KR101541926B1 - Haptic apparatus using a plurality of vibrating devices and control method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 진동에 의해 촉각 정보를 표현하기 위한 햅틱 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 햅틱 장치 및 그 제어 방법은 복수의 위치 센서를 통해 사용자에 의한 다이얼 스위치의 조작량 뿐만 아니라 조작 방향을 검출하고, 복수의 진동 소자를 채택하여 진동 소자의 진동 발생 순서 조절에 의해 진동의 방향성을 표현함으로써, 사용자의 다이얼 스위치 조작에 대응하여 피드백되는 촉각 정보의 식별력을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 고가의 대형 모터 및 진동 발생부 대신에 복수 개의 소형 진동 소자를 이용하여 햅틱 장치를 구현함으로써, 제품 단가를 낮추고 햅틱 장치의 소형화를 달성할 수 있다.The present invention relates to a haptic device and a control method thereof for expressing tactile information by vibration. A haptic device and a control method thereof according to the present invention detect an operation direction as well as an operation amount of a dial switch by a user through a plurality of position sensors and employ a plurality of vibration elements to adjust the direction of vibration It is possible to improve the discrimination power of the tactile information to be fed back corresponding to the operation of the dial switch of the user. In addition, according to the present invention, by implementing a haptic device using a plurality of small vibration elements instead of an expensive large motor and a vibration generating unit, the cost of the product can be reduced and the haptic device can be downsized.
햅틱, 진동 소자, 진동 방향성, 촉각, 식별력 Haptic, Vibration Element, Vibration Direction, Tactile, Discrimination
Description
본 발명은 진동에 의해 촉각 정보를 표현하기 위한 햅틱 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로, 기존의 대형 모터 대신에 복수의 진동 소자를 이용하여 진동의 방향성을 표현함으로써 사용자에게 피드백되는 촉각 정보의 식별력을 향상시키고 제품의 단가를 낮출 뿐만 아니라 제품의 소형화를 용이하게 구현할 수 있는 햅틱 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
인간과 기계 사이에서 정보를 주고받기 위하여 시청각 정보가 이용되고 있다. 그러나, 사용자는 기계 또는 컴퓨터 등을 포함하는 가상 현실을 통해 더욱 구체적이고 실감나는 정보를 얻고자 하는 경향이 있다.Audiovisual information is being used to exchange information between humans and machines. However, the user tends to obtain more specific and realistic information through a virtual reality including a machine or a computer.
이러한 사용자의 요구를 충족시키기 위하여, 사용자와 가상 현실 사이의 정보 전달에 시청각 정보뿐만 아니라 촉각 정보까지 이용되고 있으며, 촉각 정보를 표현하기 위한 기술로서 햅틱 기술이 알려져 있다. 최근, 햅틱 기술은 그 응용 범 위가 매우 넓어지고 있으며, 자동차의 멀티미디어 기기 조작, 핸드폰의 키입력 수단 등의 분야에도 응용되고 있다.In order to meet the needs of users, not only audiovisual information but also tactile information is used for information transmission between the user and virtual reality. Haptic technology is known as a technique for expressing tactile information. Recently, the application range of haptic technology has been widening, and it has been applied to the field of multimedia device manipulation of automobile and key input device of mobile phone.
이하, 도 1을 참조하여 종래 기술에 따른 햅틱 장치에 대해 설명한다. 도 1은 종래 기술에 따른 햅틱 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.Hereinafter, a conventional haptic device will be described with reference to FIG. 1 is a view schematically showing a configuration of a haptic device according to the prior art.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 햅틱 장치는 위치 센서(13), 제어부(14), 모터(15) 및 진동 발생부(16)를 포함한다. 도 1에 도시된 햅틱 장치는 다이얼 스위치에 적용되며, 다이얼 스위치의 스위칭 상태를 검출하여 이에 대응하는 진동 정보를 다이얼 스위치에 피드백시키는 기능을 수행한다.1, the haptic device according to the prior art includes a
보다 구체적으로, 다이얼 가동부(11)는 스위치 패널(12) 상에서 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전하도록 설치된다. 다이얼 가동부(11)가 소정 방향으로 회전하면, 스위치 패널(12)에 설치된 복수의 스위치(도시하지 않음)는 다이얼 가동부(11)의 회전량에 비례하여 소정 수만큼 온/오프(on/off) 된다. 즉, 다이얼 가동부(11)의 회전량에 따라 온/오프되는 스위치의 수가 변경되므로, 사용자는 다이얼을 조작하여 스위치의 상태를 변경시킬 수 있고, 스위치에 연결된 기기의 물리량, 예를 들어, 오디오의 볼륨, 메뉴 항목 등을 조절하거나 선택할 수 있다.More specifically, the
위치 센서(13)는 상기 스위치 패널(12)에 설치되어 다이얼 가동부(11)의 스위치 패널(12) 상에서의 회전 위치를 검출한다. 위치 센서(13)에 의해 검출된 다이얼 가동부(11)의 회전 위치에 관한 정보는 제어부(14)에 입력된다. 제어부(14)는 다이얼 가동부(11)의 회전 위치 정보에 기초하여 스위치 패널에 피드백시키기 위한 진동 구동 신호를 생성한다. 여기서, 제어부(14)는 다이얼 가동부(11)의 회전 위치 정보를 분석하여 진동의 강약 및 진동 시간의 패턴을 결정하고 이를 진동 구동 신호에 반영시킨다.The
제어부(14)의 진동 구동 신호는 모터(15)에 인가되고, 모터(15)는 진동 구동 신호에 해당하는 회전을 수행한다. 모터(15)의 회전에 의해 진동 발생부(16)는 스위치 패널(12)에서 진동을 발생시킨다. 더욱 구체적으로, 모터(15)의 회전에 의해 진동 발생부(16)는 직선 운동을 행하고, 진동 발생부(16)의 단부가 볼록한 형태의 스위치 패널(12)의 중앙부를 주기적으로 타격하여 진동이 발생한다. 따라서, 사용자는 자신의 다이얼 스위치 조작에 대응하는 촉각 정보를 스위치 패널(12)의 진동을 통해 피드백받을 수 있다.The vibration driving signal of the
이러한 종래 기술에 따른 햅틱 장치에서는, 부피가 큰 고가의 모터가 사용되어야 하므로 햅틱 장치의 제품 단가가 높을 뿐만 아니라 햅틱 장치를 소형화하기 어렵다는 문제가 있다. 또한, 종래 기술에 따른 햅틱 장치는 사용자에게 촉각 정보를 전달함에 있어서 진동의 강약 및 진동 시간의 패턴만을 이용하고 있으므로 촉각 정보의 표현이 다소 단조롭다. 따라서, 햅틱 장치의 활용도를 높이고 촉각 정보의 식별력을 향상시키기 위하여 햅틱 장치에 대해 더욱 다양한 촉각 정보의 표현 방식이 요구되고 있는 실정이다.In the haptic device according to the related art, a high-priced motor having a large volume is used, so that the product price of the haptic device is high and it is difficult to miniaturize the haptic device. In addition, since the haptic device according to the prior art uses only the intensity of the vibration and the pattern of the vibration time in transmitting the tactile information to the user, the representation of the tactile information is rather monotonous. Therefore, in order to increase the utilization of the haptic device and improve the discrimination power of the tactile information, a more various tactile information expression methods are required for the haptic device.
본 발명은 전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 것으로, 복수의 위치 센서를 이용하여 사용자에 의한 다이얼 스위치의 조작 방향을 포함하는 회전 위치 정보를 검출하고, 이 회전 위치 정보에 대응하는 진동 구동 신호를 생성하여 진동의 강도 및 진동 시간의 패턴 뿐만 아니라 진동의 방향성이 부여된 진동을 복수의 진동 소자를 통해 다이얼 스위치에 피드백시킴으로써, 사용자의 다이얼 스위치 조작에 대응하여 피드백되는 촉각 정보의 식별력을 향상시킬 수 있는 햅틱 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been accomplished in order to solve the above-described technical problem, and it is an object of the present invention to provide a position detecting apparatus and a position detecting method for detecting rotational position information including a direction of operation of a dial switch by a user using a plurality of position sensors, And the vibration imparted with the direction of the vibration as well as the pattern of the vibration intensity and the vibration time are fed back to the dial switch through the plurality of vibration elements to improve the discrimination power of the tactile information fed back corresponding to the operation of the dial switch of the user And to provide a haptic device.
본 발명은 스위치 패널 상에서 다이얼 가동부가 회전 가능하도록 구성된 다이얼 스위치에 적용되는 복수의 진동 소자를 이용한 햅틱 장치로서, 스위치 패널의 하나 이상의 위치에 설치되어 사용자의 다이얼 스위치 조작량 및 조작 방향에 대응하는 다이얼 가동부의 스위치 패널 상의 회전 위치 정보를 검출하여 전기 신호로서 출력하는 복수의 위치 센서; 상기 복수의 위치 센서의 출력 신호를 받아들이고, 시뮬레이션에 의해 미리 결정된 다이얼 스위치의 조작 조건과 진동 구동 명령의 관계에 기초하여, 복수의 위치 센서에 의해 검출된 회전 위치 정보에 대응하는 진동 구동 신호를 생성 및 출력하는 제어부; 상기 제어부로부터 제공되는 진동 구동 신호에 따라 온/오프 스위칭되어 구동전류를 출력하는 복수의 전기 접점부; 및 상기 다 이얼 가동부 하부의 원주면을 따라 복수의 위치에 설치되고 상기 복수의 전기 접점부와 전기적으로 일대일 접속되어, 상기 복수의 전기 접점부 중에서 대응하는 전기 접점부로부터 제공되는 구동전류에 따라 각각의 해당 위치에서 진동을 발생시키는 복수의 진동 소자를 포함하고, 상기 제어부는 상기 복수의 진동 소자의 동작 순서 조절을 통해 다이얼 스위치의 조작 방향에 대응하는 진동의 방향성을 반영한 진동 구동 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.A haptic device using a plurality of vibration elements applied to a dial switch configured to be rotatable on a switch panel on a switch panel, the haptic device comprising: a dial movable operating part installed at one or more positions of a switch panel, A plurality of position sensors for detecting rotational position information on the switch panel of the switch panel and outputting the detected rotational position information as electric signals; And generates an oscillation drive signal corresponding to the rotational position information detected by the plurality of position sensors based on the relationship between the operating conditions of the dial switch and the oscillation drive command determined in advance by simulation And a control unit for outputting the control signal; A plurality of electrical contact portions for on / off switching according to a vibration driving signal provided from the control portion to output a driving current; And a plurality of electrical contact portions electrically connected to the plurality of electrical contact portions at a plurality of positions along a circumferential surface of the lower portion of the dial moving portion and electrically connected to the plurality of electrical contact portions in accordance with a driving current provided from a corresponding electrical contact portion And the control unit generates the vibration driving signal reflecting the direction of the vibration corresponding to the operating direction of the dial switch by adjusting the operation order of the plurality of vibration elements .
또한, 본 발명은 복수의 진동 소자를 이용한 햅틱 장치의 제어 방법으로서, 사용자에 의한 다이얼 스위치의 조작량 및 조작방향을 회전 위치 정보로서 입력받는 단계; 다이얼 스위치의 조작 조건과 진동 구동 명령 사이의 관계를 미리 저장하고 있는 룩업테이블을 로드하는 단계; 다이얼 스위치의 조작 조건과 진동 구동 명령 사이의 관계에 기초하여, 복수의 진동 소자의 동작 순서 조절을 통해 다이얼 스위치의 조작 방향에 대응하는 진동의 방향성을 반영한 진동 구동 신호를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 진동 구동 신호를 복수의 전기 접점부에 출력하여 복수의 진동 소자에 의한 진동을 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a haptic device using a plurality of vibrating elements, the method comprising: inputting an operation amount and an operating direction of a dial switch by a user as rotational position information; Loading a look-up table that stores in advance the relationship between the operating condition of the dial switch and the vibration driving command; Generating a vibration driving signal reflecting the direction of vibration corresponding to the operating direction of the dial switch through adjustment of the operation order of the plurality of vibration elements based on the relationship between the operating condition of the dial switch and the vibration driving command; And outputting the generated vibration driving signal to a plurality of electrical contact portions to generate vibration by a plurality of vibration elements.
본 발명은 복수의 위치 센서를 통해 사용자에 의한 다이얼 스위치의 조작량 뿐만 아니라 조작 방향을 검출하고 복수의 진동 소자를 채택하여 진동 소자의 진동 발생 순서 조절에 의해 진동의 방향성을 표현함으로써, 사용자의 다이얼 스위치 조작에 대응하여 피드백되는 촉각 정보의 식별력을 향상시킬 수 있고, 고가의 대형 모터 및 진동 발생부 대신에 복수 개의 소형 진동 소자를 이용하여 햅틱 장치를 구현함으로써, 제품 단가를 낮추고 햅틱 장치의 소형화를 달성할 수 있다.The present invention detects a manipulation direction as well as an operation direction of a dial switch by a user through a plurality of position sensors and employs a plurality of vibration elements to express the direction of vibration by adjusting the vibration generation sequence of the vibration element, It is possible to improve the discrimination power of the tactile information fed back in response to the operation and realize the haptic device by using a plurality of small vibration elements instead of the expensive large motor and the vibration generating portion to reduce the product cost and achieve miniaturization of the haptic device can do.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limiting the scope of the invention to those skilled in the art It is provided to let you know completely.
먼저, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 복수의 진동 소자를 이용하는 햅틱 장치의 구성 및 동작에 대해 설명한다.First, the configuration and operation of a haptic device using a plurality of vibration elements according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.2 is a view schematically showing a configuration of a haptic device according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 장치는 스위치 패널(22) 상에서 다이얼 가동부(21)가 회전 가능하도록 구성된 다이얼 스위치에 적용된다. 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 장치는, 스위치 패널(22)의 하나 이상의 위치에 설치되어 사용자의 다이얼 스위치 조작량 및 조작 방향에 대응하는 다이얼 가동부(21)의 스위치 패널(22) 상의 회전 위치 정보를 검출하여 전기 신호로서 출력하는 복수의 위치 센서(23), 상기 복수의 위치 센서(23)의 출력신호를 받아들이고, 다이얼 스위치의 조작 조건에 따라 시뮬레이션에 의해 미리 저장된 진동 구동 명령에 기초하 여, 복수의 위치 센서(23)로부터 검출된 회전 위치 정보에 대응하는 진동 구동 신호를 생성하여 출력하는 제어부(24), 제어부(24)로부터 제공되는 진동 구동 신호에 따라 온/오프 스위칭되어 구동전류를 출력하는 복수의 전기 접점부(31, 32, 33, 34), 및 다이얼 가동부(21) 하부의 원주면을 따라 복수의 위치에 설치되고 상기 복수의 전기 접점부(31, 32, 33, 34)와 전기적으로 일대일 접속되어, 상기 전기 접점부(31, 32, 33, 34) 중에서 대응하는 전기 접점부로부터 제공되는 구동전류에 따라 각각의 해당 위치에서 진동을 발생시키는 복수의 진동 소자(25, 26, 27, 28)를 포함한다.Referring to FIG. 2, a haptic device according to an embodiment of the present invention is applied to a dial switch in which a
본 실시예에서는, 다이얼 스위치에 적용되는 햅틱 장치에 대해 예시하고 있으나, 본 발명의 기술적 범위는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 발명에 따른 햅틱 장치는 예를 들어, 위치 센서의 설치 방식 내지 설치 위치의 변형과 같은 당업자에 의한 간단한 변형만으로 터치식 입력 장치 등의 다른 입력 장치에 적용될 수 있다. In the present embodiment, the haptic device applied to the dial switch is illustrated, but the technical scope of the present invention is not limited to this. For example, the haptic device according to the present invention can be applied to other input devices such as a touch-type input device by a simple modification by a person skilled in the art, for example, a mounting method of a position sensor or a modification of an installation position.
본 실시예에 대한 설명으로 다시 돌아가면, 도 2에 도시된 햅틱 장치는 위치 센서(23)를 이용하여 사용자에 의한 다이얼 스위치의 조작 조건을 검출하고, 이 조작 조건에 대응하는 진동 구동 신호를 생성한 다음, 복수의 진동소자를 이용하여 다이얼 스위치의 조작 방향에 대응하는 진동, 즉, 방향성이 부여된 진동을 다이얼 스위치에 피드백시키는 것에 기술적 특징이 있다.Returning to the description of this embodiment, the haptic device shown in Fig. 2 detects the operating condition of the dial switch by the user using the
보다 구체적으로, 다이얼 가동부(21)는 스위치 패널(22) 상에서 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전하도록 설치된다. 사용자가 임의의 물리량, 예를 들 어, 오디오의 볼륨이나 메뉴 항목 등을 조절하거나 선택하기 위하여 다이얼 가동부(21)를 소정의 방향으로 회전시키면, 스위치 패널(22)에 설치된 복수의 스위치(도시하지 않음)는 다이얼 가동부(21)의 회전량에 비례하여 소정 수만큼 온/오프(on/off) 된다. 즉, 다이얼 가동부(21)의 회전량이 어느 정도인지에 따라, 온/오프되는 스위치의 수가 변경되므로, 사용자는 다이얼 가동부(21)를 조작하여 온/오프될 스위치의 수를 결정할 수 있다. 결과적으로, 사용자는 다이얼 스위치를 조작하여 이 다이얼 스위치에 연결된 기기의 물리량, 예를 들어, 오디오의 볼륨, 메뉴 항목 등을 조절하거나 선택할 수 있다.More specifically, the
복수의 위치 센서(23)는 상기 스위치 패널(22)에 설치되어 다이얼 가동부(21)의 스위치 패널(22) 상에서의 회전 위치 정보를 검출한다. 예를 들어, 복수의 위치 센서(23)는 원판 형상의 스위치 패널(22)의 원주를 따라 배치될 수 있다. 이러한 복수의 위치 센서(23)에 의해 검출된 다이얼 가동부(21)의 스위치 패널(22) 상에서의 회전 위치 정보는 사용자에 의한 다이얼 스위치의 조작량 및 조작 방향에 해당한다. 위치 센서(23)의 출력 신호는 제어부(24)에 입력된다.A plurality of
앞서 설명한 바와 같이, 제어부(24)는 위치 센서(23)로부터 출력되는 다이얼 가동부(21)의 스위치 패널(22) 상에서의 회전 위치 정보, 즉, 사용자에 의한 다이얼 스위치의 조작량 및 조작 방향을 이용하여 진동 구동 신호를 생성 및 출력한다.As described above, the
제어부(24)는 진동 구동 신호를 생성함에 있어서 룩업테이블(lookup table) 방식을 이용하며, 다이얼 스위치의 조작 조건과 진동 구동 명령 사이의 관계를 룩업테이블 형식으로 미리 저장하고 있다. 따라서, 제어부(24)는 내부에 ROM 등의 메 모리를 포함하는 마이크로컴퓨터 등으로 구현될 수 있다. 다이얼 스위치의 조작 조건과 진동 구동 명령 사이의 관계는 시뮬레이션(simulation)에 의해 미리 결정되며, 최적의 결과를 나타내는 관계가 선택될 수 있다. 한편, 본 발명에서는, 진동 구동 명령이 진동의 강도 및 진동 시간의 패턴뿐만 아니라 진동의 방향성을 포함한다. 본 발명에서는 복수의 진동 소자를 채택하여 진동의 방향성도 표현할 수 있도록 구성되어 있다. 즉, 진동 구동 명령을 설정함에 있어서, 복수의 진동 소자에서 진동이 발생하는 순서는 다이얼 스위치의 조작 방향에 대응하도록 설정된다.The
제어부(24)는 시뮬레이션에 의해 미리 결정 및 저장되어 있는 다이얼 스위치의 조작 조건에 대한 진동 구동 명령의 관계에 기초하여, 복수의 위치 센서(23)에 의해 검출된 회전 위치 정보에 대응하는 진동 구동 신호를 생성 및 출력한다. 진동 구동 신호를 생성하는 절차에 대해서는 도 3의 순서도를 참조하여 추후에 더욱 상세하게 설명할 것이다.Based on the relationship of the vibration driving command with respect to the operating conditions of the dial switch previously determined and stored by the simulation, the
제어부(24)에서 출력되는 진동 구동 신호는 복수의 전기 접점부(31, 32, 33, 34)에 인가된다. 복수의 전기 접점부(31, 32, 33, 34)는 계전기 또는 릴레이 등의 소자에 의해 구현될 수 있고, 복수의 전기 접점부(31, 32, 33, 34)는 다이얼 가동부(21) 하부의 원주면을 따라 배치된 복수의 진동 소자(25, 26, 27, 28)와 일대일 대응하도록 접속된다. 복수의 전기 접점부(31, 32, 33, 34)는 제어부(24)로부터 제공되는 진동 구동 신호에 따라 온/오프(on/off) 스위칭을 수행하여 복수의 진동 소자(25, 26, 27, 28) 중에서 대응하는 진동 소자에 구동전류를 인가한다.The vibration drive signal output from the
앞서 설명한 바와 같이, 복수의 진동 소자(25, 26, 27, 28)는 원통형의 다이 얼 가동부(21) 하부의 원주면을 따라 일정한 간격으로 배치되어 있고, 일대일 대응하는 복수의 전기 접점부(31, 32, 33, 34)로부터의 구동전류에 의해 각각의 해당 위치에서 진동을 발생한다. 궁극적으로, 복수의 진동 소자(25, 26, 27, 28)는 제어부(24)로부터 출력되는 진동 구동 신호에 의해 다이얼 가동부(21)에 대해 진동을 발생한다.As described above, the plurality of
더욱 구체적으로, 복수의 진동 소자(25, 26, 27, 28)는 진동 구동 신호에 대응하는 진동의 강도, 진동 시간의 패턴 및 진동의 방향성을 표현하도록 진동을 발생시킨다. 앞에서 설명한 바와 같이, 진동의 방향성은 각 진동 소자의 동작 순서를 적절히 제어함으로써 표현될 수 있다. 사용자에 의한 다이얼 스위치의 조작량에 따라, 제어부(24)에서는, 다이얼 가동부(21)의 원주면에 배치된 복수의 진동 소자(25, 26, 27, 28) 중에서 어느 진동 소자까지 동작시킬지가 결정된다. 또한, 진동 시간의 패턴은 사용자에게 촉각 정보를 전달하기에 적합한 형태로 변형될 수 있다. 따라서, 사용자는 자신의 다이얼 스위치 조작에 대응하는 촉각 정보를 다이얼 가동부(21)의 진동을 통해 피드백받을 수 있다.More specifically, the plurality of
다음으로, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 장치의 제어 방법에 대해 설명한다.Next, a method of controlling the haptic device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 장치의 동작을 설명하는 순서도로서, 도 3의 순서도에 도시된 단계들은 도 2의 제어부(24)에서 진동 구동 신호를 생성하기 위해 수행된다.FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the haptic device according to the embodiment of the present invention, and the steps shown in the flowchart of FIG. 3 are performed to generate the vibration drive signal in the
제어부(24)의 동작이 시작되면, 제어부(24)는 복수의 위치 센서(23)로부터 출력되는 다이얼 가동부(21)의 스위치 패널(22) 상에서의 회전 위치 정보를 입력받는다(S31).When the operation of the
다음으로, 제어부(24)는 다이얼 스위치의 조작 조건과 진동 구동 명령 사이의 관계를 미리 저장하고 있는 룩업테이블을 로드한다(S32). 앞에서 설명한 바와 같이, 다이얼 스위치의 조작 조건과 진동 구동 명령 사이의 관계는 시뮬레이션에 의해 미리 결정되어 있다.Next, the
제어부(24)는 로드된 룩업테이블의 저장 내용, 즉, 다이얼 스위치의 조작 조건과 진동 구동 명령 사이의 관계에 기초하여, 복수의 위치 센서(23)에 의해 검출된 회전 위치 정보에 대응하는 진동 구동 신호를 생성한다(S33). 상기 생성된 진동 구동 신호에는 진동의 강도 및 진동 시간의 패턴 뿐만 아니라 진동의 방향성이 반영되어 있다. 진동의 방향성은 복수의 진동 소자(25, 26, 27, 28)의 동작 순서를 조절하는 방식으로 구현될 수 있다.Based on the stored contents of the loaded lookup table, that is, the relationship between the operating conditions of the dial switch and the vibration driving command, the
상기 단계(S33)에서 생성된 진동 구동 신호는 복수의 전기 접점부(31, 32, 33, 34)에 인가되어 복수의 전기 접점부(31, 32, 33, 34)의 스위칭 동작을 제어하고, 이러한 전기 접점부(31, 32, 33, 34)의 스위칭 동작에 의해 구동전류가 해당하는 진동 소자(25, 26, 27, 28)에 출력된다(S34). 복수의 진동 소자(25, 26, 27, 28)는 구동전류에 의해 진동을 발생시키며, 더욱 구체적으로, 상기 진동 구동 신호에 대응하는 진동의 강도, 진동 시간의 패턴 및 진동의 방향성을 표현하도록 진동을 발생시킨다.The vibration driving signal generated in the step S33 is applied to the plurality of
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 장치가 차량 멀티미디어 조작 계기반 에 적용될 때, 다이얼 스위치 조작 과정을 설명하는 도면이다.4 is a view for explaining a process of operating a dial switch when a haptic device according to an embodiment of the present invention is applied to a vehicle multimedia operating instrument panel.
도 4에서, 다이얼 스위치는 사용자의 조작 전에는 디폴트 위치(default)인 ② 위치에 정지되어 있다. 사용자는 다이얼 스위치의 다이얼 가동부(21)를 조작하여 스위치 패널(22) 상의 ① 방향 또는 ③ 방향으로 다이얼 가동부(21)를 회전시킬 수 있다. 이때, 도 2 및 도 3에서 설명된 본 발명의 햅틱 장치는 다이얼 스위치의 회전 위치 정보를 검출하여 진동 구동 신호를 생성하고, 이 진동 구동 신호는 스위치 패널(22)의 원주를 따라 배치된 복수의 진동 소자를 동작시킨다. 따라서, 사용자는 자신의 다이얼 스위치 조작에 대응하는 촉각 정보를 복수의 진동 소자의 동작에 의한 스위치 패널(22)의 진동을 통해 피드백받을 수 있으며, 특히, 복수의 진동 소자의 진동 순서 조절을 통해 진동의 방향성도 피드백받을 수 있다.In Fig. 4, the dial switch is stopped at the default position (2) before the user's operation. The user can operate the
본 발명의 이러한 기술적 특징은 촉각 정보의 식별력을 향상시켜서, 사용자가 다이얼 스위치의 조작량을 시각적으로 확인하지 않고도 자신의 조작량을 촉각을 통해 파악할 수 있게 한다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 장치가 특히, 차량 등에 적용될 경우에는, 운전 등의 이유로 전방 주시 상태에서도 다이얼 스위치의 조작량을 촉각으로 인지하는 것을 가능하게 하여 안전운전에 큰 기여를 할 수 있다.This technical feature of the present invention improves the discrimination power of the tactile information so that the user can grasp his or her manipulated amount through the tactile sense without visually confirming the operation amount of the dial switch. That is, when the haptic device according to the embodiment of the present invention is applied to a vehicle or the like, it is possible to recognize the operation amount of the dial switch by the tactile sense even in the forward looking state for reasons such as driving, .
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 장치가 핸드폰(50)의 키패드로서 적용된 상태를 도시하는 도면이다.5 is a diagram showing a state in which the haptic device according to the embodiment of the present invention is applied as a keypad of the
기존의 햅틱 장치는 대형 모터를 이용하고 있었으므로, 부피 증가 및 제품 단가의 측면에서 햅틱 장치를 핸드폰에 적용하는 것이 곤란하였다. 그러나, 본 발 명에서는, 모터 및 진동 발생부 대신에 복수 개의 소형 진동 소자를 이용하여 햅틱 장치를 구현함으로써 햅틱 장치를 핸드폰과 같은 소형의 휴대 장치에도 적용할 수 있다.Since the conventional haptic device uses a large motor, it is difficult to apply the haptic device to the mobile phone in terms of the volume increase and the product unit price. However, in the present invention, a haptic device is implemented by using a plurality of small vibration elements instead of a motor and a vibration generating unit, so that the haptic device can be applied to a small portable device such as a mobile phone.
지금까지 본 발명의 실시예의 구성 및 동작에 대해 설명하였다. 본 발명은 상기 설명된 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형을 가할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.The configuration and operation of the embodiment of the present invention have been described so far. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the claims and equivalents thereof.
도 1은 종래 기술에 따른 햅틱 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.1 is a view schematically showing a configuration of a haptic device according to the prior art.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.2 is a view schematically showing a configuration of a haptic device according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 장치의 동작을 설명하는 순서도이다.3 is a flowchart illustrating an operation of a haptic device according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 장치가 차량 멀티미디어 조작 계기반에 적용될 때, 다이얼 스위치 조작 과정을 설명하는 도면이다.4 is a view for explaining a process of operating a dial switch when a haptic device according to an embodiment of the present invention is applied to a vehicle multimedia operating instrument panel.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 장치가 핸드폰의 키패드로서 적용된 상태를 도시하는 도면이다.5 is a view showing a state in which a haptic device according to an embodiment of the present invention is applied as a keypad of a mobile phone.
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