KR101912005B1 - 자기부상 원리를 이용한 컨트롤러 및 이를 포함하는 차량 - Google Patents

자기부상 원리를 이용한 컨트롤러 및 이를 포함하는 차량 Download PDF

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Abstract

실시예에 따른 자기부상 원리를 이용한 컨트롤러는 제 1 자성부를 포함하는 조그셔틀; 및 상기 제 1 자성부에 대응되는 제 2 자성부를 포함하는 조그셔틀 패드를 포함하고, 상기 조그셔틀은 상기 제 1 자성부와 상기 제 2 자성부에 의해 상기 조그셔틀 패드 상에 자기 부상할 수 있다.

Description

자기부상 원리를 이용한 컨트롤러 및 이를 포함하는 차량 {CONTROLLER USING MAGNETIC LEVITATION PRINCIPLE AND VEHICLE HAVING THE SAME}
본 발명은 차량에 구비되는 자기부상 원리를 이용한 컨트롤러 및 이를 포함하는 차량에 관한 것이다.
차량은 탑승하는 사용자가 원하는 방향으로 이동시키는 장치이다. 대표적으로 자동차를 예를 들 수 있다.
자동차는 사용되는 원동기에 따른 분류에 의하면 내연기관(internal combustion engine) 자동차, 외연기관(external combustion engine) 자동차, 가스터빈(gas turbine) 자동차 또는 전기자동차(electric vehicle) 등이 있다.
전기자동차는 전기를 에너지 삼아 전기 모터를 돌리는 자동차를 뜻하며, 순수 전기자동차, 하이브리드 전기차(HEV), 플러그인 하이브리드 전기차(PHEV), 수소연료전지차(FCEV) 등이 있다.
최근 운전자, 보행자 등의 안전이나 편의를 위해 지능형 자동차(Smart Vehicle)의 개발이 활발히 되고 있다.
지능형 자동차는 정보기술(IT) 기술을 융합한 최첨단 자동차로 스마트 자동차라고도 한다. 지능형 자동차는 자동차 자체의 첨단 시스템 도입은 물론 지능형 교통 시스템(ITS)과의 연동을 통한 최적의 교통 효율을 제공한다.
또한, 이러한 지능형 자동차에 탑재되는 센서에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 자세히, 카메라, 적외선센서, 레이더, GPS, 라이더(Lidar), 자이로스코프 등이 지능형 자동차에 이용되고 있으며, 그 중 카메라는 사람의 눈을 대신하는 역할을 하는 센서로 중요한 위치를 차지하고 있다.
따라서, 각 종 센서와 전자 장비들의 개발로 인하여, 사용자 운전을 보조하고 주행 안전성 및 편의 등을 향상시키는 운전 주행 보조기능을 구비한 차량이 주목 받고 있다.
한편, 운전조작 중인 운전자의 시선은 전방을 주시해야 하는 제약이 있고, 운전자의 손 동작 또한 스티어링 주변에 머물러야 하는 제약이 있다. 그리고 이러한 제약 내에서 다양한 사용자 입력을 가능하게 하는 조그셔틀이 개발되었다.
그러나 현재 개발된 조그셔틀로는 차량에 배치되는 복수의 디스플레이나 큰 디스플레이를 제어하기 위한 직관적인 사용자 입력이 어려운 한계가 있다.
예를 들어, 대화면에서 제공되는 디스플레이의 각 영역을 제어하기 위해, 각 영역을 선택하기 위한 사용자 입력과 선택된 디스플레이 영역을 제어하기 위한 입력이 2회에 걸쳐 입력되어야 하는 단점이 있고, 이 과정에서 운전자의 시선 분산되어 주행안전에도 문제가 생길 수 있다.
실시예는 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 새로운 경험의 직관적인 사용자 입력이 가능한 자기부상 원리를 이용한 컨트롤러 및 이를 포함하는 차량을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 자기부상 원리를 이용한 컨트롤러는 제 1 자성부를 포함하는 조그셔틀; 및 상기 제 1 자성부에 대응되는 제 2 자성부를 포함하는 조그셔틀 패드를 포함하고, 상기 조그셔틀은 상기 제 1 자성부와 상기 제 2 자성부에 의해 상기 조그셔틀 패드 상에 자기 부상할 수 있다.
실시예는 전술한 자기부상 원리를 이용한 컨트롤러를 포함하는 차량을 제공한다.
실시예에 따른 자기 부상 원리를 이용한 컨트롤러는 다양하고 새로운 경험의 사용자 입력을 받을 수 있다.
또한, 사용자는 조그셔틀을 통해 사용자 입력시, 조그셔틀의 상태를 변화시키는 것이므로 시야를 조그셔틀에 향하지 않더라도 직관적으로 정확하게 자신이 하고자 하는 입력을 수행할 수 있다.
이와 더불어, 조그셔틀 패드는, 조그셔틀을 진동시켜 사용자에게 입력에 대한 피드백을 전달할 수 도 있는 장점이 있다.
또한, 자기부상 원리를 이용한 컨트롤러는 대화면 디스플레이나, 복수의 디스플레이를 제어하기 유리하며, 사용자가 자신의 입력을 눈으로 보지 않으면서도 직관적으로 정확하게 사용자 입력을 할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 컨트롤러의 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 컨트롤러의 작동 전 측면을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 컨트롤러의 단면을 나타낸다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 컨트롤러의 평면을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 컨트롤러의 작동 후 측면을 나타낸다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 조그셔틀의 위치 이동입력을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7a 및 7b는 본 발명의 실시예에 따른 조그셔틀의 수평 이동입력을 설명하기 위한 도면들이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 조그셔틀의 회전 입력을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 조그셔틀의 틸팅 입력을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 내지 도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 디스플레이 장치와 컨트롤러의 매칭관계를 설명하기 위한 도면들이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이와 컨트롤러를 통해 그래픽 유저 인터페이스를 제공하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 차량의 외관을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 컨트롤러를 포함하는 차량의 내관을 도시한 도면이다.
도 17은 전술한 컨트롤러를 포함하는 도 16 차량의 내부 블록도의 일 예이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 기술되는 차량은, 자동차, 오토바이를 포함하는 개념일 수 있다. 이하에서는, 차량에 대해 자동차를 위주로 기술한다.
본 명세서에서 기술되는 차량은, 동력원으로서 엔진을 구비하는 내연기관 차량, 동력원으로서 엔진과 전기 모터를 구비하는 하이브리드 차량, 동력원으로서 전기 모터를 구비하는 전기 차량 등을 모두 포함하는 개념일 수 있다.
이하의 설명에서 차량의 좌측은 차량의 주행 방향의 좌측을 의미하고, 차량의 우측은 차량의 주행 방향의 우측을 의미한다.
이하의 설명에서 별도로 언급되지 않는 한 LHD(Left Hand Drive) 차량을 중심으로 설명한다.
이하의 설명에서 컨트롤러는 차량에 구비되는 별도의 장치로서, 차량과 데이터 통신을 통해 필요 정보를 주고 받으며 차량 운전 보조기능을 실행하는 것으로 설명한다. 다만, 차량의 유닛 중 일부의 집합을 컨트롤러로 정의할 수도 있다.
그리고 컨트롤러가 별도의 장치일 때, 컨트롤러의 각 유닛들(도 2 참조) 중 적어도 일부는 컨트롤러에 포함되지 않고, 차량 또는 차량에 탑재된 다른 장치의 유닛일 수 있다. 그리고 이러한 외부 유닛들은 컨트롤러의 인터페이스부를 통해 데이터를 송수신함으로써, 컨트롤러에 포함되는 것으로 이해할 수 있다.
이하 설명의 편의를 위하여, 실시예에 따른 컨트롤러는 도 2에 도시한 각 유닛들을 직접 포함하는 것으로 설명한다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 실시예에 따른 컨트롤러에 대해 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 자기부상 원리를 이용한 컨트롤러(10)는, 제 1 자성부(110)를 포함하는 조그셔틀(100) 및 상기 제 1 자성부(110)에 대응되는 제 2 자성부(210)를 포함하는 조그셔틀 패드(200)를 포함할 수 있다.
자세히, 조그셔틀(100)은, 제 1 자성부(110), 제 1 통신부(140), 표시부(120) 및 입력부(130)를 포함할 수 있고, 조그셔틀 패드(200)는, 제 2 자성부(210), 제 2 통신부(220), 인터페이스부(230), 메모리(240), 전원 공급부(250) 및 프로세서(260)를 포함할 수 있다. 다만, 도 1에 도시된 조그셔틀(100)과 조그셔틀 패드(200)의 유닛들은 컨트롤러(10)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 컨트롤러(10)는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
먼저, 조그셔틀(100)은 제 1 자성부(110)를 포함할 수 있다.
제 1 자성부(110)는, 영구 자석이거나 전자석일 수 있고, 조그셔틀 패드(200)의 제 2 자성부(210)와 극성이 서로 다를 수 있다.
실시예에서, 제 1 자성부(110)는 자기 코일로 구성될 수 있으며, 제 1 자성부(110)는 제 2 자성부(210)로부터 자기력을 전달받아 자속을 발생할 수 있다. 즉, 제 2 자성부(210)에 전력이 공급되면, 제 2 자성부(210)와 제 1 자성부(110)에 자기장이 형성되고 서로 다른 극성을 가져 반발력이 발생될 수 있으며, 이에 따라 제 1 자성부(110)를 포함하는 조그셔틀(100)은 조그셔틀 패드(200) 상에 자기 부상될 수 있다. 즉, 조그셔틀(100)은, 조그셔틀 패드(200)의 수직방향(z)으로 이격되어 배치될 수 있다.
자기 부상된 조그셔틀(100)이 사용자의 입력에 따라 상태가 변화되면, 제 1 자성부(110)와 제 2 자성부(210)의 자기장 변화가 발생되고, 제 2 자성부(210)의 자기 센서는 이를 감지하여 사용자가 입력을 수신할 수 있다.
반대로, 제 2 자성부(210)에 전력이 불규칙하게 공급되어 제 1 자성부(110)와 제 2 자성부(210) 사이에 자기장 변화가 발생될 수 있고, 이러한 자기장 변화에 의해 제 1 자성부(110)가 흔들릴 수 있다. 즉, 조그셔틀 패드(200)는, 조그셔틀(100)에 진동시키는 방식으로 사용자에게 햅틱 출력을 제공할 수 있다.
그리고 조그셔틀(100)은, 표시부(120)를 더 포함할 수 있다.
표시부(120)는, LED와 같은 발광소자일 수 있으며, 조그셔틀(100) 자체 전원에 의해 발광하거나, 제 1 자성부(110)를 통해 공급된 전원으로 발광할 수 있다.
즉, 조그셔틀 패드(200)는, 조그셔틀(100)에 표시부(120)를 작동시켜 사용자에게 피드백을 전달할 수 있다.
한편, 조그셔틀(100)은 사용자의 다양한 입력을 더 수신하기 위한 입력부(130)를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 사용자는, 입력부(130)를 통해 컨트롤러(10)를 구동시켜 조그셔틀(100)을 조그셔틀 패드(200) 상에 자기 부상 시킴으로써, 온(on/오프(off)시키는 실행 입력 등을 할 수 있다.
이러한 입력부(130) 터치를 감지하는 터치 센서(touch sensor), 터치키(touch key) 및 푸시키(mechanical key) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
또한, 조그셔틀(100)은, 입력부(130)를 통해 입력된 입력 신호을 조그셔틀 패드(200)로 전송하는 제 1 통신부(140)를 더 포함할 수 있다. 그리고 조그셔틀 패드(200)는, 입력 신호를 수신하는 제 2 통신부(220) 포함할 수 있다.
자세히, 제 1 통신부(140)와 제 2 통신부(220)는 근거리 통신(Short range communication)을 이용하여 사용자 입력 신호를 전달할 수 있다. 예를 들어, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다.
한편, 조그셔틀 패드(200)에는, 제 2 자성부(210)가 포함될 수 있다.
제 2 자성부(210)는, 영구 자석이거나 전자석일 수 있고, 조그셔틀(100)의 제 1 자성부(110)와 극성이 서로 다를 수 있다.
실시예에서, 제 2 자성부(210)는 자기 코일로 구성될 수 있으며, 제 2 자성부(210)는 전원 공급부(250)로부터 전력을 전달받아 자속을 발생할 수 있다. 즉, 제 2 자성부(210)에 전력이 공급되면, 제 2 자성부(210)와 제 1 자성부(110)에 자기장이 형성되고 서로 다른 극성을 가져 반발력이 발생될 수 있으며, 이에 따라 제 1 자성부(110)를 포함하는 조그셔틀(100)은 조그셔틀 패드(200) 상에 자기 부상될 수 있다.
자기 부상된 조그셔틀(100)이 사용자의 입력에 따라 상태가 변화되면, 제 1 자성부(110)와 제 2 자성부(210)의 자기장 변화가 발생된다. 제 2 자성부(210)는, 이러한 자기장 변화를 감지하는 자기 센서를 포함할 수 있다.
즉, 자기 센서는, 사용자가 조그셔틀(100)을 이동시키거나 틸팅하거나 회전시키는 등의 입력을 자기장 변화로 감지하여 사용자가 입력을 판단할 수 있다.
반대로, 제 2 자성부(210)에 전력이 불규칙하게 공급되면 제 1 자성부(110)와 제 2 자성부(210) 사이에 자기장 변화가 발생될 수 있고, 이러한 자기장 변화에 의해 제 1 자성부(110)가 흔들릴 수 있다. 즉, 조그셔틀 패드(200)는, 조그셔틀(100)에 진동시키는 방식으로 사용자에게 햅틱 출력을 제공할 수 있다.
한편, 조그셔틀 패드(200)는, 인터페이스부(230)를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따른 컨트롤러(10)는, 조그셔틀(100)의 상태변화를 사용자 입력과 디스플레이부의 그래픽 이미지를 연동하여 그래픽 유저 인터페이스를 제공할 수 있다. 이를 위해, 디스플레이 장치(20)에 사용자 입력 신호를 전달하는 인터페이스부(230)를 포함할 수 있다.
한편, 컨트롤러(10)는, 디스플레이부를 직접 포함할 수 도 있으나, 실시예에서는 별도의 디스플레이 장치(20)가 있고, 컨트롤러(10)는 인터페이스부(230)를 통해 사용자 입력을 전달하는 것으로 설명한다.
또한, 조그셔틀 패드(200)는, 메모리(240)를 포함할 수 있다.
메모리(240)에는, 자기 센서에서 감지되는 다양한 자기장 변화를 프로파일로 저장하고, 자기장 변화에 따른 조그셔틀(100)의 상태변화를 매칭시켜 사용자가 조그셔틀(100)을 통해 입력한 신호를 감지하도록 할 수 있다.
예를 들어, 메모리(240)는, 조그셔틀(100)이 조그셔틀 패드(200) 상에서 위치를 변화됨에 따른 자기장 변화 값을 저장하여, 사용자가 조그셔틀(100)을 조그셔틀 패드(200) 상에서 이동시키면 이를 자기 센서의 자기장 변화를 통해 감지함으로써, 사용자 입력을 결정할 수 있다.
이와 마찬가지로, 메모리(240)는, 조그셔틀(100)의 수평이동, 회전 및 틸팅 등의 상태변화에 따른 자기장 변화 프로파일을 저장하여, 사용자가 조그셔틀(100)을 통해 입력하는 신호가 무엇인지 결정할 수 있다.
또한, 메모리(240) 는 컨트롤러(10)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 컨트롤러(10)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 컨트롤러(10)의 기본적인 기능(예를 들어, 운전 보조정보 안내 기능)을 위하여 출고 당시부터 컨트롤러(10) 상에 존재할 수 있다.
그리고 이러한 응용 프로그램은, 메모리(240) 에 저장되고, 프로세서(260)에 의하여 컨트롤러(10)의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.
또한, 전원 공급부(250)는 프로세서(260)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다.
마지막으로, 컨트롤러(10)는 컨트롤러(10) 내의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어하는 프로세서(260)를 포함할 수 있다.
또한, 프로세서(260)는 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1과 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 프로세서(260)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 컨트롤러(10)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
이러한 프로세서(260)는 하드웨어 측면에서, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러 (micro-controllers), 마이크로 프로세서 (microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
그리고 이러한 프로세서(260)는 차량의 제어부의 제어를 받거나, 제어부를 통해 차량을 여러 기능을 제어할 수 있다.
그리고 프로세서(260)는 상기 메모리(240)에 저장된 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 컨트롤러(10)의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(260)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(240)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 컨트롤러(10)의 구체적인 구조에 대해 설명한다.
자세히, 도 2를 참조하면, 조그셔틀 패드(200)를 베이스로, 상기 조그셔틀 패드(200)의 일 영역 상에는 조그셔틀(100)이 놓여질 수 있다.
즉, 자성부에 전력이 공급되지 않는 경우(예컨대, 구동 전)에는, 조그셔틀(100)과 조그셔틀 패드(200) 사이에는 자기장이 발생되지 않아 조그셔틀(100)은 조그셔틀 패드(200)에 접하여 놓여질 수 있으며, 힘을 가해 조그셔틀(100)을 조그셔틀 패드(200)로부터 분리할 수도 있다. 이때, 조그셔틀 제 1 자성부(110) 아래에는 고무 패드(115)가 더 배치되어, 조그셔틀이 조그셔틀 패드(200)에 고정될 수도 있다.
그리고 제 1 자성부(110)는 조그셔틀(100)의 일면에 배치되고, 제 2 자성부(210)는 조그셔틀(100)의 일면을 마주보는 조그셔틀 패드(200)의 일면에 배치될 수 있다. 그리고 제 1 자성부(110)와 제 2 자성부(210)는 서로 다른 자성을 가져, 제 1 자성부(110)와 제 2 자성부(210)의 반발력으로 인해 조그셔틀(100)이 조그셔틀 패드(200) 상에 자기 부상할 수 있다.
예를 들어, 제 1 자성부(110)는, 조그셔틀(100)의 하면에 배치되는 자기코일일 수 있고, 제 2 자성부(210)는, 조그셔틀 패드(200) 상면에 배치되는 자기코일일 수 있다. 이때, 자기코일 방향은 서로 달라, 전력 공급시 서로 다른 극성을 가질 수 있다. 자세히, 프로세서(260)가 조그셔틀 패드(200)의 전원 공급부(250)를 제어하여 제 2 자성부(210)에 전력을 공급하면, 제 1 자성부(110)와 제 2 자성부(210) 사이에 자기장이 형성됨에 따라서, 조그셔틀(100)이 조그셔틀 패드(200) 상에 자기 부상할 수 있다.
즉, 컨트롤러(10)가 구동되면, 조그셔틀(100)과 조그셔틀 패드(200) 사이에는 빈 공간(S)이 형성될 수 있다.
한편, 조그셔틀 패드(200)의 크기는 조그셔틀(100)보다 클 수 있다.
자세히, 조그셔틀 패드(200)의 상면은 조그셔틀(100)의 하면보다 클 수 있다. 따라서, 조그셔틀(100)은 조그셔틀 패드(200) 상에 떠있으며, 사용자의 힘에 의해 조그셔틀 패드(200) 상에서 이동할 수 있다.
도 4a를 참조하면, 조그셔틀 패드(200)는 가로방향(x)으로 장변을 가지고 세로방향(y)으로 단변을 가질 수 있다. 이때, 조그셔틀(100)의 지름 크기는 조그셔틀 패드(200)의 단변에 대응될 수 있다.
따라서, 조그셔틀(100)은, 조그셔틀 패드(200) 상에서 가로방향(x)으로 이동할 수 있다.
즉, 사용자가 조그셔틀(100)을 잡고 가로방향(x)으로 이동시키는 입력을 할 수 있다.
이러한 조그셔틀 패드(200)의 형상은, 가로방향(x)이 긴 디스플레이 장치(20)를 제어하기 용이하다.
도 4b 를 참조하면, 조그셔틀 패드(200)는 가로방향(x)으로 단변을 가지고 세로방향(y)으로 장변을 가질 수 있다. 이때, 조그셔틀(100)의 지름(r) 크기는 조그셔틀 패드(200)의 단변(W)에 대응될 수 있다.
따라서, 조그셔틀(100)은, 조그셔틀 패드(200) 상에서 세로방향(y)으로 이동할 수 있다.
즉, 사용자가 조그셔틀(100)을 잡고 세로방향(y)으로 이동시키는 입력을 할 수 있다.
이러한 조그셔틀 패드(200)의 형상은, 세로방향(y)의 길이방향을 갖는 디스플레이 장치(20)를 제어하기 용이하다.
도 4c를 참조하면, 조그셔틀 패드(200)는, 가로, 세로 길이가 비슷할 수 있다.
따라서, 조그셔틀(100)은, 조그셔틀 패드(200) 상에서 가로 및 세로방향(y)으로 이동할 수 있다.
즉, 사용자가 조그셔틀(100)을 잡고 가로방향(x)이나 세로방향(y), 대각방향으로 이동시키는 입력을 할 수 있다.
이러한 조그셔틀 패드(200)의 형상은, 정사각형상을 갖는 디스플레이 장치(20)를 제어하기 용이하다.
이하, 도 5 내지 도 9를 참조하여, 사용자가 이러한 컨트롤러(10)를 통해 입력할 수 있는 다양한 입력방법에 대해 설명한다.
먼저, 도 5를 참조하면, 프로세서(260)는, 전원 공급부(250)를 통해 제 2 자성부(210)에 전력을 공급하여 조그셔틀(100)을 자기 부상시킬 수 있다.
그리고 자기 부상된 조그셔틀(100)이 사용자의 입력에 따라 상태가 변화되면, 제 1 자성부(110)와 제 2 자성부(210)의 자기장 변화가 발생된다. 제 2 자성부(210)는, 이러한 자기장 변화를 감지하는 자기 센서를 포함할 수 있다.
먼저, 프로세서(260)는, 자기 센서를 통해 조그셔틀 패드(200) 상에서 조그셔틀(100)의 위치 이동을 감지하여, 사용자 입력을 수신할 수 있다.
자세히, 도 6a를 참조하면, 사용자가 조그셔틀(100)을 조그셔틀 패드(200) 상에서 위치를 이동시키면, 자기 센서는 자기장 변화를 감지할 수 있고, 프로세서(260)는, 자기장 변화에 따라 조그셔틀(100)의 위치를 파악할 수 있다.
즉, 도 6b를 참조하면, 프로세서(260)는, 조그셔틀 패드(200)의 상면을 적어도 2이상의 영역으로 구획하고, 조그셔틀(100)이 조그셔틀 패드(200) 상에 위치한 영역을 자기 센서를 통해 결정할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(260)는, 조그셔틀 패드(200)는, 좌측부터 우측 순으로 제 1 영역(201a), 제 2 영역(202a), 제 3 영역(203a) 및 제 4 영역(204a)으로 구획하고, 조그셔틀(100)이 제 1 내지 제 4 영역(201a, 202a, 203a, 204a) 중 어느 영역에 있는지, 어느 영역으로 이동하는지를 사용자 입력으로 결정할 수 있다.
이때, 프로세서(260)는, 제 2 자성부(210)의 전력 공급량을 제어하여, 조그셔틀(100)이 일 영역에 위치할 때, 소정의 힘 이상으로 고정되도록 할 수 있다. 예를 들어, 조그셔틀(100)의 중심이 제 1 영역(201a) 중심에서 벗어나는 경우, 프로세서(260)는, 조그셔틀(100)의 중심이 제 1 영역(201a)의 중심으로 오도록 제 2 자성부(210)를 제어할 수 있다. 따라서, 조그셔틀(100)이 일 영역에 고정된 상태에서 사용자는 다양한 방식으로 조그셔틀(100)을 움직여 사용자 입력을 할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(260)는, 자기 센서를 통해 조그셔틀(100)이 조그셔틀 패드(200) 일 영역 내에서 수평이동을 감지하여, 사용자 입력을 파악할 수 있다.
자세히, 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 조그셔틀(100)은, 조그셔틀 패드(200)의 제 2 영역(202a)에 소정의 힘으로 고정될 수 있다. 이 상태에서, 조그셔틀(100)은 사용자에 의해 제 2 영역(202a) 내에서 수평 이동하는 수평이동 입력을 받을 수 있다.
프로세서(260)는, 조그셔틀(100)이 제 2 영역(202a) 내에서 가로방향(x) 또는/및 세로방향(y)으로 움직이게 하는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 즉, 프로세서(260)는, 조그셔틀(100)이 제 2 영역(202a) 내에서 수평이동함에 변화하는 자기장 변화를 자기 센서를 통해 감지하여, 사용자 입력을 수신할 수 있다.
또한, 프로세서(260)는, 자기 센서를 통해 조그셔틀(100)의 회전을 감지하여, 사용자 입력을 결정할 수 있다.
자세히, 도 8을 참조하면, 조그셔틀(100)은, 조그셔틀 패드(200)의 제 2 영역(202a)에 소정의 힘으로 고정될 수 있다. 이 상태에서, 조그셔틀(100)은 사용자에 의해 회전할 수 있다.
프로세서(260)는, 조그셔틀(100)이 회전함에 따라 변화하는 자기장 변화를 자기 센서를 통해 감지하여, 사용자 입력을 수신할 수 있다.
또한, 자기 센서를 통해 조그셔틀(100)의 틸팅을 감지하여, 사용자 입력을 수신할 수 있다.
자세히, 도 9를 참조하면, 사용자가 조그셔틀(100)의 일단에 힘을 가하면, 일단은 조그셔틀 패드(200)를 향해 기울어질 수 있다.
프로세서(260)는, 이러한 조그셔틀(100) 틸팅에 따른 자기장 변화를 자기 센서를 통해 감지하여, 사용자 입력을 수신할 수 있다.
이와 같이, 실시예에 따른 자기 부상 원리를 이용한 컨트롤러(10)는 다양하고 새로운 경험의 사용자 입력을 받을 수 있다. 또한, 사용자는 조그셔틀(100)을 통해 사용자 입력시, 조그셔틀(100)의 상태를 변화시키는 것이므로 시야를 조그셔틀(100)에 향하지 않더라도 직관적으로 정확하게 자신이 하고자 하는 입력을 수행할 수 있다. 이와 더불어, 조그셔틀 패드(200)는, 조그셔틀(100)을 진동시켜 사용자에게 입력에 대한 피드백을 전달할 수 도 있는 장점이 있다.
한편, 컨트롤러(10)는, 조그셔틀(100)의 상태변화를 사용자 입력과 디스플레이 장치(20)의 그래픽 이미지를 연동하여 그래픽 유저 인터페이스를 제공할 수 있다.
효과적인 그래픽 유저 인터페이스를 제공하기 위해, 디스플레이 장치(20)의 형상과 조그셔틀 패드(200)의 형상은 서로 대응될 수 있다.
자세히, 디스플레이 장치(20)가 일방향으로 연장된 형상을 갖는 경우, 조그셔틀 패드(200)는 디스플레이부의 연장방향에 대응되도록 연장된 형상을 가질 수 있다.
도 10을 참조하면, 가로로 길이방향을 갖는 장방향 디스플레이 장치(20)가 있는 경우, 조그셔틀 패드(200)도 가로로 길이방향을 가질 수 있다.
그리고 디스플레이 장치(20)의 각 영역과, 조그셔틀 패드(200)의 각 영역은 서로 매칭될 수 있다. 자세히, 조그셔틀(100)이 조그셔틀 패드(200)의 각 영역에 위치함에 따라서, 디스플레이 장치(20)의 각 영역을 제어할 수 있다.
예를 들어, 디스플레이 장치(20)가 좌측에서 우측 순서로 제 1 표시 영역(21), 제 2 표시 영역(22), 제 3 표시 영역(23) 및 제 4 표시 영역(24)으로 구획될 수 있고, 마찬가지로, 조그셔틀 패드(200)도 좌측부터 우측 순으로 제 1 영역(201a), 제 2 영역(202a), 제 3 영역(203a) 및 제 4 영역(204a)으로 구분될 수 있다. 그리고 만약, 조그셔틀(100)이 조그셔틀 패드(200)의 제 2 영역(202a) 상에 위치하는 경우, 디스플레이 장치(20)의 제 2 표시 영역(22) 부분을 제어할 수 있다. 또한, 조그셔틀(100)이 제 2 영역(202a)에서 제 4 영역(204a)으로 이동하는 경우, 조그셔틀(100)에 대한 사용자 입력은, 제 2 표시 영역(22)에서 제 4 표시 영역(24) 부분을 제어하는 입력이 될 수 있다.
복수의 디스플레이 장치(20)가 있는 경우에도, 컨트롤러(10)를 통해 각 디스플레이 장치(20)를 사용자가 직관적으로 제어하는 그래픽 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
자세히, 조그셔틀 패드(200)를 복수의 영역으로 구분하고, 각 영역에 각 디스플레이 장치(20)를 매칭시켜, 조그셔틀(100)이 위치하는 영역에 따라 제어하는 디스플레이 장치(20)를 설정하는 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
예를 들어, 조그셔틀 패드(200)의 제 1 영역(201)에 조그셔틀(100)이 위치하는 경우, 제 1 디스플레이 장치(20)를 제어하도록 하고, 제 2 영역(202)에 조그셔틀(100)이 위치하는 경우 제 2 디스플레이 장치(20)를 제어하도록 하며, 제 4 영역(204)에 조그셔틀(100)이 위치하는 경우 제 3 디스플레이 장치(20)를 제어하는 사용자 인터페이스를 제공하 수 있다.
한편, 도 12를 참조하면, 세로로 길이방향을 갖는 장방향 디스플레이 장치(20)가 있는 경우, 조그셔틀 패드(200)도 세로로 길이방향을 가질 수 있다.
그리고 디스플레이 장치(20)의 각 영역과, 조그셔틀 패드(200)의 각 영역은 서로 매칭될 수 있다. 자세히, 조그셔틀(100)이 조그셔틀 패드(200)의 각 영역에 위치함에 따라서, 디스플레이 장치(20)의 각 영역을 제어할 수 있다.
예를 들어, 디스플레이 장치(20)가 상측에서 하측 순서로 제 1 표시 영역(21), 제 2 표시 영역(22), 제 3 표시 영역(23) 및 제 4 표시 영역(24)으로 구획될 수 있고, 마찬가지로, 조그셔틀 패드(200)도 좌측부터 우측 순으로 제 1 영역(201), 제 2 영역(202), 제 3 영역(203) 및 제 4 영역(204)으로 구분될 수 있다. 그리고 만약, 조그셔틀(100)이 조그셔틀 패드(200)의 제 2 영역(202) 상에 위치하는 경우, 디스플레이 장치(20)의 제 2 표시 영역(22) 부분을 제어할 수 있다. 또한, 조그셔틀(100)이 제 2 영역(202)에서 제 4 영역(204)으로 이동하는 경우, 조그셔틀(100)에 대한 사용자 입력은, 제 2 표시 영역(22)에서 제 4 표시 영역(24) 부분을 제어하는 입력이 될 수 있다.
한편, 도 13을 참조하면, 디스플레이 장치(20)의 가로 길이와 세로길이가 유사하다면, 조그셔틀 패드(200)도 이와 대응되는 형상을 가질 수 있다.
디스플레이 장치(20)의 각 표시영역이 구분되는 경우, 조그셔틀 패드(200)의 영역도 이와 매칭되도록 구분되어, 조그셔틀(100)의 위치를 변화시켜 표시영역을 각각 제어할 수 있다.
구체적인 예를 들어, 도 14를 참조하면, 조그셔틀(100)이 조그셔틀 패드(200)의 제 1 위치(100a)에 있는 경우, 디스플레이 장치(20)는 제 1 표시영역에 위치한 제 1 아이콘(I1)을 선택되어 있다는 제 1 그래픽 이미지(G1)를 표시할 수 있다.
조그셔틀(100)이 조그셔틀 패드(200)의 제 2 위치(100b)로 이동하는 경우, 디스플레이 장치(20)는, 제 2 위치에 대응되는 표시영역인 제 3 아이콘(I3)을 선택되어 있는 제 2 그래픽 이미지(G2)를 표시하여, 사용자가 직관적으로 자신의 입력을 파악할 수 있는 그래픽 유저 인터페이스를 제공할 수 있다.
이와 같이, 자기부상 원리를 이용한 컨트롤러(10)는 대화면 디스플레이나, 복수의 디스플레이를 제어하기 유리하며, 사용자가 자신의 입력을 눈으로 보지 않으면서도 직관적으로 정확하게 사용자 입력을 할 수 있는 장점이 있다.
따라서, 실시예에 따른 컨트롤러(10)는 차량에 사용자 입력부(130)로 활용되기 적합하다.
이하, 도 15 내지 도 17을 참조하여, 차량에 적용되는 컨트롤러(10)에 대해 설명한다.
도 15를 참조하면, 실시예에 따른 차량은, 동력원에 의해 회전하는 바퀴(13FL, 13RL) 및 사용자 입력을 수신하는 컨트롤러(10)를 포함할 수 있다.
자세히, 도 16을 참조하면, 컨트롤러(10)는 운전석 옆에 위치할 수 있다. 좀더 자세히, 컨트롤러(10)는, 기어 조작부 주변에 위치할 수 있다.
그리고, 차량에는, 복수의 디스플레이 장치(20)가 구비될 수 있다.
자세히, 이러한 디스플레이부는 복수의 디스플레이를 포함할 수 있다.
자세히, 차량은, 차량의 윈드실드(W)(windshield)에 그래픽 이미지를 투사하여 표시하는 제 1 디스플레이 장치(20b)를 포함할 수 있다. 즉, 제 1 디스플레이 장치(20b)는 HUD(Head Up Display)로, 윈드실드(W)에 그래픽 이미지를 투사하는 투사 모듈을 포함할 수 있다. 그리고 투사 모듈이 투사하는 투사 그래픽 이미지는 일정 투명도를 가질 수 있다. 따라서, 사용자는 그래픽 이미지 뒤 모습과 그래픽 이미지를 동시에 볼 수도 있다.
그리고 이러한 그래픽 이미지는 윈드실드(W)에 투영되는 투영 이미지와 겹쳐셔 증강현실(Augmented Reality, AR)을 이룰 수도 있다.
이러한 제 1 디스플레이 장치(20b)는, 장방향 디스플레이 일 수 있으며, 조그셔틀 패드(200)도 이와 대응되도록 장방향 형상을 가질 수있다.
한편, 디스플레이부는 차량 내부에 별도로 설치되어 그래픽 이미지를 디스플레이하는 제 2 디스플레이 장치(20a)를 포함할 수 있다.
자세히, 제 2 디스플레이 장치(20a)는 차량 내비게이션 장치의 디스플레이나 차량 내부 전면의 클러스터(cluster)일 수 있다.
또한, 제 2 디스플레이 장치(20a)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이러한 제 2 디스플레이 장치(20a)는 제스쳐 입력부와 결합되어 터치 스크린을 이룰 수 있다.
실시예에서, 제 2 디스플레이 장치(20a)는, 차량의 데시보드를 따라 장방향으로 배치될 수 있다.
컨트롤러(10)는, 이러한 제 2 디스플레이 장치(20a)의 형상에 매칭되는 장방향 형상을 가져, 효과적인 사용자 그래픽 인터페이스를 제공할 수 있다.
이하, 도 17을 참조하여, 이러한 컨트롤러(10)와 디스플레이 장치(20)를 직접 포함하는 차량의 각 구성에 대해 상세히 설명한다.
차량은 통신부(710), 입력부(130)(720), 센싱부(760), 출력부(740), 차량 구동부(750), 메모리(240)(730), 인터페이스부(230)(780), 제어부(770), 전원부(790), 컨트롤러(10) 및 AVN 장치(400)를 포함할 수 있다. 여기서, 컨트롤러(10)에 포함되는 유닛과, 차량에 기재된 유닛 중 동일한 명칭을 갖는 유닛은, 차량에 포함되는 것으로 설명한다.
통신부(710)는, 차량과 이동 단말기(600) 사이, 차량과 외부 서버(500) 사이 또는 차량과 타차량(510)과의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 통신부(710)는 차량을 하나 이상의 망(network)에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
통신부(710)는, 방송 수신 모듈(711), 무선 인터넷 모듈(712), 근거리 통신 모듈(713), 위치 정보 모듈(714) 및 광통신 모듈(715)을 포함할 수 있다.
방송 수신 모듈(711)은, 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 또는 방송 관련된 정보를 수신한다. 여기서, 방송은 라디오 방송 또는 TV 방송을 포함한다.
무선 인터넷 모듈(712)은, 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 차량에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 모듈(712)은 무선 인터넷 기술들에 따른 통신망에서 무선 신호를 송수신하도록 이루어진다.
무선 인터넷 기술로는, 예를 들면, WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 있으며, 상기 무선 인터넷 모듈(712)은 상기에서 나열되지 않은 인터넷 기술까지 포함한 범위에서 적어도 하나의 무선 인터넷 기술에 따라 데이터를 송수신하게 된다. 예를 들면, 무선 인터넷 모듈(712)은 외부 서버(500)와 무선으로 데이터를 교환할 수 있다. 무선 인터넷 모듈(712)은 외부 서버(500)로부터 날씨 정보, 도로의 교통 상황 정보(예를 들면, TPEG(Transport Protocol Expert Group))정보를 수신할 수 있다.
근거리 통신 모듈(713)은, 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다.
이러한, 근거리 통신 모듈(713)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 형성하여, 차량과 적어도 하나의 외부 디바이스 사이의 근거리 통신을 수행할 수 있다. 예를 들면, 근거리 통신 모듈(713)은 이동 단말기(600)와 무선으로 데이터를 교환할 수 있다. 근거리 통신 모듈(713)은 이동 단말기(600)로부터 날씨 정보, 도로의 교통 상황 정보(예를 들면, TPEG(Transport Protocol Expert Group))를 수신할 수 있다. 가령, 사용자가 차량에 탑승한 경우, 사용자의 이동 단말기(600)와 차량은 자동으로 또는 사용자의 애플리케이션 실행에 의해, 서로 페어링을 수행할 수 있다.
위치 정보 모듈(714)은, 차량의 위치를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈이 있다. 예를 들면, 차량은 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 차량의 위치를 획득할 수 있다.
광통신 모듈(715)은, 광발신부 및 광수신부를 포함할 수 있다.
광수신부는, 광(light)신호를 전기 신호로 전환하여, 정보를 수신할 수 있다. 광수신부는 광을 수신하기 위한 포토 다이오드(PD, Photo Diode)를 포함할 수 있다. 포토 다이오드는 빛을 전기 신호로 전환할 수 있다. 예를 들면, 광수신부는 전방 차량에 포함된 광원에서 방출되는 광을 통해, 전방 차량의 정보를 수신할 수 있다.
광발신부는 전기 신호를 광 신호로 전환하기 위한 발광 소자를 적어도 하나 포함할 수 있다. 여기서, 발광 소자는 LED(Light Emitting Diode)인 것이 바람직하다. 광발신부는, 전기 신호를 광 신호로 전환하여, 외부에 발신한다. 예를 들면, 광 발신부는 소정 주파수에 대응하는 발광소자의 점멸을 통해, 광신호를 외부에 방출할 수 있다. 실시예에 따라, 광발신부는 복수의 발광 소자 어레이를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 광발신부는 차량에 구비된 램프와 일체화될 수 있다. 예를 들면, 광발신부는 전조등, 후미등, 제동등, 방향 지시등 및 차폭등 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 예를 들면, 광통신 모듈(715)은 광 통신을 통해 타차량(510)과 데이터를 교환할 수 있다.
입력부(130)(720)는, 운전 조작 수단(721), 카메라(195), 마이크로 폰(723) 및 사용자 입력부(130)(724)를 포함할 수 있다.
운전 조작 수단(721)은, 차량 운전을 위한 사용자 입력을 수신한다. (이하 설명 도 2참조) 운전 조작 수단(721)은 조향 입력 수단(721A), 쉬프트 입력 수단(721D), 가속 입력 수단(721C), 브레이크 입력 수단(721B)을 포함할 수 있다.
조향 입력 수단(721A)은, 사용자로부터 차량의 진행 방향 입력을 수신한다. 조향 입력 수단(721A)은 회전에 의해 조향 입력이 가능하도록 휠 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 실시예에 따라, 조향 입력 수단(721A)은 터치 스크린, 터치 패드 또는 버튼으로 형성될 수도 있다.
쉬프트 입력 수단(721D)은, 사용자로부터 차량의 주차(P), 전진(D), 중립(N), 후진(R)의 입력을 수신한다. 쉬프트 입력 수단(721D)은 레버 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 실시예에 따라, 쉬프트 입력 수단(721D)은 터치 스크린, 터치 패드 또는 버튼으로 형성될 수도 있다.
가속 입력 수단(721C)은, 사용자로부터 차량의 가속을 위한 입력을 수신한다. 브레이크 입력 수단(721B)은, 사용자로부터 차량의 감속을 위한 입력을 수신한다. 가속 입력 수단(721C) 및 브레이크 입력 수단(721B)은 페달 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 실시예에 따라, 가속 입력 수단(721C) 또는 브레이크 입력 수단(721B)은 터치 스크린, 터치 패드 또는 버튼으로 형성될 수도 있다.
카메라(722)는, 이미지 센서와 영상 처리 모듈을 포함할 수 있다. 카메라(722)는 이미지 센서(예를 들면, CMOS 또는 CCD)에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상을 처리할 수 있다. 영상 처리 모듈은 이미지 센서를 통해 획득된 정지영상 또는 동영상을 가공하여, 필요한 정보를 추출하고, 추출된 정보를 제어부(770)에 전달할 수 있다. 한편, 차량은 차량 전방 영상 또는 차량 주변 영상을 촬영하는 카메라(722) 및 차량 내부 영상을 촬영하는 모니터링부(725)를 포함할 수 있다.
마이크로 폰(723)은, 외부의 음향 신호를 전기적인 데이터로 처리할 수 있다. 처리된 데이터는 차량에서 수행 중인 기능에 따라 다양하게 활용될 수 있다. 마이크로폰(723)은 사용자의 음성 명령을 전기적인 데이터로 전환할 수 있다. 전환된 전기적인 데이터는 제어부(770)에 전달될 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 카메라(722) 또는 마이크로폰(723)는 입력부(130)(720)에 포함되는 구성요소가 아닌, 센싱부(760)에 포함되는 구성요소일 수도 있다.
사용자 입력부(130)(724)는 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 것이다. 사용자 입력부(130)(724)를 통해, 정보가 입력되면, 제어부(770)는 입력된 정보에 대응되도록 차량의 동작을 제어할 수 있다. 사용자 입력부(130)(724)는 터치식 입력수단 또는 기계식 입력 수단을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 사용자 입력부(130)(724)는 스티어링 휠의 일 영역에 배치될 수 있다. 이 경우, 운전자는 스티어링 휠을 잡은 상태에서, 손가락으로 사용자 입력부(130)(724)를 조작할 수 있다.
특히, 실시예에 따른 차량은 사용자 입력을 받는 자기부상 원리를 이용한 컨트롤러(10)를 더 포함할 수 있다.
이러한 컨트롤러(10)는, 복수의 디스플레이부나, 대화면의 디스플레이부에 매칭되어 효과적인 그래픽 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
센싱부(760)는, 차량의 주행 등과 관련한 신호를 센싱한다. 이를 위해, 센싱부(760)는, 충돌 센서, 휠 센서(wheel sensor), 속도 센서, 경사 센서, 중량 감지 센서, 헤딩 센서(heading sensor), 요 센서(yaw sensor), 자이로 센서(gyro sensor), 포지션 모듈(position module), 차량 전진/후진 센서, 배터리 센서, 연료 센서, 타이어 센서, 핸들 회전에 의한 스티어링 센서, 차량 내부 온도 센서, 차량 내부 습도 센서, 초음파 센서, 레이더, 라이더 등을 포함할 수 있다.
이에 의해, 센싱부(760)는, 차량 충돌 정보, 차량 방향 정보, 차량 위치 정보(GPS 정보), 차량 각도 정보, 차량 속도 정보, 차량 가속도 정보, 차량 기울기 정보, 차량 전진/후진 정보, 배터리 정보, 연료 정보, 타이어 정보, 차량 램프 정보, 차량 내부 온도 정보, 차량 내부 습도 정보, 스티어링 휠 회전 각도 등에 대한 센싱 신호를 획득할 수 있다.
한편, 센싱부(760)는, 그 외, 가속페달센서, 압력센서, 엔진 회전 속도 센서(engine speed sensor), 공기 유량 센서(AFS), 흡기 온도 센서(ATS), 수온 센서(WTS), 스로틀 위치 센서(TPS), TDC 센서, 크랭크각 센서(CAS), 등을 더 포함할 수 있다.
센싱부(760)는 생체 인식 정보 감지부를 포함할 수 있다. 생체 인식 정보 감지부는 탑승자의 생체 인식 정보를 감지하여 획득한다. 생체 인식 정보는 지문 인식(Fingerprint) 정보, 홍채 인식(Iris-scan) 정보, 망막 인식(Retina-scan) 정보, 손모양(Hand geo-metry) 정보, 안면 인식(Facial recognition) 정보, 음성 인식(Voice recognition) 정보를 포함할 수 있다. 생체 인식 정보 감지부는 탑승자의 생체 인식 정보를 센싱하는 센서를 포함할 수 있다. 여기서, 모니터링부(725) 및 마이크로 폰(723)이 센서로 동작할 수 있다. 생체 인식 정보 감지부는 모니터링부(725)를 통해, 손모양 정보, 안면 인식 정보를 획득할 수 있다.
출력부(740)는, 제어부(770)에서 처리된 정보를 출력하기 위한 것으로, 디스플레이부(741), 음향 출력부(742) 및 햅틱 출력부(743)를 포함할 수 있다.
디스플레이부(741)는 제어부(770)에서 처리되는 정보를 표시할 수 있다. 예를 들면, 디스플레이부(741)는 차량 관련 정보를 표시할 수 있다. 여기서, 차량 관련 정보는, 차량에 대한 직접적인 제어를 위한 차량 제어 정보, 또는 차량 운전자에게 운전 가이드를 위한 차량 운전 보조 정보를 포함할 수 있다. 또한, 차량 관련 정보는, 현재 차량의 상태를 알려주는 차량 상태 정보 또는 차량의 운행과 관련되는 차량 운행 정보를 포함할 수 있다.
디스플레이부(741)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디스플레이부(741)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 차량와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(130)(724)로써 기능함과 동시에, 차량와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다. 이경우, 디스플레이부(741)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이부(741)에 대한 터치를 감지하는 터치센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이부(741)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치센서는 상기 터치를 감지하고, 제어부(770)는 이에 근거하여 상기 터치에 대응하는 제어명령을 발생시키도록 이루어질 수 있다. 터치 방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴항목 등일 수 있다.
한편, 디스플레이부(741)는 운전자가 운전을 함과 동시에 차량 상태 정보 또는 차량 운행 정보를 확인할 수 있도록 클러스터(cluster)를 포함할 수 있다. 클러스터는 대시보드 위에 위치할 수 있다. 이경우, 운전자는, 시선을 차량 전방에 유지한채로 클러스터에 표시되는 정보를 확인할 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 디스플레이부(741)는 HUD(Head Up Display)로 구현될 수 있다. 디스플레이부(741)가 HUD로 구현되는 경우, 윈드 쉴드에 구비되는 투명 디스플레이를 통해 정보를 출력할 수 있다. 또는, 디스플레이부(741)는 투사 모듈을 구비하여 윈드 쉴드에 투사되는 이미지를 통해 정보를 출력할 수 있다.
음향 출력부(742)는 제어부(770)로부터의 전기 신호를 오디오 신호로 변환하여 출력한다. 이를 위해, 음향 출력부(742)는 스피커 등을 구비할 수 있다. 음향 출력부(742)는, 사용자 입력부(130)(724) 동작에 대응하는, 사운드를 출력하는 것도 가능하다.
햅틱 출력부(743)는 촉각적인 출력을 발생시킨다. 예를 들면, 햅틱 출력부(743)는, 스티어링 휠, 안전 벨트, 시트를 진동시켜, 사용자가 출력을 인지할 수 있게 동작할 수 있다.
차량 구동부(750)는, 차량 각종 장치의 동작을 제어할 수 있다. 차량 구동부(750)는 동력원 구동부(751), 조향 구동부(752), 브레이크 구동부(753), 램프 구동부(754), 공조 구동부(755), 윈도우 구동부(756), 에어백 구동부(757), 썬루프 구동부(758) 및 서스펜션 구동부(759)를 포함할 수 있다.
동력원 구동부(751)는, 차량 내의 동력원에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다.
예를 들면, 화석 연료 기반의 엔진(미도시)이 동력원인 경우, 동력원 구동부(751)는, 엔진에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 이에 의해, 엔진의 출력 토크 등을 제어할 수 있다. 동력원 구동부(751)가 엔진인 경우, 제어부(770)의 제어에 따라, 엔진 출력 토크를 제한하여 차량의 속도를 제한할 수 있다.
다른 예로, 전기 기반의 모터(미도시)가 동력원인 경우, 동력원 구동부(751)는, 모터에 대한 제어를 수행할 수 있다. 이에 의해, 모터의 회전 속도, 토크 등을 제어할 수 있다.
조향 구동부(752)는, 차량 내의 조향 장치(steering apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 이에 의해, 차량의 진행 방향을 변경할 수 있다.
브레이크 구동부(753)는, 차량 내의 브레이크 장치(brake apparatus)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 바퀴에 배치되는 브레이크의 동작을 제어하여, 차량의 속도를 줄일 수 있다. 다른 예로, 좌측 바퀴와 우측 바퀴에 각각 배치되는 브레이크의 동작을 달리하여, 차량의 진행 방향을 좌측, 또는 우측으로 조정할 수 있다.
램프 구동부(754)는, 차량 내, 외부에 배치되는 램프의 턴 온/턴 오프를 제어할 수 있다. 또한, 램프의 빛의 세기, 방향 등을 제어할 수 있다. 예를 들면, 방향 지시 램프, 브레이크 램프 등의 대한 제어를 수행할 수 있다.
공조 구동부(755)는, 차량 내의 공조 장치(air cinditioner)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 차량 내부의 온도가 높은 경우, 공조 장치가 동작하여, 냉기가 차량 내부로 공급되도록 제어할 수 있다.
윈도우 구동부(756)는, 차량 내의 윈도우 장치(window apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 차량의 측면의 좌,우 윈도우들에 대한 개방 또는 폐쇄를 제어할 수 있다.
에어백 구동부(757)는, 차량 내의 에어백 장치(airbag apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 위험시, 에어백이 터지도록 제어할 수 있다.
썬루프 구동부(758)는, 차량 내의 썬루프 장치(sunroof apparatus)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 썬루프의 개방 또는 폐쇄를 제어할 수 있다.
서스펜션 구동부(759)는, 차량 내의 서스펜션 장치(suspension apparatus)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 도로면에 굴곡이 있는 경우, 서스펜션 장치를 제어하여, 차량의 진동이 저감되도록 제어할 수 있다.
메모리(240)(730)는, 제어부(770)와 전기적으로 연결된다. 메모리(240)(770)는 유닛에 대한 기본데이터, 유닛의 동작제어를 위한 제어데이터, 입출력되는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(240)(790)는, 하드웨어적으로, ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 등과 같은 다양한 저장기기 일 수 있다. 메모리(240)(730)는 제어부(770)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등, 차량 전반의 동작을 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다.
인터페이스부(230)(780)는, 차량에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행할 수 있다. 예를 들면, 인터페이스부(230)(780)는 이동 단말기(600)와 연결 가능한 포트를 구비할 수 있고, 상기 포트를 통해, 이동 단말기(600)와 연결할 수 있다. 이경우, 인터페이스부(230)(780)는 이동 단말기(600)와 데이터를 교환할 수 있다.
한편, 인터페이스부(230)(780)는 연결된 이동 단말기(600)에 전기 에너지를 공급하는 통로 역할을 수행할 수 있다. 이동 단말기(600)가 인터페이스부(230)(780)에 전기적으로 연결되는 경우, 제어부(770)의 제어에 따라, 인터페이스부(230)(780)는 전원부(790)에서 공급되는 전기 에너지를 이동 단말기(600)에 제공한다.
제어부(770)는, 차량 내의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어부(770)는 ECU(Electronic Contol Unit)로 명명될 수 있다.
이러한 제어부(770)은 컨트롤러(10)의 실행 신호 전달에 따라서, 전달된 신호에 대응되는 기능을 실행할 수 있다.
제어부(770)는, 하드웨어적으로, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(260)(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(10)(micro-controllers), 마이크로 프로세서(260)(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
제어부(770)는 전술한 프로세서(260)(170)의 역할을 위임할 수 있다. 즉, 컨트롤러(10)의 프로세서(260)(170)는 차량의 제어부(770)에 직접 셋팅될 수 있다. 이러한 실시예에서는 컨트롤러(10)는 차량의 일부 구성들을 합하여 지칭하는 것으로 이해할 수 있다.
또는, 제어부(770)는 프로세서(260)(170)에서 요청하는 정보를 전송해주도록 구성들을 제어할 수도 있다.
전원부(790)는, 제어부(770)의 제어에 따라, 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 특히, 전원부(770)는, 차량 내부의 배터리(미도시) 등으로부터 전원을 공급받을 수 있다.
AVN(Audio Video Navigation) 장치(400)는 제어부(770)와 데이터를 교환할 수 있다. 제어부(770)는 AVN 장치(400) 또는 별도의 내비게이션 장치(미도시)로부터 내비게이션 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 여기서, 내비게이션 정보는 설정된 목적지 정보, 상기 목적지에 따른 경로 정보, 차량 주행과 관련한, 맵(map) 정보 또는 차량 위치 정보를 포함할 수 있다.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 제 1 자성부를 포함하는 조그셔틀; 및
    상기 제 1 자성부에 대응되는 제 2 자성부를 포함하는 조그셔틀 패드를 포함하고,
    상기 조그셔틀은 상기 제 1 자성부와 상기 제 2 자성부에 의해 상기 조그셔틀 패드 상에 자기 부상하고,
    상기 조그셔틀은,
    버튼과 터치 센서 중 적어도 하나를 포함하는 입력부; 및
    상기 입력부를 통해 입력되는 입력 신호를 상기 조그셔틀 패드로 전송하는 제 1 통신부를 더 포함하고,
    상기 조그셔틀 패드는,
    상기 입력 신호를 수신하는 제 2 통신부를 더 포함하는
    자기부상 원리를 이용한 컨트롤러.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 자성부는 상기 조그셔틀의 일면에 배치되고,
    상기 제 2 자성부는 상기 조그셔틀의 일면을 마주보는 상기 조그셔틀 패드의 일면에 배치되는
    자기부상 원리를 이용한 컨트롤러.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 조그셔틀 패드는,
    상기 제 2 자성부에 전력을 공급하도록 제어하여 상기 제 1 자성부와 상기 제 2 자성부의 자기장을 형성함으로써 상기 조그셔틀을 상기 조그셔틀 패드 상에 자기부상시키는 프로세서를 더 포함하는
    자기부상 원리를 이용한 컨트롤러.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 자성부는,
    상기 자기 부상한 조그셔틀의 움직임을 감지하는 자기 센서를 포함하는
    자기부상 원리를 이용한 컨트롤러.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 자기 센서를 통해 상기 조그셔틀 패드 상에서 상기 조그셔틀의 위치 이동을 감지하는
    자기부상 원리를 이용한 컨트롤러.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 자기 센서를 통해 상기 조그셔틀이 상기 조그셔틀 패드 일 영역 내에서 수평이동을 감지하는
    자기부상 원리를 이용한 컨트롤러.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 자기 센서를 통해 상기 조그셔틀의 회전을 감지하는
    자기부상 원리를 이용한 컨트롤러.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 자기 센서를 통해 상기 조그셔틀의 기울기 변화를 감지하는
    자기부상 원리를 이용한 컨트롤러.
  9. 제 1 항에 있어서,
    그래픽 이미지를 표시하는 적어도 하나 이상의 디스플레이부를 더 포함하고,
    상기 디스플레이부는 일방향으로 연장된 형상을 갖고,
    상기 조그셔틀 패드는 상기 디스플레이부의 연장방향에 대응되도록 연장된 형상을 갖는
    자기부상 원리를 이용한 컨트롤러.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 디스플레이부는 적어도 2이상의 영역으로 구분되고,
    상기 조그셔틀 패드도 적어도 2 이상의 영역으로 구분되며,
    상기 디스플레이부의 각 영역과 상기 조그셔틀 패드의 각 영역은 서로 매칭되는
    자기부상 원리를 이용한 컨트롤러.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 조그셔틀의 상태변화를 사용자 입력과 상기 디스플레이부의 그래픽 이미지를 연동하여 그래픽 유저 인터페이스를 제공하는
    자기부상 원리를 이용한 컨트롤러.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 조그셔틀은,
    상기 조그셔틀의 입력상태 변화를 나타내는 표시부를 더 포함하는
    자기부상 원리를 이용한 컨트롤러.
  15. 제 1 항에 기재된 자기부상 원리를 이용한 컨트롤러를 포함하는 차량.
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