KR101214853B1

KR101214853B1 - 촉각 생성 장치, 이를 구비한 휴대용 기기 및 그 기록매체

Info

Publication number: KR101214853B1
Application number: KR1020100110406A
Authority: KR
Inventors: 양태헌; 권동수; 김상연; 구정회; 안효근; 구성용
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2010-11-08
Filing date: 2010-11-08
Publication date: 2012-12-24
Also published as: KR20120048918A

Abstract

본 발명은 촉각을 생성하는 장치 및 그 장치를 포함하는 휴대용 기기에 관한 것으로서, 사용자로부터 선택된 어플리케이션 정보에 기초하여 촉각 피드백을 제공하기 위한 제어신호를 출력하는 제어수단(200); 및 상기 제어신호에 기초하여 상기 촉각 피드백을 생성하고, 상기 촉각 피드백을 상기 사용자의 외력(Fin)에 대응하여 제공하는 촉각생성수단(100);을 포함하고, 상기 촉각생성수단(100)은, 상기 제어신호에 기초하여 자기장을 발생시키고, 상기 자기장을 자기유변유체에 인가하여 상기 자기유변유체의 강성도를 변화시켜 상기 촉각 피드백을 생성하는 자기장발생수단(101)과 상기 사용자의 외력(Fin)이 가해지며, 상기 자기장의 세기에 따라 생성되는 상기 촉각 피드백을 상기 사용자에게 전달하는 플랜져(105)를 구비하거나, 상기 제어신호에 기초하여 전기장을 발생시키고, 상기 전기장을 전기유변유체에 인가하여 상기 전기유변유체의 강성도를 변화시켜 상기 촉각 피드백을 생성하는 전기장발생수단(103)과 상기 사용자의 외력(Fin)이 가해지며, 상기 전기장의 세기에 따라 생성되는 상기 촉각 피드백을 상기 사용자에게 전달하는 플랜져(105)를 구비하는 것을 특징으로 하는 촉각 생성 장치가 개시된다.

Description

촉각 생성 장치, 이를 구비한 휴대용 기기 및 그 기록매체 {Haptically generated apparatus, portable device and recording medium thereof}

본 발명은 촉각을 생성하는 장치 및 그 장치를 포함하는 휴대용 기기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기장 또는 자기장을 이용하여 자기유변유체 또는 전기유변유체의 물성을 변화시키고, 이 물성 변화를 이용하여 촉각을 전달하는 촉각 생성 장치 및 휴대용 기기에 관한 것이다.

일반적으로 촉각이란 물체를 만질 때 사람의 손가락 또는 스타일러스 펜으로 느낄 수 있는 촉각적 감각으로서, 피부가 물체 표면에 닿아서 느끼는 촉감 피드백과 관절과 근육의 움직임이 방해될 때 느껴지는 근감각 피드백을 포괄하는 개념이다.

사람의 감각수용기로서, 기계적 자극의 수용기로는 고주파의 진동을 감지하는 파치니언 소체(Pacinian corpuscle), 저주파의 진동을 감지하는 마이스너 소체(Meissner's corpuscle), 국부적으로 누르는 압력을 감지하는 메르켈 디스크(Merkel's disc)와 피부를 눌려주는 스트레치를 감지하는 루피니 엔딩(Ruffini's ending)이 있다.

이러한 감각수용기를 자극하기 위한 다양한 촉감 제시장치들로, 피에조 액추에이터, 솔레노이드 액추에이터, DC/AC 모터, 서버모터, 초음파 액추에이터, 형상기억합금세라믹 액추에이터, 전기활성폴리머 액추에이터등 다양한 액추에이터들이 있다. 촉감 제시장치의 대표적인 예로는 모바일디바이스에서 터치스크린의 입력에 따라 진동모터로, 진동을 발생시켜 고주파/저주파의 진동을 감지하는 파치니언/마이스너 소체를 자극하는 장치가 있다.

진동모터는 휴대용 기기에 적용되어 소정의 감각을 전달하는 장치로서, 종래의 기술은 사용자가 손가락으로 터치 패널을 터치하면 그에 대한 반응으로 진동만을 출력하는 방식이었다.

이러한 종래의 감각제공장치는 피부감각만을 자극하는 것으로 실제 물체를 만지는 것과는 달라 현실감이 떨어진다. 사람은 손/팔의 관절을 이용하여 일정 이상의 압력으로 물체를 누르면서 문지르게 되는데 이때, 사람은 물체의 강성도 등을 느껴 같은 거칠기를 갖는 물질이라도 눌리는 정도에 따라 다른 거칠기를 인지하게 된다.

이처럼 사람이 근감각을 이용하여 물체의 강성도 등을 느끼는 것은 감각수용에 있어서 중요하지만, 종래의 감각제공장치는 단순한 진동만을 출력하는 방식으로 사용자의 다양한 감각의 욕구를 만족시키는데 한계가 있었다.

따라서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서는 휴대용 기기에서도 단순하게 피부에 소정의 진동을 출력하는 것에 국한되지 않고, 사람의 근감각을 실제로 자극하여, 물체의 강성도 등을 다양하게 느낄 수 있게 하는 촉각 피드백 생성 장치의 개발이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 연속적으로 저항력을 변화시키거나, 또는 단계별 저항력을 변화시킴으로써 사용자에게 다양한 근감각 피드백을 제공하는데 그 목적이 있다.

그러나, 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 본 발명의 목적은, 사용자로부터 선택된 어플리케이션 정보에 기초하여 촉각 피드백을 제공하기 위한 제어신호를 출력하는 제어수단(200); 및 제어신호에 기초하여 촉각 피드백을 생성하고, 촉각 피드백을 사용자의 외력(Fin)에 대응하여 제공하는 촉각생성수단(100);을 포함하고, 촉각생성수단(100)은, 제어신호에 기초하여 자기장을 발생시키고, 자기장을 자기유변유체에 인가하여 자기유변유체의 강성도를 변화시켜 촉각 피드백을 생성하는 자기장발생수단(101)과 사용자의 외력(Fin)이 가해지며, 자기장의 세기에 따라 생성되는 촉각 피드백을 사용자에게 전달하는 플랜져(105)를 구비하거나, 제어신호에 기초하여 전기장을 발생시키고, 전기장을 전기유변유체에 인가하여 전기유변유체의 강성도를 변화시켜 촉각 피드백을 생성하는 전기장발생수단(103)과 사용자의 외력(Fin)이 가해지며, 전기장의 세기에 따라 생성되는 촉각 피드백을 사용자에게 전달하는 플랜져(105)를 구비하는 것을 특징으로 하는 촉각 생성 장치로서 달성될 수 있다.
촉각 피드백은 자기장 또는 전기장을 온/오프하는 방식, 자기장 또는 전기장을 연속적으로 발생시키는 방식, 및 자기장 또는 전기장을 단계별로 발생시키는 방식 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.
자기장 또는 전기장을 온/오프하는 방식은, 휴대용 기기의 상태정보, 휴대용 기기의 통화 요금정보, 및 휴대용 기기의 작업 중요도에 따른 정보 중 적어도 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 할 수 있다.
자기장 또는 전기장을 연속적으로 발생시키는 방식은, 외력(Fin)에 비해 상대적으로 자기장 또는 전기장이 증가하거나, 외력(Fin)에 비해 상대적으로 자기장 또는 전기장이 일정하다가 떨어지거나, 또는 외력(Fin)에 비해 상대적으로 자기장 또는 전기장이 감소하는 것을 특징으로 할 수 있다.
자기장 또는 전기장을 단계별로 발생시키는 방식은, 외력(Fin)에 비해 상대적으로 자기장 또는 전기장이 단계적으로 증가하는 것을 특징으로 할 수 있다.
촉각은 근감각 또는 촉감인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제2목적은 사용자로부터 선택된 어플리케이션 정보에 기초하여 촉각 피드백을 제공하기 위한 제어신호를 출력하는 제어수단(200); 및 제어신호에 기초하여 촉각 피드백을 생성하고, 촉각 피드백을 사용자의 외력(Fin)에 대응하여 제공하는 촉각생성수단(100);을 포함하고, 촉각생성수단(100)은, 제어신호에 기초하여 자기장을 발생시키고, 자기장을 자기유변유체에 인가하여 자기유변유체의 강성도를 변화시켜 촉각 피드백을 생성하는 자기장발생수단(101)과 사용자의 외력(Fin)이 가해지며, 자기장의 세기에 따라 생성되는 촉각 피드백을 사용자에게 전달하는 플랜져(105)를 구비하거나, 제어신호에 기초하여 전기장을 발생시키고, 전기장을 전기유변유체에 인가하여 전기유변유체의 강성도를 변화시켜 촉각 피드백을 생성하는 전기장발생수단(103)과 사용자의 외력(Fin)이 가해지며, 전기장의 세기에 따라 생성되는 촉각 피드백을 사용자에게 전달하는 플랜져(105)를 구비하는 촉각 생성 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 기기로서 달성될 수 있다.
어플리케이션을 저장하는 메모리(300); 및 메모리(300)에 저장된 어플리케이션을 실행하며, 실행되는 어플리케이션에 따라서 제어수단(200)에 어플리케이션 정보를 출력하는 마이크로 프로세서(400);를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
어플리케이션이 실행되는 상태를 보여주는 디스플레이(500)를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제3목적은 앞서 언급한 촉각 생성 장치를 이용한 촉각 제공방법에 있어서, 제어수단(200)이 휴대용 기기에서 실행되는 어플리케이션 정보에 대응하는 촉각 피드백을 생성하기 위하여 어플리케이션 정보를 입력받는 단계(S110); 제어수단(200)이 어플리케이션 정보에 기초하여 촉각 피드백 방법을 결정하는 단계(S120); 촉각생성수단(100)이 결정된 촉각 피드백 방법에 기초하여 촉각 피드백을 사용자에게 전달하기 위하여 촉각 피드백을 생성하는 단계(S130); 및 촉각생성수단(100)이 결정된 촉각 피드백 방법에 기초하여 생성된 촉각 피드백을 사용자에게 전달하는 단계(S140);를 포함하고, 촉각생성수단(100)은, 제어신호에 기초하여 자기장을 발생시키고, 자기장을 자기유변유체에 인가하여 자기유변유체의 강성도를 변화시켜 촉각 피드백을 생성하는 자기장발생수단(101)과 사용자의 외력(Fin)이 가해지며, 자기장의 세기에 따라 생성되는 촉각 피드백을 사용자에게 전달하는 플랜져(105)를 구비하거나, 제어신호에 기초하여 전기장을 발생시키고, 전기장을 전기유변유체에 인가하여 전기유변유체의 강성도를 변화시켜 촉각 피드백을 생성하는 전기장발생수단(103)과 사용자의 외력(Fin)이 가해지며, 전기장의 세기에 따라 생성되는 촉각 피드백을 사용자에게 전달하는 플랜져(105)를 구비하는 것을 특징으로 하는 촉각 제공방법으로서 달성될 수 있다.
촉각 피드백 방법은 자기장 또는 전기장을 온/오프하는 방식, 자기장 또는 전기장을 연속적으로 발생시키는 방식, 및 자기장 또는 전기장을 단계별로 발생시키는 방식 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제4목적은 앞서 언급한 촉각 제공방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체로서 달성될 수 있다.

삭제

전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 사용자에게 다양한 근감각 피드백을 제공하기 위하여 단계별 저항력을 변화시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 연속적으로 저항력을 변화시켜 사용자에게 다양한 근감각 피드백을 제공할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에 의하면, 휴대용 기기를 보지 않고도 휴대용 기기의 상태를 알거나 또는 휴대용 기기의 상태를 설정할 수 있는 효과가 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 촉각생성장치의 구성을 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 촉각생성수단을 자세하게 나타낸 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 촉각생성수단을 자세하게 나타낸 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 저항력을 단계별로 발생시키는 것을 나타낸 도면,
도 5는 본 발명에 따른 저항력을 단계별로 발생시키는 것을 나타낸 도면,
도 6 내지 도 14는 본 발명에 따른 저항력을 연속적으로 발생시키는 것을 나타낸 도면,
도 15는 본 발명에 따른 휴대용 기기의 구성을 나타낸 구성도,
도 16은 본 발명에 따른 휴대용 기기에 촉각생성장치가 결합된 사시도,
도 17은 본 발명에 따른 촉각 제공방법을 순차적으로 나타낸 순서도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.

<촉각생성 장치의 구성>

도 1은 본 발명에 따른 촉각생성장치의 구성을 나타낸 구성도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 촉각생성수단을 자세하게 나타낸 구성도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 저항력을 단계별로 발생시키는 것을 나타낸 도면이고, 도 6 내지 도 14는 본 발명에 따른 저항력을 연속적으로 발생시키는 것을 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 촉각생성 장치는 대략적으로 촉각생성수단(100) 및 제어수단(200)으로 구성할 수 있다. 촉각생성수단(100)은 더 자세하게는 자기장발생수단(101) 또는 전기장발생수단(103)과 플랜져(105)가 구비될 수 있다. 이하 도 1 내지 도 14를 참조하여 본 발명에 따른 촉각 생성 장치의 구성을 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 촉각생성수단(100)은 후술할 제어수단(200)의 제어신호에 기초하여 촉각 피드백을 생성하고, 촉각 피드백을 사용자의 외력(Fin)에 대응하여 제공하게 된다. 상술한 촉각은 근감각 또는 촉감일 수 있다. 또한, 촉각 피드백은 사용자에게 저항력을 주는 것으로서, 저항력은 전단력 또는 강성도가 변하는 것일 수 있다.

한편, 촉각생성수단(100)의 구성은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 대략적으로 자기장발생수단(101) 또는 전기장발생수단(103)과 플랜져(105)로 이루어져 있다. 이때 자기장발생수단(101)을 이용하는 촉각생성수단(100)은 자기유변유체와 자기장을 이용하여 저항력을 생성하게 된다. 구체적으로, 자기장발생수단(101)은 제어수단(200)의 제어신호에 따라 자기장의 세기가 다르게 발생하며, 이렇게 생성된 자기장을 자기유변유체에 인가하게 된다. 인가된 자기장은 자기유변유체의 저항력 즉, 전단력 또는 강성도를 변하게 한다. 따라서 사용자는 다양한 촉각 피드백을 받을 수 있다. 이때 자기장을 생성하기 위하여 솔레노이드 코어(도면 미도시) 및 솔레노이드 코일(도면 미도시)이 사용될 수 있다.

한편, 자기장의 세기를 변화시키기 위해서는 아날로그 전압이 필요하게 된다. 따라서 제어수단(200)에 포함되어 있는 마이크로 프로세서(도면 미도시)에서 나오는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 이용하여 DAC(Digital to Analog Converter)(도면 미도시)를 제어하게 되며, DAC에서 출력되는 아날로그 전압을 촉각 생성 장치에 인가함으로써 자기장의 세기를 변화시킬 수 있다.

또한, 전기장발생수단(103)을 이용하는 촉각생성수단(100)은 전기유변유체와 전기장을 이용하여 저항력을 생성하게 된다. 구체적으로, 전기장발생수단(103)은 제어수단(200)의 제어신호에 따라 전기장의 세기가 다르게 발생하며, 이렇게 생성된 전기장을 전기유변유체에 인가하게 된다. 인가된 전기장은 전기유변유체의 저항력 즉, 전단력 또는 강성도를 변하게 한다. 따라서 사용자는 다양한 촉각 피드백을 받을 수 있다. 이때 전기장을 생성하기 위하여는 전극, 즉 +극과 -극이 사용된다.

한편, 전기장의 세기를 변화시키기 위해, 수 kV의 아날로그 전압이 필요하다. 이러한 아날로그 전압을 얻기 위하여, 마이크로 프로세서(도면 미도시)에서 나오는 PWM 신호를 이용하여 DAC(도면 미도시)를 제어하게 된다. DAC에서 출력되는 아날로그 전압을 DC-DC 컨버터(도면 미도시)에 입력하여 아날로그 전압을 증폭시킨 후 이를 촉각 생성 장치에 인가함으로써 전기장의 세기를 변화시킬 수 있다.

한편, 촉각 피드백을 제공하는 방식은 다양하게 있을 수 있으나, 본 발명에서는 도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 저항력을 온 또는 오프하는 방식, 저항력을 연속적으로 발생시키는 방식, 또는 저항력을 단계별로 발생시키는 방식을 사용하여 사용자에게 촉각 피드백을 전달하게 된다.

상세하게는, 저항력을 온/오프 하는 방식은 저항력의 세기가 있거나 없는 방법으로 구현할 수 있다. 이러한 방식은 휴대용 기기의 상태정보, 휴대용 기기의 통화요금 정보, 또는 휴대용 기기의 작업 중요도에 따른 정보일 경우 사용하는 것이 바람직하다. 휴대용 기기의 상태정보는 일예로 부재중 전화, 안테나 수신전파 강도, 배터리 잔류량, 또는 가용 메모리의 상태일 수 있다. 또한, 통화요금 정보는 요금이 비싼 기능(예 : 유료정보, 국제전화)을 사용할 때 일 수 있다. 또한, 휴대용 기기에 포함된 카메라 또는 일반 카메라로 사진을 찍을 때에 있어서 초점 정도에 따라 이용될 수도 있을 것이다.

한편, 저항력을 단계별로 발생시키는 방식은, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 저항력을 단계별로 제공하게 된다. 도 4는 촉각생성장치(10)가 눌려진 깊이에 따라 일정한 저항력이 생성되는 것을 나타내며, 도 5는 눌려진 깊이에 따라 단계별로 저항력이 증가되는 것을 나타낸다. 이러한 방식은 일예로 게임시에 캐릭터, 비행기, 또는 자동차의 속도를 제어하게 될 때 사용되며, 휴대용 기기의 화면을 보지 않고 특정 버튼을 제어하는 경우에 유용하며, 상술한 휴대용 기기의 상태(예 : 잠금상태)를 알려줄 때도 또한 이용 가능 하다.

한편, 저항력을 연속적으로 발생시키는 방식은, 도 6 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 저항력을 연속적으로 제공하게 된다. 이러한 방식은 특정 버튼을 누르는 느낌을 다양하게 제공할 수 있으며, 특히 일예로 레이싱 게임시 언덕, 내리막길, 또는 노면상태에 따라 버튼을 누르는 느낌을 다양하게 제공할 때 사용함이 바람직하다.

상세히 설명하면, 외력(Fin)에 비해 상대적으로 저항력이 증가하거나, 저항력이 증가하다가 떨어질 수 있으며, 또는 이러한 증감을 반복할 수도 있다. 또한, 저항력이 일정하다가 갑자기 떨어지거나, 저항력이 일정하다가 서서히 떨어질 수도 있다. 한편으로는 최초에 일정 저항력이 작용하고 있다가 서서히 떨어지는 느낌을 전달할 수도 있다.

본 발명에 따른 제어수단(200)은 사용자로부터 선택된 어플리케이션 정보에 기초하여 촉각 피드백을 제공하기 위한 제어신호를 촉각생성수단(100)에 출력하게 된다. 이때 사용자로부터 선택된 어플리케이션 정보는 다양하며, 일예로 휴대폰, 아이패드, 노트북, 또는 콘솔게임기 등에서 실행되는 어플리케이션에 따라 다양한 촉각 피드백을 제공하게 된다.

한편, 제어수단(200)은 MCU, MPU, DSP 등을 사용하여 구현할 수 있으며, 또한 FPGA 또는 ASIC 등의 로직 설계에 의해서도 동일하게 구현 할 수 있다. 이러한 제어수단(200)은 촉각생성수단(100)에 포함되어 구성될 수도 있으며, 필요에 따라 촉각생성수단(100)과 별개로 구성될 수도 있다. 이는 당업자에게는 자명한 사항이다.

상술한 촉각생성수단(100) 및 제어수단(200)을 포함하는 촉각생성장치(10)는 다양한 촉각 피드백을 필요로 하는 휴대용기기(20)에 포함되어 구성될 수 있다. 이러한 휴대용기기(20)는 상술한 촉각생성장치(10)를 사용함으로써 같은 조작을 위해 메뉴를 클릭해야 하는 횟수를 줄일 수 있다.

<휴대용 기기의 구성>

도 15는 본 발명에 따른 휴대용 기기의 구성을 나타낸 구성도이고, 도 16은 본 발명에 따른 휴대용 기기에 촉각생성장치가 결합된 사시도이다.

도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 휴대용 기기는 대략 촉각생성장치(10)와 휴대용기기(20)의 내부 구성인 메모리(300), 마이크로프로세서(400), 및 디스플레이(500)로 구성될 수 있다. 따라서, 이하 도 15를 참조하여 본 발명에 따른 휴대용 기기의 구성을 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 제어수단(200)과 촉각생성수단(100)을 구비하는 촉각생성장치(10)는 앞서 기재한 바와 동일하므로 이에 갈음하고, 이러한 촉각생성장치(10)는 이하 설명할 휴대용기기(20)에 포함되어 본 발명의 일실시예를 실시하게 된다.

본 발명에 따른 메모리(300)는 어플리케이션을 저장하는 수단으로서, 각종 휴대용기기(20)에서 실행되는 어플리케이션 프로그램이 저장된다. 또한, 필요에 따라 촉각생성장치(10)에서 사용되는 프로그램이 저장될 수도 있다.

한편, 메모리(300)는 EEPROM 또는 플래쉬메모리나 MCU, MPU, DSP 등에 내장된 내부 메모리를 이용하여 구현할 수 있다. 이 경우 메모리(300)는 후술할 마이크로 프로세서(400)와 별개로 구현하거나 또는 마이크로 프로세서(400)에 그 기능이 포함되어 구현될 수도 있다.

본 발명에 따른 마이크로 프로세서(400)는 상술한 메모리(300)에 저장된 어플리케이션을 실행하며, 실행되는 어플리케이션에 따라서 제어수단(200)에 어플리케이션 정보를 출력하는 수단이다. 어플리케이션 정보는 휴대용기기(20)에서 실행되는 다양한 종류의 프로그램으로서, 제어수단(200)은 이러한 실행되는 프로그램에 따라 다양한 방식의 촉각 피드백을 생성하기 때문에 마이크로 프로세서(400)로부터 이러한 정보를 필요에 따라 받을 수 있다.

다만, 제어수단(200)과 마이크로 프로세서는(400)는 본 발명을 실시하기 위하여 별개로 구현될 필요는 없으며, 제어수단(200) 또는 마이크로 프로세서(400) 어느 쪽이든 하나로 통합되어 구현될 수도 있다.

따라서, 마이크로 프로세서(400)는 MCU, MPU, DSP 등을 사용하여 구현할 수 있으며, 또한 FPGA 또는 ASIC 등의 로직 설계에 의해서도 동일하게 구현을 할 수 있다. 이러한 마이크로 프로세서(400)는 촉각생성수단(100)에 포함되어 구성될 수도 있으며, 필요에 따라 촉각생성수단(100)과 별개로 휴대용기기(20)에 포함되어 구현될 수도 있다.

본 발명에 따른 디스플레이(500)는 어플리케이션이 실행되는 상태를 보여주는 수단이다. 이러한 디스플레이(500)는 본 발명에 있어서 디스플레이(500) 없이 구현될 수도 있다. 예를 들어 본 발명에 따른 휴대용기기(20)가 스마트폰 또는 태블릿PC 등인 경우 디스플레이(500)가 필요하나, 콘솔게임기 등의 게임시 사용되는 조이스틱의 경우에는 필요에 따라 디스플레이(500) 없이 구현될 수도 있다.

한편, 상술한 기능을 갖는 디스플레이(500)는 LCD, OLED, 또는 LED 등을 사용하여 구현할 수도 있으나, 이러한 구성에 한정되지 않으며, 어플리케이션이 실행되는 상태를 보여줄 수 있는 수단이면 어느 것이나 본 발명의 일실시예를 수행하게 된다.

도 16에 도시된 바와 같이, 상술한 기능을 갖는 촉각생성장치(10)가 포함된 휴대용기기(20)는 스마트폰, PDA, 노트북, 아이패드, 갤럭시탭, 테블릿 PC, 게임용으로서 Xbox 360, 플레이 스테이션, 닌텐도 DS, 또는 PSP 등에 응용되어 촉각 피드백을 사용자에게 전달할 수 있다. 다만 도 16에 나타난 촉각생성장치(10)가 휴대용기기(20)에 장착된 위치는 휴대용기기(20)에 따라 다양한 위치에 구성될 수 있다.

<촉각 제공방법>

도 17은 본 발명에 따른 촉각 제공방법을 순차적으로 나타낸 순서도이다. 상술한 구성을 가지는 휴대용 기기에 의하여 수행될 수 있는 촉각 제공방법의 일실시예가 도 17에 도시되어 있다.

도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명의 촉각 제공방법은 대략적으로 S110 단계 내지 S140 단계를 포함하여 수행한다. 이하에서는 각 단계별 수행방법을 도 17을 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 제어수단(200)이 휴대용 기기에서 실행되는 어플리케이션 정보에 대응하는 촉각 피드백을 생성하기 위하여 어플리케이션 정보를 입력받는 단계를 수행하게 된다(S110). 어플리케이션 정보는 상술한 바와 같으며, 촉각 피드백은 저항력인 전단력 또는 강성도를 의미하게 된다. 어플리케이션 정보는 휴대용기기(20)의 어플리케이션을 구동하는 마이크로프로세서(도면 미도시)등에서 정보를 받을 수도 있으나, 제어수단(200)이 직접 구동하는 경우에는 제어수단(200)이 자신의 정보를 이용할 수도 있다.

다음으로, 제어수단(200)이 어플리케이션 정보에 기초하여 촉각 피드백 방법을 결정하는 단계를 수행하게 된다(S120). 촉각 피드백 방법은 도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 사용자에게 전달되는 저항력을 온/오프하는 방법, 저항력을 연속적으로 발생시키는 방법, 또는 저항력을 단계별로 발생시키는 방법 중 어느 하나일 수 있다. 이러한 촉각 피드백 방법을 결정하기 위해서는 실행되고 있는 어플리케이션이 어떤 프로그램이냐에 따라서 달라지므로 제어수단(200)이 실행되고 있는 어플리케이션 정보를 입력받으며 이에 따라 촉각 피드백 방법이 달라진다.

다음으로, 제어수단(200)이 결정된 촉각 피드백 방법에 기초하여 촉각 피드백을 사용자에게 전달하기 위하여 촉각 피드백을 생성하는 단계를 수행하게 된다(S130). 촉각 피드백을 생성하는 단계는 상술한 촉각생성장치(10)에 포함된 촉각생성수단(100)을 이용하여 자기장 또는 전기장을 발생시켜 자기유변유체 또는 전기유변유체의 물성을 변화시켜 저항력을 변화시키는 것이다.

마지막으로, 촉각 피드백을 사용자에게 전달하는 단계를 수행하게 된다(S140). 촉각 피드백의 전달은 자기유변유체 또는 전기유변유체의 물성의 변화에 따라 저항력이 변화되며, 이러한 저항력이 플랜져(105)에 전달된다. 플랜져(105)는 사용자의 힘(Fin)에 대응하는 부분으로서 사용자에게 저항력의 변화를 전달할 수 있다.

상술한 촉각 제공방법에 있어서, 제어수단(200)이 모든 기능을 수행하나, 필요에 따라 마이크로 프로세서(400)가 그 기능을 분담할 수 있으며, 또는 이러한 기능들이 마이크로 프로세서(400)에 의해 수행될 수도 있다.

<기록매체>

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 케리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

이상, 본 발명의 일실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않으며, 다양한 변형 및 응용이 가능하다. 즉, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 많은 변형이 가능한 것을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

10 : 촉각생성장치
20 : 휴대용기기
100 : 촉각생성수단
101 : 자기장발생수단
103 : 전기장발생수단
105 : 플랜져
200 : 제어수단
300 : 메모리
400 : 마이크로 프로세서
500 : 디스플레이

Claims

사용자로부터 선택된 어플리케이션 정보에 기초하여 촉각 피드백을 제공하기 위한 제어신호를 출력하는 제어수단(200); 및
상기 제어신호에 기초하여 상기 촉각 피드백을 생성하고, 상기 촉각 피드백을 상기 사용자의 외력(Fin)에 대응하여 제공하는 촉각생성수단(100);을 포함하고,
상기 촉각생성수단(100)은,
상기 제어신호에 기초하여 자기장을 발생시키고, 상기 자기장을 자기유변유체에 인가하여 상기 자기유변유체의 강성도를 변화시켜 상기 촉각 피드백을 생성하는 자기장발생수단(101)과 상기 사용자의 외력(Fin)이 가해지며, 상기 자기유변유체와 접합되어 상기 자기장의 세기에 따라 생성되는 상기 촉각 피드백을 상기 사용자에게 전달하는 플랜져(105)를 구비하거나, 상기 제어신호에 기초하여 전기장을 발생시키고, 상기 전기장을 전기유변유체에 인가하여 상기 전기유변유체의 강성도를 변화시켜 상기 촉각 피드백을 생성하는 전기장발생수단(103)과 상기 사용자의 외력(Fin)이 가해지며, 상기 전기유변유체와 접합되어 상기 전기장의 세기에 따라 생성되는 상기 촉각 피드백을 상기 사용자에게 전달하는 플랜져(105)를 구비하는 것을 특징으로 하는 촉각 생성 장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 촉각 피드백은,
상기 자기장 또는 상기 전기장을 온/오프하는 방식, 상기 자기장 또는 상기 전기장을 연속적으로 발생시키는 방식, 및 상기 자기장 또는 상기 전기장을 단계별로 발생시키는 방식 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 촉각 생성 장치.
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제 4 항에 있어서,
상기 자기장 또는 상기 전기장을 온/오프하는 방식은,
휴대용 기기의 상태정보, 상기 휴대용 기기의 통화 요금정보, 및 상기 휴대용 기기의 작업 중요도에 따른 정보 중 적어도 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 촉각 생성 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 자기장 또는 상기 전기장을 연속적으로 발생시키는 방식은,
상기 외력(Fin)에 비해 상대적으로 상기 자기장 또는 상기 전기장이 증가하거나, 상기 외력(Fin)에 비해 상대적으로 상기 자기장 또는 상기 전기장이 일정하다가 떨어지거나, 또는 상기 외력(Fin)에 비해 상대적으로 상기 자기장 또는 상기 전기장이 감소하는 것을 특징으로 하는 촉각 생성 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 자기장 또는 상기 전기장을 단계별로 발생시키는 방식은,
상기 외력(Fin)에 비해 상대적으로 상기 자기장 또는 상기 전기장이 단계적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 촉각 생성 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 촉각은 근감각 또는 촉감인 것을 특징으로 하는 촉각 생성 장치.
사용자로부터 선택된 어플리케이션 정보에 기초하여 촉각 피드백을 제공하기 위한 제어신호를 출력하는 제어수단(200); 및 상기 제어신호에 기초하여 상기 촉각 피드백을 생성하고, 상기 촉각 피드백을 상기 사용자의 외력(Fin)에 대응하여 제공하는 촉각생성수단(100);을 포함하고,
상기 촉각생성수단(100)은,
상기 제어신호에 기초하여 자기장을 발생시키고, 상기 자기장을 자기유변유체에 인가하여 상기 자기유변유체의 강성도를 변화시켜 상기 촉각 피드백을 생성하는 자기장발생수단(101)과 상기 사용자의 외력(Fin)이 가해지며, 상기 자기유변유체와 접합되어 상기 자기장의 세기에 따라 생성되는 상기 촉각 피드백을 상기 사용자에게 전달하는 플랜져(105)를 구비하거나, 상기 제어신호에 기초하여 전기장을 발생시키고, 상기 전기장을 전기유변유체에 인가하여 상기 전기유변유체의 강성도를 변화시켜 상기 촉각 피드백을 생성하는 전기장발생수단(103)과 상기 사용자의 외력(Fin)이 가해지며, 상기 전기유변유체와 접합되어 상기 전기장의 세기에 따라 생성되는 상기 촉각 피드백을 상기 사용자에게 전달하는 플랜져(105)를 구비하는 촉각 생성 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 기기.
제 11 항에 있어서,
어플리케이션을 저장하는 메모리(300); 및
상기 메모리(300)에 저장된 상기 어플리케이션을 실행하며, 실행되는 상기 어플리케이션에 따라서 상기 제어수단(200)에 상기 어플리케이션 정보를 출력하는 마이크로 프로세서(400);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 기기.
제 12 항에 있어서,
상기 어플리케이션이 실행되는 상태를 보여주는 디스플레이(500)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 기기.
제1항의 촉각 생성 장치를 이용한 촉각 제공방법에 있어서,
제어수단(200)이 휴대용 기기에서 실행되는 어플리케이션 정보에 대응하는 촉각 피드백을 생성하기 위하여 상기 어플리케이션 정보를 입력받는 단계(S110);
상기 제어수단(200)이 상기 어플리케이션 정보에 기초하여 상기 촉각 피드백 방법을 결정하는 단계(S120);
촉각생성수단(100)이 결정된 상기 촉각 피드백 방법에 기초하여 상기 촉각 피드백을 사용자에게 전달하기 위하여 상기 촉각 피드백을 생성하는 단계(S130); 및
촉각생성수단(100)이 결정된 상기 촉각 피드백 방법에 기초하여 생성된 상기 촉각 피드백을 사용자에게 전달하는 단계(S140);를 포함하고,
상기 촉각생성수단(100)은,
상기 제어신호에 기초하여 자기장을 발생시키고, 상기 자기장을 자기유변유체에 인가하여 상기 자기유변유체의 강성도를 변화시켜 상기 촉각 피드백을 생성하는 자기장발생수단(101)과 상기 사용자의 외력(Fin)이 가해지며, 상기 자기유변유체와 접합되어 상기 자기장의 세기에 따라 생성되는 상기 촉각 피드백을 상기 사용자에게 전달하는 플랜져(105)를 구비하거나, 상기 제어신호에 기초하여 전기장을 발생시키고, 상기 전기장을 전기유변유체에 인가하여 상기 전기유변유체의 강성도를 변화시켜 상기 촉각 피드백을 생성하는 전기장발생수단(103)과 상기 사용자의 외력(Fin)이 가해지며, 상기 전기유변유체와 접합되어 상기 전기장의 세기에 따라 생성되는 상기 촉각 피드백을 상기 사용자에게 전달하는 플랜져(105)를 구비하는 것을 특징으로 하는 촉각 제공방법.
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제 14 항에 있어서,
상기 촉각 피드백 방법은,
상기 자기장 또는 상기 전기장을 온/오프하는 방식, 상기 자기장 또는 상기 전기장을 연속적으로 발생시키는 방식, 및 상기 자기장 또는 상기 전기장을 단계별로 발생시키는 방식 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 촉각 제공방법.
제 14 항 또는 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 촉각 제공방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.