KR102009544B1

KR102009544B1 - 시소 구조를 갖는 가상현실용 대형 스크린 영상장치

Info

Publication number: KR102009544B1
Application number: KR1020150112406A
Authority: KR
Inventors: 최해용
Original assignee: 최해용
Priority date: 2015-01-15
Filing date: 2015-08-10
Publication date: 2019-08-09
Also published as: CN105812757A; CN105812757B; KR20160088211A; US20160209653A1; US9812045B2; JP2016133806A; KR20160088212A; JP6850072B2

Abstract

본 발명은 전체 시스템 구조를 시소 구조로 하여 시소 구조의 지렛대 고정점을 중심으로 지렛대 일방에는 의자, 나머지 일방에는 영상시스템을 구비하고 지렛대 고정점 하부에는 상, 하 회전과 좌, 우 회전, 전,후 회전 할 수 있도록 구성하여 의자와 스크린이 상, 하 좌, 우 전 후로 회전할 경우 위치 추적 장치에 의해 의자 위치의 사용자가 스크린이 움직이는 회전각도와 같은 회전각도의 시각으로 변화되는 영상을 관측할 수 있는 시소 구조를 갖는 가상현실용 대형 영상 장치에 관한 것이다.

Description

시소 구조를 갖는 가상현실용 대형 스크린 영상장치{A large projection screen image device with seesaw structure for virtual reality}

본 발명은 가상현실용 영상을 구현하기 위한 영상 장치에 관한 것으로서 특히 지렛대와 상기 지렛대가 갖는 고정점으로 구성되는 시소 구조에 대형 스크린과 회전 이동하는 의자 구조로 구성되는 것이 특징인 가상현실용 대형 스크린 영상 장치에 관한 것이다.

스마트폰을 이용하거나 또는 HMD(Head mounted display)

를 이용한 가상현실장치들이 출시되고 있다.

이러한 가상현실 영상들은 기존의 시뮬레이터 영상과는 다르게 발전되었다.

즉 종래시뮬레이터들은 단순히 상, 하 좌우 만 움직이는 모션 시뮬레이터 구조에 한정 되였으나

최근 HMD등의 장치는 스마트폰 내부에 자이로스코프센서 장치, 수평방향 위치센서, GSP 등을 이용하여 사용자가 머리를 움직이는 이동방향을 위치추적장치로 계산하여 정면을 볼 때는 정면영상 상, 하 좌, 우로 방향을 돌릴 때는 그 방향에 맞는 상,하, 좌, 우 영상이 보여 지게 하는 것이 특징이다.

그런데 이러한 스마트 폰이나 HMD 구조는 화면 크기가 주로 10″ 미만의 소형 화면을 1/2로 분할하여 입체용 좌, 우 영상을 현출하고 이를 입체로 관측함으로써 화면 크기가 5” 미만의 극소형 화면에 불과하였다

따라서 20″이상 200″까지 되는 대형 영상을 가상현실 영상으로 관측이 불가능하였다.

스마트폰. 가상현실 영상기기에는 자이로스코프센서와 가속센서, 자력계등 위치 센서장치가 내장된다.

이러한 위치 추적 센서들은 정면을 기준하여 왼쪽으로 돌리면 왼쪽영상이 보이고, 오른쪽 또는 뒤쪽을 돌리면 오른쪽, 또는 뒤쪽 영상이 보이고, 위쪽을 보면 하늘과 천정과 같은 영상이 보이며, 밑을 보면 바닥 또는 땅과 같은 영상이 보이게 한다.

따라서 이와 같이 시야각도에 따라 변화되는 가상현실 영상에 대응해서 상기와 같이 정면 영상 위치에서 좌, 우로 돌리면 좌, 우 영상이 나오고 후면으로 돌리면 후면 영상이 나오며 상기 정면에서 좌, 우면 뒷면으로 방향을 회전하여 상, 하로 움직이면 상면, 하면 영상을 볼 수 있어야 한다.

그러나 종래의 가상현실을 위한 모션 시뮬레이터는 모션에 의한 시뮬레이터 기능만 있어서 6 개의 상, 하 조정 다리와 이를 각각 조정하는 모터 등 통상 7개의 모터가 소요되는 등 구조가 복잡하다.

상기와 같이 모터 개수가 많아지므로 이를 구동하는 프로그램도 여러개가 필요하고 영상은 고정되고 고정된 영상을 보면서 의자만 움직이는 모션 구조로 가상현실 영상 시청이 불가능하였다.

따라서 이러한 3축에 의한 높낮이 구조는 모션 시뮬레이터 효과만 얻을 수 있을 뿐 상기와 같이 사용자의 시각 방향 회전에 따라 그 방향의 영상 제공이 불가능 하였다.

PCT/US 2008/082493과 같은 장치는 3측 모션을 이용해 복수의 케이블을 이용해 시트의 기울어짐 (a coheres pouching tilt)을 제공할 때 좌, 우 회전 기능이 불가능하다.

한국 특허 출원번호 10-2003-0054984 체감의자 및 이를 이용한 교육용 체감장치 또한, 유압실린더나 공압실린더를 이용하여 진동작용 및 기울기 작용에 국한하여 실제적으로 전면의 상, 하 방향 시각의 영상만 제공할 수 있을 뿐 전, 후 방향의 영상 제공이 불가능하였다.

대한민국 실용 특허 20-2010-0013407 입체 체감이 가능한 극장용 의자는 에어 스프링을 다수 개 구비하여 상, 하 진동만 할 수 있을 뿐, 최근 가상현실의 영상이 요구하는 전, 후, 좌, 우 전, 후 영상 제공이 불가능하다.

특히 스크린 등 영상 장치가 대형일 경우 그 무게가 무거워 이를 회전 이동 시키는 것이 불가능 하였다.

대한민국 특허 출원 10-2012-0094228 모션 시뮬레이터의 구조는 3개의 장치와 회전 장치에 의해 통상 4-7개의 모터가 필요하다.

또한, 그 회전을 위해 원형 체인구조와 이에 상응한 다수의 스프로켓이 필요하며 다수의 로드, 다수의 링크 부재, 연결 부제 등 복잡한 구조를 갖고 있다.

따라서 이러한 상기 기존의 모션 시뮬레이터 구조는 3D 영상제공에 부적합하고 주로 기울기 기능위주로 구성되고 구성이 복잡하고 작동요소마다 역학적 효율을 감안한 기능 없이 작동부위마다 다수의 모터를 사용하는 등 그 기계 부피가 크고, 많은 제조비용이 부담되며, 작동요소가 많아져 고장 개소도 많아진다.

PCT/ US 2008/082493 대한민국 특허 출원번호 10-2003-0054984 대한민국 특허 출원 번호 20-2010-0013407 대한민국 특허 출원 번호 10-2012-0094228 대한민국 특허 출원 번호 10-1999-0023438 대한민국 특허 출원 번호 10-2012-0100426 대한민국 특허 출원 번호 10-2010-0016548 대한민국 특허 출원 번호 10-2012-0023777 대한민국 특허 출원 번호 10-2005-0053851

본 발명은 상기에서 제시된 기존의 문제점을 해결하고 상, 하, 좌, 우, 전, 후 회전 구조를 단순구동구조로 구성하면서 영상제공이 가능한 가상현실 영상에 대응하는 방법을 제시함에 있다.

본 발명은 하나의 회전축에 의해 좌, 우 회전 최대 360°의 회전과 하나의 회전축에 의해 상, 하 회전과 전, 후 회전이 가능하게끔 구성하고,

이동 부위 일방에 자이로스코프와 가속센서, 자력계, GPS등의 센서를 내장한 위치 추정 장치를 구비하고

영상 장치와 상기 위치 추적 장치와 스크린과 의자를 하나의 지렛대에 의해 좌, 우 360° 회전과 상, 하 이동을 동시에 하게 하는 구조에 있다.

즉, 전체 구조를 지렛대와 지렛대고정점을 갖는 시소구조로 구성하되

상기 지렛대 고정점에 전, 후 회전축을 구비하고

상기 지렛대는 지렛대의 고정점위치에 지렛대가 수평기준하여 상, 하, 좌,우 회전 하게 구성하고

상기 전, 후 회전축 하부에 좌, 우 회전축을 구비하고

상기 전, 후 회전축 중심축에 상, 하 회전축을 구비하고

상기 지렛대 일방에는 의자구조를 구비하고

상기 지렛대 타방에는 영사용 스크린 또는 영상 모니터중 하나를 구비하여

상기 의자에 위치한 사용자가 회전 이동하는 시각방향에 따라 해당 시각 영상을 관측 할 수 있게 구성한다.

또한 의자, 프로젝터, 스크린, 컨트롤박스, 지렛대 중 어느 하나에 자이로스코프센서, 가속센서, 자력 계통의 센서, GPS 적외선 위치 센서 등으로 구성된 위치 추적 장치를 구성한다.

또한, 스크린 구조를 대형 모니터, 리어 스크린과 반사경, 프로젝터의 구조로 하나의 스크린장치로 구성하거나

스크린 구조가 천장 방향에 구비되고 중단에 반사경 및 반투명경이 사각으로 구비되고 그 하부에 프로젝터가 구비되는 스크린장치로 구성하거나 스크린구조가 스크린 하단 전면에 반사경, 스크린 하단 후면에 프로젝터가 구비되어 하나의 스크린 장치로 구성한다.

또 하나의 구성으로는 전체 구조를 지렛대와 지렛대고정점을 갖는 시소 구조로 구성하되

상기 지렛대 고정점에 전, 후 회전축을 구비하고

상기 전, 후 회전축 하부에 좌, 우 회전축을 구비하고,

상기 전, 후 회전축 내부에 상하 회전축을 구비하고

상기 지렛대 일방에는 의자 구조를 구비하고

상기 지렛대 타방에는 평형 무게 추를 구비하여

상기 의자의 사용자가 회전 이동하는 시각방향에 따라 해당 시각

영상을 관측할 수 있는 구조로 구성한다.

또한, 스크린 구조의 특징은 프로젝터를 2개 1조로 사용하여 입체영상으로 제공하거나 입체 모니터로 구성하여 2D는 물론 3D영상도 제공할 수 있다.

사용자와 의자의 무게와 스크린의 무게, 특히 스크린이 대형화할수록 그 무게가 매우 무겁다. 이를 안정되게 회전시키기 위해서 본 발명은 전체 구조를 지렛대 구조에 의한 시소 구조로 구성함을 특징으로 하여 지렛대 양방 중 일방에 의자를, 나머지 타방에 스크린 구조를 구비하고 상기 양방 구성이 갖는 무게 중심위치에 지렛대 고정위치를 설정하고, 지렛대 고정점 위치에 상, 하 회전축과 좌, 우 360도 회전축과 전, 후 회전축을 구비함으로써 사용용자와 의자의 무게와 스크린 구조의 무게가 지렛대에 의한 대칭작용에 의해 작용하므로 종래 일반적인 구조 대비 1/10의 적은 힘에도 작동이 된다.

따라서 이러한 시소 구조의 본 발명은 종래 통상 7개의 모터 구조를 갖는 시뮬레이터 구조 대비 소형의 2-3개의 모터 구성만으로도 지렛대 구조없이 전, 후 좌, 우 상, 하 회전 구동이 가능하다.

또한, 하나의 전, 후 회전축과 하나의 좌, 우 360° 회전축에 의해 의자, 스크린, 영상 제공 장치가 동시에 움직이며 상기 의자, 스크린 영상제공 장치 중 한 곳에 위치 추적 장치를 구성하여 상기 회전축에 의해 좌, 우 360° 상, 하 회전하여 스크린이 회전하는 데에 따라 스크린에서 나타나는 영상이 그 회전 각도와 방향에 따라 그에 맞는 영상이 제공된다.

즉, 좌 방향으로 회전하면 좌 방향 시각 영상이 우 방향으로 회전하면 우 방향 시각 영상이 관측하게 되고 뒤 방향으로 회전하면 뒤 방향의 영상이 보이게 되며 상향으로 회전하면 하는 영상이, 하부 방향을 보면 바닥과 같은 하부 영상이 보이게 된다.

따라서 이러한 본 발명의 구조는 의자구조(100)는 1석에서 30석 스크린 장치(200)는 대각선 5M이상의 초대형 스크린 장치의 구성도 가능하며, 지렛대 고정점이 있는 하나의 지렛대에 모두 구성이 가능하게 되며 시스템의 부피도 종래 일반적인 모션 시뮬레이터 대비 1/3 이하로 현저하게 감소한다.

도1은 본 발명의 구성 사시도
도2는 본 발명을 측면에서 본 구성 설명도
도3은 본 발명의 상, 하 회전 설명도
도4는 본 발명의 좌, 우 360° 회전 설명도
도5는 시소구조와 지렛대 고정점(6a)의 설명도
도6은 컨트롤 박스의 설명도
도7의 (a)는 본 발명이 돔형 스크린과 결합된 구성도
도7의 (b)는 본 발명의 의자가 회전하는 구조 설명도
도8의 (a)는 스크린의 설명도1
도8의 (b)는 스크린의 설명도2
도8의 (c)는 스크린이 멀티 형태로 구비된 설명도
도8의 (d)는 단 초점 프로젝터 구성시설 설명도
도8의 (e)는 리어 스크린 설명도
도8의 (f)는 투사구조 설명도
도8의 (g)는 반사경 구조의 투사시스템 설명도
도9는 전, 후 회전축과 좌, 우 회전축에 관한 설명도
도10은 지렛대의 무게 추의 이동시 설명도
도11의 (a)는 전, 후 회전 구조와 좌, 우 회전 구조 및 상, 하 회전 구조의 설명도
도11의 (b)는 상기 도10의 (a)의 구성단면 설명도
도12는 돔 스크린의 실사응용 설명도

본 발명은 지렛대의 구조를 시소 형태로 하여 구성한 것을 특징으로 한다.

지렛대의 구조는 모멘트(회전력)= 힘 X 거리 원리로 작용한다. 즉, 지렛대의 긴 거리 끝에서 힘을 가할수록 적은 힘으로 무거운 물체를 움직일 수 있다.

지렛대 구조는 상, 하 회전 시 모터의 작은 힘으로도 구동이 가능하다. 즉, 좌, 우 방향 360° 회전함에 있어서 지렛대 고정점 기준하여 지렛대 양방향 양단(兩端)중 일단에는 의자와 사용자, 나머지 일단에는 스크린 또는 모니터를 구비하게 되면 양방향 대칭 구조에서 무게중심의 고정점에 종래 대비 1/10 이하의작은 힘을 가하여도 구동이 가능하게 된다.

또한 전, 후 회전축을 지렛대 고정점에 구성할 시 적은 힘으로도 회전구동이 가능하게 된다.

따라서 상기와 같은 논리에 의해 본 발명의 구조는 다음과 같이 구성된다.

도1. 도2, 도5와 같이 전체구조를 시소형태로 구성하고 상기 시소구조를 구성하고 있는 지렛대에 있어서 지렛대 고정점을 설정하고 이를 기준하여 지렛대 양방 중 일방에는 사람과 의자를 구성하고 나머지 일방에는 스크린 또는 모니터를 구성한다.

특히 사람과 의자, 대형 스크린, 대형 모니터의 무게가 매우 무겁다.

따라서 상기 구성요소들의 무게를 감안하여 지렛대 고정점(6a) 기준하여 의자(2)가 위치하는 위치까지의 지렛대(6)의 길이와 스크린장치(200)의 위치 길이를 적정히 조정하여 지렛대 고정점((6a)을 설정하게 되면 종래 대비 1/10 이하의 적은 힘으로 좌, 우 360°회전과 상, 하 회전이 가능하게 된다.

즉 본 발명은 도1, 도2와 같이 수평방향으로 구비되는 지렛대(6), 상기 지렛대(6) 무게 중심에 설정되는 지렛대 고정점(6a),상기 지렛대 고정점(6a)을 기준하여 지렛대(6) 일방에 사용자(1)가 앉는 의자(2), 프로젝터(4) 및 상기 의자 앞단에 구비되는 컨트롤 박스(3) 및 스크린 장치(200)를 구비하고, 상기 수평지렛대(6) 나머지 일방에 40°~ 200″까지의 영상을 제공하는 초대형의 스크린(5)을 구비하며 수평방향의 지렛대(6)에 움직임에 따라 상기 구성 요소들이 모두 동시에 같이 움직이는 특징이 있다.

상기 지렛대 고정점(6a)위치에 도1, 도5와 같이 상, 하로 회전할 수 있는 상하회전축(6b)을 구비하고 그 일단에 전, 후 회전휠(8)을 기어 또는 벨트 방식으로 연계하여 지렛대(6)일방에 구비된 상, 하 회전 구동모터(9)와 연계 구성한다.

상기 전, 후 회전축(6b) 하부에는 360° 회전하는 좌, 우 회전축(10)을 구비하고 상기 회전축(10)은 좌, 우 회전휠(11)을 구비하여 좌, 우 회전 모터(12)와 연결한다.

상기 좌, 우 회전축(10) 하부에는 바닥판(14)을 구성하고 상기 바닥판(14)과 상기 좌, 우 회전축(10)사이에는 상호 회전이 원활하도록 각 접촉부위에 베어링을 구성한다.

필요에 따라 지렛대(6)가 원활히 회전하기 위해 상, 하 길이가 가변되는 스프링 등 탄력 장치에 의해 가변되는 완충장치(15)를 의자 (2)하부 또는 스크린(5) 하부에 각각 구비한다.

상기 완충장치(15) 하부에는 회전 바퀴를 구비할 수 있다.

이와 같은 완충장치(15)는 지렛대(6)가 좌, 우 360도 방향으로 회전시 무게 중력을 좌, 우 회전축(10)과 좌, 우의 완충장치(15)에 의해 3분할 되어 분산 되므로 그 무게 하중이 1/3로 감소하게 된다.

또한, 지렛대(6)의 고정점을 기준하여 설치된 구성요소의 무게가 양방향에서 대칭구조로 평형 대칭화 하므로 그 하중이 1/10 까지 감소하게 된다.

도6과 같이 상기 지렛대(6) 상단, 의자(2) 전면에 컨트럴박스(3)를 구성하여 상, 하 구동 모터(9)와 좌, 우 회전 모터(12)와 연계한다.

이와 같은 컨트럴박스(3)는 좌, 우로 핸들을 회전하면 .좌, 우 회전모터(12)를 구동하여 상기 지렛대(6) 구조를 좌, 우로 회전하고 핸들을 전, 후로 밀고 당기면 상, 하 구동모터(9)를 구동하여 지렛대(6) 구조를 상, 하로 회전하게 된다.

이러한 본 발명은 도4와 같이 컨트럴박스(3)의 핸들을 상, 하 좌, 우로 돌리면 좌, 우 회전 모터(12)와 상, 하 회전 모터(9)를 구동시키고 이에 따라 지렛대 및 지렛대에 구성된 의자(2)와 스크린장치(200) 등을 상, 하 좌,우 360도로 회전시킬 수 있는 것이다.

따라서 상기 컨트럴박스(3)의 구동 여하에 따라 도3과 같이 시소구조의 본 발명이 상, 하 회전하거나 도4와 같이 상, 하 회전과 좌, 우 회전및 전, 후 회전 등 3방향의 회전을 동시에 할 수 있는 것이다.

또한 도 1과 같이 스크린(5)과 스크린 장치(200)를 포함하는 영상 제공장치(300)에는 360° 상, 하 좌, 우의 정지 영상 또는 동영상이 내장되거나 또는 서버 인터넷 등으로부터 공급받는 컴퓨터 장치 등이 구비되며 이러한 영상은 스마트폰에 내장되어 공지된 자이로스코프센서, 가속센서, 자력 센서, GPS 및 기타 위치를 추적하고 계산하는 공지된 여러 센서 및 장치 등으로 구성된 위치 추적 장치(400)에 의해 상, 하 및 좌, 우 전, 후로 회전하는 사용자 또는 스크린(5)의 위치를 감지 계산하여 그 위치, 그 방향에 맞는 영상을 스크린에서 제공한다.

상기 위치 추적 장치(400)는 필요에 따라 영상 제공 장치(300)와 위치추적장치(400)가 내장된 스마트폰이나 태블릿 PC를 대체하여 사용할 수 있다.

이때에 사용되는 상기 위치 추적 장치(400) 또는 스마트폰이나 태블릿 PC는 프로젝터, 의자, 스크린장치(200), 지렛대(6) 등 어느 한곳에 장착하여 프로젝터나 모니터에 연결한다.

스피커 장치를 스크린장치(200) 또는 의자(2) 등 필요위치에 구성한다.

따라서 본 발명의 구조는 의자(2), 프로젝터(4), 콘트럴박스(3), 스크린장치(200), 위치 추적 장치(400)가 하나의 지렛대(6)에 의해 동시에 회전 구동하는 것이 특징이다.

또한, 이와 같은 상기의 본 발명은 의자의 구조를 1개에 국한하지 않고 2개, 4개, 6개에서 25인석 이상 복수로 구성한다.

즉, 지렛대 고정점(6a) 기준하여 의자(2) 등이 무겁고 반대쪽 스크린(5)이 가벼우면 의자(2)가 구비된 방향의 지렛대(6) 길이는 짧게, 스크린(5)이 구비된 방향의 지렛대(6) 길이는 길게 구성한다.

반대쪽 스크린(5) 쪽이 무겁고 의자(2) 쪽이 가벼우면 각 방향의 지렛대(6) 길이를 상기 대비 반대로 구성한다.

따라서 이러한 시소 구조는 지렛대 고정점(6a) 위치에 상, 하 좌, 우 회전 장치를 구비함으로써 시소 구조의 지렛대 작용으로 가볍게 회전 구동할 수 있는 것이다.

이와 같은 본 발명은 영상의 정면을 기준으로 전, 후 좌, 우 360°와 상기 전, 후 좌, 우 회전 위치에서 상, 하의 영상장면을 사용자의 관측 위치 변화에 따라 영상이 제공된다.

영상스크린이나 모니터의 구조를 도8의 (a)와 같이 커브드 모니터나 영사용 스크린을 좌, 우로 연접하여 사용할 수 있고 도8의 (b)와 같이 기존의 영사용 스크린이나 모니터 구조를 3방향으로 구성 사용할 수 있으며 도8의(c)와 같이 모니터를 여러 개 겹쳐 멀티 형으로 구성 할 수 있으며 도8의 (d) 와 같이 투과형 영사용 스크린(5d)과 후면에 반사경(17) 그 하부에 프로젝터(4)를 하나의 시스템으로 구성하여 사용할 수 있다.

또한, 도8의 (e)와 같이 하부에 프로젝터(4)를 구비하고 상향 천장 위치에 영사용 스크린(5)을 구비하고 그 전면에 반사경(17)을 구비하여 천장 위치의 영사용 스크린(5)의 영상을 반사경(17)을 통해 관측할 수 있는 구조를 하나의 시스템으로 구성 사용할 수 있다.

도8의 (f)와 같이 하단에 영사용 스크린(5) 하부에 반사경(17)을 사각으로 구비하고 그 후단에 프로젝터(4)를 구비하여 영사용 스크린(5) 하부 뒷면에서 투사되는 프로젝터(4)의 영상은 그 전면의 반사경(17)에서 영사용 스크린(5)으로 반사되는 구조로서 프로젝터(4)의 투사 거리를 반으로 줄이는 효과가 있다.

도8의 (g)와 같이 초점거리가 짧은 단 초점 프로젝터 (4a)나 영사용 스크린(5)을 하나의 시스템으로 구성 사용할 수 있으며

이러한 상기 스크린장치(200)구조는 하나의 시스템으로 구성한다.

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상기 스크린장치(200)의 실시의 예 구조는 본 발명의 지렛대(6) 구조의 고정점(6a)을 기준으로 한 의자 (2) 구조의 반대 방향에 구성되는 것이다.

상기 스크린장치(200)의 구조는 3D 화면에도 동일하게 적용된다.

즉 입체영상을 제공하기 위해서는 입체용 좌안용 영상과 우안용 영상을 동시에 제공하되 하나의 스크린에서 동시에 중복 제시하여야 한다.

따라서 상기 도8의 (a).(b),(C),(d),(e),(f),(g)와 같은 경우는 프로젝터(4)로 구성한 경우는 프로젝터(4) 2대를 각 1조로 구성하고 모니터 등으로 구성한 경우는 입체용 모니터로 대체 구성하면 된다.

단 도8의(h)의 경우 두 개의 모니터(5F)를 직각구조로 구성하고 그사이에 45도 각도 사각으로 50% 투과 50% 를 기준으로 반사 20%-80% 투과 80-20%의 반투명경(17a)으로 구성한다.

이와 같은 구조는 두 개의 모니터(5F)중 하나의 모니터에는 입체영상용 영상 중 좌안용 영상을 나머지 모니터(5F)에는 우안용 영상을 입력하고 이중 하나의 영상은 상기 반투명경(17a)에서 투과하고 나머지 하나의 영상은 반투명경(17a)에서 반사시켜 하나의 영상에서 좌, 우안용 영상을 합치하여 입체영상을 관측하게 된다.

도12와 같이 지렛대 고정점(6a)을 기축으로 의자(2)에 앉은 사용자(1)의 맞은편 즉, 지렛대 고정점(6a)과 돔 스크린(5a) 사이에 사각으로 상기 반투명경(17a)을 구비하고 반투명경(17a) 반사각 위치에 상부 또는 하부에 스크린 또는 모니터에 구비된 제2의 영상스크린(5b)을 구비한다.

이러한 구성은 제2의 영상 스크린(5b)의 영상은 반투명경(17a)에서 반사되어 사용자(1)에게 반사되고

사용자(1)는 반투명경(17a)을 투과하여 돔스크린(5a)의 영상과 상기 제2의 영상스크린(5b)의 영상을 동시에 관측할 수 있다.

이러한 구성은 특히 가상현실 게임 장치에 유효한 것으로

예를 들면 제2의 영상스크린(5b)을 전투훈련이나 게임시 탱크, 총 등 슈팅 장치로 구성하고 돔스크린(5a)의 영상은 목표물 영상으로 구비하여 사용할 수 있다.

이 경우 사용자(1)는 제2의 영상스크린(5b)과 동시에 회전 하면서 돔 스크린(5a)의 영상을 보면서 마치 전장의 한가운데서 돔 스크린(5a)의 상, 하 좌, 우, 전, 후 영상을 자유자재로 회전하면서 시청하게 되므로 게임 또는 전투를 가상으로 직접 체험할 수 있게 된다.

따라서 이러한 본 발명의 구조는 대형 스크린 구조에서 회전하는 시야각에 따라 변화하는 가상현실 영상을 2D 또는 입체영상으로 시청할 수 있는 것이다.

본 발명의 구조는 종래 모션 시뮬레이터 구조 대비 구동 파워가 1/2에서 1/10까지 감소된 적은 구동력으로 구동이 가능하므로 3D 가상현실 장치에 적용가능 한 것이다

도7의 (a)와 도7의(b)와 같이 본 발명은 시소 구조의 지렛대 고정점(6a)을 기준하여 양방향에 구비한 의자(2)와 나머지 일방에 구비한 운전 컨트롤 박스(3)와 모터를 구비한 회전 지렛대(6) 구조에 돔 스크린(5a)을 결합한 것을 특징으로 한다.

지렛대(6)의 길이 제한으로 지렛대고정점(6a) 설정에 한계가 있을 시는 도10과 같이 무게 추(16)를 이동시켜 지렛대의 균형점을 조정할 수 있다.

즉, 무게추(16)가 지렛대 끝 쪽으로 갈수록 지렛대 고정점(6a)은 이동하게 되고 무게추(16)가 가운데로 이동할수록 중심방향으로 이동하게 된다.

이러한 무게추(16)의 이동을 이용하여 지렛대의 상, 하 운동을 구동시킬 수 있다.

즉, 시소의 구조는 도5의 구조와 같으나 돔 스크린(5a) 중심에 의자(2) 구조가 구성되고 동 의자(2) 구조는 도3과 도4, 도7의 (b)와 같이 좌, 우로 회전하면서 상, 하로 동시에 회전한다.

따라서 돔 스크린(2)에 여러 개의 고정된 프로젝터(4a, 4b, 4c, 4d)를 구축하여 상, 하 60°이상, 좌, 우 200도 이상 360°의 영상을 구현하고 사용자는 컨트럴박스(3)에 의해 상, 하 좌, 우로 의자(2)구조를 회전하면서 가상현실 영상을 관측할 수 있는 것이다.

이 경우에는 위치 추적 장치(400)에 구성은 삭제할 수 있다.

도 9와 같이 본 발명은 상하회전 모터(9)와 좌, 우 회전모터(12)를 삭제하고 사용 할 수 있다.

즉 지렛대(6)와 지렛대 고정점(6a) 위치에 구성된 상하 회전축(6b)과 좌, 우 회전축(10)은 종래 모션 시뮬레이터 구조대비 1/10의 추진력으로도 가볍게 이동할 수 있으므로 사용자는 의자(2)에 앉은 상태에서 모터의 파워 없이도 바닥판(14)을 이용하여 사용자가 수동으로 상하, 좌우 회전이 수동으로 가능하게 된다.

또한, 상기 위치 추적 장치(400)는 의자(2) 또는 프로젝터(4) 컨트롤박스(200) 또는 영사용 스크린(5)이나 모니터 등 어느 한 곳에 구비하면 된다.

즉, 본 발명의 구조는 지렛대(6) 고정점(6a)을 기축으로 상기의 구성요소가 모두 하나의 지렛대(6)에 의해 구성되고 지렛대(6)와 함께 모두 동시에 움직이기 때문이다.

도11의 (a)와 도11의 (b)와 같이 지렛대(6)와 전, 후 회전축(6b)이 교차하는 위치에 지렛대(6)가 좌, 우 방향의 수평을 기준하여 상, 하 방향으로 경사지게 회전할 수 있게끔 구성된 상, 하 회전대(16) 내부에 삽입되도록 구성한다.

즉, 이러한 상, 하 회전대(16) 내부에는 베어링 구조(미표시)가 내장되어 상기 상, 하 회전대(16) 내부에서 베어링 구조(미표시)에 결합되어 있는 지렛대(6) 구조가 좌, 우 방향 기준의 상, 하 방향으로 경사지게 회전 할 수 있게 된다.

이러한 전, 후 회전축(6b)이 상, 하 방향으로 회전할 시, 지렛대(6)에 구성된 회전의자(100), 회전스크린장치(200), 영상장치(300), 위치 추적 장치(400)가 동시에 회전한다.

이러한 구조는 비행체나 우주선 등 또는 게임 장치 구동시 회전의자(100)의 운전자가 좌, 우 각도로 경사지게 회전하여 회전 스크린 장치(200)의 영상이 위치 추적 장치(400)에 의해 동일한 경사각으로 기울어지는 영상을 제공할 수 있게 된다.

따라서 이러한 본 발명의 구조는 지렛대 고정점(6a)을 기축으로 위치 추적장치(400)에 의해 상, 하 회전 전, 후 회전 좌, 우 회전이 모두 가능하게 된다.

따라서 종래 다축 통상 7개 이상의 모터에 움직이는 상기 회전 범위를 3개 이내의 모터로 구동될 수 있다.

상기와 같은 구조는 상기 각 상, 하, 좌, 우, 전, 후 축에 모터를 구비하거나 또는 일부 회전축에만 모터를 선택해서 구비할 수 있고, 필요에 따라 모터 없이 상기 상, 하, 좌, 우, 전, 후 회전율 모두 회전의자 구조(100)에 앉은 사용자(1)가 수동으로 구동할 수 있다.

따라서 종래의 시뮬레이터는 6축을 이용하여 내부의 실린더를 밀어올리고 내리는 구조로 많은 전력량과 구동 파워를 필요로 하며 기울기를 위한 높이 간격을 확보해야 하므로 기기 자체의 높이가 매우 높아진다.

그러나 본 발명은 시소구조를 갖는 수평지렛대에 지렛대 고정점을 기준으로 좌, 우 방향에 대칭위치에 의자 및 대형스크린 등을 대칭 구비함으로써 역학적으로 종래대비 1/2~ 1/10까지 적은 2내지 3개의 추진동력으로 회전 구동하게 한다.

종래의 기울기를 위한 높이 공간이 필요 없으므로 전체 기기의 높이를 종래기기 대비 1/4 이하로 감소하므로 부피를 최소 1/2 이하로 감소할 수 있다.

따라서 이러한 본 발명은 가상현실 관련한 가상 체험, 가상현실 게임, 가상현실 훈련 등 다양한 가상현실 영상 기기에 사용될 수 있는 것이다.

100: 회전의자 구조
200: 스크린 장치
300: 영상장치
400; 위치추적장치
1. 사용자
2. 의자
3. 컨트롤박스
4. 프로젝터
5. 스크린
5a. 돔 스크린
6. 지렛대
6a: 지렛대 고정점
6b. 전, 후 회전축
7. 전, 후 회전대
8. 전, 후 회전 휠
9. 전, 후 회전 모터
10. 좌, 우 회전축
11. 좌, 우 회전 기어
12. 좌, 우 회전 모터
13. 좌, 우 회전대
14. 바닥판
15. 완충장치
16. 상, 하 회전대
17. 모터기아
18. 모터

Claims

시소 구조를 갖는 가상현실용 대형 스크린 영상 장치에 있어서
지렛대고정점(6a)을 구비하는 지렛대(6);를 수평으로 구성하고
상기 지렛대고정점(6a)을 기준으로 상기 지렛대(6)의 양방중 일방에 의자(2);를 배치하고
상기 지렛대(6)의 타방에 스크린장치(200);를 배치하되 상기 스크린 장치(200)는 스크린 또는 모니터 중에 하나로 구성하고
상기 스크린장치(200)에는 상기 의자(2)에 위치한 사용자가 상기 의자(2)가 회전 이동하는 시각방향에 따라 상기 시각방향의 영상을 관측 할 수 있게끔 가상현실 영상의 영상위치를 추적하는 위치 추적 장치(400)를 결합하고
상기 지렛대고정점(6a)은 상기 지렛대(6)의 양방향에 구비된 상기 의자(2)와 상기 스크린장치(200)가 갖는 무게 중심 위치에 설정하고
상기 지렛대고정점(6a)에는 상기 지렛대고정점(6a)을 기축으로 하여 상기 지렛대(6)가 전, 후, 좌, 우 로 회전하기 위한 전, 후 회전축(6b)과 좌, 우 회전축(10);을 구비하여
상기 지렛대고정점(6a)을 기준으로 하여 상기 의자(2)가 위치하는 상기 지렛대(6)의 길이와
상기 지렛대고정점(6a)을 기준으로 하여 상기 스크린장치(200)가 위치하는 상기 지렛대(6)의 길이의 비율에 의하여 작용하는 상기 지렛대(6)의 작은 힘으로
상기 의자(2)와 상기 스크린장치(200)와 상기 지렛대(6)가 상기 지렛대고정점(6a)을 기축으로 하여 전, 후 좌, 우 로 회전 하는 것이 특징인 시소 구조를 갖는 가상현실용 대형 스크린 영상 장치
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제1항에 있어서
상기 스크린 장치(200)를 돔 스크린(5a)으로 구비 하고
상기 돔 스크린(5a) 구조 내부에 상기 지렛대(6)와 상기 지렛대고정점(6a)과, 상기 지렛대고정점(6a)위치에 구비되는 상기 전, 후 회전축(6b)과 상기 좌, 우 회전축(10)을 구비 하는 것이 특징인 시소구조를 갖는 가상현실용 대형 스크린 영상장치
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제1항에 있어서
상기 스크린장치(200)를
일부는 투과하고 일부는 반사하는 반투명경(17a)을 사각으로 구비하고 상기 반투명경(17a) 하부에 모니터 또는 영상스크린중 하나로 구성하는 영상스크린(5b)으로 구비 하는 것이 특징인 시소 구조를 갖는 가상현실 용 대형 스크린 영상 장치