비디오 시스템에 있어 구동가능한 지지 플랫폼

비디오 시스템에 있어 구동가능한 지지 플랫폼{Actuated Support Platform For Video System}

본 발명은 일반적으로 모션 시뮬레이터(motion simulator)에 관한 것으로, 특히 비디오 출력에서 발생하는 움직임의 작용으로서 모션 신호들을 수신하는 모션 시뮬레이터 시스템의 구조적인 현상에 관한 것이다.

홈 비디오 게임이나 홈 비디오 시스템들은 수년 동안 시청자들에게 보고 듣는 상호 작용에 제한되어왔다. 예를 들면, 게이머의 게임에 반응하여 비디오 게임들은 시각적이고 청각적인 반응을 일으키게 할 것이다. 비디오 게임들에 의해 획득되는 센세이션(sensation)을 증가시키기 위해, 게이머들은 종종 아케이드(arcade)에 의지하고 있는데, 그곳에서 일부 비디오 게임들은 포스 피드백 인터페이스(force feedback interface)들로 설치되어 있으며, 그것에 의해 감각이 시각적 그리고 청각적 반응에 증가된다.

홈 비디오 게임들과 홈 비디오 시스템들의 인기로 인해, 포스 피드백 인터페이스(force feedback interface)들은 발전되어 왔고, 기꺼이 시청자들에게 감각을 제공하는데 이용되고 있다. 예를 들면, 배틀 체어(BattleChair ^TM )는 비디오 출력의 사운드 출력이 의자와 의자의 점유자에게 전송되는 다양한 스피커들로 제공되는 의자이다. 더 특별하게도, 배틀 체어(BattleChair ^TM )는 속이 비어 있고, 서브우퍼(subwoofer)와 의자에 비디오 출력으로부터 전송되는 사운드의 기능으로 진동을 야기시키도록 세 방향의 스피커들을 가지고 있다. 따라서, 배틀 체어(BattleChair ^TM )는 게임하는 동안 게이머에게 게임의 감각을 제공한다.

아케이드에서, 일부 포스 피드백 인터페이스(force feedback interface)들은 게이머 수신 장소를 포함하는데, 그곳에서 게이머는 앉혀진다. 충분히 게이머에게 게임의 감각을 획득하게 하기 위해, 게이머 수신 장소들은 종종 게이머의 가지들에 후원을 제공하는데, 그곳에서 게이머는 무중력의 위치에 있다.

유사한 기술들이 홈(home)에 가져왔었지만, 포스 피드백 인터페이스(force feedback interface)들의 이러한 형태들은 부피가 크고 무겁다. 이러한 형태의 인터페이스들의 소유자들은 홈에서 그런 인터페이스들을 갖기 위하여 층 공간-종종 방-의 상당한 양을 헌신해야한다. 그런 인터페이스들은 쉽게 옮겨지지 않기 때문에 실용적이지 못하다.

모션 시뮬레이터는 Royet al.에 의해 2004년 11월 18일에 발표된 미국 특허 출원 공보 US 2004/0229192에 나타나 있다. 모션 시뮬레이터는 액츄에이터들에 의해 층 위에 지지된 좌석부를 가지고 있다. 구체적으로, 액츄에이터들은 좌석부의 필수적인 부분이고, 그곳에서 소비자들은 액츄에이터들을 가진 좌석부의 필수적인 시스템으로서 모션 시뮬레이터를 구매한다.

그러나 소비자들은 그들의 존재하는 홈 데코레이션/스타일과 매치하기 위하여 특별한 디자인에 제한되지 않는 모션 시뮬레이터를 희망할지도 모른다. 가정용의 관점에서 덜 침입하는 포스 피드백 인터페이스(force feedback interface)들, 모션 시뮬레이터들과 같은 것을 제공하는 것에 대해 신중하게 고려된다.

첨부된 도면들에 있어서, 도 1에서 좀 더 특별히, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 구동가능한 지지 플랫폼은 일반적으로 (10)으로 표시된다. 지지 플랫폼(10)은 프레임(12)과 액츄에이터 모듈(14)를 가지고 있다.

프레임(12)은 도 6에 도시된 좌석 A를 지지하기 위해 제공된다. 프레임(12)은 좌석과 액츄에이터 모듈(14)과 지면 사이에서의 인터페이스이다.

액츄에이터 모듈(14)은 모션 신호들 또는 비디오 시스템, 게임 콘솔(console) 또는 링크(link)의 비디오 출력과 관련 있는 모니터(예를 들면, 스크린, 텔레비젼)의 비디오 출력의 기능으로서 좌석 A(도 6)를 바꾸어 놓기 위해 유사한 프로토콜에 연결되어 있다. 비디오 출력은 오디오와 게임 콘솔, 비디오 디스크 플레이어, VHS, HD 텔레비젼, 또는 그와 같은 비디오 시스템에 의해 생산되는 비디오 출력에 전체적으로 관련되어 있다.

도 1에서 도시하는 바와 같이, 프레임(12)은 일반적으로 4개의 관 모양 구성 부분(20)을 가지는 사각형 모양을 갖는다. 관 모양의 구성 부분들은(20) 말단 연결기(21)에 의해 상호 간에 연결되어 있다. 말단 연결기들은(21) 프레임(12)의 인접 말단에 말단 연결기(21A)를 포함하고, 프레임(12)의 반대편 말단에 말단 연결기(21B)를 포함한다.

지지대 또는 다리(21C)는 전형적으로 지면 위에 전방 말단에서 지지 플랫폼(10)을 지지하기 위해 말단 연결기(21A) 사이에 있는 관 모양의 구성부분(20)에 제공된다. 말단 연결기(21B)들은 둘 다 그것들 사이에서 움직임의 전송을 위해 액츄에이터 모듈(14)에 프레임(12)을 관련시키기 위해, 액츄에이터 모듈(14)에 단단하게 연결되어 있다.

말단 연결기 구성 부분(21)은 관 모양의 구성 부분(20)들이 들어갈 수 있는 한 쌍의 프레임 하우징(22)을 가지고 있다. 따라서, 관 모양의 구성 부분(20)과 프레임 하우징(22) 사이에 끼워넣을 수 있는 관계 때문에, 프레임은 2개의 변환하는 자유도를 가지고 있어서, X축과 Y축을 따라 확장하거나/수축할 수 있다.

지지판(23)은 프레임(12)의 4개 코너에서 제공된다. 지지판(23)은 말단 연결기(21)의 지지 하우징(25)에서 수신된 관 모양의 구성 부분(24)에 의해 프레임(12)과 관계된다.

따라서, 관 모양의 구성 부분(24)과 지지 하우징(25) 사이에 끼워 넣을 수 있는 관계는 X축을 따라 지지판(23)의 변환을 가능하게 해준다.

그러므로, X축과 Y축으로 자유롭게 변환하기 때문에, 프레임(12)은 구동가능한 지지 플랫폼(10)과 함께 사용될 좌석이 작동하도록 규격화된다.

도 6에서 도시하는 바와 같이, 좌석 A는 4개의 다리 B를 가지고 있으며(4개중 3개는 보인다), 다리 중 각각 하나인 B는 지지판(23) 중에 하나의 꼭대기에 위치된다. 일단 프레임(12)이 좌석 A를 지지하기 위해 크기가 조절되었다면, 관 모양의 구성부분(20/24)은 말단 연결기(21)에 상당히 단단하게 고정된다.(예를 들면, 일부 볼트들 또는 다른 적절한 조임쇠를 사용하는 것처럼)

프레임(12)에 위치되는 좌석 A는 액츄에이션 모듈(14)의 움직임에 종속된다.

따라서, 좌석 A의 점유자는 액츄에이션 모듈(14)에 의해 원인이 된 움직임에 종속될 것이다.

지지판(23)의 지지면(지지표면)은 관 모양의 구성부분(20)/프레임 하우징(22)의 상부 표면보다 낮다. 따라서, 좌석 A는 이러한 형상에 있어서 지면에 가까워, 그곳에서 지지 플랫폼(10)은 일반적으로 적절하다.

그러나 관 모양의 구성부분(20)/프레임 하우징(22)의 상부 표면 위에 지지판(23)의 지지면을 위치시키기 위하여 신중히 고려해야된다.

그런 방법으로, 다리들 B와 같이, 4개의 불쑥 나온 다리들이 없는 좌석들은 지지 플랫폼(10)에 의해 지지될 수 있다.

비록 보이지는 않지만, 다양한 형상들이 좌석 A가 프레임(12)에 단단하게 되게 하기 위해 지지판(23)에 제공될 수 있다. 예를 들면, 요면들이 프레임(12)에 대하여 좌석 A를 위치하게 유지할 중력과 협력하기 위해 지지판(23)에 제공될 수 있다. 마찬가지로, 지지판(23)의 상부 표면은 선택적으로 쿠션 있는 층을 가지거나 좌석 A의 다리들이 지지판(23)에 단단히 고정되게 연결 수단(예를 들면, 볼록 나온 볼트, 구멍)을 가지고 있다.

도 1에 있어서, 액츄에이션 모듈(14)는 액츄에이션 모듈(14)의 다양한 구성요소들과 일치하게 하는 덮개(40)가 제공된다.

도 2에 있어서, 덮개(40)는 한 쌍의 액츄에이터(41)가 노출되지 않게 한다. 액츄에이터(41)는 액츄에이터(41)의 케이싱(43)들이 액츄에이션(actuation) 모듈(14)의 케이싱(44)에 안정되게 있는 반면에, 출력 선반들(42)이 지면을 향해 마주보고 있다는 점에서 거꾸로 되어 있다.

따라서, 출력 선반들(42)이 프레임(12)의 먼 쪽 말단에서 지지 플랫폼(10)을 지지한다.

액츄에이터(41)의 액츄에이션은 개인적으로 또는 전체적으로든 간에, 프레임(12)과 프레임(12)에 의해 지지되는 좌석 A를 움직이게 한다.

비록 한 쌍의 액츄에이터(41)가 도 2에 도시되었지만, 하나 이상의 액츄에이터들이 지지 플랫폼(10)에 제공될 수 있다. 하나의 액츄에이터(41)를 가진 플랫폼(10)이 1자유도(피치(pitch))를 따라 확장되는 반면에, 한 쌍의 액츄에이터(41)를 가진 플랫폼(10)은 2자유도(피치(pitch)와 롤(roll))에서 움직인다. 상기에서 설명되는 것과 같이, 더 많은 액츄에이터들이 추가적인 자유도를 제공하기 위해 사용될 수 있다.

도 3에 도시되는 바와 같이, 케이싱(44)은 시뮬레이터 작동을 제어하는 시스템(예를 들면, 비디오 출력의 기능으로서)에 액츄에이터(41)를 서로 연결시키는 전기적인 구성요소(45)를 지지한다. 전기적인 구성요소(45)는 액츄에이터(41)에 전력을 공급한다.

도 2에 도시된 프레임(12')은 도 1에 도시된 프레임(12)과 약간 다르다고 볼 수 있다. 그러나 프레임(12')은 또한 X축과 Y축을 따라 확장되거나 수축할 수 있고, 2개의 변형 가능한 자유도를 갖는다.

따라서, 프레임(12') 또한 좌석의 크기에 맞게 조절될 수 있다.

도 2와 도 5에서의 프레임(12')은 한 쌍의 관 모양의 구성 부분(61)에 의해 서로 연결되는 한 쌍의 서브 프레임(60)을 가지고 있다. 관 모양의 구성요소(61)는 프레임(12')이 Y축을 따라 확장하거나/수축하도록 끼워넣는 방식으로 서브 프레임(60)에 끼워넣을 수 있게 된다.

마찬가지로, 지지판(62)은 프레임(12')의 4개의 코너에 위치된다. 지지판(62)은 서브-프레임(60)에 끼워넣는 방식으로 연결되기 위해 관 모양의 구성 부분(63)과 함께 설치된다.

따라서, 지지판(62)은 좌석(도 6의 좌석 A와 같이)의 폭에 프레임(12')을 맞추기 위해 X축을 따라 확장될 수 있다.

다리(64)는 도 5에서 보여지는 것과 같이 인접하는 서브-프레임(60)에 단단하게 고정되어 있다. 액츄에이션 모듈(14)은 먼 쪽의 서브-프레임(60)에 고정되어 있다. 그러므로, 프레임(12')은 다리(64)와 한 쌍의 출력 선반(도 2)에 의해 지면 위에 지지된다. 조임쇠(65)는 프레임(12')의 적절한 크기를 위해 서브-프레임(60)에 관 모양의 구성 부분(61)이 벗어나는 것을 고정하기 위해 서브-프레임(60)에 제공된다. 유사한 조임쇠(66)는 서브-프레임(60)에 지지판(62)이 벗어나는 것을 고정하기 위해 제공된다.

프레임(12)과 프레임(12')은 전형적으로 좌석 A의 뒤쪽에서 위치되는 액츄에이션 모듈(14)을 가진, 하나의 좌석 또는 두 개의 좌석과 같은 상대적으로 작은 좌석들을 지지하기 위해 사용된다. 도 4와 도 7에 있어서, 지지 플랫폼(10)의 다른 실시 예들이 도시되는데, 한 쌍의 액츄에이션 모듈(14)은 도 7의 좌석 A1과 같이 더 큰 좌석을 지지하기 위해, 프레임(12")을 형성하는 서브-프레임(60) 위에 제공된다.

도 7의 지지 플랫폼은 액츄에이션 모듈(14)에 제공되는 각각의 서브-프레임(60)을 가진 한 쌍의 서브-프레임(60)을 갖고 있다. 서브-프레임(60)은 도 2와 도 5의 먼 쪽의 서브-프레임(60)과 유사하고, 그곳에서의 요소에 해당하는 참조 숫자도 같다.

한 쌍의 액츄에이션 모듈(14)의 사용은 3자유도(예를 들면, 피치(pitch), 롤(roll)과 Z축에 따른 변환)를 따라 플랫폼(10)의 움직임을 가능하게 한다.

서브-프레임(60)은 X축을 따라 프레임(12")의 확장을 가능하게 하는 관 모양의 구성 부분(61)에 의해 서로 연결되어 있다. 지지판(62)은 프레임(12")이 변환가능한 2자유도에서 확장하거나/수축할 수 있도록 Y축을 따라 확장된다. 프레임(12")은 2개의 액츄에이션 모듈(14)의 4개의 출력 선반들에 의해 지지된다.

도 1에서 도 7에 도시된 바와 같이 구체적인 관점에서 좌석 시스템(좌석 A, A1을 가지고 구동가능한 지지 플랫폼(10))을 설계하는 방법은 다음과 같다. 구동가능한 지지 플랫폼(10)은 액츄에이션 모듈(14)의 액츄에이터(40)가 지면에 대하여 프레임(12/12'/12")을 바꾸어 놓기 위해 지면 위에 위치되어 있다. 프레임(12/12'/12")의 크기는 프레임(12/12'/12")에 의해 지지되는 좌석 A/A1의 폭과 길이의 크기에 대해 작동하도록 조절되고, 프레임(12/12'/12")은 그 위치에 고정되어 있다.(예를 들면, 조임쇠(65)와 조임쇠(66)를 사용)

좌석 A/A1은 그리고 나서 프레임(12/12'/12") 위에 위치된다. 일단 액츄에이터(40)가 선택된 비디오 출력에 연결되면, 구동가능한 지지 플랫폼(10)은 지면에 대해 좌석 A/A1을 바꾸어 놓기 위해 사용될 수 있다.

도 8에 있어서, 구동가능한 지지 플랫폼(10)은 액츄에이터 모듈(14)에 연결되는 프레임(112)을 가지고 다른 구조를 가지는 것이 보여진다.

프레임(112)은 관 모양의 구성 부분(20')을 가지고 있고, 그것은 도 9A에서 도 9E에 도시되는 것과 같이, 다양한 형상을 제공하기 위해 상호 간에 안정되게 되어 있다. 따라서, 지지판(23')은 좌석 A의 다른 크기에 프레임(112)을 맞추기 위해 다양한 위치에서 위치될 수 있다. 지지판(23')은 관 모양의 구성 부분(20')을 따라 옮겨질 수 있고, 연결 구멍들은 프레임(112)의 확장/수축 정도를 가능하게 하기 위해 관 모양의 구성부분(20')을 따라 제공된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예의 방식을 보여줌으로써 좀 더 구체적으로 본 발명의 특성에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 첫 번째 바람직한 실시 예에 따른 모션 시뮬레이터에 대해 구동가능한 지지 플랫폼을 나타내는 정면도.

도 2는 액츄에이션 모듈과 프레임 사이에서의 관계를 보여주는 도 1의 구동 가능한 지지 플랫폼을 나타내는 배면도.

도 3은 어떠한 덮개도 없는 도 1의 구동가능한 지지 플랫폼의 액츄에이션 모듈을 나타낸 도.

도 4는 본 발명의 두 번째 바람직한 실시 예에 따른 것으로 한 쌍의 액츄에이션 모듈을 가지는 구동가능한 지지 플랫폼을 나타내는 도.

도 5는 대체가능한 프레임을 갖는 도 1의 구동가능한 지지 플랫폼을 나타내는 정면도.

도 6은 좌석을 갖는 도 1의 구동가능한 지지 플랫폼을 나타내는 전체도.

도 7은 좌석을 가진 도 4의 구동가능한 지지 플랫폼을 나타내는 전체도.

도 8은 본 발명의 세 번째 바람직한 실시 예에 따른 것으로 모션 시뮬레이터에 있어 구동가능한 지지 플랫폼을 나타내는 도.

도 9A 내지 도 9E 들은 다양한 연결 형상들을 나타내는 도 8의 구동가능한 지지 플랫폼의 평면도.