KR20120117104A - 가상현실 러닝머신 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가상현실을 제공하는 러닝머신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 러닝머신의 전면에 디스플레이부를 배치하고, 러닝머신의 트랙부의 저면에 상하로 이동 및 진동이 가능한 롤러부를 배치하며, 상기 트랙부로 화상을 디스플레이하는 프로젝터부와 사용자의 움직임을 인식하는 움직임인식부 및 네트워크부를 포함하여 이루어짐으로써, 러닝머신을 사용하는 사용자의 움직임을 인식하여 다른 사용자와 공유할 수 있도록 이루어진 가상현실 러닝머신에 관한 것이다.

Description

가상현실 러닝머신 {Virtual Reality Running Machine}

본 발명은 사용자에게 가상현실을 제공하는 러닝머신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 러닝머신의 전면에 배치되어 가상현실 영상을 표시할 수 있는 디스플레이부와, 상기 러닝머신의 트랙부의 저면에 배치되어 상하로 이동 및 진동이 가능한 롤러부와, 상기 트랙부로 화상을 디스플레이하는 프로젝터부와, 사용자의 움직임을 인식하는 움직임인식부 및 네트워크부를 포함하여 이루어짐으로써, 러닝머신을 사용하는 사용자에게 가상현실감을 느낄 수 있도록 함과 동시에 사용자의 움직임을 인식하여 다른 사용자와 커뮤니케이션을 공유할 수 있도록 이루어진 가상현실 러닝머신에 관한 것이다.

일반적으로 러닝머신은 실내와 같은 한정된 좁은공간에서의 운동을 위하여 발명된 것으로서, 넓은 트랙을 필요로 하는 조깅과 같은 달리기운동을 좁은 공간에서도 할 수 있도록 무한 궤도 형식의 움직이는 트랙을 제공하는 장치이다.

다시말해서, 종래의 러닝머신은 달리기운동을 할 수 있는 소정 너비의 긴 띠 형상의 트랙을 일단과 타단이 서로 이어진 궤도 모양으로 이루어진 벨트형태로 구성하고, 상기 벨트를 하나 이상의 모터에 의하여 설정된 속도로 회전시킴으로써, 상기 벨트의 상부에 사용자가 탑승하여 상기 벨트의 회전방향과 반대방향으로 걷거나 뛸 수 있도록 이루어진 장치이다.

따라서, 걷거나 달리는 운동을 하고 있는 사용자는 그 위치를 변화시키지 않은 상태로 달리기가 가능하므로, 달리기운동을 위하여 넓은 공간을 필요로 하지 않은 장점을 가진 수단이다.

상기 종래의 러닝머신은 속도범위를 단계별로 사전에 설정하여 저장하고, 설정된 속도범위를 사용자에게 선택할 수 있도록 함으로써, 상기 종래의 러닝머신의 벨트를 회전시키는 모터의 속도를 제어하여, 사용자의 보행 또는 달리기 속도를 변화시킬 수 있도록 이루어진다.

그러나, 상기와 같은 종래의 러닝머신은 단지 사용자의 걷는운동 또는 달리는 운동을 위하여 발명된 것으로서 상술한 바와 같이 위치를 변화시키지 않고 달리기 때문에, 다시말해서 동일한 위치에서 계속적으로 걷기 또는 달리기 운동을 해야 하므로 사용자는 쉽게 지루함을 느낄 수 있다는 단점이 있었다.

특히, 상기와 같은 종래의 러닝머신을 사용하는 사용자들은 상기 러닝머신의 특성상 유산소 운동을 하게 되며, 유산소 운동은 일반적으로 오랜시간 해야 효과가 있기 때문에 러닝머신의 사용 시간은 장시간 운행되는 것이 일반적이다. 그러나, 달리기를 하며 계속적으로 위치가 변화하고, 매순간 시각적으로 인식되는 장면들이 변화되는 일반적인 걷기 또는 달리기운동과는 다르게, 상기 종래의 러닝머신을 이용하는 사용자는 한 장소에서 위치를 변화시키지 않으며 오랜시간 달리기 운동을 하기 때문에, 운동을 하는 내내 동일한 환경속에서 있어야 하며, 동일한 시각적으로 인식되는 장면들을 계속 봐야 하는 단점이 있었다. 따라서, 사용자는 쉽게 지루해지며, 이로 인하여 운동 횟수가 점점 줄어들게 되는 단점이 있었다.

한편, 상기와 같은 종래의 러닝머신은 사용자가 달릴 수 있는 트랙을 형성해야 하기 때문에 소정의 부피를 차지하고, 모터와 같은 장치를 포함하여 이루어지기 때문에 무게가 무겁게 이루어지는 것이 일반적이었다. 또한, 상기와 같은 종래의 러닝머신은 달리거나 걷는 운동 이외에는 사용이 불가능하기 때문에 사용자가 계속 바뀌지 않는 이상 사용되지 않는 시간이 많았다. 따라서, 종래의 러닝머신은 설치 후 이동이 어려우며, 달리거나 걷는 운동을 하지 않는 시간이 많기 때문에, 이러한 경우에는 단지 장소만 차지하게 되는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 러닝머신의 전면에 디스플레이부를 배치하고, 러닝머신의 트랙부의 저면에 상하로 이동 및 진동이 가능한 롤러를 배치하며, 상기 트랙부로 화상을 디스플레이하는 프로젝터부를 구비하고, 사용자의 움직임을 인식하는 움직임인식부를 구비하여 네트워크를 통하여 사용자의 움직임을 다른 사용자와 공유하도록 함으로써, 러닝머신을 사용하는 사용자에게 가상의 현실을 느끼게 하고, 네트워크부를 통하여 타 사용자들과 커뮤니케이션이 가능하도록 이루어진 가상현실 러닝머신을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

러닝머신에 있어서,

양단이 서로 연결되어 회전이 가능하도록 이루어진 벨트를 포함하는 트랙부; 상기 트랙부를 회전시키는 하나 이상의 모터부; 상기 트랙부의 저면을 지지하는 하나 이상의 롤러부; 상기 트랙부의 전방에 배치되어 화상을 표시하는 하나 이상의 디스플레이부; 상기 트랙부의 상부를 걷거나 달리는 사용자의 모습을 촬영하여 화상정보를 생성하는 카메라부; 통신망을 통하여 정보를 송수신하는 네트워크부; 및 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 네트워크부를 통하여 수신된 정보 및 카메라부에서 생성된 화상정보를 바탕으로 표시화상정보를 생성하여 상기 디스플레이부로 전송하도록 제어하고, 상기 카메라부에서 생성된 화상정보를 상기 네트워크부로 전송하여 통신망을 통하여 다른 가상현실 러닝머신의 네트워크부와 송수신 할 수 있도록 제어하며, 상기 모터부의 회전을 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하나 이상의 롤러부는, 회전축이 고정되어 상기 트랙부를 지지하는 하나 이상의 고정롤러; 및 회전축이 상하로 이동하도록 이루어지고, 회전축의 이동에 따라 상기 트랙부의 상부 내면에 상 방향으로의 압력을 가할 수 있도록 이루어진 하나 이상의 이동롤러를 포함하고, 상기 이동롤러의 상하 이동은 상기 제어부에 의하여 제어되는 것을 특징으로 하는 가상현실 러닝머신.

또한, 영상정보를 저장하는 데이터베이스를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 데이터베이스에 저장된 영상정보로부터 상기 트랙부에 표시될 바닥화상정보를 생성하도록 이루어지고, 상기 제어부와 연동하여 바닥화상정보를 수신하고, 이를 바탕으로 영상정보를 생성하여 상기 트랙부의 상면에 프로젝트하는 하나 이상의 프로젝터부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 카메라부를 통하여 촬영된 화상정보를 바탕으로 공지의 영상인식 기술을 사용하여 사용자의 움직임을 바탕으로 움직임상태정보를 생성하는 움직임인식부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 움직임인식부로부터 움직임 상태정보를 수신하여 이를 바탕으로 사용자의 움직임과 동일하게 움직이는 캐릭터정보를 생성하고, 생성된 캐릭터정보를 상기 네트워크부로 전송하여 통신망을 통하여 다른 가상현실 러닝머신의 네트워크부와 송수신하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 사용자의 신체에 부착 가능하도록 이루어지고 위치를 인식하여 위치신호를 생성하는 하나 이상의 움직임 인식장치; 및 공지의 모션캡처 기술을 이용하여 상기 하나 이상의 움직임 인식장치와 연동하여 각 움직임 인식장치의 위치신호를 수신함으로써 사용자의 움직임 상태정보를 생성하는 움직임인식부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 움직임인식부로부터 움직임 상태정보를 수신하여 이를 바탕으로 사용자의 움직임과 동일하게 움직이는 캐릭터정보를 생성하고, 생성된 캐릭터정보를 상기 네트워크부로 전송하여 통신망을 통하여 다른 가상현실 러닝머신의 네트워크부와 송수신하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 가속도센서 또는 자이로스코프센서중 하나를 포함하고, 사용자의 신체에 부착 또는 파지 가능하도록 이루어지는 하나 이상의 움직임 인식장치; 및 상기 하나 이상의 움직임 인식장치에서 측정된 각 움직임 인식장치들의 위치변화를 바탕으로 사용자의 움직임 상태정보를 생성하여 상기 제어부로 전송하는 움직임인식부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 움직임인식부로부터 움직임 상태정보를 수신하여 이를 바탕으로 사용자의 움직임과 동일하게 움직이는 캐릭터정보를 생성하고, 생성된 캐릭터정보를 상기 네트워크부로 전송하여 통신망을 통하여 다른 가상현실 러닝머신의 네트워크부와 송수신하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 사용자의 상태를 측정할 수 있는 측정센서수단을 포함하여 이루어지고 사용자가 착용할 수 있는 상태인식장치를 포함하고, 상기상태인식장치로부터 사용자상태정보를 생성하는 사용자상태입력부를 더 포함하고, 상기 사용자상태입력부는 사용자상태정보를 상기 제어부로 전송하여 디스플레이부를 통하여 표시할 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 소리를 수신하여 디지털 신호로 변환하고 음성신호를 생성하는 마이크부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 마이크수단과 연동하여 음성신호를 수신하고, 수신된 음성신호를 상기 네트워크부로 전송하여 통신망을 통하여 다른 가상현실 러닝머신의 네트워크부와 송수신하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명은,

러닝머신의 전면에 가상의 현실을 제공하는 디스플레이를 배치함으로써, 러닝머신을 사용하는 사용자는 운동중에도 지루함을 느끼지 않도록 하고, 시각적으로 가상 현실을 느낄 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 러닝머신의 트랙부의 저면에 상기 트랙부의 일부를 상하로 움직이도록 이루어진 롤러부를 하나 이상 배치함으로써, 사용자가 트랙부의 위를 걷거나 뛰는 동안 가상의 지면의 굴곡을 체감할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 러닝머신의 트랙부에 가상의 현실을 프로젝트할 수 있는 프로젝터를 구비함으로써, 사용자에게 가상현실을 걷거나 뛰는 듯한 느낌을 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 러닝머신을 사용하는 사용자의 움직임을 자동적으로 인식하고, 이를 네트워크를 통하여 다른 사용자에게 제공하며, 제공받은 사용자의 러닝머신은 수신한 사용자의 움직임을 디스플레이에 표시할 수 있도록 함으로써, 같은 러닝머신을 사용하는 사용자들끼리 함께 걷거나 뛰는 느낌을 제공할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가상현실 러닝머신을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가상현실 러닝머신의 각 부분을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가상현실 러닝머신을 개략적으로 나타낸 것이며, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가상현실 러닝머신의 각 부분을 개략적으로 나타낸 블럭도이다. 도 1에서는 개략적인 가상현실 러닝머신의 모습만을 나타내고 있으며, 설명의 편의상 후술할 제어부, 네트워크부, 사용자상태입력부 및 움직임인식부는 블럭으로 나타내었고, 모터부 및 각 부분들의 연결부는 생략되었다.

도면을 참조하면, 본 발명의 가상현실 러닝머신은 회전하는 벨트로 이루어진 트랙부(10), 상기 트랙부(10)를 회전시키는 하나 이상의 모터부(20), 상기 트랙부(10)를 지지하거나 상기 트랙부(10)에 압력을 가하는 하나 이상의 롤러부(30), 상기 트랙부(10)의 전면 또는 측면에 배치되는 하나 이상의 디스플레이부(40), 상기 트랙부(10)에 화상을 프로젝트하는 하나 이상의 프로젝터부(50), 카메라부(60), 움직임인식부(70), 사용자상태입력부(80), 마이크부(90), 네트워크부(100) 및 제어부(110)를 포함하여 이루어진다.

또한, 본 발명의 가상현실 러닝머신은 사용자로부터 상기 트랙부의 회전속도 등의 설정정보를 입력받기 위한 입력부 및 손잡이부, 하우징 등을 더 포함할 수 있으나, 이러한 구성요소는 종래의 러닝머신과 동일한 구성 및 작용효과를 가지고 있으므로 자세한 설명은 생략한다.

상기 트랙부(10)는 사용자가 걷거나 달릴 수 있는 트랙을 형성하는 수단으로서, 양단이 서로 연결되어 그 측면이 타원형을 형성하는 벨트로 이루어진다. 상기 벨트는 회전을 하는 동안 계속적으로 그 상면에 상기 벨트의 회전 방향을 향하는 마찰력을 제공하므로(더 높은 마찰력의 제공을 위하여 그 표면을 거칠게 할 수 있다), 상기 트랙부(10)의 상부에 탑승한 사용자는 상기 트랙부(10)의 회전방향의 반대방향을 향해서 달리기 운동을 할 수 있도록 이루어진다. 다시말해서, 상기 트랙부(10)의 상부에 위치한 사용자는 전방(상기 트랙부가 회전하는 방향의 반대방향)을 향해 달리지만 트랙부(10)는 사용자의 뒤쪽으로 계속 회전하기 때문에 상기 사용자는 제자리에서 달리기 또는 걷기 운동을 할 수 있게 된다.

상기 트랙부(10)를 구성하는 벨트는 종래의 러닝머신의 트랙부(10)에 사용되는 소재 및 구성과 동일하게 이루어질 수 있으며, 그 너비는 사용자가 그 상부에서 달리기 운동을 할 수 있도록 충분한 너비를 형성하는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 트랙부(10)는 후술할 롤러부(30)에 의하여 압력이 가해질 때 상기 트랙부(10)의 상부 저면에 가해진 충격이 사용자에게 전달되지 않도록 종래의 트랙부 보다는 두껍고, 유연하며, 충격을 흡수하는 소재를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 트랙부(10)는 후술할 모터부(20)에 의하여 회전되도록 이루어진다.

모터부(20)는 상기 트랙부(10)를 회전시키기 위하여 구비되는 것으로서, 최소 하나 이상 구비되며, 양단이 연결되어 그 측면이 타원형상(이하 '궤도형상'이라 함)으로 이루어진 상기 트랙부(10)의 일단 및/또는 타단의 내부에 배치되어 이루어진다. 즉, 상기 모터부(20)는 상기 트랙부(10)의 내면에 배치되어 회전함으로써 회전에 의한 마찰력을 제공하여 상기 트랙부(10)를 전체적으로 회전시킨다.

한편, 상기 모터부(20)는 후술할 제어부(110)와 연동함으로써, 상기 제어부(110)의 제어에 따라 사전 설정된 속도로 모터부(20)가 회전되어 상기 트랙부(10)를 회전시킨다.

롤러부(30)는 상기 트랙부(10)의 내부에 하나 이상 배치된다. 상기 롤러부(30)는 회전축이 고정된 고정롤러(31)와 회전축이 상하로 이동 가능한 이동롤러(32)를 포함하거나 둘 중 한 종류의 롤러들 만으로 이루어질 수 있다.

상기 고정롤러(31)는 상기 트랙부(10)의 내면에 접하도록 하나 이상 배치되며, 회전하는 고정롤러(31)의 상단이 상기 트랙부(10)의 상부 저면을 지지함으로써 상기 트랙부(10)의 모양을 유지하도록 이루어진다. 따라서, 상기 트랙부(10)가 상기 모터부(20)에 의하여 회전하더라도 상기 고정롤러(31)가 따라 회전하며 상기 트랙부(10)의 모양이 유지되도록 이루어진다. 상기 트랙부(10)의 상부는 사용자가 그 위에서 걷거나 달리기를 하는 동안 사용자의 몸무게를 지탱해야 하기 때문에, 상기 고정롤러(31)의 회전축은 제자리에 고정되어 상기 트랙부(10)의 모양을 지지하도록 이루어진다.

상기 이동롤러(32)는 상기 하나 이상 배치된 고정롤러(31)간의 임의의 위치에 하나 이상 배치되며, 상하로 이동되어 상기 트랙부(10)의 상부에 압력을 가하여 상기 트랙부(10)의 상부면을 걷거나 달리는 사용자에게 압력, 즉 지면의 굴곡을 느끼게 해주는 기능을 한다. 다시말해서, 상기 이동롤러(32)의 회전축은 그 축방향으로 상하로 이동하도록 이루어짐으로써, 상기 이동롤러(32)가 상기 트랙부(10)의 상부의 내면에 압력을 가할 수 있으며, 이로인하여 상기 트랙부(10)가 부분적으로 상하로 유동할 수 있기 때문에 사용자는 상기 트랙부(10)의 위를 달리며 지면의 굴곡을 느낄 수 있다. 상기 이동롤러(32) 역시 상기 트랙부(10)와의 마찰력이 발생하면 롤러의 회전에 의하여 마찰력이 상쇄되므로, 상기 트랙부(10)의 저면과의 마찰력이 발생하더라도, 회전중인 상기 롤러부(30)의 최상단에 접한 트랙부(10)의 내면에 위쪽방향의 압력을 가할 수 있다.

디스플레이부(40)는 상기 트랙부(10)의 전방에 배치되어 화상을 표시하기 위하여 구비된다. 상기 디스플레이부(40)는 화상을 표시하기 위한 어떠한 공지의 수단이라도 사용될 수 있다. 바람직하게는 상기 트랙부(10)의 전면에 공지의 3D 디스플레이(예를 들어, 3D 화상의 표시가 가능한 TV 디스플레이 또는 모니터)가 구비된다. 이러한 3D 디스플레이로 인하여 상기 트랙부(10)의 위를 달리는 사용자는 더욱 더 현실감을 느낄 수 있도록 이루어진다.

상기 디스플레이부(40)는 필요에 따라 하나 이상 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 디스플레이부(40)는 상기 트랙부(10)의 전면과 양 측면에 구비될 수 있다. 따라서, 사용자는 전면 뿐만 아니라 측면에 표시된 화상에 의하여 넓은 시야를 가질 수 있도록 함으로써, 더욱 현실감을 느끼도록 이루어진다.

상기 디스플레이부(40)는 후술할 제어부(110)로부터 표시화상정보를 수신하여 화면에 표시한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 디스플레이부(40)를 통하여 표시되는 표시화상정보는 국내의 유명한 관광지, 세계적으로 유명한 관광지, 또는, 세상에 존재 하지 않는 초자연이나, 금성, 우주 등 가상의 지역, 또는 경기장에서 수많은 관중이 응원을 하는 듯한 환경, 육상 트랙 등의 시각적 청각적인 정보가 될 수 있다.

상기 표시화상정보의 데이터 수집은 국내 유명 관광지, 세계 유명 유적지 등을 여러 개의 카메라를 이용, 데이터를 수집하여 실제 해당 지역에 있는 것처럼 하나 이상의 디스플레이부(40)를 통하여 구현되도록 할 수 있다.

상기 디스플레이부(40)는 표시화상정보를 표시하는 영상 디스플레이수단 뿐만 아니라, 소리를 출력하는 스피커수단을 포함하여 이루어짐으로써, 상기 영상 디스플레이수단을 통하여 표시되는 화상에 맞는 소리를 함게 출력함으로써, 사용자에게 더욱 큰 현실감을 제공하도록 이루어진다.

프로젝터부(50)는 상기 트랙부(10)의 상면에 화상을 프로젝트하는 수단으로, 사용자가 달리고 있는 트랙부(10)의 상면에 화상을 프로젝트하여 표시함으로써, 상기 디스플레이부(40)와 더불어 사용자에게 가상현실감을 느낄 수 있도록 하기 위하여 최소한 하나 이상 구비된다. 상기 프로젝터부(50)는 후술할 제어부(110)로부터 바닥화상정보를 수신하여 프로젝트하도록 이루어진다. 상기 프로젝터부(50)는 화상정보(본 발명에서는 바닥화상정보)를 프로젝트할 수 있는 공지의 어떠한 프로젝터라도 사용될 수 있다.

또한, 상기 프로젝터부(50)는 하나 이상 구비되도록 할 수 있으며, 이 경우, 바닥화상정보의 프로젝트시 사용자의 신체에 가려져 그림자가 생기는 단점을 보완할 수 있다.

카메라부(60)는 사용자의 모습을 촬영하여 화상정보를 생성할 수 있는 공지의 카메라수단을 포함하여 이루어진다. 바람직하게는 상기 카메라부(60)는 동영상의 촬영이 가능한 카메라수단으로서, 이를 통하여 사용자의 움직임을 영상으로 촬영하여 제어부(110)로 전송하도록 이루어진다. 본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 카메라부(60)는 하나 이상 구비될 수 있다. 따라서, 복수의 카메라를 통하여 사용자의 영상을 다방면으로 촬영할 수 있도록 이루어진다. 상기 카메라부(60)는 상기와 같이 촬영된 사용자의 모습을 촬영하여 화상정보를 생성하고 이를 제어부(110)로 전송한다.

움직임인식부(70)는 사용자의 동작을 인식하는 센서를 포함하여 이루어지며, 이를 통하여 사용자의 움직임 상태정보를 생성하여 후술할 제어부(110)로 전송한다.

상기 움직임인식부(70)는 공지의 동작인식기술을 이용하여 사용자의 움직임을 인식한다.

본 발명의 제1실시예에서 상기 움직임인식부(70)는 공지의 가속도 센서를 포함하여 이루어진 움직임 인식장치를 포함할 수 있다.

상기 가속도센서는 물체의 위치가 변하는 가속도를 계측하는 센서로서, 일정시간 사이에 속도가 얼마나 변화했는지를 측정하는 수단이다. 따라서, 상기 가속도 센서를 가진 사용자는 속도가 상승했다던지 속도가 하강했다는 것을 판별할 수 있다. 상기 가속도 센서는 물체의 이동속도를 직접 측정할 수 없지만, 상태의 변화를 연속적으로 기록하는 것으로 현재의 상태를 추측할 수 있고, 인간이나 기계의 운동에 의한 움직임의 변화 뿐만 아니라, 중력에 의한 운동의 변화를 계측하는 것도 가능하기 때문에, 물체의 기울기 상태를 검출할 수 있다. 본 발명은 이러한 가속도 센서를 이용하여 사용자의 움직임을 인식하고, 이를 바탕으로 움직임 상태정보를 생성할 수 있다.

또한, 본 발명의 제2실시예에서, 상기 움직임인식부(70)는 공지의 자이로스코프(gyroscope)를 포함하여 이루어진 움직임 인식 장치를 포함할 수 있다. 상기 자이로스코프는 3차원 운동을 감지하는 센서로 기존의 가속도와 가로, 세로 방향만을 감지하던 데에서 더 나아가 입체적으로 발생하는 사람의 움직임을 감지할 수 있는 특징을 지니고 있다. 본 발명의 가상현실 러닝머신은 상기와 같은 자이로스코프를 통하여 사용자의 움직임을 인식하고 이를 바탕으로 움직임 상태정보를 생성할 수 있다.

또한, 본 발명의 제3실시예에서, 상기 움직임인식부(70)는 공지의 모션 캡처(motion capture)기술을 이용하는 센서를 포함하는 움직임 인식장치를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 모션 캡처는 사용자의 몸에 하나 이상의 센서를 부착시켜 각각의 센서의 위치를 디지털 형태로 기록하는 기술로서, 본 발명은 이러한 모션 캡처 기술을 통하여 사용자의 머리, 팔, 다리의 움직임을 인식하여 이를 바탕으로 움직임 상태정보를 생성할 수 있다.

또한, 본 발명의 제4실시예에서, 상기 움직임인식부(70)는 공지의 영상인식 기술을 이용하여 사용자의 움직임을 인식한다. 상기 영상인식 기술은 카메라를 통해 피사체의 움직임을 인식하는 방식으로서, 상기 제1실시예 내지 제3실시예에서와 같이 물리적 센서를 사용하는 방식이 아닌 촬영된 영상을 바탕으로 프로그래밍을 통한 영상 처리가 이루어진다. 이 경우 상기 카메라부(60)와 연동함으로써, 사용자의 움직임을 인식하고, 이를 바탕으로 움직임 상태정보를 생성할 수 있다.

사용자상태입력부(80)는 사용자의 현재 신체 상태를 수신하기 위하여 구비되는 것으로서, 상기 사용자상태입력부(80)는 사용자가 착용할 수 있는 장치, 예를 들어, 팔찌 또는 밴드형태의 상태인식장치(81)와 연동하도록 이루어질 수 있다. 상기 상태인식장치(81)는 본 발명의 가상현실 러닝머신을 이용하는 사용자의 신체 상태, 예를 들어, 사용자의 체온, 심박수 등을 측정할 수있는 공지의 측정센서수단을 포함하여 이루어지며, 무선 또는 유선통신을 통하여 상기 사용자상태입력부(80)와 연동하여 측정된 정보를 입력하도록 이루어진다.

상기 사용자상태입력부는 상기 상태인식장치(81)로부터 수신한 정보를 바탕으로 사용자상태정보를 생성하고, 이를 후술할 제어부(110)로 전송하여 디스플레이부(40)를 통하여 표시할 수 있도록 할 수 있다.

마이크부(90)는 사용자의 음성을 디지털 신호로 변환하여 음성신호를 생성하는 공지의 마이크수단을 포함하여 이루어진다. 따라서, 상기 마이크부(90)는 사용자의 음성을 수신하여 이를 다른 가상현실 러닝머신의 사용자와 주고받을 수 있도록 음성신호를 생성하여 후술할 제어부(110)로 전송하도록 이루어진다.

네트워크부(100)는 공지의 통신망을 통하여 다른 사용자들의 가상현실 러닝머신과 데이터통신을 하는 수단이다. 상기 네트워크부(100)는 예를 들어, 공지의 인터넷망을 경유할 수 있도록 인터넷 접속수단을 포함하여 이루어지며, 후술할 제어부(110)와 연동함으로써, 상기 제어부(110)로부터 정보를 수신하여 인터넷 통신망을 통해 정보를 주고받도록 이루어질 수 있다.

제어부(110)는 상기 각각의 구성요소들의 작동을 제어하는 수단이다. 이를 위하여 상기 제어부(110)는 프로그래밍이 가능한 공지의 마이프로 프로세서를 포함하여 이루어지며, 또한, 데이터의 저장을 위한 데이터베이스부(111)를 포함하여 이루어진다.

상기 제어부(110)는 사전에 상기 모터부(20)의 회전 속도를 설정하여 저장하고, 모터부(20)와 연동하여 신호를 주고받으며 상기 모터부(20)의 회전속도를 설정하는 기능을 한다. 이것은 입력부(일반적으로 러닝머신에 사용되는 정보 입력수단, 도면에는 미도시됨)를 통하여 입력된 사용자의 설정에 의하여 상기 제어부(110)에서 사전에 설정된 속도로 모터부(20)를 회전시키도록 제어함으로써 이루어진다.

또한, 상기 제어부(110)는 상기 디스플레이부(40), 프로젝터부(50)가 표시할 화상 또는 소리에 대한 정보를 사전에 상기 데이터베이스부(111)에 저장하고, 저장된 정보를 바탕으로 바닥화상정보 또는 표시화상정보를 생성하며 각각 상기 디스플레이부(40) 및 프로젝터부(50)로 전송하여 표시하도록 하는 기능을 한다.

또한, 상기 제어부(110)는 상기 카메라부(60), 움직임인식부(70)를 통하여 인식된 정보들을 수신하여 저장하고, 이를 상기 네트워크부(100)와 연동함으로써, 통신망을 통하여 서로 연결된 본 발명의 가상현실 러닝머신을 사용하고 있는 타 사용자들과 정보를 주고받을 수 있도록 하는 기능을 한다.

이때, 상기 제어부(110)는 상기 카메라부(60)를 통하여 입력된 사용자의 화상정보를 상기 네트워크부(100)로 전송하여, 통신망을 통하여 타 사용자에게 화상정보를 전송하고 타 사용자의 가상현실 러닝머신은 수신된 화상정보를 디스플레이부를 통하여 표시하도록 함으로써 통신망을 통하여 연결된 사용자들끼리 화상정보를 보면서 본 발명의 가상현실 러닝머신을 사용할 수 있도록 할 수 있다.

또한, 상기 제어부(110)는 상기 움직임인식부(70)를 통하여 인식된 사용자의 움직임 상태정보에 다른 사진, 또는 가상의 그림 등을 적용하여 사용자의 움직임이 다른 가상의 모습으로 인식될 수 있도록 할 수 있다. 예를 들어, 상기 움직임인식부(70)를 통하여 인식된 사용자의 움직임 상태정보에 연예인의 사진, 유명 캐릭터, 외계인 그림 등을 적용하여 사용자의 움직임과 동일하게 움직이는 가상의 모습으로 캐릭터정보를 생성한 후 이를 상기 네트워크부(100)를 통하여 타 사용자에게 전송하도록 하고, 타 사용자의 가상현실 러닝머신의 디스플레이부를 통하여 수신된 캐릭터정보가 표시되도록 함으로써, 통신망을 통하여 연결된 사용자들 끼리 상대방의 움직임을 가상의 모습으로 보면서 본 발명의 가상현실 러닝머신을 사용할 수 있도록 할 수 있다. 또한, 상기 제어부(110)는 사용자의 움직임 상태정보를 바탕으로 상기 카메라부(60)에서 측정된 화상정보와 함께 공지의 증강현실(augmented reality)기술을 이용하여 캐릭터정보를 생성할 수 있다. 따라서, 사용자의 모습이 캐릭터정보를 통해서 다른 모습으로 변화되어 표시될 수 있도록 제어될 수 있다.

또한, 상기 제어부(110)는 상기 마이크부(90)로부터 수신된 음성신호를 상기 네트워크부(100)로 전송하여 통신망을 통하여 다른 가상현실 러닝머신의 네트워크부와 주고받을 수 있도록 제어하는 기능을 할 수 있다.

또한, 상기 제어부(110)는 상기 롤러부(30)의 이동롤러(32)의 작동을 제어하는 기능을 한다.

바람직하게는, 상기 제어부(110)는 상기 디스플레이부(40), 프로젝터부(50)를 통하여 표시되는 화상과, 상기 롤러부(30)의 이동롤러(32)의 작동이 동일한 컨텐츠범위 내에서 서로 연동되어 설정되도록 함으로써, 사용자로 하여금 가상 현실을 느끼게 할 수 있도록 이루어진다. 예를 들어, 상기 디스플레이부(40) 및 프로젝터부(50)를 통하여 표시될 화상 및 소리가 출력되는 시간의 흐름과 상기 롤러부(30)의 이동롤러(32)의 작동 시간을 연동하여, 상기 화상의 표현에 맞춰 상기 이동롤러(32)가 움직이도록 함으로써 사용자에게 가상의 현실을 느끼도록 할 수 있다.

이상으로 본 발명의 가상현실 러닝머신의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 특정한 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도, 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

10: 트랙부 20: 모터부
30: 롤러부 31: 고정롤러
32: 이동롤러 40: 디스플레이부
50: 프로젝터부 60: 카메라부
70: 움직임인식부 71: 움직임인식장치
80: 사용자상태입력부 81: 사용자상태입력장치
90: 마이크부 100: 네트워크부
110: 제어부

Claims (8)

1. 양단이 서로 연결되어 회전이 가능하도록 이루어진 벨트를 포함하는 트랙부(10);
   상기 트랙부(10)를 회전시키는 하나 이상의 모터부(20);
   상기 트랙부(10)의 저면을 지지하는 하나 이상의 롤러부(30);
   상기 트랙부(10)의 전방에 배치되어 화상을 표시하는 하나 이상의 디스플레이부(40);
   상기 트랙부(10)의 상부에 위치한 사용자의 모습을 촬영하여 화상정보를 생성하는 카메라부(60);
   통신망을 통하여 정보를 송수신하는 네트워크부(100); 및
   제어부(110)를 포함하고,
   상기 제어부(110)는 상기 네트워크부(100)를 통하여 수신된 정보 및 카메라부(60)에서 생성된 화상정보를 바탕으로 표시화상정보를 생성하여 상기 디스플레이부(40)로 전송하도록 제어하고, 상기 카메라부(60)에서 생성된 화상정보를 상기 네트워크부(100)로 전송하여 통신망을 통하여 다른 가상현실 러닝머신의 네트워크부(100)와 송수신 할 수 있도록 제어하며, 상기 모터부(20)의 회전을 제어하는 것을 특징으로 하는 가상현실 러닝머신.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 하나 이상의 롤러부(30)는,
   회전축이 고정되어 상기 트랙부(10)를 지지하는 하나 이상의 고정롤러(31); 및
   회전축이 상하로 이동하도록 이루어지고, 회전축의 이동에 따라 상기 트랙부(10)의 상부 내면에 상 방향으로의 압력을 가할 수 있도록 이루어진 하나 이상의 이동롤러(32)를 포함하고,
   상기 이동롤러(32)의 상하 이동은 상기 제어부(110)에 의하여 제어되는 것을 특징으로 하는 가상현실 러닝머신.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제어부(110)는 영상정보를 저장하는 데이터베이스부(111)를 더 포함하고,
   상기 제어부(110)는 상기 데이터베이스부(111)에 저장된 영상정보로부터 상기 트랙부(10)에 표시될 바닥화상정보를 생성하도록 이루어지고,
   상기 제어부(110)와 연동하여 바닥화상정보를 수신하고, 이를 바탕으로 영상정보를 생성하여 상기 트랙부(10)의 상면에 프로젝트하는 하나 이상의 프로젝터부(50)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 러닝머신.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 카메라부(60)를 통하여 촬영된 화상정보를 바탕으로 공지의 영상인식 기술을 사용하여 사용자의 움직임을 바탕으로 움직임상태정보를 생성하는 움직임인식부(70)를 더 포함하고,
   상기 제어부(110)는 상기 움직임인식부(70)로부터 움직임 상태정보를 수신하여 이를 바탕으로 사용자의 움직임과 동일하게 움직이는 캐릭터정보를 생성하고, 생성된 캐릭터정보를 상기 네트워크부(100)로 전송하여 통신망을 통하여 다른 가상현실 러닝머신의 네트워크부와 송수신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가상현실 러닝머신.
   
5. 제 1항에 있어서,
   사용자의 신체에 부착 가능하도록 이루어지고 위치를 인식하여 위치신호를 생성하는 하나 이상의 움직임 인식장치(71); 및
   공지의 모션캡처 기술을 이용하여 상기 하나 이상의 움직임 인식장치(71)와 연동하여 각각의 움직임 인식장치(71)의 위치신호를 수신함으로써 사용자의 움직임 상태정보를 생성하는 움직임인식부(70)를 더 포함하고,
   상기 제어부(110)는 상기 움직임인식부(71)로부터 움직임 상태정보를 수신하여 이를 바탕으로 사용자의 움직임과 동일하게 움직이는 캐릭터정보를 생성하고, 생성된 캐릭터정보를 상기 네트워크부(100)로 전송하여 통신망을 통하여 다른 가상현실 러닝머신의 네트워크부와 송수신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가상현실 러닝머신.
   
6. 제 1항에 있어서,
   가속도센서 또는 자이로스코프중 하나를 포함하고, 사용자의 신체에 부착 또는 파지 가능하도록 이루어지는 하나 이상의 움직임 인식장치(71); 및
   상기 하나 이상의 움직임 인식장치(71)에서 측정된 각각의 움직임 인식장치(71)들의 위치변화를 바탕으로 사용자의 움직임 상태정보를 생성하여 상기 제어부(110)로 전송하는 움직임인식부(70)를 더 포함하고,
   상기 제어부(110)는 상기 움직임인식부(70)로부터 움직임 상태정보를 수신하여 이를 바탕으로 사용자의 움직임과 동일하게 움직이는 캐릭터정보를 생성하고, 생성된 캐릭터정보를 상기 네트워크부(100)로 전송하여 통신망을 통하여 다른 가상현실 러닝머신의 네트워크부와 송수신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가상현실 러닝머신.
   
7. 제 1항에 있어서,
   사용자의 신체상태를 측정할 수 있는 측정센서수단을 포함하여 이루어지고 사용자가 착용할 수 있는 상태인식장치(81)를 포함하고, 상기 상태인식장치(81)로부터 사용자상태정보를 생성하는 사용자상태입력부(80)를 더 포함하고,
   상기 사용자상태입력부(80)는 사용자상태정보를 상기 제어부(110)로 전송하여 디스플레이부(40)를 통하여 표시할 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가상현실 러닝머신.
   
8. 제 1항에 있어서,
   소리를 수신하여 디지털 신호로 변환하고 음성신호를 생성하는 마이크부(90)를 더 포함하고,
   상기 제어부(110)는 상기 마이크부(90)와 연동하여 음성신호를 수신하고, 수신된 음성신호를 상기 네트워크부(100)로 전송하여 통신망을 통하여 다른 가상현실 러닝머신의 네트워크부와 송수신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가상현실 러닝머신.
   

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