KR101590165B1 - 진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 장치 및 방법 - Google Patents

진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101590165B1
KR101590165B1 KR1020140138963A KR20140138963A KR101590165B1 KR 101590165 B1 KR101590165 B1 KR 101590165B1 KR 1020140138963 A KR1020140138963 A KR 1020140138963A KR 20140138963 A KR20140138963 A KR 20140138963A KR 101590165 B1 KR101590165 B1 KR 101590165B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vibration
pattern
haptic
vibration environment
memory
Prior art date
Application number
KR1020140138963A
Other languages
English (en)
Inventor
박상훈
Original Assignee
현대모비스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대모비스 주식회사 filed Critical 현대모비스 주식회사
Priority to KR1020140138963A priority Critical patent/KR101590165B1/ko
Priority to CN201510218008.XA priority patent/CN106200885B/zh
Priority to US14/725,978 priority patent/US9927875B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101590165B1 publication Critical patent/KR101590165B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/10—Input arrangements, i.e. from user to vehicle, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/25—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using haptic output
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/28—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor characterised by the type of the output information, e.g. video entertainment or vehicle dynamics information; characterised by the purpose of the output information, e.g. for attracting the attention of the driver
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/143—Touch sensitive instrument input devices
    • B60K2360/1438—Touch screens
    • B60K2360/1442—Emulation of input devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/143—Touch sensitive instrument input devices
    • B60K2360/1446—Touch switches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/146—Instrument input by gesture
    • B60K2360/1468—Touch gesture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/16—Type of output information
    • B60K2360/167—Vehicle dynamics information

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

본 발명은 진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 장치 및 방법에 관한 것으로, 진동 환경 데이터를 수집하는 진동 검출 센서, 상기 진동 환경을 보상하는 패턴 및 터치 입력에 대응하는 햅틱 패턴을 저장하는 메모리, 상기 진동 환경 데이터에 근거하여 진동 환경을 보상하는 패턴을 생성하고, 터치 패널을 통해 사용자의 터치 입력이 검출되면, 상기 메모리에 저장된 햅틱 패턴과 상기 진동 환경을 보상하는 패턴을 합성하여 출력하는 제어부 및 상기 제어부에서 출력된 햅틱 패턴에 따라 진동하는 액츄에이터를 포함한다.

Description

진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 장치 및 방법{HAPTIC FEEDBACK APPARATUS AND METHOD USING ALGORITHM FOR COMPENSATING VIBRATION ATMOSPHERE}
본 발명은 진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진동 환경에서 주변의 진동 노이즈를 보상하여 더욱 정확한 햅틱 피드백 효과를 제공할 수 있도록 하는 진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 햅틱 효과(Haptic Effect)는 사용자가 버튼, 터치패널 등에 입력을 가했을 때 디바이스에서 정상적으로 입력이 가해졌는지를 확인할 수 있는 방법으로서, 이 햅틱 효과에 대한 피드백을 구현하는 방법으로는 촉감이 대부분이며(예 : 물리적 스위치의 경우 "딸깍"하는 촉감이 햅틱 효과에 해당함) 그 이외에도 피드백을 주기 위해 부저를 이용한 사운드를 출력하기도 하며, 엘이디(LED)의 점등과 같은 시각적인 효과를 이용하기도 한다.
그런데 햅틱 효과가 없는 터치 패널의 경우, 사용자가 의도한 대로 버튼이나 키가 입력되었는지 확인할 수 없는 문제점이 있다. 이에 따라 초기의 터치 패널을 적용한 제품에는 부저의 사운드를 통하여 신호가 입력되었다는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 보다 직관적인 햅틱 효과를 주기 위해서는 기존의 물리적 스위치와 같은 촉감에 의한 방법이 가장 효율적이라고 알려져 있다.
이에 따라 종래에는 햅틱 효과가 적용된 터치 패널이 공개되어 있다.
예컨대 상기 터치 패널은 마그네틱 소자(예 : 진동을 발생시키는 액츄에이터)를 사용하여 터치 패널 디스플레이부를 떨게 함으로써 사용자의 키 입력에 대한 햅틱 피드백을 느낄 수 있도록 구성된다. 상기 종래의 터치 패널에 적용되는 액츄에이터는 고정부(Fixed Part)와 가동부(Moving Part)로 구성되며, 햅틱 효과는 상기 고정부가 조정되어 있다는 전재 하에 상기 가동부의 상대적인 진동으로 사용자가 진동 효과를 느낄 수 있게 구성된다.
그러나 상기 고정부가 주기적으로 진동하는 조건(예 : 차량의 주행 중 발생하는 진동)에서는 내부 메모리에 저장되어 있는 햅틱 파형과 상기 고정부의 진동이 서로 상쇄되어 사용자가 햅틱 효과를 느끼지 못하거나, 보다 작은 햅틱 효과로 인식하게 되는 문제점이 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-0995895호(2010.11.16.등록, 햅틱 피드백 장치)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 진동 환경에서 주변의 진동 노이즈를 보상하여 더욱 정확한 햅틱 피드백 효과를 제공할 수 있도록 하는 진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 장치는, 진동 환경 데이터를 수집하는 진동 검출 센서; 상기 진동 환경을 보상하는 패턴 및 터치 입력에 대응하는 햅틱 패턴을 저장하는 메모리; 상기 진동 환경 데이터에 근거하여 진동 환경을 보상하는 패턴을 생성하고, 터치 패널을 통해 사용자의 터치 입력이 검출되면, 상기 메모리에 저장된 햅틱 패턴과 상기 진동 환경을 보상하는 패턴을 합성하여 출력하는 제어부; 및 상기 제어부에서 출력된 햅틱 패턴에 따라 진동하는 액츄에이터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 햅틱 피드백 장치는, 상기 터치 패널이 형성된 가동부; 상기 가동부를 통해 입력된 터치에 대응하는 햅틱 효과를 생성한 후, 상기 가동부에 햅틱 효과를 피드백시키기 위하여 상기 메모리와 제어부를 포함한 전자 회로가 형성된 고정부; 및 상기 가동부와 고정부 사이에 설치되어 상기 가동부를 통해 터치가 입력될 경우 상기 고정부에서 출력하는 햅틱 패턴에 따라 물리적인 햅틱 효과를 생성하여 상기 가동부에 피드백하는 액츄에이터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 상기 진동 검출 센서를 통해 검출된 아날로그 진동 정보를 디지털로 변환하는 에이디 컨버터;를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 디지털로 변환된 진동 정보로부터 진동 주파수 및 진동 레벨 정보가 포함된 진동 환경 조건을 파악하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 진동 환경을 보상하는 패턴은, 상기 진동 환경 데이터에 대하여 위상이 180도 반전된 패턴인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 진동 환경 데이터를 터치의 입력 여부에 관계없이 지속적으로 모니터링하고, 상기 진동 환경 데이터에 변동이 있을 경우 그 진동 환경을 보상하는 패턴을 생성하여 상기 메모리에 저장하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 진동 환경을 보상하는 패턴을 생성함에 있어서, 상기 진동 검출 센서로부터 진동 정보가 수집된 후 처리되는 과정에서 소요되는 시간을 보상하는 지연 시간 보정 처리를 추가로 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 상기 제어부에서 출력되는 햅틱 패턴을 상기 액츄에이터가 동작할 수 있는 전압 레벨로 증폭하여 출력하는 증폭부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 방법은, 진동 검출 센서를 통해 진동 환경 데이터를 수집하는 단계; 제어부가 터치 패널을 통해 사용자의 터치 입력을 검출하는 단계; 상기 터치 입력이 검출되면, 상기 제어부가 메모리에 미리 저장된 햅틱 패턴을 로딩하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 메모리에 미리 저장된 진동 환경을 보상하는 패턴과 상기 로딩된 햅틱 패턴을 합성하여 생성된 합성 햅틱 패턴을 액츄에이터로 출력하여 상기 액츄에이터를 진동시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 진동 환경 데이터를 수집하는 단계 이후, 제어부가 상기 진동 환경 데이터에 근거하여 진동 환경을 보상하는 패턴을 생성하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 생성한 진동 환경을 보상하는 패턴을 상기 메모리에 저장하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 진동 환경 데이터를 수집하는 단계 이후, 상기 제어부가 상기 진동 검출 센서를 통해 검출된 아날로그 진동 정보를 디지털로 변환하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 디지털로 변환된 진동 정보로부터 진동 주파수 및 진동 레벨 정보가 포함된 진동 환경 조건을 파악하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 진동 환경을 보상하는 패턴은, 상기 제어부가 상기 진동 환경 데이터에 대하여 180도 위상을 반전시켜 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 진동 환경을 보상하는 패턴은, 상기 제어부가 상기 진동 환경 데이터를 터치의 입력 여부에 관계없이 지속적으로 모니터링하고, 상기 진동 환경 데이터에 변동이 있을 경우 그 진동 환경을 보상하는 패턴을 생성하여 메모리에 저장하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 합성 햅틱 패턴을 액츄에이터로 출력하여 진동시키는 단계에서, 상기 제어부는, 증폭부를 통해 상기 합성 햅틱 패턴을 상기 액츄에이터가 동작할 수 있는 전압 레벨로 증폭하여 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 진동 환경에서 주변의 진동 노이즈를 보상하여 더욱 정확한 햅틱 피드백 효과를 제공할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 환경 보상 알고리즘이 적용되기 전의 햅틱 패턴을 보인 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 환경 보상 알고리즘이 적용된 햅틱 패턴을 비교하기 위하여 보인 예시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 방법을 설명하기 위한 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 장치 및 방법의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 장치는, 고정부(100), 가동부(300), 및 상기 고정부(100)와 가동부(300) 사이에 연결되어 상기 가동부(300)를 통해 터치 키가 입력될 경우 상기 고정부(100)에서 출력하는 햅틱 패턴에 따라 햅틱 효과를 생성하여 상기 가동부(300)에 피드백하는 액츄에이터(200)를 포함한다.
이때 상기 가동부(300)에는 터치 패널이 형성되고, 상기 고정부(100)에는 상기 가동부(300)를 통해 입력된 터치에 대응하는 햅틱 효과(즉, 진동 환경이 보상된 햅틱 효과)를 생성한 후, 상기 액츄에이터(300)를 통하여 상기 가동부(300)에 햅틱 효과를 피드백시키기 위한 전자 회로가 형성된다.
이하 상기 고정부(100)의 구성에 대해서 보다 구체적으로 설명한다.
상기 고정부(100)는 가속도 센서(110), 메모리(120), 제어부(130), 및 증폭부(140)를 포함하고, 상기 제어부(130)는 에이디 컨버터(131), 및 진동 보상 알고리즘(132)을 수행한다. 상기 진동 보상 알고리즘(132)은 상기 메모리(120)에 미리 저장될 수 있다.
상기 가속도 센서(110)는 진동 정보를 검출한다.
이때 상기 가속도 센서(110)는 진동 정보를 검출하기 위한 다른 종류의 센서로 대체하는 것도 가능하다.
상기 메모리(120)는 진동이 없는 환경에서 사용자가 느껴야 하는 햅틱 패턴을 저장한다. 그리고 상기 제어부(130)의 요청이 있을 때 해당하는 햅틱 효과 패턴을 전송한다.
상기 제어부(130)는 상기 가속도 센서(또는 진동 검출 센서)를 통해 검출된 아날로그 진동 정보를 입력받아 상기 에이디 컨버터(131)를 통해 디지털 신호로 변환한다. 상기 제어부(130)는 상기 진동 정보로부터 진동 환경 조건(예 : 진동 주파수와 진동 레벨)을 파악한다.
상기 제어부(130)는 상기 가속도 센서(110)로부터 입력받은 진동 환경 조건(예 : 진동 주파수와 진동 레벨)에 근거하여 상기 메모리(120)에 저장된 햅틱 효과 패턴을 보정한다. 이때 상기 햅티 효과 패턴을 보정하기 위하여 진동 보상 알고리즘을 이용한다(도 4, 도 5 참조).
상기 진동 보상 알고리즘(132)은 사용자가 원하는 햅틱 효과와 사용자 환경(고정부의 진동 가속도)을 고려하여 상기 액츄에이터(200)에서 발생되어야 하는 보정된 햅틱 효과를 생성한다.
상기 증폭부(140)는 상기 제어부(130)에서 출력되는 햅틱 효과 패턴(상기 액츄에이터를 구동하기 위한 햅틱 효과 패턴)으로 상기 액츄에이터가 동작할 수 있는 전압 레벨로 증폭된 신호를 출력한다.
상기 가동부(300)는 터치 패널이 형성(또는 설치)되어 사용자로부터 터치 입력을 받아 상기 제어부(130)로 입력 신호를 출력하고, 상기 액츄에이터(200)에서 생성된 햅틱 패턴에 따라 진동되어 사용자에게 물리적인 햅틱 효과를 피드백한다.
상기 액츄에이터(200)는 상기 증폭부(140)로부터 증폭된 햅틱 패턴 신호를 입력받아 구동되며, 그 구동에 따른 햅틱 패턴 효과를 상기 터치 패널이 형성된 가동부(300)에 전달한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 환경 보상 알고리즘이 적용되기 전의 햅틱 패턴과 진동 환경 보상 알고리즘이 적용된 햅틱 패턴을 비교하기 위하여 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 환경 보상 알고리즘이 적용되기 전의 햅틱 패턴을 보인 예시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 환경 보상 알고리즘이 적용된 햅틱 패턴을 비교하기 위하여 보인 예시도이다.
먼저, 도 2를 참조하면, 외부 환경 진동(A)이 있는 상태에서 햅틱 패턴(B)이 출력될 경우, 사용자가 느끼는 햅틱 패턴(C)은 본래 출력하고자 하는 햅틱 패턴(B)에서 많이 왜곡된 것을 알 수 있다. 따라서 사용자는 본래 출력하고자 했던 햅틱 패턴으로 느낄 수 있는 햅틱 효과와는 전혀 다른 햅틱 효과를 느끼게 된다. 또는 사용자는 햅틱 효과를 정확히 느끼지 못하게 된다.
다음, 도 3을 참조하면, 외부 환경 진동(A)이 있는 상태에서 햅틱 패턴(B)이 출력될 경우, 제어부(130)가 상기 외부 환경 진동(A)을 상쇄시키는 패턴(보상을 위한 위상 변경 패턴)(D)을 출력하여 진동 환경을 보상한다. 그리고 상기 제어부(130)는 본래 출력하고자 했던 햅틱 패턴(B)과 상기 진동 환경을 보상한 진동 환경 패턴이 합성된 햅틱 패턴(E)을 출력한다.
이때 상기 진동 환경을 보상한 진동 환경 패턴이 실제 진동을 상쇄함으로써, 사용자가 느끼는 햅틱 패턴(F)은 본래 출력하고자 하는 햅틱 패턴(B)과 동일한 형태가 된다. 따라서 사용자는 진동 환경에서도 본래 출력하고자 했던 햅틱 패턴으로 햅틱 효과를 느낄 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제어부(130)는 외부 진동 환경 데이터(예 : 진동 주파수와 진동 레벨(G-Value))를 실시간 수집한다(S101).
상기 외부 진동 환경 데이터(또는 외부 진동 데이터)는 진동 검출 센서(예 : 가속도 센서)를 이용해 검출할 수 있다.
그리고 상기 제어부(130)는 상기 실시간 수집된 외부 진동 환경 데이터와 메모리(120)에 미리 저장되어 있는 진동 환경 데이터를 비교한다(S102).
상기 비교 결과에 따라, 상기 실시간 수집된 외부 진동 환경 데이터와 메모리(120)에 미리 저장되어 있는 진동 환경 데이터가 서로 다른 경우, 상기 제어부(130)는 외부 진동 데이터를 분석한다(S103).
그리고 상기 분석한 외부 진동 데이터에 대한 지연 시간(delay time)을 보정한다(S104). 즉, 상기 진동 검출 센서로부터 진동 정보가 수집된 후 처리되는 과정에서 소요된 시간을 보정한다.
그리고 상기 지연 시간이 보정된 외부 진동 데이터에 대하여 위상이 180도 반전된 진동 환경 패턴(즉, 진동 환경 보상 패턴)을 생성하여 상기 메모리(120)에 저장한다(S105, S106).
그리고 상기 비교 결과에 따라, 상기 실시간 수집된 외부 진동 환경 데이터와 메모리(120)에 미리 저장되어 있는 진동 환경 데이터가 같은 경우, 및 서로 다른 경우, 상기 제어부(130)는 상기 미리 생성되어 저장된 진동 환경 보상 패턴을 로딩한다(S107).
그리고 상기 제어부(130)는 본래 출력하고자 했던 햅틱 효과 패턴(또는 햅틱 패턴)을 상기 메모리(120)로부터 로딩하여 상기 진동 환경 보상 패턴과 합성한다(S109). 즉, 상기 햅틱 효과 패턴을 상기 진동 환경 보상 패턴에 더하는 연산을 수행한다.
이후 상기 제어부(130)는 보정된 햅틱 패턴(즉, 상기 햅틱 효과 패턴을 상기 보정된 진동 환경 패턴이 합성된 햅틱 패턴)을 상기 액츄에이터(200)를 통해 출력한다(S110).
이에 따라 상기 보정된 진동 환경 패턴이 시스템(예 : 차량)에서 실제 발생되는 진동을 상쇄시킴으로써, 사용자는 상기 햅틱 패턴(즉, 본래 출력하고자 했던 햅틱 패턴)에 의한 햅틱 효과를 느끼게 된다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(130)는 진동 검출 센서(예 : 가속도 센서)를 이용해 차량에서 발생하는 외부 진동 데이터를 수집하고 분석한다(S201).
상기 외부 진동 데이터의 수집 및 분석은 터치의 입력 여부에 관계없이 지속적으로 수행될 수 있다. 상기 제어부(130)는 상기 외부 진동 데이터를 모니터링하면서 외부 진동 데이터가 변동될 경우 그 진동을 보상(또는 보정)하는 패턴(진동 환경 보상 패턴)을 미리 생성하여 상기 메모리(120)에 저장할 수 있다.
그리고 가동부(300)(즉, 터치 패널)를 통해 사용자의 터치 키 입력이 검출되면(S202의 예), 상기 메모리(120)에 미리 저장되어 있던 햅틱 효과 패턴(즉, 햅틱 패턴)을 입력받아(S203), 본 실시예에 따른 진동 환경 보상 알고리즘을 구동하여 진동 환경이 보상된 햅틱 패턴을 출력한다(S204).
그리고 상기 진동 환경이 보상된 햅틱 패턴을 증폭하여 출력한다(S205).
상기와 같이 증폭하여 출력된 햅틱 패턴은 상기 액츄에이터(200)를 통해 햅틱 진동으로 변환된다(S206). 상기와 같이 액츄에이터(200)가 햅틱 진동되면 상기 액츄에이터(200)에 물리적으로 연결된 가동부(300)(즉, 터치 패널)가 진동하여 햅틱 효과를 출력한다(S207). 즉 상기 가동부(300)(즉, 터치 패널)에 신체 일부(예 : 손가락)가 접촉된 사용자가 햅틱 효과를 느끼게 된다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 고정부
110 : 가속도 센서
120 : 메모리
130 : 제어부
131 : 에이디 컨버터
132 : 진동 보상 알고리즘
140 : 증폭부
200 : 액츄에이터
300 : 가동부

Claims (13)

  1. 진동 환경 데이터를 수집하는 진동 검출 센서;
    상기 진동 환경을 보상하는 패턴 및 터치 입력에 대응하는 햅틱 패턴을 저장하는 메모리;
    상기 진동 환경 데이터에 근거하여 진동 환경을 보상하는 패턴을 생성하고, 터치 패널을 통해 사용자의 터치 입력이 검출되면, 상기 메모리에 저장된 햅틱 패턴과 상기 진동 환경을 보상하는 패턴을 합성하여 출력하는 제어부; 및
    상기 제어부에서 출력된 햅틱 패턴에 따라 진동하는 액츄에이터;를 포함하되,
    상기 메모리에 저장된 햅틱 패턴은 진동이 없는 환경에서 사용자가 느껴야 하는 패턴이고,
    상기 제어부는, 상기 진동 환경 데이터를 터치의 입력 여부에 관계없이 지속적으로 모니터링하고, 상기 진동 환경 데이터에 변동이 있을 경우 그 진동 환경을 보상하는 패턴을 생성하여 상기 메모리에 저장하며,
    상기 터치 패널이 형성된 가동부;
    상기 가동부를 통해 입력된 터치에 대응하는 햅틱 효과를 생성한 후, 상기 가동부에 햅틱 효과를 피드백시키기 위하여 상기 메모리와 제어부를 포함한 전자 회로가 형성된 고정부; 및
    상기 가동부와 고정부 사이에 설치되어 상기 가동부를 통해 터치가 입력될 경우 상기 고정부에서 출력하는 햅틱 패턴에 따라 물리적인 햅틱 효과를 생성하여 상기 가동부에 피드백하는 액츄에이터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 진동 검출 센서를 통해 검출된 아날로그 진동 정보를 디지털로 변환하는 에이디 컨버터;를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 디지털로 변환된 진동 정보로부터 진동 주파수 및 진동 레벨 정보가 포함된 진동 환경 조건을 파악하는 것을 특징으로 하는 진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 진동 환경을 보상하는 패턴은,
    상기 진동 환경 데이터에 대하여 위상이 180도 반전된 패턴인 것을 특징으로 하는 진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 진동 환경을 보상하는 패턴을 생성함에 있어서,
    상기 진동 검출 센서로부터 진동 정보가 수집된 후 처리되는 과정에서 소요되는 시간을 보상하는 지연 시간 보정 처리를 추가로 수행하는 것을 특징으로 하는 진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부에서 출력되는 햅틱 패턴을 상기 액츄에이터가 동작할 수 있는 전압 레벨로 증폭하여 출력하는 증폭부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 장치.
  8. 터치 패널이 형성된 가동부; 상기 가동부를 통해 입력된 터치에 대응하는 햅틱 효과를 생성한 후, 상기 가동부에 햅틱 효과를 피드백시키기 위하여 메모리와 제어부를 포함한 전자회로가 형성된 고정부; 및 상기 가동부와 고정부 사이에 설치되어 상기 가동부를 통해 터치가 입력될 경우 상기 고정부에서 출력하는 햅틱 패턴에 따라 물리적인 햅틱 효과를 생성하여 상기 가동부에 피드백하는 액츄에이터;를 포함하는 햅픽 피드백 장치의 햅틱 피드백 방법에 있어서,
    진동 검출 센서를 통해 진동 환경 데이터를 수집하는 단계;
    제어부가 터치 패널을 통해 사용자의 터치 입력을 검출하는 단계;
    상기 터치 입력이 검출되면, 상기 제어부가 메모리에 미리 저장된 햅틱 패턴을 로딩하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 메모리에 미리 저장된 진동 환경을 보상하는 패턴과 상기 로딩된 햅틱 패턴을 합성하여 생성된 합성 햅틱 패턴을 액츄에이터로 출력하여 상기 액츄에이터를 진동시키는 단계;를 포함하되,
    상기 메모리에 저장된 햅틱 패턴은 진동이 없는 환경에서 사용자가 느껴야 하는 패턴이고,
    상기 진동 환경을 보상하는 패턴은, 상기 제어부가 상기 진동 환경 데이터를 터치의 입력 여부에 관계없이 지속적으로 모니터링하고, 상기 진동 환경 데이터에 변동이 있을 경우 그 진동 환경을 보상하는 패턴을 생성하여 메모리에 저장하는 것을 특징으로 하는 진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 진동 환경 데이터를 수집하는 단계 이후,
    제어부가 상기 진동 환경 데이터에 근거하여 진동 환경을 보상하는 패턴을 생성하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 생성한 진동 환경을 보상하는 패턴을 상기 메모리에 저장하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 방법.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 진동 환경 데이터를 수집하는 단계 이후,
    상기 제어부가 상기 진동 검출 센서를 통해 검출된 아날로그 진동 정보를 디지털로 변환하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 디지털로 변환된 진동 정보로부터 진동 주파수 및 진동 레벨 정보가 포함된 진동 환경 조건을 파악하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 방법.
  11. 제 8항에 있어서, 상기 진동 환경을 보상하는 패턴은,
    상기 제어부가 상기 진동 환경 데이터에 대하여 180도 위상을 반전시켜 생성하는 것을 특징으로 하는 진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 방법.
  12. 삭제
  13. 제 8항에 있어서,
    합성 햅틱 패턴을 액츄에이터로 출력하여 진동시키는 단계에서,
    상기 제어부는, 증폭부를 통해 상기 합성 햅틱 패턴을 상기 액츄에이터가 동작할 수 있는 전압 레벨로 증폭하여 출력하는 것을 특징으로 하는 진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 방법.
KR1020140138963A 2014-10-15 2014-10-15 진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 장치 및 방법 KR101590165B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140138963A KR101590165B1 (ko) 2014-10-15 2014-10-15 진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 장치 및 방법
CN201510218008.XA CN106200885B (zh) 2014-10-15 2015-04-30 适用振动环境补偿算法的触觉反馈装置及其方法
US14/725,978 US9927875B2 (en) 2014-10-15 2015-05-29 Haptic feedback apparatus and method using vibration atmosphere compensation algorithm

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140138963A KR101590165B1 (ko) 2014-10-15 2014-10-15 진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101590165B1 true KR101590165B1 (ko) 2016-02-15

Family

ID=55357390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140138963A KR101590165B1 (ko) 2014-10-15 2014-10-15 진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 장치 및 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9927875B2 (ko)
KR (1) KR101590165B1 (ko)
CN (1) CN106200885B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200113256A (ko) * 2018-02-02 2020-10-06 베르-헬라 테르모콘트롤 게엠베하 차량용 작동유닛

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014194192A1 (en) 2013-05-30 2014-12-04 David Andrews Multi-dimensional trackpad
WO2015054362A1 (en) 2013-10-08 2015-04-16 Tk Holdings Inc. Force-based touch interface with ingrated multi-sensory feedback
DE102013021875B4 (de) * 2013-12-21 2021-02-04 Audi Ag Sensorvorrichtung und Verfahren zum Erzeugen von wegezustandsabhängig aufbereiteten Betätigungssignalen
US10466826B2 (en) 2014-10-08 2019-11-05 Joyson Safety Systems Acquisition Llc Systems and methods for illuminating a track pad system
US10371544B2 (en) 2017-05-04 2019-08-06 Wearworks Vibrating haptic device for the blind
WO2021138077A1 (en) 2019-12-30 2021-07-08 Joyson Safety Systems Acquisition Llc Systems and methods for intelligent waveform interruption

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012176640A (ja) 2011-02-25 2012-09-13 Stanley Electric Co Ltd 車両用入力操作装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006509551A (ja) * 2002-12-10 2006-03-23 コーニンクレッカ　フィリップス　エレクトロニクス　エヌ　ヴィ 活動モニタリング
KR100966270B1 (ko) 2004-11-15 2010-06-28 주식회사 만도 차량용 능동조향장치
JP5208362B2 (ja) * 2005-10-28 2013-06-12 ソニー株式会社 電子機器
KR100995895B1 (ko) 2009-05-21 2010-11-23 한국과학기술원 햅틱 피드백 장치
CN102338634A (zh) * 2010-07-23 2012-02-01 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 具振动补偿功能的移动电子设备及其振动补偿方法
US20140092055A1 (en) * 2012-10-02 2014-04-03 Nokia Corporation Apparatus and associated methods
US9202351B2 (en) * 2013-03-11 2015-12-01 Immersion Corporation Systems and methods for haptics in vibrating environments and devices
US20150003204A1 (en) * 2013-06-27 2015-01-01 Elwha Llc Tactile feedback in a two or three dimensional airspace
WO2015054362A1 (en) * 2013-10-08 2015-04-16 Tk Holdings Inc. Force-based touch interface with ingrated multi-sensory feedback

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012176640A (ja) 2011-02-25 2012-09-13 Stanley Electric Co Ltd 車両用入力操作装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200113256A (ko) * 2018-02-02 2020-10-06 베르-헬라 테르모콘트롤 게엠베하 차량용 작동유닛
KR102639764B1 (ko) 2018-02-02 2024-02-23 베르-헬라 테르모콘트롤 게엠베하 차량용 작동유닛

Also Published As

Publication number Publication date
US20160109949A1 (en) 2016-04-21
US9927875B2 (en) 2018-03-27
CN106200885A (zh) 2016-12-07
CN106200885B (zh) 2019-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101590165B1 (ko) 진동 환경 보상 알고리즘을 적용한 햅틱 피드백 장치 및 방법
US9355536B2 (en) Resonance driver for determining a resonant frequency of a haptic device
US10516944B2 (en) Sound output apparatus and sound output method
US9846497B2 (en) Stylus comprising signal generators to adjust amplitude ratio, pressure detecting system and driving method thereof
US8907930B2 (en) Methods and devices for determining user input location using acoustic sensing elements
TWI546707B (zh) 用以偵測使用者輸入之方法和裝置
WO2014196188A1 (ja) 物理量センサの調整方法および物理量センサ
EP1400885A3 (en) Active vibration control system
CN107807733A (zh) 用于柔性电子设备的经补偿触觉呈现
JP2012176640A (ja) 車両用入力操作装置
US10496110B2 (en) Apparatus, system and method of mass flow controlling for use in integrated gas delivery system
US10176681B2 (en) Haptic feedback in a user interface
US10656716B2 (en) Control device, input system, and control method
US11435832B2 (en) Input device, control method, and non-transitory recording medium
KR20190135887A (ko) 버튼형 액추에이터, 이를 포함하는 버튼형 액추에이터 피드백 시스템 및 그 제어 방법
JP2003272463A (ja) スイッチ装置
JP2021529655A (ja) アクチュエータ制御装置および方法
JP2012080714A (ja) モータの駆動装置、駆動方法および入力装置
JP2017004262A (ja) 操作装置
JP2008276278A (ja) 操作入力装置及び画像形成装置
JP7244335B2 (ja) 制御装置
JP2016057764A (ja) 触覚呈示装置
WO2007012993A3 (en) Transistor bulk control for compensating frequency and/or process variations
US11592922B2 (en) Input device and sound output system
US20220350409A1 (en) Electronic device and program

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181219

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191216

Year of fee payment: 5