KR20130135691A - 곡선 트랙 게임용 관성력 발생 및 감지장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다양한 컴퓨터나 스마트폰 게임으로 분류되는 레이싱 게임이나 스포츠 게임에 관련하여 다양한 형태로 구성된 곡선 트랙 상에서 이루어지는 터닝(Turning) 또는 코너링(Cornering)시에 가속 성능에 따른 속도감과 관성력을 신체의 감각기관으로 감지할 수 있도록 구성되어 있는 곡선 트랙 게임용 관성력 발생 및 감지 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 하나의 적용예로써 컴퓨터용 마우스가 좌·우로 회전하면서 트랙에 따라 좌·우 회전각이 조정될 수 있도록 구성되어 있고 회전 속도에 따른 관성력에 의한 미세한 촉감을 감지할 수 있는 촉감피이드백 장치이다

Description

곡선 트랙 게임용 관성력 발생 및 감지장치{Inertia Haptic Device for Curve Track Gaming}
본 발명은 다양한 컴퓨터 게임 중에서 레이싱 게임이나 스포츠 게임과 같이 곡선 트랙 상면에서 발생하는 회전(Turning) 또는 코너링(Cornerring)시에 가속 효과에 따른 관성력을 손의 촉감으로 감지할 수 있도록 구성되어 있는 곡선 트랙 게임용 관성력 발생 및 감지장치에 관한 것으로 하나의 적용예를 들어 설명하면, 컴퓨터용 마우스가 좌·우로 회전하면서 트랙에 따라 조정되어진 회전각이 송신데이터로 전송되고 회전시마다 회전 속도에 따른 관성력의 미세한 촉감이 손가락이나 손바닥을 통해 감지될 수 있는 곡선 트랙 동작이 가미된 모든 레이싱과 스포츠 게임에 적용되도록 발명된 촉감피이드백 기능이 부가된 장치에 관한 것이다.
최근에 있어서 동작 인식 기술이 발달되어 단순히 컴퓨터에 의해 표시되어지는 게임을 좀더 신체적인 시뮬레이션이나 가상 현실을 구체화하여 실감나도록 구성함으로써 시장의 급격한 변화를 주도하여 왔다. 즉, 청각적인 음향 효과를 능가하는 실제적인 동작 구현을 동시에 수반함으로써 컴퓨터나 스마트폰과 같은 디스플레이용 기기의 실제감을 배가시켜 조작에 따른 게임과정에서 사용자가 전개되는 스토리에 몰입 효과가 극대화되어질 수 있게 된 것이다.
그러나 동작 인식 기능은 공간적인 제약과 동시에 신체적인 운동량이 인식범위나 인식능력에 의해 제한되기 때문에 실제 상황처럼 직접적인 체험으로 느끼기에는 한계가 있어 새로운 동작 인식 기능에 대한 필요성이 부각되어졌다. 최근에 햅틱 기술에 대한 다양한 개발이 되어졌지만 레이싱 게임이나 스포츠 운동 게임의 다이나믹(dynamic)한 운동성을 제어할 수 있는 혁신적인 기능으로는 역부족이었다. 그와 같은 새로운 변화가 절실히 요구되는 핵심장치의 기능은 자동차 레이싱이나 스키 게임에서 발생되는 관성력과 속도감에 대한 느낌을 어떻게 가장 효과적으로 실제감이 나도록 전달하는 것이 될 것이다.
종전의 인터페이스 장치는 컴퓨터와 같은 다양한 디바이스를 조작하는 사용자에게 육체적인 감각으로 직접 체험할 수 있도록 조이스틱이나 마우스에 연결되어진 컴퓨터 시스템이 제어 신호를 송수신함으로써 표시된 조작상의 상호 정보 교환에 의거하여 조이스틱이나 마우스의 조작하는 힘과 느낌을 제어하려고 하지만 실제감을 느낄 수 있는 관성력이나 속도감을 체감하기 힘들고 커서의 움직임과 실제 트랙상의 목표물의 움직임이 일체감이 생기도록 촉감 구현으로의 연계가 난이하기 때문이다.
특히, 전체 게임시장에 접목되기에는 다양한 포스피이드백 장치와 이에 대한 전자 제어기기의 제조 비용이 너무나 높기 때문에 상용화되기가 불가능해졌다고 볼 수 있다. 또한 연동 장치 및 베어링 등의 고품질의 기계적인 시스템 구성 요건이 사용자의 조작체에 정확한 힘을 전달하여 이에 대한 피이드백이 감지되어져야 하지만 상기의 포스피이드백 장치나 전자제어기기와 같은 전동 구성요소가 복잡하기 때문에 촉감피이드백 기능이 산업화에 활발히 적용되지 못한 것은 상기와 같은 여러가지의 시스템의 제한성과 시장에서의 경쟁력이 부족하기 때문이었다.
등록 실용신안 '촉감 마우스 장치'(20-0257172)는 실제 동작 구현이 수반되지 않은 상태에서 관성력이나 속도감을 실제적인 촉감으로 느끼기 어려운 것으로 구성되어 있고 공개 특허 '마찰력이 동적 변화를 지닌 저항성 작동기'(10-2010-7003230)이나 '촉감을 제공하기 위한 방법 및 장치'(10-2010-7006555)는 모두 전기적인 입력 장치 또는 전자장치에 촉감기능을 제공하는 발명으로 실제 동작 구현이 수반되지 않은 상태에서 조작에 의해서만 연동할 수 있도록 구성되어 있다.
상기의 예시된 발명들은 모두 대한민국에 출원 또는 등록된 것으로 본 발명의 장치와 같이 컴퓨터 게임상의 동작에 대한 일체감 또는 통일성을 주기위한 경제적인 수동식 동작 구현에 대한 발명이 제시된 바가 아니기 때문에 본 발명의 장치는 상기의 예시된 발명의 장치와는 차별화된 기능을 포함하고 있다고 할 수가 있다. 또한, 본 발명의 장치는 이와 같이 다양한 한계성을 극복하고 개선할 수 있을 뿐만 아니라 사용자가 시장에서 흥미있고 실감나는 몰입효과를 극대화시키면서도 경쟁력 있는 가격의 구조로 구성된 특징을 갖추고 있다.
본 발명의 목적은 자동차용 레이싱 게임이나 스포츠 운동 게임에서의 사용자의 조작에 따라 연동되어지는 마우스의 조정이 컴퓨터와 같은 디스플레이 기기의 곡선 트랙상의 게임동작이 구현되는 곡선 트랙 게임용 장치로서, 실제의 상황과 같은 관성력과 동시에 자세 구현이 본 장치를 통해 손가락이나 손바닥으로 동작 가능하도록 함으로써 재미와 현장감을 배가 시킬 수 있도록 제작되어진 곡선 트랙 게임용 관성력 발생 및 감지장치를 제공하는데 있다.
또 다른 목적은 다양한 컴퓨터 게임이 보급되면서 폭력성 게임으로 인해 많은 사회 문제가 야기되고 있다. 특히, 젊은 청소년들의 정신적인 질환과 같은 중독 현상이 우발되어지고 폭력에 의한 각종 사고가 끊임없이 발생되고 있어 이러한 게임 중독에 대한 부작용을 최소화하고 예방하기 위한 차원에서 스포츠와 같은 건전한 게임을 활성화할 수 있는 곡선 트랙 게임용 관성력 발생 및 감지 장치를 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 곡선 트랙 게임용 관성력 발생 및 감지 장치는 기기의 상체를 이루는 상부 바디: 상기 상부바디의 하부에 회전중심축으로부터 떨어진 끝단부가 상기의 상부바디에 장착되어지는 회전체A; 상기의 회전체 A와 맞물려 회전되는 회전체B; 상기의 회전체 B와 일체로 회전되는 회전체C; 상기의 회전체 C의 하부에 고정되어 있는 관성체로서 상기 회전체 A가 회전되면 상기 회전체 C의 회전각이 상기 회전체 A의 회전각보다 크게 회전되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 또 다른 특징으로는 상기의 관성체의 내부 공간이 회전 중심축 방향이 높고, 원주외곽 방향이 낮은 경사진 형태를 이루고 상기의 관성체의 내부 공간에 유동이 가능한 액상이나 분말 상태의 고체로 전체 내부 공간의 일부가 채워져 회전 속도에 따라 상기의 유체가 회전중심축으로부터 원주외곽 방향으로 유동되도록 구성되는 것에 있다.
본 발명에 따른 또 다른 특징으로는 상기의 상부바디와는 별개로 회전되도록, 상기의 회전체B와 일체가 되어 회전되는 회전체 D; 상기의 회전체 D와 맞물려 회전되는 회전체E; 상기의 회전체E에 고정되어 있는 회전핀; 상기의 회전핀에 장착되어 구름 운동하는 롤러의 회전각에 따라 좌·우 중 한쪽 방향이 상·하 동작하도록 하부의 형상이 이루어진 경사판으로 구성된 것에 있다.
본 발명에 따른 또 다른 특징으로는 상기의 상부바디가 좌·우 방향으로 회전함에 따라 회전되어지는 회전각을 감지하여 위치제어할 수 있도록 상기의 상부바디의 중앙부에 상기 회전판A의 끝단부에 고정되어 있는 광센서와, 기기의 하체를 이루는 하부바디에 고정되어 있는 위치 제어판을 장착하거나, 상기의 상부바디에 고정되어 있는 서브보드상에 자이로스코프센서를 장착함으로써 상기의 상부보드의 회전각을 통해 동작위치를 감지하는 것에 있다.
본 발명에 의한 기대 효과는 다음과 같이 가지로 정리되어질 수가 있다.
첫째, 관성력이 유발되어 상부바디를 통해 회전속도에 따라 가속속도와 관성력이 감지됨으로써 더욱 현실감 있도록 제어될 수 있다.
둘째, 경사판을 통해 코너링 동작이나 경사코스에서의 회전동작시 실제로 기울어지는 동작이 구현되어 더욱 재미를 배가할 수가 있다.
셋째, 모터 구동이 없이 동작되는 간단한 구조로 구성되어 저렴하게 제조·판매될 수 있다.
넷째, 실제 회전 동작이 연동되므로 적절한 동작이나 운동효과가 나타날 수가 있어 레이싱 경주나 스포츠 운동 게임에 적용이 용이하다.
다섯째, 운동궤적이나 동작위치 추적과 제어가 용이하여 실제로 조작에 따른 몰입효과가 대단히 크다.
여섯째, 관성력에 의한 촉감을 감지할 수 있을 뿐만 아니라 청각적으로도 동작음을 조작 강도나 회전속도에 따라 차별적으로 발생시킬 수 있어 현장감있는 효과음 구현이 용이하다.
도 1과 도 2는 본 발명에 따른 곡선 트랙 게임용 관성력 발생 및 감지장치를 나타낸 도면으로 도 1은 본 발명을 컴퓨터용 마우스에 적용한 실시예에 대한 전체 조립 외관도를 도시하였고, 도 2는 이에 대한 전체 분해사시도이다.
도 3은 경사판(23)의 상하 동작을 위한 관련 부속품에 대한 분해사시도와 외관도로 관성력 감지부 및 전달부를 나타내었다.
도 4는 본 발명에 따른 관성력 발생장치부에 대한 조립 사시도와 단면도를 나타내었다.
도 5는 도 4의 또 다른 적용방식에 대한 것으로 회전체A(11)의 끝단부에 납 또는 스틸과 같이 중량물을 장착하고 좌·우로 흔들어 상기의 회전체A(11)가 회전되도록 함으로써 스마트폰과 같은 모바일 게임에 적용 가능한 사례이다.
도 6은 도 4와 도 5에 있어서 관성력 발생과정에서 관성유체(13C)의 동작 상태를 회전조건에 따라 구분하여 도시하였다.
도 7은 관성력 발생부인 관성체(13B)의 다양한 형태로 게임의 종류에 따라 차별적으로 적용 가능하다.
도 8은 신체적 접촉에 의해 관성력을 전달시켜 주는 상기의 경사판(23)과 관련된 부속품에 대한 단면도를 도시하였다
도 9는 하부바디(22)를 기준으로 상부바디(21)의 좌·우 회전 동작 상태에 따라 동작되어지는 상기 경사판(23)의 동작 상태도를 도시하였다
도 10은 디스플레이에 표시된 트랙에 따라 게임하는 경우 좌·우 좌표를 나타내고 제어하기 위해 상기의 상부바디(21)에 장착되어지는 상기의 광센서(33)와 상기의 하부바디(22)에 장착되어지는 상기의 위치제어판(35)을 도시하였다.
도 11은 도 10와 다른 좌표 감지 방식으로서, 상기의 상부바디(21)의 서브보드(32)상에 장착되어지는 자이로스코프센서(36)에 의해 상기의 상부바디(21)의 회전각으로 좌표를 산출하는 방식에 대한 적용을 도시하였다.
도 12, 도 13, 그리고 도 14는 본 발명에 따른 장치를 각각 컴퓨터용 마우스와 모바일폰의 케이스 또는 거치대, 그리고 게임용 운동기기에 적용한 예를 도시하였다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 곡선 트랙 게임용 관성력 발생 및 감지장치를 설명하면 다음과 같다. 먼저, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 보호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 1은 본 발명을 컴퓨터용 마우스에 적용한 실시예에 대한 전체 조립 외관도가 도시되었고, 도 2는 도 1에 도시된 조립 외관 도면에 대한 전체 분해 사시도이며 도 3은 경사판(23)의 상·하 동작을 위한 관련부속품에 대한 분해 사시도와 외관도로서 본 발명에 따른 곡선 트랙 게임용 관성력 발생 및 감지 장치는 크게 회전 기능부(10), 외장부(20), 그리고 전장 제어부(30)로 구분되어진다.
회전 기능부(10)는 기기의 상체를 이루는 상부바디(21)가 좌·우 방향으로 회전함에 따라 관성력을 일으키는 중요 동작부로서, 상기의 상부바디(21)의 회전력을 받아 회전중심축을 기준으로 회전되는 회전체A(11), 상기 회전체A(11)와 맞물려 회전되는 회전체B(12), 그리고 상기의 회전체B(12)와 일체가 되어 동일한 속도로 회전되는 회전체C(13A)으로 구성되어 있다. 상기의 회전체C(13A)는 관성체(13B)와 결합되어 있는데 상기의 관성체(13B)는 상기의 상부바디(21)가 회전 또는 정지 그리고 회전속도에 대한 변화가 생길 때마다 관성력을 발생시키는 역할을 한다.
또한 회전기능부(10)의 다른 구성은 상기의 상부바디(21)가 좌·우 회전시 회전 방향에 따라 경사판(23)의 좌 또는 우측 방향이 상부로 돌출되면서 코너링(Cornering)효과가 감지되도록 상기의 회전체B(12)와 일체로 회전되는 회전체 D(14); 상기의 회전체 D(14)와 맞물려 회전되는 회전체E(15); 상기의 회전체E(15)의 상부에서 상기의 상부바디(21)에 고정되어 상기의 경사판(23)을 지지하는 역할을 하는 고정판A(16)와 기기의 하체를 이루는 하부바디(22)에 고정되어 상기 회전체A(11)의 하부에서 상기의 회전체A(11)와 상기의 회전체E(15)를 지지하는 역할을 하는 고정판B(17), 그리고 상기의 상부바디(21)가 상기의 하부바디(22)의 상부에서 회전이 원활하도록 하는 회전구(19)등으로 구성되어 있다.
외장부(20)는 기기의 외체를 이루는 상기의 상부바디(21)와 하부바디(22); 상기의 상부바디(21)에서 신체와 직접적인 접촉부를 형성하는 경사판(23); 상기의 경사판(23)과 관련하여 지지기능을 하거나 탄성력을 제공하는 스프링 고정구(24)와 스프링A(25); 상기의 고정판A(16)의 상부에서 상기의 경사판(23)에 탄성력을 제공하는 스프링B(28); 상기의 고정판A(16)의 상부에서 상기의 회전체E(15)에 고정되어 일체로 회전되는 회전핀(26); 상기의 회전핀(26)에 조립되고 상기의 고정판A(16)의 상면에서 구름동작으로 상기의 경사판(23)을 경사지도록 하는 롤러(27)등으로 구성되어 있다.
마지막으로 전장제어부(30)은 상기의 회전기능부(10)와 외장부(20)의 동작 상태에 대한 전기·전자적으로 감지하여 이에 대한 위치제어를 송신 가능한 데이터로 변환하는 기능을 하며 상기의 하부바디(22)에 장착되어 있는 메인보드(31)와 상기의 상부바디(21)에 장착되어 있는 상기의 서브보드(32); 상기의 메인보드(31) 또는 서브보드(32)에 연결되어져 위치 또는 회전각을 감지하는 기능을 하는 광센서(33); 상기의 하부 바디(22)에 장착되어져 상기의 광센서(33)가 회전각을 감지할 수 있는 좌표를 제공하는 위치제어판(35)가 장착되어져 있거나 또는 상기의 서브보드(32)상에 자이로스코프센서(36)가 장착되어져 있다.
이상으로 본 발명의 곡선 트랙 게임용 관성력 발생 및 감지장치에 대한 구성요소들과 부속품을 설명하였고, 다음으로 구성부품들에 관련된 기능과 동작에 대해 다음의 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 관성력 발생 장치부에 대한 조립사시도 및 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 장치를 스마트폰과 같은 모바일폰에 적용하기 위해 상기의 회전체A(11)의 끝단부K에 납 또는 강철과 같은 중량물을 장착하여 원심력을 일으키는 하나의 적용예를 도시한 것이고 도 6은 상기 관성체(13B)의 동작 상태에 따라 관성유체(13C)의 움직이는 형태를 도시한 것으로 이에대한 동작 특성을 좀 더 상세히 설명을 하면 다음과 같다.
도 4에 도시되어 있는 바와 같이 상기 상부바디(21)를 좌·우로 회전시켜 주거나 도 5와 같이 모바일폰을 좌·우로 흔들어 주게 되면 팔의 길이 L1에 의해 모멘트 M0이 발생되어진다. 이 모멘트 M0은 L1보다 짧은 L2의 팔의 길이에 의해 더 큰 힘이 상기의 회전체B(12)에 전달되어져 상기의 회전체B(12)를 회전시키는 원동력으로 작용한다.
상기의 회전체B(12)와 일체로 회전되는 상기의 회전체C(13A)는 좌·우 방향으로 회전하게 되고, 따라서 상기의 회전체C(13A)에 밀폐되어지도록 장착된 관성체(13B)도 동시에 회전하게 된다. 상기의 회전체C(13A)와 상기의 관성체(13B)는 완전히 밀폐된 상태에서 내부공간에 흐름성이 좋은 액상이나 미세한 분말 상태의 고체로 이루어진 관성유체(13C)가 유동에 지장없도록 국부적으로 투입되어져 있다.
상기의 회전체C(13A)가 상기의 회전체A(11)와 반대 방향으로 회전하게 되고, 이 때 상기의 관성유체(13C)는 자체 자중에 의한 원심력에 의해 제2의 회전중심축 N로부터 원주외곽 방향으로 확산되어진다. 회전 동작에 따라 상기의 관성유체(13C)의 흐름 상태에 대해서는 도 6에 상세히 도시되어 있다. 즉 회전 동작이 일어나기 전에는 상기의 관성유체(13C)의 자중에 의해 원주 외곽 방향보다 상대적으로 낮은 위치로 구성되어 있는 제2의 회전중심축 N측으로 모여 있게 된다. 하지만, 상기의 회전체C(13A)가 회전되기 시작하면 상기의 관성유체(13C)는 자체 자중에 의한 원심력이 발생되어 제2의 회전중심축 N으로부터 원주 외곽 방향으로 흩어지게된다. 시간이 지나면서 상기의 회전체C(13A)의 회전속도가 안정화되면서 고속 회전이 이루어지면 상기의 관성유체(13C)는 원주외곽 방향 치우쳐 회전하게 된다. 다음으로 회전 진행중에 회전속도가 급격히 변화하거나 급정지 또는 회전 방향이 반전되는 경우에는 관성유체(13C)는 측면 방향으로 치우쳐서 회전하게 된다.
상기에서 설명한 다양한 조건에서 관성유체(13C)의 변화로 인하여 상응하는 관성력을 동반하게 되고 상기의 미세한 관성력은 신체에 예민하게 감지되면서 두뇌로 전달되고 판단할 수 있는 상황에 관련된 정보가 지속적으로 송신되면서 판단할 수 있게 된다. 이와 같은 관성력의 변화는 실제로 자동차 레이싱 경주나 스포츠 운동시에 발생되는 가속 성능의 변화에 의한 관성력 감지 또는 상황 인식에 결정적인 역할을 하게 된다.
실제로 단순 조작에 의한 신호입력에 대한 반강제적인 이성적 판단이 아닌 손바닥이나 손가락 등을 통해 감지되는 신체적인 반응은 더욱 생동감 있는 현장에서 실제 상황이 그대로 이루어지는 것과 같은 몰입 효과를 얻게된다.
즉, 상기 상부바디(21)의 좌·우 회전속도가 얼마나 빠르게 작용하는지에 따라 상기의 관성유체(13C)의 흐름 상태가 완전히 다른 형태로 변환되면서 이에 대한 관성력의 변화로 감지되며 두뇌로 신호로써 전달되면서 현재의 트랙과 운전 상황을 판단하게 된다.
이와 같은 다양한 상황은 실제 스포츠 게임이나 자동차 경주와 같이 커브 트랙이 있는 게임에서 주로 발생하게 된다. 실제의 자동차 경주에서 속도감이나 코너링시 관성력의 변화는 재미를 주는 주요 핵심 기능으로써 컴퓨터 게임에서도 어느 상황에 몰입하게 되면 동일한 효과로 나타나게 되는 것이다.
도 7은 상기의 관성체(13B)의 다양한 적용방식을 도시한 것으로 관성유체(13C)의 흐름과 이에 따른 동작 효과는 다르기 때문에 게임의 종류에 따라 적합한 사양이 선별적으로 구비되어야 한다. 비록 도시되지는 않았지만 실제 사용되는 다양한 게임사양에 준하여 차별적으로 다른 형태의 응용방식이 적용될 수 있으나 기본적인 동작원리는 동일하다고 볼 수가 있을 것이다.
도 8은 상기 경사판(23)에 관련된 부속품들을 단면도로 도시한 것으로 상기의 상부바디(21)에 상기의 고정판A(16)가 고정되어지고 상기의 고정판A(16)의 상면에서 상기 회전핀(26)의 회전에 따라 구름 회전을 하는 상기롤러(27)가 도시되어 있다. 이 때 상기의 경사판(23)의 하부면이 평탄하지 않고 경사져 있으므로 상기의 롤러(27)가 어느 회전각에 도달하게 되면 상기의 경사판(23)은 한쪽 방향으로 기울어 지도록 되어 있다.
즉, 손바닥에 접촉되어 있던 상기의 경사판(23)의 한쪽면이 손바닥의 일부를 자극하면서 현재 코너링과 같은 회전 동작을 하고 있다는 신호를 보내면 이와 같은 신호를 접수한 두뇌는 즉각적으로 어느 방향으로 어느 정도의 경사도에서 회전 동작을 하는지 판단하게 된다.
도 8에 도시된 바와 같이 상기의 스프링A(25)와 상기의 스프링B(28)는 상기의 경사판(33)에 복귀력이 유지되도록 하는 역할을 한다.
도 9는 상기의 하부바디(22)를 기준으로 상기의 상부바디(21)의 좌·우 회전 동작시 상기의 경사판(23)의 동작 상태를 도시하였다. 즉 상기의 하부바디(22)를 기준으로 해서 상기의 상부바디(21)가 우측 방향으로 θ1의 회전각만큼 회전되는 경우에 상기의 경사판(23)은 상기 회전체 D(14)와 상기의 회전체E(15)의 회전차에 의해 상기의 롤러(27)는 (θ2-θ1)의 회전각 만큼 더 회전함으로써 상기의 롤러(27)은 상기의 경사판(23)의 중앙위치에서 왼쪽측면으로 이동하면서 상기의 경사판(23)의 좌측 하단이 상향으로 올라가게 된다.
이 때, 상기의 경사판(23)의 상단부가 손바닥의 좌측을 누르게 되면서 자연히 손이 오른쪽 방향으로 틀어지게 되고 두뇌는 즉각적으로 우측 방향으로 회전하고 있는 것을 판단하게 된다.
반대로, 상기의 하부바디(23)를 기준으로 해서 상기의 상부바디(21)가 좌측 방향으로 θ1' 만큼의 회전각으로 회전하게 되는 경우, 상기에서 설명한 바와 반대 방향인 상기의 경사판(23)의 우측 하단이 상기의 롤러(27)가 중앙위치에서 우측으로 회전되면서 상향으로 올라가게 되고 상기의 경사판(23)의 우측 상단이 손바닥을 자극하면 손은 좌측으로 기울어지면서 두뇌는 좌측 방향으로 회전하고 있다는 것으로 판단하게된다.
도 10과 도 11은 디스플레이에 표시된 트랙에 따라 게임 조정시에 트랙의 좌표나 자동차나 운동기기의 위치를 표시하거나 제어하기 위해 각각 다른 적용 방식으로 광센서(33)에 대한 상기 위치제어판(35)에서의 동작상태를, 다른 하나는 상기의 자이로스코프센서(36)에 대한 동작 상태를 도시하였다.
곡선 트랙이 있는 자동차 경주 게임이나 스포츠 게임에 있어서 공통적인 게임 운영의 원칙은 어느 규정된 트랙안에서 동작되어야 한다는 것과 그 트랙은 모두 다양한 굴곡된 형태로 구성되어 있다는 것이다. 따라서 곡선 트랙은 일정한 디스플레이 화면의 X와 Y축에 대한 위치 좌표로 표시되어질 수 있을 뿐만 아니라 게임 운전의 대상인 자동차나 스포츠기구 또는 사람들의 움직임도 하나의 좌표의 이동으로 표시되어질 수 있을 것이다.
일반적으로 곡선 트랙의 X,Y축 좌표 중에서 X좌표는 좌·우 방향으로의 위치를 표시하고 Y좌표는 상·하 방향으로의 위치지만 이 좌표는 트랙의 속도에 의해 결정되므로, 본 발명에 있어서는 X좌표는 도 10의 경우, 하나의 적용 방식으로서, 상기 상부바디(21)에 장착되어 있는 상기 광센서(33)의 좌·우 위치 변화에 의해 결정되므로 상기 상부바디(21)가 좌·우 방향으로 회전되면서 상기의 하부바디(22)에 장착되어 있는 상기 위치제어판(35)의 눈금으로 표시된 좌표와 연계시켜 위치데이터를 설정하게 되면 상기 곡선 트랙상에서의 자동차나 스포츠기기 또는 사람의 위치를 조정하거나 추적하는 것이 가능할 것이다.
도 11은 또 다른 적용 방식으로서 상기의 상부바디(21)에 장착되어 있는 상기의 서브보드(32)상에 상기의 자이로스코프센서(36)를 장착하여 상기의 상부바디(21)의 좌·우 회전에 따라 설정되는 회전각을 X좌표로 전환하면 상기 곡선 트랙 상에서의 자동차나 스포츠기기 또는 사람의 위치를 조정하거나 위치추적이 가능할 것이다.
상기에서 이미 언급한 것과 같이 상기 광센서(33)에 의한 좌표인식 방식이나 상기 자이로스코프센서(36)에 의한 회전각 좌표절환 방식 모두에 있어서 Y좌표는 별도의 조작이나 프로그래밍상 제어되는 속도로 결정된다는 전제가 되어야 할 것이다
도 12, 도 13, 그리고 도 14는 본 발명에 따른 장치의 다양한 적용예에 대하여 대표적인 적용가능한 장르에 대하여 예시적으로 나타낸 도면으로 특히 도 12는 본 발명의 장치가 컴퓨터 게임용 마우스에 적용되어진 적용예를 도시하였고, 도 13은 또 다른 적용 방식으로 스마트폰과 같은 모바일폰의 게임을 위한 제품 또는 거치대에 적용되어진 것으로 좌·우로 모바일폰을 흔들면서 곡선 트랙상의 자동차나 스포츠기기 또는 사람의 위치를 제어하며 조작하도록 운영하는 방식으로 적용하였고, 상기의 경사판(23)이 얹혀진 손바닥을 통해 관성력이 전달될 수 있도록 구성되어 있다.
도 14는 또 다른 적용예로써 본 발명의 장치가 게임용 운동기구에 적용되어진 것을 도시하였다. 한쪽 발은 상기 상부바디(21)와 상기 회전체A(11)의 끝단부와 접촉되는 상단에서 좌·우로 회전하고 다른 한쪽 발은 상기의 경사판(23)의 위치에 얹을 수 있도록 함으로써 상·하 동작이 가능하도록 설정하였다
이와 같이 다양한 적용범위는 본 기술분야의 통상의 지식을 가진자가 본원에 개시된 본원의 이러한 실시 및 응용을 고려하면 명백해 질 것이다. 본원의 상세한 설명 및 예들은 단지 예시적인 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실제 범주 및 사상은 첨부되는 청구범위에 기본적인 사항으로 명시되어 있지만 개시된 실시예들, 실시예들의 조합들의 각각의 변형 및 수정은 첨부의 청구범위 내에서 이루어질 수 있다
10 : 회전 기능부
11 : 회전체 A 12 : 회전체 B
13A : 회전체 C 13B : 관성체
13C : 관성유체 13D : 바란스
14 : 회전체 D 15 : 회전체 E
16 : 고정판 A 17 : 고정판 B
18(A,B,C) : 고정볼트 19 : 회전구
20 : 외장부
21 : 상부바디 22 : 하부바디
23 : 경사판 24 : 스프링 고정구
25 : 스프링 A 26 : 회전핀
27 : 롤러 28 : 스프링 B
29(A,B,C) : 조작구
30 : 전장제어부
31 : 메인보드 32 : 서브보드
33 : 광센서 34 : 콘넥트
35 : 위치제어판 36 : 자이로스코프센서
θ1, θ1' : 상부바디의 회전각
θ2 : 롤러의 회전각
M : 제1의 회전중심축
N : 제2의 회전중심축
K : 회전체A의 끝단부
L1 : 회전체A 끝단부의 팔의 길이
L2 : 회전체A 기어부의 팔의 길이
M0 : 모멘트
X : 좌·우 좌표(디스플레이상)
Y : 상·하 좌표( ˝ )

Claims (4)

  1. 기기의 상체를 이루는 상부바디(21); 상기의 상부바디(21)의 일측 전면부에 회전체A(11)의 끝단부(K)가 조립 연결되고, 제1의 회전중심축(M)을 기준으로 회전되는 상기 회전체A(11)와 맞물려 제2의 회전중심축(N)을 기준으로 회전되는 회전체B(12); 상기의 회전체B(12)와 일체로 회전되는 회전체C(13A); 상기 회전체C(13A)의 하부에 고정되는 관성체(13B)가 구비되고, 상기의 관성체(13B)의 내부 높이가 제2의 회전중심축(N) 방향으로 높고, 원주 외곽 방향으로 낮은 형태로 이루어지고, 상기의 관성체(13B)의 내부에 유동이 용이한 액상이나 분말형태의 관성유체(13C)가 내장된 것을 특징으로 하는 곡선 트랙 게임용 관성력 발생 및 감지장치
  2. 제 1항에 있어서
    기기의 하체를 이루는 하부바디(22)를 기준으로 상기 상부바디(21)가 제1의 회전중심축(M)에서 좌·우 회전이 가능하고, 상기의 상부바디(21)의 일측 전면부에 상기 회전판A(11)의 끝단부(K)에 고정되어 있는 광센서(33)와 상기의 하부바디(22)에 고정되어 있는 위치제어판(35)으로 구성됨으로써 상기의 상부바디(21)가 제1의 회전중심축(M)을 기준으로 회전되는 회전각 θ1에 의한 상기 광센서(33)의 변위량이 상기 위치제어판(35)으로 좌표를 감지하여 사용자가 동작 위치를 추적하거나 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 곡선 트랙 게임용 관성력 발생 및 감지장치
  3. 제 1항에 있어서
    기기의 하체를 이루는 하부바디(22)를 기준으로 상기 상부바디(21)가 제1의 회전 중심축(M)에서 좌·우 회전이 가능하고, 상기의 상부보드(21)의 하부에 고정되어 있는 서브보드(32); 상기의 서브보드(32)의 상면에 자이로스코프센서(36)를 장착함으로써 상기의 상부바디(21)의 회전각 θ1을 감지하여 사용자가 동작 위치를 추적하거나 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 곡선 트랙 게임용 관성력 발생 및 감지장치
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서
    상기의 상부바디(21)가 회전각θ1으로 회전시 상기의 회전체B(12)와 일체가 되어 회전되는 회전체 D(14); 상기의 회전체 D(14)와 맞물려 회전되는 회전체E(15); 상기 회전체E(15)에 고정되어 있는 회전핀(26)에 장착되어 구름 동작하는 롤러(27); 상기의 롤러(27)가 제1의 회전중심축(M)에서 회전되는 회전각θ2에 따라 상·하 동작되는 경사판(23)으로 구성되어 신체적 접촉을 일으켜 감지되는 것을 특징으로 하는 곡선 트랙 게임용 관성력 발생 및 감지 장치
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