KR101345343B1 - 제어 객체의 움직임에 따른 피드백 제공을 위한 방법 및장치 - Google Patents

제어 객체의 움직임에 따른 피드백 제공을 위한 방법 및장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제어 객체의 움직임에 따른 피드백 제공을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 사용자 인터페이스 장치는 본체, 및 상기 본체와 가동적으로 연결되고, 소정의 제어 객체의 움직임에 따라서 움직이는 적어도 하나의 사이드 윙을 포함한다.
피드백, 제어, 객체, 어플리케이션

Description

제어 객체의 움직임에 따른 피드백 제공을 위한 방법 및 장치{Method and apparatus for providing feedback corresponding to movement of a controlled object}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔터테인먼트 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 인터페이스 장치를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 인터페이스 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 발명의 일 실시예에 따른 사용자 인터페이스 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 인터페이스 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 인터페이스 장치를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 호스트 장치와 사용자 인터페이스 장치의 데이터 처리를 위한 구성을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 인터페이스 장치를 사용자가 파지한 모습을 나타낸 도면이다.
도 9는 도 7에 도시된 호스트 장치의 피드백 처리부를 보다 구체적으로 나타낸 블록도이다.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드 윙의 운동량 및 제어 객체의 속력 간의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 인터페이스 장치의 사이드 윙의 동작을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 호스트 장치와 사용자 인터페이스 장치의 데이터 처리를 위한 구성을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 인터페이스 장치를 나타낸 사시도이다.
도 14는 도 13의 사용자 인터페이스 장치의 데이터 처리를 위한 구성을 나타낸 블록도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 피드백 제어 과정을 나타낸 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
710 : 어플리케이션 처리부 720 : 출력부
730 : 피드백 처리부 740 : 인터페이스부
750 : 입력부 760 : 호스트 연결부
770 : 제어부
본 발명은 피드백 제공에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제어 객체의 움직임에 따른 피드백 제공을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
디지털 기술의 발달로 멀티미디어 데이터를 포함하는 다양한 종류의 어플리케이션의 보급이 증대되고 있다. 사용자는 어플리케이션 이용시 보다 높은 현실감을 느끼기를 원하며, 3D 입체 영상이나 다채널 서라운딩 음향과 같은 기술이 사용자의 요구를 만족시키기 위해 등장해왔다.
그런데 최근에는 인간의 시각 및 청각적 자극에 그치지 않고 인간의 촉각을 이용한 정보 전달 기술이 대두되고 있다. 그 중 한가지 방법은, 어플리케이션 이용 시 사용자와 인터페이스를 이루는 전자 및 기계 장치를 이용하여 사용자에게 어플리케이션의 실행 상태에 대응하는 피드백을 제공하는 것이 그 중 한가지 방법이다. 예를 들어, 비디오 게임 콘솔에서 캐릭터를 제어하기 위해 사용되는 조이 패드에 진동기를 장착하여, 캐릭터에 충격이 가해질 경우 조이 패드를 진동시키는 기술이 공지되어 있다.
그러나, 공지의 다양한 피드백 기술에도 불구하고, 게임과 같은 미디어에서 사용자의 몰입감 및 실제감을 증강시킬 수 있는 보다 효과적인 피드백 기술이 여전히 요구되고 있다.
본 발명은 사용자에게 미디어에 대한 실제감을 증가시킬 수 있는 피드백 제공 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 사용자 인터페이스 장치는 본체, 및 상기 본체와 가동적으로 연결되고, 소정의 제어 객체의 움직임에 따라서 움직이는 적어도 하나의 사이드 윙을 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 제어 장치는 소정의 제어 객체의 움직임에 대한 피드백 정보를 제공하는 피드백 처리부, 및 상기 제공된 피드백 정보를 사용하여 사용자 인터페이스 장치의 본체와 가동적으로 연결된 적어도 하나의 사이드 윙의 움직임을 유도하는 가력기를 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 제어 방법은, 소정의 제어 객체의 움직임에 대한 피드백 정보를 제공하는 단계, 및 상기 제공된 피드백 정보를 사용하여 사용자 인터페이스 장치의 본체와 가동적으로 연결된 적어도 하나의 사이드 윙의 움직임을 유도하는 가력기를 제어하는 단계를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 호스트 장치는 어플 리케이션을 실행하여 소정의 제어 객체를 생성하는 어플리케이션 처리부, 및 상기 제어 객체의 움직임에 따라서, 사용자 인터페이스 장치의 본체와 가동적으로 연결된 적어도 하나의 사이드 윙의 움직임을 제어하기 위한 피드백 정보를 제공하는 피드백 처리부를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 피드백 정보 제공 방법은 어플리케이션을 실행하여 소정의 제어 객체를 생성하는 단계, 및 상기 제어 객체의 움직임에 따라서, 사용자 인터페이스 장치의 본체와 가동적으로 연결된 적어도 하나의 사이드 윙의 움직임을 제어하기 위한 피드백 정보를 제공하는 단계를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 엔터테인먼트 시스템은 어플리케이션을 실행하여 소정의 제어 객체를 생성하는 호스트 장치, 및 본체 및 상기 본체와 가동적으로 연결되고, 상기 제어 객체의 움직임에 따라서 움직이는 적어도 하나의 사이드 윙을 포함하는 사용자 인터페이스 장치를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하 게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔터테인먼트 시스템(100)을 나타낸 도면이다. 엔터테인먼트 시스템(100)은 호스트 장치(110), 사용자 인터페이스 장치(120), 및 디스플레이 장치(130)를 포함한다.
호스트 장치(110)는 메모리와 프로세서를 포함하고, 이들을 이용하여 소정의 어플리케이션을 실행시킬 수 있는 디바이스이다. 호스트 장치(110)의 일 예로서 컴퓨터, 셋탑박스, 게임 콘솔 등을 들 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 어플리케이션은 호스트 장치(110)에 의해 실행됨으로써 가상 현실을 구현하고, 가상 현실에 존재하는 객체(예를 들어, 캐릭터, 아바타, 기타 물체 등)들의 움직임을 표현할 수 있다. 어플리케이션의 예로서 비디오 게임, 온라인 게임, 시뮬레이션 등을 들 수 있다.
디스플레이 장치(130)는 호스트 장치(110)에 의해 실행되는 어플리케이션의 실행 상태를 사용자에게 디스플레이한다. 예를 들어 호스트 장치(110)가 비디오 게임을 실행 중이라면, 디스플레이 장치(130)는 비디오 게임의 실행 화면을 디스플레이할 수 있다. 디스플레이 장치(130)는 CRT(Cathode-Ray Tube), LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 등으로 구현 가능하다. 물론, 디스플레이 장치(130)가 이에 한정되는 것은 아니다.
사용자 인터페이스 장치(120)는 버튼이나 조이스틱과 같은 입력 툴(tool)을 포함하며, 사용자가 입력 툴을 조작함에 따라서 그에 대응하는 입력 신호를 발생시키는 디바이스이다. 사용자 인터페이스 장치(120)가 발생시킨 입력 신호는 호스트 장치(110)로 전송되고, 호스트 장치(110)는 전송된 입력 신호에 따라서 어플리케이션을 제어하게 된다. 따라서, 사용자는 사용자 인터페이스 장치(120)를 이용하여 어플리케이션의 실행 상태를 제어할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 사용자 인터페이스 장치(120)에 구비된 방향 버튼을 이용하여, 어플리케이션의 실행으로 인해 생성된 객체의 움직임을 제어할 수 있다. 이하, 사용자 인터페이스 장치(120)를 통해서 사용자가 그 움직임을 직접 제어하게 되는 객체를 제어 객체(controlled object)라 한다.
사용자 인터페이스 장치(120)는 제어 객체의 움직임에 대응하는 피드백을 사용자에게 제공한다. 이러한 사용자 인터페이스 장치(120)의 일 실시예로서 조이 패드(joy pad), 게임 패드, 원격 제어기 등을 들수 있다. 이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 사용자 인터페이스 장치(120)에 대해 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 인터페이스 장치(120)를 나타낸 사시도이다. 사용자 인터페이스 장치(120)는 본체(body, 210)와 사이드 윙(side wing, 220a 및 220b)을 포함한다. 이하에서는 사이드 윙(220a, 220b)을 통칭할 경우 식별자 ＇220＇을 사용할 것이다.
본체(210)는 상/하/좌/우 네 가지 방향을 각각 제어할 수 있는 방향 버튼(212), 적어도 하나의 기능 버튼(214), 및 하우징(housing, 216)을 포함한다. 물론, 본체(210)는 방향 버튼(212)과 기능 버튼(214) 중에서 어느 하나만 포함할 수도 있고, 도시되지는 않았지만 하나 이상의 버튼을 더 포함할 수도 있다. 또한 본체(210)는 조이스틱이나 방향 패드를 포함할 수도 있고, 기타 다른 종류의 입력 툴을 포함할 수도 있다. 본 발명의 실시예에 따른 사용자 인터페이스 장치(120)는 본체(210)에 구비되는 입력 툴의 종류나 개수에 의해 한정되지 않는다.
사이드 윙(220)은 본체(210)에 가동적으로 연결되며, 제어 객체의 움직임에 대한 피드백을 사용자에게 전달하는 역할을 한다. 바람직하게는, 사이드 윙(220)은 본체(210)의 외주변에 연결되어, 사용자 인터페이스 장치(120)의 모서리가 된다. 만약, 복수의 사이드 윙(220)이 본체(210)에 연결된다면, 각 사이드 윙(220)은 본체(210)의 일단과 타단에 연결되어 대칭적인 배치 구조를 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 2의 실시예에서처럼, 두 개의 사이드 윙(220-a, 220-b)은 서로 상반된 위치에서 본체(210)의 외주변에 연결될 수 있다.
한편, 사이드 윙(220)이 본체(210)에 가동적으로 연결되었다는 것은, 도 3에 도시된 바와 같이 사이드 윙(220)과 본체(210)의 연결 지점(10)을 축으로 하여 사이드 윙(220)이 소정 각도 내에서 회전이 가능하게 본체(210)와 연결되어 있다는 것을 의미할 수 있다. 하지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 사이드 윙(220)이 본체(210)와의 연결로부터 완전히 이탈되지 않는 범위 내에서 움직일 수 있는 다른 유형의 연결 방식 또한 본 발명의 실시예에 따른 사이드 윙(220)과 본체(210) 간의 가동적인 연결 유형에 포함될 수 있다.
예를 들어, 도 4a에 도시된 바와 같이 사이드 윙(220)이 본체(210)에 대해 수직한 방향(보다 구체적으로는 본체(210)의 상부 표면에 대해 수직한 방향)으로 이동 가능하게 본체(210)와 연결되어 있거나, 도 4b에 도시된 바와 같이 사이드 윙(220)이 본체(210)에 대해 수평한 방향(보다 구체적으로는 본체(210)의 상부 표면에 대해 수평한 방향)으로 이동 가능하게 본체(210)와 연결되어 있는 경우도, 사이드 윙(220)이 본체(210)에 가동적으로 연결되었음을 의미할 수 있다.
이하에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 사이드 윙(220)이 본체(210)에 피벗 가능하게 연결된(pivotly connected) 실시예를 중심으로 하여 사용자 인터페이스 장치(120)에 대해 설명할 것이다. 그러나, 당업자라면 이하에서 설명되는 내용을 통하여, 사이드 윙(220)이 본체(210)에 가동적으로 연결되어 있는 다른 실시예가 적용된 사용자 인터페이스 장치(120)에 대해서도 구체적으로 이해할 수 있을 것이다.
한편, 사용자 인터페이스 장치(120)는 사이드 윙(220)을 움직이기 위한 가력기(force provider, 510)를 더 포함하며, 그 일 예를 도 5에 도시하였다. 도 5는 도 2의 사용자 인터페이스 장치(120)에서 하우징(216)을 단면 처리한 도면이다. 도시된 실시예에서 가력기(510)는 본체(210)에 포함된다. 바람직하게는, 가력기(510)는 하우징(216)의 내부에 고정된다. 가력기(510)는 서보 모터(servo motor), 피에조 모터(piezo motor), 솔레노이드(solenoid), 액추에이터(actuator), 기타 구동기 등으로 구성될 수 있다. 물론 본 발명에서 사용되는 가력기(510)의 종류는 이에 한정되지 않으며, 전자기적 또는 기계적 방식으로 동력을 제공하는 다양한 방식의 가력기(510)를 구현하는 것이 가능하다. 가력기(510)의 동력 전달 부(512)는 사이드 윙(220)과 연결되어, 사이드 윙(220)에 힘을 가하게 된다. 만약, 가력기(510)가 모터라면 동력 전달부(512)는 모터의 축일 수 있다.
한편, 도 2에서는 사용자 인터페이스 장치(120)가 두 개의 사이드 윙(220a, 220b)을 포함하는 것으로 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 따라서 사용자 인터페이스 장치(120)는 하나 또는 둘 이상의 사이드 윙(220)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 사용자 인터페이스 장치(120)는 6개의 사이드 윙(220-1, 220-2, 220-3, 220-4, 220-5, 220-6)을 포함한다. 각 사이드 윙(220-1, 220-2, 220-3, 220-4, 220-5, 220-6)이 본체(210)에 연결된 방식은 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한 바와 같다. 이 경우, 사용자 인터페이스 장치(120)는 복수의 가력기(510)를 포함할 수 있으며, 각 사이드 윙(220-1, 220-2, 220-3, 220-4, 220-5, 220-6) 마다 하나의 가력기(510)가 할당될 수 있다. 그러나, 사용자 인터페이스 장치(120)가 가역기(510)를 복수로 포함하여야만 하는 것은 아니며, 하나의 가력기(510)가 복수의 사이드 윙(220)과 연결되는 실시예도 가능하다.
이하에서는, 제어 객체의 움직임에 따라서 사이드 윙(220)을 통해 사용자에게 피드백을 제공하기 위한, 호스트 장치(110) 및 사용자 인터페이스 장치(120)의 구성과 동작 과정에 대해서 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 호스트 장치(110)와 사용자 인터페이스 장치(120)의 데이터 처리를 위한 구성을 나타낸 도면이다.
호스트 장치(110)는 어플리케이션 처리부(710), 출력부(720), 피드백 처리부(730), 및 인터페이스부(740)를 포함한다.
어플리케이션 처리부(710)는 시뮬레이션, 비디오 게임, 온라인 게임, 네비게이션 등과 같은 어플리케이션을 실행한다. 또한, 어플리케이션 처리부(710)는 제어 객체의 움직임 정보를 피드백 처리부(730)에게 제공한다. 여기서 제어 객체의 움직임 정보는, 어플리케이션의 실행으로 인하여 생성되는 가상 현실 상에서 제어 객체의 움직임을 표현하기 위한 정보이다. 어플리케이션 제작자는 어플리케이션이 실행될 경우 제어 객체의 움직임 정보가 출력되도록 어플리케이션을 제작할 수 있다.
출력부(720)는 어플리케이션의 실행 상태나 실행 결과를 디스플레이 장치(130)로 전달한다. 출력부(720)와 디스플레이 장치(130) 간의 정보 전달은 유선 매체뿐만 아니라 무선 매체를 통해서도 이루어질 수 있다.
인터페이스부(740)는 사용자 인터페이스 장치(120)와의 통신을 담당한다. 인터페이스부(740)는 사용자 인터페이스 장치(120)로부터 소정의 입력 신호를 수신하고 수신된 입력 신호를 어플리케이션 처리부(710)로 전달한다. 어플리케이션 처리부(710)는 인터페이스부(740)로부터 전달 받은 입력 신호에 따라서 어플레케이션을 제어할 수 있다. 따라서, 입력 신호를 통해서 제어 객체의 운동 속력이나 운동 방향이 제어될 수 있다.
피드백 처리부(730)는 제어 객체의 움직임 정보를 이용하여 피드백 정보를 생성한다. 피드백 정보는 사용자 인터페이스 장치(120)의 사이드 윙(220)의 움직임을 제어하기 위한 정보이다. 예를 들어 피드백 정보는 각 사이드 윙(220)의 운동량과 운동 방향에 대한 정보를 포함할 수 있다. 여기서 운동량은 사이드 윙(220)의 움직임 정도를 나타내는 정보이며, 운동 방향은 사이드 윙(220)이 움직이는 방향을 나타내는 정보이다. 생성된 피드백 정보는 인터페이스부(740)를 통하여 사용자 인터페이스 장치(120)로 전달된다. 피드백 처리부(730)와 피드백 정보에 대해서는 도 9 내지 도 10c를 참조하여 보다 구체적으로 후술할 것이다.
한편, 사용자 인터페이스 장치(120)는 입력부(750), 호스트 연결부(760), 및 제어부(770)를 포함한다.
입력부(750)는 버튼, 조이스틱, 방향 패드 등과 같은 입력 툴과 연동하여 입력 신호를 발생시킨다. 예를 들어 사용자가 버튼을 누르면, 입력부(750)는 그에 대응하는 입력 신호를 발생시킬 수 있다.
호스트 연결부(760)는 유선 매체 또는 무선 매체를 이용하여 호스트 장치(110)와 데이터나 정보를 송수신한다. 보다 구체적으로, 호스트 연결부(760)는 입력부(750)에 의해 발생된 입력 신호를 호스트 장치(110)로 전달하고, 호스트 장치(110)로부터 피드백 정보를 수신한다. 수신된 피드백 정보는 제어부(770)로 전달된다.
제어부(770)는 호스트 연결부(760)가 호스트 장치(110)로부터 수신한 피드백 정보를 이용하여 가력기(510)를 제어한다. 피드백 정보는 사이드 윙(220)의 운동량 및 운동 방향에 대한 정보를 포함하므로, 제어부(770)는 이를 가력기(510)의 동작에 대응하는 정보로 변환할 수 있다. 물론, 실시예에 따라서 피드백 정보는 가력기(510)에 대한 제어 정보를 포함할 수 있으며, 제어부(770)는 별도의 변환 작업 없이 제어 정보를 이용하여 가력기(510)를 제어할 수도 있다. 제어부(770)의 제어 에 따라서 가력기(510)가 동작하면 사이드 윙(220)이 움직이게 된다. 사용자는 도 8에 도시된 바와 같이 사용자 인터페이스 장치(120)를 파지하게 되므로, 사용자는 사이드 윙(220)의 움직임을 손으로 감지할 수 있으며 제어 객체의 움직임을 보다 효과적으로 인식할 수 있게 된다.
도 9는 도 7에 도시된 호스트 장치(110)의 피드백 처리부(730)를 보다 구체적으로 나타낸 블록도이다. 피드백 처리부(730)는 산출부(910), 운동량 계산부(920), 운동 방향 결정부(930), 정보 전달부(930)를 포함한다.
산출부(910)는 어플리케이션 처리부(710)로부터 전달 받은 제어 객체의 움직임 정보를 이용하여 제어 객체의 속력(speed)과 이동 방향을 계산한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 움직임 정보는 제어 객체가 가질 수 있는 최대 속력과 제어 객체의 좌표값을 포함할 수 있다. 움직임 정보는 어플리케이션 처리부(710)로부터 지속적으로 제공되는 것이 바람직하며, 산출부(910)는 시간의 흐름에 따라서 변화하는 제어 객체의 좌표값을 이용하여 제어 객체의 속력과 이동 방향을 계산할 수 있게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 움직임 정보는 제어 객체의 속력과 이동 방향에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이 경우, 산출부(910)는 어플리케이션 처리부(710)로부터 전달 받은 정보 중에서 제어 객체의 속력과 이동 방향에 관한 정보를 추출하는 역할을 하게 된다.
운동량 계산부(920)는 제어 객체의 현재 속력과 최대 속력을 이용하여 사용자 인터페이스 장치(120)의 사이드 윙(220)에 적용될 운동량을 계산한다. 만약, 사이드 윙(220)이 도 3에 도시된 바와 같이 본체(210)와 연결된다면, 상기 운동량은 사이드 윙(220)의 회전 각을 의미할 수 있다. 또한, 사이드 윙(220)이 도 4a나 도 4b에 도시된 바와 같이 본체(210)와 연결된다면, 상기 운동량은 사이드 윙(220)의 이동 거리를 의미할 수 있다.
사용자 인터페이스 장치(120)가 복수의 사이드 윙(220)을 포함하는 경우, 운동량 계산부(920)는 복수의 사이드 윙(220) 모두에게 공통적으로 적용될 운동량을 계산할 수도 있고, 복수의 사이드 윙(220) 각각에 적용될 개별적인 운동량을 계산할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 운동량 계산부(920)는 수학식1을 사용하여 사이드 윙(220)의 운동량을 계산할 수 있다.
[수학식1]
Figure 112006086707413-pat00001
수학식1에서 r은 사이드 윙(220)의 운동량을 나타낸다. 예를 들어, r은 사이드 윙(220)의 회전각 또는 이동 거리를 나타낼 수 있다. 또한, 수학식1에서 Rmax는 사이드 윙(220)의 최대 운동량을 나타낸다. 사이드 윙(220)의 최대 운동량은 사이드 윙(220)이 회전할 수 있는 최대 각도나 사이드 윙(220)이 이동할 수 있는 최대 거리를 나타낸다. 사이드 윙(220)의 최대 운동량은 사전에 설정되어 있을 수도 있고, 사용자 인터페이스 장치(120)로부터 전달받을 수도 있다. 본 발명은 운 동량 계산부(920)가 사이드 윙(220)의 최대 운동량을 획득하는 경로나 방식에 의해 한정되지 않는다.
한편, 수학식1에서 v는 제어 객체의 현재의 속력을 나타내고, Vmax는 제어 객체의 최대 속력을 나타낸다. 또한, 수학식1에서 k는 제어 객체의 속력과 사이드 윙(220)의 운동량 간의 변화 비율을 나타내는 상수이다. k 값은 어플리케이션이 실행됨에 따라서 어플리케이션 처리부(710)로부터 전달될 수 있다. Vmax 및 k는 제어 객체의 특성(어플리케이션 제작자에 의해 결정됨)에 따라서 어플리케이션 제작시 미리 설정되어 있을 수 있다.
수학식1을 사용할 경우, k값이 0이면 제어 객체의 속력과 사이드 윙(220)의 운동량은 도 10a에 도시된 바와 같이 정비례한다. 또한, k값이 0보다 크면 도 10b에 도시된 바와 같이 제어 객체의 속력이 낮을수록 사이드 윙(220)의 움직임 변화량이 작아지고, 제어 객체의 속력이 높을수록 사이드 윙(220)의 움직임 변화량이 커진다. 이러한 관계는 제어 객체가 고속으로 움직일 경우에 사용자에게 보다 정밀한 피드백을 주어야 하는 어플리케이션에 적용될 수 있다.
한편, 수학식1을 사용할 경우 k값이 0보다 작으면 도 10c에 도시된 바와 같이 제어 객체의 속력이 낮을수록 사이드 윙(220)의 움직임 변화량이 커지고, 제어 객체의 속력이 높을수록 사이드 윙(220)의 움직임 변화량이 작아진다. 이러한 관계는 제어 객체가 저속으로 움직일 경우에 사용자에게 보다 정밀한 피드백을 주어야 하는 어플리케이션에 적용될 수 있다.
물론 수학식1과 도 10a 내지 도 10c를 통하여 제시된, 제어 객체의 속력과 사이드 윙(220)의 운동량 간의 관계는 예시적인 것일 뿐이므로, 제어 객체의 속력과 사이드 윙(220)의 운동량 간의 관계는 실시예에 따라서 다양하게 구현될 수 있다.
다시 도 9를 참조하면 운동 방향 결정부(930)는 제어 객체의 이동 방향에 따라서 각 사이드 윙(220)의 운동 방향을 결정한다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 6개의 사이드 윙(220)을 포함하는 사용자 인터페이스 장치(120)가 사용되는 경우, 운동량 계산부(920)는 제어 객체의 운동 방향에 따라서 표1에 나타낸 바와 같이 각 사이드 윙(220)의 운동 방향을 결정할 수 있다.
[표1]
사이드 윙
제어 객체의 이동방향 220-1 220-2 220-3 220-4 220-5 220-6
전(前) - - 0 0 + +
후(後) + + 0 0 - -
좌(左) 0 0 - + 0 0
우(右) 0 0 + - 0 0
상(上) + + + + + +
하(下) - - - - - -
표1에서 ＇+＇는 사이드 윙(220)의 상향 움직임을 나타내고 '-'는 사이드 윙(220)의 하향 움직임을 나타낸다. 또한, 표1에서 ＇0＇는 사이드 윙(220)이 움직이지 않음을 나타낸다. 물론, 표1에 나타낸 관계는 일 실시예일뿐이므로 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 사용자에게 제어 객체의 움직임에 대한 적절한 피드백을 주기 위하여 사이드 윙(220) 각각의 운동 방향의 다양한 조합을 사 용하는 것이 가능하다. 제어 객체의 움직임에 대응하는 사이드 윙(220)의 운동 방향의 조합은 사이드 윙(220)의 개수나 연결 위치에 따라서 달라질 수도 있다.
다시 도 9를 참조하면, 정보 전달부(930)는 운동량 계산부(920)에 의해 계산된 사이드 윙(220)의 운동량과 운동 방향 결정부(930)에 의해 결정된 각 사이드 윙(220)의 운동 방향에 관한 정보를 포함하는 피드백 정보를 생성하고, 생성된 피드백 정보를 출력한다.
표1에 나타낸 정보에 따라서 도 6에 도시한 사용자 인터페이스 장치(120)의 사이드 윙(220)이 제어되는 실시예를 도 11a 및 도 11b에 도시하였다.
도 11a는 제어 객체(1110)가 왼쪽 방향으로 움직일 경우에 대한 실시예이다. 사용자가 사용자 인터페이스 장치(120)의 방향 버튼(212)을 조작하여 제어 객체(1110)가 왼쪽 방향으로 움직이도록 지시하면, 사용자 인터페이스 장치(120)는 그에 대응하는 입력 신호를 호스트 장치(110)에게 전송한다. 호스트 장치(110)는 사용자 인터페이스 장치(120)로부터 전송된 입력 신호에 따라서 제어 객체(1110)가 왼쪽 방향으로 움직이도록 어플리케이션을 제어한다. 이 때, 디스플레이 장치(130)는 도 11a에 도시된 바와 같이 제어 객체(1110)의 움직임을 디스플레이할 수 있다. 한편, 제어 객체(1110)가 왼쪽 방향으로 움직이게되므로, 표1을 참조하면 사이드 윙 ＇220-1＇, ＇220-2＇, ＇220-5＇, 및 ＇220-6＇은 동작하지 않는다. 또한 사이드 ＇윙 220-3＇은 본체(210)를 기준으로 하향 회전하고, 사이드 윙 ＇220-4＇는 본체(210)를 기준으로 상향 회전한다. 이에 따라서, 사용자 인터페이스 장치(120)를 파지하고 있는 사용자는 사이드 윙 ＇220-3＇과 ＇220-4＇의 움직임으 로 인하여 제어 객체(1110)가 왼쪽으로 움직이는 것을 촉각적으로 인식할 수 있게 된다.
도 11b는 제어 객체(1110)가 전 방향으로 움직일 경우에 대한 실시예이다. 사용자가 사용자 인터페이스 장치(120)의 방향 버튼(212)을 조작하여 제어 객체(1110)가 전 방향으로 움직이도록 지시하면, 사용자 인터페이스 장치(120)는 그에 대응하는 입력 신호를 호스트 장치(110)에게 전송한다. 호스트 장치(110)는 사용자 인터페이스 장치(120)로부터 전송된 입력 신호에 따라서 제어 객체(1110)가 전 방향으로 움직이도록 어플리케이션을 제어한다. 이 때, 디스플레이 장치(130)는 도 11b에 도시된 바와 같이 제어 객체(1110)의 움직임을 디스플레이할 수 있다. 한편, 제어 객체(1110)가 전 방향으로 움직이고 있으므로, 표1을 참조하면 사이드 윙 ＇220-3＇과 ＇220-4＇은 동작하지 않는다. 또한 사이드 윙 ＇220-1＇과 ＇220-2＇는 본체(210) 기준으로 하향 회전하고, 사이드 윙 ＇220-5＇와 ＇220-6＇은 본체(210)를 기준으로 상향 회전한다. 이에 따라서, 사용자 인터페이스 장치(120)를 파지하고 있는 사용자는 사이드 윙 ＇220-1＇, ＇220-2＇, ＇220-5＇ 및 ＇220-6＇의 움직임으로 인하여 제어 객체(1110)가 왼쪽으로 움직이는 것을 촉각적으로 인식할 수 있게 된다.
한편, 도 11a와 도 11b의 실시예에서 사이드 윙(220)의 회전 각도는 제어 객체(1110)의 속도에 따라서 결정될 수 있다. 일 예로써, 제어 객체(1110)의 속도가 빠를수록 사이드 윙(220)의 회전 각도는 증가할 수 있다.
사이드 윙(220)의 운동량과 운동 방향은 사용자가 사이드 윙(220)의 움직임 을 감지함으로써 제어 객체의 움직임을 보다 효과적으로 느낄 수 있도록 사전 실험을 통하여 적절한 값으로 설정되어 있을 수 있다.
한편, 도 7에서는 피드백 처리부(730)가 호스트 장치(110)에 포함되는 것으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 도 12에 도시된 바와 같이 피드백 처리부(730)가 사용자 인터페이스 장치(120)에 포함되는 실시예도 가능하다. 이 경우, 어플리케이션 처리부(710)가 제공하는 제어 객체의 움직임 정보는 인터페이스부(740)를 통하여 사용자 인터페이스 장치(120)로 전송될 수 있다. 이 때 사용자 인터페이스 장치(120)의 호스트 연결부(760)는 호스트 장치(110)로부터 전송된 제어 객체의 움직임 정보를 피드백 처리부(730)로 전달하고, 피드백 처리부(730)는 호스트 연결부(760)로부터 전달 받은 제어 객체의 움직임 정보를 사용하여 피드백 정보를 생성하게 된다. 생성된 피드백 정보는 제어부(770)로 전달되고, 제어부(770)는 이를 이용하여 가력기(510)의 동작을 제어하게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 호스트 장치(110)와 디스플레이 장치(130) 중 적어도 하나가 수행하는 기능이 사용자 인터페이스 장치(120)에 통합될 수도 있다. 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 인터페이스 장치(120)를 나타낸 도면이다. 도 13의 사용자 인터페이스 장치(120)는 호스트 장치(110)와 디스플레이 장치(130)의 기능을 모두 포함한다. 우선, 도 13에 도시된 사용자 인터페이스 장치(120)는 도 6에 도시된 사용자 인터페이스 장치(120)에서 디스플레이 패널(1310)을 더 포함하는 구조를 갖는다. 디스플레이 패널(1310)은 도 1의 디스플레이 장치(130)의 역할을 수행한다. 즉, 디스플레이 패널(1310)은 어플리케이션 의 실행 상태를 디스플레이할 수 있다. 디스플레이 패널(1310)은 LCD, PDP, 유기 EL 등으로 구현 가능하다. 도 13에 도시된 사용자 인터페이스 장치(120)는 PDA, 핸드폰, 휴대용 게임기 등으로 구현될 수 있다.
도 14는 도 13의 사용자 인터페이스 장치(120)의 데이터 처리를 위한 구성을 나타낸 블록도이다. 도 14에 도시된 사용자 인터페이스 장치(120)는 어플리케이션 처리부(710), 출력부(720), 피드백 처리부(730), 입력부(750), 및 제어부(750)를 포함한다. 도 14에 도시된 사용자 인터페이스 장치(120)를 구성하는 구성 요소들 기능은 각각 도 7을 참조하여 설명한 바와 같다. 다만, 구성 요소 간의 데이터 또는 정보 전달 경로는 도 7의 실시예와 상이할 수 있다. 예를 들어, 도 13에서 입력부(750)는 입력 신호를 어플리케이션 처리부(710)에게 직접 제공할 수 있고, 어플리케이션 처리부(710)는 제어 객체의 움직임 정보를 피드백 처리부(730)에게 직접 제공할 수 있다. 한편, 출력부(720)는 어플리케이션의 실행 상태를 디스플레이 패널(1310)이 디스플레이하도록 제어할 수 있다.
이상의 설명에서 도 7, 도 9, 도 12 및 도 14에 도시된, 호스트 장치(110)와 사용자 인터페이스 장치(120)를 구성하는 각 구성요소들은 모듈로 구현될 수 있다. 상기 '모듈'은 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, 모듈은 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 모듈은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. 모듈은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 실행시키도록 구성될 수도 있 다. 따라서, 일 예로서 모듈은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 모듈들에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 모듈들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 모듈들로 더 분리될 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 피드백 제어 과정을 나타낸 흐름도이다. 도시된 과정은 도 7, 도 9 및 도 14에 도시된 각 실시예에서 모두 수행될 수 있다. 다만 사용자 인터페이스 장치(120)나 호스트 장치(110)를 구성하는 구성 요소들 간의 연결 관계는 상기의 각 실시예에 따라서 달라질 수 있다.
우선, 사용자가 사용자 인터페이스 장치(120)에 구비된 입력 툴을 조작하여 제어 객체의 움직임의 제어를 요청하면, 입력부(750)는 조작된 입력 툴에 대응하는 입력 신호를 생성한다(S1510). 생성된 입력 신호는 어플리케이션 처리부(710)로 전달되는데, 어플리케이션 처리부(710)는 입력 신호에 따라서 실행 중인 어플리케이션을 제어한다(S1520). 이에 따라서, 어플리케이션의 실행으로 인해 생성된 제어 객체의 움직임이 제어될 수 있는데, 제어 객체의 움직임은 출력부(720)의 제어에 따라서 디스플레이 장치(130)나 디스플레이 패널(1310)가 사용자에게 디스플레이할 수 있다.
한편, 어플리케이션 처리부(710)는 제어 객체의 움직임 정보를 제공한 다(S1530). 제공된 움직임 정보는 피드백 처리부(730)로 전달되는데, 피드백 처리부(730)는 움직임 정보를 이용하여 사이드 윙(220)의 운동량 및 운동 방향에 관한 정보를 포함하는 피드백 정보를 제공한다(S1540).
그 후, 제어부(770) 피드백 정보를 이용하여, 사이드 윙(220)이 적절히 움직일 수 있도록 가력기(510)를 제어한다(S1550).
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 제어 객체의 움직임에 따른 피드백 제공을 위한 방법 및 장치에 따르면 미디어에 대한 사용자의 실제감을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (37)

  1. 본체; 및
    상기 본체와 가동적으로 연결되고, 소정의 제어 객체의 움직임을 이용하여 생성된 피드백 정보를 이용하여 움직이는 적어도 하나의 사이드 윙을 포함하며,
    상기 피드백 정보는, 상기 사이드 윙의 회전 각과 이동 거리 중 적어도 하나를 포함하는, 사용자 인터페이스 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 사이드 윙은 상기 본체와의 연결 축을 중심으로 하여 회전 가능한, 사용자 인터페이스 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 사이드 윙의 회전 각도는 상기 제어 객체의 속력에 대응하고, 상기 사이드 윙의 회전 방향은 상기 제어 객체의 이동 방향에 대응하는, 사용자 인터페이스 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 사이드 윙은 상기 본체의 상부 표면에 대해서 수직 또는 수평으로 이동 가능한, 사용자 인터페이스 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 사이드 윙의 이동 거리는 상기 제어 객체의 속력에 대응하고, 상기 사이드 윙의 이동 방향은 상기 제어 객체의 이동 방향에 대응하는, 사용자 인터페이스 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 본체는 상기 사이드 윙의 움직임을 유도하는 적어도 하나의 가력기를 포함하는, 사용자 인터페이스 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 가력기의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하는, 사용자 인터페이스 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 본체는 상기 제어 객체의 움직임을 제어하기 입력 툴을 더 포함하는, 사용자 인터페이스 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 본체는 상기 제어 객체의 움직임을 디스플레이하는 디스플레이 패널을 더 포함하는, 사용자 인터페이스 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 사이드 윙은 상기 본체의 외주변에 배치된, 사용자 인터페이스 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 사이드 윙이 복수인 경우, 상기 복수의 사이드 윙 각각은 상기 본체의 일단과 타단에 대응되도록 상기 본체에 연결된, 사용자 인터페이스 장치.
  12. 사용자 인터페이스 장치의 본체와 가동적으로 연결된 적어도 하나의 사이드 윙의 움직임을 제어하는 제어 장치로서,
    소정의 제어 객체의 움직임에 대한 피드백 정보를 제공하는 피드백 처리부; 및
    상기 제공된 피드백 정보를 사용하여 상기 사이드 윙의 움직임을 유도하는 가력기를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 피드백 정보는 상기 사이드 윙의 회전 각과 이동 거리 중 적어도 하나를 포함하는, 제어 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 12항에 있어서, 상기 피드백 처리부는,
    상기 제어 객체의 속력에 따라서 상기 사이드 윙의 회전 각과 이동 거리 중 적어도 하나를 계산하는 운동량 계산부; 및
    상기 제어 객체의 이동 방향에 따라서 상기 사이드 윙의 운동 방향을 결정하는 운동 방향 결정부를 포함하는, 제어 장치.
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 제어 객체의 속도가 빠를수록 상기 사이드 윙의 회전 각과 이동 거리 중 적어도 하나가 커지는, 제어 장치.
  17. 제 12항에 있어서,
    소정의 어플리케이션을 실행하여 상기 제어 객체를 생성하고, 상기 제어 객체의 움직임을 제어하는 어플리케이션 처리부를 더 포함하는, 제어 장치.
  18. 제 12항에 있어서,
    소정의 디스플레이가 상기 제어 객체를 디스플레이하도록 제어하는 출력부를 더 포함하는, 제어 장치.
  19. 제 12항에 있어서,
    사용자의 요청에 따라서 상기 제어 객체의 위치 변화를 요청하는 입력 신호를 생성하는 입력부를 더 포함하는. 제어 장치.
  20. 제 17항에 있어서,
    상기 어플리케이션 처리부는 상기 제어 객체의 움직임 정보를 제공하고,
    상기 피드백 처리부는 상기 제공된 움직임 정보를 사용하여 상기 피드백 정보를 생성하는, 제어 장치.
  21. 사용자 인터페이스 장치의 본체와 가동적으로 연결된 적어도 하나의 사이드 윙의 움직임을 제어하는 방법으로서,
    소정의 제어 객체의 움직임에 대한 피드백 정보를 제공하는 단계; 및
    상기 제공된 피드백 정보를 사용하여 상기 사이드 윙의 움직임을 유도하는 가력기를 제어하는 단계를 포함하며,
    상기 피드백 정보는 상기 사이드 윙의 회전 각과 이동 거리 중 적어도 하나를 포함하는, 제어 방법.
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 제 21항에 있어서, 상기 피드백 정보를 제공하는 단계는,
    상기 제어 객체의 속력에 따라서 상기 사이드 윙의 회전 각과 이동 거리 중 적어도 하나를 계산하는 단계; 및
    상기 제어 객체의 이동 방향에 따라서 상기 사이드 윙의 운동 방향을 결정하는 단계를 포함하는, 제어 방법.
  25. 제 21항에 있어서,
    상기 제어 객체의 속도가 빠를수록 상기 사이드 윙의 회전 각과 이동 거리 중 적어도 하나가 커지는, 제어 방법.
  26. 제 21항에 있어서,
    소정의 어플리케이션을 실행하여 상기 제어 객체를 생성하는 단계를 더 포함하는, 제어 방법.
  27. 제 21항에 있어서,
    상기 제어 객체를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는, 제어 방법.
  28. 제 21항에 있어서,
    사용자의 요청에 따라서 상기 제어 객체의 위치 변화를 요청하는 입력 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는. 제어 방법.
  29. 어플리케이션을 실행하여 소정의 제어 객체를 생성하는 어플리케이션 처리부; 및
    상기 제어 객체의 움직임에 따라서, 사용자 인터페이스 장치의 본체와 가동적으로 연결된 적어도 하나의 사이드 윙의 움직임을 제어하기 위한 피드백 정보를 제공하는 피드백 처리부를 포함하며,
    상기 피드백 정보는 상기 사이드 윙의 회전 각과 이동 거리 중 적어도 하나를 포함하는, 호스트 장치.
  30. 삭제
  31. 제 29항에 있어서, 상기 피드백 처리부는,
    상기 제어 객체의 속력에 따라서 상기 사이드 윙의 회전 각과 이동 거리 중 적어도 하나를 계산하는 운동량 계산부; 및
    상기 제어 객체의 이동 방향에 따라서 상기 사이드 윙의 운동 방향을 결정하는 운동 방향 결정부를 포함하는, 호스트 장치.
  32. 제 29항에 있어서,
    상기 제어 객체의 속도가 빠를수록 상기 사이드 윙의 회전 각과 이동 거리 중 적어도 하나가 커지는, 호스트 장치.
  33. 어플리케이션을 실행하여 소정의 제어 객체를 생성하는 단계; 및
    상기 제어 객체의 움직임에 따라서, 사용자 인터페이스 장치의 본체와 가동적으로 연결된 적어도 하나의 사이드 윙의 움직임을 제어하기 위한 피드백 정보를 제공하는 단계를 포함하며,
    상기 피드백 정보는 상기 사이드 윙의 회전 각과 이동 거리 중 적어도 하나를 포함하는, 피드백 정보 제공 방법.
  34. 삭제
  35. 제 33항에 있어서, 상기 피드백 정보를 제공하는 단계는,
    상기 제어 객체의 속력에 따라서 상기 사이드 윙의 회전 각과 이동 거리 중 적어도 하나를 계산하는 단계; 및
    상기 제어 객체의 이동 방향에 따라서 상기 사이드 윙의 운동 방향을 결정하는 단계를 포함하는, 피드백 정보 제공 방법.
  36. 제 33항에 있어서,
    상기 제어 객체의 속도가 빠를수록 상기 사이드 윙의 회전 각과 이동 거리 중 적어도 하나가 커지는, 피드백 정보 제공 방법.
  37. 어플리케이션을 실행하여 소정의 제어 객체를 생성하는 호스트 장치; 및
    본체 및 상기 본체와 가동적으로 연결되고, 상기 제어 객체의 움직임을 이용하여 생성된 피드백 정보를 기초로 하여 움직이는 적어도 하나의 사이드 윙을 포함하는 사용자 인터페이스 장치를 포함하며,
    상기 피드백 정보는 상기 사이드 윙의 회전 각과 이동 거리 중 적어도 하나를 포함하는, 엔터테인먼트 시스템.
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JP2004021528A (ja) 2002-06-14 2004-01-22 Sony Corp 携帯情報機器

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