KR101718680B1

KR101718680B1 - 햅틱 피드백 모양 변경 디스플레이를 제공하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101718680B1
Application number: KR1020167036941A
Authority: KR
Inventors: 대니 에이. 그랜트; 알리 모다레스; 후안 마누엘 크루즈-헤르난데즈; 리 지앙; 데이비드 엠. 번바움; 레미 삐에론; 크리스토퍼 제이. 울리치; 로버트 라크로익스
Original assignee: 임머숀 코퍼레이션
Priority date: 2009-05-07
Filing date: 2010-05-07
Publication date: 2017-03-21
Also published as: EP2427879B1; JP2012526331A; WO2010129892A2; JP2014222521A; JP5658235B2; CN105807927A; EP2427879A2; JP6144649B2; KR20120019471A; KR20170003738A; WO2010129892A3; CN102422244A; US20100283731A1; EP2963524A1

Abstract

햅틱 디바이스는, 프로세서, 상기 프로세서에 결합되고 모양 입력을 수신하기 위한 통신 모듈, 및 상기 통신 모듈을 수용하고 변형가능한 부분을 포함하는 하우징(housing)을 포함한다. 상기 변형가능한 부분은 변형 액추에이터를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 하우징을 변형하기 위해 상기 모양 입력에 응답하여 상기 변형 액추에이터에 신호를 제공한다. 디바이스의 다른 영역들의 모양은 또한 신호에 응답하여 변경할 수 있다. 모양 변경들은 디바이스의 사용자에게 햅틱 효과들을 제공하고, 정보를 제공하고, 인체공학 변경들을 제공하고, 부가 기능을 제공하는 등등 할 수 있다.

Description

햅틱 피드백 모양 변경 디스플레이를 제공하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING A HAPTIC FEEDBACK SHAPE-CHANGING DISPLAY}

관련 출원들

이 출원은 2009년 5월 7일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 61/176,431 및 2009년 8월 6일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 61/231,708을 우선권 주장하며, 각각의 명세서는 참고로 본원에 포함된다.

분야

본 발명의 실시예들은 전자 인터페이스 디바이스들, 더욱 구체적으로, 모양 변경 디바이스들(shape changing devices)에 관한 것이다.

셀 폰들 및 PDA들(personal digital assistants)과 같은 휴대용 컴퓨팅 디바이스들이 최근에 더욱 널리 퍼짐에 따라, 인간 기계 인터페이스에 관한 이용의 편의성이 점점 중요해졌다. 종래의 휴대용 컴퓨팅 디바이스는 키패드들, 터치 스크린들, 전용 버튼들, 트랙 볼들, 마우스 등과 같은 인간 기계 인터페이스를 용이하게 하기 위한 다양한 입력/출력("I/O") 방법들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 디스플레이 디바이스 상의 패널 뒤에 디스플레이된 그래픽에 따라 패널 상의 버튼 누름(button press)을 에뮬레이트(emulate)하기 위해 보통 손끝으로 터치 스크린 상의 영역을 누른다.

통상적인 휴대용 컴퓨팅 디바이스들과 연관된 광범위한 디바이스 구성 및/또는 모양들은 다양한 물리적 제약들, 특히 인간 기계 인터페이스를 위한 제한된 I/O 옵션들로 구조화된다. 예를 들어, 셀 폰들과 같은 통상적인 휴대용 컴퓨팅 디바이스들은 다양한 모양들 및 디자인들로 되고, 셀 폰의 각각의 디자인은 보통 전화기를 쥐기에 편안한 수용가능한 레벨을 실현하기 위해 최적화된다. 통상적인 휴대용 컴퓨팅 디바이스와 연관된 단점은 전화기의 외부 인클로져(outer enclosure)의 모양이 보통 말하는 동안 한 손으로 쥐도록 설계된다는 점이다. 그러나, 최적화된 외부 인클로져를 갖는 전화기의 모양 또는 구조는 통상적으로 텍스트 메시지들을 타이핑하는 것과 같은 다양한 다른 시나리오들에 대해 적절하지 않다.

휴대용 컴퓨팅 디바이스들과 관련하여 위에서 논의한 것들과 유사한 단점들이 또한 다양한 종래의 핸드헬드 게임 디바이스들과 연관될 수 있다. 또한, 종래의 핸드헬드 게임 디바이스들은 다양한 햅틱 효과들을 제공하지만, 사용자들에게 향상된 게임 경험을 제공하기 위해 이러한 햅틱 효과들의 더 풍부한 범위로부터 이익을 얻을 수 있다.

일 실시예는 프로세서, 상기 프로세서에 결합되고 모양 입력을 수신하기 위한 통신 모듈, 및 상기 통신 모듈을 수용하고(housing) 변형가능한 부분(deformable portion)을 포함하는 하우징(housing)을 포함하는 햅틱 디바이스이다. 상기 변형가능한 부분은 변형 액추에이터(deformation actuator)를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 하우징을 변형하기 위해 상기 모양 입력에 응답하여 상기 변형 액추에이터에 신호를 제공한다. 디바이스의 다른 영역들의 모양은 또한 신호에 응답하여 변경될 수 있다. 모양 변경들은 디바이스의 사용자에게 햅틱 효과들을 제공하고, 정보를 제공하고, 인체공학(ergonomic) 변경들을 제공하고, 부가 기능을 제공하는 등등 할 수 있다.

디바이스의 사용자에게 모양 변경을 통해 햅틱 효과들을 제공하고, 정보를 제공하고, 인체공학(ergonomic) 변경들을 제공하고, 부가 기능을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 운동감각적 효과들(kinesthetic effects)을 제공할 수 있는 휴대용 디바이스를 예시하는 블록도이다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 실시예들에 따른 예시적인 휴대용 핸드헬드 디바이스들을 예시하는 블록도들이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 슬라이더 바 표면 특성(slider bar surface characteristic)을 갖는 셀 폰의 예를 도시한다.
도 4a-4c는 본 발명의 실시예들에 따른 모양 변경 게임 디바이스들의 예들을 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 테니스 라켓 게임 콘솔을 에뮬레이트하는 모양 변경 디바이스를 예시하는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 모양 변경 디바이스를 위한 제어 구조의 예를 도시하는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 디바이스를 위한 변형가능한 표면을 제어하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 햅틱 효과들을 제공할 수 있는 핸드헬드 디바이스를 도시한다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 핸드헬드 디바이스를 통해 제공될 수 있는 다양한 햅틱 효과들을 도시한다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 포스 햅틱 효과(force haptic effect)를 시뮬레이트하는 데 이용될 수 있는 입력 및 햅틱 출력을 도시한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 다양한 햅틱 효과들을 제공할 수 있는 핸드헬드 디바이스의 다양한 뷰들을 도시한다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 다양한 햅틱 효과들을 제공할 수 있는 핸드헬드 디바이스의 다양한 뷰들을 도시한다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 다양한 햅틱 효과들을 제공할 수 있는 핸드헬드 디바이스의 다양한 뷰들을 도시한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 변형 효과 디바이스의 블록도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 게임 컨트롤러의 사시도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 마우스의 사시도이다.

본 발명의 일 실시예는 바이브로택틸 햅틱 피드백(vibrotactile haptic feedback)을 이용하여 그의 물리적 모양을 거시적으로 변경할 수 있는 휴대용 컴퓨팅 시스템이다. 시스템은, 일 실시예에서, 전자 통신 컴포넌트, 하우징, 및 햅틱 표면을 포함한다. 예를 들어 전자 통신 컴포넌트는 모양 입력을 수신할 수 있고, 전화기 또는 게임 장치와 같은 무선 통신 디바이스인 것으로 구성된다. 시스템의 외부 인클로져로도 알려진 하우징은 전자 통신 컴포넌트를 수용한다. 하우징의 적어도 일부분 위에 놓이는 햅틱 표면은 모양 입력에 응답하여 그의 물리적 모양을 거시적으로 변경하도록 구성된다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 운동감각적 효과들을 제공할 수 있는 휴대용 디바이스(600)를 예시하는 블록도이다. 디바이스(600)는 하우징(602), 디스플레이(604), 키패드(606), 및 익스텐션(extension)들(608-0 및 608-1)을 포함한다. 다른 실시예에서, 키패드(606)는 터치스크린 디스플레이(604)의 부분이다. 디바이스(600)는 일 실시예에서 무선 오디오/비디오 통신, 모바일 데이터 통신, 리모트 게임 콘솔 등을 제공할 수 있는 무선 휴대용 시스템이다. 예를 들어, 디바이스(600)는 셀룰러 폰, PDA, 스마트폰, 랩톱 컴퓨터, 게임 콘솔, 및/또는 햅틱 피드백을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 정보를 프로세싱할 수 있는 핸드헬드 전자 디바이스일 수 있다.

동작 모드에 따라 사용자의 손에 햅틱 피드백을 제공하기 위해서, 디바이스(600)는 애플리케이션의 특성에 응답하여 그의 외부 인클로져 또는 하우징(602)(익스텐션들(608)을 포함함)을 거시적으로 변경할 수 있다. 애플리케이션에 따라, 익스텐션들(608)은 (도 1의 화살표들에 의해 표시된 바와 같이) 확장 또는 수축할 수 있어, 하우징(602)의 모양 및/또는 크기를 거시적으로 변경할 수 있다. 일 실시예에서, 모양은 예를 들어, 봄 또는 느낌을 통해 사용자가 변경을 검출할 수 있는 정도로 그것이 변경되는 경우에 "거시적으로" 변경된다. 예를 들어, 그의 외부 인클로져 모양을 변경할 수 있는 셀 폰 디바이스가 2명의 사용자들 사이의 핸드셰이크(handshake)를 에뮬레이트하는 데 이용될 수 있다. 핸드셰이크를 전달하기 위해서, 제1 사용자는 예를 들어 제2 사용자의 제2 모양 변경 전화기의 파동(pulse) 또는 움켜잡음(squeeze)을 야기하도록 그의 제1 모양 변경 전화기를 움켜잡고, 제1 및 제2 사용자들은 제1 모양 변경 전화기와, 제1 모양 변경 전화기에 접속된 제2 모양 변경 전화기를 통해 전화 통화에서 인게이지된다(engaged). 다시 말해, 제2 디바이스가 핸드셰이크를 에뮬레이트하기 위해 그의 모양을 변경하도록 그의 햅틱 메커니즘을 활성화해야 함을 표시하는 모양 입력 또는 모양 신호가 제1 모양 변경 디바이스로부터 제2 모양 변경 디바이스로 전송된다. 다른 실시예들에서, 디스플레이(604), 또는 키패드(606)와 같은 입력 요소들과 같이 하우징(602) 이외의 디바이스(600)의 부가적인 부분들이 또한 모양을 변경할 수 있다.

디바이스(600)와 같은 시스템들은 모양 변경 효과들을 에뮬레이트하기 위해 바이브로택틸 효과들 및/또는 운동감각적 효과들을 이용할 수 있다. 바이브로택틸 효과들은 예를 들어 핸드헬드 디바이스를 통해 사용자에게 햅틱 피드백을 통합하는 데 이용될 수 있다. 이러한 햅틱 피드백 효과들은 비교적 고주파수(예를 들어, 약 160-220Hz) 및 비교적 작은 변위(예를 들어, 약 50-500마이크로미터) 진동들에 의해 특징화될 수 있다. 또한, 버튼 클릭들 및 경보들의 확인과 같은 상이한 타입의 햅틱 정보가 또한 전달될 수 있다. 한편, 운동감각적 효과들은 비교적 큰 변위(예를 들어, 약 1-10mm) 및 비교적 저주파수(예를 들어, 약 10-40Hz) 모션들에 의해 특징화될 수 있다. 변형가능 또는 플렉시블 표면들은 애플리케이션 또는 활성화된 특징에 따라 거시적으로 변경하는 표면 속성들과 같은 운동감각적 효과들의 효과적인 에뮬레이션을 위해 이용될 수 있다.

운동감각적 효과들은 변형가능한 햅틱 표면들을 이용하여 효과적으로 에뮬레이트될 수 있다. 예를 들어, 운동감각적 효과들은 핸드헬드 디바이스가 방향 내비게이션 툴(directional navigation tool)로서 이용될 수 있게 할 수 있다. 이 예에서, 핸드헬드 디바이스 상의 상이한 위치들에서의 변형가능한 표면들의 활성화는 방향 정보의 햅틱 디스플레이로서 이용될 수 있다. 다른 예에서, 운동감각적 효과들은 가상 원격현실(virtual tele-presence) 및/또는 소셜 네트워킹 애플리케이션들에서 가치 있는 특정 효과들(예를 들어, 맥박, 심장박동 등)의 수행을 허용한다. 일 예에서, 한 사람의 심장박동이 전화 통화를 통해 접속된 다른 사람의 셀 폰의 측면들 상의 변형가능 패드들을 확장하고 수축함으로써 에뮬레이트될 수 있다. 다른 예에서, 통화의 한쪽 끝에서 셀 폰의 움켜잡음은 통화의 다른쪽 끝에서의 다른 셀 폰에서 핸드셰이크 감각으로서 에뮬레이트될 수 있다.

포스 햅틱 효과들 또는 "포스 효과들(force effects)"은 ERM(eccentric rotating mass)과 같은(이것으로 한정되지 않음) 햅팁 액추에이터를 구동하기 위해 다양한 타입의 입력 신호를 이용하여 에뮬레이트될 수 있다. 특정 타입의 입력 신호들은 더 일정한 포스 효과들(예를 들어, 밀거나 당기는 포스 효과들)과 대조적으로 다양한 임펄스 포스 효과들 또는 "저크 감각(jerk sensation)"을 제공하는 데 이용될 수 있다. 일 예에서, 이러한 임펄스 포스 효과들은 손가락으로 찔리는 것을 시뮬레이트할 수 있다. 일 예에서, 이러한 임펄스 포스 효과들은 예를 들어, 골프공에 충돌하는 골프 클럽의 스트라이크(strike)를 시뮬레이트할 수 있다. 일 예에서, 이러한 임펄스 포스 효과들은 테니스공에 충돌하는 라켓을 시뮬레이트할 수 있다. 임펄스 포스 효과들은 다른 게임 환경들을 시뮬레이트하는 데 이용될 수 있다.

디바이스(600)는, 일 실시예에서, 단지 사용자에 의해 조작되는 것과 대조적으로, 동작 모드(예를 들어, 애플리케이션, 활성화된 특징 등)에 기초하여 모양을 변경할 수 있다. 디바이스(600)의 플렉시블 표면에서 모양들을 변화시킬 수 있도록 하기 위해 다양한 햅틱 물질들 및/또는 액추에이터들이 햅틱 메커니즘에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 전기활성 폴리머들(electroactive polymers; "EAPs")은 제어 신호들의 활성화에 기초하여 변경하는 모양을 위해 햅틱 메커니즘에서 하나 이상의 액추에이터를 형성하는 데 이용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 압전 소자, 프로그램 가능한 겔, 또는 형상 기억 합금(shape memory alloy; "SMA")들의 파이버가 액추에이터들로서 이용될 수 있다.

일 실시예에서, 활성화된 특징 및 애플리케이션과 같은 디바이스 동작 모드의 표시들은 햅틱 메커니즘의 미리 결정된 패턴들을 활성화할 수 있다. 이러한 패턴들은 그 다음에 변형 메커니즘을 이용하여 디바이스(600)의 플렉시블 표면에 적용될 수 있다. 복수의 액추에이터를 포함하는 햅틱 기판이 패턴들을 규정하거나 형성하기 위해 표면에 적용될 수 있다. 예를 들어 EAP들은 햅틱 메커니즘에 의해 수신된 신호들을 활성화하는 것이 플렉시블 표면 모양들을 전달할 수 있도록 햅틱 메커니즘에서 하나 이상의 액추에이터를 형성하는 데 이용될 수 있다. 햅틱 기판은 MEMS(micro-electro-mechanical system) 소자들, 열 유체 포켓들(thermal fluid pockets), MEMS 펌프들, 공진 디바이스들, 가변 투과성 막들(variable porosity membranes), 층류 흐름 변조(laminar flow modulation) 등으로부터 형성될 수 있다.

익스텐션들(608)은 임의의 파동 또는 다른 적절한 효과들 및/또는 패턴들뿐만 아니라, 변위에 대해 제어가능할 수 있다. 예를 들어, 한 사용자는 제1 디바이스를 움켜잡을 수 있고, 제1 디바이스에 통화로 접속된 제2 디바이스는 물리적 핸드셰이크를 전달하기 위해 제2 사용자의 손에 파동치거나 움켜잡을 수 있다. 따라서, 핸드셰이크(예를 들어, 손의 움켜잡음과 같은 저주파수 포스 또는 압력)를 에뮬레이트하기 위해 제2 디바이스가 모양을 변경해야 함을 표시하기 위해 신호가 제1 디바이스로부터 제2 디바이스로 전송될 수 있다. 이 방식으로, 하부의 햅틱 메커니즘, 기판, 및/또는 액추에이터 제어에 의해 지원가능한 임의의 미리 결정된 모양 변경 특성들 또는 패턴들이 이용될 수 있다.

도 2a-2b는 본 발명의 실시예들에 따른 휴대용 핸드헬드 디바이스들(700, 750)을 예시하는 블록도들이다. 디바이스(700)는 디바이스 상의 상이한 위치들에서의 변형가능한 표면들(704-0 및 704-1)의 활성화가 방향 정보의 햅틱 디스플레이로서 이용될 수 있는 (예를 들어, GPS(global positioning system)를 이용하여) 방향 내비게이션 툴로서 이용될 수 있다. 이 경우, 왼쪽 방향을 표시하기 위해 변형가능한 표면/익스텐션(704-0)이 돌출할 수 있고, 오른쪽 방향을 표시하기 위해 변형가능한 표면(704-1)이 돌출할 수 있다. 다른 예에서, 이러한 디바이스는 가상 원격현실 및 쇼셜 네트워킹 애플리케이션들에서 가치 있을 수 있는 특정한 미리 결정된 효과들(예를 들어, 맥박, 심장박동 등)을 수행할 수 있다. 심장박동 예에서, 사용자의 심장박동은 전화기 접속의 다른쪽 끝에서 디바이스(700 또는 750)의 측면들 상의 변형가능한 패드들(704-0 및 704-1)을 확장하고 수축함으로써 에뮬레이트될 수 있다.

2개의 엄지 손가락이 번호 패드 버튼들을 누를 수 있도록 디바이스가 보통 양 손으로 쥐어지는 셀 폰에서 텍스트 메시지를 입력하는 경우에, 이용가능한 공간이 제한될 수 있다. 이러한 경우, 변형가능한 표면들(예를 들어, 익스텐션들(704))은 디바이스 그립핑(gripping)이 용이하게 될 수 있도록 디바이스의 인클로져의 뒤 및/또는 측면들에서 활성화될 수 있다. 변형가능한 표면들 또는 모양은 손과 디바이스 사이의 접촉 영역을 따라 미리 결정된 압력 패턴들을 제공하도록 제어될 수 있다. 따라서, 손들 또는 손가락들의 다양한 제스처들에 대해, 사용자는 가능하게는 텍스트 입력 속도 및 정확도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 비교적 원활한 기입 작업을 수행할 수 있다.

특정 실시예들은 개별 인체공학의 수용을 위해 모양 변경을 포함할 수 있다. 예를 들어, 셀 폰은 통화 다이얼링을 위한 비교적 얇은 모양으로부터 텍스트 메시지를 보내기 위해 또는 다른 키패드 집중 활동을 위해 더 두꺼운 모양으로 자동으로 조절될 수 있거나, 또는 사용자가 한 손 또는 양손으로 전화기를 쥐고 있는지에 따라 모양을 변경할 수 있다. 특정 실시예들에서, 이러한 디바이스는 애플리케이션(예를 들어, 통화 애플리케이션, 문자 전송(texting) 애플리케이션 등)의 특정 모드 또는 활성화에 관한 정보를 검출하거나 달리 수신하고, 그 다음에 그에 따라 모양 조절을 행할 수 있다. 또한, 사용자는 특정 애플리케이션들에 대해 선호되는 것들(예를 들어, 문자 전송 애플리케이션들 동안 오른쪽 디바이스 측면 상에 약 1㎝의 익스텐션)을 프로그램할 수 있다. 도 2의 예에서, 특정 실시예들은 예시된 바와 같이 더 넓은 모양들을 실현하기 위해 여분의 집어넣을 수 있는 조각들, 팽윤(swelling) 물질(예를 들어, EAP) 등의 제어되는 활성화를 포함할 수 있다.

셀 폰의 외부 인클로져의 모양은 보통 말하는 동안 한 손으로 쥐도록 디자인된다. 모양 변경 셀룰러 폰을 이용하는 이점은, 특정 애플리케이션에 대해 (예를 들어, 변형가능한 표면들/익스텐션들(704)을 통해) 디바이스의 기하학적 모양의 변경을 용이하게 하기 위한 변형가능한 표면들의 총체적 모션들을 제공하는 것이다. 모양 변경 디바이스를 이용하는 것의 다른 이점은 디바이스의 일반적인 형태를 조절하여 더 편안한 상호작용을 달성하고 및/또는 인체공학 속성들을 향상시키는 것이다.

도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 슬라이더 바 표면 특성을 갖는 셀 폰(800)의 예를 도시한다. 임의의 미리 결정된 모양들이 디바이스의 표면 상에 나타나도록 구성될 수 있다. 이러한 모양들은 개별 액추에이터 소자들 또는 햅틱 액추에이터들의 서브 어레이들을 제어함으로써 제어될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 터치스크린 셀 폰 상에서 연락처들(예를 들어, 항목들(804-0, 804-1, ..., 804-N))의 긴 목록을 스크롤하고자 하는 경우, 택틸 피드백이 부가된 스크롤 엄지 손가락(예를 들어, 802)이 디바이스와의 직관적 입력/출력 인터페이스를 허용하기 위해 (예를 들어, 익스텐션(704-1)을 이용함으로써) 규정될 수 있다.

셀 폰(800)이 음악 플레이어 모드에서 이용되고 있을 때, 노래들의 목록이 스크롤될 수 있다. 변형가능한 및/또는 플렉시블 표면은 폰(800)의 하나 이상의 측면들 상의 커스톰 모양(custom shape)으로 가상 스크롤 상자를 형성하는 데 이용될 수 있고, 스크롤바(802)는 사용자가 스크롤바를 위/아래로 미는 것에 응답하여 스크롤 상자를 따라 이동하도록 구성된다. 또한, 국부화된 햅틱 바이브로택틸 피드백은 또한 스크롤 상자가 노래 목록의 최상부 또는 최하부에 근접해 있을 때, 또는 새로운 그룹의 연락처 이름들이 목록에서 시작할 때와 같은 특정 정보를 전달하기 위해 플렉시블 표면 상에 통합될 수 있다. 변형가능한 슬라이더 또는 스크롤 상자를 갖는 디바이스(800)와 같은 휴대용 핸드헬드 디바이스가 햅틱 피드백뿐만 아니라 데이터 검색과 같은 다양한 디지털 정보 애플리케이션들에 적용가능하다.

도 4a-4c는 본 발명의 실시예들에 따른 모양 변경 게임 디바이스들(900, 930, 및 960)의 예들을 도시하는 블록도들이다. 이러한 디바이스들(902)에서의 모양의 변경은 다양한 정보(904) 및 햅틱 효과들을 게임 환경으로부터 사용자에게 통신하는 것을 허용한다. 예를 들어, 게임 디바이스 모양은 게임 환경에서 사용자의 손에 의해 가상으로 쥐어지는 툴의 기하학적 형태(예를 들어, 게임에서 이용될 수 있는 바와 같은 무기(906)의 모양, 또는 다른 적절한 모양(910) 등)에 더 가까워지도록 조절될 수 있다.

도 4a-4c에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 게임에서 일어나는 다양한 시나리오들과 연관된, 상이한 타입의 데이터(예를 들어, 게임에서의 생명 또는 잔여 시간이 감소함에 따라 더 작아지는 버튼(908), 플레이어의 상태 등)는 컴퓨터 게임 컨트롤러들의 측면 및/또는 뒤에 변형가능한 표면들을 활성화함으로써 디스플레이될 수 있다. 또한, 바이브로택틸 및/또는 운동감각적 효과들은 게임의 객체들과 가상 플레이어의 상호작용과 연관된 햅틱 피드백을 통합하기 위해 게임 디바이스 표면들 상에서 에뮬레이트될 수 있다.

이 방식으로, 특정 실시예들의 디바이스들은 거시적 모양들 또는 특성들을 변경하는 플렉시블 표면을 포함한다. 이러한 모양은 임의의 직접 사용자 작용과 대조적으로, 디바이스의 애플리케이션들 또는 동작 상태들/모드들에 응답하여 될 수 있다. 또한, 특정 실시예들의 햅틱 기판의 형태의 액추에이터는 바이브로택틸 및/또는 운동감각적 효과들을 지원할 수 있다. 예시된 바와 같이, 도 4의 디바이스들에서, 특정 모양들은 예를 들어, 단지 핸들의 모양을 변경하는 것과 대조적으로, 게임 상태 또는 무기를 표시하기 위해 디바이스의 측면에 형성된다.

도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 테니스 라켓 게임 콘솔을 에뮬레이트하는 모양 변경 디바이스(500)를 예시하는 블록도이다. 모양 변경 디바이스(500)는 디스플레이(502) 및 핸들(504)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 핸들(504)은 모양 변경 햅틱 메커니즘들(506, 508)을 포함한다. 일 실시예에서, 디바이스(500)는 디바이스(500)가 몇개의 게임 컨트롤러들 및/또는 콘솔들 중 하나이도록 구성될 수 있는 리모트 게임 장치이다.

디스플레이(502)는, 일 실시예에서, 플레이될 게임과 관련하여 이미지를 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 디바이스(500)는 디스플레이(502)가 줄들이 빽빽하게 얽혀 있는 망을 갖는 프레임(512)의 이미지를 디스플레이하도록 테니스 라켓을 에뮬레이트하고 있다. 다른 실시예에서, 디바이스(500)는 디스플레이(502)를 포함하지 않을 수 있고, 대신에 실제 물리적 "줄들" 또는 다른 적절한 표시를 포함할 수 있다. 일 예에서, 핸들(504)은 또한 모양 변경 햅틱 메커니즘들(506, 508)을 포함하고, 이것들 중 어느 하나 또는 둘다는 (도 5에서 화살표들에 의해 안쪽으로 그리고 바깥쪽으로 예시된) 하나 이상의 방향들로 물리적 모양 및/또는 크기를 확장 또는 수축할 수 있다. 햅틱 메커니즘들(506, 508)의 활성화 또는 비활성화는 라켓의 면(face)과 공의 접촉 위치 및/또는 스트로크의 품질을 시뮬레이트하기 위해 라켓을 치는 테니스 공의 위치와 연관될 수 있다(예를 들어, "스위트 스폿(sweet spot)", 에지, 최상부, 최하부, 좌, 우 등).

핸들(504)은 또한 모양 변경 햅틱 메커니즘(510)을 포함할 수 있다. 애플리케이션에 따라, 모양 변경 햅틱 메커니즘(510)은 사용자의 손에 맞추기 위해 또는 상이한 타입의 라켓을 시뮬레이트하기 위해 그의 물리적 치수를 거시적으로 변경할 수 있다. 다른 실시예들에서, 디바이스(500)는 테니스 경기, 라켓볼 경기, 탁구 경기, 하키 게임, 라크로스 게임, 및 다른 타입의 공 게임들과 같은 다양한 타입의 공 게임들 중 하나를 에뮬레이트할 수 있는 다양한 타입의 게임 장치 중 하나로 구성될 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 모양 변경 디바이스를 위한 제어 구조(610)의 예를 도시하는 논리 블록도이다. 일 예에서, 동작 모드 검출기(612)가 디바이스 내의 또는 디바이스와 연관된 다양한 모듈들로부터 다양한 동작 모드 신호들 또는 다른 표시자들을 수신한다. 프로세서 또는 컨트롤러(614)가 미리 결정된 상태들 및 패턴들(618)로부터 정보뿐만 아니라, 통신 모듈 또는 검출기(612)로부터 검출된 모드의 표시들을 수신할 수 있다.

이러한 미리 결정된 상태들은 운동감각적, 모양 변경, 및/또는 햅틱 효과가 그에 응답하여 규정되는 임의의 디바이스 동작 모드, 애플리케이션, 및/또는 조건을 포함할 수 있다. 이러한 효과들 또는 모양 변경들은 그와 연관된 대응하는 패턴들을 갖고, 연관된 패턴은 (예를 들어, 임의의 적절한 메모리 디바이스 또는 소자들을 이용하여) 저장소로부터 불러들일 수 있다. 활성화된 제어 신호들은 그 다음에 위에서 논의한 바와 같이 적절한 패턴이 하우징 또는 플렉시블 표면(620)에 형성되고 규정될 수 있도록 햅틱 기판(616)에 공급될 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 디바이스를 위한 변형가능한 표면을 제어하는 예시적인 방법(100)을 도시하는 흐름도이다. 디바이스 동작 모드가 검출될 수 있다(104). 디바이스 동작 모드가 임의의 미리 결정된 상태들과 일치하는지를 결정하기 위해 비교가 행해질 수 있다(106). 검출된 동작 모드 또는 애플리케이션이 미리 결정된 디바이스 상태와 일치할 때(108), 적절한 활성화 제어 신호들이 햅틱 메커니즘에서 어서트될 수 있다(asserted)(110). 응답하여, 플렉시블 표면이 미리 결정된 운동감각적 효과를 규정하도록 변경될 수 있다(112).

도 8은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 햅틱 효과들을 제공할 수 있는 핸드헬드 디바이스(800)를 도시한다. 특히, 핸드헬드 디바이스(800)는 바이브로택틸 효과들, 운동감각적 효과들, 및/또는 포스 효과들을 제공할 수 있다. 예시된 바와 같이, 핸드헬드 디바이스(800)는 다양한 운동감각적 효과들 및/또는 변형 효과들을 제공하는 데 이용될 수 있는 핸드헬드 디바이스(800)의 중간 부분(810)의 변형(830) 또는 당김(stretch) 효과를 제공한다. 또한, 포스 효과들 또는 바이브로택틸 효과들(820, 822)은 핸드헬드 디바이스(800)의 후면부(812)에 및/또는 핸드헬드 디바이스(800)의 전면부(814)에 제공될 수 있다. 다른 효과들 및 배열들이 이용될 수 있다. 발명의 일부 실시예들에서, 핸드헬드 디바이스(800)는 게임 컨트롤러이다. 일 실시예에서, 핸드헬드 디바이스(800)는 일 실시예에서 6 자유도 감지(six degrees of freedom sensing)를 제공하는 감지 메커니즘(도시되지 않음)을 더 포함한다.

도 9는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 8의 핸드헬드 디바이스(800)를 통해 예를 들어, 게임 환경에 제공될 수 있는 다양한 햅틱 효과들을 도시한다. 예시된 바와 같이, 핸드헬드 디바이스(800)는 다양한 충돌 영역들(900) 동안 게임 표면(920)(예를 들어, 줄 또는 고무 밴드)에 충돌하는 게임 객체(910)(예를 들어, 공)를 시뮬레이트하기 위해 다양한 햅틱 효과들을 이용한다. 예시된 바와 같이, 충돌 영역들(900)은 충돌전 영역(900A), 충돌 영역(900B), 초기 변형 또는 당김 영역(900C), 최대 변형 영역(900D), 최종 변형 영역(900E), 및 해제 영역(900F)을 포함한다.

예를 들어, 도 9에 예시된 바와 같이, 공은 충돌전 영역(900A) 동안 떨어지고 충돌 영역(900B) 동안 고무 밴드에 내려앉는다. 변형 영역들(900C-E) 동안, 고무 밴드는 최대로 당겨지고, 그 지점에서 공은 방향을 변경하고 다시 튀어오른다. 공은 해제 영역(900F) 동안 고무 밴드로부터 해제되고 나서 고무 밴드로부터 위로 이동한다. 다른 충돌 영역들이 포함될 수 있다. 또한, 상이한 게임 표면들(920)(예를 들어, 라켓들, 배트들, 골프 클럽들 등)을 시뮬레이트하기 위해 다른 변형 프로파일들이 이용될 수 있다.

도 9의 예에서, 사용자는 포스 효과를 통해 고무 밴드와 공의 초기 접촉을, 변형 효과를 통해 캐치(catch) 및 당김을, 그리고 다른 포스 효과를 가지고 해제를 경험한다. 디바이스(800)의 핸들에서의 감지 디바이스는 그것들이 예를 들어 사용자가 디바이스를 흔들거나, 또는 면(plane)을 크로스할 때 발생되도록 포스 및 변형 햅틱 효과들과 동기화될 수 있다. 충돌전 영역(900A)에서, 어떠한 포스 효과들 또는 변형 효과들도 이용되지 않는다. 충돌 영역(900B)에서, 하나 이상의 포스 효과들(820, 822)은 게임 객체(910)의 게임 표면(920)과의 충돌을 시뮬레이트하는 데 이용된다. 초기 변형 영역(900C)에서, 초기 변형 효과(830)는 게임 표면(920)에 의한 게임 객체(910)의 충돌과 연관된 초기 당김 또는 파동을 시뮬레이트하는 데 이용될 수 있다. 최대 변형 영역(900D)에서, 최대 변형 효과는 게임 표면(920)에 의한 게임 객체(910)의 충돌과 연관된 최대 당김 또는 파동을 시뮬레이트하는 데 이용될 수 있다. 최종 변형 영역(900E)에서, 최종 변형 효과는 게임 표면(920)에 의한 게임 객체(910)의 충돌과 연관된 최종 당김 또는 파동을 시뮬레이트하는 데 이용될 수 있다. 해제 영역(900F)에서, 하나 이상의 포스 효과들(820, 822)은 게임 표면(920)으로부터의 게임 객체(910)의 해제를 시뮬레이트하는 데 이용될 수 있다. 충돌후 영역에서, 어떠한 포스 효과들 또는 변형 효과들도 이용되지 않는다. 바이브로택틸 효과들 또는 다른 햅틱 효과들뿐만 아니라, 포스 효과들 및/또는 변형 효과들의 다양한 결합들이 이용될 수 있다.

도 9에 예시된 바와 같이, 변형 효과들은 5Hz보다 적은 범위에서 주로 저주파수 성분들을 갖는 햅틱 효과들에 대응한다. 반대로, 포스 효과들은 15Hz 내지 80Hz의 범위의 주파수들이 이용될 수 있는 동안 약 30Hz의 범위의 주로 중간 주파수 성분들을 갖는 햅틱 효과들에 대응한다.

포스 및 변형 효과들의 결합이 다양한 형태의 게임에 이용될 수 있다. 예를 들어, 테니스 라켓 또는 야구 배트를 시뮬레이트하는 디바이스를 흔들 때, 그립(grip)에 포스가 느껴지고, 약간의 변형이 리턴 포스(return force)의 부분으로서 느껴질 수 있다. 복싱 게임에 대해, 상대와 충돌할 때 포스 및 변형이 느껴질 수 있다. 공 잡기에 대해, 사용자의 손들에 공을 잡거나 놓는 느낌을 시뮬레이트하기 위해 변형이 이용될 수 있다.

도 10은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 포스 효과(820, 822)를 시뮬레이트하는 데 이용될 수 있는 예시적인 입력 신호(1010) 및 햅틱 출력(1020)을 도시한다. 입력 신호(1010)는 햅틱 출력(1020)을 제공함으로써 차례로 응답하는 햅틱 액추에이터를 구동하기 위해 제공된다. 더욱 구체적으로, 입력 신호(1010)는 크기 M(명백한 바와 같이 다양한 인자들에 의존함) 및 지속기간 또는 펄스 폭 d(예를 들어, 70ms)를 갖는 펄스(1012)를 포함할 수 있다. 입력 신호(1010)는 구형파 펄스, 톱니 펄스, 반-사인 펄스(semi-sinusoidal pulse), 또는 다른 타입의 펄스를 포함할 수 있다. 펄스(1012)는 햅틱 출력 펄스(1022)를 생성하기 위해 펄스(1012)에 응답하는 햅틱 액추에이터를 구동한다. 햅틱 출력 펄스(1022)는 과도 임펄스 응답(transient impulse response)을 닮고 중간 주파수 성분들(예를 들어, 30Hz)을 포함한다. 생성된 실제 중간 주파수 성분들은 알 수 있는 바와 같이 펄스(1012) 및 햅틱 액추에이터의 특성에 의존한다. 햅틱 출력 펄스(1022)는 포스 효과를 시뮬레이트하는 데 이용될 수 있고, 그 동안 핸드헬드 디바이스(800)의 사용자는 실질적으로 제한된 지속기간(예를 들어, 70ms 정도)의 샤프한 햅틱 효과를 경험한다. 이러한 포스 효과들은 접촉 포스(contact force)로서 특징화된다. 햅틱 출력 펄스(1022)는 통상적으로 다양한 게임 충돌들에 대해 8g's의 포스 또는 그 이상까지 제공할 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 다양한 햅틱 효과들을 제공할 수 있고 도 8의 디바이스(800)와 유사한 핸드헬드 디바이스(1100)의 다양한 내부 뷰들을 도시한다. 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 다양한 햅틱 효과들을 제공할 수 있고 도 8의 디바이스(800)와 유사한 핸드헬드 디바이스(1200)의 다양한 내부 뷰들을 도시한다. 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 다양한 햅틱 효과들을 제공할 수 있고 도 8의 디바이스(800)와 유사한 핸드헬드 디바이스(1300)의 다양한 내부 뷰들을 도시한다. 이들 예시적인 실시예들 각각에서, 핸드헬드 디바이스는 포스 효과 액추에이터 및 변형 효과 액추에이터를 포함하는 하나 이상의 햅틱 액추에이터를 포함한다. 이들 실시예들 각각에서, 포스 효과 액추에이터는 ERM(eccentric rotating mass)(1112)을 구동하는 모터(1110)를 포함한다. 다른 실시예들에서, 피에조(piezo) 또는 SMA 기반 액추에이터들과 같은 다른 타입의 액추에이터들이 모터/ERM 대신에 이용될 수 있다. 포스 효과 액추에이터에 의해 생성되는 실제 포스 효과들은 예를 들어, ERM(1112)의 질량, 그의 질량 중심과 회전축 사이의 거리, 모터(1110)의 크기 및 회전 속도, 및 모터(1110) 및 ERM(1112)의 다른 특성들에 의존한다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 특성들은 포스 효과 액추에이터가 동작 동안 조정되거나 제어가능하게 수정될 수 있도록 조절가능 또는 제어가능할 수 있다.

이제 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 변형 효과 액추에이터를 설명하기 위해 이용된다. 디바이스(1100)는 캠을 구동하는 단일 스테이지 기어박스에 탑재되는 DC 모터를 포함한다. 변형 효과 액추에이터는 하나 이상의 변형 메커니즘(1120), 모터(1130), 기어(1140), 및 캠(1150)을 포함한다. 모터(1130)는 기어(1140) 및 캠(1150)을 구동한다. 캠(1150)은 변형 메커니즘(1120)과 인게이지(engage)하여 그것들이 확장하게 한다. 일부 실시예들에서, 변형 메커니즘들(1120)을 수축하기 위해 스프링 또는 유사한 바이어스 디바이스가 이용될 수 있다. 발명의 일부 실시예들에서, 변형 메커니즘들(1120)은 사용자에게 직접 햅틱 효과를 제공한다. 발명의 일부 실시예들에서, 변형 메커니즘들(1120)은 사용자에게 햅틱 효과를 제공하는 핸드헬드 디바이스(800)의 하우징(예를 들어, 고무 하우징)의 변형가능한 부분(1160)을 인게이지한다. 예시된 바와 같이, 핸드헬드 디바이스(1100)는 어떠한 변형 효과도 사용자에게 제공되지 않는 디스인게이지 상태(disengaged state)(1170) 및 변형 효과가 사용자에게 제공되는 인게이지 상태(engaged state)(1180)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 알 수 있는 바와 같이 캠(1150)의 모양 및 크기에 따라 다양한 정도의 변형 효과가 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 변형 효과는 핸드헬드 디바이스(1100)의 어느 한 측면 또는 양 측면에 제공될 수 있다.

이제 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 변형 효과 액추에이터를 설명하기 위해 이용된다. 디바이스(1200)는 멀티 스테이지 기어박스/모터 어셈블리를 포함한다. 변형 효과 액추에이터는 하나 이상의 변형 메커니즘(1220), 모터(1250), 드라이브 기어(1240) 및 변형 기어들(1230)을 포함한다. 모터(1250)는 드라이브 기어(1240)를 구동한다. 드라이브 기어(1240)는 변형 기어들(1230) 각각과 인게이지한다. 변형 기어들(1230)은 변형 메커니즘들(1220)에 결합되고 변형 메커니즘들(1220)을 확장 및/또는 수축하도록 구성된다. 발명의 일부 실시예들에서, 변형 메커니즘들(1220)은 사용자에게 직접 햅틱 효과를 제공한다. 발명의 일부 실시예들에서, 변형 메커니즘들(1220)은 사용자에게 햅틱 효과를 제공하는 핸드헬드 디바이스(800)의 하우징의 변형가능한 부분(1160)을 인게이지한다. 예시된 바와 같이, 핸드헬드 디바이스(1200)는 어떠한 변형 효과도 사용자에게 제공되지 않는 디스인게이지 상태(1170) 및 변형 효과가 사용자에게 제공되는 인게이지 상태(1180)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 알 수 있는 바와 같이 다양한 정도의 변형 효과가 사용자에게 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 변형 효과는 핸드헬드 디바이스(1200)의 어느 한 측면 또는 양 측면에 제공될 수 있다.

이제 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 변형 효과 액추에이터를 설명하기 위해 이용된다. 디바이스(1300)는 솔레노이드 기반 액추에이션(solenoid based actuation)을 포함한다. 변형 효과 액추에이터는 하나 이상의 변형 메커니즘(1320), 피스톤 또는 선형 드라이브 또는 솔레노이드(1350), 및 슬라이드(1340)를 포함한다. 선형 드라이브(1350)는 디스인게이지 상태(1170)와 인게이지 상태(1180) 사이에서 앞뒤로 슬라이드(1340)를 구동한다. 인게이지 상태에서, 선형 드라이브(1350)는 슬라이드(1340)를 앞으로 구동하고, 이것은 슬라이드(1340)가 변형 메커니즘들(1320)과 인게이지하여 그것들을 확장하게 한다. 발명의 일부 실시예들에서, 변형 메커니즘들(1320)의 내부 표면들은 선형 드라이브(1350) 근처의 최대 거리로부터 선형 드라이브(1350)의 크기인 최소 거리로 안으로 점점 가늘어질 수 있어, 슬라이드(1340)가 앞으로 구동됨에 따라 변형 메커니즘들(1320)의 증가하는 확장을 제공할 수 있다. 발명의 일부 실시예들에서, 변형 메커니즘들(1320)은 사용자에게 직접 햅틱 효과를 제공한다. 발명의 일부 실시예들에서, 변형 메커니즘들(1320)은 사용자에게 햅틱 효과를 제공하는 핸드헬드 디바이스(1300)의 하우징의 변형가능한 부분(1160)을 인게이지한다. 일부 실시예들에서, 변형 효과는 핸드헬드 디바이스(1300)의 어느 한 측면 또는 양 측면에 제공될 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 변형 효과 디바이스의 블록도이다. 게임 컨트롤러 디바이스일 수 있는 디바이스(1400)는 그의 외부 표면에 하나 이상의 압전 물질 기반 액추에이터(1410)를 부착하였다. 각각의 액추에이터(1410)는 기판(1430) 및 압전 물질(1420)을 포함한다. 1475의 "오프(off)" 상태에서, 압전 물질(1420)은 기판에 대해 대략적으로 동일 평면(flush)이다. 1485의 "온(on)" 상태에서, 전류 또는 액추에이션 신호가 액추에이터에 인가될 때, 압전 물질(1420)은 밖으로 휠 것이다. 휨은 압전 물질을 접촉하고 있는 사용자의 손가락들에 의해 느껴질 수 있다. 다른 실시예에서, 고무 또는 다른 타입의 하우징이 액추에이터들(1410)을 덮을 수 있다. 일 실시예에서, 압전 물질은 Smart Material Corp.로부터의 MFC(Macro Fiber Composite) 물질일 수 있거나, 또는 임의의 모놀리식 또는 합성 피에조일 수 있다. 디바이스(1400)는 또한 전술한 바와 같이 내부 포스 효과 액추에이터를 포함할 수 있다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 게임 컨트롤러(1500)의 사시도이다. 도 4에 도시된 디바이스들과 유사한 게임 컨트롤러(1500)는 비디오 게임의 특정 이벤트들에 응답하여 그의 측면에 있는 모양을 변경한다. 도 15에 도시된 바와 같이, 시간 A에서, 예를 들어, 일련의 버튼들 및 닙들(nibs)을 표시하기 위해 컨트롤러(1500)의 측면에 다양한 모양들(1510)이 형성된다. 시간 B에서, 모양은 직사각형 입력 디바이스(1520)를 형성하도록 변한다. 시간 C에서, 모양은 다시 특정 무기(즉, 칼)를 형성하도록 변한다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 마우스의 사시도이다. 마우스의 모양은 사용자에게 인체공학 변동들을 제공하기 위해 시간에 따라 변한다. 도시된 바와 같이, 1610 및 1620에서 마우스 사이의 시간 기간에서, 마우스의 베이스는 그의 높이가 표면에 대해 상승하도록 확장하였다. 또한, 1630 및 1640에서 마우스 사이의 시간 기간에서, 마우스의 측면들의 모양은 마우스의 움켜잡는 면을 달리하기 위해 변경하였다.

몇개의 실시예들이 본원에서 구체적으로 예시되고 및/또는 설명된다. 그러나, 개시된 실시예들의 수정들 및 변형들은 발명의 사상 및 의도된 범위로부터 벗어나지 않고 첨부된 청구항들의 범위 내에서 위의 교시들에 의해 커버된다는 것을 알 것이다.

600: 휴대용 디바이스
602: 하우징
604: 터치스크린 디스플레이
606: 키패드

Claims

햅틱(haptic) 디바이스로서,
프로세서;
상기 프로세서에 결합되고, 모양 입력을 수신하도록 구성된 검출기; 및
상기 검출기를 격납하도록 구성되고 햅틱 기판 및 플렉시블 표면을 포함하는 하우징(housing)을 포함하고,
상기 햅틱 기판은 변형 액추에이터(deformation actuator)를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 하우징의 상기 플렉시블 표면을 변형하기 위해 상기 모양 입력에 응답하여 상기 변형 액추에이터에 신호를 제공하고,
상기 햅틱 기판과 함께 복수의 접촉 포인트들을 유지하는 동안에, 상기 신호는 상기 변형 액추에이터로 하여금 밖으로 휘어서 상기 하우징의 상기 플렉시블 표면의 모양을 변경하도록 하는 햅틱 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 모양 입력은 무선으로 수신되는 햅틱 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 변형 액추에이터는 전기활성 폴리머(electroactive polymer)를 포함하는 햅틱 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 변형 액추에이터는 변형 메커니즘에 결합된 모터를 포함하는 햅틱 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 변형 액추에이터는 압전 물질을 포함하는 햅틱 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 프로세서에 결합된 포스 액추에이터(force actuator)를 더 포함하는 햅틱 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 변형 액추에이터는 변형의 지각(perception)을 일으키는 주파수 성분들을 갖는 햅틱 효과들을 발생하는 햅틱 디바이스.
제6항에 있어서, 상기 포스 액추에이터는 방향 또는 진동 포스들(directional or vibrational forces)의 지각을 일으키는 주파수 성분들을 갖는 햅틱 효과들을 발생하는 햅틱 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 모양의 변경은 핸드셰이크(handshake)를 시뮬레이트하는 햅틱 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 모양의 변경은 상기 디바이스의 인체공학(ergonomics)을 변경하는 햅틱 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 모양의 변경은 상기 디바이스가 비디오 게임에서의 툴(tool)을 물리적으로 닮게 하는 햅틱 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 모양의 변경은 상기 디바이스가 상기 하우징에 대한 특정 모양을 제공하게 하고, 상기 모양은 무기, 입력 버튼, 또는 일련의 버튼들 중 적어도 하나를 포함하는 햅틱 디바이스.
제1항에 있어서, 디스플레이를 더 포함하고, 상기 변형 액추에이터는 상기 모양 입력에 응답하여 상기 디스플레이를 더 변형하는 햅틱 디바이스.
제1항에 있어서, 키보드를 더 포함하고, 상기 변형 액추에이터는 상기 모양 입력에 응답하여 상기 키보드를 더 변형하는 햅틱 디바이스.
제1항에 있어서, 변형된 상기 하우징은 상기 햅틱 디바이스의 디스플레이 상에 보여진 옵션들의 목록을 스크롤하기 위해 상기 하우징 내에 스크롤바를 형성하는 햅틱 디바이스.
햅틱 기판과 플렉시블 표면을 포함하는 하우징을 포함하는 무선 핸드헬드 디바이스를 동작시키는 방법으로서,
모양 변경 입력을 무선으로 수신하는 단계;
상기 모양 변경 입력에 응답하여 변형 액추에이터에 신호를 발생하는 단계; 및
상기 햅틱 기판과 함께 복수의 접촉 포인트들을 유지하는 동안에, 상기 모양 변경 입력에 따라 및 상기 신호에 응답하여 상기 변형 액추에이터의 밖으로 휨을 통해 상기 하우징의 상기 플렉시블 표면의 모양을 변경하는 단계를 포함하는 무선 핸드헬드 디바이스의 동작 방법.
제16항에 있어서, 상기 변형 액추에이터는 전기활성 폴리머를 포함하는 무선 핸드헬드 디바이스의 동작 방법.
제16항에 있어서, 상기 변형 액추에이터는 변형 메커니즘에 결합된 모터를 포함하는 무선 핸드헬드 디바이스의 동작 방법.
제16항에 있어서, 상기 변형 액추에이터는 압전 물질을 포함하는 무선 핸드헬드 디바이스의 동작 방법.
제16항에 있어서,
포스 발생 입력을 무선으로 수신하는 단계; 및
상기 포스 발생 입력에 응답하여 포스 액추에이터에 제2 신호를 발생하는 단계를 더 포함하는 무선 핸드헬드 디바이스의 동작 방법.
제16항에 있어서, 상기 변형 액추에이터는 변형의 지각을 일으키는 주파수 성분들을 갖는 햅틱 효과들을 발생하는 무선 핸드헬드 디바이스의 동작 방법.
제20항에 있어서, 상기 포스 액추에이터는 방향 또는 진동 포스들의 지각을 일으키는 주파수 성분들을 갖는 햅틱 효과들을 발생하는 무선 핸드헬드 디바이스의 동작 방법.
제2 디바이스와 통신하는 핸드헬드 디바이스로서,
컨트롤러;
상기 컨트롤러를 격납하도록 구성된 하우징 - 상기 하우징은 햅틱 기판과 플렉시블 표면을 포함하고, 상기 하우징의 상기 플렉시블 표면은 제1 모양임 - ;
상기 컨트롤러에 결합된 포스 액추에이터; 및
상기 컨트롤러에 결합된 변형 액추에이터를 포함하고,
상기 햅틱 기판과 함께 복수의 접촉 포인트들을 유지하는 동안에, 상기 컨트롤러는 상기 제2 디바이스로부터 신호를 수신하고, 응답하여 상기 하우징의 상기 플렉시블 표면의 상기 제1 모양을 제2 모양으로 변경하도록 상기 변형 액추에이터를 밖으로 휘게 제어하도록 구성되는 핸드헬드 디바이스.
제23항에 있어서, 상기 핸드헬드 디바이스는 비디오 게임 컨트롤러이고, 상기 신호는 비디오 게임에 의해 발생되는 핸드헬드 디바이스.
제23항에 있어서, 상기 핸드헬드 디바이스 및 상기 제2 디바이스는 휴대용 통신 디바이스들인 핸드헬드 디바이스.
제23항에 있어서, 상기 제1 모양의 상기 제2 모양으로의 변경은 핸드셰이크 또는 심장박동을 시뮬레이트하는 핸드헬드 디바이스.
제23항에 있어서, 상기 제1 모양의 상기 제2 모양으로의 변경은 상기 핸드헬드 디바이스의 인체공학을 변경하는 핸드헬드 디바이스.
제23항에 있어서, 상기 제1 모양의 상기 제2 모양으로의 변경은 상기 디바이스가 비디오 게임에서의 툴을 물리적으로 닮게 하는 핸드헬드 디바이스.
제23항에 있어서, 상기 제2 모양은 무기, 입력 버튼, 또는 일련의 버튼들 중 적어도 하나를 포함하는 핸드헬드 디바이스.
제23항에 있어서, 상기 컨트롤러는, 상기 제2 디바이스로부터 상기 신호를 수신함에 응답하여, 상기 핸드헬드 디바이스 상에서의 힘의 지각을 일으키도록 상기 포스 액추에이터를 제어하도록 구성된, 핸드헬드 디바이스.