KR101602663B1 - 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자기기용 케이스 및 그 구동 방법 - Google Patents

촉각 피드백을 제공하기 위한 전자기기용 케이스 및 그 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자기기용 케이스 및 그 구동 방법이 개시된다.
본 발명에 따른 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자기기용 케이스는 전자기기의 조작에 따라 상기 전자기기로부터 제어 신호를 입력받는 통신 인터페이스; 입력받은 상기 제어 신호에 따라 기 설정된 촉각 패턴 데이터에 상응하는 전기 신호를 발생시키는 액추에이터 구동부; 및 상기 액추에이터 구동부에 접촉되도록 형성되어 상기 전기 신호에 따라 물성변이를 일으키는 필름형 액추에이터를 포함한다.
이를 통해, 본 발명은 햅틱 기능이 내장되지 않은 전자기기에도 적용할 수 있고, 전자기기용 케이스의 두께를 얇게 구현할 수 있다.

Description

촉각 피드백을 제공하기 위한 전자기기용 케이스 및 그 구동 방법{ELECTRONIC DEVICE CASE FOR SUPPORTING TACTILE FEEDBACK AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 발명은 전자기기용 케이스에 관한 것으로, 특히, 전자기기와 착탈식으로 결합하되, 전기 신호에 의해 물성변이를 일으키는 필름형 액추에이터를 구비하여 전자기기의 조작에 따라 촉각 출력을 발생할 수 있도록 하는 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자기기용 케이스 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
근래에는, 사용자가 스크린의 표면을 터치하여 정보를 입력할 수 있는 터치입력방식 전자기기가 다양한 형태로 개발 및 생산되고 있다. 터치스크린은 이러한 터치입력방식 전자기기의 대표적인 예로서, 키보드나 마우스와 같은 입력장치를 사용하지 않고, 화상정보가 표시되는 스크린에 손가락, 펜 등을 터치(touch)하여 정보를 입력하는 장치이다.
이러한 전자기기들은 사용자에게 피드백을 제공하기 위해 풍부한 인터페이스를 제공하고 있는데, 그 중 촉각 패드백(tactile feedback)이 널리 사용되고 있다.
촉각 피드백이란 물체를 만질 때, 사람의 핑커팁(손가락 끝 또는 스타일러스 펜)으로 느낄 수 있는 촉각적 감각으로서, 피부가 물체 표면에 닿아서 느끼는 감각을 말한다.
이러한 촉각 피드백을 이용한 장치는 가상의 물체(예를 들어, 윈도우 화면의 버튼 표시)를 사람이 만졌을 때, 실제의 물체(실제의 버튼)를 만지는 것과 같은 응답성으로 동적 특성(버튼을 누를 때 손가락으로 전달되는 진동, 촉감과 동작음 등)을 재생할 수 있는 것이 가장 이상적이라 할 수 있다. 이러한 촉각 피드백 장치의 성능 향상을 위하여 지금까지는 모터와 링크 메카니즘을 이용한 메카트로닉스 장비 등이 사용되었다.
그러나 종래의 메카트로닉스 장r비는 부피가 크고, 에너지 소비가 많으며, 부품수가 많아서 잔고장이 빈번하다는 단점이 있었다. 또한 종래의 메카트로닉스 장비는 응답 속도가 느려서 사용자에게 즉각적인 촉각 피드백을 제공할 수 없었고, 이로 인해 사용자가 현실감을 충분히 느끼지 못하거나 심지어 사용상의 불편함을 제기하기도 하였다.
따라서 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 전자기기와 착탈식으로 결합하되, 전기 신호에 의해 물성변이를 일으키는 필름형 액추에이터를 구비하여 전자기기의 조작에 따라 촉각 출력을 발생할 수 있도록 하는 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자기기용 케이스 및 그 구동 방법을 제공하는데 있다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 관점에 따른 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자기기용 케이스는 전자기기의 조작에 따라 상기 전자기기로부터 제어 신호를 입력받는 통신 인터페이스; 입력받은 상기 제어 신호에 따라 기 설정된 촉각 패턴 데이터에 상응하는 전기 신호를 발생시키는 액추에이터 구동부; 및 상기 액추에이터 구동부에 접촉되도록 형성되어 상기 전기 신호에 따라 물성변이를 일으키는 필름형 액추에이터를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 필름형 액추에이터는 전기활성 폴리머, 전기활성 셀룰로오스, 및 형상 기억 합금 중 어느 하나일 수 있다.
바람직하게, 상기 필름형 액추에이터는 상기 전기 신호에 따라 상하 방향 또는 좌우방향으로 늘어나거나 줄어들 수 있다.
바람직하게, 상기 액추에이터 구동부는 상기 필름형 액추에이터의 일부 영역과 접촉하도록 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 액추에이터 구동부는 상기 필름형 액추에이터가 늘어나는 경우에는 제1 방향으로 이동하고 상기 필름형 액추에이터가 줄어드는 경우에는 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 이동할 수 있다.
바람직하게, 상기 액추에이터 구동부는 그 일측의 끝단에 기 설정된 질량을 갖는 질량체가 부착될 수 있다.
바람직하게, 상기 필름형 액추에이터는 그 하부에 탄성을 갖는 전도성 물질이 부착될 수 있다.
바람직하게, 상기 필름형 액추에이터는 적어도 두 개 이상이 일정한 간격으로 배치되어 모두 동일하게 구동될 수 있다.
상기 촉각 패턴 데이터는 동작 전압의 크기, 초당 출력 샘플링 수, 및 동작 시간 중 적어도 하나를 조절하여 생성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자기기용 케이스는 상기 전자기기로부터 제공받은 적어도 하나의 촉각 패턴 데이터를 저장하는 패턴 저장부; 저장된 촉각 패턴 데이터를 전달하는 데이터 전달부; 및 촉각 패턴 데이터를 바이트 단위로 기 설정된 출력 시간을 카운트하는 샘플링 타이머를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 액추에이터 구동부는 상기 샘플링 타이머를 이용하여 상기 촉각 패턴 데이터에 상응하는 전기 신호를 발생시킬 수 있다.
본 발명의 다른 한 관점에 따른 전자기기에 결합되는 전자기기용 케이스의 촉각 피드백을 제공하기 위한 방법은 상기 전자기기의 조작에 따라 상기 전자기기로부터 제어 신호를 입력받는 단계; 입력받은 상기 제어 신호에 따라 기 설정된 촉각 패턴 데이터에 상응하는 전기 신호를 발생시키는 단계; 및 상기 전기 신호에 따라 내장된 필름형 액추에이터의 물성변이를 일으키는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 필름형 액추에이터는 전기활성 폴리머, 전기활성 셀룰로오스, 및 형상 기억 합금 중 어느 하나일 수 있다.
바람직하게, 상기 필름형 액추에이터는 상기 전기 신호에 따라 상하 방향 또는 좌우방향으로 늘어나거나 줄어들 수 있다.
바람직하게, 상기 필름형 액추에이터는 다수 개가 일정한 간격으로 배치되어 모두 동일하게 구동될 수 있다.
바람직하게, 상기 촉각 패턴 데이터는 동작 전압의 크기, 초당 출력 샘플링 수, 및 동작 시간 중 적어도 하나를 조절하여 생성될 수 있다.
바람직하게, 상기 액추에이터 구동부는 하나의 촉각 패턴 데이터에 상응하거나 중첩 또는 연속적으로 출력하기 위한 적어도 2개 이상의 촉각 패턴 데이터에 상응하는 전기 신호를 발생시킬 수 있다.
이를 통해, 본 발명은 전자기기와 착탈식으로 결합하되, 전기 신호에 의해 물성변이를 일으키는 필름형 액추에이터를 구비하여 전자기기의 조작에 따라 촉각 출력을 발생시킴으로써, 햅틱 기능이 내장되지 않은 전자기기에도 적용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 전자기기와 착탈식으로 결합하되, 전기 신호에 의해 물성변이를 일으키는 필름형 액추에이터를 구비하여 전자기기의 조작에 따라 촉각 출력을 발생시킴으로써, 전자기기용 케이스의 두께를 얇게 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 출력 가능한 촉각 효과에 있어, 초당 출력 샘플링 수가 서로 다르게 설계된 촉각 패턴을 연속적으로 출력함으로써, 촉각 출력에서의 주파수 변조(Frequency Modulation) 효과를 쉽게 표현할 수 있다.
또한, 본 발명은 이와 유사하게 서로 다르게 설계된 촉각 패턴을 중첩하여 출력함으로써, 하나 이상의 촉각 효과를 동시에 재현(Harmonized Haptic Effect)할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자기기용 케이스를 나타내는 예시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전자기기(100)의 상세한 구성을 나타내는 예시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 전자기기용 케이스(200)의 상세한 구성을 나타내는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기용 케이스의 단면을 나타내는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 필름형 액추에이터(270)의 배치 형태를 나타내는 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터 구동부(260)의 동작 원리를 나타내는 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 패턴 데이터를 생성하는 원리를 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 패턴 데이터를 저장하는 절차를 설명하기 위한 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 패턴 데이터를 삭제하는 절차를 설명하기 위한 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 기능을 활성화하기 위한 메시지 포맷을 나타내는 예시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 패턴을 재생/종료하기 위한 메시지 포맷을 나타내는 예시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 패턴을 일시정지/다시재생하기 위한 메시지 포맷을 나타내는 예시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서의 상태를 확인하기 위한 메시지 포맷을 나타내는 예시도이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자기기용 케이스 및 그 구동 방법을 첨부한 도 1 내지 도 13을 참조하여 설명한다. 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다. 명세서 전체를 통하여 각 도면에서 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
본 발명에서는 전자기기와 착탈식으로 결합하여 사용하되, 전기 신호에 의해 소정의 물성변이를 일으키는 필름형 액추에이터를 구비하여 전자기기의 조작에 따라 촉각 출력을 발생시킬 수 있도록 하는 새로운 타입의 전자기기용 케이스를 제안한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자기기용 케이스를 나타내는 예시도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자기기용 케이스(200)는 휴대폰, 스마트폰, 태블릿 등의 정보 단말기의 역할을 하는 전자기기(100)와 착탈식으로 결합되어 외부와의 충돌 및 접촉 등에 의한 물리적인 손상을 방지할 수 있다. 또한 전자기기용 케이스(200)는 전자기기(100)가 손에서 미끄러지는 것을 방지할 수도 있다.
이러한 전자기기(100)는 터치스크린 등의 장치를 통하여 화면의 각종 사용자 인터페이스를 조작하게 된다. 그러나 터치스크린만을 이용하여 조작할 경우에는 시각정보에 의존하여 판단하게 되므로 실제로 버튼이나 메뉴를 조작하는 느낌과 같은 사실감을 얻기가 어렵다. 이에 본 발명에서는 촉각 피드백을 발생시키는 전자기기용 케이스(200)를 제안한다.
즉, 본 발명에 따른 전자기기용 케이스(200)는 전자기기(100)와 결합되어 전자기기(100)의 조작에 따라 사용자에게 촉각 피드백을 제공하는 햅틱 기능(haptic function)을 수행할 수 있다. 이를 도 2 내지 도 3을 참조하여 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 전자기기(100)의 상세한 구성을 나타내는 예시도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 전자기기(100)는 UI(User Interface)부(110), 제어부(120), 및 제1 통신 인터페이스(130) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
UI부(110)는 전자기기를 조작하기 위한 인터페이스로서, 정보를 입력하기 위한 키패드부, 및 다양한 어플리케이션을 디스플레이하기 위한 디스플레이부 등을 포함할 수 있다. 특히, UI부(110)는 터치 키패드, 및 터치스크린을 의미할 수 있다.
제어부(120)는 UI부(110)를 통한 조작에 따라 기 설정된 햅틱 패턴 데이터의 재생을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고 그 생성된 제어 신호를 출력할 수 있다.
제1 통신 인터페이스(130)는 전자기기용 케이스와 각종 제어 신호와 데이터를 송수신할 수 있다. 제1 통신 인터페이스(130)는 유선 통신 또는 무선 통신을 통해 전자기기용 케이스와 통신할 수 있다. 예컨대, 유선 통신을 통해 전자기기용 케이스와 통신하고자 할 경우 제1 통신 인터페이스(130)는 전자기기용 케이스에 전기적으로 접속하기 위한 접속 단자일 수 있다. 그리고 무선 통신을 통해 전자기기용 케이스와 통신하고자 할 경우 제1 통신 인터페이스(130)는 무선 통신 모듈로 내장되도록 형성될 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 전자기기용 케이스(200)의 상세한 구성을 나타내는 예시도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 전자기기용 케이스(200)는 제2 통신 인터페이스(210), 프로세서(220), 패턴 저장부(230), 데이터 전달부(240), 샘플링 타이머(250), 액추에이터 구동부(260), 필름형 액추에이터(270), 및 배터리(280) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
제2 통신 인터페이스(210)는 전자기기와 각종 제어 신호와 정보를 송수신할 수 있다. 제2 통신 인터페이스(210)는 유선 통신 또는 무선 통신을 통해 전자기기와 통신할 수 있다. 예컨대, 유선 통신을 통해 전자기기와 통신하고자 할 경우 제2 통신 인터페이스(210)는 전자기기에 전기적으로 접속하기 위한 접속 단자일 수 있다. 이러한 접속 단자는 전자기기의 연결 단자에 연결하기 위해 돌출된 형태로 형성될 수 있다. 그리고 무선 통신을 통해 전자기기와 통신하고자 할 경우 제2 통신 인터페이스(210)는 무선 통신 모듈로 내장되도록 형성될 수 있다.
프로세서(220)는 전자기기로부터 수신된 각종 제어 신호와 데이터를 처리할 수 있다. 예컨대, 프로세서(220)는 제어 신호로 햅틱 패턴 저장 요청 메시지를 수신하는 경우에는 햅틱 패턴 저장 요청 메시지에 포함된 햅틱 패턴 데이터를 저장하고, 이에 대한 응답으로 햅택 패턴 저장 응답 메시지를 생성하여 대응할 수 있다.
패턴 저장부(230)는 적어도 하나의 촉각 패턴 데이터 또는 햅틱 패턴 데이터를 저장하여 관리할 수 있다. 데이터 전달부(240)는 패턴 저장부(230)에 저장된 햅틱 패턴 데이터 중 전자기기의 조작에 따라 기 설정된 적어도 하나의 햅틱 패턴 데이터를 전달할 수 있다.
샘플링 타이머(250)는 햅틱 패턴 데이터를 바이트 단위로 그 동작 시간을 카운트할 수 있다. 이러한 이유는 단위 시간 동안의 출력되는 바이트를 제어하기 위함이다.
액추에이터 구동부(260)는 데이터 전달부(240)로부터 전달받은 햅틱 패턴 데이터에 상응하는 전기 신호를 생성하고 생성된 전기 신호를 출력할 수 있다. 즉, 액추에이터 구동부(260)는 샘플링 타이머를 이용하여 햅틱 패턴 데이터에 상응하는 전기 신호를 생성하게 된다.
필름형 액추에이터(270)는 액추에이터 구동부(260)에서 출력된 전기 신호에 따라 소정의 물성변이를 일으켜 사용자에게 물리적 자극 즉, 촉각 피드백을 제공할 수 있다. 필름형 액추에이터(270)는 전기 신호에 따라 물성 변이 즉, 좌우 또는 상하 방향 등으로 늘어나거나 줄어들 수 있다. 이러한 필름형 액추에이터(270)로는 전기 신호를 이용하여 제한된 범위 내의 길이를 순간적으로 늘리거나 줄이는 것이 가능한 예컨대, 전기활성 폴리머(electro-active polymers), 전기활성 셀룰로오스(electro-active cellulose), 및 형상 기억 합금(shape memory alloy) 등이 사용될 수 있다.
배터리(280)는 케이스 내부의 모든 전자 소자들에 전원을 공급할 수 있다. 이를 통해 전자기기용 케이스는 자체적으로 사용자에게 물리적인 자극을 제공할 수 있도록 한다.
이러한 전자기기용 케이스의 동작 원리를 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기용 케이스의 단면을 나타내는 예시도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 전자기기용 케이스는 전자기기의 일부를 감싸도록 형성되는데, 크게 보호 기능부(200a), 햅틱 기능부(200b)로 구분할 수 있다. 보호 기능부(200a)는 외부와의 충돌 및 접촉 등으로부터 전자기기를 보호하는 역할을 하고 그 재료로는 합성수지를 사용하는 것이 바람직하다.
햅틱 기능부(200b)는 사용자에게 물리적인 자극 즉, 촉각 피드백을 제공하는 역할을 할 수 있다. 햅틱 기능부(200b)는 제2 통신 인터페이스(210), 탄성재료(201), 필름형 액추에이터(270), 액추에이터 구동부(260), 접촉면(203), 및 질량체(205) 등을 포함할 수 있다.
제2 통신 인터페이스(210)는 전자기기와 각종 제어 신호와 정보를 송수신할 수 있다.
탄성재료(201)는 케이스의 햅틱 기능부(200b) 내에서 가장 아랫부분에 위치할 수 있다. 이러한 탄성재료(201)로는 예컨대, 고무와 같은 재료가 사용될 수 있으며 탄성을 가진 전도성 물질이 사용될 수 있는데, 필름형 액추에이터와의 연동을 위해 탄성을 가진 전도성 물질 즉, 전도성 탄성 물질이 사용되는 것이 바람직하다.
필름형 액추에이터(270)는 탄성재료(201) 상부에 부착되고, 전기 신호를 가할 때 그 길이가 늘어나거나 또는 줄어드는 동작을 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 필름형 액추에이터(270)의 배치 형태를 나타내는 예시도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 필름형 액추에이터(270)는 그림 (a)처럼 하나가 사용될 수 있고, 그림 (b)처럼 적어도 두 개 이상이 나란히 배치되어 사용될 수도 있다.
특히, 그림 (b)처럼 적어도 두 개 이상의 필름형 액추에이터(270)을 나란히 배치하여 각각에 전기 신호가 가해지면 그 길이가 동시에 늘어나거나 또는 줄어들기 때문에 물리적인 자극의 정도를 더 크게 만들 수 있다는 이점이 있게 된다.
물론 본 발명은 이와 같이 적어도 두 개 이상의 필름형 액추에이터를 나란히 배치하여 사용할 수 있지만 반드시 이에 한정되지 않고 다양한 형태로 배치하여 사용할 수 있다.
액추에이터 구동부(260)는 필름형 액추에이터(270)의 상부에 부착되고, 필름형 액추에이터(270)의 일부 영역과 접촉하는 접촉면(203)을 갖게 된다. 액추에이터 구동부(260)는 햅틱 패턴 데이터에 상응하는 전기 신호를 출력할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터 구동부(260)의 동작 원리를 나타내는 예시도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 액추에이터 구동부(260)는 필름형 액추에이터(270)의 일부 영역과 접촉하고 있기 때문에 필름형 액추에이터(270)의 물성변이에 따라 움직이게 된다.
그림 (a)처럼 액추에이터 구동부(260)는 필름형 액추에이터(270)가 줄어들 때는 왼쪽으로 이동하게 되고, 그림 (b)처럼 필름형 액추에이터(270)가 늘어날 때는 오른쪽으로 이동하게 된다.
이때, 액추에이터 구동부(260)와 필름형 액추에이터(270)는 접착체 등으로 접촉될 수 있다.
질량체(205)는 액추에이터 구동부(260)의 한쪽 끝단에 부착하는데, 이는 케이스를 쥐고 있는 사용자에게 촉각 피드백을 강하게 전달하기 위해 관성의 변화를 발생시키기 위함이다. 질량체(205)는 케이스에 전원을 공급하는 배터리로 대체될 수도 있다.
또한, 본 발명은 질량체(205)가 별도로 부착되지 않는 경우에도 액추에이터 구동부(260) 자체의 질량을 크게 함으로써 촉각 피드백을 크게 발생시킬 수 있도록 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 패턴 데이터를 생성하는 원리를 설명하기 위한 예시도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 촉각 패턴 데이터는 동작 전압의 크기(amplitude), 액추에이터의 초당 출력 샘플 수(sampling rate) 또는 진동 주파수(frequency), 및 동작 시간(time) 등을 조절하여 생성될 수 있다.
이렇게 생성된 촉각 패턴 데이터는 반복 횟수와 반복 출력하는 촉각 패턴 데이터 간의 시간 간격을 설정하여 또 다른 촉각 패턴 데이터를 생성할 수도 있다.
예컨대, 동작 전압의 크기는 256 단계로 설정할 수 있다. 액추에이터의 초당 출력 샘플 수는 1 ~ 8000 개까지 설정할 수 있다.
이때, 반복 횟수와 출력하는 촉각 패턴 데이터 간의 시간 간격은 별도로 설정될 수 있다.
이처럼, 본 발명은 촉각 패턴 데이터의 진동 시간, 진폭뿐 아니라 진동 주파수를 자유롭게 변경할 수 있기 때문에 다양한 촉각 패턴 데이터를 생성할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은 전자기기에서 출력 중인 사운드를 간단한 데이터 변환으로 촉각 패턴 데이터로 생성할 수 있다. 즉, 본 발명은 다양한 주파수의 진동을 동시에 중첩시켜 발생시킬 수 있기 때문에 사운드와 같이 서로 다른 주파수를 출력하는 악기가 동시에 연주되는 듯한 느낌을 촉각 피드백으로 제공할 수 있다.
본 발명 이전에도 전자기기에서 출력 중인 사운드를 간단한 데이터 변환으로 촉각 패턴 데이터로 생성하는 방법들이 소개된 바 있었다. 그러나, 기존 방법은 입력되는 사운드의 여러 가지 특성을 반영하지 못하고, 사운드의 일부 특성, 즉 볼륨이나 특정 주파수 대역으로 필터링된 데이터를 일정 주파수의 진동으로 변환하여 출력함으로써, 입력 사운드의 특성이 제한된 형태의 촉각 출력이 가능하였다.
그러나, 본 발명에서는 하나 이상의 입력 사운드의 특징적인 주파수 대역을 필터링하여 하나 이상의 주파수를 이용한 진동으로 중첩 출력하거나, 또는 입력 사운드 데이터를 서로 다른 초당 샘플링 수로 생성된 촉각 패턴으로 변환하고 이를 연속 출력하여 입력 사운드의 특성을 훼손을 최소화하여 촉각 출력하는 것이 가능하다.
이하에서는 본 발명에 따른 햅틱 기능을 위해 사용되는 다양한 메시지 포맷을 도 8 내지 도 13에서 살펴보기로 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 패턴 데이터를 저장하기 위한 메시지 포맷을 나타내는 예시도이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 전자기기는 햅틱 패턴 데이터의 저장을 요청하기 위한 햅틱 패턴 저장 요청 메시지(haptic pattern save request message)를 전자기기용 케이스에 전송할 수 있다.
이때, 햅틱 패턴 저장 요청 메시지는 메시지 ID를 나타내는 MSG ID 필드, 햅틱 패턴 ID를 나타내는 PATTERN ID 필드, 나중에 사용하기 위한 RESERVED 필드, 햅틱 패턴의 길이를 나타내는 PATTERN LENGTH 필드, 및 햅틱 패턴의 ID들을 나열하는 PATTERN ID ARRAY 필드 등을 포함할 수 있다.
반면 전자기기용 케이스는 햅틱 패턴 저장 요청 메시지에 대한 응답으로 햅틱 패턴 저장 응답 메시지(haptic pattern save response message)를 전자기기에 전송할 수 있다.
이때, 햅틱 패턴 저장 응답 메시지는 MSG ID 필드, PATTERN ID 필드, 햅틱 패턴의 저장 결과를 나타내는 RESULT 필드 등을 포함할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 패턴 데이터를 삭제하기 위한 메시지 포맷을 나타내는 예시도이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 전자기기는 햅틱 패턴 데이터의 삭제를 요청하기 위한 햅틱 패턴 삭제 요청 메시지(haptic pattern delete request message)를 전자기기용 케이스에 전송할 수 있다.
이때, 햅틱 패턴 삭제 요청 메시지는 MSG ID 필드, 및 PATTERN ID 필드 등을 포함할 수 있다.
반면 전자기기용 케이스는 햅틱 패턴 삭제 요청 메시지에 대한 응답으로 햅틱 패턴 삭제 응답 메시지(haptic pattern delete response message)를 전자기기에 전송할 수 있다.
이때, 햅틱 패턴 삭제 응답 메시지는 MSG ID 필드, PATTERN ID 필드, 및 햅틱 패턴의 저장 결과를 나타내는 RESULT 필드 등을 포함할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 기능을 활성화하기 위한 메시지 포맷을 나타내는 예시도이다.
도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 전자기기는 전자기기용 케이스의 햅틱 기능을 활성화하기 위한 햅틱기능 활성화요청 메시지(haptic function activate request message)를 전자기기용 케이스에 전송할 수 있다.
이때, 햅틱기능 활성화 요청 메시지는 MSG ID 필드, 햅틱 기능의 활성화 여부를 나타내는 STATUS 필드 등을 포함할 수 있다.
반면 전자기기용 케이스는 햅틱기능 활성화요청 메시지에 대한 응답으로 햅틱기능 활성화 응답메시지(haptic function activate response message)를 전자기기에 전송할 수 있다.
이때, 햅틱기능 활성화 응답메시지는 MSG ID 필드, 및 STATUS 필드 등을 포함할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 패턴을 재생/종료하기 위한 메시지 포맷을 나타내는 예시도이다.
도 11에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 전자기기는 햅틱 패턴을 재생하기 위한 햅틱패턴 재생 요청메시지(haptic pattern play request message)를 전자기기용 케이스에 전송할 수 있다.
이때, 햅틱패턴 재생 요청메시지는 MSG ID 필드, PATTERN ID 필드, 햅틱 패턴을 재생하기 위한 옵션을 나타내는 PLAY OPTION 필드 등을 포함할 수 있다. 여기서, PLAY OPTION 필드는 햅틱 패턴의 반복 출력 횟수를 나타내는 REPETITION 필드, 반복 출력시 햅틱 패턴 간의 시간 간격을 나타내는 INTERVAL 필드, 햅틱 패턴의 초당 출력 샘플 수를 나타내는 FREQUENCY 필드, 동작 모드를 나타내는 PLAY TYPE 필드를 포함할 수 있다. 여기서, PLAY TYPE 필드는 이전 출력과 중첩하여 출력하는지의 여부를 나타내는 OVERLAPPED_PALY 모드, 이전 출력이 종료한 후에 출력하는지의 여부를 나타내는 SEQUENTIAL_PLAY 모드 등을 설정할 수 있다.
또한, 햅틱패턴 재생 요청메시지는 MSG ID 필드, PATTERN ID 필드, PLAY OPTION 필드, PATTERN LENGTH 필드, PATTERN ARRAY 필드, PLAY TYPE 필드 등을 포함할 수도 있다.
또한, 햅틱패턴 재생 요청메시지는 MSG ID 필드, PATTERN ID 필드, PLAY OPTION 필드, BYTE LENGTH 필드, BYTE ARRAY 필드 등을 포함할 수도 있다.
반면, 전자기기용 케이스는 햅틱패턴 재생 요청메시지에 대한 응답으로 햅틱패턴 재생 응답메시지(haptic pattern play response message)를 전자기기에 전송할 수 있다.
이때, 햅틱패턴 재생 응답메시지는 MSG ID 필드, PATTERN ID 필드, 및 햅틱 패턴의 재생 여부를 나타내는 RESULT 필드 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전자기기는 햅틱 패턴의 재생을 종료하기 위한 햅틱패턴 종료 요청 메시지(haptic pattern stop request message)를 전자기기용 케이스에 전송할 수 있다.
이때, 햅틱패턴 종료 요청 메시지는 MSG ID 필드, PATTERN ID 필드 등을 포함할 수 있다.
반면, 전자기기용 케이스는 햅틱패턴 종료 요청 메시지에 대한 응답으로 햅틱패턴 종료 응답 메시지(haptic pattern stop response message)를 전자기기에 전송할 수 있다.
이때, 햅틱패턴 종료 응답 메시지는 MSG ID 필드, PATTERN ID 필드, 및 햅택 패턴의 종료 여부를 나타내는 RESULT 필드 등을 포함할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 패턴을 일시정지/다시재생하기 위한 메시지 포맷을 나타내는 예시도이다.
도 12에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 전자기기는 햅틱 패턴의 재생을 일시정지하기 위한 햅틱패턴 일시정지 요청메시지(haptic pattern pause request message)를 전자기기용 케이스에 전송할 수 있다.
이때, 햅틱패턴 일시정지 요청메시지는 MSG ID 필드, PATTERN ID 필드 등을 포함할 수 있다.
반면, 전자기기용 케이스는 햅틱패턴 일시정지 요청메시지에 대한 응답으로 햅틱패턴 일시정지 응답메시지(haptic pattern pause response message)를 전자기기에 전송할 수 있다.
이때, 햅틱패턴 일시정지 응답메시지는 MSG ID 필드, PATTERN ID 필드, 및 햅택 패턴의 일시정지하였는지의 여부를 나타내는 RESULT 필드 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전자기기는 햅틱 패턴을 다시재생하기 위한 햅틱패턴 다시재생 요청메시지(haptic pattern resume request message)를 전자기기용 케이스에 전송할 수 있다.
이때, 햅틱패턴 다시재생 요청메시지는 MSG ID 필드, PATTERN ID 필드 등을 포함할 수 있다.
반면, 전자기기용 케이스는 햅틱패턴 다시재생 요청메시지에 대한 응답으로 햅틱패턴 다시재생 응답메시지(haptic pattern resume response message)를 전자기기에 전송할 수 있다.
이때, 햅틱패턴 다시재생 응답메시지는 MSG ID 필드, PATTERN ID 필드, 및 햅택 패턴의 다시재생하였는지의 여부를 나타내는 RESULT 필드 등을 포함할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서의 상태를 확인하기 위한 메시지 포맷을 나타내는 예시도이다.
도 13에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 전자기기는 전자기기용 케이스 내의 프로세서의 상태를 요청하기 위한 햅틱제어기 상태 요청메시지(haptic controller status request message)를 전자기기용 케이스에 전송할 수 있다.
이때, 햅틱제어기 상태 요청메시지는 MSG ID 필드 등을 포함할 수 있다.
반면, 전자기기용 케이스는 햅틱제어기 상태 요청메시지에 대한 응답으로 햅틱제어기 상태 응답메시지(haptic controller status response message)를 전자기기에 전송할 수 있다.
이때, 햅틱제어기 상태 응답메시지는 MSG ID 필드, 프로세서의 상태 정보를 나타내는 STATUS 필드 등을 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자기기용 케이스 및 그 구동 방법이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 전자기기
110: UI부
120: 제어부
130: 제1 통신 인터페이스
200: 전자기기용 케이스
200a: 보호 기능부
200b: 햅틱 기능부
201: 탄성재료
203: 접촉면
205: 질량체
210: 제2 통신 인터페이스
220: 프로세서
230: 패턴 저장부
240: 데이터 전달부
250: 샘플링 타이머
260: 액추에이터 구동부
270: 필름형 액추에이터
280: 배터리

Claims (17)

  1. 전자기기의 조작에 따라 상기 전자기기로부터 제어 신호를 입력받는 통신 인터페이스;
    입력받은 상기 제어 신호에 따라 기 설정된 촉각 패턴 데이터에 상응하는 전기 신호를 발생시키는 액추에이터 구동부; 및
    상기 액추에이터 구동부에 접촉되도록 형성되어 상기 전기 신호에 따라 물성변이를 일으키는 필름형 액추에이터;
    를 포함하는 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자기기용 케이스.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 필름형 액추에이터는, 전기활성 폴리머, 전기활성 셀룰로오스, 및 형상 기억 합금 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자기기용 케이스.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 필름형 액추에이터는, 상기 전기 신호에 따라 상하 방향 또는 좌우방향으로 늘어나거나 줄어드는 것을 특징으로 하는 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자기기용 케이스.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 액추에이터 구동부는, 상기 필름형 액추에이터의 일부 영역과 접촉하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자기기용 케이스.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 액추에이터 구동부는, 상기 필름형 액추에이터가 늘어나는 경우에는 제1 방향으로 이동하고 상기 필름형 액추에이터가 줄어드는 경우에는 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자기기용 케이스.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 액추에이터 구동부는, 그 일측의 끝단에 기 설정된 질량을 갖는 질량체가 부착되는 것을 특징으로 하는 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자기기용 케이스.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 필름형 액추에이터는, 그 하부에 탄성을 갖는 전도성 물질이 부착되는 것을 특징으로 하는 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자기기용 케이스.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 필름형 액추에이터는, 적어도 두 개 이상이 일정한 간격으로 배치되어 모두 동일하게 구동되는 것을 특징으로 하는 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자기기용 케이스.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 촉각 패턴 데이터는, 동작 전압의 크기, 초당 출력 샘플링 수, 및 동작 시간 중 적어도 하나를 조절하여 생성되는 것을 특징으로 하는 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자기기용 케이스.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 전자기기로부터 제공받은 적어도 하나의 촉각 패턴 데이터를 저장하는 패턴 저장부;
    저장된 촉각 패턴 데이터를 전달하는 데이터 전달부; 및
    촉각 패턴 데이터를 바이트 단위로 기 설정된 출력 시간을 카운트하는 샘플링 타이머;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자기기용 케이스.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 액추에이터 구동부는,
    상기 샘플링 타이머를 이용하여 상기 촉각 패턴 데이터에 상응하는 전기 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자기기용 케이스.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 액추에이터 구동부는, 하나의 촉각 패턴 데이터에 상응하거나 중첩 또는 연속적으로 출력하기 위한 적어도 2개 이상의 촉각 패턴 데이터에 상응하는 전기 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자기기용 케이스.
  13. 전자기기에 결합되는 전자기기용 케이스의 촉각 피드백을 제공하기 위한 방법에 있어서,
    상기 전자기기의 조작에 따라 상기 전자기기로부터 제어 신호를 입력받는 단계;
    입력받은 상기 제어 신호에 따라 기 설정된 촉각 패턴 데이터에 상응하는 전기 신호를 발생시키는 단계; 및
    상기 전기 신호에 따라 내장된 필름형 액추에이터의 물성변이를 일으키는 단계;
    를 포함하는 촉각 피드백을 제공하기 위한 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 필름형 액추에이터는, 전기활성 폴리머, 전기활성 셀룰로오스, 및 형상 기억 합금 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 촉각 피드백을 제공하기 위한 방법.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 필름형 액추에이터는, 상기 전기 신호에 따라 상하 방향 또는 좌우방향으로 늘어나거나 줄어드는 것을 특징으로 하는 촉각 피드백을 제공하기 위한 방법.
  16. 제13 항에 있어서,
    상기 필름형 액추에이터는, 다수 개가 일정한 간격으로 배치되어 모두 동일하게 구동되는 것을 특징으로 하는 촉각 피드백을 제공하기 위한 방법.
  17. 제13 항에 있어서,
    상기 촉각 패턴 데이터는, 동작 전압의 크기, 초당 출력 샘플링 수, 및 동작 시간 중 적어도 하나를 조절하여 생성되는 것을 특징으로 하는 촉각 피드백을 제공하기 위한 방법.
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