KR101565679B1 - 수평 이동에 대한 촉각 피드백 재생 장치 및 방법 - Google Patents

수평 이동에 대한 촉각 피드백 재생 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

피드백 제공 장치의 표면에 상기 표면과 수평으로 가해지는 힘을 측정하는 힘 측정부 및 상기 표면에 가해지는 상기 힘의 변화에 따라 상기 피드백 제공 장치를 통하여 피드백을 제공하는 피드백 제공부를 포함하는 피드백 제공 장치가 제공된다.

Description

수평 이동에 대한 촉각 피드백 재생 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS OF PLAYING HAPTIC FEEDBACK FOR SHEAR MOVEMENT}
본 발명은 사용자로부터 입력을 받는 기기에서 사용자에 응답을 주는 장치 및 방법으로써, 상세하게는 사용자 입력에 대한 피드백을 제공하는 기술이다.
힘을 사용하는 인터페이스에 대한 연구들이 진행되었다. 하지만, 힘 센서 등을 이용하여 조작할 때 이에 대한 물리적인 움직임이 없다는 것이 사용성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 이를 해결하기 위하여 힘에 대한 촉각 피드백을 제공하고자 하는 연구들이 진행되어왔다. 하지만, 수평 방향으로 미는 힘에 대해 피드백을 제공하는 기술이 요구된다.
수평으로 미는 힘을 활용하는 인터페이스에서, 미는 힘을 감지하고 상기 미는 힘에 대한 촉각적인 피드백을 제공하는 것을 목적으로 한다.
디스플레이 되는 물체를 실제로 밀어 움직이는 것과 같은 촉각적 착각을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 실시예에 따르면, 피드백 제공 장치의 표면에 상기 표면과 수평으로 가해지는 힘을 측정하는 힘 측정부 및 상기 표면에 가해지는 상기 힘의 변화에 따라 상기 피드백 제공 장치를 통하여 피드백을 제공하는 피드백 제공부를 포함하는 피드백 제공 장치가 제공된다.
이때, 상기 피드백 제공부는, 상기 표면에 가해지는 상기 힘의 변화에 따라 진동을 출력하는 진동 액추에이터를 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 진동 액추에이터는, 상기 표면에 가해지는 상기 힘의 변화에 따라 상기 출력되는 진동의 속도 및 크기 중 적어도 하나를 변경할 수 있다.
다른 일 측에 따르면, 상기 진동 액추에이터는, 진동 피드백 샘플을 출력하고, 상기 표면에 가해지는 상기 힘의 변화에 따라 상기 출력되는 진동 피드백 샘플의 재생 속도를 변경할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 진동 액추에이터는, 상기 표면에 가해지는 상기 힘의 변화가 빠를수록 상기 출력되는 상기 진동 피드백 샘플의 재생 속도를 빠르게 변경할 수 있다.
또 다른 일 측에 따르면, 상기 진동 피드백 샘플은, 특정 표면에서 물체를 수평으로 이동시켜 상기 물체와 상기 특정 표면 사이에서 발생하는 진동을 기록하여 획득될 수 있다.
또 다른 일 측에 따르면, 상기 피드백 제공 장치는 상기 피드백 제공 장치의 표면에 상기 표면과 수평으로 가해지는 상기 힘으로부터 힘 벡터를 계산하는 처리부를 더 포함하고, 상기 처리부는, 제1 시각에 상기 힘 측정부에 의하여 측정된 제1 힘으로부터 제1 힘 벡터를 계산하고, 제2 시각에 상기 힘 측정부에 의하여 측정된 제2 힘으로부터 제2 힘 벡터를 계산하고, 상기 제2 힘 벡터와 상기 제1 힘 벡터의 차이 및 상기 제2 시각과 상기 제1 시각의 시간차를 이용하여 수평 힘 벡터의 이동 속도를 계산할 수 있다.
또 다른 일 측에 따르면, 상기 진동 액추에이터는, 상기 제2 힘 벡터와 상기 제1 힘 벡터의 차이에 대응하는 속도로 상기 진동을 출력할 수 있다.
또 다른 일 측에 따르면, 상기 진동 액추에이터는, 상기 제2 시각과 상기 제1 시각의 상기 시간차에 대응하는 시간 동안 상기 제2 힘 벡터와 상기 제1 힘 벡터의 차이에 대응하는 속도로 상기 진동을 출력할 수 있다.
일 실시예에 따른 피드백 제공 장치는, 상기 피드백 제공 장치의 표면에 상기 표면과 수평으로 가해지는 힘을 측정하는 힘 측정부, 상기 표면에 가해지는 상기 힘의 변화량을 계산하는 처리부 및 상기 힘의 변화량에 따라 상기 피드백 제공 장치에 진동 피드백을 출력하는 피드백 제공부를 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 피드백 제공부는, 가변 주파수 출력이 가능한 진동 액추에이터를 포함할 수 있다..
다른 일 측에 따르면, 상기 진동 액추에이터는, 상기 힘의 변화량에 따라 상기 출력되는 진동의 속도 및 크기 중 적어도 하나를 변경할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 미는 힘에 대한 피드백 제공 방법이 제공될 수 있다. 상기 피드백 제공 방법은, 사용자 장치의 표면에 상기 표면과 수평으로 가해지는 힘을 측정하는 단계 및 상기 표면에 가해지는 상기 힘의 변화에 따라 상기 사용자 장치를 통하여 진동 피드백을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 표면에 가해지는 상기 힘의 변화에 따라 상기 사용자 장치를 통하여 진동 피드백을 제공하는 단계는, 상기 표면에 가해지는 상기 힘의 변화에 따라 진동의 속도 및 크기 중 적어도 하나를 변경하여 상기 진동을 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 일 측에 따르면, 상기 피드백 제공 방법은, 상기 사용자 장치의 표면에 상기 표면과 수평으로 가해지는 상기 힘으로부터 힘 벡터를 계산하는 단계를 더 포함하고, 상기 힘 벡터를 계산하는 단계는, 제1 시각에 상기 힘 측정부에 의하여 측정된 제1 힘으로부터 제1 힘 벡터를 계산하고, 제2 시각에 상기 힘 측정부에 의하여 측정된 제2 힘으로부터 제2 힘 벡터를 계산하고, 상기 제2 힘 벡터와 상기 제1 힘 벡터의 차이 및 상기 제2 시각과 상기 제1 시각의 시간차를 이용하여 수평 힘 벡터의 이동 속도를 계산할 수 있다.
또 다른 일 측에 따르면, 상기 진동을 출력하는 단계는, 상기 제2 힘 벡터와 상기 제1 힘 벡터의 차이에 대응하는 속도로 상기 진동을 출력할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 이동하지 않는 단단한 표면의 입력 장치에 장치와 수평 방향으로 미는 힘을 가할 때, 실제로 표면이 움직이는 것과 같은 느낌을 받을 수 있도록 피드백을 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 사용자에 의해 가해진 수평 방향의 수평 힘을 측정할 때, 인터페이스의 사용성을 개선할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 피드백 제공 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 피드백 제공 장치의 작동을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 피드백 제공 장치에서 획득한 수평 힘을 벡터 형식으로 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 피드백 제공 방법에서, 힘 벡터의 이동 궤적 및 그 이동 속도에 따라 피드백을 재생하는 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 하나의 2차원 수평 힘 감지 센서를 갖춘 피드백 제공 장치의 단면을 도시한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 네 개의 수평 힘 감지 센서를 갖춘 피드백 제공 장치의 측면에서의 단면을 도시한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 네 개의 수평 힘 감지 센서를 갖춘 피드백 제공 장치의 평면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 피드백 제공 장치의 제공할 피드백의 진동을 획득하는 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 피드백 제공 방법의 각 단계를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 일 실시예에 따라 획득한 힘 정보를 분석하여 진동 피드백을 제공하는 방법의 순서도이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 피드백 제공 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일실시예에 따른 피드백 제공 장치(100)는 힘 측정부(110), 처리부(120) 및 피드백 제공부(130)를 포함할 수 있다. 일 측에 따르면, 피드백 제공 장치의 처리부는 피드백 제공 장치와 별도의 장치에 구성될 수도 있다. 예를 들면, 게임 컨트롤러의 경우 게임 콘솔에 제어부를 포함하고, 게임 컨트롤러에는 힘 측정부 및 피드백 제공부를 포함할 수 있다. 다른 일 측에 따르면, 피드백 제공 장치는 힘 측정부(110), 처리부(120) 및 피드백 제공부(130)를 모두 포함하는 단말일 수 있다. 예를 들면, 스마트 폰 또는 스마트 패드와 같은 휴대용 통신 단말의 경우, 힘 측정부, 처리부 및 피드백 제공부가 하나의 단말에 모두 포함될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 힘 측정부(110)는 피드백 제공 장치의 표면에 표면과 수평으로 가해지는 힘을 측정할 수 있다. 일 측에 따르면, 피드백 제공 장치의 힘 측정부는 터치 입력부가 될 수 있다. 다른 일 측에 따르면, 피드백 제공 장치의 힘 측정부는 터치 입력이 가능한 디스플레이가 될 수 있다. 또 다른 일 측에 따르면, 피드백 제공 장치의 힘 측정부는 터치 입력을 기반으로 하지 않는 입력 장치가 될 수도 있다. 일 측에 따르면, 수평으로 가해지는 힘은 장치의 표면을 누르는 수직 힘이 아닌 모든 방향으로 미는 힘이 될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 피드백 제공 장치의 힘 측정부(110)는 하나 이상의 힘 감지 센서를 포함할 수 있다. 힘 감지 센서는 사용자로부터 전달된 수평으로 미는 힘의 세기 및 방향을 감지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 처리부(120)는 힘 측정부(110)에서 측정된, 피드백 제공 장치의 표면에 가해지는 힘의 변화량을 계산할 수 있다. 일 측에 따르면, 처리부(120)는 이전 수평 힘 벡터로부터 현재 수평 힘 벡터까지의 벡터 이동 속도를 계산할 수 있다. 일 측에 따르면, 이전 수평 힘 벡터는 이전 시각에 힘 측정부(110)에서 측정된 힘으로부터 계산하고, 현재 수평 힘 벡터는 현재 시각에 힘 측정부(110)에서 측정된 힘으로부터 계산할 수 있다. 일 측에 따르면, 이전 수평 힘 벡터를 제1 힘 벡터로 하고, 현재 수평 힘 벡터를 제2 힘 벡터로 하여, 제2 힘 벡터와 제1 힘 벡터의 차이 및 현재 시각과 이전 시각의 시간차를 이용하여 수평 힘 벡터의 이동 속도를 계산할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 피드백 제공부(130)는 피드백 제공 장치의 표면에 가해지는 힘의 변화에 따라 피드백 제공 장치를 통하여 사용자에게 피드백을 제공할 수 있다. 일 측에 따르면, 피드백 제공부는 가변 주파수 출력이 가능한 진동 액추에이터를 포함할 수 있다. 이때, 진동 액추에이터는 사용자에 의한 수평으로 미는 힘의 변화량에 따라 출력 진동의 속도 및 크기 중 적어도 하나를 변화시키면서 피드백을 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 피드백 제공부는 피드백 제공 장치의 표면에 가해지는 수평으로 미는 힘의 변화에 따라 진동 피드백을 출력할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 시각에 측정된 수평 힘 벡터를 제1 힘 벡터로 하고, 제2 시각에 측정된 수평 힘 벡터를 제2 힘 벡터로 하여, 진동 액추에이터는 제2 힘 벡터와 제1 힘 벡터의 차이에 대응하는 속도로 진동 피드백을 출력할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 진동 액추에이터는 제2 시각과 제1 시각의 시간차에 대응하는 시간 동안 제2 힘 벡터와 제1 힘 벡터의 차이에 대응하는 속도로 진동 피드백을 출력할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 진동 액추에이터는 피드백 제공 장치(100)의 표면에 가해지는 힘의 변화에 따라 출력되는 진동의 속도 및 크기 중 적어도 하나를 변경할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 피드백 제공부(130)는 진동 피드백 샘플을 출력하고, 피드백 제공 장치(100)의 표면에 가해지는 수평으로 미는 힘의 변화에 따라 출력되는 진동 피드백 샘플의 재생 속도를 변경할 수 있다. 일 측에 따르면, 진동 액추에이터는 피드백 제공 장치(100)의 표면에 가해지는 수평으로 미는 힘의 변화가 빠를수록 출력되는 진동 피드백의 재생 속도를 빠르게 변경할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 피드백 제공 장치의 작동을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 사용자는 손가락(230)으로 피드백 제공 장치(200)의 힘 측정부(210)에 수평으로 미는 힘을 제공할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 힘 측정부(210)는 터치 입력을 받는 입력부가 될 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면, 힘 측정부(210)는 사용자 단말의 터치 스크린 방식의 디스플레이가 될 수 있다. 또 다른 일 실시예에 따르면, 힘 측정부(210)는 터치 입력 방식 이외의 다른 입력 방식의 입력 수단이 될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 피드백 제공 장치(200)에 피드백 제공부(220)가 탑재될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 피드백 제공부는 가변 주파수의 진동 출력이 가능한 액추에이터가 될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 피드백 제공부(220)는 힘 측정부(210)에 부착되어 진동 피드백을 사용자의 손가락(230)에 제공할 수 있다. 그러나, 피드백 제공부는 반드시 힘 측정부에 부착될 필요는 없고, 피드백 제공 장치에 구비되어 사용자에게 진동 피드백을 제공할 수 있으면 된다.
일 실시예에 따르면, 피드백 제공 장치(200)는 사용자로부터 제공된 수평으로 미는 힘을 측정하여 벡터(240)로 변환할 수 있다. 예를 들면, 피드백 제공 장치(200)의 처리부(도 1의 120)는 측정된 힘에 대응하는 벡터 형식의 데이터를 생성할 수 있다. 상기 벡터 형식의 좌표계는 구면 좌표계, 원통 좌표계 및 직교 좌표계 중 어느 하나로 표현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 수평으로 미는 힘은 좌우 방향인 x축(241), 상하 방향인 y축 및 누르는 힘의 세기인 z축(243)으로 분리될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 피드백 제공 장치에서 획득한 수평 힘을 벡터 형식(300)으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 수평 힘 감지가 가능한 피드백 제공 장치가 획득한 수평 힘의 벡터(310, 320) 및 벡터의 변화(330)를 알 수 있다. 일 실시예에 따르면, 피드백 제공 장치의 표면에 가해지는 힘의 변화량을 벡터로 나타낼 수 있다. 일 측에 따르면, 이전 시간인 제1 시각에 가한 수평 힘에 대한 벡터인 이전 수평 힘 벡터(310)와 현재 시간인 제2 시각에서의 벡터인 현재 수평 힘 벡터(320)를 통해 벡터의 변화(330)를 계산할 수 있다. 일 측에 따르면, 이전 수평 힘 벡터(310)는 제1 시각에 힘 측정부에서 측정된 제1 힘으로부터 계산하고, 현재 수평 힘 벡터(320)는 제2 시각에 힘 측정부에서 측정된 제2 힘으로부터 계산할 수 있다. 일 측에 따르면, 이전 수평 힘 벡터를 제1 힘 벡터(310)로 하고, 현재 수평 힘 벡터를 제2 힘 벡터(320)로 하여, 제2 힘 벡터와 제1 힘 벡터의 차이 및 제2 시각과 제1 시각의 시간차를 이용하여 수평 힘 벡터의 이동 속도를 계산할 수 있다.
도 3에서, 제1 힘 벡터(310)는 그 길이 만큼의 세기를 갖고, 제1 각(311) 만큼의 방향을 가질 수 있다. 제2 힘 벡터(320)도 그 길이 만큼의 세기를 갖고, 제2 각(312) 만큼의 방향을 가질 수 있다. 일 측에 따르면, 벡터의 변화(330)를 이용하여 수평 힘 벡터의 이동 속도를 계산할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 피드백 제공 방법에서, 힘 벡터의 이동 궤적 및 그 이동 속도에 따라 피드백을 재생하는 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 피드백 재생 장치가 힘 벡터의 이동 궤적(410)으로부터 진동을 재생하는 방법을 알 수 있다. 일 실시예에 따르면, 힘 벡터의 이동 궤적(410)이 진행하는 속도(422)에 따라 피드백 재생 장치가 진동 피드백을 재생하는 속도(432)를 조절할 수 있다. 일 측에 따르면, 힘 벡터의 이동 궤적 위치(421)의 변화가 없을 때는 피드백 재생 위치(431)도 변화하지 않을 수 있다. 일 측에 따르면, 힘의 변화가 빠르면 피드백 재생 장치가 피드백 샘플(430)을 재생하는 속도도 빨라지고, 발생하는 진동의 주파수도 높아질 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 하나의 2차원 수평 힘 감지 센서를 갖춘 피드백 제공 장치의 단면을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 수평으로 미는 힘을 측정하고 힘에 대응하는 가변 주파수의 진동 피드백 출력이 가능한 피드백 제공 장치(500)가 제공될 수 있다. 피드백 제공 장치(500)는 힘 측정부(510), 피드백 제공부(520), 수평 힘 감지 센서(530) 및 제어부(540)를 포함할 수 있다. 수평으로 미는 힘을 피드백 제공 장치(500)의 힘 측정부(510)에 가하면, 하나의 2차원 수평 힘 감지 센서(530)가 수평으로 미는 힘의 세기 및 방향을 측정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 수평 힘 감지 센서는 힘 측정부(510)의 임의의 위치에 부착될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 피드백 제공 장치(500)에 피드백 제공부(520)가 탑재될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 피드백 제공부(520)는 가변 주파수의 진동 출력이 가능한 진동 액추에이터가 될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 피드백 제공부(520)는 힘 측정부(510)에 부착되어 진동 피드백을 사용자에 제공할 수 있다. 그러나, 피드백 제공부는 반드시 힘 측정부에 부착될 필요는 없고, 피드백 제공 장치에 구비되어 사용자에게 진동 피드백을 제공할 수 있으면 된다.
도 6은 일 실시예에 따른 네 개의 수평 힘 감지 센서를 갖춘 피드백 제공 장치의 측면에서의 단면을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 수평으로 미는 힘을 측정하고 측정된 힘에 대응하는 가변 주파수로 진동 피드백 출력이 가능한 피드백 제공 장치(600)가 제공될 수 있다. 피드백 제공 장치(600)는 힘 측정부(610), 피드백 제공부(620), 복수 개의 힘 감지 센서(630) 및 제어부(640)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 피드백 제공 장치(600)의 힘 측정부(610)는 사용자로부터 수평으로 미는 힘을 제공 받고, 힘 측정부의 상하좌우에 있는 힘 감지 센서(630)를 통해 힘 데이터를 획득할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 복수 개의 힘 감지 센서(630)는 힘 측정부(610)의 임의의 위치에 부착될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 피드백 제공 장치(600)에 피드백 제공부(620)가 탑재될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 피드백 제공부(620)는 가변 주파수의 진동 출력이 가능한 진동 액추에이터가 될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 피드백 제공부(620)는 힘 측정부(610)에 부착되어 진동 피드백을 사용자에 제공할 수 있다. 그러나, 피드백 제공부는 반드시 힘 측정부에 부착될 필요는 없고, 피드백 제공 장치에 구비되어 사용자에게 진동 피드백을 제공할 수 있으면 된다.
도 7은 일 실시예에 따른 네 개의 수평 힘 감지 센서를 갖춘 피드백 제공 장치의 평면도이다.
도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 피드백 제공 장치(700)는 힘 측정부(710), 피드백 제공부(720), 복수 개의 힘 감지 센서(731, 732, 733, 734)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 피드백 제공 장치(700)의 힘 측정부(710)는 사용자로부터 수평으로 미는 힘을 제공 받고, 힘 측정부의 상하좌우에 있는 힘 감지 센서(731, 732, 733, 734)를 통해 힘 데이터를 획득할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 복수 개의 힘 감지 센서는 피드백 제공 장치(700)의 임의의 위치에 부착될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 피드백 제공 장치(700)에 피드백 제공부(720)가 탑재될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 피드백 제공부(720)는 가변 주파수의 진동 출력이 가능한 진동 액추에이터가 될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 피드백 제공부(720)는 힘 측정부(710)에 부착되어 진동 피드백을 사용자에 제공할 수 있다. 그러나, 피드백 제공부는 반드시 힘 측정부에 부착될 필요는 없고, 피드백 제공 장치에 구비되어 사용자에게 진동 피드백을 제공할 수 있으면 된다.
도 8은 일 실시예에 따른 피드백 제공 장치의 제공할 피드백의 진동을 획득하는 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 피드백 제공 장치는 미리 피드백 샘플을 측정하여 피드백 제공 장치에 유지할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 진동 피드백 샘플은 특정 표면에서 물체를 수평으로 이동시켜 물체와 특정 표면 사이에서 발생하는 진동을 기록하여 획득될 수 있다. 일 측에 따르면, 테이블과 같은 특정 표면(810)에 진동의 측정을 측정하는 센서(830)를 부착하고, 부착된 센서(830)를 통해 물체(820)를 이동하면서 물체의 이동에 의해 발생하는 진동을 획득할 수 있다. 일 측에 따르면, 물체의 이동 속도를 달리하면서 발생하는 진동을 획득할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 피드백 제공 방법의 각 단계를 설명하기 위한 흐름도이다.
단계(910)에서, 일 실시예에 따르면, 피드백 제공 장치의 힘 측정부는 피드백 제공 장치의 표면에 표면과 수평으로 가해지는 힘을 측정할 수 있다. 일 측에 따르면, 힘을 측정하는 단계는 사용자 장치의 표면에 수직으로 누르는 힘과 수평으로 모든 방향에 대해 미는 힘을 모두 측정할 수 있다.
단계(920)에서, 일 실시예에 따르면, 피드백 제공 장치의 제어부는 사용자로부터 가해진 수평으로 미는 힘의 세기를 힘 벡터로 변환할 수 있다. 일 측에 따르면, 사용자 장치의 표면에 표면과 수평으로 가해지는 힘으로부터 힘 벡터를 계산할 수 있다. 일 측에 따르면, 피드백 제공 장치는 이전 시각에 힘 측정부에 의하여 측정된 제1 힘으로부터 제1 힘 벡터를 계산하고, 현재 시각에 힘 측정부에 의하여 측정된 제2 힘으로부터 제2 힘 벡터를 계산하고, 제2 힘 벡터와 제1 힘 벡터의 차이 및 현재 시각과 이전 시각의 시간차를 이용하여 수평 힘 벡터의 이동 속도를 계산할 수 있다.
단계(930)에서, 일 실시예에 따르면, 피드백 제공 장치의 피드백 제공부는 변환된 힘 벡터의 변화에 따라 진동 피드백을 제공할 수 있다. 일 측에 따르면, 사용자 장치의 표면에 가해지는 힘의 변화에 따라 사용자 장치를 통해 진동 피드백을 제공할 수 있다. 일 측에 따르면, 사용자 장치는 리모컨, 휴대용 통신 단말, 게임 컨트롤러 등이 될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 피드백 제공 장치의 피드백 제공부는 사용자 장치의 표면에 가해지는 힘의 변화에 따라 진동의 속도 및 크기 중 적어도 하나를 변경하여 진동을 출력할 수 있다.
일 측에 따르면, 단계(930)에서 피드백 제공 장치의 피드백 제공부는 이전 힘 벡터와 현재 힘 벡터의 차이에 대응하는 속도로 진동을 출력할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이전에 측정된 수평 힘 벡터를 제1 힘 벡터로 하고, 현재 측정된 수평 힘 벡터를 제2 힘 벡터로 하여, 제2 힘 벡터와 제1 힘 벡터의 차이에 대응하는 속도로 진동 피드백을 출력할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 현재 시각과 이전 시각의 시간차에 대응하는 시간 동안 제2 힘 벡터와 제1 힘 벡터의 차이에 대응하는 속도로 진동 피드백을 출력할 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따라 획득한 힘 정보를 분석하여 진동 피드백을 제공하는 방법의 순서도이다.
도 10을 참고하면, 일실시예에 따라, 힘 정보를 획득하여 진동 피드백을 제공하는 방법의 구체적인 순서가 제공될 수 있다.
단계(1010)에서, 일 실시예에 따라, 이전 수평 힘 벡터로부터 현재 수평 힘 벡터까지의 벡터 이동 속도를 계산할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이전 시간인 제1 시각(t1)에 가한 수평 힘에 대한 벡터인 이전 수평 힘 벡터와 현재 시간인 제2 시각(t2)에서의 벡터인 현재 수평 힘 벡터를 통해 벡터의 변화를 계산할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 수학식 1에 따라, 이전 수평 힘 벡터를 V0로 하고, 현재 수평 힘 벡터 V1으로 하여, V0에서 V1까지의 벡터를 dV라고 할 수 있다.
Figure 112014022161900-pat00001
일 실시예에 따르면, 수학식 2에 따라, 제2 시각과 제1 시각의 시간 차를 dt라고 할 수 있다.
Figure 112014022161900-pat00002
일 실시예에 따르면, 벡터 이동 속도는 수학식 3과 같이 제2 힘 벡터와 제1 힘 벡터의 차이 및 제2 시각과 제1 시각의 시간차를 이용하여 계산할 수 있다.
Figure 112014022161900-pat00003
단계(1020)에서, 일 실시예에 따라, 벡터 이동 속도에 비례하여 진동 샘플을 재생할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 수학식 3에서 계산된 벡터 이동 속도 v에 비례하는 진동 샘플 재생 속도 vf로 dt 시간 동안 진동 샘플을 재생할 수 있다.
단계(1030)에서, 일 실시예에 따라, 현재 수평 힘 벡터를 이전 수평 힘 벡터로 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 현재 수평 힘 벡터 V1을 이전 수평 힘 벡터 V0으로 저장하여 단계(1010)부터 단계(1030)까지의 피드백 제공 방법을 반복할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
100: 피드백 제공 장치
110: 힘 측정부
120: 처리부
130: 피드백 제공부

Claims (16)

  1. 피드백 제공 장치에 있어서,
    상기 피드백 제공 장치의 표면에 상기 표면과 수평으로 가해지는 힘을 측정하는 힘 측정부;
    상기 표면에 가해지는 상기 힘의 변화에 따라 상기 피드백 제공 장치를 통하여 피드백을 제공하는 피드백 제공부; 및
    상기 피드백 제공 장치의 표면에 상기 표면과 수평으로 가해지는 상기 힘으로부터 힘 벡터를 계산하는 처리부
    를 포함하고,
    상기 피드백 제공부는,
    상기 표면에 가해지는 상기 힘의 변화에 따라 진동을 출력하는 진동 액추에이터를 포함하고,
    상기 처리부는,
    제1 시각에 상기 힘 측정부에 의하여 측정된 제1 힘으로부터 제1 힘 벡터를 계산하고, 제2 시각에 상기 힘 측정부에 의하여 측정된 제2 힘으로부터 제2 힘 벡터를 계산하고, 상기 제2 힘 벡터와 상기 제1 힘 벡터의 차이 및 상기 제2 시각과 상기 제1 시각의 시간차를 이용하여 수평 힘 벡터의 이동 속도를 계산하는 피드백 제공 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 진동 액추에이터는,
    상기 표면에 가해지는 상기 힘의 변화에 따라 상기 출력되는 진동의 속도 및 크기 중 적어도 하나를 변경하는
    피드백 제공 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 진동 액추에이터는,
    진동 피드백 샘플을 출력하고,
    상기 표면에 가해지는 상기 힘의 변화에 따라 상기 출력되는 진동 피드백 샘플의 재생 속도를 변경하는
    피드백 제공 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 진동 액추에이터는,
    상기 표면에 가해지는 상기 힘의 변화가 빠를수록 상기 출력되는 상기 진동 피드백 샘플의 재생 속도를 빠르게 변경하는
    피드백 제공 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 진동 피드백 샘플은,
    특정 표면에서 물체를 수평으로 이동시켜 상기 물체와 상기 특정 표면 사이에서 발생하는 진동을 기록하여 획득된
    피드백 제공 장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 진동 액추에이터는,
    상기 제2 힘 벡터와 상기 제1 힘 벡터의 차이에 대응하는 속도로 상기 진동을 출력하는
    피드백 제공 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 진동 액추에이터는,
    상기 제2 시각과 상기 제1 시각의 상기 시간차에 대응하는 시간 동안 상기 제2 힘 벡터와 상기 제1 힘 벡터의 차이에 대응하는 속도로 상기 진동을 출력하는
    피드백 제공 장치.
  10. 피드백 제공 장치에 있어서,
    상기 피드백 제공 장치의 표면에 상기 표면과 수평으로 가해지는 힘을 측정하는 힘 측정부;
    상기 표면에 가해지는 상기 힘의 변화량을 계산하는 처리부; 및
    상기 힘의 변화량에 따라 상기 피드백 제공 장치에 진동 피드백을 출력하는 피드백 제공부
    를 포함하고,
    상기 처리부는,
    제1 시각에 상기 힘 측정부에 의하여 측정된 제1 힘으로부터 제1 힘 벡터를 계산하고, 제2 시각에 상기 힘 측정부에 의하여 측정된 제2 힘으로부터 제2 힘 벡터를 계산하고, 상기 제2 힘 벡터와 상기 제1 힘 벡터의 차이 및 상기 제2 시각과 상기 제1 시각의 시간차를 이용하여 수평 힘 벡터의 이동 속도를 계산하는 피드백 제공 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 피드백 제공부는,
    가변 주파수 출력이 가능한 진동 액추에이터
    를 포함하는 피드백 제공 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 진동 액추에이터는,
    상기 힘의 변화량에 따라 출력되는 진동의 속도 및 크기 중 적어도 하나를 변경하는
    피드백 제공 장치.
  13. 피드백 제공 방법에 있어서,
    사용자 장치의 표면에 상기 표면과 수평으로 가해지는 힘을 측정하는 단계;
    상기 표면에 가해지는 상기 힘의 변화에 따라 상기 사용자 장치를 통하여 진동 피드백을 제공하는 단계; 및
    상기 사용자 장치의 표면에 상기 표면과 수평으로 가해지는 상기 힘으로부터 힘 벡터를 계산하는 단계
    를 포함하고,
    상기 힘 벡터를 계산하는 단계는,
    제1 시각에 상기 힘 측정부에 의하여 측정된 제1 힘으로부터 제1 힘 벡터를 계산하고, 제2 시각에 상기 힘 측정부에 의하여 측정된 제2 힘으로부터 제2 힘 벡터를 계산하고, 상기 제2 힘 벡터와 상기 제1 힘 벡터의 차이 및 상기 제2 시각과 상기 제1 시각의 시간차를 이용하여 수평 힘 벡터의 이동 속도를 계산하는
    피드백 제공 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 표면에 가해지는 상기 힘의 변화에 따라 상기 사용자 장치를 통하여 진동 피드백을 제공하는 단계는,
    상기 표면에 가해지는 상기 힘의 변화에 따라 진동의 속도 및 크기 중 적어도 하나를 변경하여 상기 진동을 출력하는 단계
    를 포함하는 피드백 제공 방법.
  15. 삭제
  16. 제13항에 있어서,
    상기 진동을 출력하는 단계는,
    상기 제2 힘 벡터와 상기 제1 힘 벡터의 차이에 대응하는 속도로 상기 진동을 출력하는
    피드백 제공 방법.
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