KR100983091B1 - 햅틱 마우스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일반 마우스의 기능과 햅틱 장치의 기능을 모두 구현할 수 있는 햅틱 마우스에 관한 것이다. 본 발명에 따른 햅틱 마우스는 마우스 본체와, 마우스 본체의 X축 및 Y축 방향으로의 움직임을 감지하는 이동감지수단과, 마우스 본체에 누름 및 누름해제 가능하게 결합되며, 누름시 신호를 출력하는 버튼부와, 마우스 본체에 회전가능하게 결합되는 휠과, 휠의 회전을 감지하는 제1회전감지수단과, X축 및 Y축을 회전축 방향으로 하여 회전가능하도록 마우스 본체 결합되는 조이스틱과, 조이스틱의 회전을 감지하는 제2회전감지수단과, 조이스틱의 X축 방향으로의 회전에 연동되도록 마우스 본체 내부에 설치되는 제1구동모터와, 조이스틱의 Y축 방향으로의 회전에 연동되도록 마우스 본체 내부에 설치되는 제2구동모터와, 버튼부의 신호, 이동감지수단으로부터 출력된 이동신호, 제1회전감지수단으로부터 출력된 제1회전신호 및 제2회전감지수단으로부터 출력된 제2회전신호 중에서 적어도 하나의 신호를 컴퓨터로 송신하며, 상기 컴퓨터에서 출력된 피드백신호를 수신하여 피드백신호에 따라 제1구동모터 및 제2구동모터의 구동을 제어하는 제어부를 포함한다.

마우스, 햅틱, 모터, 밸트

Description

햅틱 마우스{Haptic mouse}

본 발명은 컴퓨터 등에 이용되는 햅틱 마우스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자에게 컴퓨터로부터의 피드백을 전달할 수 있는 햅틱 마우스에 관한 것이다.

컴퓨터 프로그래밍 기술이 발전함에 따라, 보다 더 생동감 있는 다양한 형태의 게임이 개발되고 있다. 하지만, 종래의 마우스의 경우, 사용자가 마우스를 조작하여 컴퓨터로 신호를 보낼 수만 있을 뿐(일방향), 컴퓨터의 가상공간에서 발생한 결과에 대한 피드백을 사용자가 전달받을 수 없었다(모니터를 통해 시각적으로는 확인할 수 있으나, 촉각으로는 전달받지 못함). 따라서, 사용자가 느끼는 현실감이 떨어지게 되는 한계가 있었다.

한편, 종래에 로봇 탐사 등에 사용되던 햅틱 장치의 경우에는, 그 크기가 너무 커서 일반적인 컴퓨터에는 적합하지 않으며, 별도의 세팅 및 연결이 필요하다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 일반 마우스의 기능과 햅틱 장치의 기능을 모두 구현할 수 있도록 구조가 개선된 햅틱 마우스를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 햅틱 마우스는 마우스 본체와, 상기 마우스 본체의 X축 및 Y축 방향으로의 움직임을 감지하는 이동감지수단과, 상기 마우스 본체에 누름 및 누름해제 가능하게 결합되며, 누름시 신호를 출력하는 버튼부와, 상기 마우스 본체에 회전가능하게 결합되는 휠과, 상기 휠의 회전을 감지하는 제1회전감지수단과, 상기 X축 및 Y축을 회전축 방향으로 하여 회전가능하도록 상기 마우스 본체 결합되는 조이스틱과, 상기 조이스틱의 회전을 감지하는 제2회전감지수단과, 상기 조이스틱의 X축 방향으로의 회전에 연동되도록 상기 마우스 본체 내부에 설치되는 제1구동모터와, 상기 조이스틱의 Y축 방향으로의 회전에 연동되도록 상기 마우스 본체 내부에 설치되는 제2구동모터와, 상기 버튼부의 신호, 상기 이동감지수단으로부터 출력된 이동신호, 상기 제1회전감지수단으로부터 출력된 제1회전신호 및 상기 제2회전감지수단으로부터 출력된 제2회전신호 중에서 적어도 하나의 신호를 상기 컴퓨터로 송신하며, 상기 컴퓨터에서 출력된 피드백신호를 수신하여 상기 피드백신호에 따라 상기 제1구동모터 및 상기 제2구동모터의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 Y축 방향으로 길게 형성되어 상기 조이스틱이 삽입되는 삽입공이 형성되어 있으며, 상기 제1구동모터에 연결되는 제1회전부재와, 상기 X축 방향으로 길게 형성되어 상기 조이스틱이 삽입되는 삽입홀이 형성되어 있으며, 상기 제1회전부재와 교차되며, 상기 제2구동모터에 연결되는 제2회전부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면 상기 휠의 회전에 연동되도록 상기 마우스 본체의 내부에 설치되는 제3구동모터를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 피드백신호에 따라 상기 제3구동모터의 구동을 제어하는 것이 바람직하다.

상기한 구성의 본 발명에 따르면, 하나의 장치로 일반 마우스의 기능과 햅틱 장치의 기능을 모두 구현할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 마우스의 사시도이이며, 도 2는 도 1에 도시된 A 부분의 확대도이며, 도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 햅틱 마우스의 작동과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 햅틱 마우스(100)는 마우스 본체(10)와, 이동감지수단(미도시)과, 버튼부(20)와, 휠(30)과, 조이스틱(40)과, 제1회전부재(50)와, 제2회전부재(60)와, 제1구동모터(70)와, 제2구동모터(80)와, 제어부(90)를 포함한다.

마우스 본체(10)는 판상으로 형성된 바닥판(11)과, 커버(12)로 이루어진다. 커버(12)는 바닥판(11)에 결합되며, 커버(12)에는 후술할 조이스틱(40)이 돌출되는 관통공(121)과, 휠(30)이 돌출되는 관통홀(122)이 형성되어 있다. 또한, 커버(12)에는 후술할 버튼부(20)와 연결된 한 쌍의 버튼(123)이 결합되어 있으며, 이 버튼(123)을 누르거나 누름 해제하면 버튼부(20)가 누름 및 누름 해제된다.

이동감지수단(미도시)은 마우스 본체(10)의 평면상에서의 이동, 즉 X축 및 Y축 방향으로의 이동을 감지하기 위한 것이다. 상기 이동감지수단은 시중에 널리 보급되어 있는 마우스에 구비된 것과 동일한 구성, 예를 들어 광센서(발광소자-수광소자) 또는 볼과 볼의 회전을 감지하는 엔코더의 구성으로 이루어진다.

버튼부(20)는 한 쌍 구비되며, 누름 및 누름 해제 가능하게 결합된다. 상기 버튼부(20)는 일반 마우스에 구비된 것과 동일한 것으로, 버튼부를 누르면 소정의 신호가 발생하며, 이 신호는 후술하는 제어부(90)를 통해 컴퓨터로 전달된다.

휠(30)은 일반 마우스에 결합된 것과 동일한 것으로, 마우스 본체(10)에 회전가능하게 결합된다. 그리고, 휠(30)에는 엔코더(31)와 같이 휠의 회전을 감지하는 제1회전감지수단이 연결되어 있다. 제1회전감지수단은 휠의 회전을 감지하며, 이에 대응되는 제1회전신호를 출력한다.

조이스틱(40)은 햅틱 기능, 즉 컴퓨터로 소정의 조작신호를 보냈을 때 그에 따른 피드백이 사용자에게 전달됨으로써, 사용자가 높은 현실감을 느끼면서 컴퓨터를 조작 가능하도록 하기 위한 것이다. 조이스틱(40)은 후술하는 바와 같이, 제1회전부재(50) 및 제2회전부재(60)에 삽입되며, X축 및 Y축 방향을 회전축 방향으로 하여 회전가능하게 설치된다.

제1회전부재(50)는 X축 방향을 회전축 방향으로 하여 회전가능하게 설치된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1회전부재(50)에는 Y축 방향으로 길게 형성된 삽입공(51)이 관통 형성되어 있다. 삽입공(51)에는 조이스틱(40)이 삽입되며, 조이스틱(40)의 X축 방향으로의 회전시 제1회전부재(50)도 함께 회전된다.

제2회전부재(60)는 Y축 방향을 회전축 방향으로 하여 회전가능하게 설치된다. 제2회전부재에는 X축 방향으로 길게 형성된 삽입홀(61)이 관통 형성되어 있으며, 이 삽입홀(61)은 제1회전부재의 삽입공(51)과 교차된다. 삽입홀(61)에는 조이스틱(40)이 삽입되며, 조이스틱(40)의 Y축 방향으로의 회전시 제2회전부재(60)도 함께 회전된다.

한편, 제1회전부재(50) 및 제2회전부재(60)에는 각 회전부재(50,60)의 회전을 감지하기 위한 제2회전감지수단이 연결되어 있다. 상기 제2회전감지수단으로는 상기 제1회전부재 및 제2회전부재의 회전에 연동되는 한 쌍의 엔코더(71,81)가 채용된다. 상기 엔코더는 별도로 설치될 수 있으나, 본 실시예에서는 후술하는 바와 같이 제1구동모터(70) 및 제2구동모터(80)에 구비된 엔코더(71,81)가 제2회전감지수단으로 이용된다. 상기 엔코더(71,81)는 제1회전부재(50) 및 제2회전부재(60)의 회전(즉, 조이스틱의 회전)을 감지하며, 이에 대응되는 제2회전신호를 출력한다.

제1구동모터(70)는 조이스틱(40)에 토크를 전달하여, 사용자가 피드백을 느끼도록 하기 위한 것이다. 특히, 본 실시예의 경우 제1구동모터에는 엔코더가 구비되어 있다. 제1구동모터(70)는 마우스 본체(10) 내부에 설치되며, 제1회전부재(50)와 직선상에 동축적으로 연결된다.

제2구동모터(80)는 마우스 본체(10) 내부에 설치되며, 제2회전부재(60)와 나란하게 배치된다. 제2구동모터(80)는 밸트(82)에 의해 제2회전부재(60)와 연결된다.

제어부(90)는 버튼부(20), 제1회전감지수단(31), 이동감지수단, 제2회전감지수단(71,81)과 전기적으로 연결된다. 제어부는 버튼부(20)에서 출력된 신호, 제1회전감지수단에서 출력된 제1회전신호, 이동감지수단에서 출력된 이동신호 및 제2회전감지수단에서 출력된 제2회전신호를 수신하며, 이 신호들을 컴퓨터로 전송한다. 또한, 제어부는 컴퓨터에서 출력된 피드백신호를 수신하며, 이 피드백신호에 따라 제1구동모터(70) 및 제2구동모터(80)의 구동을 제어한다. 여기서, 피드백신호라 함은 컴퓨터의 가상공간 내에서 사용자가 조작하는 대상체(예를 들어, 자동차게임의 경우 자동차)가 가상공간 내에서 받는 영향, 즉 자동차가 벽에 충돌하였을 때의 충격 등을 나타내는 것으로, 사전에 설정된 프로그램(예를 들어, 자동차가 시속 60km/s로 충동하는 경우 어느 정도의 충격이 발생한다 등)에 따라 출력되는 신호이다.

이하, 상술한 바와 같이 구성된 햅틱 마우스를 사용하는 방법에 관하여 설명한다.

먼저, 햅틱 기능의 구현이 필요로 하지 않는 프로그램을 이용하는 경우, 햅틱 마우스는 일반 마우스와 동일하게 사용된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 조이스틱, 제1구동모터 및 제2구동모터의 기능이 정지된 상태에서, 휠, 이동감지수단 및 버튼부를 조작함으로써 일반 마우스처럼 이용된다.(즉, 컴퓨터로 신호를 보내기 만 함)

한편, 햅틱 기능의 구현이 필요한 프로그램, 예를 들어 3D 게임을 하는 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 이동감지수단의 기능이 정지된 상태에서 휠, 조이스틱 및 버튼부를 조작함으로써 게임을 진행한다. 즉, 조이스틱을 X축 및 Y축 방향으로 회전시키면, 엔코더(71,81)에서 이를 감지하여 제2회전신호를 출력하며, 제어부는 이 제2회전신호를 컴퓨터로 송신한다. 제2회전신호가 수신되면 게임상의 대상체가 X축 및 Y축 방향으로 이동된다. 그리고, 휠(30)을 회전시키면 엔코더(31)에서 이를 감지하여 제1회전신호를 출력하며, 이에 따라 게임상의 대상체가 Z축 방향으로 이동된다.

한편, 대상체가 벽에 부딪히는 등 게임에서 대상체(사용자가 조작하는 것)의 상황에 대응되는 피드백신호(프로그램에 설정되어 있음)가 컴퓨터에서 출력되며, 이 피드백신호(s)는 제어부로 송신된다. 제어부는 송신된 피드백신호에 따라 제1구동모터 및 제2구동모터의 구동을 제어하며, 이에 따라 조이스틱을 통해 사용자에게 피드백(X축 및 Y축 방향으로의 피드백)이 전달된다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 햅틱 마우스는 양방향 적으로써 사용자가 컴퓨터로 신호를 전달할 뿐만 아니라 컴퓨터로부터 피드백을 돌려받을 수 있다. 따라서, 게임 등을 함에 있어서 현실감이 향상되게 된다. 그리고, 햅틱 마우스는 크기가 작고 이동이 간편하므로, 종래의 햅틱 장치의 단점을 보완할 수 있을 뿐 아니라, 하나의 장치를 통해 일반적인 마우스의 기능 및 햅틱 장치의 기능을 모두 구현할 수 있다는 장점이 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 햅틱 마우스의 사시도이다. 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 햅틱 마우스(200)는 제3구동모터(110)를 더 포함한다.

제3구동모터(110)는 마우스 본체 내부에 배치된다. 제3구동모터는 휠에 동축적으로 결합되어 휠에 연동된다. 그리고, 제어부(120)는 컴퓨터로부터 피드백신호를 수신하고 이 피드백신호에 따라 제3구동모터의 구동을 제어하며, 이에 따라 사용자가 휠을 조작할 때 게임상의 피드백이 사용자에게 전달된다.

본 실시예의 경우, X축, Y축 뿐 아니라 Z축 방향으로도 사용자가 피드백을 전달받을 수 있다. 따라서, 사용자가 느끼는 현실감이 더욱더 향상되게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

예를 들어, 본 실시예의 경우 제2회전부재와 제2구동모터를 밸트로 연결하였으나, 제2회전부재와 제2구동모터를 동축적으로 연결할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 마우스의 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 A 부분의 확대도이다.

도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 햅틱 마우스의 작동과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 햅틱 마우스의 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100...햅틱 마우스 10...마우스 본체

20...버튼부 30...휠

40...조이스틱 50...제1회전부재

60...제2회전부재 70...제1구동모터

80...제2구동모터 90...제어부

Claims (4)

1. 마우스 본체;

   상기 마우스 본체의 X축 및 Y축 방향으로의 움직임을 감지하는 이동감지수단;

   상기 마우스 본체에 누름 및 누름해제 가능하게 결합되며, 누름시 신호를 출력하는 버튼부;

   상기 마우스 본체에 회전가능하게 결합되는 휠;

   상기 휠의 회전을 감지하는 제1회전감지수단;

   상기 X축 및 Y축을 회전축 방향으로 하여 회전가능하도록 상기 마우스 본체 결합되는 조이스틱;

   상기 조이스틱의 회전을 감지하는 제2회전감지수단;

   상기 조이스틱의 X축 방향으로의 회전에 연동되도록 상기 마우스 본체 내부에 설치되는 제1구동모터;

   상기 조이스틱의 Y축 방향으로의 회전에 연동되도록 상기 마우스 본체 내부에 설치되는 제2구동모터; 및

   상기 버튼부의 신호, 상기 이동감지수단으로부터 출력된 이동신호, 상기 제1회전감지수단으로부터 출력된 제1회전신호 및 상기 제2회전감지수단으로부터 출력된 제2회전신호 중에서 적어도 하나의 신호를 컴퓨터로 송신하며, 상기 컴퓨터에서 출력된 피드백신호를 수신하여 상기 피드백신호에 따라 상기 제1구동모터 및 상기 제2구동모터의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 마우스.
2. 제1항에 있어서,

   상기 Y축 방향으로 길게 형성되어 상기 조이스틱이 삽입되는 삽입공이 형성되어 있으며, 상기 제1구동모터에 연결되는 제1회전부재; 및

   상기 X축 방향으로 길게 형성되어 상기 조이스틱이 삽입되는 삽입홀이 형성되어 있으며, 상기 제1회전부재와 교차되며, 상기 제2구동모터에 연결되는 제2회전부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 마우스.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제1회전부재와 상기 제1구동모터는 동축적으로 연결되며,

   상기 제2회전부재와 상기 제2구동모터는 상기 제2회전부재 및 상기 제2구동모터에 결합된 밸트에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 햅틱 마우스.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 휠의 회전에 연동되도록 상기 마우스 본체의 내부에 설치되는 제3구동모터;를 더 포함하며,

   상기 제어부는 상기 피드백신호에 따라 상기 제3구동모터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 햅틱 마우스.

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