虚拟现实体验装置的制作方法

本发明涉及一种虚拟现实体验装置，安装于各种活动场所，在能够根据用户的身体条件稳定地佩戴的同时，如同用户自身意想的一样变化虚拟现实的视点，从而能够逼真地介绍展示、公演、博览会及观览等。

背景技术：

虚拟现实(vr、virtualreality)也称为人工现实(ar、artificialreality)、网络空间(cyberspace)及虚拟世界(virtualworlds)等，意味着在利用计算机打造的虚拟世界中，用户进行与实际相同的体验。

最近，虚拟现实由于具有能够超越时间与空间的优点，正在各种领域利用。特别是为了在各种活动场所(展示场、公演场、博览会及观览台)预先介绍观览内容而安装虚拟现实体验装置的情形正在增加。

一般而言，虚拟现实体验装置是由用户佩戴头戴式显示器(hmd、headmounteddisplay)，以用户的视野与实际现实隔断的状态收看虚拟现实。

但是，原有的虚拟现实体验装置，头戴式显示器无支撑构件地提供，虽然自由度高，但无法让用户稳定地佩戴，存在经常发生被盗及丢失等的问题。

另外，原有的虚拟现实体验装置，由于上述的高自由度，存在即使在用户并非有意的情况下，虚拟现实的视点也发生变化的问题。

(现有技术文献)

韩国公开专利公报第10-2018-0112270号，2018.10.12公开

技术实现要素：

(要解决的问题)

本发明要解决的课题是提供一种虚拟现实体验装置，在用户可以根据自身的身体条件稳定地佩戴显示装置模块的同时，使得用户意想的视点变化与虚拟现实的视点变化精密匹配，从而能够逼真地介绍展示、公演、博览会及观览等。

本发明要解决的课题不限于以上提及的课题，未提及的其他课题是普通技术人员可以从以下记载而明确理解的。

(解决问题的手段)

旨在解决上述课题的本发明一个方面的虚拟现实体验装置可以包括：底座；框架，其支撑于所述底座，以z轴为基准延长形成；显示装置模块，其配置于所述框架，播放虚拟现实的影像；所述底座可以包括固定于地面的本体和能z轴旋转地配置于所述本体的踏旋器，所述框架和所述显示装置模块可以与所述踏旋器的z轴旋转联动，虚拟现实的影像的视点可以与所述显示装置模块的z轴旋转同步变化。

所述踏旋器可以包括：支撑部，其支撑所述框架；多个滚轮，其配置于所述支撑部，以便与所述本体接触，沿以z轴为基准的圆周方向相互隔开。

所述多个滚轮各自的旋转轴可以沿以所述z轴为基准的径向固定形成。

所述框架可以包括：轴杆，其以z轴为基准穿过所述踏旋器；推力轴承，其配置于所述轴杆与所述本体之间，以z轴为基准支承所述轴杆。

一种虚拟现实体验装置，在所述踏旋器的外周面，沿以所述z轴为基准的圆周方向形成有引导孔或引导槽，在所述本体形成有容纳于所述引导孔或引导槽的限位器，所述引导孔或引导槽形成得具有不足360度的旋转角度，所述踏旋器的旋转半径根据所述引导孔或引导槽的旋转角度决定。

在所述框架形成有中空，所述显示装置模块可以包括：播放部，其配置于所述框架的内侧，播放虚拟现实的影像；第一杠杆，其配置于所述框架的外侧；第二杠杆，其配置于所述框架的外侧，位于所述第一杠杆的对面。

用户可以以安放于所述本体的状态使所述播放部贴紧脸部，把持所述第一杠杆和所述第二杠杆，使所述踏旋器进行z轴旋转。

所述显示装置模块可以能z轴移动和x轴旋转地配置于所述框架，虚拟现实的影像的视点与所述显示装置模块的z轴移动独立、与所述显示装置模块的x轴旋转同步变化。

所述虚拟现实体验装置可以还包括操作模块，所述操作模块配置于所述框架或所述底座中至少一者，为了用户的操作而配备。

所述操作模块可以向用户提供能够选择所述虚拟现实体验装置的开启/关闭、以虚拟现实体验的实际现实的空间、虚拟现实的影像的播放视点中至少一者的界面。

(发明的效果)

在本发明中，提供一种虚拟现实体验装置，显示装置模块被框架所支撑，可以让用户稳定地佩戴的同时，能够根据用户的身体条件(身高等)沿z轴移动。

另外，在本发明中，用户可以借助于杠杆而容易地体现显示装置模块的x轴旋转和z轴旋转，虚拟现实的影像的视点可以借助于显示装置模块的x轴旋转和z轴旋转而同步变化，从而用户意想的视点变化与虚拟现实的视点变化能够精密匹配。

如上所述，具有用户可以利用本发明的虚拟现实体验装置，稳定而逼真地体验虚拟现实的优点。

本发明的效果不限于以上提及的效果，未提及的其他效果是普通技术人员可以从以下记载明确理解的。

附图说明

图1是显示本发明的虚拟现实体验装置的立体图；

图2是显示本发明的虚拟现实体验装置中的显示装置模块的z轴移动的立体图；

图3是从概念上显示本发明的虚拟现实体验装置中的显示装置模块进行z轴移动、x轴及z轴旋转的概念图；

图4是本发明的虚拟现实体验装置的下部的部分立体图；

图5是本发明的虚拟现实体验装置的下部的分解立体图。

具体实施方法

如果参照后面与附图一同详细叙述的实施例，本发明的优点及特征以及达成其的方法将会明确。但是，本发明并非限于以下公开的实施例，可以以互不相同的多样形态体现，本实施例只提供用于使本发明的公开更完整，向本发明所属技术领域的技术人员完整地告知发明的范畴，本发明只由权利要求项的范畴所定义。

在本说明书中使用的术语用于说明特定实施例，并非用于限制本发明。在本说明书中，只要在语句中未特别提及，单数型也包括复数型。说明书中使用的“包括(comprises)”及/或“包括的(comprising)”，不排除在提及的构成要素之外存在或添加一个以上的其他构成要素。在通篇说明书中，相同的附图标号指称相同的构成要素，“及/或”包括提及的构成要素的各个及一个以上的所有组合。虽然为了叙述多样构成要素而使用了“第一”“第二”等，但这些构成要素当然不由这些术语所限定。这些术语只用于将一个构成要素区别于其他构成要素。因此，下面言及的第一构成要素在本发明技术思想内，当然也可以是第二构成要素。

如果没有不同的定义，本说明书中使用的所有术语(包括技术及科学术语)可以用作本发明所属技术领域的技术人员可以共同理解的意义。另外，一般使用的字典定义的术语，只要未明确地特别定义，不得过于或过度地解释。

空间上的相对性术语“下方(below)”“之下(beneath)”“下部(lower)”“上方(above)”“上部(upper)”等，如附图所示，可以用于容易地记述一个构成要素与其他构成要素的相关关系。空间上的相对性术语应理解为在附图图示的方向基础，还包括使用时或运转时构成要素的互不相同方向在内的术语。例如，当将附图所示的构成要素翻转时，记述为另一构成要素的“下方(below)”或“之下(beneath)”的构成要素，可以置于另一构成要素的“上方(above)”。因此，示例性术语“下方”可以全部包括下和上的方向。构成要素也可以沿不同方向配向，因此，空间上的相对性术语可以根据配向进行解释。

下面，x轴、y轴及z轴是由实际现实的三维直角坐标系(three-dimensionalrectangularcoordinatesystem)决定的轴，可以定义为图上所示的x轴、y轴及z轴。z轴可以为竖直方向(verticaldirection)，因此，z轴的一侧可以定义为上侧(upperside)，z轴的另一侧可以定义为下侧(lowerside)。

下面参照附图，说明本发明的虚拟现实体验装置1000。图1是显示本发明的虚拟现实体验装置的立体图，图2是显示本发明的虚拟现实体验装置中的显示装置模块的z轴移动的立体图，图3是从概念上显示本发明的虚拟现实体验装置中的显示装置模块进行z轴移动、x轴及z轴旋转的概念图，图4是本发明的虚拟现实体验装置的下部的部分立体图，图5是本发明的虚拟现实体验装置的下部的分解立体图。

本发明的虚拟现实体验装置1000可以安装于展示场、公演场及观览台等处，执行将活动场所及观览等(观览内容)预先以虚拟现实(ar、artificialreality)提供并介绍的功能。不过，本发明的虚拟现实体验装置1000的用途及功能不限于此，可以在普通技术人员能够应用的范围内，具有其他用途及功能。作为一个示例，本发明的虚拟现实体验装置1000可以应用于用户(user)在虚拟现实中比赛的各种游戏机等。

本发明的虚拟现实体验装置1000，其显示装置模块100被框架200稳定地支撑，显示装置模块100可以根据用户的身体条件(作为一个示例，身高等)，沿z轴升高及下降，用户user将显示装置模块100佩戴在脸上后，使之沿x轴及z轴旋转(滚转控制、偏向控制)，从而可以使虚拟现实的视点发生变化。

因此，用户在根据自身身高，稳定地佩戴被框架200支撑的显示装置模块100的同时，获得提供与自身意想相同的虚拟现实的影像，从而可以经历逼真的体验。

为此，本发明的虚拟现实体验装置1000可以包括显示装置模块100、框架200、底座300及操作模块400。

显示装置模块100可以是向用户提供虚拟现实的影像的介质。显示装置模块100可以以头戴式显示器(hmd、headmounteddisplay)形态配备。因此，用户可以将显示装置模块100佩戴于脸部，用户的视野可以与实际现实隔断。

显示装置模块100可以能z轴移动地配置于框架200。这是为了通过使显示装置模块100支撑于框架200，让用户稳定地佩戴，同时，也是为了根据用户的身体条件(作为一个示例，身高等)，变更显示装置模块100的z轴相位(竖直相位)。

因此，虚拟现实的影像的视点可以与显示装置模块100的z轴移动相独立。作为一个示例，当显示装置模块100进行z轴移动时，虚拟现实的影像的视点固定而不变更(这是因为并不是用户要变更虚拟现实的影像的视点)。

显示装置模块100可以进行x轴旋转(滚转控制)和z轴旋转(偏向控制)。前者可以通过显示装置模块100能x轴旋转地配置于框架200而体现，后者可以通过框架200能z轴旋转地配置于底座300而体现。

另一方面，显示装置模块100的x轴旋转半径，可以根据用户的人体工程学的可动范围而被限制，显示装置模块100的z轴旋转半径可以被后述的限位器311-1和引导孔或引导槽321-1所限制。

即，显示装置模块100可以不是按360度旋转角进行x轴旋转和z轴旋转，显示装置模块100的旋转半径可以受到人体工程学及机械工程学的限制。

框架200可以以z轴为基准延长形成，可以大致是在内部形成有中空、角部经倒边处理的四边形态。不过，并非本发明的框架200的形态限定于此，可以在普通技术人员可应用该技术领域的通常记述而变更实施的范围内具有多样形态。

框架200可以是稳定地支撑显示装置模块100的构件。与此同时，框架200可以被底座300稳定地支撑。另一方面，在框架200上，可以与显示装置模块100向下侧隔开配置有操作模块400。

在框架200的内部(中空部分)，可以配置有显示装置模块100和操作模块400。此时，虽然后面将会叙述，但显示装置模块100的第一杠杆123和第二杠杆133配置于框架200的外部，用户可以用手轻松使显示装置模块100进行x轴及z轴旋转。

框架200可以能z轴旋转地配置于底座300。在框架200进行z轴旋转时，显示装置模块100可以一同进行z轴旋转(偏向控制)。

底座300可以是供用户安置的构件，可以是支撑框架200的构件。

底座300可以根据用户的利用姿势而以多样形态配备。作为一个示例，底座300在用户以直立姿势利用时，可以以板形态(踏板)配备，当用户以坐姿利用时，可以以椅子形态配备，但不限于此。

底座300可以以多样形态配备，以便框架200进行z轴旋转。作为一个示例，底座300可以包括固定的本体310(定子)、能旋转(z轴旋转)地配置于本体310并支撑框架200的踏旋器320(转子)，但不限定于此。

操作模块400可以配置于框架200或底座300中至少一者。操作模块400可以与显示装置模块100向下侧隔开配置。操作模块400可以为了用户的操作而配备。作为一个示例，操作模块400可以为智能平板(smartpad)、触摸屏形态(touchscreentype)的自助终端(kiosk)等，但并非限定于此。

用户可以通过操作模块400，接受提供关于虚拟现实体验装置1000的多样信息，可以接受提供可以选择虚拟现实体验装置1000的开启/关闭、以虚拟现实体验的实际现实的空间和虚拟现实的影像的播放视点中至少一者的界面(interface)。

另一方面，操作模块400可以以有线/无线方式与显示装置模块100通信，将用户的操作命令传递给显示装置模块100。即，用户可以通过显示装置模块100，以虚拟现实的影像，体验自身选择的内容。

作为一个示例，用户触摸智能平板，选择内容菜单，操作模块400通过无线保真(wi-fi)通信，向显示装置模块100传输用户的操作命令，在显示装置模块100中，播放用户选择的内容的影像，从而用户可以体验自身选择的虚拟现实的影像。

下面，对本发明的虚拟现实体验装置1000中显示装置模块100进行z轴移动、x轴旋转及z轴旋转所需的构成进行更详细说明。

为此，显示装置模块100可以包括播放部110(提供虚拟现实影像的部分)、第一连接器120、第二连接器130、第一杠杆123和第二杠杆133，框架200可以包括第一轨道210、第二轨道220、推力轴承230和轴杆240，底座300可以包括本体310和踏旋器320。

第一轨道210和第二轨道220作为一对轨道，可以隐藏于框架200的外部装饰构件。另外，第一轨道210和第二轨道220可以具有沿x轴相互隔开、沿z轴具有长度的对称配置和形态。第一轨道210和第二轨道220可以引导显示装置模块100的z轴移动。

与此相匹配，第一连接器120可以配备于播放部110的左侧端部，与第一轨道210连接，第二连接器130可以配备于播放部110的右侧端部，与第二轨道220连接。另一方面，第一连接器120与第二连接器130也可以具有相互对称的配置和形态。

进而，第一连接器120可以包括配置于第一轨道210并被第一轨道210引导的第1-1连接器121、能旋转(x轴旋转)地与第1-1连接器121结合并与播放部110的左侧连接的第1-2连接器122。另外，第二连接器130可以包括配置于第二轨道220并被第二轨道220引导的第2-1连接器131、能旋转(x轴旋转)地与第2-1连接器131结合并与播放部110右侧连接的第2-2连接器132。

即，播放部110可以借助于第1-1连接器121和第2-1连接器131被第一轨道210和第二轨道220沿z轴引导而进行z轴移动。另外，借助于与第一轨道210及第二轨道220在结构上不连接的第1-2连接器122和第2-2连接器132而可以进行x轴旋转。因此，播放部110借助于第一连接器120和第二连接器130，可以在z轴移动的同时进行x轴旋转(参照图3的(1)，也可独立驱动)。

显示装置模块100的z轴移动是为了与用户的身体条件匹配，虚拟现实的影像的视点不因此而变更(固定)。

不同于此，显示装置模块100的x轴旋转起因于用户要变更虚拟现实的影像的视点的意图。因此，当显示装置模块100进行x轴旋转时，虚拟现实的影像的视点可以与显示装置模块100的x轴旋转同步变化(作为一个示例，虚拟现实的影像可以以虚拟现实的坐标系的x轴为基准，沿与实际现实旋转方向的逆旋转方向移动框架，但不限定于此)。

进而，可以配备有第一杠杆123和第二杠杆133，以便用户轻松使显示装置模块100进行x轴旋转。第一杠杆123可以配置于第1-2连接器122，第二杠杆133可以配置于第2-2连接器132。因此，用户以x轴为基准拉动或推动第一杠杆123和第二杠杆133，从而能够使显示装置模块100进行x轴旋转。

此时，为了用户的操作便利，播放部110可以配置于形成有中空的框架200内侧，第一杠杆123可以配置于形成有中空的框架200外侧，第二杠杆133可以配置于框架200的外侧，位于第一杠杆123的对面。另外，第一杠杆123与第二杠杆133可以具有相互对称的配置和形状(作为一个示例，z轴对称)。

作为一个示例，第一杠杆123和第二杠杆133可以分别配置于框架200的外部的左侧和右侧。即，第一杠杆123以第一轨道210为基准，可以位于播放部110的对面，第二杠杆133以第二轨道220为基准，可以位于播放部110的对面。

另一方面，显示装置模块100的x轴旋转半径可以根据用户的人体工程学的可动范围而被限制。作为一个示例，可以根据用户的颈部的倾斜范围，决定显示装置模块100的x轴旋转半径。

另一方面，显示装置模块100和框架200可以与底座300的踏旋器320进行z轴旋转相联动而进行z轴旋转。

为此，就框架200而言，本体310可以固定于地面(定子)，踏旋器320可以能旋转地配备于本体310(转子)。此时，“地面”可以是支撑本发明的虚拟现实体验装置1000并大致水平的面，但也可以倾斜地形成。

另一方面，框架200可以被踏旋器320支撑，与踏旋器320的z轴旋转相联动，显示装置模块100可以被框架200支撑，与踏旋器320的z轴旋转相联动。

用户可以以安置于本体310的状态，把持第一杠杆123和第二杠杆133，使踏旋器320进行z轴旋转。即，用户可以在将自重施加于本体310的状态下，以z轴为基准拉动或推动第一杠杆123和第二杠杆133，从而使显示装置模块100进行z轴旋转。

另一方面，为了在稳定地支撑用户的同时，按用户的意图轻松地体现z轴旋转，框架200与踏旋器320可以具有多样形态。

作为一个示例，框架200可以包括推力轴承230、以z轴为基准穿过踏旋器320的支撑部321并被推力轴承230支撑的轴杆240。

即，在框架200的底面被支撑部321支撑的同时，作为框架200z轴旋转轴的轴杆240在框架200的底面穿过支撑部321并被推力轴承230沿z轴方向支撑(即，轴承为“竖直”推力轴承)，从而框架200可以在被支撑部321稳定支撑的状态下，能z轴旋转地配置于支撑部321。

另外，踏旋器320可以包括：支撑部321，其支撑框架200，形成踏旋器320的上面；多个滚轮322，其与本体310接触地配置于支撑部321。

多个滚轮322可以以z轴为基准沿圆周方向相互隔开。因此，支撑部321可以被多个滚轮322不倾斜地稳定支撑。进而，多个滚轮322在稳定支撑支撑部321的状态下，为了引导z轴旋转，多个滚轮322各个的旋转轴可以沿以z轴为基准的径向固定形成。

显示装置模块100的z轴旋转起因于用户要变更虚拟现实的影像的视点的意图。因此，当显示装置模块100进行x轴旋转时，虚拟现实的影像的视点可以与显示装置模块100的z轴旋转同步变化(作为一个示例，虚拟现实的影像可以以虚拟现实的坐标系的z轴为基准，沿与实际现实旋转方向的逆旋转方向移动框架，但不限定于此)。

另一方面，显示装置模块100的z轴旋转半径可以根据限位器311-1和引导孔或引导槽321-1而决定。为此，在踏旋器320的外周面，可以沿以z轴为基准的圆周方向形成有引导孔或引导槽321-1，引导孔或引导槽321-1可以形成得具有不足360度(degree)的旋转角度。另外，在本体310上，可以凸出形成有容纳于引导孔或引导槽321-1的限位器311-1。

因此，踏旋器320的旋转可以通过引导孔或引导槽321-1的端部挂接于限位器311-1而被隔断，借助于此，可以决定显示装置模块100的z轴旋转半径。

另一方面，为了使实际现实的用户视点进行变化的区域与提供预先编程的虚拟现实影像的区域对齐(align)，也可以限制显示装置模块100的z轴旋转半径。

但并非限定于此，作为一个示例，也可以为了用户的安全而限制显示装置模块100的z轴旋转半径。

在用户脸部固定于显示装置模块100、用户下肢固定于底座300的本体310的状态下，当用户弯曲腰部，从而使显示装置模块100进行z轴旋转时，可能因用户失手(作为一个示例，打滑)，腰部超过人体工程学极限弯曲而发生事故。

因此，在本发明的虚拟现实体验装置1000中，借助于限位器311-1和引导孔或引导槽321-1，限制显示装置模块100的z轴旋转半径，从而可以事先防止意外事故。

另一方面，限位器311-1和引导孔或引导槽321-1并非必需的构成，可以根据设计要求而省略。即，根据设计要求，显示装置模块100的z轴旋转半径也可以不限制。

如上所述，用户以安置于底座300的本体310的状态，使脸部贴紧显示装置模块100的播放部110，把持第一杠杆123和第二杠杆133进行操作，使踏旋器320进行z轴旋转，从而可以使显示装置模块100进行z轴旋转。

综上所述，在本发明的虚拟现实体验装置1000中，在显示装置模块100被框架200稳定支撑的状态下，借助于用户的杠杆操作而进行x轴旋转和z轴旋转，虚拟现实的影像的视点根据显示装置模块100的x轴旋转和z轴旋转而同步变化，从而通过用户的轻松操作，用户意想的视点变化与虚拟现实的视点变化可以精密匹配。

进而，在本发明的虚拟现实体验装置1000中，具有的优点是，借助于显示装置模块100的x轴旋转和z轴旋转，用户可以按主观意图选择、体验关于上下左右开放空间的影像。

另一方面，本发明的虚拟现实体验装置1000可以还包括用于控制上述构成要素及播放虚拟现实的影像的电子控制模块(图中未示出，electriccontrolmodule)。在电子控制模块中，可以存储及计算机编程有根据构成要素的控制信号和构成要素的驱动及控制而播放的虚拟现实影像。

以上参照附图，说明了本发明的实施例，本发明所属技术领域的技术人员可以理解，本发明在不变更其技术思想或必需特征的情况下，可以以其它具体形态实施。因此，以上记述的实施例在所有方面应理解为只是示例性的，而非限制性的。