한 영상과 움직임을 체험자에게 제공할 수 있다.
즉, 기본제어방법 제1 단계(S11)에서, 상기 통합 제어부는 최초의 타임 스탬프인 제1 타임 스탬프(T1)를 목표 타임 스탬프(Tk)로 저장할 수 있다.
그 다음, 기본제어방법 제2 단계(S12)에서, 상기 통합 제어부는 그 통합 제어부에 저장된 목표 타임 스탬프(Tk)를 상기 영상 제어부와 상기 구동 제어부로 동시에 발송할 수 있다.
그 다음, 기본제어방법 제3-1-1 단계(S1311)에서, 상기 영상 제어부는 상기 기본제어방법 제2 단계(S12)를 통해 수신한 목표 타임 스탬프(Tk)를 상기 제1 데이터 베이스(DB1)에 대입시켜 상기 제1 내지 제n 영상(P1 내지 Pn) 중 그 목표 타임 스탬프(Tk)에 대응되는 영상(Pk)을 선택한 후 그 선택한 영상(Pk)을 상기 영상 표시부에 발송할 수 있다.
그 다음, 기본제어방법 제3-1-2 단계(S1312)에서, 상기 영상 표시부는 상기 기본제어방법 제3-1-1 단계(S1311)를 통해 수신한 영상(Pk)을 재생할 수 있다.
한편, 기본제어방법 제3-2-1 단계(S1321)에서, 상기 구동 제어부는 상기 기본제어방법 제2 단계(S12)를 통해 수신한 목표 타임 스탬프(Tk)를 상기 제2 데이터 베이스(DB2)에 대입시켜 상기 제1 내지 제n 움직임(M1 내지 Mn) 중 그 목표 타임 스탬프(Tk)에 대응되는 움직임(Mk)을 선택한 후 그 선택한 움직임(Mk)을 상기 구동부(220)로 발송할 수 있다.
그 다음, 기본제어방법 제3-2-2 단계(S1322)에서, 상기 구동부(220)는 상기 기본제어방법 제3-2-1 단계(S1321)를 통해 수신한 움직임(Mk)을 이행할 수 있다.
한편, 상기 기본제어방법 제3-1-2 단계(S1312) 및 상기 기본제어방법 제3-2-2 단계(S1322) 중 적어도 하나가 종료되면, 기본제어방법 제4 단계(S14)에서, 상기 통합 제어부는 체험이 종료되었는지 판단할 수 있다. 즉, 상기 통합 제어부는 그 통합 제어부에 저장된 목표 타임 스탬프(Tk)가 최종 타임 스탬프인 제n 타임 스탬프(Tn)와 일치되는지 판단할 수 있다.
그리고, 상기 기본제어방법 제4 단계(S14)에서, 체험이 종료되었다고 판단될 경우(목표 타임 스탬프(Tk)가 제n 타임 스탬프(Tn)와 일치할 경우)에는 체험이 종료되고, 체험이 진행중이라고 판단될 경우(목표 타임 스탬프(Tk)가 제n 타임 스탬프(Tn)와 불일치할 경우)에는 후술할 기본제어방법 제5 단계(S15)로 진행될 수 있다.
기본제어방법 제5 단계(S15)에서는, 상기 통합 제어부가 상기 기본제어방법 제2 단계(S12)에서 목표 타임 스탬프(Tk)를 발송한 이후 사전에 결정된 시간(타임 스탬프들 사이 인터벌)이 경과했는지 판단하고, 사전에 결정된 시간이 경과하였다고 판단될 경우 후술할 기본제어방법 제6 단계(S16)로 진행될 수 있다.
기본제어방법 제6 단계(S16)에서는, 상기 통합 제어부가 지금까지 목표 타임 스탬프(Tk)로 저장하고 있던 타임 스탬프의 다음 타임 스탬프를 새로운 목표 타임 스탬프(Tk)로 저장할 수 있다. 예를 들어, 지금까지 목표 타임 스탬프(Tk)로 저장되어 있던 타임 스탬프가 상기 제1 타임 스탬프(T1)일 경우, 상기 제2 타임 스탬프가 새로운 목표 타임 스탬프(Tk)로 저장될 수 있다.
그리고, 상기 기본제어방법 제6 단계(S16)가 종료된 후에는, 상기 기본제어방법 제2 단계(S12)로 복귀될 수 있다.
즉, 체험 시작 시점에 상기 기본제어방법 제1 단계(S11)가 한 번 실행되고, 최종 타임 스탬프에 대응되는 영상과 움직임이 제공될 때까지 상기 기본제어방법 제2 단계 내지 기본제어방법 제6 단계(S12 내지 S16)가 반복 실행된 후 종료될 수 있다.
그리고, 상기 시뮬레이터는, 상기 기본제어방법에 따라 제어되는 중에, 도 7에 도시된 제1 보조제어방법에 따라 상기 제1 회전체(224)가 상기 사전에 결정된 각도 범위 내에서 회전되더라도 상기 사전에 결정된 각도 범위를 초과하여 회전되는 듯한 자극을 체험자에게 제공할 수 있다.
즉, 제1 보조제어방법 제1 단계(S21)에서는, 피칭 상황 여부가 판단되고, 피칭 상황일 경우 후술할 제1 보조제어방법 제2 단계(S22)로 진행될 수 있다.
제1 보조제어방법 제2 단계(S22)에서는, 가속 또는 감속 상황 여부가 판단되고, 가속 또는 감속 상황일 경우 후술할 제1 보조제어방법 제3-1 단계(S231)로 진행되고, 가속 또는 감속 상황이 아닐 경우 후술할 제1 보조제어방법 제3-2 단계(S232)로 진행될 수 있다.
제1 보조제어방법 제3-1 단계(S231)에서, 상기 탑승기기(200)는 상기 제1 회전축(A21)을 기준으로 상기 제1 회전체(224)를 상기 사전에 결정된 각도 범위 내에서 상기 사전에 결정된 각속도 이상의 각속도로 회전시키고, 상기 영상기기(100)는 피칭이 적용된 영상을 제공할 수 있다.
제1 보조제어방법 제3-2 단계(S232)에서, 상기 탑승기기(200)는 상기 제1 회전체(224)를 정지시키거나 상기 사전에 결정된 각속도보다 작은 각속도로 회전시켜 다음 동작을 준비하고, 상기 영상기기(100)는 피칭이 적용된 영상 제공할 수 있다.
상기 제1 보조제어방법 제3-1 단계(S231) 또는 상기 제1 보조제어방법 제3-2 단계(S232)가 완료되면, 상기 제1 보조제어방법 제1 단계(S21)로 복귀될 수 있다.
그리고, 상기 시뮬레이터는, 상기 기본제어방법 및 상기 제1 보조제어방법에 따라 제어되는 중에, 도 8a 및 도 8b에 도시된 제2 보조제어방법에 따라 상기 제1 회전체(224)와 상기 제2 회전체(226)로 롤링되는 듯한 자극을 체험자에게 제공할 수 있다.
즉, 제2 보조제어방법 제1 단계(S31)에서는, 피칭 필요 여부가 판단되고, 피칭이 필요할 경우 후술할 제2 보조제어방법 제2-1 단계(S321)로 진행되고, 피칭이 불필할 경우 후술할 제2 보조제어방법 제2-2 단계(S322)로 진행될 수 있다.
제2 보조제어방법 제2-1 단계(S321)에서는, 요잉 필요 여부가 판단되고, 요잉이 필요할 경우 후술할 제2 보조제어방법 제4-1 단계(341)로 진행되고, 요잉이 불필요할 경우 후술할 제2 보조제어방법 제3-1 단계(S331)로 진행될 수 있다.
제2 보조제어방법 제2-2 단계(S322)에서는, 요잉 필요 여부가 판단되고, 요잉이 필요할 경우 후술할 제2 보조제어방법 제4-4 단계(S344)로 진행되고, 요잉이 불필요할 경우 후술할 제2 보조제어방법 제3-2 단계(S332)로 진행될 수 있다.
제2 보조제어방법 제3-1 단계(S331)에서는, 롤링 필요 여부가 판단되고, 롤링이 필요할 경우 후술할 제2 보조제어방법 제4-2 단계(S342)로 진행되고, 롤링이 불필요할 경우 후술할 제2 보조제어방법 제4-3 단계(S343)로 진행될 수 있다.
제2 보조제어방법 제3-2 단계(S332)에서는, 롤링 필요 여부가 판단되고, 롤링이 필요할 경우 후술할 제2 보조제어방법 제4-5 단계(S345)로 진행되고, 롤링이 불필요할 경우 후술할 제2 보조제어방법 제4-6단계(S346)로 진행될 수 있다.
제2 보조제어방법 제4-1 단계(341)는 체험자에게 피칭 및 요잉을 동시에 제공하는 단계로서, 상기 탑승기기(200)는 상기 제1 회전축(A21)을 기준으로 상기 제1 회전체(224)를 상기 사전에 결정된 각속도 이상의 각속도로 회전시키고, 상기 제2 회전축(A22)을 기준으로 상기 제2 회전체(226)를 상기 사전에 결정된 각속도 이상의 각속도로 회전시킬 수 있다. 그리고, 상기 영상기기(100)는 피칭 및 요잉이 적용된 영상을 제공할 수 있다.
제2 보조제어방법 제4-2 단계(S342)는 체험자에게 피칭 및 롤링을 동시에 제공하는 단계로서, 두 단계에 걸쳐 진행될 수 있다.
즉, 먼저, 상기 탑승기기(200)는 상기 제2 회전축(A22)을 기준으로 상기 제2 회전체(226)를 상기 사전에 결정된 각속도보다 작은 각속도로 상기 사전에 결정된 제2 포지션으로 회전시키고, 상기 영상기기(100)는 요잉(제2 회전체(226)의 회전)이 배제된 영상을 제공할 수 있다.
그 다음, 상기 탑승기기(200)는 상기 제1 회전축(A21)을 기준으로 상기 제1 회전체(224)를 상기 사전에 결정된 각속도 이상의 각속도로 회전시키고, 상기 영상기기(100)는 피칭 및 롤링이 적용된 영상을 제공할 수 있다.
제2 보조제어방법 제4-3 단계(S343)는 체험자에게 피칭을 제공하는 단계로서, 상기 탑승기기(200)는 상기 제1 회전축(A21)을 기준으로 상기 제1 회전체(224)를 상기 사전에 결정된 각속도 이상의 각속도로 회전시킬 수 있다. 그리고, 상기 영상기기(100)는 피칭이 적용된 영상을 제공할 수 있다.
제2 보조제어방법 제4-4 단계(S344)는 체험자에게 요잉을 제공하는 단계로서, 상기 탑승기기(200)는 상기 제2 회전축(A22)을 기준으로 상기 제2 회전체(226)를 상기 사전에 결정된 각속도 이상의 각속도로 회전킬 수 있다. 그리고, 상기 영상기기(100)는 요잉이 적용된 영상을 제공할 수 있다.
제2 보조제어방법 제4-5 단계(S345)는 체험자에게 롤링을 제공하는 단계로서, 두 단계에 걸쳐 진행될 수 있다.
즉, 먼저, 상기 탑승기기(200)는 상기 제2 회전축(A22)을 기준으로 상기 제2 회전체(226)를 상기 사전에 결정된 각속도보다 작은 각속도로 상기 사전에 결정된 제1 포지션으로 회전시킬 수 있다. 그리고, 상기 영상기기(100)는 요잉(제2 회전체(226)의 회전)이 배제된 영상을 제공할 수 있다.
그 다음, 상기 탑승기기(200)는 상기 제1 회전축(A21)을 기준으로 상기 제1 회전체(224)를 상기 사전에 결정된 각속도 이상의 각속도로 회전시킬 수 있다. 그리고, 상기 영상기기(100)는 롤링이 적용된 영상을 제공할 수 있다.
제2 보조제어방법 제4-6 단계는 체험자에게 피칭, 요잉 및 롤링 중 그 어느 것도 제공하지 않는 단계로서, 상기 탑승기기(200)는 상기 제1 회전체(224)와 상기 제2 회전체(226)를 정지시키거나 상기 사전에 결정된 각속도보다 작은 각속도로 회전시켜 다음 동작을 준비할 수 있다. 그리고, 상기 영상기기(100)는 피칭, 요잉 및 롤링이 배제된 영상을 제공할 수 있다.
여기서, 상기 제1 회전체(224)와 상기 제2 회전체(226)로는 요잉과 롤링을 동시에 제공하기 어려우므로, 상기 제2 보조제어방법에서는 요잉과 롤링을 동시에 제공하는 상황을 배제하였고, 상기 프로듀서(미도시)로 영상과 움직임 제작 시에도 요잉과 롤링을 동시에 제공하는 상황을 배제해야 한다.
이러한 본 실시예에 따른 체험장치는, 체험자에게 영상 및 움직임을 제공하는 상기 시뮬레이터를 포함하여, 체험자가 시각적 자극과 물리적 자극을 통해 체험하게 함으로써, 체험자가 이질감을 느끼는 것을 방지하고, 몰입도가 향상되며, 결국 현실감이 향상될 수 있다.
그리고, 영상과 움직임이 서로 대응되게 제공됨에 따라, 현실감이 더욱 향상될 수 있다.
그리고, 상기 탑승기기(200)는 체험자가 상기 제1 회전축(A21) 및 상기 제2 회전축(A22)을 기준으로 회전 가능하게 형성됨에 따라, 상기 탑승기기(200)의 부품 수, 크기, 중량 및 제조원가가 절감되고, 상기 탑승기기(200)를 운영하는데 소요되는 자원(예를 들어, 소요 공간, 소모 전력, 운영비)이 절감될 수 있다.
그리고, 상기 탑승기기(200)는, 상기 제1 회전축(A21)이 체험자의 하방에 배치되고, 상기 제2 회전축(A22)이 체험자의 요잉 축(Ay)과 동축 상에 배치되도록 형성됨에 따라, 예를 들어 체험자가 1 인칭 시점의 수퍼 히어로나 스카이 다이버가 되어 곡예 비행을 즐길 수 있는 비행 모드 또는 체험자가 1 인칭 시점의 슬라이드를 즐길 수 있는 레이 백 모드(lay back mode)에 최적화된 움직임을 제공할 수 있다.
구체적으로, 상기 비행 모드 또는 상기 레이 백 모드의 경우, 상기 영상기기(100)에서 제공되는 영상의 대부분은 피칭과 요잉이 적용된 영상이므로, 본 실시예와 달리 상기 탑승기기(200)가 상기 제1 회전체(224)와 상기 제2 회전체(226)뿐만 아니라 상기 탑승부(210)에 롤링을 가하는 제3 회전체를 더 포함하더라도 그 제3 회전체를 사용하지 않게 되어 자원 낭비가 되나, 본 실시예의 경우 상기 탑승기기(200)가 상기 제1 회전체(224)와 상기 제2 회전체(226)만을 포함함으로써 자원 낭비가 방지될 수 있다.
그리고, 상기 제1 회전축(A21)이 체험자의 하방에 배치됨에 따라, 상기 비행 모드 또는 상기 레이 백 모드에서 피칭 시, 체험자의 상체 및 하체가 동일 방향으로 피칭되어, 현실감이 향상될 수 있다. 즉, 예를 들어 상승되다가 전향되어 급하강되는 상황의 경우, 체험자의 상체와 하체 모두 그 상황에 맞게 하강될 수 있다. 반면, 본 실시예와 달리, 예를 들어 제1 회전축(A21)이 체험자의 허리 측에 배치될 경우, 상기 비행 모드 또는 상기 레이 백 모드에서 피칭 시, 체험자의 상체 및 하체가 서로 반대 방향으로 피칭되어, 현실감이 저하될 수 있다. 즉, 예를 들어 상승되다가 전향되어 급하강되는 상황의 경우, 체험자의 상체는 그 상황에 맞게 하강되지만, 체험자의 하체는 그 상황과 달리 상승될 수 있다.
그리고, 상기 제2 회전축(A22)이 항상 체험자의 요잉 축(Ay)과 동축 상에 배치됨에 따라, 상기 비행 모드나 상기 레이 백 모드에서 요잉 시, 영상과 움직임이 서로 일치되어, 현실감이 향상될 수 있다.
한편, 상기 제1 회전축(A21)이 체험자의 하방에 배치됨에 따라, 체험자가 상기 제1 회전체(224)에 방해받지 않고 상기 탑승부(210)에 용이하게 출입할 수 있다.
그리고, 상기 탑승기기(200)와 상기 제어기기(미도시)는 상기 제1 회전축(A21)이 상기 사전에 결정된 각도 범위 내에서 회전되도록 형성됨에 따라, 체험자가 상기 지지체에 충돌되는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 상기 시뮬레이터는 상기 제1 회전체(224)가 상기 사전에 결정된 각도 범위 내에서 회전되더라도 체험자는 상기 사전에 결정된 각도 범위를 초과하여 회전되는 듯한 자극을 받도록 형성됨에 따라, 상기 제1 회전체(224)의 회전 각도 제한에 의한 현실감 저하가 방지될 수 있다.
그리고, 상기 시뮬레이터는 상기 제1 회전체(224)와 상기 제2 회전체(226)만으로도 체험자가 롤링되는 듯한 자극을 받도록 형성됨에 따라, 상기 탑승기기(200)가 체험자에게 가하는 움직임의 자유도보다 체험자가 인지하는 움직임의 자유도가 많게 되어, 적은 비용으로 현실감을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 실시예의 경우 상기 탑승부(210)는 체험자의 신체 부위가 노출되게 형성되나, 도 9 내지 도 13에 도시된 바와 같이 상기 탑승부(210)는 체험자가 체험 중에 주면 구조물과 충돌되는 것을 방지하는 케이싱(218)을 더 포함할 수 있다.
첨부된 도 9 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 체험장치의 탑승부(210)는 상기 기둥(214), 상기 안전 바(216)를 수용하는 케이싱(218)을 더 포함하고, 상기 케이싱(218)은 체험자의 전후좌우를 감싸도록 대략 중공 실린더 형태로 형성되고, 상기 케이싱(218)의 일측에는 체험자의 출입을 위한 도어가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 케이싱(218)의 상부는 개구되게 형성되고, 상기 케이싱(218)의 상방에는 체험자를 관류하는 바람을 일으키는 팬(217)이 구비될 수 있다. 여기서, 상기 팬(217)은 현실감을 더욱 향상시키기 위한 것으로서, 상기 비행 모드 시 체험자 측으로 공기를 송풍하여 체험자의 두부 측으로부터 다리 측으로 바람을 일으킴으로써 체험자가 실제로 비행하고 있는 듯한 자극을 주고, 상기 레이 백 모드 시 체험자 측으로부터 공기를 흡입하여 체험자의 다리 측으로부터 두부 측으로 바람을 일으킴으로써 체험자가 실제로 슬라이딩 하는 듯한 자극을 줄 수 있다.
그리고, 상기 케이싱(218)의 하부에는 상기 팬(217)에 의해 발생되는 바람이 원활히 유동되도록 통풍구(219)가 형성될 수 있다.
한편, 도 9 내지 도 13에 도시된 실시예의 경우 상기 케이싱(218)은 중공 실린더 형태로 형성되어 그 케이싱(218)과 체험자 사이에 공간이 존재하나, 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이 상기 케이싱(218)이 체험자에 밀착되는 수트 형태로 형성될 수도 있다. 그리고, 상기 안전 바(216)는 생략될 수 있다.
이 경우, 체험자가 마치 실제 수퍼 히어로가 되는 듯한 감성을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 체험자가 상기 케이싱(218)의 내벽면에 충돌되어 상해를 입는 것을 방지할 수 있다.
또한, 체험자의 움직임을 제한하여, 체험자가 상기 지지체에 충돌되는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있고, 이에 따라 상기 제1 회전체(224)의 회전 각도를 증가시켜 현실감을 더욱 향상시킬 수도 있다.
한편, 도 9 내지 도 13에 도시된 실시예 및 도 14와 도 15에 도시된 실시예의 경우 상기 케이싱(218)이 체험자의 전신을 감싸도록 형성되나, 도 17 내지 도 23에 도시된 바와 같이 케이싱(218)이 체험자의 하반신을 감싸고 상반신은 노출되게 형성될 수도 있다. 이때, 상기 케이싱(218)의 하부는 원활한 통풍을 위해 메쉬 구조로 형성될 수 있다.
이 경우, 제조원가 상승을 최소화하면서 체험자가 체험 중에 주변 구조물과 충돌되는 것을 충분히 방지할 뿐만 아니라, 체험자가 폐쇄감을 느끼는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 실시예의 경우 상기 탑승기기(200)는 체험자가 상기 제1 회전축(A21) 및 상기 제2 회전축(A22)을 기준으로 회전 가능하게 형성되나, 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이 상기 탑승기기(200)는 체험자가 상기 제1 회전축(A21) 및 상기 제2 회전축(A22)을 기준으로 회전 가능하면서 상기 제2 회전축(A22) 방향으로 왕복 운동 가능하게 형성될 수 있다.
즉, 상기 구동부(220)는, 상기 제2 회전체(226)를 기준으로 상기 탑승부(210)를 사전에 결정된 거리 범위(예를 들어, 0(영) 이상 10cm 이하) 내에서 상기 제2 회전축(A22) 방향으로 왕복 운동시키는 제3 액추에이터를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 제조원가가 다소 증가되지만, 움직임의 자유도가 추가되어, 수직 상승 또는 수직 하강 상황을 연출할 수 있음으로써, 현실감이 더욱 향상될 수 있다.
다만, 상기 탑승부(210)가 상기 사전에 결정된 범위 내에서 왕복 운동됨에 따라, 체험자가 상기 사전에 결정됨 범위를 초과하여 이동하는 듯한 자극을 받는데 한계가 있을 수 있다. 이를 고려하여, 상기 탑승부(210)가 상기 사전에 결정된 범위 내에서 왕복 운동되더라도, 체험자는 상기 사전에 결정된 범위를 초과하여 이동하는 듯한 자극을 받도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 전술한 바와 같이 체험자는 시야를 가린 상태에서 사전에 결정된 속도 이상으로 물리적 자극을 받을 경우에 그 물리적 자극을 인지하므로, 이를 이용하여, 상기 영상기기(100)는, 체험자가 그 영상기기(100)에서 제공되는 영상만 볼 수 있도록 형성되고, 상기 탑승부(210)가 상기 사전에 결정된 거리 범위 내에서 왕복 운동될 때 상기 탑승부(210)가 상기 사전에 결정된 거리 범위보다 더 먼 거리를 이동하는 영상을 제공하도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 탑승부(210)는 가속 상황 또는 감속 상황에서만 상기 사전에 결정된 거리 범위 내에서 사전에 결정된 속도(영상기기(100)에 의해 시야가 가려진 체험자가 물리적 자극만으로 왕복 운동을 체감할 수 있는 속도 중 가장 작은 속도) 이상으로 왕복 운동되게 형성될 수 있다.
한편, 본 실시예의 경우 체험자의 의지와는 무관하게 시간의 흐름에 따라 사전에 결정된 영상과 움직임이 제공되게 형성되나, 체험자의 의지에 대응되는 영상과 움직임이 제공되도록 형성될 수 있다.
즉, 상기 체험장치는, 도 16에 도시된 바와 같이, 체험자로부터 입력 데이터를 수신하는 조작기기(300)를 더 포함하고, 상기 영상기기(100)가 상기 입력 데이터에 대응되는 영상을 체험자에게 제공하고, 상기 탑승기기(200)가 상기 입력 데이터에 대응되는 움직임을 체험자에게 제공하도록 형성될 수 있다.
여기서, 영상은 상기 프로듀서(미도시)에 의해 상기 입력 데이터에 기초한 게임 컨텐츠로 형성되고, 상기 조작기기(300)는 예를 들어 조이스틱, 햅틱 디바이스, 버튼 등으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 조작기기(300)는, 예를 들어 손에 반동 및 발열이 감지되는 사격 상황에서 체험자가 실제로 사격하는 듯한 자극을 받을 수 있도록, 진동장치 및 히팅장치를 포함할 수 있다.
한편, 본 실시예의 경우 상기 탑승부(210)는 체험자가 기립한 상태로 체험 가능하도록 형성되나, 도 16에 도시된 바와 같이 상기 탑승부(210)는 체험자가 안장(215)에 앉은 상태로 체험 가능하도록 형성될 수 있다. 이 경우, 예를 들어 헬기를 조작하는 상황에서 현실감이 더욱 향상될 수 있다.
한편, 본 실시예의 경우, 상기 제1 회전축(A21)이 체험자의 하방에 위치되므로, 상기 탑승기기(200)의 무게중심이 상기 제1 회전축(A21)을 기준으로 체험자 측으로 편심될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 회전체(224)가 회전되는데 상당한 토크가 필요하고, 상기 제1 액추에이터(223)에 손상이 발생되며, 상기 제1 회전축(A21)을 기준으로 하는 회전 운동을 제어하기 어려울 수 있다. 이를 고려하여, 별도로 도시하지는 않았지만, 상기 탑승기기(200)는 그 탑승기기(200)의 무게중심을 상기 제1 회전축(A21) 측으로 이동시키는 카운트 웨이트를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 구동부(220)는 상기 제1 회전체(224), 상기 제2 회전체(226) 및 상기 탑승부(210) 중 어느 하나로부터 연장되는 카운트 웨이트를 포함하고, 상기 카운트 웨이트는 그 카운트 웨이트의 무게중심이 상기 제1 회전축(A21)을 기준으로 상기 탑승부(210)의 반대측에 위치되게 형성될 수 있다.
한편, 본 실시예의 경우, 제작자가 소프트웨어를 통해 사전에 규정해 놓은 영상과 움직임을 체험자에게 제공하도록 형성된다. 즉, 체험자가 체험하는 환경은 제작자에 의해 사전에 제작된 가상현실이지, 실제 환경이 아니다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 체험자가 실제 환경을 체험하도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 프로듀서(미도시)가 소프트웨어가 아닌 제1 공간을 이동하며 영상과 움직임을 수집하여 상기 시뮬레이터로 전송하는 아바타로 형성될 수 있다.
본 발명은, 탑승기기가 체험자에게 가하는 움직임의 자유도를 체험자가 인지하는 움직임의 자유도보다 감소시켜, 현실감 저하를 방지하면서도, 탑승기기의 부품 수, 크기, 중량 및 원가를 감소시키고, 탑승기기를 운영하는데 소요되는 자원을 감소시킬 수 있는 체험장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 탑승기기의 요잉 축이 체험자의 요잉 축과 동축 상에 배치되어, 영상에서 보여지는 시각적 움직임과 실제 제공되는 물리적 움직임을 서로 대응시켜, 현실감을 향상시킬 수 있는 체험장치를 제공할 수 있다.

Claims (20)

  1. 체험자에게 영상을 제공하는 영상기기(100); 및
    체험자에게 움직임을 제공하는 탑승기기(200);를 포함하고,
    상기 탑승기기(200)는 체험자가 중력 방향에 수직한 제1 회전축(A21) 및 상기 제1 회전축(A21)에 수직한 제2 회전축(A22)을 기준으로 회전 가능하게 형성되고,
    상기 탑승기기(200)는 상기 제2 회전축(A22)이 체험자의 요잉 축(Ay)과 동축 상에 배치되도록 형성되는 체험장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탑승기기(200)는, 체험자에게 탑승 가능한 공간을 제공하는 탑승부(210); 및 상기 탑승부(210)에 움직임을 발생시키는 구동부(220);를 포함하고,
    상기 탑승부(210)는, 체험자의 하방에서 체험자를 지지하는 바닥(212);을 포함하고,
    상기 구동부(220)는, 그 구동부(220)를 지지하는 지지체에 설치되는 베이스(222); 상기 베이스(222)에 지지되고, 상기 제1 회전축(A21)을 기준으로 양방향 회전 가능하게 형성되는 제1 회전체(224); 및 상기 제1 회전체(224)에 지지되어 상기 제1 회전체(224)와 함께 상기 제1 회전축(A21)을 기준으로 양방향 회전 가능하면서, 상기 제2 회전축(A22)을 기준으로 양 방향 회전 가능하게 형성되는 제2 회전체(226);를 포함하고,
    상기 바닥(212)은 상기 제2 회전체(226)에 지지되어 상기 제2 회전체(226)와 함께 상기 제2 회전축(A22)을 기준으로 양방향 회전 가능하면서, 상기 제2 회전체(226)를 통해 상기 제1 회전체(224)에 지지되어 상기 제1 회전체(224) 및 상기 제2 회전체(226)와 함께 상기 제1 회전축(A21)을 기준으로 양방향 회전 가능하게 형성되는 체험장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 탑승부(210)는 한 번에 한 명의 체험자만 탑승 가능하게 형성되는 체험장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 바닥(212)은 그 바닥(212)의 중심부에서 상기 체험자의 요잉 축(Ay) 및 상기 제2 회전축(A22)과 직교되게 형성되는 체험장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 회전축(A21)은 상기 바닥(212)을 기준으로 체험자의 반대측에 형성되는 체험장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 회전체(224)는 한 회 미만으로 회전 가능하게 형성되고,
    상기 제2 회전체(226)는 한 회 이상 회전 가능하게 형성되는 체험장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 회전축(A21)과 상기 제2 회전축(A22)의 교점으로부터 중력 반대 방향으로 연장되는 가상의 축을 기준축(As)이라 하고, 상기 기준축(As)을 포함하고 상기 제1 회전축(A21)에 수직하는 가상의 평면을 기준평면이라 하고, 상기 기준평면 상 상기 교점을 중심으로 상기 기준축(As)과 예각을 이루는 가상의 축을 한계축(Alim)이라 하면, 상기 제1 회전체(224)는 상기 제2 회전축(A22)이 상기 기준평면 상 상기 기준축(As)과 상기 한계축(Alim) 사이 범위 내에서 상기 제1 회전축(A21)을 기준으로 회전 가능하게 형성되는 체험장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기준축(As)과 상기 한계축(Alim) 사이 각도는 70도로 형성되는 체험장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 구동부(220)는, 상기 제2 회전축(A22)이 상기 제1 회전축(A21)을 기준으로 회전될 때 상기 기준축(As)과 상기 한계축(Alim) 사이 범위를 벗어나는 것을 방지하는 스토퍼;를 더 포함하는 체험장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 영상기기(100)는 체험자가 그 영상기기(100)에서 제공되는 영상만 볼 수 있도록 형성되고, 상기 제1 회전체(224)가 사전에 결정된 각도 범위 내에서 회전될 때 체험자가 상기 제1 회전축(A21)을 기준으로 상기 사전에 결정된 각도 범위보다 더 큰 각도로 회전되는 영상을 제공하도록 형성되는 체험장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 탑승기기(200)는 상기 제1 회전체(224)가 가속 상황 또는 감속 상황에서 사전에 결정된 각속도보다 크거나 같은 각속도로 회전되게 형성되는 체험장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 탑승기기(200)는 상기 제1 회전체(224)가 등속 상황에서 정지되거나 상기 사전에 결정된 각속도보다 작은 각속도로 회전되게 형성되는 체험장치.
  13. 제5항에 있어서,
    상기 구동부(220)는 상기 제1 회전체(224), 상기 제2 회전체(226) 및 상기 탑승부(210) 중 어느 하나로부터 연장되는 카운트 웨이트를 포함하고,
    상기 카운트 웨이트는 그 카운트 웨이트의 무게중심이 상기 제1 회전축(A21)을 기준으로 상기 탑승부(210)의 반대측에 위치되게 형성되는 체험장치.
  14. 제2항에 있어서,
    체험자에게 롤링을 제공하고자 할 때,
    상기 탑승기기(200)는, 상기 제2 회전체(226)가 상기 제2 회전축(A22)을 기준으로 사전에 결정된 각속도보다 작은 각속도로 회전되어 사전에 결정된 포지션으로 배치된 후, 상기 제1 회전체(224)가 상기 제1 회전축(A21)을 기준으로 사전에 결정된 각속도보다 크거나 같은 각속도로 회전되도록 형성되고,
    상기 영상기기(100)는, 체험자가 그 영상기기(100)에서 제공되는 영상만 볼 수 있도록 형성되고, 상기 제2 회전체(226)가 상기 제2 회전축(A22)을 기준으로 사전에 결정된 각속도보다 작은 각속도로 회전되어 사전에 결정된 포지션으로 배치될 때 상기 제2 회전체(226)의 회전이 배제된 영상을 제공하고, 상기 제1 회전체(224)가 상기 제1 회전축(A21)을 기준으로 사전에 결정된 각속도보다 크거나 같은 각속도로 회전될 때 체험자가 롤링되는 영상을 제공하도록 형성되는 체험장치.
  15. 제2항에 있어서,
    상기 구동부(220)는, 상기 제2 회전체(226)를 기준으로 상기 탑승부(210)를 사전에 결정된 거리 범위 내에서 상기 제2 회전축(A22) 방향으로 왕복 운동시키는 액추에이터;를 더 포함하는 체험장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 영상기기(100)는 체험자가 그 영상기기(100)에서 제공되는 영상만 볼 수 있도록 형성되고, 상기 탑승부(210)가 상기 사전에 결정된 거리 범위 내에서 왕복 운동될 때 체험자에게 상기 체험자의 요잉 축(Ay) 방향으로 상기 사전에 결정된 거리 범위보다 더 먼 거리를 이동하는 영상을 제공하도록 형성되는 체험장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 탑승부(210)는 가속 상황 또는 감속 상황에서만 상기 사전에 결정된 거리 범위 내에서 사전에 결정된 속도 이상으로 왕복 운동 되게 형성되는 체험장치.
  18. 제11항, 제12항 및 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사전에 결정된 각속도는 체험자가 그 체험자에게 인가되는 물리적 자극으로 상기 탑승부(210)의 회전을 체감할 수 있는 각속도 중 가장 작은 각속도로 형성되는 체험장치.
  19. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사전에 결정된 거리 범위는 0(영) 이상 10cm 이하로 형성되는 체험장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 사전에 결정된 속도는 체험자가 그 체험자에게 인가되는 물리적 자극으로 상기 탑승부(210)의 왕복 운동을 체감할 수 있는 속도 중 가장 작은 속도로 형성되는 체험장치.
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