KR102234776B1 - A virtual reality or game controller using haptic wheel, a control method, and virtual reality system having the same - Google Patents

A virtual reality or game controller using haptic wheel, a control method, and virtual reality system having the same Download PDF

Info

Publication number
KR102234776B1
KR102234776B1 KR1020190053954A KR20190053954A KR102234776B1 KR 102234776 B1 KR102234776 B1 KR 102234776B1 KR 1020190053954 A KR1020190053954 A KR 1020190053954A KR 20190053954 A KR20190053954 A KR 20190053954A KR 102234776 B1 KR102234776 B1 KR 102234776B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fluid
haptic wheel
environment
game
virtual reality
Prior art date
Application number
KR1020190053954A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200129484A (en
Inventor
최형회
윤인호
허용해
김상연
Original Assignee
한국기술교육대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국기술교육대학교 산학협력단 filed Critical 한국기술교육대학교 산학협력단
Priority to KR1020190053954A priority Critical patent/KR102234776B1/en
Priority to PCT/KR2019/011091 priority patent/WO2020226233A1/en
Publication of KR20200129484A publication Critical patent/KR20200129484A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102234776B1 publication Critical patent/KR102234776B1/en

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F13/00—Video games, i.e. games using an electronically generated display having two or more dimensions
    • A63F13/20—Input arrangements for video game devices
    • A63F13/24—Constructional details thereof, e.g. game controllers with detachable joystick handles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F13/00—Video games, i.e. games using an electronically generated display having two or more dimensions
    • A63F13/25—Output arrangements for video game devices
    • A63F13/28—Output arrangements for video game devices responding to control signals received from the game device for affecting ambient conditions, e.g. for vibrating players' seats, activating scent dispensers or affecting temperature or light
    • A63F13/285—Generating tactile feedback signals via the game input device, e.g. force feedback
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F13/00—Video games, i.e. games using an electronically generated display having two or more dimensions
    • A63F13/60—Generating or modifying game content before or while executing the game program, e.g. authoring tools specially adapted for game development or game-integrated level editor
    • A63F13/65—Generating or modifying game content before or while executing the game program, e.g. authoring tools specially adapted for game development or game-integrated level editor automatically by game devices or servers from real world data, e.g. measurement in live racing competition
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/03—Means for enhancing the operator's awareness of arrival of the controlling member at a command or datum position; Providing feel, e.g. means for creating a counterforce
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F2300/00—Features of games using an electronically generated display having two or more dimensions, e.g. on a television screen, showing representations related to the game
    • A63F2300/10—Features of games using an electronically generated display having two or more dimensions, e.g. on a television screen, showing representations related to the game characterized by input arrangements for converting player-generated signals into game device control signals
    • A63F2300/1037—Features of games using an electronically generated display having two or more dimensions, e.g. on a television screen, showing representations related to the game characterized by input arrangements for converting player-generated signals into game device control signals being specially adapted for converting control signals received from the game device into a haptic signal, e.g. using force feedback

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)

Abstract

본 발명은 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러 및 그 제어 방법, 이를 구비한 VR 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러로서, VR 또는 게임 컨트롤러의 외관을 형성하는 VR 컨트롤러 하우징에 설치하되, 상기 VR 컨트롤러 하우징에서 사용자가 회전 감각을 느낄 수 있도록 일부 휠이 노출되는 햅틱 휠; 상기 햅틱 휠의 일단과 체결되며, 사용자가 상기 햅틱 휠을 통해 회전 감각을 느낄 수 있도록 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 이벤트 구동 신호에 따라 구동되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터; 상기 햅틱 휠의 타단에 체결되며, 상기 햅틱 휠의 회전을 센싱하는 엔코더; 및 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따라 사용자가 햅틱 휠의 회전 감각을 느낄 수 있도록 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 특징에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러의 제어 방법은, 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러의 제어 방법으로서, (1) 제어부가 가상현실(VR)이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 회전 감각 생성을 위한 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 실행 이벤트를 감지하는 단계; (2) 제어부가 상기 단계 (1)을 통해 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 실행 이벤트에 상응하는 이벤트 구동신호를 출력하는 단계; 및 (3) 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터가 VR 컨트롤러 하우징에 일부 노출되는 햅틱 휠의 감각을 사용자가 회전 감각으로 느낄 수 있도록 상기 단계 (2)를 통해 제어부에서 출력되는 이벤트 구동 신호에 따라 구동되는 단계를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 특징에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 시스템은, VR 또는 게임 컨트롤러와, 상기 VR 또는 게임 컨트롤러와 연동하여 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행을 수행하는 VR 장치를 구비하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러 및 그 제어 방법, 이를 구비한 VR 시스템에 따르면, VR 또는 게임 컨트롤러의 외관을 형성하는 VR 컨트롤러 하우징에서 사용자가 회전 감각을 느낄 수 있도록 일부 휠이 노출되는 햅틱 휠과, 햅틱 휠의 일단과 체결되어 사용자가 상기 햅틱 휠을 통해 회전 감각을 느낄 수 있도록 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 이벤트 구동 신호에 따라 구동되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터와, 햅틱 휠의 타단에 체결되어 햅틱 휠의 회전을 센싱하는 엔코더와, 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따라 사용자가 햅틱 휠의 회전 감각을 느낄 수 있도록 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 구동을 제어하는 제어부를 포함하여 구성함으로써, 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 회전 감각을 사용자가 다양한 속도의 회전 감각으로 현실감 있게 느낄 수 있도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에서 제안하고 있는 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러 및 그 제어 방법, 이를 구비한 VR 시스템에 따르면, 사용자가 파지할 수 있는 VR 컨트롤러 하우징에 일부가 노출되는 햅틱 휠과 체결되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터가 제어부의 구동 제어 신호인 주파수 혹은 전압 조절 신호에 따라 속도가 가변되는 회전 감각이 발생될 수 있도록 함으로써, 사용자는 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행의 상황별 회전 감각을 보다 사실적인 진동 감각으로 다양하게 체험하고 느낄 수 있도록 할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에서 제안하고 있는 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러 및 그 제어 방법, 이를 구비한 VR 시스템에 따르면, VR 또는 게임 컨트롤러를 통한 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 상황별 햅틱을 회전 감각으로 제공함으로써, 사용자는 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 최적화된 속도를 갖는 회전 감각을 보다 다양하게 체감할 수 있으며, 그에 따른 사용자 체감의 회전 감각의 햅틱 성능이 더욱 향상될 수 있도록 할 수 있다.The present invention relates to a VR or game controller using a haptic wheel and a control method thereof, and a VR system having the same, and more specifically, a VR or game controller using a haptic wheel, which forms the appearance of a VR or game controller. A haptic wheel installed in the housing, wherein some of the wheels are exposed so that a user can feel a sense of rotation in the VR controller housing; Based on MR fluid, which is connected to one end of the haptic wheel and is driven according to an event driving signal according to a virtual reality, graphic environment, or game environment-based service execution so that the user can feel a sense of rotation through the haptic wheel Or an ER fluid based actuator; An encoder fastened to the other end of the haptic wheel and sensing rotation of the haptic wheel; And controlling the operation of the actuator based on the MR fluid or ER fluid so that the user can feel the rotational sensation of the haptic wheel according to the execution of the virtual reality, graphic environment, or game environment-based service. It is characterized in that it includes a control unit.
In addition, a control method of a VR or game controller using a haptic wheel according to a feature of the present invention is a control method of a VR or game controller using a haptic wheel, wherein (1) the controller is a virtual reality (VR) or graphic environment or a game environment. Detecting an execution event based on a virtual reality or graphic environment or a game environment for generating a sense of rotation according to the execution of the base service; (2) outputting, by the controller, an event driving signal corresponding to a virtual reality, graphic environment, or game environment-based execution event according to the execution of a virtual reality, graphic environment, or game environment-based service through step (1); And (3) the above step (2) so that the user can feel the sense of the haptic wheel partially exposed to the VR controller housing as a rotational sense by the actuator based on a magnetorheological fluid (MR fluid) or an electrorheological fluid (ER fluid). It is characterized in that it comprises a step of driving according to the event driving signal output from the control unit through.
In addition, a VR system using a haptic wheel according to a feature of the present invention includes a VR or a game controller, and a VR device that performs a service based on a virtual reality or a graphic environment or a game environment in connection with the VR or game controller. It is characterized by its composition.
According to a VR or game controller using a haptic wheel proposed in the present invention and a control method thereof, and a VR system having the same, some wheels so that a user can feel a sense of rotation in a VR controller housing that forms the exterior of a VR or game controller. The exposed haptic wheel and a magnetorheological fluid that is coupled with one end of the haptic wheel and driven according to an event driving signal according to the execution of a virtual reality, graphic environment, or game environment-based service so that the user can feel a sense of rotation through the haptic wheel (MR fluid)-based or electro-rheological fluid (ER fluid)-based actuators, encoders that are connected to the other end of the haptic wheel to sense the rotation of the haptic wheel, A virtual reality, graphic environment, or game environment-based service by including a control unit that controls the driving of an actuator based on MR fluid or ER fluid so that you can feel the rotational sensation of the haptic wheel. It is possible to make the user feel the sense of rotation according to the execution realistically with the sense of rotation of various speeds.
In addition, according to a VR or game controller using a haptic wheel proposed in the present invention and a control method thereof, and a VR system equipped with the same, magnetic rheology coupled with a haptic wheel partially exposed to a VR controller housing that can be gripped by a user By allowing the MR fluid-based or ER fluid-based actuator to generate a rotational sensation in which the speed varies according to the frequency or voltage control signal, which is the drive control signal of the control unit, the user can use virtual reality or graphics. It is possible to experience and feel the rotational sensation of each situation of the environment or game environment-based service execution in a more realistic sense of vibration.
In addition, according to a VR or game controller using a haptic wheel and a control method thereof proposed in the present invention, and a VR system equipped with the same, the situation according to the execution of a virtual reality or graphic environment or a game environment-based service through a VR or a game controller. By providing star haptics as a rotational sensation, users can experience a variety of rotational sensations that have a speed optimized for the execution of virtual reality, graphic environments, or game environment-based services. You can make it even better.

Description

햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러 및 그 제어 방법, 이를 구비한 VR 시스템{A VIRTUAL REALITY OR GAME CONTROLLER USING HAPTIC WHEEL, A CONTROL METHOD, AND VIRTUAL REALITY SYSTEM HAVING THE SAME}VR or game controller using a haptic wheel and its control method, a VR system equipped with the same {A VIRTUAL REALITY OR GAME CONTROLLER USING HAPTIC WHEEL, A CONTROL METHOD, AND VIRTUAL REALITY SYSTEM HAVING THE SAME}

본 발명은 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러 및 그 제어 방법, 이를 구비한 VR 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 VR 또는 게임 컨트롤러의 외관을 형성하는 VR 컨트롤러 하우징에서 사용자가 회전 감각을 느낄 수 있도록 일부 휠이 노출되는 햅틱 휠과, 햅틱 휠의 일단과 체결되어 사용자가 상기 햅틱 휠을 통해 회전 감각을 느낄 수 있도록 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 이벤트 구동 신호에 따라 구동되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터와, 햅틱 휠의 타단에 체결되어 햅틱 휠의 회전을 센싱하는 엔코더와, 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따라 사용자가 햅틱 휠의 회전 감각을 느낄 수 있도록 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 구동을 제어하는 제어부를 포함하여 구성함으로써, 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 회전 감각을 사용자가 다양한 속도의 회전 감각으로 현실감 있게 느낄 수 있도록 하는 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러 및 그 제어 방법, 이를 구비한 VR 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a VR or game controller using a haptic wheel, a method for controlling the same, and a VR system having the same, and more specifically, to allow a user to feel a sense of rotation in a VR controller housing that forms the appearance of the VR or game controller. A haptic wheel to which some of the wheels are exposed, and a magnet that is connected to one end of the haptic wheel and is driven according to an event driving signal according to the execution of a virtual reality, graphic environment, or game environment-based service so that the user can feel a sense of rotation through the haptic wheel. MR fluid-based or electro-rheological fluid (ER fluid)-based actuators, encoders that are connected to the other end of the haptic wheel to sense the rotation of the haptic wheel, and virtual reality, graphic environment, or game environment-based service execution. A virtual reality or graphic environment or a game environment by including a control unit that controls the operation of an actuator based on MR fluid or ER fluid so that the user can feel the rotational sensation of the haptic wheel. The present invention relates to a VR or game controller using a haptic wheel that enables a user to realistically feel a rotational sensation according to execution of a base service with a rotational sensation of various speeds, a control method thereof, and a VR system having the same.

기존의 컴퓨터 기술은 인간과 컴퓨터가 정보를 주고받는데 시청각 정보가 주로 이용되었다. 그러나 사용자가 가상현실을 통해 더욱 구체적이고 실감나는 정보를 원하게 되고, 이를 충족시키기 위해 개발된 기술이 촉감과 힘까지 전달하는 햅틱 기술이다. 이러한 햅틱스(haptics)는 촉각을 통하여 사용자에게 정보를 전달하기 위한 연구 분야의 하나이다. 대부분의 정보 전달은 시각 또는 청각을 통하여 주로 이루어졌으나 컴퓨터 인터페이스 혹은 가상 환경의 발전에 따라 또 다른 감각 정보에 대한 사용자의 니즈 증대로 인하여 햅틱스에 대한 연구가 급속히 이루어지고 있다.
In the existing computer technology, audio-visual information was mainly used for humans and computers to exchange information. However, users want more specific and realistic information through virtual reality, and the technology developed to meet this is a haptic technology that delivers touch and power. This haptics (haptics) is one of the research fields to deliver information to the user through the sense of touch. Although most of the information is transmitted through visual or auditory use, research on haptics is rapidly being conducted due to the increasing user's need for other sensory information with the development of a computer interface or a virtual environment.

통상적인 햅틱을 제공하는 전자 디바이스에서는 진동 모터를 이용하여 전자 디바이스에서 발생하는 시청각 정보와 함께 진동 모터를 구동시켜 진동을 전달하게 된다. 이러한 햅틱 기술은 게임 시뮬레이터, 의료 시뮬레이터, 항공기 시뮬레이터, 차량 시뮬레이터 등의 여러 분야에 폭넓게 응용될 수 있다.
In an electronic device providing a conventional haptic, vibration is transmitted by driving a vibration motor together with audio-visual information generated from the electronic device using a vibration motor. Such haptic technology can be widely applied in various fields such as game simulators, medical simulators, aircraft simulators, and vehicle simulators.

최근에는 디지털 기기에도 햅틱 기술을 도입하여 적용시키기 위한 노력을 하고 있다. 이와 같은 디지털 기기에는 스마트폰, 휴대폰, PDA, PMP, 디지털 카메라, 휴대용 게임기, MP3 플레이어 및 스마트TV 등과 같이 편리성이 강조된 기기들이 있다. 이러한 디지털 디바이스의 경량화 및 소형화 추세에 따라 다양한 웨어러블 디바이스(wearable device)들이 개발되고 있다.
Recently, efforts are being made to introduce and apply haptic technology to digital devices. Such digital devices include devices with emphasis on convenience, such as smart phones, mobile phones, PDAs, PMPs, digital cameras, portable game consoles, MP3 players, and smart TVs. Various wearable devices are being developed according to the trend of lightening and miniaturization of digital devices.

현재 사용되고 있는 웨어러블 디바이스의 일종인 스마트글라스 또는 헤드 마운티드 디스플레이는 사용자가 머리에 착용하여 멀티미디어 콘텐츠 등을 제공받을 수 있는 디바이스를 의미한다. 여기서 스마트글라스 또는 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)는 사용자의 신체에 착용되어 사용자가 이동함에 따라서 다양한 환경에서 사용자에게 영상을 제공할 수 있으며, 가상현실(Virtual Reality) 기반의 서비스가 가능하게 된다.
Smart glasses or head-mounted displays, which are types of wearable devices currently in use, refer to devices that users can wear on their heads to receive multimedia content. Here, the smart glasses or head-mounted display (HMD) is worn on the user's body and can provide images to the user in various environments as the user moves, and a virtual reality-based service becomes possible.

즉, 종래의 VR 기반 서비스를 제공하기 위한 VR 컨트롤러는, 가상현실 기반 서비스가 실행되는 영상을 제공하는 디스플레이 장치, 스마트글라스 또는 헤드마운티드 디스플레이를 통해 제공되는 가상현실 서비스의 실행을 진행하고 조작하는데 사용되고 있다.
That is, a conventional VR controller for providing a VR-based service is used to execute and manipulate a virtual reality service provided through a display device, a smart glass or a head-mounted display that provides an image on which a virtual reality-based service is executed. have.

이러한 종래의 VR 컨트롤러는 가상현실 서비스의 실행을 사용자가 조작할 수 있는 기능에만 한정되어 사용되고 있으며, 가상현실 서비스 실행에 맞는 단순하고 고정된 형태의 진동의 햅틱 만을 단순 제공함에 따른 보다 사실적인 진동 감각을 사용자가 느낄 수 있도록 제공하지 못하는 문제가 있었다. 대한민국 등록특허공보 제10-1878588호가 선행기술 문헌으로 개시되고 있다.These conventional VR controllers are used only for functions that the user can manipulate the execution of virtual reality services, and a more realistic sense of vibration by simply providing only a simple and fixed form of vibration haptics suitable for the execution of virtual reality services. There was a problem in that it could not be provided so that the user could feel it. Korean Patent Publication No. 10-1878588 is disclosed as a prior art document.

본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, VR 또는 게임 컨트롤러의 외관을 형성하는 VR 컨트롤러 하우징에서 사용자가 회전 감각을 느낄 수 있도록 일부 휠이 노출되는 햅틱 휠과, 햅틱 휠의 일단과 체결되어 사용자가 상기 햅틱 휠을 통해 회전 감각을 느낄 수 있도록 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 이벤트 구동 신호에 따라 구동되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터와, 햅틱 휠의 타단에 체결되어 햅틱 휠의 회전을 센싱하는 엔코더와, 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따라 사용자가 햅틱 휠의 회전 감각을 느낄 수 있도록 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 구동을 제어하는 제어부를 포함하여 구성함으로써, 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 회전 감각을 사용자가 다양한 속도의 회전 감각으로 현실감 있게 느낄 수 있도록 하는, 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러 및 그 제어 방법, 이를 구비한 VR 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
The present invention has been proposed to solve the above-described problems of the previously proposed methods, and has a haptic wheel in which some wheels are exposed so that a user can feel a sense of rotation in a VR controller housing that forms the exterior of a VR or game controller. , Magnetic rheological fluid (MR fluid) based or driven according to an event driving signal according to the execution of a virtual reality or graphic environment or game environment based service so that the user can feel a sense of rotation through the haptic wheel by being engaged with one end of the haptic wheel, or An ER fluid-based actuator, an encoder that is fastened to the other end of the haptic wheel to sense the rotation of the haptic wheel, and a virtual reality, graphic environment, or game environment-based service allows the user to sense the rotation of the haptic wheel. By including a control unit that controls the operation of an actuator based on MR fluid or ER fluid so that you can feel it, you can feel the rotational sensation according to the execution of services based on virtual reality, graphic environment, or game environment. It is an object of the present invention to provide a VR or game controller using a haptic wheel, a control method thereof, and a VR system having the same, allowing a user to feel realistically with a sense of rotation of various speeds.

또한, 본 발명은, 사용자가 파지할 수 있는 VR 컨트롤러 하우징에 일부가 노출되는 햅틱 휠과 체결되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터가 제어부의 구동 제어 신호인 주파수 혹은 전압 조절 신호에 따라 속도가 가변되는 회전 감각이 발생될 수 있도록 함으로써, 사용자는 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행의 상황별 회전 감각을 보다 사실적인 진동 감각으로 다양하게 체험하고 느낄 수 있도록 하는, 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러 및 그 제어 방법, 이를 구비한 VR 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
In addition, according to the present invention, an actuator based on a magnetorheological fluid (MR fluid) or an actuator based on an electrorheological fluid (ER fluid) coupled with a haptic wheel that is partially exposed to a VR controller housing that can be held by a user By allowing the generation of a rotational sensation of which the speed varies according to the frequency or voltage control signal, users can experience the rotational sensation of each situation in a virtual reality, graphic environment, or game environment-based service execution in a more realistic sense of vibration. Another object of the present invention is to provide a VR or game controller using a haptic wheel and a method for controlling the same, and a VR system having the same.

뿐만 아니라, 본 발명은, VR 또는 게임 컨트롤러를 통한 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 상황별 햅틱을 회전 감각으로 제공함으로써, 사용자는 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 최적화된 속도를 갖는 회전 감각을 보다 다양하게 체감할 수 있으며, 그에 따른 사용자 체감의 회전 감각의 햅틱 성능이 더욱 향상될 수 있도록 하는, 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러 및 그 제어 방법, 이를 구비한 VR 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention provides a haptic for each situation in accordance with the execution of a virtual reality or graphic environment or game environment-based service through a VR or game controller as a rotational sensation, so that a user can perform a virtual reality or graphic environment or a game environment-based service. A VR or game controller using a haptic wheel and a control method thereof, which enables the haptic performance of the rotation sensation of the user's sensation to be further improved, and a method of controlling the same. Another purpose is to provide a VR system.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러는,A VR or game controller using a haptic wheel according to a feature of the present invention for achieving the above object,

햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러로서,As a VR or game controller using a haptic wheel,

VR 또는 게임 컨트롤러의 외관을 형성하는 VR 컨트롤러 하우징에 설치하되, 상기 VR 컨트롤러 하우징에서 사용자가 회전 감각을 느낄 수 있도록 일부 휠이 노출되는 햅틱 휠;A haptic wheel installed in a VR controller housing forming an exterior of a VR or game controller, wherein some of the wheels are exposed so that a user can feel a sense of rotation in the VR controller housing;

상기 햅틱 휠의 일단과 체결되며, 사용자가 상기 햅틱 휠을 통해 회전 감각을 느낄 수 있도록 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 이벤트 구동 신호에 따라 구동되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터;Based on MR fluid, which is connected to one end of the haptic wheel, and is driven according to an event driving signal according to a virtual reality or graphic environment or game environment-based service execution so that the user can feel a sense of rotation through the haptic wheel. Or an ER fluid based actuator;

상기 햅틱 휠의 타단에 체결되며, 상기 햅틱 휠의 회전을 센싱하는 엔코더; 및An encoder fastened to the other end of the haptic wheel and sensing rotation of the haptic wheel; And

가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따라 사용자가 햅틱 휠의 회전 감각을 느낄 수 있도록 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
A control unit that controls the operation of the MR fluid-based or ER fluid-based actuator so that the user can feel the rotational sensation of the haptic wheel according to the execution of virtual reality, graphic environment, or game environment-based service It is characterized in its configuration to include.

바람직하게는, 상기 VR 컨트롤러 하우징은,Preferably, the VR controller housing,

사용자가 손으로 파지한 상태에서 일부 노출되는 상기 햅틱 휠에 접촉된 상태에서 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 구동으로 회전 감각이 전달될 수 있도록 하는 손잡이 형상을 갖는 모션 리모컨 형태 구조로 구성될 수 있다.
A rotational sensation can be transmitted by driving the MR fluid-based or ER fluid-based actuator in a state in which the user is in contact with the haptic wheel partially exposed while holding it by hand. It can be configured in the form of a motion remote control having a handle shape.

바람직하게는, 상기 햅틱 휠은,Preferably, the haptic wheel,

상기 VR 컨트롤러 하우징에 설치되어 사용자의 손에 회전 감각이 전달되도록 일부 휠이 노출되어 회전하되, 휠 본체의 일면으로 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 축이 결합되는 축 공을 형성하고, 휠 본체의 타면으로는 상기 엔코더에 삽입 결합되는 휠 축을 형성하는 플라스틱 소재로 구성할 수 있다.
It is installed in the VR controller housing so that some of the wheels are exposed and rotated so that the user's hand can transmit the rotational sensation, but one surface of the wheel body includes the MR fluid-based or electro-rheological fluid (ER fluid)-based actuator. It may be made of a plastic material that forms a shaft ball to which the shaft is coupled, and forms a wheel shaft that is inserted and coupled to the encoder on the other surface of the wheel body.

바람직하게는, 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터는,Preferably, the magnetorheological fluid (MR fluid)-based or electrorheological fluid (ER fluid)-based actuator,

원통형의 하우징의 내부로 솔레노이드 코일과 샤프트가 순차로 삽입 체결되고, 상기 샤프트의 상부로 커버와 베어링이 순차로 체결되는 구조로 구성될 수 있다.
A solenoid coil and a shaft are sequentially inserted and fastened into the cylindrical housing, and a cover and a bearing are sequentially fastened to an upper portion of the shaft.

더욱 바람직하게는, 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터는,More preferably, the magnetorheological fluid (MR fluid)-based or electrorheological fluid (ER fluid)-based actuator,

상기 제어부의 구동 제어 하에, 상기 VR 컨트롤러 하우징을 손으로 파지한 사용자가 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 맞게 회전 감각을 느낄 수 있도록 구동하며, 상기 회전 감각은 상기 햅틱 휠의 회전 속도이다.
Under the driving control of the controller, the user who holds the VR controller housing by hand is driven to feel a rotational sensation suitable for execution of a virtual reality, graphic environment, or game environment-based service, and the rotational sensation is the rotational speed of the haptic wheel. to be.

더욱 더 바람직하게는, 상기 제어부는,Even more preferably, the control unit,

상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 구동 제어를 통해 회전 감각이 상기 VR 컨트롤러 하우징에 일부 노출되는 상기 햅틱 휠을 통해 사용자에게 전달되도록 하되, 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터로 인가되는 펄스 전원을 통한 주파수 또는 전압의 조절을 통해 상기 햅틱 휠의 회전 감각이 가변되어 제공될 수 있도록 할 수 있다.
Through the drive control of the actuator based on the MR fluid or ER fluid, the sense of rotation is transmitted to the user through the haptic wheel partially exposed to the VR controller housing, but the magnetoresistive The haptic wheel rotational sensation can be varied and provided by controlling a frequency or voltage through pulse power applied to an actuator based on MR fluid or ER fluid.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러의 제어 방법은,A control method of a VR or game controller using a haptic wheel according to a feature of the present invention for achieving the above object,

햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러의 제어 방법으로서,As a control method of a VR or game controller using a haptic wheel,

(1) 제어부가 가상현실(VR)이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 회전 감각 생성을 위한 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 실행 이벤트를 감지하는 단계;(1) detecting, by the controller, a virtual reality or graphic environment or game environment-based execution event for generating a rotational sensation according to the execution of a virtual reality (VR) or graphic environment or game environment-based service;

(2) 제어부가 상기 단계 (1)을 통해 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 실행 이벤트에 상응하는 이벤트 구동신호를 출력하는 단계; 및(2) outputting, by the controller, an event driving signal corresponding to a virtual reality, graphic environment, or game environment-based execution event according to execution of a virtual reality, graphic environment, or game environment-based service through step (1); And

(3) 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터가 VR 컨트롤러 하우징에 일부 노출되는 햅틱 휠의 감각을 사용자가 회전 감각으로 느낄 수 있도록 상기 단계 (2)를 통해 제어부에서 출력되는 이벤트 구동 신호에 따라 구동되는 단계를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
(3) Through the above step (2) so that the user can feel the sense of the haptic wheel partially exposed to the VR controller housing as a rotational sense by an actuator based on a magnetorheological fluid (MR fluid) or an electrorheological fluid (ER fluid). It is characterized in that it comprises a step of being driven according to the event driving signal output from the control unit.

바람직하게는, 상기 VR 또는 게임 컨트롤러는,Preferably, the VR or game controller,

상기 VR 컨트롤러 하우징은, 사용자가 손으로 파지한 상태에서 일부 노출되는 상기 햅틱 휠에 접촉된 상태에서 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 구동으로 회전 감각이 전달될 수 있도록 하는 손잡이 형상을 갖는 모션 리모컨 형태 구조로 구성되고,The VR controller housing has a rotational sensation by driving the MR fluid-based or ER fluid-based actuator in a state in contact with the haptic wheel partially exposed while being held by the user. It is composed of a structure in the form of a motion remote control having a handle shape that allows the transmission

상기 햅틱 휠은, 상기 VR 컨트롤러 하우징에 설치되어 사용자의 손에 회전 감각이 전달되도록 일부 휠이 노출되어 회전하되, 휠 본체의 일면으로 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 축이 결합되는 축 공을 형성하고, 휠 본체의 타면으로는 상기 엔코더에 삽입 결합되는 휠 축을 형성하는 플라스틱 소재로 구성되며,The haptic wheel is installed in the VR controller housing so that some wheels are exposed and rotated so that a rotational sensation is transmitted to the user's hand. ) It is composed of a plastic material that forms a shaft ball to which the shaft of the based actuator is coupled, and forms a wheel shaft that is inserted and coupled to the encoder on the other surface of the wheel body,

상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터는, 원통형의 하우징의 내부로 솔레노이드 코일과 샤프트가 순차로 삽입 체결되고, 상기 샤프트의 상부로 커버와 베어링이 순차로 체결되는 구조로 구성될 수 있다.
In the magnetorheological fluid (MR fluid)-based or electro-rheological fluid (ER fluid)-based actuator, a solenoid coil and a shaft are sequentially inserted into a cylindrical housing, and a cover and a bearing are sequentially inserted into the upper portion of the shaft. It can be configured in a fastened structure.

더욱 바람직하게는, 상기 단계 (3)에서는,More preferably, in the step (3),

상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터가 상기 제어부의 구동 제어 하에, 상기 VR 컨트롤러 하우징을 손으로 파지한 사용자가 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 맞게 회전 감각을 느낄 수 있도록 구동하되, 상기 회전 감각은 상기 햅틱 휠의 회전 속도이고,The MR fluid-based or electro-rheological fluid (ER fluid)-based actuator is operated under the control of the control unit, and the user who holds the VR controller housing by hand executes a service based on a virtual reality, graphic environment, or game environment. It is driven to feel the rotational sensation according to, but the rotational sensation is the rotational speed of the haptic wheel,

상기 제어부가 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 구동 제어를 통해 회전 감각이 상기 VR 컨트롤러 하우징에 일부 노출되는 상기 햅틱 휠을 통해 사용자에게 전달되도록 하되, 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터로 인가되는 펄스 전원을 통한 주파수 또는 전압의 조절을 통해 상기 햅틱 휠의 회전 감각이 가변되어 제공될 수 있도록 할 수 있다.
The controller allows the sense of rotation to be transmitted to the user through the haptic wheel partially exposed to the VR controller housing through the driving control of the actuator based on the MR fluid or ER fluid, The haptic wheel rotational sensation can be varied and provided by controlling a frequency or voltage through a pulse power applied to an actuator based on the magnetorheological fluid (MR fluid) or the ER fluid (ER fluid). .

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 시스템은,A VR system using a haptic wheel according to a feature of the present invention for achieving the above object,

VR 또는 게임 컨트롤러와, 상기 VR 또는 게임 컨트롤러와 연동하여 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행을 수행하는 VR 장치를 구비하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.It is characterized in that it comprises a VR or a game controller, and a VR device that performs a service based on a virtual reality or a graphic environment or a game environment in connection with the VR or game controller.

본 발명에서 제안하고 있는 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러 및 그 제어 방법, 이를 구비한 VR 시스템에 따르면, VR 또는 게임 컨트롤러의 외관을 형성하는 VR 컨트롤러 하우징에서 사용자가 회전 감각을 느낄 수 있도록 일부 휠이 노출되는 햅틱 휠과, 햅틱 휠의 일단과 체결되어 사용자가 상기 햅틱 휠을 통해 회전 감각을 느낄 수 있도록 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 이벤트 구동 신호에 따라 구동되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터와, 햅틱 휠의 타단에 체결되어 햅틱 휠의 회전을 센싱하는 엔코더와, 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따라 사용자가 햅틱 휠의 회전 감각을 느낄 수 있도록 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 구동을 제어하는 제어부를 포함하여 구성함으로써, 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 회전 감각을 사용자가 다양한 속도의 회전 감각으로 현실감 있게 느낄 수 있도록 할 수 있다.
According to a VR or game controller using a haptic wheel proposed in the present invention and a control method thereof, and a VR system having the same, some wheels so that a user can feel a sense of rotation in a VR controller housing that forms the exterior of a VR or game controller. The exposed haptic wheel and a magnetorheological fluid that is coupled with one end of the haptic wheel and driven according to an event driving signal according to the execution of a virtual reality, graphic environment, or game environment-based service so that the user can feel a sense of rotation through the haptic wheel (MR fluid)-based or electro-rheological fluid (ER fluid)-based actuators, encoders that are connected to the other end of the haptic wheel to sense the rotation of the haptic wheel, A virtual reality, graphic environment, or game environment-based service by including a control unit that controls the driving of an actuator based on MR fluid or ER fluid so that you can feel the rotational sensation of the haptic wheel. It is possible to make the user feel the sense of rotation according to the execution realistically with the sense of rotation of various speeds.

또한, 본 발명에서 제안하고 있는 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러 및 그 제어 방법, 이를 구비한 VR 시스템에 따르면, 사용자가 파지할 수 있는 VR 컨트롤러 하우징에 일부가 노출되는 햅틱 휠과 체결되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터가 제어부의 구동 제어 신호인 주파수 혹은 전압 조절 신호에 따라 속도가 가변되는 회전 감각이 발생될 수 있도록 함으로써, 사용자는 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행의 상황별 회전 감각을 보다 사실적인 진동 감각으로 다양하게 체험하고 느낄 수 있도록 할 수 있다.
In addition, according to a VR or game controller using a haptic wheel proposed in the present invention and a control method thereof, and a VR system equipped with the same, magnetic rheology coupled with a haptic wheel partially exposed to a VR controller housing that can be gripped by a user By allowing the MR fluid-based or ER fluid-based actuator to generate a rotational sensation in which the speed varies according to the frequency or voltage control signal, which is the drive control signal of the control unit, the user can use virtual reality or graphics. It is possible to experience and feel the rotational sensation of each situation of the environment or game environment-based service execution in a more realistic sense of vibration.

뿐만 아니라, 본 발명에서 제안하고 있는 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러 및 그 제어 방법, 이를 구비한 VR 시스템에 따르면, VR 또는 게임 컨트롤러를 통한 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 상황별 햅틱을 회전 감각으로 제공함으로써, 사용자는 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 최적화된 속도를 갖는 회전 감각을 보다 다양하게 체감할 수 있으며, 그에 따른 사용자 체감의 회전 감각의 햅틱 성능이 더욱 향상될 수 있도록 할 수 있다.In addition, according to a VR or game controller using a haptic wheel and a control method thereof proposed in the present invention, and a VR system equipped with the same, a situation according to the execution of a virtual reality or graphic environment or a game environment-based service through a VR or a game controller. By providing star haptics as a rotational sensation, users can experience a variety of rotational sensations with speeds optimized for virtual reality, graphic environment, or game environment-based service execution. You can make it even better.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러의 사시도 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러의 구성을 기능블록으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러에 적용되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 분해사시도 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러에 적용되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 결합사시도의 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러에 적용되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 자속 경로 시뮬레이션의 일례를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러에 적용되는 햅틱 휠과, 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터, 및 엔코더의 체결 전 사시도 구성을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러의 햅틱 휠과, 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터, 및 엔코더의 체결 구성이 적용된 VR 또는 게임 컨트롤러의 사시도 구성을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러의 제어 방법의 흐름을 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면.1 is a view showing a perspective view of a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing a configuration of a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention as a functional block.
FIG. 3 is an exploded perspective view showing the configuration of an actuator based on MR fluid or ER fluid applied to a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing the configuration of a combined perspective view of an actuator based on an MR fluid or an ER fluid applied to a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention .
5 is a diagram illustrating an example of a magnetic flux path simulation of an actuator based on a MR fluid or an ER fluid applied to a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention. drawing.
6 is a fastening of a haptic wheel applied to a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention, an actuator based on a MR fluid or an ER fluid, and an encoder A view showing a front perspective configuration.
7 is a fastening configuration of a haptic wheel of a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention, an actuator based on a magnetorheological fluid (MR fluid) or an actuator based on an electrorheological fluid (ER fluid), and an encoder. A diagram showing a perspective configuration of an applied VR or game controller.
8 is a view showing the flow of a control method of a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram showing a schematic configuration of a VR system using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
Hereinafter, preferred embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention. However, in describing a preferred embodiment of the present invention in detail, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the same reference numerals are used throughout the drawings for parts having similar functions and functions.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결 되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 간접적으로 연결 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
In addition, throughout the specification, when a part is said to be connected to another part, this includes not only the case that it is directly connected, but also the case that it is indirectly connected with another element interposed therebetween. In addition, the inclusion of certain components means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러의 사시도 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러의 구성을 기능블록으로 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러에 적용되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 분해사시도 구성을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러에 적용되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 결합사시도의 구성을 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러에 적용되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 자속 경로 시뮬레이션의 일례를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러에 적용되는 햅틱 휠과, 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터, 및 엔코더의 체결 전 사시도 구성을 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러의 햅틱 휠과, 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터, 및 엔코더의 체결 구성이 적용된 VR 또는 게임 컨트롤러의 사시도 구성을 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 7에 각각 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러(100)는, 햅틱 휠(110), 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120), 엔코더(130), 및 제어부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
FIG. 1 is a diagram showing a perspective view of a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view showing a configuration of a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention. 3 is a diagram showing a functional block, and FIG. 3 is a diagram of an actuator based on MR fluid or ER fluid applied to a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention. An exploded perspective view is a diagram showing the configuration, and FIG. 4 is a MR fluid-based or ER fluid-based actuator applied to a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention. Fig. 5 is a diagram showing the configuration of a combined perspective view, and Fig. 5 is a MR fluid-based or ER fluid-based VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention. Is a diagram showing an example of a magnetic flux path simulation of an actuator of, and FIG. 6 is a haptic wheel applied to a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention, and MR fluid based or electric A diagram showing a perspective view before fastening of an ER fluid-based actuator and an encoder, and FIG. 7 is a haptic wheel of a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention, and a magnetorheological fluid It is a diagram showing a perspective view of a VR or game controller to which an actuator based on (MR fluid) or ER fluid (ER fluid) and a fastening configuration of an encoder is applied. 1 to 7, the VR or game controller 100 using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention includes a haptic wheel 110, MR fluid-based or electrorheological It may be configured to include an ER fluid-based actuator 120, an encoder 130, and a control unit 140.

햅틱 휠(110)은, VR 또는 게임 컨트롤러(100)의 외관을 형성하는 VR 컨트롤러 하우징(101)에 설치하되, VR 컨트롤러 하우징(101)에서 사용자가 회전 감각을 느낄 수 있도록 일부 휠이 노출되는 구성이다. 이러한 햅틱 휠(110)은 도 6 및 도 7에 각각 도시된 바와 같이, VR 컨트롤러 하우징(101)에 설치되어 사용자의 손에 회전 감각이 전달되도록 일부 휠이 노출되어 회전하되, 휠 본체(미도시)의 일면으로 후술하게 될 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 축이 결합되는 축 공(미도시)을 형성하고, 휠 본체의 타면으로는 후술하게 될 엔코더(130)에 삽입 결합되는 휠 축(미도시)을 형성할 수 있다.
The haptic wheel 110 is installed in the VR controller housing 101 that forms the exterior of the VR or game controller 100, but some wheels are exposed so that the user can feel a sense of rotation in the VR controller housing 101 to be. The haptic wheel 110 is installed in the VR controller housing 101, as shown in FIGS. 6 and 7 respectively, so that some wheels are exposed and rotated so that the user's hand can transmit a sense of rotation, but the wheel body (not shown) ) To form a shaft hole (not shown) in which the shaft of the actuator 120 based on magnetorheological fluid (MR fluid) or electrorheological fluid (ER fluid), which will be described later, is coupled, and the other side of the wheel body A wheel shaft (not shown) that is inserted and coupled to the encoder 130 to be described later may be formed.

또한, 햅틱 휠(110)은 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)와 엔코더(130)가 양단에 각각 체결되어 결합되는 휠 본체에는 사용자에게 감각이 효과적으로 전달될 수 있는 요철이 형성될 수 있다. 이러한 햅틱 휠(110)은 플라스틱 소재의 휠로 구성될 수 있다.
In addition, the haptic wheel 110 is a wheel body in which the actuator 120 and the encoder 130 based on magnetorheological fluid (MR fluid) or electrorheological fluid (ER fluid) are fastened to both ends, respectively, to provide a sense to the user. Unevenness that can be effectively transmitted can be formed. The haptic wheel 110 may be formed of a plastic wheel.

또한, 햅틱 휠(110)의 일부가 노출되도록 외관을 형성하는 VR 컨트롤러 하우징(101)은 도 1 및 도 7에 각각 도시된 바와 같이, 사용자가 손으로 파지한 상태에서 일부 노출되는 햅틱 휠(110)에 접촉된 상태에서 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 구동으로 회전 감각이 전달될 수 있도록 하는 손잡이 형상을 갖는 모션 리모컨 형태 구조로 구성될 수 있다.
In addition, the VR controller housing 101 that forms the exterior so that a part of the haptic wheel 110 is exposed, as shown in FIGS. 1 and 7, respectively, is partially exposed while being held by the user by hand. ) In the state of contact with the MR fluid-based or electro-rheological fluid (ER fluid)-based actuator 120 to transmit the rotational sensation. I can.

즉, 햅틱 휠(110)의 일부가 노출되도록 외관을 형성하는 VR 컨트롤러 하우징(101)은 사용자가 파지하는 손잡이 부분과, 손잡이 부분의 외부에 사용자의 엄지손가락 부분이 위치하게 되는 부분에 햅틱 휠(110)의 일부가 노출되어 사용자와 접촉될 수 있도록 할 수 있다.
That is, the VR controller housing 101, which forms an exterior such that a part of the haptic wheel 110 is exposed, has a handle portion gripped by the user and a haptic wheel at a portion where the user's thumb portion is located outside the handle portion. 110) may be exposed to allow contact with the user.

자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)는, 햅틱 휠(110)의 일단과 체결되며, 사용자가 햅틱 휠(110)을 통해 회전 감각을 느낄 수 있도록 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 이벤트 구동 신호에 따라 구동되는 액추에이터의 구성이다. 이러한 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)는 도 3에 도시된 바와 같이, 원통형의 하우징(121)의 내부로 솔레노이드 코일(122)과 샤프트(123)가 순차로 삽입 체결되고, 샤프트(123)의 상부로 커버(124)와 베어링(125)이 순차로 체결되는 구조로 구성될 수 있다.
The actuator 120 based on a magnetorheological fluid (MR fluid) or based on an electrorheological fluid (ER fluid) is fastened with one end of the haptic wheel 110, so that the user can feel a sense of rotation through the haptic wheel 110. It is a configuration of an actuator that is driven according to an event driving signal according to the execution of a virtual reality, graphic environment, or game environment-based service. The actuator 120 based on such magnetorheological fluid (MR fluid) or based on electrorheological fluid (ER fluid) is a solenoid coil 122 and a shaft 123 into the inside of the cylindrical housing 121 as shown in FIG. 3. ) Is sequentially inserted and fastened, and the cover 124 and the bearing 125 are sequentially fastened to the upper portion of the shaft 123.

또한, 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)는 후술하게 될 제어부(140)의 구동 제어 하에, VR 컨트롤러 하우징(101)을 손으로 파지한 사용자가 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 맞게 회전 감각을 느낄 수 있도록 구동하며, 회전 감각은 햅틱 휠(120)의 회전 속도이다. 즉, 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)는 플라스틱 소재로 구현되는 햅틱 휠(110)에 체결 결합되어, 햅틱 휠(110)에 회전을 전달할 수 있다. 이러한 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)는 제어부(140)의 이벤트 구동 신호, 즉 펄스 전원 인가에 의해 발생되는 주파수 혹은 전압의 조절신호에 따라 회전 속도가 가변되고, 그에 따른 회전 속도 감각이 햅틱으로 제공될 수 있도록 한다.
In addition, the actuator 120 based on a magnetorheological fluid (MR fluid) or based on an electrorheological fluid (ER fluid) is controlled by a control unit 140, which will be described later, by a user who holds the VR controller housing 101 by hand. It is driven to feel a rotational sensation according to the execution of a virtual reality, graphic environment, or game environment-based service, and the rotational sensation is the rotational speed of the haptic wheel 120. That is, the actuator 120 based on a magnetorheological fluid (MR fluid) or based on an electrorheological fluid (ER fluid) is coupled to the haptic wheel 110 made of a plastic material, so that rotation can be transmitted to the haptic wheel 110. have. The actuator 120 based on such a magnetorheological fluid (MR fluid) or based on an electrorheological fluid (ER fluid) rotates according to an event driving signal of the control unit 140, that is, a frequency or voltage control signal generated by pulse power application. The speed is variable, so that a sense of rotational speed accordingly can be provided as a haptic.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러에 적용되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 분해사시도 구성을 나타내고 있으며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러에 적용되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 결합사시도의 구성을 나타내고 있으며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러에 적용되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 자속 경로 시뮬레이션의 일례를 나타내고 있다. 도 3 내지 도 5에 각각 도시된 바와 같이, 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)는 플라스틱 소재의 햅틱 휠(110)에 체결되고, 제어부(140)의 펄스 전원 인가에 따른 주파수 혹은 전압 조절로 사용자에게 다양한 서로 다른 회전 감각을 제공할 수 있도록 동작될 수 있다.
3 is an exploded perspective view showing the configuration of an actuator based on MR fluid or ER fluid applied to a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention. 4 shows the configuration of a combined perspective view of an actuator based on MR fluid or ER fluid applied to a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention. 5 shows an example of a magnetic flux path simulation of an actuator based on an MR fluid or an ER fluid applied to a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention. 3 to 5, the actuator 120 based on a magnetorheological fluid (MR fluid) or based on an electrorheological fluid (ER fluid) is fastened to a haptic wheel 110 made of a plastic material, and the controller 140 ) Can be operated to provide a variety of different rotational sensations to the user by adjusting the frequency or voltage according to the pulse power application.

엔코더(130)는, 햅틱 휠(110)의 타단에 체결되며, 햅틱 휠(110)의 회전을 센싱하는 구성이다. 이러한 엔코더(130)는 햅틱 휠(110)의 회전을 센싱하여 제어부(140)로 출력할 수 있다. 즉, 엔코더(130)는 제어부(140)가 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 이벤트 구동 신호를 생성하여 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)로 인가하고, 이벤트 구동 신호를 인가받은 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)가 구동되어 구동력을 햅틱 휠(110)로 전달하면, 햅틱 휠(110)과 접촉하는 사용자는 회전 감각을 느낄 수 있게 되며, 이때 엔코더(130)에서는 사용자가 느끼는 회전 감각에 대한 햅틱 휠(110)의 회전을 센싱하여 제어부(140)로 출력하게 되며, 제어부(140)에서는 엔코더(130)에서 센싱되는 햅틱 휠(110)의 회전에 대해 속도를 가변시키는 방식으로 제어하여 사용자에게 다양한 속도의 회전 감각을 제공할 수 있다.
The encoder 130 is fastened to the other end of the haptic wheel 110 and senses the rotation of the haptic wheel 110. The encoder 130 may sense the rotation of the haptic wheel 110 and output it to the controller 140. That is, the encoder 130 generates an event driving signal according to the execution of a virtual reality, graphic environment, or game environment-based service by the control unit 140, and the actuator based on a magnetorheological fluid (MR fluid) or an electric rheological fluid (ER fluid) When the MR fluid-based or ER fluid-based actuator 120 that is applied to 120 and applied with the event driving signal is driven to transmit the driving force to the haptic wheel 110, the haptic The user who comes into contact with the wheel 110 can feel the rotational sensation, and at this time, the encoder 130 senses the rotation of the haptic wheel 110 with respect to the rotational sensation felt by the user and outputs it to the control unit 140. At 140, the rotation of the haptic wheel 110 sensed by the encoder 130 may be controlled in a manner of varying the speed, thereby providing a user with a sense of rotation of various speeds.

제어부(140)는, 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따라 사용자가 햅틱 휠(110)의 회전 감각을 느낄 수 있도록 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 구동을 제어하는 구성이다. 이러한 제어부(140)는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 구동 제어를 통해 회전 감각이 VR 컨트롤러 하우징(101)에 일부 노출되는 햅틱 휠(110)을 통해 사용자에게 전달되도록 할 수 있다. 여기서, 제어부(140)는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)로 인가되는 펄스 전원을 통한 주파수 또는 전압의 조절을 통해 햅틱 휠(110)의 회전 감각이 가변되어 제공될 수 있도록 제어할 수 있다. 이를 통해 햅틱 휠(110)에서 사용자가 느끼는 감각은 휠의 다양한 회전 속도를 감각으로 느낄 수 있게 된다.
The controller 140 is based on MR fluid or ER fluid so that the user can feel the rotational sensation of the haptic wheel 110 according to the execution of a virtual reality, graphic environment, or game environment-based service. It is a configuration that controls the drive of the actuator 120 of. Such a control unit 140 is a haptic wheel 110 in which a sense of rotation is partially exposed to the VR controller housing 101 through driving control of the actuator 120 based on a magnetorheological fluid (MR fluid) or an ER fluid (ER fluid). ) Can be delivered to the user. Here, the control unit 140 rotates the haptic wheel 110 by adjusting the frequency or voltage through pulse power applied to the actuator 120 based on a magnetorheological fluid (MR fluid) or based on an electrorheological fluid (ER fluid). It can be controlled so that the senses can be varied and provided. Through this, the sensation felt by the user in the haptic wheel 110 is able to sense various rotational speeds of the wheel.

또한, 제어부(140)는 도 6 및 도 7에 각각 도시되는 바와 같이, 햅틱 휠(110)과 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)와 엔코더(130)가 배치되어 결합되는 PCB 플레이트 상에 구비될 수 있다.
In addition, the control unit 140 is a haptic wheel 110 and magnetorheological fluid (MR fluid)-based or electro-rheological fluid (ER fluid)-based actuator 120 and encoder ( 130) may be disposed on the PCB plate to be combined.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러의 제어 방법의 흐름을 도시한 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러의 제어 방법은, 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 회전 감각 생성을 위한 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 실행 이벤트를 감지하는 단계(S110), 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 실행 이벤트에 상응하는 이벤트 구동신호를 출력하는 단계(S120), 및 VR 컨트롤러 하우징(101)에 일부 노출되는 햅틱 휠(110)의 감각을 사용자가 회전 감각으로 느낄 수 있도록 이벤트 구동 신호에 따라 구동되는 단계(S130)를 포함하여 구현될 수 있다. 여기서, 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러의 제어 방법은 도 1 내지 도 7에 각각 도시되는 햅틱 휠(110)과 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)와 엔코더(130)와 제어부(140)를 포함하는 VR 또는 게임 컨트롤러(100)가 적용되는 것으로 이해될 수 있다.
8 is a diagram illustrating a flow of a method for controlling a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, a method of controlling a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention includes a virtual reality or virtual reality for generating a rotational sensation according to a graphic environment or a game environment-based service execution. Detecting a graphic environment or game environment-based execution event (S110), outputting an event driving signal corresponding to a virtual reality, graphic environment, or game environment-based execution event according to the execution of a virtual reality or graphic environment or game environment-based service (S120), and a step (S130) of driving according to an event driving signal so that the user can feel the sense of the haptic wheel 110 partially exposed to the VR controller housing 101 as a rotational sense. Here, the method of controlling a VR or game controller using a haptic wheel includes a haptic wheel 110 shown in FIGS. 1 to 7, respectively, and an actuator 120 based on MR fluid or ER fluid. ), and the encoder 130 and the controller 140 may be understood as being applied to the VR or game controller 100.

단계 S110에서는, 제어부(140)가 가상현실(VR)이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 회전 감각 생성을 위한 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 실행 이벤트를 감지할 수 있다. 이러한 단계 S110에서는 도 9에 도시된 바와 같이, 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행을 수행하는 VR 장치(200)와 연동하여 VR 장치(200)에서 실행되는 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 이벤트를 감지할 수 있다. 여기서, VR 장치(200)는 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행의 조작을 위해 사용되는 VR 또는 게임 컨트롤러(100)와 연동하는 스마트글라스, HMD, 및 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행을 위한 디스플레이 장치가 적용되는 것으로 이해될 수 있다.
In step S110, the controller 140 may detect a virtual reality (VR), graphic environment, or an execution event based on a game environment or a virtual reality for generating a rotational sensation according to execution of a service based on a virtual reality (VR) environment or a game environment. In this step S110, as shown in FIG. 9, a virtual reality or graphic environment or a game environment executed in the VR device 200 is interlocked with the VR device 200 performing a service execution based on a virtual reality or graphic environment or a game environment. Can detect base events. Here, the VR device 200 is based on a virtual reality or a graphic environment or a smart glass, HMD, and a virtual reality or graphic environment or game environment that is used for manipulation of a service execution based on a game environment or VR or game controller 100 It can be understood that a display device for service execution is applied.

단계 S120에서는, 제어부(140)가 단계 S110을 통해 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 실행 이벤트에 상응하는 이벤트 구동신호를 출력할 수 있다. 이러한 단계 S120에서의 제어부(140)는 엔코더(130)의 햅틱 휠(110)의 회전 센싱 정보와, 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 구동 제어를 통해 회전 감각이 VR 컨트롤러 하우징(101) 상에 일부 노출되는 햅틱 휠(110)을 통해 사용자가 전달받을 수 있도록 이벤트 구동신호를 생성 출력할 수 있다.
In step S120, the controller 140 may output an event driving signal corresponding to a virtual reality, graphic environment, or game environment-based execution event according to the execution of a virtual reality, graphic environment, or game environment-based service through step S110. In this step S120, the control unit 140 drives the rotation sensing information of the haptic wheel 110 of the encoder 130 and the actuator 120 based on MR fluid or ER fluid. Through the control, an event driving signal may be generated and output so that a user may receive a rotational sensation through the haptic wheel 110 partially exposed on the VR controller housing 101.

단계 S130에서는, 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)가 VR 컨트롤러 하우징(101)에 일부 노출되는 햅틱 휠(110)의 감각을 사용자가 회전 감각으로 느낄 수 있도록 단계 S120을 통해 제어부(140)에서 출력되는 이벤트 구동 신호에 따라 구동될 수 있다. 이러한 단계 S130에서는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)가 제어부(140)의 구동 제어 하에, VR 컨트롤러 하우징(101)을 손으로 파지한 사용자가 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 맞게 회전 감각을 느낄 수 있도록 구동 제어할 수 있다. 여기서, 회전 감각은 햅틱 휠(110)의 회전 속도일 수 있다.
In step S130, the user may change the sense of the haptic wheel 110 partially exposed to the VR controller housing 101 by the actuator 120 based on a magnetorheological fluid (MR fluid) or based on an electrorheological fluid (ER fluid) as a sense of rotation. It may be driven according to an event driving signal output from the control unit 140 through step S120 so as to be felt. In this step S130, the actuator 120 based on a magnetorheological fluid (MR fluid) or based on an electrorheological fluid (ER fluid) is controlled by the control unit 140, and the user who holds the VR controller housing 101 by hand is virtually It can be driven and controlled to feel a sense of rotation according to the actual, graphic environment, or game environment-based service execution. Here, the sense of rotation may be the rotational speed of the haptic wheel 110.

또한, 단계 S130에서의 제어부(140)는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 구동 제어를 통해 회전 감각이 VR 컨트롤러 하우징(101)에 일부 노출되는 햅틱 휠(110)을 통해 사용자에게 전달되도록 하되, 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)로 인가되는 펄스 전원을 통한 주파수 또는 전압의 조절을 통해 햅틱 휠(110)의 회전 감각이 가변되어 제공될 수 있도록 할 수 있다.
In addition, the control unit 140 in step S130 is partially exposed to the VR controller housing 101 through the driving control of the actuator 120 based on a magnetorheological fluid (MR fluid) or an ER fluid (ER fluid). Through the haptic wheel 110 to be transmitted to the user, but through the control of the frequency or voltage through the pulse power applied to the actuator 120 based on a magnetorheological fluid (MR fluid) or based on an electrorheological fluid (ER fluid). The haptic wheel 110 may be provided with a variable sense of rotation.

또한, VR 또는 게임 컨트롤러(100)의 VR 컨트롤러 하우징(101)은 사용자가 손으로 파지한 상태에서 일부 노출되는 햅틱 휠(110)에 접촉된 상태에서 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 구동으로 회전 감각이 전달될 수 있도록 하는 손잡이 형상을 갖는 모션 리모컨 형태 구조로 구성될 수 있다.
In addition, the VR controller housing 101 of the VR or game controller 100 is a magnetic rheological fluid (MR fluid)-based or electrorheological fluid in a state in contact with the haptic wheel 110 partially exposed in a state held by the user by hand. It may be configured in a motion remote control-type structure having a handle shape that enables a sense of rotation to be transmitted by driving the (ER fluid)-based actuator 120.

또한, VR 또는 게임 컨트롤러(100)의 햅틱 휠(110)은 VR 컨트롤러 하우징(101)에 설치되어 사용자의 손에 회전 감각이 전달되도록 일부 휠이 노출되어 회전하되, 휠 본체의 일면으로 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 축이 결합되는 축 공을 형성하고, 휠 본체의 타면으로는 상기 엔코더(130)에 삽입 결합되는 휠 축을 형성하는 플라스틱 소재로 구성될 수 있다.
In addition, the haptic wheel 110 of the VR or game controller 100 is installed in the VR controller housing 101 so that some of the wheels are exposed and rotated so that the user's hand can transmit a sense of rotation. Plastic forming a shaft ball to which the shaft of the actuator 120 based on (MR fluid) or ER fluid is coupled, and the other surface of the wheel body to form a wheel shaft that is inserted and coupled to the encoder 130 It can be composed of materials.

또한, VR 또는 게임 컨트롤러(100)의 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)는 원통형의 하우징(121)의 내부로 솔레노이드 코일(122)과 샤프트(123)가 순차로 삽입 체결되고, 상기 샤프트(123)의 상부로 커버(124)와 베어링(125)이 순차로 체결되는 구조로 구성될 수 있다.
In addition, the actuator 120 based on MR fluid or ER fluid of the VR or game controller 100 is provided with a solenoid coil 122 and a shaft ( 123) may be sequentially inserted and fastened, and the cover 124 and the bearing 125 may be sequentially fastened to the upper portion of the shaft 123.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 햅틱 휠을 이용한 VR 시스템은 햅틱 휠(110)의 회전 감각을 느낄 수 있도록 사용자가 손으로 파지할 수 있는 손잡이 구조를 갖는 모션 리모컨 형태의 외관 구조를 형성하는 VR 컨트롤러 하우징(101)에 일부 휠이 노출되는 햅틱 휠(110)과, 햅틱 휠(110)의 일단과 체결되며, 사용자가 햅틱 휠(110)을 통해 회전 감각을 느낄 수 있도록 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 이벤트 구동 신호에 따라 구동되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)와, 햅틱 휠(110)의 타단에 체결되며, 햅틱 휠(110)의 회전을 센싱하는 엔코더(130)와, 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따라 사용자가 햅틱 휠(110)의 회전 감각을 느낄 수 있도록 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 구동을 제어하는 제어부(140)를 포함하는 VR 또는 게임 컨트롤러(100), VR 또는 게임 컨트롤러(100)와 연동하여 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행을 수행하는 VR 장치(200)를 포함할 수 있다.
9 is a diagram showing a schematic configuration of a VR system using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, a VR system using a haptic wheel is a VR controller that forms an exterior structure in the form of a motion remote control having a handle structure that can be gripped by a user by hand so that the user can feel the rotational sensation of the haptic wheel 110. A haptic wheel 110 in which some of the wheels are exposed on the housing 101, and is coupled to one end of the haptic wheel 110, and a virtual reality or graphic environment or game so that the user can feel a sense of rotation through the haptic wheel 110 A MR fluid-based or ER fluid-based actuator 120 driven according to an event driving signal according to an environment-based service execution, and is fastened to the other end of the haptic wheel 110, and a haptic wheel An encoder 130 that senses the rotation of 110, and a MR fluid-based or MR fluid-based device so that the user can feel the rotation sensation of the haptic wheel 110 according to the execution of a virtual reality, graphic environment, or game environment-based service. VR or game controller 100 including a control unit 140 that controls the driving of an ER fluid-based actuator 120, a virtual reality or graphic environment or game in connection with the VR or game controller 100 It may include a VR device 200 that performs environment-based service execution.

또한, VR 장치(200)는 VR 또는 게임 컨트롤러(100)를 통해 실행 가능한 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스가 구동되는 디바이스의 구성으로, 이러한 VR 장치(200)는 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행을 위한 다양한 디바이스로 구현될 수 있다. 예를 들면, 스마트글라스, HMD를 통해 VR 또는 게임 컨트롤러(100)를 파지한 사용자에게 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스를 실행하여 제공할 수 있다. 또한, VR 장치(200)는 스마트글라스, HMD, 및 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행을 위한 디스플레이 장치로 구현될 수 있다.
In addition, the VR device 200 is a configuration of a device in which a virtual reality or graphic environment or game environment-based service executable through the VR or game controller 100 is driven, and the VR device 200 is a virtual reality or a graphic environment or It can be implemented with various devices for running game environment-based services. For example, a virtual reality, graphic environment, or game environment-based service may be provided to a user who holds the VR or game controller 100 through a smart glass or HMD. In addition, the VR device 200 may be implemented as a smart glass, an HMD, and a display device for executing a service based on a virtual reality or graphic environment or a game environment.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러 및 그 제어 방법, 이를 구비한 VR 시스템은, VR 또는 게임 컨트롤러의 외관을 형성하는 VR 컨트롤러 하우징에서 사용자가 회전 감각을 느낄 수 있도록 일부 휠이 노출되는 햅틱 휠과, 햅틱 휠의 일단과 체결되어 사용자가 상기 햅틱 휠을 통해 회전 감각을 느낄 수 있도록 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 이벤트 구동 신호에 따라 구동되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터와, 햅틱 휠의 타단에 체결되어 햅틱 휠의 회전을 센싱하는 엔코더와, 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따라 사용자가 햅틱 휠의 회전 감각을 느낄 수 있도록 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 구동을 제어하는 제어부를 포함하여 구성함으로써, 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 회전 감각을 사용자가 다양한 속도의 회전 감각으로 현실감 있게 느낄 수 있도록 할 수 있으며, 특히, 사용자가 파지할 수 있는 VR 컨트롤러 하우징에 일부가 노출되는 햅틱 휠과 체결되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터가 제어부의 구동 제어 신호인 주파수 혹은 전압 조절 신호에 따라 속도가 가변되는 회전 감각이 발생될 수 있도록 함으로써, 사용자는 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행의 상황별 회전 감각을 보다 사실적인 진동 감각으로 다양하게 체험하고 느낄 수 있도록 할 수 있게 된다. 또한, VR 또는 게임 컨트롤러를 통한 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 상황별 햅틱을 회전 감각으로 제공함으로써, 사용자는 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 최적화된 속도를 갖는 회전 감각을 보다 다양하게 체감할 수 있으며, 그에 따른 사용자 체감의 회전 감각의 햅틱 성능이 더욱 향상될 수 있도록 할 수 있게 된다.
As described above, in a VR or game controller using a haptic wheel and a control method thereof according to an embodiment of the present invention, and a VR system having the same, a user can sense of rotation in a VR controller housing that forms the appearance of the VR or game controller. Part of the wheel is exposed to feel the haptic wheel and one end of the haptic wheel, so that the user can feel a sense of rotation through the haptic wheel. MR fluid-based or electro-rheological fluid (ER fluid)-based actuators driven accordingly, encoders that are connected to the other end of the haptic wheel to sense the rotation of the haptic wheel, and based on virtual reality or graphic environments or game environments By including a control unit that controls the operation of an actuator based on MR fluid or ER fluid so that the user can feel the rotational sensation of the haptic wheel according to service execution, virtual reality or graphics The user can realistically feel the rotational sensation according to the environment or game environment-based service execution with a rotational sensation of various speeds.In particular, the haptic wheel that is partially exposed to the VR controller housing that the user can grasp. By allowing the MR fluid-based or electro-rheological fluid (ER fluid)-based actuator to generate a rotational sensation in which the speed varies according to the frequency or voltage control signal, which is the driving control signal of the control unit, the user can use virtual reality. In addition, it is possible to experience and feel the rotational sensation of each situation in a graphic environment or game environment-based service execution in a more realistic sense of vibration. In addition, by providing contextual haptics according to the execution of virtual reality or graphic environment or game environment-based service through VR or game controller as a rotational sensation, users have a speed optimized for the execution of virtual reality or graphic environment or game environment-based services. The rotational sensation can be felt in a more diverse manner, and accordingly, the haptic performance of the rotational sensation of the user's sensation can be further improved.

이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention described above can be modified or applied in various ways by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs, and the scope of the technical idea according to the present invention should be determined by the following claims.

100: 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러
101: VR 컨트롤러 하우징
110: 햅틱 휠
120: 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터
121: 하우징
122: 솔레노이드 코일
123: 샤프트
124: 커버
125: 베어링
130: 엔코더
140: 제어부
200: VR 장치
S110: 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 회전 감각 생성을 위한 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 실행 이벤트를 감지하는 단계
S120: 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 실행 이벤트에 상응하는 이벤트 구동신호를 출력하는 단계
S130: VR 컨트롤러 하우징에 일부 노출되는 햅틱 휠의 감각을 사용자가 회전 감각으로 느낄 수 있도록 이벤트 구동 신호에 따라 구동되는 단계100: VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention
101: VR controller housing
110: haptic wheel
120: magnetorheological fluid (MR fluid) based or electrorheological fluid (ER fluid) based actuator
121: housing
122: solenoid coil
123: shaft
124: cover
125: bearing
130: encoder
140: control unit
200: VR device
S110: Step of detecting an execution event based on a virtual reality or graphic environment or game environment for generating a sense of rotation according to the execution of a virtual reality or graphic environment or game environment-based service
S120: Outputting an event driving signal corresponding to a virtual reality or graphic environment or game environment-based execution event according to the execution of a virtual reality or graphic environment or game environment-based service
S130: A step of driving according to an event driving signal so that the user can feel the sense of the haptic wheel partially exposed on the VR controller housing as a sense of rotation

Claims (10)

햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러(100)로서,
VR 또는 게임 컨트롤러(100)의 외관을 형성하는 VR 컨트롤러 하우징(101)에 설치하되, 상기 VR 컨트롤러 하우징(101)에서 사용자가 회전 감각을 느낄 수 있도록 일부 휠이 노출되는 햅틱 휠(110);
상기 햅틱 휠(110)의 일단과 체결되며, 사용자가 상기 햅틱 휠(110)을 통해 회전 감각을 느낄 수 있도록 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 이벤트 구동 신호에 따라 구동되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120);
상기 햅틱 휠(110)의 타단에 체결되며, 상기 햅틱 휠(110)의 회전을 센싱하는 엔코더(130); 및
가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따라 사용자가 햅틱 휠(110)의 회전 감각을 느낄 수 있도록 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 구동을 제어하는 제어부(140)를 포함하되,
상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)는,
원통형의 하우징(121)의 내부로 솔레노이드 코일(122)과 샤프트(123)가 순차로 삽입 체결되고, 상기 샤프트(123)의 상부로 커버(124)와 베어링(125)이 순차로 체결되는 구조로 구성되고,
상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)는,
상기 제어부(140)의 구동 제어 하에, 상기 VR 컨트롤러 하우징(101)을 손으로 파지한 사용자가 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 맞게 회전 감각을 느낄 수 있도록 구동하며, 상기 회전 감각은 상기 햅틱 휠(110)의 회전 속도이며,
상기 제어부(140)는,
상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 구동 제어를 통해 회전 감각이 상기 VR 컨트롤러 하우징(101)에 일부 노출되는 상기 햅틱 휠(110)을 통해 사용자에게 전달되도록 하되, 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)로 인가되는 펄스 전원을 통한 주파수 또는 전압의 조절을 통해 상기 햅틱 휠(110)의 회전 감각이 가변되어 제공될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는, 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러.As a VR or game controller 100 using a haptic wheel,
A haptic wheel 110 installed in the VR controller housing 101 forming the exterior of the VR or game controller 100, wherein some wheels are exposed in the VR controller housing 101 so that the user can feel a sense of rotation;
Magnetic rheology that is fastened to one end of the haptic wheel 110 and driven according to an event driving signal according to the execution of a virtual reality, graphic environment, or game environment-based service so that the user can feel a sense of rotation through the haptic wheel 110 An actuator 120 based on a fluid (MR fluid) or based on an ER fluid;
An encoder 130 that is fastened to the other end of the haptic wheel 110 and senses the rotation of the haptic wheel 110; And
The actuator 120 based on the MR fluid or ER fluid so that the user can feel the rotational sensation of the haptic wheel 110 according to the execution of a virtual reality, graphic environment, or game environment-based service. Including a control unit 140 for controlling the driving of,
The magnetorheological fluid (MR fluid)-based or electrorheological fluid (ER fluid)-based actuator 120,
The solenoid coil 122 and the shaft 123 are sequentially inserted and fastened into the cylindrical housing 121, and the cover 124 and the bearing 125 are sequentially fastened to the top of the shaft 123. Is composed,
The magnetorheological fluid (MR fluid)-based or electrorheological fluid (ER fluid)-based actuator 120,
Under the driving control of the control unit 140, the user who holds the VR controller housing 101 by hand is driven to feel a rotational sensation according to the execution of a virtual reality, graphic environment, or game environment-based service, and the rotational sensation is It is the rotation speed of the haptic wheel 110,
The control unit 140,
Through the haptic wheel 110 partially exposed to the VR controller housing 101 through the driving control of the actuator 120 based on the magnetorheological fluid (MR fluid) or based on the electrorheological fluid (ER fluid) However, the haptic wheel 110 is controlled by controlling a frequency or voltage through pulse power applied to the actuator 120 based on the magnetorheological fluid (MR fluid) or based on the electrorheological fluid (ER fluid). A VR or game controller using a haptic wheel, characterized in that the sense of rotation can be varied and provided. 제1항에 있어서, 상기 VR 컨트롤러 하우징(101)은,
사용자가 손으로 파지한 상태에서 일부 노출되는 상기 햅틱 휠(110)에 접촉된 상태에서 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 구동으로 회전 감각이 전달될 수 있도록 하는 손잡이 형상을 갖는 모션 리모컨 형태 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는, 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러.The method of claim 1, wherein the VR controller housing (101),
A sense of rotation by driving the actuator 120 based on the magnetorheological fluid (MR fluid) or based on the electrorheological fluid (ER fluid) in a state in contact with the haptic wheel 110 partially exposed while the user is holding it by hand A VR or game controller using a haptic wheel, characterized in that it is configured in a motion remote control-type structure having a handle shape to allow the transmission of the haptic wheel. 제1항에 있어서, 상기 햅틱 휠(110)은,
상기 VR 컨트롤러 하우징(101)에 설치되어 사용자의 손에 회전 감각이 전달되도록 일부 휠이 노출되어 회전하되, 휠 본체의 일면으로 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 축이 결합되는 축 공을 형성하고, 휠 본체의 타면으로는 상기 엔코더(130)에 삽입 결합되는 휠 축을 형성하는 플라스틱 소재로 구성하는 것을 특징으로 하는, 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러.The method of claim 1, wherein the haptic wheel (110),
It is installed in the VR controller housing 101 so that some of the wheels are exposed and rotated so that the sense of rotation is transmitted to the user's hand, but the magnetic rheological fluid (MR fluid)-based or electro-rheological fluid (ER fluid)-based on one surface of the wheel body VR using a haptic wheel, characterized in that it is made of a plastic material that forms a shaft ball to which the shaft of the actuator 120 is coupled, and forms a wheel shaft that is inserted and coupled to the encoder 130 on the other surface of the wheel body. Or a game controller. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러(100)의 제어 방법으로서,
(1) 제어부(140)가 가상현실(VR)이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 회전 감각 생성을 위한 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 실행 이벤트를 감지하는 단계;
(2) 제어부(140)가 상기 단계 (1)을 통해 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 실행 이벤트에 상응하는 이벤트 구동신호를 출력하는 단계; 및
(3) 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)가 VR 컨트롤러 하우징(101)에 일부 노출되는 햅틱 휠(110)의 감각을 사용자가 회전 감각으로 느낄 수 있도록 상기 단계 (2)를 통해 제어부(140)에서 출력되는 이벤트 구동 신호에 따라 구동되는 단계를 포함하되,
상기 단계 (3)에서는,
상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)가 상기 제어부(140)의 구동 제어 하에, 상기 VR 컨트롤러 하우징(101)을 손으로 파지한 사용자가 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 맞게 회전 감각을 느낄 수 있도록 구동하되, 상기 회전 감각은 상기 햅틱 휠(110)의 회전 속도이고,
상기 제어부(140)가 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 구동 제어를 통해 회전 감각이 상기 VR 컨트롤러 하우징(101)에 일부 노출되는 상기 햅틱 휠(110)을 통해 사용자에게 전달되도록 하되, 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)로 인가되는 펄스 전원을 통한 주파수 또는 전압의 조절을 통해 상기 햅틱 휠(110)의 회전 감각이 가변되어 제공될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는, 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러의 제어 방법.As a control method of the VR or game controller 100 using a haptic wheel,
(1) the control unit 140 detecting a virtual reality or graphic environment or game environment-based execution event for generating a rotational sensation according to the execution of a virtual reality (VR), graphic environment, or game environment-based service;
(2) outputting, by the control unit 140, an event driving signal corresponding to a virtual reality or graphic environment or game environment-based execution event according to the execution of a virtual reality or graphic environment or game environment-based service through step (1); And
(3) The user feels the sense of the haptic wheel 110 partially exposed to the VR controller housing 101 by the actuator 120 based on a magnetorheological fluid (MR fluid) or based on an electrorheological fluid (ER fluid) as a sense of rotation. To be driven according to the event driving signal output from the control unit 140 through the step (2),
In step (3),
The user who grips the VR controller housing 101 by hand when the actuator 120 based on the MR fluid or based on the ER fluid is controlled by the control unit 140 is virtual reality. Or a graphic environment or a game environment-based service to be driven to feel a rotational sensation, but the rotational sensation is the rotational speed of the haptic wheel 110,
The haptic in which the sense of rotation is partially exposed to the VR controller housing 101 through the control unit 140 controlling the driving of the actuator 120 based on the MR fluid or ER fluid. It is transmitted to the user through the wheel 110, but the frequency or voltage is adjusted through the pulse power applied to the actuator 120 based on the magnetorheological fluid (MR fluid) or based on the electrorheological fluid (ER fluid). A method of controlling a VR or game controller using a haptic wheel, characterized in that the haptic wheel 110 can be provided with a variable rotational sensation. 제7항에 있어서, 상기 VR 또는 게임 컨트롤러(100)는,
상기 VR 컨트롤러 하우징(101)은, 사용자가 손으로 파지한 상태에서 일부 노출되는 상기 햅틱 휠(110)에 접촉된 상태에서 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 구동으로 회전 감각이 전달될 수 있도록 하는 손잡이 형상을 갖는 모션 리모컨 형태 구조로 구성되고,
상기 햅틱 휠(110)은, 상기 VR 컨트롤러 하우징(101)에 설치되어 사용자의 손에 회전 감각이 전달되도록 일부 휠이 노출되어 회전하되, 휠 본체의 일면으로 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 축이 결합되는 축 공을 형성하고, 휠 본체의 타면으로는 엔코더(130)에 삽입 결합되는 휠 축을 형성하는 플라스틱 소재로 구성되며,
상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)는, 원통형의 하우징(121)의 내부로 솔레노이드 코일(122)과 샤프트(123)가 순차로 삽입 체결되고, 상기 샤프트(123)의 상부로 커버(124)와 베어링(125)이 순차로 체결되는 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는, 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러의 제어 방법.The method of claim 7, wherein the VR or game controller (100),
The VR controller housing 101 is in contact with the haptic wheel 110 partially exposed in a state held by the user by the user, and the magnetorheological fluid (MR fluid)-based or electrorheological fluid (ER fluid)-based It is composed of a structure in the form of a motion remote control having a handle shape so that the sense of rotation can be transmitted by driving the actuator 120,
The haptic wheel 110 is installed in the VR controller housing 101 so that a part of the wheel is exposed and rotated so that a rotational sensation is transmitted to the user's hand, but the MR fluid-based or It is composed of a plastic material that forms a shaft ball to which the shaft of the actuator 120 based on ER fluid is coupled, and forms a wheel shaft that is inserted and coupled to the encoder 130 on the other surface of the wheel body,
In the magnetorheological fluid (MR fluid)-based or electro-rheological fluid (ER fluid)-based actuator 120, a solenoid coil 122 and a shaft 123 are sequentially inserted into the cylindrical housing 121 and fastened. , A method of controlling a VR or game controller using a haptic wheel, characterized in that it is configured in a structure in which the cover 124 and the bearing 125 are sequentially fastened to the upper portion of the shaft 123. 삭제delete 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항 기재의 VR 또는 게임 컨트롤러(100)와, 상기 VR 또는 게임 컨트롤러(100)와 연동하여 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행을 수행하는 VR 장치(200)를 구비하는 햅틱 휠을 이용한 VR 시스템.The VR or game controller 100 according to any one of claims 1 to 3 and a VR device that performs a service based on a virtual reality or graphic environment or a game environment in connection with the VR or game controller 100 ( 200) VR system using a haptic wheel.
KR1020190053954A 2019-05-08 2019-05-08 A virtual reality or game controller using haptic wheel, a control method, and virtual reality system having the same KR102234776B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190053954A KR102234776B1 (en) 2019-05-08 2019-05-08 A virtual reality or game controller using haptic wheel, a control method, and virtual reality system having the same
PCT/KR2019/011091 WO2020226233A1 (en) 2019-05-08 2019-08-29 Vr or game controller using haptic wheel,control method therefor and vr system comprising same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190053954A KR102234776B1 (en) 2019-05-08 2019-05-08 A virtual reality or game controller using haptic wheel, a control method, and virtual reality system having the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200129484A KR20200129484A (en) 2020-11-18
KR102234776B1 true KR102234776B1 (en) 2021-03-31

Family

ID=73050803

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190053954A KR102234776B1 (en) 2019-05-08 2019-05-08 A virtual reality or game controller using haptic wheel, a control method, and virtual reality system having the same

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102234776B1 (en)
WO (1) WO2020226233A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114868100A (en) 2019-12-23 2022-08-05 候本株式会社 Haptic device based on multimodal interface
KR102526843B1 (en) 2021-04-22 2023-04-27 한국기술교육대학교 산학협력단 AR medium based on augmented reality
RU209978U1 (en) * 2021-10-01 2022-03-24 Виталий Владимирович Тихончук game controller

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101023043B1 (en) * 2009-10-30 2011-03-24 한국과학기술연구원 Dialing apparatus with haptic function and remote controller for the same
KR101353958B1 (en) * 2013-07-11 2014-02-05 연합정밀주식회사 Rotary type actuator using magnetic rheological fluid brakes and method for driving an rotary type actuator using multi operating mode

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5204461B2 (en) * 2007-11-01 2013-06-05 シャープ株式会社 INPUT / OUTPUT DEVICE, ELECTRONIC DEVICE HAVING THE SAME, AND CONTROL METHOD FOR INPUT / OUTPUT DEVICE
KR101486400B1 (en) * 2011-01-13 2015-01-26 엠파이어 테크놀로지 디벨롭먼트 엘엘씨 Haptic feedback device using electro-rheological fluid
WO2017152139A1 (en) * 2016-03-04 2017-09-08 Apple Inc. Input with haptic feedback
KR102086941B1 (en) * 2016-05-12 2020-03-11 서크 코퍼레이션 Controller foresight with capacitive sensing

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101023043B1 (en) * 2009-10-30 2011-03-24 한국과학기술연구원 Dialing apparatus with haptic function and remote controller for the same
KR101353958B1 (en) * 2013-07-11 2014-02-05 연합정밀주식회사 Rotary type actuator using magnetic rheological fluid brakes and method for driving an rotary type actuator using multi operating mode

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020226233A1 (en) 2020-11-12
KR20200129484A (en) 2020-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Whitmire et al. Haptic revolver: Touch, shear, texture, and shape rendering on a reconfigurable virtual reality controller
US20110148607A1 (en) System,device and method for providing haptic technology
US10564730B2 (en) Non-collocated haptic cues in immersive environments
KR102234776B1 (en) A virtual reality or game controller using haptic wheel, a control method, and virtual reality system having the same
USRE40808E1 (en) Low-cost haptic mouse implementations
US6259382B1 (en) Isotonic-isometric force feedback interface
EP2778855B1 (en) User interface device
US7432910B2 (en) Haptic interface device and actuator assembly providing linear haptic sensations
US5959613A (en) Method and apparatus for shaping force signals for a force feedback device
US20050116940A1 (en) Wireless force feedback input device
US20090102805A1 (en) Three-dimensional object simulation using audio, visual, and tactile feedback
JP2016081524A (en) Haptically enabled deformable device with rigid component
US20080316171A1 (en) Low-Cost Haptic Mouse Implementations
JP2008516348A (en) Haptic feedback for simulating buttons and scrolling motion on touch input devices
KR20200135984A (en) Resistance based haptic device
KR102353515B1 (en) A haptic wheel with passive type rotary actuator based mr fluids
CA2923867C (en) Haptic rendering for a flexible computing device
TWI761845B (en) Glove and intelligent system based on virtual reality
WO2017006670A1 (en) Tactile sensation reproduction device
KR102540364B1 (en) A center of gravity shiftable controller based on mechanical structure, a control method, and virtual reality system having the same
KR20200129454A (en) A virtual reality or game controller capable of providing travelling vibrotactile wave, a control method, and virtual reality system having the same
KR102551378B1 (en) A center of gravity shiftable controller based on pressure generator, a control method, and virtual reality system having the same

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant