KR102019505B1 - 햅틱 통지 - Google Patents
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Abstract
본 개시내용의 실시예들은 짧은 양의 시간 내에 짧고, 강렬하며, 또렷한 펄스들을 생성할 수 있는 햅틱 액추에이터 또는 햅틱 액추에이터를 갖는 디바이스에 관한 것이다.
Description
관련 출원들의 상호 참조
본 특허 협력 조약 특허 출원은 2014년 9월 2일에 출원되고, 발명의 명칭이 "Haptic Notifications"인 미국 특허 가특허 출원 제62/044,964호와, 2015년 3월 6일에 출원되고, 발명의 명칭이 "Haptic Notifications"인 미국 가특허 출원 제62/129,693호를 우선권 주장하고, 이들 각각의 개시내용은 이로써 그 전체가 참고로 본원에 포함된다.
기술분야
본 개시내용은 경보 출력에 관한 것이다. 게다가, 본원에 개시되는 실시예들은 햅틱 액추에이터들은 물론, 전자 디바이스들에 대한 다양한 유형들의 햅틱 경보들 및 다른 경보 출력을 발생시키거나 제공하기 위해 사용되는 햅틱 액추에이터들에의 입력 및 출력 특성들에 관한 것이다.
전자 디바이스들은 오늘날의 사회에서 아주 흔하다. 이 전자 디바이스들은 셀폰들, 태블릿 컴퓨터들, PDA(personal digital assistant)들 등을 포함한다. 이 전자 디바이스들 중 일부는, 예를 들어, 착신 전화 호와 같은, 특정의 관심 항목을 사용자에게 통지하는 능력을 포함하거나, 다양한 경보들의 사용을 통해 사용자의 주의를 끌기 위해 다른 방식으로 시도할 수 있다. 이 경보들은 진동하는 모터(vibrating motor)들, 벨소리들의 형태의 스피커들로부터의 소음, 시각적 그래픽들 등을 포함할 수 있다. 어떤 경우들에, 경보들은, 예를 들어, 시각적 통지의 형태로 된 것과 같은, 경보 컴포넌트 또는 단순히 사용자 인터페이스 컴포넌트를 포함할 수 있다.
대부분의 전자 디바이스들은 다수의 관심 항목들에 관해 사용자들에게 통지하기 위해 동일한 햅틱 경보를 사용한다. 그 결과, 전화 통화, 문자 메시지 또는 다른 이러한 통지를 즉각 구별하는 것이 어려울 수 있다. 이것이 종종 야기되는데, 그 이유는 이 전자 디바이스들에서의 햅틱 액추에이터가 그의 출력 또는 동작이 제한되어 있기 때문이다. 게다가, 종래의 회전식 편심 질량체 모터(eccentric mass motor)들은 일반적으로 샤프트(shaft)를 중심으로 한 편심 중량체(eccentric weight)의 회전(spinning) 및/또는 진동(oscillation)에 의해 야기되는 아주 "윙윙거리는(buzzy)" 출력을 생성한다.
본 개시내용의 실시예들은 이들 및 다른 일반적인 고려사항들과 관련하여 이루어졌다. 비교적 구체적인 문제점들이 논의되었지만, 본원에 기술되는 실시예들이 이 배경기술에서 언급되는 구체적인 문제점들을 해결하는 것으로 제한되어서는 안된다는 것을 잘 알 것이다.
일반적으로, 본원에 기술되는 실시예들은 일련의 햅틱 또는 촉각적 출력들로서 표현되는 햅틱 또는 촉각적 언어를 출력하도록 동작하는 액추에이터의 형태를 취하거나 그를 포함할 수 있다. 개개의 햅틱 입력 또는 출력 파형들(본원에서 "아톰(atom)들"이라고 알려져 있음)은 점점 더 복잡한 정보를 전달하기 위해 서로 결합될 수 있다. 이와 같이, 아톰들은 특정의 의미들을 갖는 특화된 출력들을 제공하도록 또는 특정의 동작들, 경보들, 상태들, 상황들, 전자 디바이스에 의한 데이터의 수신 및/또는 전송에 다른 방식으로 대응하도록 각종의 방식으로 결합될 수 있다. 액추에이터는 전자 디바이스의 일부이거나 그에 다른 방식으로 포함될 수 있거나, 전자 디바이스와 분리되어 있지만 그와 연관되어 있을 수 있다.
햅틱 입력 및/또는 출력들은 전자 디바이스와 연관된 정보의 개별적이고 신중한 경보들 또는 통지들을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 정보는 전자 디바이스에 의해 수신되는, 전자 디바이스에 의해 디스플레이되는 데이터, 전자 디바이스의 동작 파라미터들 등을 포함할 수 있다. 소정 실시예들에서, 햅틱 출력들은, 비록 전자 디바이스에 의해 발생되지만, 별개의 디바이스 상에서 일어나는 이벤트들에 응답한 것일 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 전자 디바이스는 휴대폰 또는 태블릿 컴퓨터와 연관된, 그에 의해 수신되는, 또는 그로부터 송신되는 정보에 기초하여 햅틱 출력(들)을 발생시킬 수 있다.
개시내용은 첨부된 도면들과 함께 이어지는 상세한 설명에 의해 잘 이해될 것이고, 유사한 도면 부호들은 유사한 구조적 요소들을 가리킨다.
도 1은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 다양한 아톰들을 포함하는 예시적인 경보 이벤트를 나타낸 도면;
도 2는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 예시적인 입력 및 출력 파형들을 나타낸 도면;
도 3a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제1 유형의 햅틱 출력을 생성하기 위해 햅틱 액추에이터에 인가될 수 있는 예시적인 입력 파형을 나타낸 도면;
도 3b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제1 유형의 햅틱 출력을 제공하기 위한 예시적인 출력 파형을 나타낸 도면;
도 3c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제1 유형의 햅틱 출력을 제공하기 위한 예시적인 디바이스 출력 파형을 나타낸 도면;
도 3d는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 도 3a의 입력 파형이 햅틱 액추에이터에 인가될 때 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체의 운동량의 변화를 보여주는 예시적인 운동량 그래프를 나타낸 도면;
도 4a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제2 유형의 햅틱 출력을 생성하기 위해 햅틱 액추에이터에 인가될 수 있는 예시적인 입력 파형을 나타낸 도면;
도 4b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제2 유형의 햅틱 출력을 제공하기 위한 예시적인 출력 파형을 나타낸 도면;
도 4c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제2 유형의 햅틱 출력을 제공하기 위한 예시적인 디바이스 출력 파형을 나타낸 도면;
도 4d는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 도 4a의 입력 파형이 햅틱 액추에이터에 인가될 때 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체의 운동량의 변화를 보여주는 예시적인 운동량 그래프를 나타낸 도면;
도 5a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제3 유형의 햅틱 출력을 생성하기 위해 햅틱 액추에이터에 인가될 수 있는 예시적인 입력 파형을 나타낸 도면;
도 5b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제3 유형의 햅틱 출력을 제공하기 위한 예시적인 출력 파형을 나타낸 도면;
도 5c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제3 유형의 햅틱 출력을 제공하기 위한 예시적인 디바이스 출력 파형을 나타낸 도면;
도 5d는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 도 5a의 입력 파형이 햅틱 액추에이터에 인가될 때 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체의 운동량의 변화를 보여주는 예시적인 운동량 그래프를 나타낸 도면;
도 6a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제4 유형의 햅틱 출력을 생성하기 위한 예시적인 입력 파형을 나타낸 도면;
도 6b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제4 유형의 햅틱 출력을 제공하기 위한 예시적인 출력 파형을 나타낸 도면;
도 7a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제5 유형의 햅틱 출력을 생성하기 위한 예시적인 입력 파형을 나타낸 도면;
도 7b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제5 유형의 햅틱 출력을 제공하기 위한 예시적인 출력 파형을 나타낸 도면;
도 8a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제6 유형의 햅틱 출력을 생성하기 위한 예시적인 입력 파형을 나타낸 도면;
도 8b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제6 유형의 햅틱 출력을 제공하기 위한 예시적인 출력 파형을 나타낸 도면;
도 9a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제7 유형의 햅틱 출력을 생성하기 위한 예시적인 입력 파형을 나타낸 도면;
도 9b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제7 유형의 햅틱 출력을 제공하기 위한 예시적인 출력 파형을 나타낸 도면;
도 10a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 어떤 시간 기간에 걸쳐 아톰의 하나 이상의 파라미터들을 범위 제한(bound)하는 데 사용될 수 있는 선형 이펙터(linear effector)를 나타낸 도면;
도 10b는 본 개시내용의 하나 이상의 부가 실시예들에 따른 어떤 시간 기간에 걸쳐 아톰의 하나 이상의 파라미터들을 범위 제한하는 데 사용될 수 있는 4 포인트 이펙터(four points effector)를 나타낸 도면;
도 10c는 본 개시내용의 하나 이상의 부가 실시예들에 따른 어떤 시간 기간에 걸쳐 아톰의 하나 이상의 파라미터들을 범위 제한하는 데 사용될 수 있는 지수 감쇠 이펙터(exponential decay effector)를 나타낸 도면;
도 11은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 아톰들의 시퀀스 및 연관된 오디오 출력을 나타낸 도면;
도 12a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 햅틱 출력을 제공하기 위한 예시적인 전자 디바이스를 나타낸 도면;
도 12b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 햅틱 출력을 제공하기 위한 다른 예시적인 전자 디바이스를 나타낸 도면;
도 12c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 햅틱 출력을 제공하기 위한 다른 예시적인 전자 디바이스를 나타낸 도면;
도 13은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 예시적인 전자 디바이스 및 그의 연관된 컴포넌트들을 나타낸 도면;
도 14는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 햅틱 출력을 제공하기 위해 사용될 수 있는 햅틱 액추에이터를 나타낸 도면;
도 15는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 햅틱 출력을 제공하는 방법을 나타낸 도면;
도 16은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 햅틱 출력을 제공하기 위해 아톰들을 사용하는 방법을 나타낸 도면;
도 17은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 샘플 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스를 나타낸 도면;
도 18은 애플리케이션들, 서비스들 및 관련된 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스들의 샘플 세트를 나타낸 도면으로서, 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스의 동작을 예시하기 위해 사용될 수 있음;
도 19a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 비공진 상태(off-resonance)에서 시작하여 공진 주파수로 이동하는 예시적인 입력 파형을 나타낸 도면;
도 19b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 도 19a의 입력 파형에 의해 야기되는 램프형 구성(ramped configuration)을 가지는 예시적인 출력 파형을 나타낸 도면;
도 20a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 부스트(boost)를 갖는 입력 파형을 나타낸 도면;
도 20b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 도 20a의 입력 파형에 의해 야기되는 램프형 구성을 가지는 예시적인 출력 파형을 나타낸 도면;
도 21a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 예시적인 사인파 입력 파형을 나타낸 도면;
도 21b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 도 21a의 사인 입력 파형으로부터 생기는 예시적인 출력 파형을 나타낸 도면;
도 22a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 램프형 구성을 가지는 예시적인 사인 입력 파형을 나타낸 도면;
도 22b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 도 22a의 입력 파형으로부터 생기는 예시적인 출력 파형을 나타낸 도면이다.
도 1은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 다양한 아톰들을 포함하는 예시적인 경보 이벤트를 나타낸 도면;
도 2는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 예시적인 입력 및 출력 파형들을 나타낸 도면;
도 3a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제1 유형의 햅틱 출력을 생성하기 위해 햅틱 액추에이터에 인가될 수 있는 예시적인 입력 파형을 나타낸 도면;
도 3b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제1 유형의 햅틱 출력을 제공하기 위한 예시적인 출력 파형을 나타낸 도면;
도 3c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제1 유형의 햅틱 출력을 제공하기 위한 예시적인 디바이스 출력 파형을 나타낸 도면;
도 3d는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 도 3a의 입력 파형이 햅틱 액추에이터에 인가될 때 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체의 운동량의 변화를 보여주는 예시적인 운동량 그래프를 나타낸 도면;
도 4a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제2 유형의 햅틱 출력을 생성하기 위해 햅틱 액추에이터에 인가될 수 있는 예시적인 입력 파형을 나타낸 도면;
도 4b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제2 유형의 햅틱 출력을 제공하기 위한 예시적인 출력 파형을 나타낸 도면;
도 4c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제2 유형의 햅틱 출력을 제공하기 위한 예시적인 디바이스 출력 파형을 나타낸 도면;
도 4d는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 도 4a의 입력 파형이 햅틱 액추에이터에 인가될 때 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체의 운동량의 변화를 보여주는 예시적인 운동량 그래프를 나타낸 도면;
도 5a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제3 유형의 햅틱 출력을 생성하기 위해 햅틱 액추에이터에 인가될 수 있는 예시적인 입력 파형을 나타낸 도면;
도 5b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제3 유형의 햅틱 출력을 제공하기 위한 예시적인 출력 파형을 나타낸 도면;
도 5c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제3 유형의 햅틱 출력을 제공하기 위한 예시적인 디바이스 출력 파형을 나타낸 도면;
도 5d는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 도 5a의 입력 파형이 햅틱 액추에이터에 인가될 때 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체의 운동량의 변화를 보여주는 예시적인 운동량 그래프를 나타낸 도면;
도 6a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제4 유형의 햅틱 출력을 생성하기 위한 예시적인 입력 파형을 나타낸 도면;
도 6b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제4 유형의 햅틱 출력을 제공하기 위한 예시적인 출력 파형을 나타낸 도면;
도 7a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제5 유형의 햅틱 출력을 생성하기 위한 예시적인 입력 파형을 나타낸 도면;
도 7b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제5 유형의 햅틱 출력을 제공하기 위한 예시적인 출력 파형을 나타낸 도면;
도 8a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제6 유형의 햅틱 출력을 생성하기 위한 예시적인 입력 파형을 나타낸 도면;
도 8b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제6 유형의 햅틱 출력을 제공하기 위한 예시적인 출력 파형을 나타낸 도면;
도 9a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제7 유형의 햅틱 출력을 생성하기 위한 예시적인 입력 파형을 나타낸 도면;
도 9b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제7 유형의 햅틱 출력을 제공하기 위한 예시적인 출력 파형을 나타낸 도면;
도 10a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 어떤 시간 기간에 걸쳐 아톰의 하나 이상의 파라미터들을 범위 제한(bound)하는 데 사용될 수 있는 선형 이펙터(linear effector)를 나타낸 도면;
도 10b는 본 개시내용의 하나 이상의 부가 실시예들에 따른 어떤 시간 기간에 걸쳐 아톰의 하나 이상의 파라미터들을 범위 제한하는 데 사용될 수 있는 4 포인트 이펙터(four points effector)를 나타낸 도면;
도 10c는 본 개시내용의 하나 이상의 부가 실시예들에 따른 어떤 시간 기간에 걸쳐 아톰의 하나 이상의 파라미터들을 범위 제한하는 데 사용될 수 있는 지수 감쇠 이펙터(exponential decay effector)를 나타낸 도면;
도 11은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 아톰들의 시퀀스 및 연관된 오디오 출력을 나타낸 도면;
도 12a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 햅틱 출력을 제공하기 위한 예시적인 전자 디바이스를 나타낸 도면;
도 12b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 햅틱 출력을 제공하기 위한 다른 예시적인 전자 디바이스를 나타낸 도면;
도 12c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 햅틱 출력을 제공하기 위한 다른 예시적인 전자 디바이스를 나타낸 도면;
도 13은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 예시적인 전자 디바이스 및 그의 연관된 컴포넌트들을 나타낸 도면;
도 14는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 햅틱 출력을 제공하기 위해 사용될 수 있는 햅틱 액추에이터를 나타낸 도면;
도 15는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 햅틱 출력을 제공하는 방법을 나타낸 도면;
도 16은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 햅틱 출력을 제공하기 위해 아톰들을 사용하는 방법을 나타낸 도면;
도 17은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 샘플 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스를 나타낸 도면;
도 18은 애플리케이션들, 서비스들 및 관련된 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스들의 샘플 세트를 나타낸 도면으로서, 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스의 동작을 예시하기 위해 사용될 수 있음;
도 19a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 비공진 상태(off-resonance)에서 시작하여 공진 주파수로 이동하는 예시적인 입력 파형을 나타낸 도면;
도 19b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 도 19a의 입력 파형에 의해 야기되는 램프형 구성(ramped configuration)을 가지는 예시적인 출력 파형을 나타낸 도면;
도 20a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 부스트(boost)를 갖는 입력 파형을 나타낸 도면;
도 20b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 도 20a의 입력 파형에 의해 야기되는 램프형 구성을 가지는 예시적인 출력 파형을 나타낸 도면;
도 21a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 예시적인 사인파 입력 파형을 나타낸 도면;
도 21b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 도 21a의 사인 입력 파형으로부터 생기는 예시적인 출력 파형을 나타낸 도면;
도 22a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 램프형 구성을 가지는 예시적인 사인 입력 파형을 나타낸 도면;
도 22b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 도 22a의 입력 파형으로부터 생기는 예시적인 출력 파형을 나타낸 도면이다.
이제부터, 첨부 도면들에 예시된 대표적인 실시예들을 상세히 언급할 것이다. 하기의 설명이 실시예들을 하나의 바람직한 실시예로 제한하는 것으로 의도되어 있지 않다는 것을 이해하여야 한다. 반대로, 첨부된 청구항들에 의해 한정되는 바와 같은 기술된 실시예들의 사상 및 범주 내에 포함될 수 있는 대안들, 수정들 및 등가물들을 포함하는 것으로 의도되어 있다.
일반적으로, 햅틱 출력들은 사람 또는 사용자에게 통지하거나, 경보를 발하거나 다른 방식으로 그의 주의를 끄는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 디바이스를 착용하고 있는 사람이 웨어러블 디바이스에 주의를 돌리도록, 웨어러블 디바이스는 웨어러블 디바이스를 움직이거나 흔드는 액추에이터를 포함할 수 있다. 본원에 기술되는 많은 경우들에, 햅틱 또는 촉각적 출력은 햅틱 출력을 생성하는 디바이스와 상호작용하는 사람에 의해 비교적 지각가능하지 않은 경보 기능을 제공할 수 있다.
(도 12a 내지 도 13에 도시된 것들과 같은) 예시적인 전자 디바이스들은 햅틱/촉각적 출력을 생성하도록 동작하는 (도 14에 도시된 것과 같은) 액추에이터에 물리적으로 결합될 수 있다. 일반적으로, 햅틱 액추에이터는 전자 디바이스의 2개의 부분들 사이의 상대 운동을 생성한다. 보다 구체적으로는, 그리고 일 실시예에서, 햅틱 액추에이터는 전자 디바이스의 질량체에 대해 움직이는 내부 질량체를 포함한다. 예를 들어, 햅틱 액추에이터는 전자 디바이스에 대해 내부 질량체를 움직이는 힘을 생성하기 위해 액추에이터 입력 파형에 반응한다. 이 힘은 전자 디바이스에 운동 에너지를 제공하고, 그로써 디바이스에 움직임을 유발한다. 이 디바이스 움직임은 디바이스 출력 파형에 의해 표현될 수 있다. 이 디바이스 움직임은 디바이스를 착용하거나, 소지하거나, 그와 상호작용하는 사람에 의해 느껴질 수 있다. 샘플 전자 디바이스 및 샘플 액추에이터의 구체적 사항들은 본원에서 나중에 제공된다.
용어들 "햅틱" 및 "촉각적"이 본원에서 사용된다. 비록 햅틱이 때때로 힘의 느낌 또는 지각을 지칭할 수 있고 촉각적이 때때로 터치의 느낌 또는 지각을 지칭하지만, 2개의 용어들이 본원에서 실질적으로 교환할 수 있는 방식으로 사용될 수 있고 각각의 용어가 상대방을 포괄하는 것으로 의도되어 있다는 것이 이해되어야 한다. 이와 같이, 햅틱 출력은 촉각적 출력을 포괄할 수 있고, 촉각적 출력은 햅틱 출력을 포괄할 수 있다.
소정 실시예들은 사용자에게 햅틱 경보들을 제공하기 위해 고유의 독특한 햅틱 파형들("아톰들")을 이용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 아톰은 액추에이터를 제어하도록 구성되어 있는 전압, 전압 값, 전류 또는 다른 전기 입력을 포함하는 구동 신호에 대응할 수 있다. 일부 실시예들에서, 아톰이 액추에이터에 의해 재생되었으면, 액추에이터는 그의 공칭 위치로 되돌아갈 수 있다.
이 아톰들이 상이한 햅틱 패턴들을 생성하기 위해 각종의 형태들 및 방식들로 결합될 수 있다. 아톰들은 햅틱 언어의 문자들로서 생각될 수 있다. 각각의 아톰은 햅틱 언어의 기본 구성 블록 또는 기본 햅틱 패턴 또는 파형을 표현할 수 있다. 그에 따라, 상이한 아톰들의 조합으로부터 햅틱 언어에서의 상이한 단어들 및/또는 문구들이 얻어진다. 다양한 아톰들이 상이한 패턴들로 조합될 때, 햅틱 언어의 경보들이 보다 진보된 것으로 될 수 있다. 그 결과, 햅틱 언어의 상이한 "단어들" 또는 "문구들"이, 예를 들어, 다양한 경보 이벤트들 또는 통지들과 연관될 수 있다. 아톰들의 미리 정의된 또는 미리 배열된 라이브러리로부터 다양한 아톰들이 선택될 수 있다. 라이브러리 내의 아톰들은 또한 서로 자유롭게 조합될 수 있다. 일부 구현예들에서, 아톰들의 상이한 조합들이 주어진 주파수로 또는 특정 시간 지속기간에 걸쳐 순환되거나 다른 방식으로 반복될 수 있다. 예를 들어, 제1 아톰 또는 아톰들의 조합이 특정 간격들로 10번 재생될 수 있다. 이 사이클이 이어서 명시된 횟수 동안 그리고/또는 명시된 지속기간 동안 반복될 수 있다.
전자 디바이스의 사용자가 햅틱 언어에 익숙하게 될 때, 사용자는, 예를 들어, 햅틱 언어에 의해 제공되는 햅틱 출력에 단독으로 또는 부분적으로 기초하여 어떤 이벤트 통지들 또는 경보들이 수신되고 있는지를 이해할 수 있을 것이다. 게다가, 사용자(또는 개발자)는 사용자, 프로그램, 애플리케이션 등의 요구사항들에 특유한 또는 다른 방식으로 조정된(tailored), 커스터마이즈된(customized) 햅틱 언어를 프로그래밍하거나 생성할 수 있을 것이다. 오디오 및/또는 음향 출력이 또한 경보의 햅틱 파형의 일부로서 또는 그에 부가하여 제공될 수 있다. 오디오 출력의 추가는 햅틱 언어를 추가로 향상시키고 그리고/또는 경보들의 추가적 커스터마이제이션(customization)을 가능하게 할 수 있다.
그에 따라, 외부 소스(문자 메시지, 이메일, 전화 통화, 경고 시스템 등)로부터 전자 디바이스에 의해 데이터의 수신 시에; 애플리케이션에 의해(예를 들어, 사용자 입력이 요청된다는 것을 표시하기 위해); 특정 시각(예를 들어, 캘린더 엔트리가 발생하는 때)에 도달할 때; 전자 디바이스의 동작 상태(예를 들어, 낮은 배터리 충전, 전자 디바이스의 운영 체제에 대한 업그레이드, 전자 디바이스의 온도가 특정 지점에 도달하는 것 등)에 의해; 사용자에 의해 개시된(user-initiated) 설정(특정 시각에서 발생하도록 설정된 알람)을 통해; 지리적 인자들(특정 지역에 들어가는 것 또는 그로부터 나가는 것)로 인해; 다른 사람 및/또는 다른 전자 디바이스에의 근접성 등에 의해 경보들이 발생될 수 있다. 이들 및 다른 경보 조건들은 본 문서 전체를 읽어보면 이해될 것이다.
기본적인 아톰들은 간단한 경보들에 대응할 수 있는 반면, 보다 복잡한 아톰들의 조합들은 보다 복잡한 경보들에 대응할 수 있다. 전자 디바이스의 각종의 동작들, 전자 디바이스에 의해 수신되는 정보, 전자 디바이스에 의해 디스플레이되는 정보, 전자 디바이스의 그래픽 사용자 인터페이스와의 상호작용들, 사용자 입력들의 확인응답들 등 - 모두 합하여 "경보 이벤트들" 또는 "경보 조건들"이라고 지칭됨 - 을 위해 다양한 경보들이 제공될 수 있다. 경보 이벤트들의 추가적 예들은 1) 예를 들어, 이메일, 문자 메시지 등과 같은 착신 및/또는 발신 텍스트 기반 통신; 2) 착신 및/또는 발신 음성, 영상 및/또는 화상 통신; 3) 일정관리(calendaring) 및/또는 약속 통지들; 4) 예를 들어, 배터리 부족 통지, 전자 디바이스 또는 애플리케이션 업데이트 통지들, 전자 디바이스 페어링 통지들 등과 같은 전자 디바이스 경보 통지들; 5) 위치 및/또는 방향 기반 통지들; 6) 예를 들어, 전자 디바이스 상에서 또는 컴패니언 디바이스(companion device) 상에서 실행 중인 다양한 애플리케이션들로부터의 푸시 통지들, 경보들 등과 같은 애플리케이션 기반 통지들; 7) 알람들, 시간 통지들 등과 같은 시간 기반 통지들; 그리고 8) 건강 관련 또는 생리학적 상태들 또는 통지들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 경보 통지는 다수의 디바이스들에 의해 동시에 또는 실질적으로 동시에 재생될 수 있다.
다른 구현들에서, 제1 디바이스는 경보 통지를 재생하기 시작할 수 있고, 연관된 전자 디바이스 또는 컴패니언 디바이스는 경보 통지의 출력 또는 재생을 책임질 수 있다. 또 다른 구현들에서, 다양한 경보 조건들이 상이한 전자 디바이스들에 대응할 수 있다. 이러한 경우들에, 경보 통지들이 단일의 전자 디바이스 또는 다수의 전자 디바이스들 상에서 재생될 수 있다. 비록 특정 경보 이벤트들이 앞서 언급되어 있지만, 이들은 예들이고 제한하는 의미로 보아서는 안된다.
소정 실시예들에서, 고유의 햅틱 출력이 앞서 열거된 예시적인 경보 이벤트들(및 그 외 여러가지) 중 임의의 것 또는 그 전부와 연관될 수 있다. 이와 같이, 하나의 경보 이벤트가 발생하거나 발생하려고 할 때, 그 특정의 경보 이벤트와 연관된 햅틱 출력이 전자 디바이스에 의해 제공된다. 전자 디바이스의 사용자 또는 착용자는, 사용자가 전자 디바이스를 착용하고 있거나 전자 디바이스와 상호작용하고 있을 때, 햅틱 경보를 느낄 것이다. 이와 같이, 전자 디바이스의 사용자 또는 착용자는 하나의 경보 이벤트를 다른 경보 이벤트들과 구별할 수 있을 것이다.
보다 구체적으로는, 특정의 경보 이벤트와 연관되어 있는 각각의 유형의 햅틱 출력이 햅틱 아톰들의 상이한 패턴들 또는 조합들로 이루어져 있을 수 있다. 예를 들어, 이메일 통지 이벤트가 수신될 때, 제1 햅틱 출력 패턴이 전자 디바이스에 의해 제공될 수 있다. 이 예에서, 제1 햅틱 출력 패턴은 제1 시각에서 제공되는 제1 유형의 햅틱 아톰, 그에 뒤이은 제2 시각에서 제공되는 제2 유형의 햅틱 아톰, 그에 뒤이은 제3 시각에서 제공되는 제3 유형의 햅틱 아톰으로 이루어져 있을 수 있다. 이러한 실시예들에서, 제1 유형의 햅틱 아톰, 제2 유형의 햅틱 아톰 및 제3 유형의 햅틱 아톰의 조합은 이메일 메시지와 연관되어 있는 고유의 햅틱 출력 패턴이다. 다른 예에서, 전화 통신이 수신되면, 전자 디바이스는 제1 유형의 햅틱 아톰 및 그에 뒤이은 제2 유형의 햅틱 아톰의 3번의 반복들로 이루어져 있는 제2 햅틱 출력 패턴을 제공할 수 있다.
햅틱 아톰들의 패턴들 또는 조합들에 부가하여, 경보 이벤트에 대한 햅틱 출력은 또한 다양한 유형들의 오디오 출력도 포함할 수 있다. 오디오 출력은 각각의 햅틱 아톰과 함께, 그 이전에 또는 그 이후에 제공될 수 있다.
예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 경보 이벤트(100)는 제1 햅틱 아톰(110), 그에 뒤이은 제2 햅틱 아톰(120) 그리고 그에 뒤이은 제3 햅틱 아톰(130)을 포함할 수 있다. 또한 도 1에 도시된 바와 같이, 각각의 아톰에 오디오 출력이 뒤따를 수 있다. 예를 들어, 오디오 출력(150)은 제1 햅틱 아톰(110)의 끝과 겹치도록 출력될 수 있고, 오디오 출력(160)은 제2 햅틱 아톰(120)보다 약간 이후에 출력될 수 있으며, 오디오 출력(170)은 제3 햅틱 아톰(130)보다 약간 이후에 제공될 수 있다. 게다가, 각각의 오디오 출력의 세기 및/또는 빈도수는 주어진 시간 기간에 걸쳐 증가하거나 감소할 수 있다. 비록 오디오 출력이 각각의 아톰보다 약간 이후에 출력되는 것으로 도시되고 기술되지만, 일부 실시예들에서, 오디오 출력이 각각의 아톰보다 이전에, 그 동안에 또는 그 이후에 출력될 수 있다.
햅틱 아톰들(110, 120, 및 130) 각각의 조합은 햅틱 패턴(140)을 구성한다. 예를 들어 그리고 앞서 논의된 바와 같이, 각각의 햅틱 아톰(110, 120, 및 130)은 햅틱 언어의 기본 구성 블록을 나타낸다. 이와 같이, 조합될 때, 각각의 햅틱 아톰(110, 120, 및 130)은 햅틱 언어에서의 특정의 문구를 이룬다. 오디오 출력(150, 160 및 170)과 같은, 다양한 유형들의 오디오 출력의 추가가 또한 햅틱 언어의 일부로서 사용될 수 있다.
또 다른 예로서 그리고 햅틱 언어의 개념으로 돌아가서, 착신 화상 통화의 통지 또는 경보는 2개의 아톰들 또는 2개의 햅틱 패턴들로 형성될 수 있다. 예를 들어, 하나의 아톰 또는 패턴은 "비디오", "영상" 등에 대응할 수 있고, 다른 아톰 또는 패턴은 "전화 통화", "메시지" 등에 대응할 수 있다. 이것은, 사용자가 개개의 햅틱 아톰들 또는 패턴들의 의미를 알고 이해한다면, 사용자가 경보의 성질 및/또는 기초가 되는 이벤트를 지각할 수 있게 할 것이다. 아톰들로부터 생성된 샘플 단어들 또는 문구들이 특정의 용어, 단어 또는 문구를 생성하는 데 사용된 개개의 아톰들과 어떤 관계를 지닐 필요는 없다는 것을 잘 알 것이다. 예를 들어, 비록 다양한 유형들의 아톰들이 착신 전화 통화의 통지를 형성하기 위해 조합될 수 있지만, 조합에서의 각각의 개별 아톰이 착신 메시지, 전화 통화 등의 통지에 특정하여 관련되어 있을 필요는 없다.
이상의 예들 각각에서, 각각의 햅틱 출력 패턴을 이루고 있는 각각의 유형의 햅틱 아톰 사이에 (일정한 및/또는 가변적인) 시간 지연이 개재(intersperse)될 수 있다. 앞서 기술된 도 1의 예를 계속하면, 제1 햅틱 아톰(110)과 제2 햅틱 아톰(120) 사이에 제1 시간 지연이 제공될 수 있다. 그렇지만, 제2 햅틱 아톰(120)과 제3 햅틱 아톰(130) 사이에는 상이한 시간 지연(예컨대, 제1 시간 지연보다 더 길거나 더 짧은 시간 지연)이 제공될 수 있다.
어떤 경우들에, 각각의 아톰 사이의 시간 지연은 재생되고 있는 특정의 아톰과 연관되어 있을 수 있다. 예를 들어, 제1 유형의 아톰은, 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체가 움직이는 것을 중단하도록 또는 그의 공칭 위치, 미리 결정된 위치 또는 특정의 조건으로 복귀하도록 보장하기 위해, 제2 아톰이 재생되기 전에 설정된 시간 지연을 필요로 할 수 있다. 아톰들 각각 사이의 시간 지연을 증가시키거나 감소시키기 위해 아톰들의 시퀀스들 사이에 가변적인 지연시간이 또한 위치될 수 있다. 비록 특정 예들이 주어져 있지만, 본원에 기술되는 실시예들은 그렇게 제한되지 않고, 다양한 유형들의 햅틱 출력 패턴들이 각종의 경보 이벤트들, 조건들 또는 통지들에 대해 생성되고 사용될 수 있다.
일반적으로, 3개의 상이한 파형들이 임의의 주어진 아톰에 개입되거나 그와 연관될 수 있다. 첫 번째로, 입력 파형이 햅틱 액추에이터에 제공될 수 있다. 다음에, 액추에이터가 입력 파형에 응답하여 움직일 수 있고, 그에 의해 액추에이터 파형을 발생시킬 수 있다. 세 번째로, 햅틱 액추에이터(또는 햅틱 액추에이터의 질량체)의 움직임은, 디바이스 파형으로 표현되는, 전자 디바이스의 움직임을 생성할 수 있다. 액추에이터의 질량과 비교할 때 디바이스의 질량으로 인해, 디바이스 파형이 액추에이터 파형의 진폭 또는 세기와 상이한 진폭 또는 세기를 가질 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 게다가, 디바이스 파형은 액추에이터 파형의 변위 방향과 반대인 변위 방향을 가질 수 있는데, 그 이유는 액추에이터/질량체의 움직임이 디바이스의 반대방향 움직임(opposing motion)을 야기하기 때문이다.
이 개념은 도 2에 추가로 예시되어 있다. 예를 들어 그리고 도시된 바와 같이, 전류, 전압, 전압 값 또는 다른 전기 입력과 같은, 입력 파형(210)이 전자 디바이스의 햅틱 액추에이터에 제공될 수 있다. 입력 파형(210)에 응답하여, 액추에이터 또는 액추에이터 질량체의 움직임 또는 변위가 출력 파형(220)으로서 표현될 수 있다. 출력 파형(220)에 의해 표현되는 바와 같은 액추에이터의 움직임 또는 변위는 전자 디바이스를 움직이게 한다. 액추에이터의 움직임과 같이, 전자 디바이스의 움직임 또는 변위는 디바이스 파형(230)으로 표현될 수 있다.
게다가, 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "출력 파형" 또는 "출력 아톰"은 액추에이터 파형들과 디바이스 파형들 둘 다를 포괄할 수 있다. 일부 실시예들에서, 디바이스 파형은, 디바이스가 액추에이터(또는 액추에이터의 가동 부분(moving part))보다 더 큰 질량을 갖는 한, 그의 진폭 또는 세기가 액추에이터 파형의 진폭 또는 세기의 어떤 퍼센트일 수 있다는 것을 제외하고는, 액추에이터 파형과 실질적으로 동일할 수 있다.
이하에서 설명될 것인 바와 같이, 각각의 아톰, 아톰들의 시퀀스, 및/또는 아톰들의 조합은 다양한 파라미터들 및/또는 파형들과 관련하여 기술되거나 정의될 수 있다. 마찬가지로, 다양한 입력 파형들이 유사한 파라미터들을 사용하여 기술될 수 있다.
일반적으로, 파형의 "파라미터들"은 측정가능하고 가변적인 파형의 그 특성들이다. 다른 방식으로 생각하면, 파형의 파라미터를 변화시키는 것은 전자 디바이스의 햅틱 출력을 변화시킬 수 있다. 전형적으로, 비록 꼭 그렇지는 않지만, 파형이 (입력 파형, 액추에이터 파형 또는 디바이스 파형이든 간에) 임의의 2개의 파라미터들의 그래프로서 기술되고 나타내어질 수 있으며, 여기서 각각의 파라미터는 그래프의 축에 대응한다. 특정 파형들을 기술하는 데 특정 파라미터들이 다른 것들보다 더 유용할 수 있다.
일부 실시예들에서, 이 파라미터들은 1) 변위; 2) 주파수; 3) 파형의 형상; 4) 파형과 연관된 엔벨로프(envelope); 5) 속도; 6) 세기 또는 진폭; 7) 영 교차(zero crossing)들; 8) 힘; 9) 시간; 10) 액추에이터의 질량; 11) 전자 디바이스 및/또는 전자 디바이스의 하우징의 질량; 12) 사이클들의 수; 및 13) 액추에이터 또는 전자 디바이스의 운동량을 포함할 수 있다. 이 파라미터들 각각이 앞서 기재된 다른 파라미터들 및 다양한 다른 파라미터들과 관련하여 조사될 수 있다. 일부 실시예들에서, 파형의 세기는 파형의 진폭을 포함하거나 그와 연관될 수 있다. 이와 같이, 특정의 햅틱 출력 또는 출력 파형의 세기가 높을수록, 파형의 진폭이 높다.
예를 들어 그리고 이하에서 보여질 것인 바와 같이, 변위 및 속도가 시간과 관련하여 기술될 수 있다. 게다가, 운동량이 질량 x 속도와 같은 한에 있어서, 속도 대 시간을 보여주는 임의의 그래프의 파형은 또한, 액추에이터 또는 하우징의 가동 부분들의 질량들이 시불변(time-invariant)인 한에 있어서, 운동량 대 시간의 스케일링된 버전을 나타낸다. 마찬가지로, 힘이 질량과 관련하여 기술될 수 있다. 또 다른 예들에서, 아톰의 형상은, 예를 들어, 파형이 구형파(square wave), 정현파(sinusoidal wave) 등인지와 같은 파형의 특성들을 포함할 수 있다.
"영 교차"는, 피크 값의 문턱 퍼센트에서의 또는 DC 오프셋에서의 교차를 비롯한, 파형에 의한 그래프 축과의 교차이다. 이와 같이, 시간에 대한 변위의 플롯으로서 표현되는 파형에 대해, 파형과 시간 축의 각각의 교차점은 영 교차이다. 일부 실시예들에서, 주어진 파라미터가 그 파라미터의 최대 또는 피크 값의 최소 문턱값, 또는 미리 결정된 최소 문턱 값을 초과할 때 영 교차가 일어난다. 예를 들어, 변위가 주어진 파라미터이고, 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체의 피크 또는 최대 변위 값이 10이면, 액추에이터 질량체의 변위가 피크 변위의 문턱 퍼센트(예컨대, 10%) 또는 어떤 다른 문턱 값(예컨대, 링다운(ringdown) 문턱값)과 교차할 때 영 교차가 일어날 것이다. 비록 그래프 축의 교차가 특정하여 언급되어 있지만, 소정 실시예들은 시스템에 존재할 수 있는 임의의 DC 오프셋을 고려할 수 있다. 예를 들어, 축의 교차가 일어나지 않거나, 본원에 기재되는 바와 같이 명시된 양의 시간들 내에 일어나지 않도록 시스템에 DC 오프셋이 존재하더라도, 이러한 오프셋이 시스템으로 제거된다면 파형이 여전히 명시된 수의 영 교차들을 가질 수 있다.
게다가, 각각의 아톰이 엔벨로프의 면에서 표현될 수 있다. 엔벨로프는 변하는 신호를 신호의 진폭 극값(amplitude extreme)들의 윤곽을 나타내는 하나 이상의 매끄러운 곡선들로 감쌀 수 있다. 이 범위 제한된 영역(bounded region)들은, 예를 들어, 파형이 원하는 결과를 여전히 제공하면서 약간, 상당히 변하거나 전혀 변하지 않을 수 있는 구역을 나타낼 수 있다. 엔벨로프는 파형의 진폭 극값들을 원하는 거동에 부합하게 하기 위해 파형에도 적용될 수 있다.
앞서 논의된 바와 같이, 햅틱 출력들이 하나 이상의 햅틱 아톰들로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 특정 출력 파형들이 목표 수의 영 교차들 내에서 특정의 또는 원하는 햅틱 프로파일을 가지는 햅틱 출력과 연관될 수 있다. 예를 들어, 액추에이터로부터의 하나의 샘플 햅틱 출력이 4개 이하의 영 교차들을 가지는 출력 파형으로서 기술되거나 예시될 수 있다. 앞서 기술된 바와 같이, 부가의 출력 파형 파라미터들은 변위의 진폭 및/또는 영 교차들이 일어나는 시간을 포함할 수 있다 소정 실시예들에서, 햅틱 액추에이터의 가동 질량체(moving mass)의 비교적 큰 변위를 유지하면서, 영 교차들의 수를 감소시키는 것 및/또는 이러한 영 교차들을 시간 엔벨로프 내에 범위 제한하는 것은 두드러진 햅틱 출력을 비교적 짧은 양의 시간 내에 제공할 수 있다.
앞서 기술된 파라미터들에 부가하여, 각각의 아톰이 햅틱 출력의 느낌 및/또는 아톰과 연관된 파형의 면에서 기술될 수 있다. 예를 들어, 각각의 파형은, 입력 파형이든 출력 파형이든 간에, 특정 결과를 제공하도록 조정되는 형상을 가질 수 있다. 입력 파형의 경우에, 그 형상은 원하는, 유용한 또는 미리 결정된 햅틱 특성들(또는 어떤 경우들에, 청각적 특성들 또는 햅틱 특성들과 청각적 특성들의 조합들)을 가지는 특정의 출력 파형을 발생시키도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 입력 파형이 사인파 형상(sinusoidal shape)을 가질 수 있다. 다른 구현들에서, 입력 파형이 정사각형 파형 또는 실질적으로 정사각형인 파형일 수 있다.
일 실시예에서, 본원에 기술되는 아톰들 중 하나는 "탭(tap)"이라고 지칭될 수 있다. 소정 실시예들에서, 탭은, 누군가의 주의를 끌기 위한 탭과 거의 같은, 명쾌한 단일 햅틱 탭으로서 지각될 수 있다. 그에 부가하여, 하나의 아톰은 "미니 탭(mini-tap)"이라고 불리울 수 있다. 미니 탭은 앞서 기술된 탭보다 더 약하지만 더 예리한 탭 느낌(tap sensation)을 생성한다. 다른 유형의 아톰은 본원에서 "마이크로 탭(micro-tap)"이라고 기술된다. 마이크로 탭은 방금 기술된 미니 탭보다 더 약하지만 더 예리한 느낌을 생성하는 것으로 기술될 수 있다. 이 아톰들 각각은, 그들의 그 결과 얻어진 출력 파형들과 함께, 이하에서 보다 상세히 논의될 것이다.
앞서 기술된 탭, 미니 탭 및 마이크로 탭 아톰들에 부가하여, 부가의 아톰들이 본원에서 "사인(sine)", "부스트를 갖는 사인(sine with a boost)", "제동을 갖는 사인(sine with a brake)", 및 "부스트 및 제동을 갖는 사인(sine with a boost and a brake)"이라고 지칭될 수 있다. 게다가, 이 아톰들 각각은 연관된 햅틱 느낌(haptic feel)을 가질 수 있다. 예를 들어, 사인 아톰은 정상 상태 진폭(steady-state amplitude)을 달성하는 데 몇 사이클이 걸리는 순수한 사인파일 수 있다. 그 결과, 햅틱 출력의 시작과 끝이 앞서 기술된 탭 아톰만큼 명쾌하지 않을 수 있고 그리고/또는 예리하지 않을 수 있다. 이하에서 기술될 것인 바와 같이, 부스트를 갖는 사인은 명쾌한 및/또는 예리한 시작을 가질 수 있는 반면, 제동을 갖는 사인은 예리한 및/또는 명쾌한 중단을 가질 수 있다. 게다가, 부스트 및 제동을 갖는 사인은 예리한 및/또는 명쾌한 시작과 예리한 및/또는 명쾌한 중단 둘 다를 가질 수 있다.
이상의 아톰들에 부가하여, 전자 디바이스 또는 시스템은 또한 사용자 또는 설계자/개발자가 다양한 유형들의 커스텀 아톰들 - 그 각각이 햅틱 출력을 제공함 - 을 생성하고 그리고/또는 발생시키는 것을 허용하도록 구성될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 각각의 커스텀 아톰은 연관된 입력 파형, 출력 파형 및 촉각적 느낌을 가질 수 있다. 이 커스텀 아톰들은 시스템 동작을 유지하기 위해 특정 최대 파라미터 값들에 의해 범위 제한될 수 있다. 하나의 비제한적인 예로서, 질량체가 액추에이터 인클로저(actuator enclosure)에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해, 액추에이터 질량체의 최대 변위가 시스템에 의해 정의될 수 있다. 다른 비제한적인 예로서, 액추에이터가 하나의 아톰의 완료 이후 다른 아톰을 시작하기 이전에 특정의 동작 상태를 달성할 수 있게 하기 위해, 아톰들 사이의 최소 시간이 시스템에 의해 명시(system-specified)될 수 있다. 전자 디바이스 또는 시스템은 앞서 언급된 파라미터들 중 임의의 것에 의해 범위 제한될 수 있다.
도 3a 내지 도 10c는 전자 디바이스 및/또는 전자 디바이스와 연관된 햅틱 액추에이터에 의해 재생 및/또는 사용될 수 있는 상이한 아톰들(그들의 연관된 입력 및 출력 파형들을 포함함) 및 엔벨로프들을 예시하고 있다. 비록 도 3a 내지 도 10c와 관련하여 다양한 파형들 및 엔벨로프들이 도시되고 기술되지만, 파형들의 진폭들, 세기, 및 방향들을 포함하는, 파형들 및 엔벨로프들은 예시를 위한 것이다. 이 도면들에 도시되고 이하에서 기술되는 바와 같이, 각각의 아톰, 아톰들의 시퀀스, 및/또는 아톰들의 조합은 다양한 파라미터들과 관련하여 기술되거나 정의될 수 있다. 마찬가지로, 다양한 출력 파형들이 유사한 파라미터들을 사용하여 기술될 수 있다.
앞서 논의된 바와 같이, 이 파라미터들은 1) 변위; 2) 주파수; 3) 파형의 형상; 4) 파형과 연관된 엔벨로프; 5) 속도; 6) 세기 또는 진폭; 7) 영 교차들; 8) 힘; 9) 시간; 10) 액추에이터의 질량; 11) 전자 디바이스의 질량; 12) 사이클들의 수; 13) 운동량 등을 포함할 수 있지만, 이들로 제한되지 않는다. 일부 실시예들에서, 이 파라미터들 중 일부는 다양한 엔벨로프들에 의해 제약될 수 있다. 다른 실시예들에서, 이 파라미터들은 부가의 파라미터들과 관련하여 조사될 수 있다. 비록 이상의 파라미터들을 사용하는 특정 예들이 첨부 도면들에 예시되어 있지만, 이 도면들, 및 그들의 연관된 파라미터들은 예시를 위한 것에 불과하다.
도 3a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제1 유형의 햅틱 출력(예컨대, 출력 아톰 또는 출력 파형)을 생성하기 위해 사용될 수 있는 예시적인 입력 파형(300)을 나타내고 있다. 비록 도 3a와 관련하여 실질적으로 정사각형인 파형이 도시되고 기술되지만, 입력 파형(300)은 사인파 파형, 톱니 파형 등을 비롯한 각종의 형상들을 가질 수 있다. 도 3b는 입력 파형(300)이, 예를 들어, 햅틱 액추에이터(1400)(도 14)와 같은, 햅틱 액추에이터에 의해 재생되는 것으로부터 얻어지는 예시적인 출력 파형(350)을 나타내고 있다. 소정 실시예들에서, 입력 파형(300)은 전자 디바이스의 햅틱 액추에이터로 하여금 제1 유형의 햅틱 출력을 출력하게 한다. 보다 구체적으로는, 입력 파형(300)과 출력 파형(350)은 본원에서 "탭" 아톰으로서 기술되는 햅틱 출력에 대응한다.
소정 실시예들에서, 탭이라고 알려진 아톰은 물론, 본원에 기술되는 다른 유형들의 햅틱 출력은 종래의 햅틱 액추에이터들에 의해 생성되는 전형적인 햅틱 출력보다 더 조용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 본원에 기술되는 아톰들 각각에 의해 제공되는 햅틱 출력은 다른 햅틱 액추에이터들에 의해 제공되는 종래의 진동보다 최대 10배 더 조용하다. 그 결과, 햅틱 통지들이 보다 비공개적(private)일 수 있다. 즉, 햅틱 액추에이터에 의해 제공되는 햅틱 출력이, 다른 사람들에 의해 거의 내지 전혀 지각되지 않고, 웨어러블 전자 디바이스를 착용하거나 그와 상호작용하는 사용자에 의해 지각될 수 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 탭 아톰과 연관된 입력 파형(300)은 구동 기간(302), 제동 기간(303), 및 지연 기간(304)을 가지는 실질적으로 정사각형인 파형으로 표현될 수 있다. 도시된 바와 같이, 구동 기간(302), 제동 기간(303) 및 지연 기간(304) 각각은 시간 기간(301)을 따라 상이한 때에 적용될 수 있다. 소정 실시예들에서, 구동 기간(302) 및 제동 기간(303)은 모두 합하여 활성 기간을 구성한다. 활성 기간은, 입력 파형(300)과 같은, 아톰의 섹션으로서 기술될 수 있고, 여기서 파형은 원하는 작동(actuation) 및 햅틱 출력을 달성하기 위해 주의깊게 만들어지고(craft) 튜닝(tune)된다. 일부 실시예들에서, 활성 기간의 시간 지속기간은 6 내지 40 밀리초일 수 있다. 일부 예들에서, 활성 기간의 시간 지속기간은 대략 35 밀리초이다. 구동 기간(302)과 제동 기간(303) 각각은 대략 3 밀리초 내지 20 밀리초일 수 있다 어떤 경우들에, 구동 기간(302)은 대략 17.5 밀리초일 수 있고, 제동 기간(303)은 대략 17.5 밀리초일 수 있다. 게다가, 구동 기간(302)이 파형의 일부로서 기술될 수 있고, 여기서 제어된 여기가 햅틱 액추에이터에 적용된다. 예를 들어, 구동 기간(302)은 기전력(electromotive force)으로 하여금 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체를 "밀고" 그리고/또는 "당기게" 하여 움직임을 촉발시키게 한다. 달리 말하면, 기전력은 액추에이터 질량체를 제1 방향으로 "밀고", 제1 방향으로의 액추에이터 질량체의 움직임이 멈추면, 액추에이터 질량체를 제2 방향으로 "당길" 수 있다. "밀기"와 그에 뒤이은 "당기기"는 이하에서 기술되는 바와 같이 변위, 속도 및/또는 운동량을 증가시키는 기능을 할 수 있다.
제동 기간(303)은 제동(또는 반대로의 구동)이 액추에이터에 적용되고 햅틱 액추에이터의 여기(excitation)가 중단되는 기간으로서 기술될 수 있다(개루프 제동(open loop braking)이라고도 알려져 있음). 마찬가지로, 제동 기간(303)은 액추에이터 질량체의 움직임을 느려지게 하고 궁극적으로 멈추게 하기 위해 기전력으로 하여금 액추에이터 질량체를 "밀고" 그리고/또는 "당기게" 할 수 있다. 예를 들어, 액추에이터 질량체가 제1 방향으로 이동하고 있을 때, 기전력은 액추에이터 질량체의 움직임, 변위, 속도 및/또는 운동량을 느려지게 하거나 다른 방식으로 감소시키기 위해 액추에이터 질량체에 대항하여 "밀" 수 있다. 액추에이터 질량체가 제2 방향으로 움직일 때, 기전력은 액추에이터 질량체를 추가로 느려지게 하기 위해 액추에이터 질량체에 대항하여 "당길" 수 있다.
또한 도 3a에 도시된 바와 같이, 입력 파형(300)은 지연 기간(304)을 포함할 수 있다 소정 실시예들에서, 지연 기간(304)은 아톰들이 서로 이어져(stitch together)(예컨대, 결합되어, 순차적으로 위치되어, 기타) 있을 때 아톰들 사이에 안전 여유(safety margin)를 제공하도록 구성되어 있다. 소정 실시예들에서, 지연 기간(304)은 잔여 움직임이 후속 아톰에 케스케이딩(cascading)됨으로써 과도한 액추에이터 여기 및 영향이 생길 수 있는 것을 방지하는 데 도움을 준다. 일부 실시예들에서, 본원에 기술되는 각각의 입력 파형은 그와 연관된 설정된 지연 기간을 가질 수 있다. 이와 같이, 제1 아톰은 제1 지연 기간을 가질 수 있는 반면, 제2 아톰은 제2, 상이한 지연 기간을 갖는다.
또한 도 3a에 도시된 바와 같이, 입력 파형(300)은 햅틱 액추에이터의 원하는 작동 시간, 햅틱 액추에이터의 실제 작동 시간, 및 제1 아톰이 합성기 엔진(synthesizer engine)에 의해 제공되는 때와 제2 아톰이 합성기 엔진에 의해 제공되는 때 사이에 필요하게 될 수 있는 시간 기간을 나타내는 지연 시간을 결정하는 데 사용되는 다양한 다른 시간 파라미터들을 가질 수 있다. 이 시간 기간들은 본원에서 Tspecified(311), Tactive(312), 및 Tdelay(313)라고 지칭된다. 비록 도 3a와 관련하여 이 시간 파라미터들이 도시되고 기술되지만, 이 시간 파라미터들이 다양한 파형 시퀀스들을 비롯한 본원에 기술되는 입력 파형들 중 임의의 것 및 전부에 대해 사용될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, Tspecified는 햅틱 액추에이터의 원하는 작동 시간에 대응한다. 게다가, 합성기 엔진은 가능한 많은 사이클들을 Tspecified에 의해 명시된 시간 기간 내에 들어맞도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, Tspecified와 연관된 시간 기간은 가변적인 양의 시간일 수 있다. Tactive는 Tspecified의 그 결과 얻어진 활성 기간으로서 정의된다. 보다 구체적으로는, Tactive는, 예를 들어, 액추에이터가 어떻게 튜닝되는지에 기초하여, 액추에이터가 재생할 수 있는 N개의 전체 사이클(complete cycle)들로 이루어져 있다. 일부 실시예들에서, Tactive는 Tspecified보다 시간이 더 짧거나, 시간이 동등하거나 실질적으로 동등할 수 있다. 예를 들어, 앞서 논의된 바와 같이, 합성기 엔진은 전체 사이클들을 재생하도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 설계자 또는 컴퓨팅 명령어들이 Tspecified에 대한 제1 시간 기간을 명시하지만 N개의 전체 사이클들만이 Tspecified의 시간 기간 내에 들어맞을 수 있으면, Tactive는 햅틱 출력에 대한 그 결과 얻어진 시간 기간이다. 일부 구현들에서, Tactive와 Tspecified 사이의 시간 차이는 사이클의 하나의 주기보다 더 작다. Tdelay는 액추에이터 질량체의 전부는 아니지만 대부분의 잔여 움직임이 사라지도록 보장하기 위해 아톰들 사이에 필요하게 될 수 있는 지연시간을 나타내는 시간 기간이다. Tdelay는 각각의 아톰과 연관된 지연 기간과 동등할 수 있다.
탭 아톰의 소정 실시예들에서, 구동 기간(302)과 제동 기간(303) 각각은 적어도 하나의 양 전압(positive voltage)(305) 및 적어도 하나의 음 전압(negative voltage)(310)을 포함할 수 있다 게다가, 양 전압(305)과 음 전압(310)의 각각의 펄스가 시간 기간(301)을 따라 다양한 때에 인가될 수 있다. 예를 들어, 제1 전압은 제1 시각에서 인가될 수 있고, 제2 전압은 제2 시각에서 인가될 수 있으며, 제3 전압은 제3 시각에서 인가될 수 있다. 게다가, 인가된 전압들 각각은 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체의 운동량 및/또는 속도를 증가 또는 감소시킬 수 있고 그리고/또는 액추에이터 질량체의 변위를 증가 또는 감소시킬 수 있다.
예를 들어, 제1 전압 또는 제1 전압 값이 제1 시각에서 햅틱 액추에이터에 인가될 수 있다. 소정 실시예들에서, 액추에이터 질량체의 변위 또는 움직임이 0이거나, 실질적으로 0이거나 문턱 변위 거리 미만일 때(예컨대, 햅틱 액추에이터의 질량체가 잔여 움직임을 가질 수 있지만 그 잔여 움직임이 문턱값 미만일 때) 제1 전압이 인가된다.
제1 전압(또는 제1 값을 갖는 전압)은 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체를 시작 지점부터 제1 방향으로 제1 지점까지 움직이는 제1 기전력을 제공할 수 있다. 제2 시각에서, 제2 전압(또는 제2 값을 갖는 전압)은 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체를 제1 지점부터 제2 방향으로 제2 지점까지 움직이는 제2 기전력을 제공한다. 제2 기전력은 제1 기전력과 반대인 극성을 가질 수 있고, 제2 방향은 제1 방향과 반대이다.
제3 시각에, 제3 기전력을 제공하는 제3 전압(또는 제3 값을 가지는 전압)이 햅틱 액추에이터에 인가된다. 제3 기전력은 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체를 제2 지점부터 제1 방향으로 제3 지점까지 움직이게 한다. 소정 실시예들에서, 제3 전압은 제1 전압과 실질적으로 동등할 수 있다.
앞서 기술된 다양한 기전력들 각각의 결과로서, 예를 들어, 출력 파형(350)과 같은, 출력 파형이 형성(shape)되고 원하는 햅틱 출력, 또는 탭이 제공될 수 있다. 소정 실시예들에서, 제1 시각과 제3 시각 사이의 차이, 또는 보다 구체적으로는, 구동 기간(302)은 3 밀리초 내지 20 밀리초일 수 있다. 어떤 경우들에, 구동 기간(302)은 대략 17.5 밀리초일 수 있다. 구동 기간(302)이 완료되면, 제동 기간(303)이 시작될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제동 기간(303)은, 구동 기간(302)과 같이, 액추에이터 질량체의 움직임을 느려지게 하기 위해 다른 개별 시간 기간들에 인가되는, 상이한 피크 진폭들 또는 값들을 가지는, 일련의 전압들로 이루어져 있다. 예를 들어, 다양한 기전력들이 햅틱 액추에이터에 인가되게 하기 위해, 다양한 피크 진폭들을 가지는 제4, 제5 및 제6 전압들이, 각각, 제4 시각, 제5 시각 및 제6 시각에서 인가될 수 있다. 일부 실시예들에서, 이 기전력들 각각은, 기전력이 인가될 때, 액추에이터 질량체의 현재 이동 방향과 반대인 극성을 가질 수 있다. 그 결과, 이 기전력들 각각은 액추에이터 질량체가 느려지게 하고 궁극적으로 움직임을 멈추게 한다. 액추에이터의 움직임이 멈추었을 때, 액추에이터는 그의 공칭 위치에 있을 수 있다.
소정 실시예들에서, 탭 햅틱 출력은 실질적으로 햅틱 액추에이터 질량체의 전체 편위 한계(full excursion limit)들을 사용하고, 그 결과, 액추에이터 질량체는 햅틱 액추에이터의 측벽에 부딪치거나 충돌할 위험이 높고, 이는 햅틱 액추에이터 및/또는 액추에이터 질량체에 손상을 야기할지도 모른다. 그 결과, 출력될 다른 탭 또는 다른 아톰을 개시하기 전에, 액추에이터 질량체의 잔여 움직임이 0 또는 실질적으로 0으로 감소될 필요가 있을 수 있다. 그에 따라, 제동 기간(303)이 완료되면, 지연 기간(304)이 제공된다.
어떤 경우들에, 지연 기간(304)은 부가의 아톰들이 햅틱 액추에이터에 의해 재생되지 않을 수 있는 시간 기간이다. 이것은, 액추에이터의 임의의 잔여 움직임이 다른 아톰과 케스케이딩됨으로써 액추에이터 질량체의 과도한 움직임을 야기하지 않도록, 액추에이터 질량체의 움직임이 멈추거나 느려지도록 보장하는 데 도움을 준다. 일부 실시예들에서, 탭 아톰이 재생된 이후의 지연 기간(304)(또는 탭 아톰이 재생되기 전의 추천된 또는 필요한 지연시간)은 대략 15 밀리초 이상이지만, 다른 값들(보다 낮은 값들을 포함함)이 사용될 수 있다. 일부 구현들에서, 탭 아톰에 대한 총 시간 풋프린트(total time footprint)는 대략 70 밀리초일 수 있다. 이와 같이, 합성기 엔진이 탭 아톰을 재생하기 시작할 때와 후속 아톰이 재생될 수 있을 때 사이의 시간은 대략 70 밀리초이다. 아톰들과 관련하여 본원에서 논의되는 다른 시간들에서와 같이, 시간이 70 밀리초 초과 또는 미만일 수 있다. 지연 기간(304)에 부가하여, 아톰들의 시퀀스들 사이의 지연시간을 증가시키기 위해, "무음(silence)" 아톰이 햅틱 액추에이터에 의해 재생될 수 있다. 무음 아톰 동안, 어떤 햅틱 전압도 액추에이터에 인가되지 않고, 액추에이터 질량체는 그의 공칭 상태로 복귀하고 그리고/또는 실질적으로 정지된 채로 있다.
소정 실시예들에서, 입력 파형(300)은 50 ㎐ 내지 150 ㎐의 주파수를 가질 수 있지만, 다른 주파수들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 입력 파형(300)은 대략 80 ㎐의 주파수를 가질 수 있다. 다른 실시예들에서, 주파수는 200 ㎐ 이상 또는 300 ㎐ 이상일 수 있다. 일부 실시예들에서, 입력 파형(300)의 주파수는 종래의 햅틱 액추에이터들에 전형적으로 존재하는 리딩 버즈(leading buzz) 또는 트레일링 버즈(trailing buzz) 없이 무음을 달성하도록 구성되어 있다.
예를 들어, 입력 파형(300) (본원에 기술되는 다른 아톰들의 것들과 함께)은 햅틱 액추에이터를 최대로 여기시키고 이어서 진동들을 가능한 한 신속하게 소거하기 위해 제동 기능을 제공하도록 설계되어 있다. 입력 파형(300)은, 본원에 기술되는 다른 아톰들의 것들과 함께, 햅틱 액추에이터 또는 전자 디바이스와 연관된 공진 주파수 및/또는 품질 인자(quality factor)의 함수로서 정의될 수 있다.
탭 아톰은 2.5 주기 파형에 의해 발생된 2개의 전체 주기(full period)의 움직임을 가질 수 있다. 예를 들어, 구동 기간(302)과 제동 기간(303)의 조합은 대략 2.5 주기의 활성 기간을 가지는 입력 파형(300)과 동등할 수 있다. 보다 구체적으로는, 탭 아톰에 대한 입력 파형(300)은 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체를 가속시키는 데 사용되는 대략 1.25 주기의 구동 기간(302)을 포함한다. 마찬가지로, 탭에 대한 입력 파형(300)은 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체를 제동하거나 다른 방식으로 느려지게 하는 데 사용되는 대략 1.25 주기의 제동 기간(303)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 1.25 사이클은 200 ㎐ 이상 또는 300 ㎐ 이상일 수 있다. 비록 구동과 제동의 기간들이 특정하여 언급되어 있지만, 기간들 각각의 세부 사항들이 햅틱 액추에이터와 연관되어 있는 다양한 인자들 또는 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체에 가해지고 있는 힘들에 기초하여 수정되거나 변경될 수 있다.
소정 실시예들에서, 본원에 개시되는 햅틱 액추에이터들은 다양한 디바이스들 사이에서 일관된 느낌을 제공하기 위해 튜닝되거나 교정될 수 있다. 보다 구체적으로는, 전자 디바이스 및/또는 전자 디바이스의 햅틱 액추에이터가 전자 디바이스에 특유한 파라미터들의 값들에 기초하여 교정될 수 있다. 이것은 디바이스의 크기, 디바이스의 하우징의 재료, 전자 디바이스의 다양한 컴포넌트들의 허용오차(tolerance)들의 차이들 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 전자 디바이스의 하우징이 상이한 크기들로 이용가능할 수 있다. 그에 따라, 구동 기간, 제동 기간, 및/또는 오디오 출력이 하우징의 형상 및/또는 크기에 기초하여 튜닝되거나 교정될 수 있다. 다른 예들에서, 입력 파형(300)의 구동 기간의 지속기간이 전자 디바이스에 존재하는 햅틱 액추에이터의 공진 주파수에 기초하여(예컨대, 그와 대략 일치하도록) 튜닝될 수 있다. 다른 실시예에서, 입력 파형(300)의 구동 기간(302)의 지속기간이 액추에이터의 공진 주파수에 기초하여(예컨대, 그와 대략 일치하도록) 튜닝될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 본원에 기술되는 아톰들 및/또는 아톰들의 상이한 기간들이 전자 디바이스의 상이한 하우징들에 맞춰 튜닝될 수 있다.
다른 구현들에서, 오디오 출력 및 햅틱 출력이 사용자 기본설정에 기초하여 튜닝되거나 다른 방식으로 교정될 수 있다. 예를 들어, 진동(vibratory) 및/또는 오디오 출력의 세기가 디바이스 상의 운영 체제를 통해 사용자에 의해 설정될 수 있다.
햅틱 출력 및 오디오 출력이 또한 하우징의 재료에 기초하여 교정되거나 튜닝될 수 있다. 예를 들어, 오디오 출력 및 햅틱 출력이 하우징이 귀금속(예컨대, 금 또는 은)으로 제조되거나 도금되어 있으면 제1 방식으로 커스터마이즈되거나 교정되고 하우징이 제2 재료(예컨대, 스테인레스강 또는 알루미늄)로 제조되거나 도금되어 있으면 제2 방식으로 커스터마이즈되거나 교정될 수 있다.
햅틱 액추에이터의 교정은 또한 디바이스의 동작 온도 및/또는 전자 디바이스가 동작하고 있는 전체 온도(overall temperature)에 기초할 수 있다. 그에 따라, 아톰들, 및 아톰들에 의해 야기되는 햅틱 출력이 온도에 기초하여 조절될 수 있다. 소정 다른 실시예들에서, 햅틱 액추에이터는 햅틱 액추에이터의 마모(wear)에 기초하여 교정되거나 튜닝될 수 있다. 예를 들어, 아톰 및 햅틱 출력이 전자 디바이스의 수명에 걸쳐 조절될 수 있다.
튜닝의 일 예에서, 구동 기간(302)이 햅틱 액추에이터 또는 전자 디바이스의 공진 주파수의 95%에 기초하여 튜닝될 수 있다. 입력 파형의 구동 기간을 이러한 방식으로 튜닝하는 것은 전자 디바이스의 사용 중에 햅틱 출력을 제공할 수 있으며, 이는 햅틱 액추에이터가 튜닝되지 않은 경우에 다른 방식으로 제공되는 것보다 어떤 점에서 우선적일 수 있다. 게다가, 기술된 것과 같이 구동 기간(302)을 튜닝하는 것은 액추에이터 질량체가 액추에이터 질량체의 움직임을, 햅틱 액추에이터가 튜닝되지 않은 경우에 다른 방식으로 일어나는 것보다 더 신속하게 멈출 수 있게 할 수 있다. 비록 특정 형태의 튜닝이 논의되고 있지만, 햅틱 액추에이터는 디바이스의 수명, 디바이스의 재료, 동작 온도 등과 같은 다른 인자들에 기초하여 튜닝될 수 있다.
소정 실시예들에서, 액추에이터 질량체에 대한 입력 힘은 액추에이터 질량체의 피크 변위에서 부호를 변경할 수 있다. 그 순간에, 액추에이터 질량체의 운동량 및 속도는 0이다. 예를 들어, 액추에이터 질량체가 제1 기전력에 응답하여 시작 지점으로부터 제1 방향으로 제1 지점까지 움직이면, 액추에이터 질량체의 운동량 및 속도가 느려지기 시작할 것이고, 액추에이터 질량체가 제1 지점에 도달할 때(그리고 그의 시작 지점으로 복귀하기 전에), 궁극적으로 0에 도달할 것이다. 그 때, 액추에이터 질량체에 가해지는 입력 힘은 부호를 변경한다. 마찬가지로, 액추에이터 질량체의 운동량, 속도, 및 변위도 부호를 변경할 수 있다.
그렇지만, 다양한 결함들, 외부 힘들, 또는 상이한 허용오차 등으로 인해, 액추에이터 질량체가 각각의 위치에 있을 때 액추에이터가 언제나 똑같은 힘을 전달하지 않을 수 있다. 그에 따라, 대안의 구동 타이밍이 필요하게 될 수 있다. 이에 따라, 구동 기간들이 액추에이터 질량체의 고유 주기(natural period)의 85와 100 퍼센트 사이에서 변할 수 있지만, 구동 파형의 각각의 세그먼트가 개별적으로 조절되거나 튜닝될 수 있다.
소정 실시예들에서, 제동 기간(303)이 또한 조절될 수 있다. 제동 기간(303)에 대한 조절들은 햅틱 액추에이터, 액추에이터 질량체, 전자 디바이스, 하우징의 재료, 하우징의 크기, 액추에이터 질량체에 작용하는 힘들 등에 기초할 수 있다. 예를 들어, 액추에이터 질량체를 제동하기 위해 제공되는 전력의 양이 입력 파형(300)의 최대 전력 또는 구동의 어떤 퍼센트와 동등하도록, 제동 기간(303)이 조절될 수 있다. 보다 구체적으로는, 제동 기간(303)이 햅틱 액추에이터의 감쇠와 일치하도록 튜닝될 수 있다. 예를 들어, 구동이 가속으로부터 제동으로 변경되면, 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체가 자연스럽게 느려지기 시작할 것이고, 이는 액추에이터로 하여금 에너지를 상실하게 한다. 그에 따라, 제동이 감쇠에 맞춰 튜닝되면, 액추에이터 질량체의 움직임을 느려지게 하고 궁극적으로 멈추게 하는 데 보다 적은 에너지가 필요하게 될 수 있다. 이것이 도 3a에서 제동 기간(303)과 연관된 전압 파형의 진폭들이 구동 기간(302)과 연관된 전압 파형의 진폭보다 더 작은 것으로서 도시되어 있다.
소정 실시예들에서, 구동 기간(302) 및/또는 제동 기간(303)이 햅틱 액추에이터 또는 액추에이터 질량체의 중량, 형상 또는 다른 인자들에 기초하여 조절될 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 햅틱 아톰이 햅틱 출력을 생성하기 위해 재생되거나 다른 방식으로 햅틱 액추에이터에 제공될 때 소비되는 전력의 양은 대략 0.5 내지 1.0 와트의 전력일 수 있다.
본원에 기술되는 실시예들에서, 탭, 미니 탭 및 마이크로 탭에 대한 아톰들 각각은 정사각형 파형 또는 부분 정사각형 파형으로서 기술되고 도시될 수 있다. 그렇지만, 정사각형 파형들은, 햅틱 액추에이터에 의해 재생될 때, 강한 음향 시그너처(acoustic signature)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 입력 파형이 정사각형이면, 아톰은 음향 방출들을 야기하는 전이 에지(transition edge)에서 고차 모드들을 여기할 수 있다. 음향 시그너처가 존재하기 때문에, 음향 시그너처가 액추에이터의 각각의 작동에 의해 출력되고 원하지 않는 소리들을 생성할 수 있다.
이 음향 방출들을 감소시키기 위해, (하나의 샘플 실시예에서 500 ㎐ 저역 통과 필터일 수 있는) 저역 통과 필터가 본원에 기술되는 입력 파형들에 적용될 수 있다. 입력 파형(300)의 정사각형 에지들을 둥글게 하기 위해 저역 통과 필터가 사용될 수 있다. 그렇지만, 저역 통과 필터는, 인과 필터(causal filter)이기 때문에, 완료될 때 얼마간의 가파른 전이들을 남겨둘 수 있다. 이것을 치유하기 위해, 저역 통과 필터는 양방향 저역 통과 필터일 수 있다. 이에 따라, 입력 파형(300)의 각각의 크레스트(crest) 및 트러프(trough)의 리딩 에지(leading edge)와 입력 파형(300)의 각각의 크레스트 및 트러프의 트레일링 에지(trailing edge) 둘 다가 둥글게 될 수 있다. 이러한 방식으로 필터를 적용하는 것은 햅틱 액추에이터에 의해 야기된 음향 잡음의 양을 감소시킨다. 그 결과, 촉각적 출력의 느낌이 덜 "윙윙거릴" 수 있다.
부가의 또는 대안의 실시예들에서, 입력 파형(300)의 가파른 에지들에 의해 야기된 특정의 음향 공진들이 알려져 있으면 하나 이상의 노치 필터들이 입력 파형(300)에 적용될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 입력 에너지를 감소시키는 것에 의해 고주파수 음향 잡음이 감소되거나 제거될 수 있다.
다른 실시예들에서, 이러한 음향이 소리를 생성할 수 있기 때문에 입력 파형(300)의 가파른 전이들에 의해 야기되는 음향 잡음을 가지는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 경우들에, 원하는 소리들을 생성하기 위해, 음향 잡음과 연관된 음향 파형들이 입력 파형(300) 상에 중첩될 수 있다.
소정 다른 실시예들에서, 입력 파형(300)에서의 펄스들 중 임의의 것의 진폭이 변할 수 있다. 예를 들어, 도 3a에 도시된 최종 제동 펄스(315)의 진폭이, 액추에이터 질량체가 최종 제동 펄스로 0 변위(또는 실질적으로 0 변위)에서 0 운동량 및 속도를 달성하도록, 조절될 수 있다. 펄스의 진폭에 대한 조절이 특정의 디바이스, 햅틱 액추에이터에 기초하여 또는 기준 파형에 기초하여 행해질 수 있다.
제동의 최종 펄스가 또한 역기전력(back electromotive force)(역 EMF)을 고려하기 위해 수정되거나 다른 방식으로 조절될 수 있다. 역 EMF는 기전력을 유발하는 전류에 맞서는 전압 또는 기전력이다. 이와 같이, 전압이 햅틱 액추에이터에 인가되고 있고 액추에이터 질량체가 움직이고 있을 때, 햅틱 액추에이터에 인가되고 있는 구동 전압에 대항하는 전압이 발생된다. 달리 말하면, 햅틱 액추에이터의 가동 자석(moving magnet)은 액추에이터 질량체의 운동량 및/또는 속도에 비례하는 역 EMF을 발생시킬 수 있다. 이와 같이, 액추에이터에 인가되는 구동 전압의 결과, 그에 대항하는 역 EMF로 인해 유효 입력 전력이 보다 적어지게 될 것이다. 언제나 피크 전력을 제공하는 것이 바람직할 수 있기 때문에, 그리고 햅틱 액추에이터가 고정된 전력 버짓(power budget)(예컨대, 주어진 시간 기간에 대해 0.5 내지 1.0 와트의 전력) 내에서 동작하고 있을 수 있기 때문에, 입력 파형(300)의 구동 전압이 액추에이터 질량체의 운동량 및/또는 속도에 기초하여 증가될 수 있다.
액추에이터 질량체에 제동이 걸릴 때, 역 EMF이 또한 고려될 수 있다. 예를 들어, 역 EMF이 구동에 대항하고 있기 때문에, 역 EMF은 본질적으로 제동을 돕는다. 이에 따라, 제동 기간(303)에서의 전압의 진폭이 구동 기간(302)에서의 전압만큼 높을 필요가 없다.
도 3b는 탭 아톰으로서 기술되는 햅틱 출력과 연관된 출력 파형(350)을 나타내고 있다. 소정 실시예들에서, 도 3a와 관련하여 도시되고 기술된 입력 파형(300)에 의해 출력 파형(350)이 발생된다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 출력 파형(350)이 진동파로서 표현될 수 있다. 보다 구체적으로는, 출력 파형(350)이 시간 기간(351)을 따라 상이한 시간 기간들에서 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체의 변위를 나타내는 진동파로서 표현될 수 있다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체가 제1 전압에 응답하여 (출력 파형(350)에서 제1 피크(353)에 의해 표현된) 제1 거리만큼 변위될 수 있다. 예를 들어 그리고 앞서 논의된 바와 같이, 제1 전압은 제1 기전력이 액추에이터 질량체에 가해지게 할 수 있다. 그에 응답하여, 액추에이터 질량체는 제1 거리만큼 움직인다. 일부 실시예들에서, 제1 기전력은 "밀기"로서 정의될 수 있다.
파형의 시작 지점과 도 3b에 도시된 지점(355) 사이의 변위는 제1 전압에 의해 제공되는 기전력이 액추에이터 질량체를 "밀고", 그 결과, 액추에이터 질량체가 제1 거리만큼 변위되게 하는 시간과 동등할 수 있다. 가해지는 기전력은 액추에이터 질량체가 제1 거리만큼 변위되게 하거나 그의 공칭 위치(또는 최소 움직임의 상태)로부터 제1 피크(353)에 의해 표현되는 제1 위치로 다른 방식으로 움직이게 하는 제1 극성을 가질 수 있다.
제2 전압, 또는 상이한 진폭 또는 값을 가지는 전압이 제2 시간 기간에서 인가될 때, 제2 전압은 제2 기전력이 액추에이터 질량체에 가해지게 할 수 있다. 제2 전압은 변위(또는 도 3d에 도시된 것과 같은 액추에이터 질량체의 운동량)의 부호가 플러스로부터 마이너스로 또는 그 반대로 변하게 할 수 있다.
도 3b에 도시된 예에서, 제2 기전력은 제1 극성과 반대인 제2 극성을 가진다. 제2 기전력 또는 "당기기"는 액추에이터 질량체가 트러프(356)에 의해 표현되는 제2 거리만큼 변위되게 한다. "당기기"는, 도 3b에 도시된 바와 같이, 지점(355)과 지점(360) 사이에서 제공될 수 있다. 또한 도 3b에 도시된 바와 같이, 제2 변위가 제1 변위보다 더 크다.
제2 변위의 결과로서, 액추에이터 질량체는 그의 출발 지점(point of origin) 또는 그의 공칭 위치와 교차한다. 그에 부가하여, 출력 파형(350)을 표현하는 진동파는 0 변위 축과 교차한다. 이러한 방식으로 축과 교차하는 것이 영 교차라고 지칭된다. 이와 같이, 주어진 수의(예컨대, 3개 이하의) 영 교차들 내에 햅틱 출력이 햅틱 액추에이터에 의해 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 영 교차들이 속도 및/또는 운동량의 면에서 정의될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 햅틱 출력이 4개 이하의 속도 영 교차들 내에 제공될 수 있다.
제3 시각에서, 제3 전압, 또는 제2 전압과 상이한 제3 값 또는 진폭을 가지는 전압이 햅틱 액추에이터에 인가된다. 제3 전압은 제3 기전력이 햅틱 액추에이터에 가해지게 한다. 도 3b에 예시된 예에서, 제3 기전력은 제1 극성과 동등한 극성을 가질 수 있다. 제3 기전력도 또한 "밀기"로 볼 수 있다. 즉, 지점(360)과 지점(365) 사이에서, 제3 기전력은 제2 피크(357)에 의해 도시된 것과 같은 변위를 추가로 증가시키기 위해 액추에이터 질량체를 민다. 그에 부가하여, 일부 실시예들에서, 그리고 본원에 기술되는 아톰들 모두에 대해, 햅틱 액추에이터에 인가되는 피크 입력 전압의 2 주기 내에 피크 속도(또는 피크 진폭을 가지는 속도)에 도달될 수 있다.
출력 파형(350)이 구동 기간(302) 및 제동 기간(303) 동안 인가되는 다양한 전압들 또는 전압 값들에 의해 형성될 수 있다. 이에 따라, 출력 파형(350)의 형상은 햅틱 액추에이터로 하여금 "탭" 햅틱 출력을 제공하게 한다. 전압이 처음으로 인가되는 때와 제2 피크(357)에 도달되는 때 사이의 시간은 3 밀리초 내지 20 밀리초일 수 있다. 보다 구체적인 예에서, 그 시간은 대략 17.5 밀리초이고 도 3a와 관련하여 앞서 기술된 것과 같이 대략 1.25 사이클의 구동에서 달성된다. 또한 도 3b에 도시된 바와 같이, 출력 파형(350)에서의 피크 변위(피크 또는 트러프에 의해 표현되든 관계없음)는 4개 이하의 영 교차들 내에 달성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 피크 변위가 3개 이하의 영 교차들 내에 달성될 수 있다. 앞서 논의된 바와 같이, 영 교차들이 속도 및/또는 운동량의 면에서 정의될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 햅틱 출력이 4개 이하의 속도 또는 크기 영 교차들 내에 제공될 수 있다.
이와 같이, (햅틱 출력에 "윙윙거리는" 느낌을 야기하는) 피크 또는 최대 변위를 달성하는 데 상당히 더 많은 영 교차들을 필요로 하는 종래의 햅틱 액추에이터들과 달리, 앞서 기술된 것과 같이 액추에이터를 구동하는 것은 예리한 느낌을 생성한다. 보다 구체적으로는, 햅틱 출력을 4개 이하, 또는 3개 이하의 영 교차들 내에 제공하는 것에 의해, 다른 방식으로는 달성가능하지 않았던 예리한 느낌을 생성하는 탭 아톰이 달성된다.
기술된 것과 같은 예리한 탭을 발생시키기 위해, 액추에이터 질량체의 진동이, 피크 변위(또는 도 3d에 도시된 피크 운동량)가 발생한 이후, 가능한 한 신속하게 중단되어야만 한다. 이에 따라, 또 하나의 1.25 사이클의 제동(도 3a의 제동 기간(303)으로서 표현됨)이 햅틱 액추에이터에 걸릴 수 있다. 도 3b의 예시적인 출력 파형(350)에서, 제동 기간(303)의 다양한 전압 값들(예컨대, 제동 기간(303)의 피크들 및 트러프들)이 지점(370), 지점(375) 및 지점(380)에 의해 표현되어 있다.
보다 구체적으로는, 제4 시각에서, 제4 기전력이 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체에 가해지게 하는, 제4 전압, 또는 제3 전압과 상이한 제4 값 또는 진폭을 가지는 전압이 햅틱 액추에이터에 인가될 수 있다. 제4 기전력은 이전에 가해졌던 "당기기"(예컨대, 지점(365)에 의해 표현된 제3 기전력)와 반대인 극성을 가질 수 있다. 이에 따라, 제동은 액추에이터 질량체의 전체 변위 또는 움직임을 감소시킬 수 있다.
제5 및 제6 시간 기간들에서, 각각, 어떤 시간 기간에 걸쳐 제동을 계속하여 거는 것은, 트러프(359)에 의해 표현된 것과 같이, 0 또는 실질적으로 0의 전체 변위에 도달될 때까지 액추에이터 질량체의 피크 변위가 추가로 감소되게 할 수 있다. 앞서 논의된 바와 같이, 인가된 전압들의 값 또는 피크들은 힘이 가해지기 직전의 액추에이터 질량체의 움직임 방향과 상이한 극성들(예컨대, 그와 동일하거나 반대인 극성들)을 가지는 다양한 기전력들이 액추에이터 질량체에 가해지게 할 수 있다. 소정 실시예들에서, 액추에이터가 그의 움직임 또는 변위를 시작하는 때와 액추에이터 질량체가 제동 기간(303)의 결과로서 정지 상태(또는 주어진 시간 기간에 걸쳐 실질적으로 0의 변위)로 복귀하는 때 사이에 경과하는 시간은 대략 6 밀리초와 대략 40 밀리초 사이의 어디라도 될 수 있다. 일부 예들에서, 시간 기간은 대략 35 밀리초이다.
도 3c는 탭으로서 기술되는 햅틱 출력과 연관되어 있는 예시적인 디바이스 파형(385)을 나타내고 있다. 도 3a와 관련하여 도시되고 기술된 입력 파형(300)에 의해 디바이스 파형(385)이 발생된다. 디바이스 파형(385)은 시간 기간(386)에 걸쳐 진동파로서 표현될 수 있다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 디바이스 파형(385)은 출력 파형(350)과 유사하다. 그렇지만, 디바이스 파형은 액추에이터 질량체와 비교하여 디바이스의 비교적 더 큰 질량으로 인해 도 3b에 도시된 변위 또는 세기들과 비교할 때 상이한 또는 감소된 변위 또는 세기들을 가질 수 있다. 게다가, 디바이스 파형(385)은 액추에이터의 출력 파형(350)과 반대 부호를 가질 수 있는데, 그 이유는 액추에이터 또는 액추에이터 질량체의 움직임이 디바이스의 반대방향 움직임을 야기하기 때문이다.
도 3d는 시간 기간(391)의 개별 시간 기간들을 따라 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체의 운동량/속도 그래프(390)를 나타내고 있다. 이 그래프는, 시간의 경과에 따른 운동량의 면에서 표현되는, 출력 파형의 또 다른 예이다. 움직이는 물체의 질량은 일정하기 때문에, 속도가, 도 3d에 도시된, 운동량과 동일한 방식으로 시간에 따라 변한다는 것을 잘 알 것이다. 시간 기간(391)은 앞서 기술된 시간 기간들(301, 351, 및 386)에 대응할 수 있다. 운동량/속도 그래프(390)는 도 3a와 관련하여 도시되고 기술된 입력 파형(300)에 의해 발생되고, 탭 아톰으로서 기술된 햅틱 출력과 연관된다. 게다가, 운동량/속도 그래프(390)는 액추에이터 질량체가 도 3b에 도시된 것과 같이 변위되고 있을 때 액추에이터 질량체의 운동량을 보여주는 데 사용될 수 있다. 즉, 운동량/속도 그래프(390)에서의 제1 트러프(393)는 출력 파형(350)의 시작 지점과 제1 피크(353) 사이에서 도달될 수 있고(예컨대, 중간점에 대응함), 피크(396)는 출력 파형(350)의 제1 피크(353)와 트러프(356) 사이에서 도달될 수 있으며(예컨대, 중간점에 대응함), 트러프(397)는 트러프(356)와 출력 파형(350)의 제2 피크(357) 사이에서 도달될 수 있고(예컨대, 중간점에 대응함), 피크(399)는 출력 파형(350)의 제2 피크(357)와 트러프(359) 사이에서 도달될 수 있다(예컨대, 중간점에 대응함).
상기한 내용에 부가하여, 운동량/속도 그래프(390)의 각각의 피크와 트러프는 변위 그래프(385)의 대응하는 영 교차들에서 도달될 수 있다. 마찬가지로, 변위 그래프(385)에서의 각각의 피크와 트러프는 운동량/속도 그래프(390)에서의 다양한 영 교차들에 대응할 수 있다. 예를 들어, 피크(396)는 변위 그래프(385)에서의 첫 번째 영 교차가 일어나는 바로 그 때에 도달될 수 있다. 마찬가지로, 운동량/속도 그래프(390)에서의 트러프(397)는 변위 그래프(385)에서 두 번째 영 교차가 일어나는 바로 그 때에 도달될 수 있고, 이하 마찬가지이다.
도 3d에 도시된 바와 같이, 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체는 제1 시각에서 햅틱 액추에이터에 인가되는 제1 전압에 응답하여 (제1 트러프(393)에 의해 표현된) 제1 운동량을 가질 수 있다. 앞서 논의된 바와 같이, 제1 전압은 제1 기전력이 "밀기"의 형태로 액추에이터 질량체에 가해지게 할 수 있다. 제1 기전력은 액추에이터 질량체로 하여금 그의 운동량을 0 또는 실질적으로 0으로부터 제1 트러프(393)에 의해 표현된 제1 운동량으로 증가시키게 한다.
제2 전압이 제2 시간 기간에서 인가될 때, 제2 전압은 제2 기전력이 액추에이터 질량체에 가해지게 할 수 있다. 소정 실시예들에서, 액추에이터 질량체의 운동량의 부호가 플러스로부터 마이너스로 또는 그 반대로 변할 때 제2 전압이 인가된다. 제2 기전력은 액추에이터 질량체가 피크(396)에 의해 표현되는 제2 피크 운동량을 가지게 한다. 제2 운동량은 도 3d에 도시된 것과 같이 제1 운동량보다 더 크다.
게다가, 또한 도 3d에 도시된 바와 같이, 액추에이터 질량체가 그의 출발 지점 또는 그의 원래의 시작 지점과 교차할 때, 액추에이터 질량체의 운동량을 나타내는 진동파가 0 축(zero axis)과 교차한다. 이러한 방식으로 축과 교차하는 것이 영 교차라고 지칭된다. 이와 같이, 액추에이터 질량체의 피크 운동량(및 피크 속도)은 주어진 수의(예컨대, 4개 이하의) 영 교차들 내에 또는 수신 피크 입력 전압의 2 주기 내에 도달될 수 있다.
제3 전압이 제3 시각에서 햅틱 액추에이터에 인가될 때, 제3 전압은 제3 기전력이 햅틱 액추에이터에 가해지게 한다. 제3 기전력은 트러프(397)에 의해 도시된 것과 같이 액추에이터 질량체의 운동량을 증가시킨다.
소정 실시예들에서, 제1 인가 전압과 피크 운동량(및 속도)에 도달된 때 사이의 시간 기간은 대략 3 밀리초와 대략 20 밀리초 사이의 어디라도 될 수 있다. 일 예에서, 피크 운동량/속도는 대략 17.5 밀리초 이하 내에 도달될 수 있고, 도 3a와 관련하여 앞서 기술된 것과 같이 대략 1.25 사이클의 구동에서 달성될 수 있다. 피크 운동량은 대략 1500 그램 밀리미터/초 내지 대략 2000 그램 밀리미터/초일 수 있다.
앞서 논의된 바와 같이, 예리한 탭을 발생시키기 위해, 액추에이터 질량체의 운동량이, 피크 운동량이 달성된 후, 가능한 한 신속하게 중단되어야만 한다. 이에 따라, 1.25 사이클의 제동이 햅틱 액추에이터에 걸릴 수 있다. 소정 실시예들에서, 입력 파형(300)의 제동 전압들은 액추에이터 질량체의 운동량이 액추에이터 질량체의 변위와 관련하여 앞서 기술된 것과 같이 감소하게 할 수 있다.
예를 들어, 제4 시각에서, 제4 기전력 또는 제동이 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체에 가해지게 하는 제4 전압이 햅틱 액추에이터에 인가될 수 있다. 제4 기전력은 액추에이터 질량체의 운동량을 감소시킨다. 마찬가지로, 부가의 기전력들을 가하는 것은 액추에이터 질량체의 운동량을 피크(399)에 의해 표현된 것과 같이 0 또는 실질적으로 0의 운동량에 도달될 때까지 추가로 감소시킨다. 일부 실시예들에서, 액추에이터 질량체가 운동량이 0 또는 실질적으로 0으로부터 증가하는 것과 액추에이터 질량체가 0 또는 실질적으로 0의 운동량(및 속도)으로 복귀하는 때 사이에 경과하는 시간은 6 밀리초와 40 밀리초 사이의 어딘가일 수 있다. 일 구현에서, 시간 기간은 대략 35 밀리초일 수 있다.
탭 아톰과 관련한 디바이스의 운동량 및/또는 속도가 또한 출력 파형으로서 표현될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 디바이스의 운동량 및/또는 속도를 표현하는 출력 파형은 도 3d와 관련하여 앞서 보여진 운동량/속도 그래프(390)와 유사할 수 있다. 이상적으로는, 운동량의 보존은 디바이스의 운동량 그래프의 진폭이 (도 3d에 도시된) 액추에이터 질량체의 운동량의 진폭과 유사하게 할 것이지만, 반대 부호를 가질 것이다. 운동량의 보존에 의해, 디바이스의 속도가 액추에이터 질량체의 속도와 비교할 때 더 작을 수 있는데, 그 이유는 디바이스가 액추에이터의 질량보다 더 큰 질량을 가지기 때문이다. 그렇지만, 운동량이 이상적으로 보존되지 않을 수 있기 때문에, 디바이스의 운동량 그래프는 액추에이터의 운동량/속도 그래프(390)보다 더 작은 진폭(그리고 앞서 기술된 것과 같이 반대 부호)을 가질 수 있다.
도 4a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제2 유형의 햅틱 출력을 생성하기 위해 사용될 수 있는 예시적인 입력 파형(400)을 나타내고 있다. 도 4b는 입력 파형(400)이, 예를 들어, 햅틱 액추에이터(1400)(도 14)와 같은, 햅틱 액추에이터에 인가되는 것의 결과인 예시적인 출력 파형(450)을 나타내고 있다.
입력 파형(400)은 전자 디바이스의 햅틱 액추에이터로 하여금 본원에서 "미니 탭" 아톰으로서 기술되는 제2 유형의 햅틱 출력을 출력하게 한다. 미니 탭 아톰은 앞서 기술된 탭 아톰의 부분들을 포함한다. 예를 들어, 미니 탭 아톰의 구동 기간 및/또는 제동 기간의 다양한 부분들은 탭 아톰의 구동 기간 및/또는 제동 기간의 다양한 부분들에 대응할 수 있다. 미니 탭 아톰은 앞서 기술된 탭 아톰보다 더 약하지만 더 예리한 탭 느낌을 생성한다. 그렇지만, 미니 탭 아톰의 펄스 지속기간이 탭 아톰보다 더 짧기 때문에(어떤 경우들에, 지속기간은 미니 탭 아톰에 대해 대략 20 밀리초 그리고 탭 아톰에 대해 대략 35 밀리초일 수 있음), 미니 탭 아톰이 보다 높은 주파수로 순차적으로 재생될 수 있다(즉, 어떤 아톰이 탭 아톰 이후에 재생되는 것보다 더 일찍 다른 아톰이 미니 탭 아톰 이후에 재생될 수 있음). 게다가, 미니 탭 아톰에 대한 액추에이터 질량체의 움직임은 햅틱 액추에이터에 의해 제공되는 최대 허용 변위를 사용하지 않는다. 그에 따라, 액추에이터 질량체와 햅틱 액추에이터의 충돌 위험이 낮다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 미니 탭의 입력 파형(400)은 양 전압(405)과 음 전압(410)을 가지는 실질적으로 정사각형인 파형으로 표현될 수 있다. 양 전압(405)과 음 전압(410)의 각각의 펄스가 시간 기간(401)을 따라 다양한 때에 인가될 수 있다. 예를 들어, 제1 전압, 전압 값, 제1 피크를 가지는 전압, 전류 또는 다른 전기 입력은 제1 시각에서 인가될 수 있고, 제2 전압은 제2 시각에서 인가될 수 있으며, 제3 전압은 제3 시각에서 인가될 수 있고, 이하 마찬가지이다. 게다가, 인가된 전압들 각각은 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체의 운동량 또는 속도를 증가 또는 감소시킬 수 있고 그리고/또는 액추에이터 질량체의 변위를 증가 또는 감소시킬 수 있다.
예를 들어, 제1 전압이 제1 시각에서 햅틱 액추에이터에 인가될 때, 제1 전압은 햅틱 액추에이터로 하여금 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체를 제1 방향으로 움직이는 제1 기전력을 제공하게 한다. 제2 시각에서, 제2 전압이 햅틱 액추에이터에 인가된다. 제2 전압은 햅틱 액추에이터로 하여금 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체를 제2 방향으로 움직이는 제2 기전력을 제공하게 한다. 제2 기전력은 제1 기전력과 반대인 극성을 가질 수 있고, 제2 방향은 제1 방향과 반대이다. 이하에서 논의될 것인 바와 같이, 이러한 방식으로 기전력들을 가하는 것은 미니 탭 아톰 및 그의 연관된 느낌과 동등한 출력 파형을 형성할 수 있다.
액추에이터 질량체의 움직임을 느려지게 하기 위해 부가의 전압들이 다른 개별 시간 기간들에서 인가될 수 있다. 예를 들어, 제3 기전력(제동력)이 액추에이터 질량체에 가해지게 하기 위해 제3 전압이 제3 시각에서 인가될 수 있다. 그 결과, 액추에이터 질량체는 느려지고 궁극적으로 움직임을 멈춘다.
비록 정사각형 아톰이 도시되고 기술되지만, 입력 파형(400)은 앞서 기술된 것과 같이 사인파 파형, 톱니 파형 등을 비롯한 각종의 형상들을 가질 수 있다. 게다가, 입력 파형(400)은 40 ㎐ 내지 150 ㎐의 주파수를 가질 수 있지만, 다른 주파수들이 사용될 수 있다.
도 3a의 입력 파형(300)에서와 같이, 입력 파형(400)은 구동 기간(402)과 제동 기간(403) 및 그에 뒤이은 지연 기간(404) 모두로 이루어져 있다. 일부 실시예들에서, 구동 기간(402)은 대략 3 밀리초 내지 대략 15 밀리초일 수 있다. 그에 부가하여, 제동 기간(403)은 대략 3 밀리초 내지 대략 15 밀리초일 수 있다. 미니 탭 아톰이 재생된 이후의 지연 기간(404)(또는 미니 탭 아톰이 재생되기 전의 추천된 또는 필요한 지연시간)은 대략 10 밀리초 이상이지만, 다른 값들(보다 낮은 값들을 포함함)이 사용될 수 있다. 일부 구현들에서, 미니 탭 아톰에 대한 총 시간은 대략 33 밀리초일 수 있다. 이와 같이, 합성기 엔진이 미니 탭 아톰을 재생하기 시작할 때와 후속 아톰이 재생될 수 있을 때 사이의 시간은 대략 33 밀리초이다(그렇지만, 무음 아톰과 같은, 부가의 지연시간들이 아톰들 사이에 도입될 수 있음). 다른 아톰들에 대해서와 같이, 총 시간이 상이한 실시예들에서 달라질 수 있고, 더 크거나 더 작을 수 있다.
앞서 논의된 바와 같이, 구동 기간은 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체를 효과적으로 "밀고" 그리고/또는 "당기는" 기전력에 의해 야기될 수 있다. 마찬가지로, 제동 기간이 또한 액추에이터 질량체를 "밀고" 그리고/또는 "당기는" 기전력에 의해 야기될 수 있다. 지연 기간은 안전 여유로서 사용되고, 잔여 움직임이 후속 아톰에 케스케이딩하는 것을 방지하기 위해 존재한다.
구동 기간(402)과 제동 기간(403)의 조합은 모두 합하여 활성 기간을 구성한다. 미니 탭 아톰의 활성 기간은 (탭에 대한 아톰(예컨대, 입력 파형(300))보다 하나의 전체 사이클만큼 더 작은) 대략 1.5 사이클이다. 일부 실시예들에서, 미니 탭 아톰의 활성 기간은 대략 6 밀리초와 30 밀리초 사이의 어디라도 될 수 있다. 일 구현에서, 활성 기간의 지속기간은 대략 20 밀리초일 수 있다. 보다 구체적으로는, 미니 탭 아톰에 대한 입력 파형(400)은 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체를 가속시키는 데 사용되는 대략 0.75 사이클의 구동 기간(402)을 포함한다. 마찬가지로, 미니 탭 아톰에 대한 입력 파형(400)은 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체를 제동하거나 다른 방식으로 느려지게 하는 데 사용되는 대략 0.75 사이클의 제동 기간(403)을 포함한다.
또한 도 4a에 도시된 바와 같이, 입력 파형(400)은 햅틱 액추에이터의 원하는 작동 시간(Tspecified(411)), 햅틱 액추에이터의 실제 작동 시간(Tactive(412)), 및 제1 아톰이 합성기 엔진에 의해 제공되는 때와 제2 아톰이 합성기 엔진에 의해 제공되는 때 사이에 필요하게 될 수 있는 시간 기간을 나타내는 지연 시간(Tdelay(413))을 결정하는 데 사용되는 다양한 다른 시간 파라미터들을 가질 수 있다.
비록 입력 파형(400)이 직사각형 펄스들을 가지는 정사각형 파형으로 도시되고 기술되지만, 소정 실시예들에서, 앞서 기술된 것과 같이 저역 통과 필터(단방향 또는 양방향 중 어느 하나)가 입력 파형(400)에 적용될 수 있다. 또한 앞서 기술된 바와 같이, 입력 파형(400)에서의 펄스들 중 임의의 것의 높이가 변할 수 있다. 예를 들어, 도 4a에 도시된 최종 제동 펄스(415)의 높이가 본원에 기술되는 것과 같이 조절될 수 있다. 마찬가지로, 앞서 기술된 것과 같이 역 EMF를 고려하기 위해 입력 파형(400)이 조절될 수 있다.
도 4b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 미니 탭 아톰으로서 기술되는 햅틱 출력과 연관된 출력 파형(450)을 나타내고 있다. 출력 파형(450)은 도 4a와 관련하여 도시되고 기술된 입력 파형(400)에 의해 발생될 수 있다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 출력 파형(450)이 진동파로서 표현될 수 있다. 보다 구체적으로는, 출력 파형(450)이 시간 기간(451)을 따라 상이한 시간 기간들에서 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체의 변위를 나타내는 진동파로서 표현될 수 있다. 게다가, 출력 파형(450)의 각각의 피크 및 트러프는 입력 파형(400)의 피크들 및 트러프들에 대응할 수 있다. 즉, 입력 파형(400)의 구동 기간(402)의 피크 및 트러프는 출력 파형(450)의 변위 피크(453) 및 변위 트러프(456)를 야기할 수 있다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체가 햅틱 액추에이터에 인가되는 제1 전압에 응답하여 출력 파형(450)에서 변위 피크(453)에 의해 표현되는 제1 거리만큼 변위될 수 있다. 제1 전압은 제1 기전력이 액추에이터 질량체에 가해지게 할 수 있다. 도 4b의 예에서, 출력 파형(450)의 시작 지점과 지점(455) 사이의 변위는 제1 전압에 의해 제공되는 제1 기전력이 액추에이터 질량체를 "밀거나" 액추에이터 질량체에 작용하는 제1 극성을 가지는 시간과 동등할 수 있다. 그 결과, 제1 기전력은 액추에이터 질량체가 변위 피크(453)에 의해 표현되는 제1 거리만큼 변위되게 한다.
제2 전압이 제2 시간 기간에서 인가될 때, 제2 전압은 제2 기전력이 액추에이터 질량체에 가해지게 할 수 있다. 소정 실시예들에서, 제2 전압은 변위(또는 도 4d에 도시된 것과 같은 액추에이터 질량체의 운동량)의 부호가 플러스로부터 마이너스로 또는 그 반대로 변할 때 인가된다. 도 4b의 예에서, 제2 기전력은 "당기기"이다(또는 제1 극성과 반대인 제2 극성을 가짐).
제2 기전력 또는 "당기기"는 액추에이터 질량체가 변위 트러프(456)에 의해 표현되는 제2 거리만큼 변위되게 한다. "당기기"는, 도 4b에 도시된 바와 같이, 지점(455)과 지점(460) 사이에서 제공될 수 있다. 또한 도 4b에 도시된 바와 같이, 제2 변위가 제1 변위보다 더 크다. 앞서 기술된 탭 아톰에 대해서와 같이, 인가된 전압들에 의해 야기된 피크 변위는, 후속하는 제동과 결합되어, 햅틱 액추에이터로 하여금 미니 탭 햅틱 출력을 제공하게 한다.
게다가, 또한 도 4b에 도시된 바와 같이, 액추에이터 질량체가 그의 출발 지점과 교차할 때, 출력 파형(450)을 나타내는 진동파가 0 축과 교차한다. 이러한 방식으로 축과 교차하는 것이 앞서 기술된 것과 같이 영 교차라고 지칭된다. 이와 같이, 미니 탭 아톰과 연관된 또는 그에 의해 제공되는 햅틱 출력이 햅틱 액추에이터에 의해 2개 이하의 영 교차들 내에 제공될 수 있다.
명쾌한 미니 탭을 발생시키기 위해, 액추에이터 질량체의 진동이, 피크 변위(또는 도 4d에 도시된 피크 운동량)가 달성된 이후, 가능한 한 신속하게 중단되어야만 한다. 이에 따라, 제동 기간(403)이 0.75 사이클 동안 햅틱 액추에이터에 적용될 수 있다. 보다 구체적으로는, 제동기로서 기능하는 다양한 기전력들이 상이한 시간 기간들에서 햅틱 액추에이터에 가해질 수 있다. 일부 실시예들에서, 제동 기간(403)의 다양한 피크들 및 트러프들이 출력 파형(450) 상에 각각 도시된 지점들(470 및 475)로서 표현된다.
제동은 일반적으로 햅틱 액추에이터로부터 에너지를 제거하기 위해 입력 파형(400)을 반전시키는 것을 수반한다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 제3 시간 기간에서, 제3 기전력이 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체에 가해지게 하는 제3 전압이 햅틱 액추에이터에 인가될 수 있다. 제3 기전력은 이전에 가해졌던 "당기기"와 반대인 극성을 가질 수 있다. 이에 따라, 제동은 액추에이터 질량체의 전체 변위를 감소시킬 수 있다.
마찬가지로, 제동을 계속하여 거는 것은 액추에이터 질량체의 변위를 0 또는 실질적으로 0의 변위에 도달될 때까지 추가로 감소시킬 수 있다. 제3 시간 기간과 관련하여 앞서 논의된 제동에 대해서와 같이, 제동 또는 보다 구체적으로는 액추에이터가 느려지게 하는 전압은 액추에이터 질량체의 밀기 및/또는 움직임의 방향의 극성과 동일하거나 반대인 극성을 가지는 기전력이 액추에이터 질량체에 가해지게 할 수 있다. 변위의 시작과 액추에이터 질량체가 제동 기간(403)의 결과로서 정지 상태, 또는 주어진 시간 기간에 걸쳐 실질적으로 0의 변위로 복귀하는 때 사이에 경과하는 시간은 대략 6 밀리초와 대략 30 밀리초 사이의 어디라도 될 수 있다. 일부 예들에서, 시간 기간은 대략 20 밀리초이다.
도 4c는 미니 탭 아톰으로서 기술되는 햅틱 출력과 연관되어 있는 시간 기간(486)에 걸친 예시적인 디바이스 파형(485)을 나타내고 있다. 도 4a와 관련하여 도시되고 기술된 입력 파형(400)에 의해 디바이스 파형(485)이 발생된다. 도시된 바와 같이, 디바이스 파형(485)이 진동파로서 표현될 수 있다.
디바이스 파형(485)은 출력 파형(450)과 유사할 수 있다. 그렇지만, 디바이스 파형(485)은 액추에이터 질량체와 비교하여 디바이스의 비교적 더 큰 질량으로 인해 도 4b에 도시된 출력 파형(450)의 진폭들과 비교할 때 상이한 또는 감소된 진폭들을 가질 수 있다. 게다가, 디바이스 파형(485)은 액추에이터의 출력 파형(450)과 반대 부호를 가질 수 있는데, 그 이유는 액추에이터 또는 액추에이터 질량체의 움직임이 디바이스의 반대방향 움직임을 야기하기 때문이다.
도 4d는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 시간 기간(491)의 개별 시간 기간들을 따라 액추에이터 질량체의 운동량/속도 그래프(490)를 나타내고 있다. 시간 기간(491)은 앞서 기술된 시간 기간(401), 시간 기간(451) 및 시간 기간(486)에 대응할 수 있다. 앞서 논의된 다른 그래프들에 대해서와 같이, 운동량/속도 그래프(490)는 미니 탭 아톰으로서 기술된 햅틱 출력과 연관되어 있다. 예를 들어, 운동량/속도 그래프(490)는 도 4a와 관련하여 도시되고 기술된 입력 파형(400)에 의해 발생될 수 있다. 게다가, 운동량/속도 그래프(490)는 액추에이터 질량체가 도 4b에 도시된 것과 같이 변위되고 있을 때 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체의 운동량을 보여주는 데 사용될 수 있다. 즉, 운동량/속도 그래프(490)에서의 운동량 트러프(493)는 시작 지점과 출력 파형(450)의 변위 피크(453) 사이의 중간점에 대응할 수 있다(또는 그들 사이에서 도달될 수 있다). 운동량 피크(496)는 출력 파형(450)의 변위 피크(453)와 변위 트러프(456) 사이의 중간점에 대응할 수 있다(또는 그들 사이에서 도달될 수 있다). 게다가, 다양한 운동량들이 입력 파형(400)의 다양한 피크들 및 트러프들에 대응할 수 있다. 즉, 입력 파형(400)에서의 구동 기간(402)과 제동 기간(403)은 도 4d에 도시된 운동량 트러프(493) 및 (액추에이터 질량체의 피크 운동량을 나타내는) 운동량 피크(496)를 야기한다.
햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체는 제1 시각에서 햅틱 액추에이터에 인가되는 제1 전압에 응답하여 (운동량 트러프(493)에 의해 표현된) 제1 운동량을 가질 수 있다. 앞서 논의된 바와 같이, 제1 전압은 제1 기전력이 "밀기"의 형태로 액추에이터 질량체에 가해지게 할 수 있다. 제1 기전력은 액추에이터 질량체로 하여금 그의 운동량을 0 또는 실질적으로 0으로부터 운동량 트러프(493)에 의해 표현된 제1 운동량으로 증가시키게 한다.
제2 전압이 제2 시각에서 인가될 때, 제2 전압은 제2 기전력이 액추에이터 질량체에 가해지게 할 수 있다. 제2 전압의 인가는 액추에이터 질량체의 운동량의 부호가 플러스로부터 마이너스로 또는 그 반대로 변하게 할 수 있다. 제2 기전력은 액추에이터 질량체가 운동량 피크(496)에 의해 표현되는 제2 운동량을 가지게 하는 "당기기"일 수 있다. 소정 실시예들에서, 제2 운동량은 액추에이터 질량체의 피크 운동량이다.
운동량/속도 그래프(490)의 각각의 피크 및 트러프는 운동량/속도 그래프(390) 및 변위 그래프(385)와 관련하여 앞서 기술된 바와 유사한 방식으로 변위 그래프(485)의 대응하는 영 교차들에서 도달될 수 있다. 즉, 피크(496)는 변위 그래프(485)에서의 첫 번째 영 교차가 일어나는 바로 그 때에 도달될 수 있고, 이하 마찬가지이다. 마찬가지로, 변위 그래프(485)에 도시된 각각의 피크와 트러프는 운동량/속도 그래프(490)에서 영 교차가 일어나는 바로 그 때에 도달될 수 있다.
게다가, 또한 도 4d에 도시된 바와 같이, 액추에이터 질량체가 그의 출발 지점과 교차할 때, 액추에이터 질량체의 운동량을 나타내는 사인파가 0 축과 교차한다. 이와 같이, 액추에이터 질량체의 피크 운동량(그리고, 여기서와 같이, 질량이 불변일 때 운동량이 속도의 스칼라량인 것으로 간주될 수 있기 때문에, 속도)이 2개 이하의 영 교차들 내에 도달될 수 있다.
예리한 및/또는 명쾌한 미니 탭 느낌을 발생시키기 위해, 액추에이터 질량체의 운동량이, 피크 운동량이 달성된 이후, 가능한 한 신속하게 중단되어야만 한다. 이에 따라, 0.75 사이클의 제동이 햅틱 액추에이터에 걸릴 수 있다. 이러한 실시예들에서, 입력 파형(400)의 제동 기간(403)은 액추에이터 질량체의 운동량이 액추에이터 질량체의 변위와 관련하여 앞서 기술된 것과 같이 감소하게 할 수 있다.
예를 들어, 제3 시각에서, 제3 기전력이 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체에 가해지게 하는 제3 전압이 햅틱 액추에이터에 인가될 수 있다. 제3 기전력은, 속도가 감소하고 질량이 일정한 채로 있는 한, 액추에이터 질량체의 운동량을 감소시킨다. 마찬가지로, 제동 기간(403) 동안 부가의 기전력들을 가하는 것은 액추에이터 질량체의 운동량을 0 또는 실질적으로 0의 운동량에 도달될 때까지 추가로 감소시킬 수 있다. 어떤 경우들에, 액추에이터 질량체는 적은 양의 트레일링 운동량(trailing momentum)을 가질 수 있다. 그렇지만, 움직임 및 운동량의 양이 문턱값 미만이기 때문에, 움직임 또는 운동량은 지각가능한 햅틱 출력을 야기하지도 않고 본원에 기술되는 것과 같이 영 교차를 고려하지 않거나 영 교차로서 간주되지도 않는다.
액추에이터 질량체가 그의 운동량을 0 또는 실질적으로 0으로부터 증가시키는 것과 액추에이터 질량체가 피크 운동량에 도달하고 이어서 0 또는 실질적으로 0으로 복귀하는 때 사이에 경과하는 시간은 6 밀리초 내지 30 밀리초일 수 있다. 일부 구현들에서, 시간은 대략 20 밀리초일 수 있다. 상기한 내용에 부가하여, 피크 운동량은 대략 1500 그램 밀리미터/초 내지 대략 2000 그램 밀리미터/초일 수 있다.
미니 탭 아톰과 관련한 디바이스의 운동량 및/또는 속도가 또한 출력 파형으로서 표현될 수 있다. 디바이스의 운동량 및/또는 속도를 나타내는 출력 파형은 도 4d와 관련하여 앞서 도시된 운동량/속도 그래프(490)의 세기 또는 진폭보다 더 작은 세기 또는 진폭을 가지며 반대 부호를 가질 수 있다. 게다가, 디바이스의 속도가 액추에이터 질량체의 속도와 비교할 때 더 작을 수 있는데, 그 이유는 디바이스가 액추에이터의 질량보다 더 큰 질량을 가지기 때문이다.
도 5a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제3 유형의 햅틱 출력을 제공하기 위해 사용될 수 있는 예시적인 입력 파형(500)을 나타내고 있다. 도 5b는 입력 파형(500)이, 예를 들어, 햅틱 액추에이터(1400)(도 14)와 같은, 햅틱 액추에이터에 인가되는 것의 결과인 예시적인 출력 파형(550)을 나타내고 있다.
입력 파형(500)은 전자 디바이스의 햅틱 액추에이터로 하여금 본원에서 마이크로 탭으로서 기술되는 햅틱 출력을 제공하게 한다. 마이크로 탭 아톰은 구동 기간(502)의 1/2 기간과 그에 뒤이은 제동 기간(503)의 1/2 기간으로 이루어져 있다. 구동 기간(502)은 대략 3 밀리초 내지 대략 10 밀리초일 수 있다. 그에 부가하여, 제동 기간(503)은 대략 3 밀리초 내지 10 밀리초일 수 있다. 구동 기간(502)과 제동 기간(503)의 조합은 모두 합하여 활성 기간을 구성한다. 활성 기간은 대략 6 밀리초 내지 20 밀리초일 수 있다. 다른 실시예들에서, 활성 기간은 대략 15 밀리초일 수 있다. 본원에 기술되는 다른 유형들의 아톰들에 대해서와 같이, 액추에이터 질량체의 임의의 잔여 움직임이 사라지도록 보장하기 위해 마이크로 탭 아톰 이후에 지연 기간(504)이 제공될 수 있다. 마이크로 탭 아톰이 재생된 이후의 지연 기간(504)(또는 마이크로 탭 아톰이 재생되기 전의 추천된 또는 필요한 지연시간)은 대략 5 밀리초 이상일 수 있지만, 다른 값들(보다 낮은 값들을 포함함)이 사용될 수 있다. 일부 구현들에서, 마이크로 탭 아톰에 대한 총 시간은 대략 20 밀리초일 수 있지만, 이것이 실시예들 간에 달라질 수 있다. 이와 같이, 합성기 엔진이 마이크로 탭 아톰을 재생하기 시작할 때와 후속 아톰이 재생될 수 있을 때 사이의 시간은 대략 20 밀리초이다(그렇지만, 무음 아톰과 같은, 부가의 지연시간들이 아톰들 사이에 도입될 수 있음).
마이크로 탭 아톰은 앞서 기술된 탭 아톰 또는 미니 탭 아톰 중 어느 하나의 부분들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 마이크로 탭 아톰의 구동 기간(502) 및/또는 제동 기간(503)의 다양한 부분들은 탭 아톰 및/또는 미니 탭 아톰의 구동 기간 및/또는 제동 기간의 다양한 부분들에 대응할 수 있다. 마이크로 탭 아톰은 앞서 기술된 미니 탭 아톰보다 더 약하지만 더 예리한 탭 느낌을 생성한다. 마이크로 탭 아톰의 펄스 지속기간이 미니 탭 아톰의 지속기간보다 더 짧기 때문에, 마이크로 탭 아톰이 탭 아톰 및 미니 탭 아톰 둘 다보다 더 높은 주파수로 다른 아톰과 시퀀싱될 수 있다. 게다가, 마이크로 탭 아톰에 대한 액추에이터 질량체의 움직임은 햅틱 액추에이터에 의해 제공되는 최대 허용 변위보다 훨씬 더 작다. 그에 따라, 액추에이터 질량체와 햅틱 액추에이터의 충돌 위험이 아주 낮다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 마이크로 탭 아톰의 입력 파형(500)은 제1 전압(505)과 제2 전압(510)을 가지는 실질적으로 정사각형인 파형으로 표현될 수 있다. 제1 전압(505)과 제2 전압(510)이 시간 기간(501)을 따라 다양한 때에 인가될 수 있다. 예를 들어, 제1 전압(505)은 구동 기간(502) 동안 인가될 수 있고, 제2 전압(510)은 제동 기간(503) 동안 인가될 수 있다. 게다가, 인가된 전압들 각각은 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체의 운동량 및 속도를 증가 또는 감소시킬 수 있고 그리고/또는 액추에이터 질량체의 변위, 운동량 및/또는 속도를 증가 또는 감소시킬 수 있다.
일 예에서, 제1 전압(505)은 제1 시각에서(예컨대, 구동 기간(502) 동안) 햅틱 액추에이터에 인가될 수 있다. 제1 전압(505)은 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체를 제1 방향으로 움직이는 제1 기전력을 제공한다. 제2 시각에서(예컨대, 제동 기간(503) 동안), 제2 전압(510)이 햅틱 액추에이터에 인가된다. 제2 전압(510)은 액추에이터 질량체의 변위 및/또는 운동량을 감소시키는 제2 기전력을 제공한다. 제2 기전력은 제1 기전력의 극성과 동일한 극성을 가질 수 있다.
이상으로부터의 "밀기" 및 "당기기" 예들을 계속하면, 제1 전압(505)에 의해 표현된 제1 기전력은 액추에이터 질량체가 제1 위치로부터 제2 위치로 움직이게 하는 밀기일 수 있다. 마찬가지로, 제2 전압(510)도 액추에이터 질량체의 변위를 감소시키는 밀기(예컨대, 느려지게 하는 밀기)일 수 있다.
구동 기간과 제동 기간의 조합은 대략 1 주기의 전체 구동을 가지는 입력 파형(500)과 동등할 수 있다. 보다 구체적으로는, 마이크로 탭 아톰에 대한 입력 파형(500)은 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체를 가속시키는 데 사용되는 대략 0.5 사이클의 구동 기간(502)을 포함한다. 마찬가지로, 마이크로 탭 아톰에 대한 입력 파형(500)은 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체를 제동하거나 다른 방식으로 느려지게 하는 데 사용되는 대략 0.5 사이클의 제동 기간(503)을 포함한다.
입력 파형(500)은 그와 연관된 다양한 다른 시간 파라미터들을 가질 수 있다. 도 3a 및 도 4a와 관련하여 앞서 논의된 바와 같이, 입력 파형(500)은 햅틱 액추에이터의 원하는 작동 시간을 결정하는 데 사용되는 Tspecified(511) 파라미터, 햅틱 액추에이터의 실제 작동 시간을 나타내는 Tactive(512) 파라미터 및 제1 아톰이 합성기 엔진에 의해 제공되는 때와 제2 아톰이 합성기 엔진에 의해 제공되는 때 사이에 필요하게 될 수 있는 시간 기간을 나타내는 Tdelay(513) 파라미터를 포함할 수 있다.
비록 입력 파형(500)이 실질적으로 정사각형인 파형으로 도시되고 기술되지만, 앞서 기술된 것과 같이 저역 통과 필터가 입력 파형(500)에 적용될 수 있다. 또한 앞서 기술된 바와 같이, 본원에 기술되는 것과 같은 역 EMF 등을 고려하기 위해 입력 파형(500)에서의 펄스들 중 임의의 것의 높이가 변할 수 있다.
도 5b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 마이크로 탭으로서 기술되는 햅틱 출력과 연관된 출력 파형(550)을 나타내고 있다. 출력 파형(550)은 도 5a와 관련하여 도시되고 기술된 입력 파형(500)에 의해 발생될 수 있다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 출력 파형(550)이 진동파로서 표현될 수 있다. 보다 구체적으로는, 출력 파형(550)이 시간 기간(551)을 따라 상이한 시간 기간들에서 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체의 변위를 나타내는 진동파로서 표현될 수 있다. 게다가, 출력 파형(550)의 변위 피크(553)는 마이크로 탭 아톰의 입력 파형(500)의 구동 기간(502)에 대응할 수 있다. 즉, 구동 기간(502)의 제1 전압(505)은 출력 파형(550)의 변위 피크(553)를 야기한다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체가 햅틱 액추에이터에 인가되는 제1 전압(505)에 응답하여 출력 파형(550)에서 변위 피크(553)에 의해 표현되는 제1 거리만큼 변위될 수 있다. 제1 전압(505)은 제1 기전력이 액추에이터 질량체에 가해지게 할 수 있다. 도 5b의 예에서, 제1 기전력은 "밀기"이거나 액추에이터 질량체가 제1 거리만큼 변위되게 하거나 그의 공칭 위치로부터 변위 피크(553)에 의해 표현되는 제1 위치로 다른 방식으로 움직이게 하는 제1 극성을 가질 수 있다. 출력 파형(550)의 시작 지점과 지점(555) 사이의 변위는 제1 전압에 의해 제공되는 제1 기전력이 액추에이터 질량체를 "밀고", 그 결과, 액추에이터 질량체가 제1 거리만큼 변위되게 하는 시간과 동등할 수 있다.
제2 전압(510)이 제2 시간 기간에서 인가될 때, 제2 전압(510)은 제2 기전력이 액추에이터 질량체에 가해지게 할 수 있다. 제2 전압은 변위(또는 도 5d에 도시된 것과 같은 액추에이터 질량체의 운동량)가 플러스로부터 마이너스로 또는 그 반대로 변한 직후에 인가된다. 도 5b의 예에서, 제2 기전력이 또한 밀기이거나 제1 기전력("정지시키기 위한 밀기(push to stop)"라고도 알려져 있음)과 동일한 극성을 갖는다. 즉, 밀기는 액추에이터 질량체의 제1 방향으로의 움직임을 시작하기 위해 사용된다. 액추에이터 질량체가 피크 변위에 도달했다가 출발점으로 복귀하고 있으면, 액추에이터 질량체를 느려지게 하고 궁극적으로 그의 원래의 출발 지점과 교차하지 않도록 멈추게 하기 위해 제2 밀기가 액추에이터 질량체에 적용된다. 이와 같이, 마이크로 탭 햅틱 출력이 햅틱 액추에이터에 의해 하나 또는 하나 미만의 영 교차 내에 제공될 수 있다. 정지시키기 위한 밀기는 지점(560)과 출력 파형(550)의 끝 사이의 거리로서 표현될 수 있다.
도 5c는 시간 기간(586)을 따라 마이크로 탭 아톰으로서 기술되는 햅틱 출력과 연관되어 있는 예시적인 디바이스 파형(585)을 나타내고 있다. 디바이스 파형(585)은 도 5a와 관련하여 도시되고 기술된 입력 파형(500)에 의해 발생될 수 있다. 일부 실시예들에서, 디바이스 파형(585)이 진동파로서 표현될 수 있다.
도 5c에 도시된 바와 같이, 디바이스 파형(585)은 출력 파형(550)과 유사하다. 그렇지만, 디바이스 파형(585)은 액추에이터 질량체와 비교하여 디바이스의 비교적 더 큰 질량으로 인해 도 5b에 도시된 세기 또는 진폭과 비교할 때 상이한 또는 감소된 세기 또는 진폭을 가질 수 있다. 게다가, 디바이스 파형(585)은 출력 파형(550)과 반대 부호를 가질 수 있는데, 그 이유는 액추에이터 또는 액추에이터 질량체의 움직임이 디바이스의 반대방향 움직임을 야기하기 때문이다.
도 5d는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 시간 기간(591)의 개별 시간 기간들을 따라 액추에이터 질량체의 운동량/속도 그래프(590)를 나타내고 있다. 소정 실시예들에서, 운동량/속도 그래프(590)는 마이크로 탭으로서 기술된 햅틱 출력과 연관되어 있다. 운동량/속도 그래프(590)는 도 5a와 관련하여 도시되고 기술된 입력 파형(500)에 의해 발생될 수 있다. 게다가, 운동량/속도 그래프(590)는 도 5b와 관련하여 앞서 도시되고 기술된 출력 파형(550)의 변위 그래프에 대응할 수 있다. 즉, 운동량/속도 그래프(590)에서의 피크(593)는 그래프의 시작과 출력 파형(550)의 변위 피크(553) 사이의 중간점에 대응할 수 있다(또는 그들 사이에서 도달될 수 있다). 게다가, 운동량/속도 그래프(590)의 피크(593)는 입력 파형(500)의 제1 전압(505)에 의해 야기될 수 있다.
도 5d에 도시된 바와 같이, 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체는 구동 기간(502) 동안 햅틱 액추에이터에 인가되는 제1 전압에 응답하여 (피크(593)에 의해 표현된) 제1 운동량에 도달할 수 있다. 앞서 논의된 바와 같이, 제1 전압은 제1 기전력이 밀기의 형태로 액추에이터 질량체에 가해지게 할 수 있다. 제1 기전력은 액추에이터 질량체로 하여금 그의 운동량을 0 또는 실질적으로 0으로부터 피크(593)에 의해 표현된 제1 운동량으로 증가시키게 한다. 피크 운동량은 대략 1500 그램 밀리미터/초 내지 대략 2000 그램 밀리미터/초일 수 있다.
도 5d에 도시된 바와 같이, 액추에이터 질량체는 그의 피크 운동량에 도달하기 전에 그의 출발 지점 또는 그의 원래의 정지 상태와 교차하지 않는다. 이와 같이, 액추에이터 질량체의 피크 운동량(및 속도)가 하나 또는 하나 미만의 영 교차 내에 도달될 수 있다. 소정 실시예들에서, 액추에이터 질량체가 그의 속도 그리고 따라서 그의 운동량을 0 또는 실질적으로 0으로부터 증가시키는 것과 액추에이터 질량체가 0 또는 실질적으로 0의 운동량으로 복귀하는 때 사이에 경과하는 시간은 대략 6 밀리초 내지 대략 20 밀리초일 수 있다. 일부 구현들에서, 경과된 시간은 대략 15 밀리초일 수 있다.
마이크로 탭 아톰과 관련한 디바이스의 운동량 및/또는 속도가 또한 출력 파형으로서 표현될 수 있다. 디바이스의 운동량 및/또는 속도를 나타내는 출력 파형은 도 5d와 관련하여 앞서 도시된 운동량/속도 그래프(590)의 세기 또는 진폭보다 더 작은 세기 또는 진폭을 가지며 반대 부호를 가질 수 있다. 게다가, 디바이스의 속도가 액추에이터 질량체의 속도와 비교할 때 더 작을 수 있는데, 그 이유는 디바이스가 액추에이터의 질량보다 더 큰 질량을 가지기 때문이다.
도 6a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제4 유형의 햅틱 출력을 생성하기 위한 예시적인 입력 파형(600)을 나타내고 있다. 제4 유형의 햅틱 출력이 본원에서 "사인" 아톰이라고 지칭되고, 도 6a에 도시된 것과 같은 입력 파형(600) 및 도 6b에 도시된 것과 같은 출력 파형(610)으로서 표현될 수 있다. 사인 아톰에 대한 입력 파형(600)은 대략 35 ㎐ 내지 대략 150 ㎐의 주파수를 가질 수 있지만, 다른 주파수들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 사인 아톰은 대략 59 ㎐ 내지 87 ㎐의 주파수를 가질 수 있다. 소정 실시예들에서, 사인 아톰은, 본원에 개시되는 다른 사인 아톰들과 함께, 안정된 느낌의 신호를 생성하도록 구성되어 있다. 예를 들어, 사인 아톰에 대한 입력 파형(600)은 햅틱 액추에이터로 하여금 시간 기간(601)에 걸쳐 퍼(purr) 또는 약한 버즈, 또는 어떤 다른 유형의 연속적이거나 반연속적이고 규칙적인 진동하는 햅틱 출력을 생성하게 할 수 있다.
입력 파형(600)은 햅틱 액추에이터의 공진으로부터 이득을 볼 수 있다. 이에 따라, 액추에이터 질량체 및/또는 전자 디바이스의 동일한 변위를 유지하기 위해, 사인 아톰의 최대 구동 진폭이 앞서 기술된 탭 아톰에 대한 입력 파형(300)의 최대 구동 진폭만큼 클 필요가 없을 수 있다. 그렇지만, 사인 아톰에 대한 최대 구동 진폭이 감소되기 때문에, (이하에서 기술되는 바와 같이, 사인 아톰이 다른 아톰들과 조합되는 조건 하에서) 사인 아톰이 램프 업(ramp up) 및/또는 와인드 다운(wind down)하는 데 얼마간 시간이 걸릴 수 있다.
사인파가 도 6a와 관련하여 특정하여 언급되고 있지만, 본원에 개시되는 실시예들은 임의의 규칙적인 주기적 진동파 또는 간단한 고조파 진동파로서 표현될 수 있다. 마찬가지로, 이하에서 기술되는 다른 사인파들에 대해서도 똑같이 말해질 수 있다.
도 6a를 참조하면, 입력 파형(600)은 앞서 기술된 것과 같은 Tspecified(602), Tactive(603) 및 Tdelay(604)와 같은 상이한 시간 변수들을 포함한다. 예를 들어, Tspecified(602)에 의해 설정되는, 입력 파형(600)의 지속기간은 입력 파형(600)이 합성기 엔진에 의해 재생되어야 하는 원하는 수의 사이클들 또는 원하는 양의 시간과 동등할 수 있다. 그렇지만, 합성기 엔진은 가장 많은 수의 사인 사이클들을 재생하거나 다른 방식으로 명시된 또는 요청된 시간에 들어맞게 하도록 구성될 수 있다. 그 결과, 합성기 엔진은 Tspecified(602) 동안 N개의 사이클들이 재생될 수 있고, 그 결과, Tactive(603)에 기재된 지속기간 동안 N개의 전체 사이클들을 재생할 수 있다고 결정할 수 있다.
Tdelay(604)는 합성기 엔진이 입력 파형(600)을 재생하는 것을 중단하는 때와 후속 아톰을 재생하기 시작하는 때 사이의 시간의 양 또는 추천된 지연시간을 나타낸다. 일부 실시예들에서, 입력 파형(600)에 대한 Tdelay(604)는 대략 100 밀리초 이상이지만, 다른 값들(보다 낮은 값들을 포함함)이 사용될 수 있다.
입력 파형(600)이, 예를 들어, 햅틱 액추에이터(1400)(도 14)와 같은, 햅틱 액추에이터에 인가될 때, 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체는 그의 피크 진폭 또는 그의 정상 상태 진폭으로 램프 업하기 위해 몇 사이클을 필요로 할 수 있다. 이것은 도 6b에 나타내어져 있다. 예를 들어, 도 6b에 도시된 바와 같이, 전력이 햅틱 액추에이터에 처음으로 인가될 때, 액추에이터 질량체의 변위를 표시하는 출력 파형의 첫 번째 피크 및 트러프는 정상 상태 동안의 피크 변위 또는 피크 진폭보다 더 작다. 일부 구현들에서, 액추에이터 질량체의 피크 운동량이 3개의 영 교차들과 4개의 영 교차들 사이에서 달성될 수 있다.
전력이 햅틱 액추에이터에 더 이상 인가되지 않을 때(예컨대, 합성기 엔진이 입력 파형(600)을 재생하는 것을 중단할 때), 액추에이터 질량체의 잔여 움직임이 얼마간 지속될 수 있다. 보다 구체적으로는, 입력 파형(600)이 다른 아톰들과 관련하여 앞서 기술된 것과 같은 제동 기간을 포함하지 않기 때문에, 합성기 엔진이 입력 파형(600)을 재생하는 것을 중단하면 액추에이터 질량체는 그의 진동 또는 비진동 움직임을 느려지게 하고 궁극적으로 멈출 수 있다.
햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체의 움직임이 정상 상태 진폭을 달성하는 데 하나 초과의 사이클이 걸릴 수 있기 때문에, 사인 아톰과 연관된 햅틱 출력은 본원에 기술되는 다른 실시예들만큼 명쾌하지 않고 그리고/또는 예리하지 않을 수 있다. 즉, 약간의 리딩 햅틱 출력들과 약간의 트레일링 햅틱 출력들이 있을 수 있다.
그렇지만, 개시된 하나 이상의 실시예들은, 도 3a와 관련하여 앞서 기술된 것과 같은, 입력 파형(300)의 일부분이 도 6a의 입력 파형(300)과 조합될 수 있게 한다. 그 결과 얻어지는 조합은 도 7a와 관련하여 도시된 부스트를 갖는 사인 입력 파형(700)이다. 이 아톰은 사인 아톰의 약간의 리딩 햅틱 출력을 감소시키고, 보다 명쾌하고 보다 예리한 시작을 햅틱 출력에 제공한다.
예를 들어, 도 7a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 제5 유형의 햅틱 출력을 생성하기 위한 예시적인 입력 파형(700)을 나타내고 있다. 그에 부가하여, 도 7b는 시간 기간(701)에 걸쳐 입력 파형(700)에 응답하여 액추에이터 질량체의 변위를 표현하는 예시적인 출력 파형(710)을 나타내고 있다. 소정 실시예들에서, 제5 유형의 햅틱 출력 및 입력 파형(700)은 부스트를 갖는 사인으로서 기술될 수 있다.
부스트를 갖는 사인 입력 파형(700)은 앞서 기술된 것과 같은 시간 변수들 Tspecified(702), Tactive(703) 및 Tdelay(704)를 포함한다. 부스트를 갖는 사인 입력 파형(700)이 재생된 이후의 Tdelay(704)(또는 부스트를 갖는 사인 입력 파형(700)이 재생되기 이전의 추천된 또는 필요한 Tdelay(704))는 대략 100 밀리초 이상이지만, 다른 값들(보다 낮은 값들을 포함함)이 사용될 수 있다.
그에 부가하여, 부스트를 갖는 사인 입력 파형(700)의 부스트 부분은 앞서 기술된 입력 파형(300)의 일부분으로 이루어져 있다. 보다 구체적으로는, 그리고 도 7a에 도시된 바와 같이, 부스트를 갖는 사인 입력 파형(700)의 부스트 부분은 탭 아톰과 관련하여 앞서 도시되고 기술된 구동 기간(302)의 대략 1/2로 이루어져 있을 수 있다. 이에 따라, 부스트는 실질적으로 정사각형인 아톰 또는 도 7a에 도시된 것과 같은 정사각형 아톰의 일부분으로 표현될 수 있다.
달리 말하면, 부스트를 갖는 사인은 부스트가 선행하는 규칙적인 주기적 진동파 또는 간단한 고조파 진동파일 수 있다. 부스트 부분은 규칙적인 주기적 진동파의 피크 진폭보다 더 큰 진폭을 갖는다. 이에 따라, 부스트는 액추에이터가 1 내지 2 사이클 내에 또는 설정된 시간 기간이 경과하기 전에 정상 상태 변위에서(또는 정상 상태 진폭의 특정의 퍼센트(예컨대, 10%) 내에서) 피크에 이르게 할 수 있다. 즉, 부스트는 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체가 그의 제1 또는 제2 사이클에서 부스트를 갖는 사인 아톰의 피크 진폭에 도달하게 할 수 있다. 마찬가지로, 액추에이터 질량체의 피크 운동량이 3개의 영 교차들과 4개의 영 교차들 사이에서 도달될 수 있다. 피크 진폭에 도달되면, 나머지 사인파는 구동파가 중단될 때까지 액추에이터 질량체가 정상 상태 피크 진폭으로 진동하는 채로 있게 할 수 있다.
그렇지만, 액추에이터 질량체가 (도 7b에 도시된 것과 같은) 정지 상태로 복귀하는 데 시간이 걸릴 수 있기 때문에, 부스트를 갖는 사인 입력 파형(700)이 햅틱 액추에이터에 더 이상 인가되지 않으면, 입력 파형(700)에 의해 제공되는 햅틱 출력이 액추에이터 질량체의 잔여 움직임으로 인해 트레일링 햅틱 출력을 가질 수 있다.
마찬가지로, 도 8a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 본원에서 제동을 갖는 사인 아톰이라고 알려져 있는 제6 유형의 햅틱 출력을 생성하기 위한 예시적인 입력 파형(800)을 나타내고 있다. 그에 부가하여, 도 8b는 시간 기간(801)에 걸쳐 입력 파형(800)에 응답하여 액추에이터 질량체의 변위를 표현하는 예시적인 출력 파형(810)을 나타내고 있다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 입력 파형(800)은 앞서 기술된 것과 같은 Tspecified(802), Tactive(803) 및 Tdelay(804)로서 기술된 상이한 시간 변수들을 포함한다. 제동을 갖는 사인 아톰에 대한 입력 파형(800)이 재생된 이후의 Tdelay(804)(또는 제동을 갖는 사인에 대한 아톰이 재생되기 이전의 추천된 또는 필요한 Tdelay(804))는 대략 30 밀리초 이상이지만, 다른 값들(보다 낮은 값들을 포함함)이 사용될 수 있다.
제동을 갖는 사인 입력 파형(800)은 사인 진동을 갑자기 중단시키는 데 사용될 수 있다. 이에 따라, 예를 들어, 도 3a와 관련하여 앞서 기술된 입력 파형(300)의 제동 기간(303)과 같은 제동 기간이 제동을 갖는 사인 입력 파형(800)의 맨 끝(tail end)에 추가될 수 있다. 제동의 도입은 앞서 기술되고 도 8b에 도시된 것과 같이 액추에이터 질량체의 변위가 갑자기 멈추게 한다.
이와 같이, 비록 햅틱 액추에이터가 진동 이전에 램프 업하는 데 몇 사이클이 걸릴 수 있지만, 액추에이터 질량체의 임의의 잔여 움직임이 도시된 것과 같이 제동을 거는 것에 의해 감소될 수 있다. 입력 파형(800)에 적용되는 제동 기간은 액추에이터 질량체가 4개 이하의 영 교차들 그리고, 일부 구현들에서, 3개 이하의 영 교차들 내에 피크 운동량으로부터 링다운 문턱값(또는 그 미만)으로 가게 할 수 있다. 제동이 액추에이터의 움직임과 위상이 다르도록(out of phase) 활성 기간 이후 제동이 시작되기 전에 지연시간이 제공될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현들에서, 제동이 액추에이터의 움직임과 대략 180도 위상이 다르도록 사인파 이후 그리고 제동 이전에 0.225 주기의 지연시간이 제공된다.
비록 제동을 갖는 사인 아톰이 사인파로서 도시되고 기술되지만, 제동을 갖는 사인 아톰이 진동파 이후에 제동을 갖는 임의의 규칙적인 주기적 진동파 또는 간단한 고조파 진동파로서 표현될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제동 부분은 규칙적인 주기적 진동파의 피크 진폭보다 더 큰 진폭을 갖는다.
도 9a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른, 본원에서 부스트 및 제동을 갖는 사인이라고 알려져 있는, 제7 유형의 햅틱 출력을 생성하기 위한 예시적인 입력 파형(900)을 나타내고 있다. 앞서 논의된 다른 사인파들에 대해서와 같이, 부스트 및 제동을 갖는 사인 입력 파형(900)은 Tspecified(902), Tactive(903) 및 Tdelay(904)로서 기술된 상이한 시간 변수들을 포함한다. 부스트 및 제동을 갖는 사인 아톰에 대한 입력 파형(900)이 재생된 이후의 Tdelay(904)(또는 부스트 및 제동을 갖는 사인 아톰이 재생되기 이전의 추천된 또는 필요한 Tdelay(904))는 대략 30 밀리초 이상이지만, 다른 값들(보다 낮은 값들을 포함함)이 사용될 수 있다.
그에 부가하여, 도 9b는 시간 기간(901)에 걸쳐 입력 파형(900)에 응답하여 액추에이터 질량체의 변위를 표현하는 예시적인 출력 파형(910)을 나타내고 있다. 입력 파형(900)에 의해 제공되는 햅틱 출력은 부스트 및 제동을 갖는 사인으로서 기술될 수 있다. 비록 도 9a와 관련하여 사인파가 도시되고 기술되지만, 부스트 및 제동을 갖는 사인이 부스트가 선행하고 제동이 뒤따르는 임의의 규칙적인 주기적 진동파 또는 간단한 고조파 진동파로서 표현될 수 있다.
부스트 및 제동을 갖는 사인 입력 파형(900)은 앞서 기술된 부스트를 갖는 사인 입력 파형(700)과 제동을 갖는 사인 입력 파형(800)의 조합일 수 있다. 그 결과, 부스트 및 제동을 갖는 사인 입력 파형(900)이 햅틱 액추에이터에 의해 재생될 때, 햅틱 출력의 시작이 앞서 기술된 탭 아톰에 대한 입력 파형(300)과 거의 유사하게 명쾌하다. 마찬가지로, 액추에이터 질량체의 움직임이 사라져야 할 때, 제동, 그리고 보다 구체적으로는 입력 파형(300)의 제동 기간(303)이 부스트 및 제동을 갖는 사인 입력 파형(900)의 끝에 첨부될 수 있다. 도 9b에 도시된 바와 같이, 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체의 변위를 표현하는 출력 파형(910)은 명쾌한 시작과 명쾌한 종료 둘 다를 가질 수 있으며, 그로써 임의의 와인드 업(wind-up) 또는 와인드 다운(wind-down) 햅틱 출력을 감소시키거나 제거할 수 있다.
어떤 경우들에, 램프형 구성에서 출력 파형의 진폭이 0 또는 실질적으로 0으로부터 피크 진폭으로 증가하는 햅틱 출력을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 다른 실시예들에서, 아톰이 합성기 엔진에 의해 재생되기 전에 액추에이터 질량체를 "느슨하게 하는(loosen)" 것(예컨대, 액추에이터에 존재하는 임의의 마찰을 극복하기 위해 액추에이터 질량체가 약간 움직이게 하는 것)이 바람직할 수 있다. 그렇지만, 그리고 앞서 언급된 바와 같이, 액추에이터에 마찰(예컨대, 액추에이터 내의 다양한 컴포넌트들 사이의 정지 마찰(static friction) 및/또는 운동 마찰(dynamic 또는 kinetic friction))이 존재할 수 있다. 마찰로 인해, 원하는 특성들을 가지는 출력 파형을 발생시키기가 어려울 수 있다. 예를 들어, 액추에이터 질량체가 움직이기 시작하기 위해 최소 양의 힘이 필요하게 될 수 있다. 그렇지만, 처음부터 입력 파형에 의해 너무 많은 전력이 인가되면, 출력 파형이 원하는 램핑 형상(ramping shape)을 갖지 않을 수 있다. 다른 한편으로, 처음부터 입력 파형에 의해 너무 적은 전력이 인가되면, 액추에이터 질량체는 마찰을 극복하고 움직임을 시작하기에 충분한 힘을 갖지 않을 수 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위해, 주파수 첩(frequency chirp)(또는 주파수 천이(frequency shift))이 입력 파형에 적용될 수 있다. 예를 들어 그리고 도 19a를 참조하면, 적용된 주파수 첩을 가지는 입력 파형(1910)이 도 19b의 출력 파형(1920)을 생성하는 데 사용될 수 있다. 즉, 입력 파형(1910)은 비공진 상태를 시작하고 서서히 공진 주파수로 이동할 수 있다. 예를 들어, 입력 파형(1910)의 공진 주파수(f 0)가 대략 150 ㎐이면, 입력 파형이 처음에 130 ㎐(비공진 상태)의 주파수에서 재생되고 150 ㎐(공진 상태(on-resonance)) 쪽으로 이동할 수 있다. 입력 파형의 주파수가 비공진 상태로부터 공진 상태로 천이할 때, 그 결과 얻어진 출력 파형(1920)의 진폭이 증가한다. 그 결과 얻어진 출력 파형(1920)은 도 19b에 도시된 것과 같은 원하는 램프형 구성을 가질 수 있다. 비록 상기 예가 주파수가 비공진 상태로부터 공진 상태로 증가하는 것을 나타내고 있지만, 비공진 상태로부터 공진 상태로의 주파수 변화가 감소될 수 있다. 예를 들어, 사인파의 공진 주파수가 150 ㎐이면, 비공진 상태는 180 ㎐에서 시작되고 150 ㎐로 감소될 수 있다.
앞서 도시되고 기술된 것과 같은 주파수 첩을 사용하는 것은 입력 파형(1910)이 전체 진폭으로 구동될 수 있게 한다. 입력 파형이 전체 진폭으로 구동되기 때문에, 입력 파형(1910)은 액추에이터 질량체에 가해지는 많은 양의 힘을 생성하고, 이는 액추에이터 질량체가 액추에이터에 존재하는 마찰을 극복하는 데 도움을 준다. 입력 파형(1910)의 주파수가 천이할 때, 액추에이터 질량체의 진폭이 선형적으로 증가할 수 있다.
도 20a 및 도 20b에 도시된 것과 같은 다른 구현에서, 입력 파형(2010)은 입력 파형(2010)의 시작에 부스트를 포함할 수 있다. 이 부스트는 액추에이터 질량체가 액추에이터에 존재하는 마찰을 이겨낼 수 있게 할 수 있다. 부스트가 적용되면, 도 19a와 관련하여 앞서 기술된 것과 같은 주파수 첩이 또한 입력 파형(2010)에 적용될 수 있다. 부스트 및 주파수 첩을 사용하여, 그 결과 얻어진 출력 파형(2020)은 도 20b에 도시된 것과 같은 램프형 구성을 가질 수 있다. 입력 파형(2010)이 더 이상 적용되지 않으면, 액추에이터 질량체의 움직임은 링다운 문턱값에 도달하고 그리고/또는 움직임을 멈출 때까지 서서히 감소될 수 있다.
도 21a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 예시적인 사인 입력 파형(2110)을 나타내고 있다. 이 입력 파형(2110)은 본원에 기술되는 다른 파형들과 동일한 방식으로 전자 디바이스의 햅틱 액추에이터에 인가될 수 있다. 예를 들어, 입력 파형(2110)이 도 6a와 관련하여 앞서 기술된 사인 아톰과 유사한 방식으로 액추에이터에 의해 재생될 수 있다.
그렇지만, 도 6a와 관련하여 앞서 기술된 사인 아톰과 달리, 입력 파형(2110)은 비공진 상태로 시작할 수 있다. 예를 들어, 임의의 입력 파형의 공진 주파수가 f 0으로 표현될 수 있다. 그렇지만, 입력 파형(2110)이 비공진 상태에 있을 수 있기 때문에, 그의 주파수는 f 0- n 으로서 표현될 수 있고, 여기서 n은 어떤 주파수 천이와 동등하다. 일부 구현들에서, n은 대략 10 ㎐일 수 있지만, n에 대한 다른 값들이 사용될 수 있고; 이러한 값들은 절대적(예컨대, 고정된 주파수 천이)이거나 상대적(예컨대, 입력 파형 주파수의 ㅌ과 같은, 입력 또는 대응하는 출력 파형에 기초한 주파수 천이)일 수 있다.
비록 입력 파형(2110)이 비공진 상태로 시작할 수 있지만, 입력 파형(2110)이 햅틱 액추에이터에 인가될 때, 입력 파형(2110)은 (임의로) 공진 주파수로 이동할 수 있다. 입력 파형(2110)이 햅틱 액추에이터에 의해 재생될 때, 액추에이터 또는 액추에이터 질량체의 움직임이 도 21b에 도시된 출력 파형(2120)으로 표현될 수 있다.
그렇지만, 출력 파형(2120)에서의 하나의 잠재적인 문제점은 액추에이터의 움직임, 그리고 보다 구체적으로는 액추에이터 질량체의 움직임이 햅틱 액추에이터의 인클로저에 의해 설정된 움직임 한도(movement bounds)를 초과할 수 있다는 것이다. 보다 구체적으로는, 액추에이터에의 입력 파형(2110)의 인가는 액추에이터 질량체로 하여금 햅틱 액추에이터의 인클로저의 하나 이상의 측벽들과 충돌하게 할 수 있다.
예를 들어 그리고 도 21b에 도시된 바와 같이, 입력 파형(2110)의 인가는 액추에이터 질량체의 움직임이 출력 파형(2120)의 시작에서 급등(spike)하게 할 수 있다. 시간이 경과함에 따라, 액추에이터 질량체의 움직임이 도시된 것과 같이 비공진 주파수(off-resonance frequency)로(또는 궁극적으로 공진 주파수로) 안정될 수 있다.
출력 파형(2120)의 시작에서 액추에이터 질량체의 여분의 움직임을 보상하기 위해, 햅틱 액추에이터의 인클로저 또는 케이스가 확장될 수 있다. 그렇지만, 이 해결방안이 바람직하지 않을 수 있는데, 그 이유는 햅틱 액추에이터의 인클로저의 확장이 전자 디바이스 내의 귀중한 실면적(real estate)을 차지할 수 있기 때문이다.
햅틱 액추에이터의 인클로저를 확장시키는 것에 대한 대안으로서, 입력 파형(2110)이 도 22a에 도시된 입력 파형(2210)에 의해 대체될 수 있다. 입력 파형(2210)은 사인파일 수 있지만, 다른 파형들이 사용될 수 있다. 입력 파형(2110)과 같이, 입력 파형(2210)은 공진 주파수(f 0)를 가질 수 있거나, 비공진 상태에 있고 f 0- n 으로 표현될 수 있으며, 여기서 n은 어떤 주파수 천이와 동등하다.
일부 실시예들에서, 입력 파형(2210)이 램프형 구성을 갖도록, 입력 파형(2210)이 엔벨로프(2220)에 의해 범위 제한될 수 있다. 보다 구체적으로는, 입력 파형(2210)의 사인파가 보다 작은 진폭으로 시작되는데, 그 이유는 엔벨로프(2220)에 의해 범위 제한되고 주어진 시간 기간에 걸쳐 증가하기 때문이다. 비록 꼭 그럴 필요는 없지만, 입력 파형(2210)이 햅틱 액추에이터에 제공될 때, 입력 파형이 비공진 상태로부터 공진 주파수로 전이할 수 있다.
비록 엔벨로프(2220)가 그의 상한 및 하한으로서 직선을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 일부 구현들에서, 엔벨로프(2220)의 상한과 하한은 최대 한도를 만날 때까지 시간의 경과에 따라 증가할 수 있다. 달리 말하면, 엔벨로프(2220)의 시작이 제1 양의 시간에 걸쳐 제1 기울기로 증가하고 제2 양의 시간에 걸쳐 제2의 보다 작은 기울기로 증가할 수 있다. 제2 양의 시간은 제1 양의 시간보다 더 길 수 있다. 제2 기울기가 증가하는 구현들에서, 제2 기울기는 최대 한도를 만날 때까지 증가할 수 있다.
도 22b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 햅틱 액추에이터에 의해 재생되는 도 22a의 입력 파형(2210)으로부터 생기는 예시적인 출력 파형(2230)을 나타내고 있다. 출력 파형(2230)은 입력 파형(2210)이 비공진 상태에 있는 것의 결과로서 비공진 상태에 있을 수 있다(예컨대, f 0- n 으로 표현된 주파수를 가질 수 있고, 여기서 n은 어떤 주파수 천이와 동등함). 그렇지만, 일부 구현들에서, 입력 파형(2210)이 공진 주파수 쪽으로 이동하면, 출력 파형(2230)도 공진 주파수 쪽으로 이동할 수 있다.
도 22b에 도시된 바와 같이, 액추에이터의 변위가 엔벨로프(2240)에 의해 범위 제한될 수 있다. 엔벨로프(2220)와 같이, 엔벨로프(2240)도 램프형 구성을 갖는다. 이와 같이, 액추에이터의 움직임이 제1 기간 동안 제1 기울기로 증가하고 제2 시간 기간 동안 안정된 채로 있을(또는 제2 기울기로 증가할) 수 있다. 비록 제1 기울기의 엔벨로프(2240)의 한도가 선형적으로 증가하는 것으로 도시되어 있지만, 입력 파형(2210)은 액추에이터를 도 22b에 도시된 것과 같이 엔벨로프(2240)의 초기 한도를 넘어 약간 움직이게 할 수 있다. 그렇지만, 액추에이터의 움직임이 제1 기울기의 한도를 초과하더라도, 액추에이터 질량체는 햅틱 액추에이터의 인클로저의 측면들과 충돌하지 않을 것이다.
달리 말하면 그리고 도 21a 및 도 21b와 관련하여 앞서 도시되고 기술된 입력 파형(2110) 및 출력 파형(2120)과 달리, 입력 파형(2210)과 출력 파형(2230)은 액추에이터의 움직임이 피크 변위로 램프 업할 수 있게 할 것이지만, 액추에이터 질량체가 햅틱 액추에이터의 인클로저의 하나 이상의 측벽들과 충돌하도록 허용하지 않을 것이다.
비록 도 19a 내지 도 22b에 구체적으로 도시되어 있지는 않지만, 다양한 입력 파형들(1910, 2010, 2110 및 2210)은 앞서 기술된 것과 같은 다양한 파라미터들(예컨대, Tactive, Tspecified, Tdelay)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이 변수들은 도 6a와 관련하여 앞서 도시되고 기술된 입력 파형(600)에 대한 변수들과 유사할 수 있다.
그에 부가하여, 다양한 입력 파형들을 생성하기 위해, 본원에 기술되는 다양한 입력 아톰들과, 좀 더 상세하게는 도 6a 내지 도 9b 그리고 도 19a 내지 도 22b와 관련하여 앞서 기술된 다양한 아톰들이 파형 "이펙터들"에 의해 처리될 수 있다. 이 이펙터들은 신호들의 세기들 또는 진폭들을 제한하는 스케일링 함수들을 정의할 수 있다. 일 예로서, 이펙터는, 예를 들어, 피크부터 0까지, 0부터 피크까지, 기타의 파라미터의 변화율과 같은 파라미터의 변화율을 제한하거나 다른 방식으로 제공하기 위해 사용될 수 있다. 소정 실시예들에서, 이펙터는 파형의 진폭을 수정하는 데 사용될 수 있다. 보다 구체적으로는, 다양한 이펙터들이 파형에 의해 야기되는 햅틱 출력을 변경하기 위해 다양한 파형들의 세기들 또는 진폭들을 제한하거나 다른 방식으로 수정하는 데 사용될 수 있다. 소정 실시예들에서, 이펙터와 연관된 시간 기간, 이펙터의 각도 또는 곡률은 물론, 시작 파라미터 값들 및 종료 파라미터 값들 모두가 개발자/설계자 또는 사용자에 의해 커스터마이즈가능하고 그리고/또는 선택될 수 있거나, 애플리케이션, 경보 통지의 유형 등에 기초할 수 있다.
어떤 경우들에, 출력 파형(예컨대, 출력 아톰)을 변화시키기 위해 함수 또는 인자를 적용하는 것에 의해 입력 파형들(예컨대, 입력 아톰들)을 스케일링하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 꾸준히 증가하는 세기의 출력 파형이 요망되면, 입력 파형의 진폭을 꾸준히 증가시키는 것에 의해 이것을 달성할 수 있다. 전술한 예들을 고려하면, 꾸준히 증가하는 세기를 가지는 출력 파형을 생성하기 위해 도 10a의 이하에서 기술되는 이펙터들(1000)이 하나 이상의 입력 아톰들에 적용될 수 있다.
이와 같이, 이펙터들은 원하는 출력을 생성하기 위해 (예컨대, 개발자 또는 설계자에 의해 미리 정의된 또는 정의가능한) 특정 시간에 걸쳐 하나 이상의 아톰들에 적용될 수 있는 스케일링 함수들인 것으로 생각될 수 있다. 이펙터는 시간 제한될 수 있거나 무기한 적용될 수 있다.
도 10a 내지 도 10c는 본원에 기술되는 임의의 입력 아톰에 대해 사용될 수 있는 다양한 이펙터들을 나타내고 있다. 비록 도 10a 내지 도 10c가 이펙터들이 양의 진폭으로 적용될 수 있다는 것을 나타내고 있지만, 이펙터들의 형상, 그리고 보다 구체적으로는 이펙터들 자체가 또한 음의 진폭으로 파형들에 적용될 수 있다. 이와 같이, 비록 이펙터들이 음의 진폭으로 적용될 수 있지만, 이펙터들의 형태들 및/또는 형상들이 기술된 양의 진폭 이펙터들을 X 축을 중심으로 미러링한 것일 수 있다.
도 10a는 선형적으로 증가하는 진폭을 갖는 이펙터(1000)를 도시하고 있다. 그에 따라, 이 이펙터가 아톰에 적용될 때, 출력 파형은 이펙터와 부합하는 선형적으로 증가하는 최대 진폭 또는 세기를 가질 수 있다. 그렇지만, 일정치 않게 증가하는 진폭 또는 세기를 갖는 출력 아톰, 또는 진폭이 이펙터가 적용되지 않는 경우에 그런 것보다 더 느린 레이트로 증가 및/또는 감소하는 아톰을 생성하기 위해, 도 10a에 도시된 것과 같은, 선형 이펙터의 적용이 가변적인 진폭을 가지는 입력 아톰과 결합될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.
도 10b는, 영역들(1010A, 1010B, 1010C)로서 예시되어 있는, 3개의 개별적인 고유의 영역들을 가지는 이펙터(1010)를 도시하고 있다. 초기 영역(1010A)은 도 10a에 도시된 선형적으로 증가하는 이펙터(1000)와 유사하게 기능할 수 있다. 이펙터의 제2 영역(1010B)은 일정한 스케일링 인자를 유지하도록 기능할 수 있는 반면, 제3 영역(1010C)은 입력 아톰에 적용되는 스케일링 인자를 영역(1010B)의 값으로부터 다시 0으로 선형적으로 감소시키도록 기능할 수 있다.
도 10c는 제3 샘플 이펙터(1020)를 도시하고 있다. 여기서, 이펙터(1020)는 시간이 경과함에 따라 초기의 0이 아닌 값으로부터 0으로 비선형적으로 스케일링된다. 이와 같이, 이펙터(1020)를 입력 아톰에 적용하는 것은 진폭 또는 세기가 시간에 대해 비선형적으로 감소하는 출력 아톰을 생성할 수 있다.
임의의 수의 그리고/또는 각종의 출력 아톰들을 발생시키기 위해 많은 다른 이펙터들이 구성되고 입력 아톰들에 적용될 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 그에 따라, 도 10a 내지 도 10c에 도시된 3개의 이펙터들은 예들에 불과하고, 어떤 방식으로도 제한하는 것으로 의도되어 있지 않다. 예를 들어, 그리고 도면들에 도시되어 있지 않지만, 최대 허용 진폭을 선형적으로 또는 다른 방식으로 감소시키기 위해, 최대 허용 진폭을 비선형적으로 증가시키기 위해, 기타를 위해 하나 이상의 이펙터들이 사용될 수 있다.
도 11은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 아톰들의 시퀀스(1110) 및 연관된 오디오 출력 파형(1150)을 나타내고 있다. 아톰들의 시퀀스(1110) 및 연관된 오디오 출력 파형(1150)은, 예를 들어, 도 12a 내지 도 12c의 전자 디바이스(1200)와 같은, 전자 디바이스에 의해 재생될 수 있다.
이전에 논의된 바와 같이, 본원에 기술되는 실시예들은 햅틱 언어의 발생, 생성 및/또는 사용을 가능하게 한다. 햅틱 언어는 앞서 기술된 다양한 예시적인 경보 이벤트들에 대해 사용되거나 그와 연관될 수 있다. 또한 논의된 바와 같이, 햅틱 언어는 어떤 시간 기간에 걸쳐 특정의 패턴으로 배열되는 다수의 햅틱 아톰들의 시퀀스로서 기술될 수 있다.
예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 아톰들의 시퀀스(1110)는 제1 아톰(1115)과 그에 뒤이은 제2 아톰(1120)의 다수의 반복들을 포함할 수 있다. 예시된 예에서, 제1 아톰(1115)은 탭이고, 제2 아톰(1120)은 마이크로 탭이다. 비록 특정의 시퀀스, 조합 및 수의 아톰들이 도 11에 도시되어 있지만, 본원에 기술되는 다양한 아톰들이 많은 상이한 방식들로 조합가능할 수 있다.
아톰들의 시퀀스(1110), 그리고 보다 구체적으로는 시퀀스 내의 각각의 아톰의 시작 지점이 초 단위로 명시될 수 있다. 예를 들어, 제1 아톰(1115)은 0.068 초에서 시작될 수 있는 반면, 제2 아톰들(1120) 각각은, 각각, 0.642 초, 0.962 초 및 1.493 초에서 시작될 수 있다. 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체는, 시퀀스 내의 각각의 아톰이 완료된 후에, 그의 공칭 위치로 복귀될 수 있다.
아톰들의 시퀀스(1110)는 또한 무음 아톰(1130)을 포함할 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 무음 아톰(1130)이 아톰들의 시퀀스(1110) 내의 다양한 아톰들 사이에서 재생될 수 있다. 예를 들어 그리고 도 11에 도시된 바와 같이, 무음 아톰(1130)이 제1 아톰(1115)과 제2 아톰(1120) 사이에서는 물론 제2 아톰(1120)의 각각의 반복 사이에서 재생될 수 있다. 무음 아톰(1130)이 개별적으로 또는 순차적으로 재생될 수 있다. 게다가, 무음 아톰(1130)의 길이가, 예를 들어, 아톰들의 시퀀스(1110)와 연관되어 있는 경보 이벤트의 유형에 기초하여 조절될 수 있다. 일부 실시예들에서, 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체는, 각각의 무음 아톰(1130)이 재생될 때, 그의 공칭 위치에 머물러 있거나, 최소 움직임 문턱값에 도달한다.
또한 도 11에 도시된 바와 같이, 오디오 출력 파형(1150)이 아톰들의 시퀀스(1110)에 의해 제공되는 햅틱 출력과 결합하여 재생되거나 그와 동기화될 수 있다. 아톰이 재생하기 시작하기 전에, 그 동안에 또는 그 이후에 오디오 출력 파형(1150)이 재생될 수 있다. 보다 구체적으로는, 오디오 출력 파형(1150)의 재생이 오디오 출력 파형(1150)에 동기화되고 있는 아톰의 유형에 기초하여 개시될 수 있다. 예를 들어, 오디오 출력 파형(1150)은 탭 아톰의 제동 기간의 시작에서 또는 그 동안에 재생하기 시작할 수 있거나, 미니 탭 아톰 또는 마이크로 탭 아톰의 제동 기간 또는 지연 기간 중 어느 하나의 끝에서 재생하기 시작할 수 있다. 다른 예에서, 탭 아톰과 연관된 오디오 파형의 재생이 제동 기간 또는 지연 기간 중 어느 하나의 끝에서 재생하기 시작할 수 있는 반면, 오디오 파형의 재생이 미니 탭 아톰 또는 마이크로 탭 아톰의 제동 기간의 시작에서 또는 그 동안에 재생하기 시작할 수 있다. 비록 특정 예들이 주어져 있지만, 오디오 파형의 재생이 각각의 아톰의 활성 기간들 동안 또는 그 이후의 다양한 때에 개시될 수 있다.
오디오 출력 파형(1150)의 세기가 또한, 예를 들어, 전자 디바이스에 의해 재생되고 있는 햅틱 아톰의 유형에 기초하여 변할 수 있다. 예를 들어, 탭 아톰과 연관된 오디오 파형이 미니 탭 아톰 또는 마이크로 탭 아톰과 연관된 오디오 파형의 세기들보다 더 큰 세기로 재생될 수 있다.
일부 실시예들에서, 미니 탭 아톰과 연관된 오디오 출력 파형(1150)은 탭 아톰의 오디오 파형 세기의 100% 미만(예컨대, 대략 80%)인 세기를 가질 수 있고, 앞서 논의된 바와 같이, 재생은 미니 탭 아톰의 제동 기간의 시작에서 또는 그 동안에 시작될 수 있다. 다른 실시예에서, 오디오 파형의 재생은 제동 기간의 시작 이전에 또는 미니 탭 아톰의 제동 기간의 끝으로부터 얼마 후에 시작될 수 있다.
마찬가지로, 마이크로 탭 아톰과 연관된 오디오 파형은 미니 탭 아톰의 세기보다 훨씬 더 작은 세기(예컨대, 탭 아톰과 연관된 오디오 파형의 피크 세기의 대략 20 퍼센트)를 가질 수 있고, 재생은 마이크로 탭 아톰의 끝에서(예컨대, 제동 기간이 끝날 때) 또는 앞서 기술된 것과 같은 제동 기간 이전, 그 동안 또는 그 이후 중 어느 하나에서의 다른 다양한 때에 시작될 수 있다. 오디오 파형 재생 지연시간이 또한 전자 디바이스, 햅틱 액추에이터의 크기 및/또는 재료, 또는 이들의 임의의 조합에 기초할 수 있다.
비록 아톰들과 오디오 파형들 사이의 특정 오프셋들이 논의되었지만, 파형들 사이의 오프셋들이, 예를 들어, 사용자 기본설정, 이벤트 통지들, 햅틱 언어, 재생되고 있는 아톰의 유형 등에 기초하여 변할 수 있다. 예를 들어, 햅틱 출력과 오디오 파형 사이의 지연시간은 재생되고 있는 아톰의 유형에 기초하여 변할 수 있다. 일부 실시예들에서, 보다 강한 아톰들과 오디오 파형들 사이보다 보다 약한 아톰들과 오디오 파형들 사이에 더 긴 지연시간이 있을 수 있다. 즉, 탭 아톰과 오디오 파형 사이보다 마이크로 탭 아톰과 오디오 파형 사이에 더 긴 지연시간이 있을 수 있다. 다른 실시예들에서, 오디오 파형과 보다 약한 아톰들 사이의 지연시간은 오디오 파형들과 보다 강한 아톰들 사이의 지연시간보다 더 짧을 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 오디오 파형들과 보다 약한 아톰들 사이의 지연시간과 오디오 파형들과 보다 강한 아톰들 사이의 지연시간이 차이가 없을 수 있다.
도 12a 내지 도 12c는 본원에 개시되는 실시예들에 따른 햅틱 출력을 제공하는 데 사용될 수 있는 예시적인 전자 디바이스들(1200)을 나타내고 있다. 보다 구체적으로는, 본원에 기술되는 아톰들, 아톰들의 시퀀스들 및 아톰들의 조합들의 유형들이 본원에 기술되는 햅틱 출력 및/또는 오디오 출력을 생성하기 위해 전자 디바이스(1200)에 의해 사용될 수 있다.
어떤 경우들에, 전자 디바이스(1200)는 웨어러블 전자 디바이스일 수 있다. 상세하게는, 전자 디바이스(1200)는 밴드(1220) 또는 밴드 조립체(band assembly)를 사용하여 사용자의 손목에 부착되도록 구성될 수 있는 디바이스 본체(1210)(또는 하우징)를 포함할 수 있다. 이 구성은 또한 본원에서 웨어러블 디바이스, 웨어러블 전자 디바이스, 디바이스 등이라고 지칭될 수 있다.
비록 웨어러블 전자 디바이스가 도 12a와 관련하여 특정하여 언급되고 도시되어 있지만, 본원에 개시되는 실시예들은 임의의 수의 전자 디바이스들에 대해 사용될 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스(1200)는 휴대폰(도 12b에 도시된 것 등), 태블릿 컴퓨터(도 12c에 도시된 것 등), 랩톱 컴퓨터 또는 다른 휴대용 전자 디바이스, 시간 유지 디바이스(time keeping device), 컴퓨터화된 안경, 내비게이션 디바이스, 스포츠 디바이스, 휴대용 음악 플레이어, 건강 디바이스, 의료 디바이스 등일 수 있다. 이에 따라, 도 12a 내지 도 12c 각각에서 유사한 도면 부호가 사용될 수 있다.
전자 디바이스(1200)는 다양한 경보 이벤트들 또는 통지들을 수신하거나 식별하도록 구성될 수 있다. 앞서 논의된 바와 같이, 이 경보 이벤트들 또는 통지들은 1) 착신 및/또는 발신 텍스트 기반 통신; 2) 발신 및/또는 착신 음성, 영상 및/또는 화상 통신; 3) 일정관리 및/또는 약속 통지들; 4) 디바이스 경보 통지들; 5) 위치 및/또는 방향 기반 통지들; 6) 애플리케이션 기반 통지들; 7) 시간 기반 통지들; 및 8) 건강 관련 통지들을 포함할 수 있지만, 이들로 제한되지 않는다.
경보 이벤트들 또는 통지들이 수신되거나 식별될 때, 전자 디바이스(1200)는 각각의 경보 이벤트 또는 통지와 연관되어 있는 햅틱 출력을 제공하도록 구성될 수 있다. 소정 실시예들에서, 각각의 경보 이벤트 또는 통지는, 이벤트 통지가 수신되고, 식별되며, 그리고/또는 발생될 때, 전자 디바이스(1200)에 의해 제공되는 고유의 햅틱 출력을 갖는다. 이와 같이, 하나의 경보 이벤트 또는 통지가 발생될 때, 전자 디바이스(1200)는 그 특정의 경보 이벤트 또는 통지와 연관된 햅틱 출력을 제공한다. 마찬가지로, 제2 경보 이벤트 또는 통지가 수신되거나, 식별되거나, 발생될 때, 전자 디바이스(1200)는 제2의 상이한 햅틱 출력을 제공한다. 이와 같이, 전자 디바이스의 사용자 또는 착용자는 하나의 경보 이벤트 또는 통지를 다른 경보 이벤트들 또는 통지들과 구별할 수 있을 것이다.
소정 실시예들에서, 전자 디바이스(1200)에 의해 제공되는 햅틱 출력은 햅틱 출력의 상이한 패턴들 또는 조합들을 생성하기 위해 순차적으로 서로 이어져 있거나 다른 방식으로 조합되는 아톰들로 이루어져 있을 수 있다. 예를 들어, 아톰들의 제1 시퀀스는 제1 시각에서 제공되는 제1 유형의 햅틱 출력, 그에 뒤이은 제2 시각에서의 제2 유형의 햅틱 출력, 그에 뒤이은 제3 시각에서의 제3 유형의 햅틱 출력으로 이루어져 있을 수 있다. 다른 예에서, 전자 디바이스(1200)는 제2 유형의 햅틱 출력을 제공하기 위해 순차적으로 서로 이어져 있는 아톰들의 제2 세트를 제공할 수 있다. 이 예에서, 제2 유형의 햅틱 출력은 제1 유형의 햅틱 출력 및 그에 뒤이은 제2 유형의 햅틱 출력의 3번의 반복들로 이루어져 있을 수 있다.
이상의 예들 각각에서, 시간 지연이 각각의 아톰 사이에 개재될 수 있다. 시간 지연은 아톰 자체에 기초할 수 있거나, 어떤 햅틱 출력 및/또는 오디오 출력도 전자 디바이스(1200)에 의해 제공되지 않는 "무음" 유형 아톰일 수 있다.
아톰들이 기술된 것과 같이 서로 이어져 있다면, 아톰들의 시퀀스에서의 각각의 아톰, 또는 각각의 아톰의 부분들은, 예를 들어, 각각의 액추에이터와 연관된 교정 데이터에 기초하여 조절되거나 변조될 필요가 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 아톰들의 시퀀스는 전자 디바이스(1200)의 전력 제약조건들 내에 들어맞도록 변조될 수 있다. 앞서 논의된 바와 같이, 아톰들은 전자 디바이스(1200)를 둘러싸고 있는 주변 온도, 전자 디바이스(1200) 자체의 동작 온도, 사용자 기본설정 등을 고려하기 위해 교정되거나 변조될 수 있다.
보다 구체적으로는, 아톰들이 서로 이어져 있으면, 다양한 교정 이득들이 아톰들의 시퀀스에 적용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 교정 이득들은 시퀀스 내의 아톰들(또는 아톰들의 부분들) 중 하나 이상에 대한 진폭을 증가 또는 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 교정 이득들이 적용되면, 하나 이상의 엔벨로프들(예컨대, 도 10a 내지 도 10c와 관련하여 앞서 기술된 엔벨로프들)이 아톰들의 시퀀스에 적용될 수 있다. 아톰들의 시퀀스는 또한 전자 디바이스(1200)와 연관된 동작 온도 또는 주변 온도는 물론 사용자 출력 기본설정에 기초하여 변조될 수 있다.
도 12a 내지 도 12c를 다시 참조하면, 전자 디바이스(1200)는 디바이스 본체(또는 하우징)(1210)의 케이스와 통합되어 있는 디스플레이(1202)를 포함할 수 있다. 디스플레이(1202)는 LCD(liquid crystal display), OLED(organic light emitting diode) 디스플레이, OEL(organic electroluminescence) 디스플레이, 또는 다른 유형의 디스플레이로 형성될 수 있다. 디스플레이(1202)는 시각적 정보를 사용자에게 제시하는 데 사용될 수 있고, 하나 이상의 디스플레이 모드들 또는 전자 디바이스(1200)에 의해 또는 그 상에서 실행되고 있는 소프트웨어 애플리케이션들에 따라 작동될 수 있다.
예로서, 디스플레이(1202)는 전통적인 손목시계 또는 시계와 유사하게 현재 시각 및 날짜를 제시하도록 구성될 수 있다. 디스플레이(1202)는 또한 각종의 다른 시각적 정보를 제시할 수 있다. 이 시각적 정보는 전자 디바이스(1200)에 의해 실행되고 있는 애플리케이션들에 대응할 수 있다. 다른 실시예들에서, 시각적 정보는 전자 디바이스(1200) 내의 다른 모듈들 중 하나를 사용하여 생성되거나 발생될 수 있다.
예를 들어, 디스플레이(1202)는 통지 메시지를 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 이 통지 메시지는 전자 디바이스(1200)의 무선 통신 서브시스템, 센서 모듈, 또는 다른 서브시스템을 사용하여 생성될 수 있다. 디스플레이(1202)는 또한 하나 이상의 센서 출력들의 출력에 기초하는 시각적 정보 또는 데이터를 제시하도록 구성될 수 있다. 디스플레이(1202)는 또한 무선 충전 프로세스 또는 배터리 전력에 관련된 상태 또는 정보를 제공할 수 있거나, 전자 디바이스(1200)에 의해 실행되고 있는 하나 이상의 애플리케이션들에 관련된 시각적 출력 또는 정보를 제시할 수 있다. 디스플레이(1202)는 전자 디바이스(1200)의 스피커 또는 음향 모듈을 사용하여 생성되고 있는 미디어 콘텐츠에 관한 정보를 디스플레이하기 위해 추가로 사용될 수 있다. 그에 따라, 각종의 다른 유형들의 시각적 출력 또는 정보가 디스플레이(1202)를 사용하여 제시될 수 있다.
어떤 경우들에, 터치 센서(도시되지 않음)가 전자 디바이스(1200)의 디스플레이(1202) 또는 다른 요소와 통합될 수 있다. 터치 센서는 디스플레이(1202)의 표면을 터치하고 있는 물체 또는 사용자의 손가락의 존재 및/또는 위치를 검출하도록 구성되는 하나 이상의 용량성 센서 전극들 또는 노드들로 형성될 수 있다. 터치 센서는 상호 커패시턴스 감지 방식에 따라 형성된 감지 노드들의 어레이를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 그에 부가하여, 터치 센서는, 사용자의 손가락과 같은, 물체가 디바이스 본체(1210)의 표면 또는 전자 디바이스(1200)의 다른 표면과 접촉하거나 거의 접촉할 때 용량성 결합의 변화를 검출하도록 구성되어 있는 하나 이상의 자기 용량성(self-capacitive) 노드들 또는 전극들을 포함할 수 있다. 저항성, 광학, 유도성 등을 비롯한, 다른 유형들의 전자적 감지 요소들 또는 노드들이 또한 전자 디바이스(1200)의 표면 내에 통합될 수 있다.
비록 도시되어 있지는 않지만, 전자 디바이스(1200)는 또한 힘 센서를 포함할 수 있다. 힘 센서가 전자 디바이스(1200)의 디스플레이(1202) 또는 다른 요소와 통합될 수 있다. 존재할 때, 힘 센서는 전자 디바이스(1200)의 표면 상에서의 터치의 압력의 크기를 검출하고 측정하기 위한 하나 이상의 힘 감지 구조물 또는 힘 감지 노드들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 힘 센서는 하나 이상의 유형들의 센서 구성들로부터 형성되거나 그들을 구현할 수 있다. 예를 들어, 용량성 및/또는 변형(strain) 기반 센서 구성들이 터치의 크기를 검출하고 측정하기 위해 단독으로 또는 결합되어 사용될 수 있다. 보다 구체적으로는, 용량성 힘 센서는 디바이스 상의 표면 또는 요소의 변위에 기초하여 터치의 크기를 검출하도록 구성될 수 있다. 그에 부가하여 또는 대안적으로, 변형 기반 힘 센서는 디스플레이(1202) 또는 전자 디바이스(1200)의 다른 부분의 편향에 기초하여 터치의 크기를 검출하도록 구성될 수 있다.
또한 도 12a에 도시된 바와 같이, 전자 디바이스(1200)는 또한 사용자 입력을 수신하기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 버튼들(1204) 및 크라운(crown)(1206)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 본원에서 논의되는 햅틱 출력은 하나 이상의 버튼들(1204) 및/또는 크라운(1206)의 작동에 응답한 것일 수 있다. 예를 들어, 크라운(1206)이 회전할 때, 감는 또는 돌리는 느낌을 시뮬레이트하기 위해 햅틱 출력이 제공될 수 있다. 마찬가지로, 버튼(1204)이 작동되면, 버튼(1204)의 작동이 수신되었다는 것을 사용자에게 통보하기 위해 햅틱 출력이 제공될 수 있다. 비록 도시되어 있지는 않지만, 디바이스 본체(1210)는 또한, 예를 들어, 다이얼들, 슬라이드들, 롤러 볼들 또는 유사한 입력 디바이스들 또는 메커니즘들을 비롯한, 다른 유형들의 사용자 입력 디바이스들 또는 모듈들을 통합할 수 있다.
전자 디바이스(1200)는 또한 스피커 및/또는 마이크로폰 부분조립체를 포함할 수 있는 음향 모듈(도시되지 않음)에 결합된 하나 이상의 개구부들 또는 오리피스(orifice)들을 포함할 수 있다. 스피커는 오디오 경보들을 하나 이상의 햅틱 액추에이터들에 의해 제공되는 햅틱 출력과 함께 출력하도록 구성될 수 있다.
전자 디바이스(1200)는 또한 밴드(1220)를 포함할 수 있다. 밴드(1220)는 디바이스 본체(1210)에 분리가능하게 부착되는 하나의 단부와, 예를 들어, 밴드 클래스프(band clasp) 또는 다른 이러한 부착 메커니즘을 사용하여 제2 밴드 스트랩에 분리가능하게 부착되도록 구성된 다른 단부를 갖는 제1 밴드 스트랩(band strap)을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 밴드(1220)는, 제2 밴드 스트랩의 하나의 단부는 디바이스 본체(1210)에 부착되고 다른 단부는 제1 밴드 스트랩에 부착되어 있는, 제2 밴드 스트랩을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 밴드(1220)는, 예를 들어, 피혁, 직포(woven textile), 또는 금속 메시(metallic mesh) 재료들을 비롯한, 각종의 재료들로 형성될 수 있다.
다른 실시예들에서, 전자 디바이스(1200)는 클립, 랜야드(lanyard) 또는 네크리스(necklace)를 포함할 수 있다. 다른 추가의 예들에서, 전자 디바이스(1200)는 사용자의 신체의 다른 부위에 또는 그 내에 고정될 수 있다. 이들 및 다른 실시예들에 있어서, 스트랩, 밴드, 랜야드, 또는 다른 고정 메커니즘은 액세서리와 무선 또는 유선 통신하는 하나 이상의 전자 컴포넌트들 또는 센서들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스(1200)에 고정되는 밴드(1220)는 하나 이상의 센서들, 보조 배터리, 카메라, 또는 임의의 다른 적당한 전자 컴포넌트를 포함할 수 있다.
게다가, 전자 디바이스(1200)는 앞서 도시되지 않거나 기술되지 않은 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스(1200)는 키보드 또는 다른 입력 메커니즘을 포함할 수 있다. 그에 부가하여, 전자 디바이스(1200)는 전자 디바이스(1200)가 인터넷에 연결할 수 있게 하고 그리고/또는 하나 이상의 원격 데이터베이스들 또는 저장 디바이스들에 액세스할 수 있게 하는 하나 이상의 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 전자 디바이스(1200)는 또한 음향, RF(radio frequency), NFC(near field communication), 적외선, 및 다른 무선 매체와 같은 무선 매체를 통한 통신을 가능하게 할 수 있다. 이러한 통신 채널들은 전자 디바이스(1200)가, 예를 들어, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 휴대폰, PDA(personal digital assistant), 휴대용 음악 플레이어, 스피커 및/또는 헤드폰 등과 같은 하나 이상의 부가 디바이스들과 원격적으로 연결하고 통신하는 것을 가능하게 할 수 있다.
도 13은, 예를 들어, 도 12a 내지 도 12c의 전자 디바이스(1200)와 같은, 예시적인 전자 디바이스(1300)에 존재할 수 있는 다양한 컴포넌트들 및 모듈들을 도시하고 있다. 도 13에 도시된 바와 같이, 전자 디바이스(1300)는 메모리(1331)에 액세스하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서(1330) 또는 처리 유닛을 포함한다. 소정 실시예들에서, 메모리(1331)는 다양한 명령어들, 컴퓨터 프로그램들 또는 다른 데이터를 그에 저장할 수 있다. 명령어들 또는 컴퓨터 프로그램들은 전자 디바이스(1300)와 관련하여 기술된 동작들 또는 기능들 중 하나 이상을 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 명령어들은 디스플레이(1302), 하나 이상의 입출력 컴포넌트들(1332), 하나 이상의 통신 채널들(1333), 하나 이상의 센서들(1334), 스피커(1335), 및/또는 하나 이상의 햅틱 액추에이터들(1337)의 동작을 제어하거나 조율하도록 구성될 수 있다.
프로세서(1330)는 데이터 또는 명령어들을 처리, 수신, 또는 전송할 수 있는 임의의 전자 디바이스로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1330)는 마이크로 프로세서, CPU(central processing unit), ASIC(application-specific integrated circuit), DSP(digital signal processor), 또는 이러한 디바이스들의 조합들일 수 있다.
전자 디바이스(1300)는 또한 합성기 엔진(1336)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 합성기 엔진(1336)은 프로세서(1330)의 일부일 수 있다. 다른 실시예에서, 합성기 엔진(1336)은 별개의 모듈 또는 햅틱 액추에이터(1337)의 일부일 수 있다. 합성기 엔진(1336)은, 임의의 이펙터들과 함께, 햅틱 아톰 또는 아톰들의 시퀀스를 재생성하기 위한 명령어들 또는 전압 파형들을 발생시키고 그리고/또는 전자 디바이스(1300)의 햅틱 액추에이터(1337)에 제공하도록 구성되어 있다. 예를 들어, 수신 또는 식별되는 경보 이벤트 또는 통지의 유형에 따라, 합성기 엔진(1336)은 대응하는 입력 파형들을 햅틱 액추에이터(1337)에 제공하거나 발생시킬 수 있다. 이 정보는 발생되어 햅틱 액추에이터(1337)에 실시간으로 제공될 수 있다. 햅틱 액추에이터(1337)에 제공되는 정보는 또한 앞서 기술된 것과 같이 각각의 파형이 출력되어야 하는 시각(예컨대, Tspecified)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 예를 들어, Tspecified와 같은, 앞서 명시된 시간 기간들 각각은 입력 파형 내에 인코딩될 수 있다. 합성기 엔진(1336)은 또한 부가의 출력이 제공되게 하는 명령어들을 다른 모듈들에 제공할 수 있다. 예를 들어, 합성기 엔진(1336)은 스피커(1335)에게 오디오 출력을 주어진 햅틱 출력과 함께 제공하라고 지시하거나 그로 하여금 그렇게 하게 할 수 있다.
메모리(1331)는 전자 디바이스(1300)에 의해 사용될 수 있는 전자 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1331)는 예를 들어, 오디오 및 비디오 파일, 문서 및 애플리케이션, 디바이스 설정 및 사용자 기본설정, 다양한 모듈들에 대한 타이밍 및 제어 신호 또는 데이터, 데이터 구조 또는 데이터베이스 등과 같은 전기 데이터 또는 콘텐츠(electrical data or content)를 저장할 수 있다. 메모리(1331)는 또한 본원에 개시되는 햅틱 언어를 형성하기 위해 사용될 수 있는 다양한 유형들의 햅틱 아톰들을 재생성하기 위한 명령어들을 저장할 수 있다. 메모리(1331)는, 예를 들어, 랜덤 액세스 메모리, 판독 전용 메모리, 플래시 메모리, 이동식 메모리, 또는 다른 유형들의 저장 요소들, 또는 이러한 디바이스들의 조합들과 같은 임의의 유형의 메모리일 수 있다.
앞서 간략히 논의된 바와 같이, 전자 디바이스(1300)는 도 13에서 I/O 컴포넌트들(1332)로서 나타내어져 있는 다양한 입출력 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 비록 I/O 컴포넌트들(1332)이 단일의 항목으로서 나타내어져 있지만, 전자 디바이스(1300)는, 사용자 입력에 액세스하기 위한 버튼들, 마이크로폰들, 스위치들, 및 다이얼들을 비롯한, 다수의 상이한 입력 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로는, I/O 컴포넌트들(1332)은 도 12a에 도시된 버튼(1204) 및 크라운(1206)에 대응할 수 있다. 일부 실시예들에서, I/O 컴포넌트들(1332)은 하나 이상의 터치 센서들 및/또는 힘 센서들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(1302)는 사용자가 전자 디바이스(1300)에 입력을 제공할 수 있게 하는 하나 이상의 터치 센서들 및/또는 하나 이상의 힘 센서들을 포함할 수 있다.
I/O 컴포넌트들(1332) 각각은 신호들 또는 데이터를 발생시키기 위한 특수 회로부를 포함할 수 있다. 어떤 경우들에, I/O 컴포넌트들(1332)은 디스플레이(1302) 상에 제시되는 프롬프트(prompt) 또는 사용자 인터페이스 객체에 대응하는 애플리케이션 관련 입력(application-specific input)에 대한 피드백을 생성하거나 제공할 수 있다. 예를 들어, 크라운(1206)은 디스플레이(1302) 상에 제시되는 리스트 또는 객체를 스크롤링하거나 스케일링하라는 지시로 변환될 수 있는 회전 입력을 사용자로부터 수신하는 데 사용될 수 있다.
전자 디바이스(1300)는 또한 하나 이상의 통신 채널들(1333)을 포함할 수 있다. 이 통신 채널들(1333)은 프로세서(1330)와 외부 디바이스 또는 다른 전자 디바이스 간의 통신을 제공하는 하나 이상의 무선 인터페이스들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 하나 이상의 통신 채널들(1333)은 프로세서(1330) 상에서 실행되는 명령어들에 의해 해석될 수 있는 데이터 및/또는 신호들을 전송하고 수신하도록 구성될 수 있다. 어떤 경우들에, 외부 디바이스는 다른 디바이스들과 데이터를 교환하도록 구성되어 있는 외부 통신 네트워크의 일부이다. 일반적으로, 무선 인터페이스는 무선 주파수, 광학, 음향, 및/또는 자기 신호들(이들로 제한되지 않음)을 포함할 수 있고, 무선 인터페이스 또는 프로토콜을 통해 동작하도록 구성될 수 있다. 예시적인 무선 인터페이스들은 무선 주파수 셀룰러 인터페이스, 광 섬유 인터페이스, 음향 인터페이스, 블루투스 인터페이스, NFC(Near Field Communication) 인터페이스, 적외선 인터페이스, USB 인터페이스, Wi-Fi 인터페이스, TCP/IP 인터페이스, 네트워크 통신 인터페이스, 또는 임의의 종래의 통신 인터페이스를 포함한다.
일부 구현들에서, 하나 이상의 통신 채널들(1333)은 전자 디바이스(1300)와, 휴대폰, 태블릿, 컴퓨터 등과 같은, 다른 디바이스 사이의 무선 통신 채널을 포함할 수 있다. 어떤 경우들에, 출력, 오디오 출력, 햅틱 출력 또는 시각적 디스플레이 요소들이 출력을 위해 다른 디바이스로 직접 전송될 수 있다. 예를 들어, 청각적 경보 또는 시각적 경고가 전자 디바이스(1300)로부터 휴대폰으로 그 디바이스 상에 출력하기 위해 전송될 수 있고 그 반대일 수 있다. 이와 유사하게, 하나 이상의 통신 채널들(1333)은 전자 디바이스(1300)를 제어하기 위해 다른 디바이스 상에서 제공되는 입력을 수신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 청각적 경보, 시각적 통지, 또는 햅틱 경보(또는 그에 대한 명령어들)가 제시를 위해 외부 디바이스로부터 전자 디바이스(1300)로 전송될 수 있다.
전자 디바이스(1300)는 또한 하나 이상의 센서들(1334)을 포함할 수 있다. 비록 센서(1334)의 단일의 표현이 도 13에 도시되어 있지만, 전자 디바이스(1300)는 많은 센서들을 가질 수 있다. 이 센서들은 생체인식 센서, 온도 센서, 가속도계, 기압 센서, 습도 센서 등을 포함할 수 있다.
하나 이상의 음향 모듈들 또는 스피커들(1335)이 또한 전자 디바이스(1300)에 포함될 수 있다. 스피커(1335)는 가청음 또는 음향 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 스피커(1335)는 Hi-Fi(high-fidelity) 클래스 D 오디오 구동기를 포함할 수 있다. 스피커(1335)는 특정 유형의 햅틱 출력과 연관되어 있는 가청음을 제공하도록 사용될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 가청음이 제공되는 햅틱 출력의 유형에 기초하여 변할 수 있다. 그에 부가하여, 가청음이 햅틱 출력에 대해 약간 지연되어 출력될 수 있다. 그렇지만, 햅틱 출력과 오디오 출력에 대한 사용자의 지각은 출력들이 동시에 또는 실질적으로 동시에 지각되도록 되어 있을 수 있다. 대안적으로 또는 그에 부가하여, 스피커(1335)는 가청음 또는 음향 신호를 수신하는 마이크로폰으로서 동작하도록 구성될 수 있다.
또한 도 13에 도시된 바와 같이, 전자 디바이스(1300)는 하나 이상의 햅틱 액추에이터들(1337)을 포함할 수 있다. 햅틱 액추에이터들(1337)은 회전 햅틱 디바이스, 선형 햅틱 액추에이터, 압전 디바이스, 진동 요소 등을 비롯한 임의의 유형의 햅틱 액추에이터일 수 있다. 햅틱 액추에이터(1337)는 합성기 엔진(1336)으로부터 다양한 햅틱 아톰들을 재생성하기 위한 명령어들을 수신하고 앞서 기술된 것과 같은 단속적(punctuated)이고 독특한 피드백을 디바이스의 사용자에게 제공하도록 구성되어 있다.
예를 들어, 햅틱 액추에이터(1337)는 전자 디바이스(1300)의 특정의 상태를 전자 디바이스(1300)의 사용자에게 통지하기 위해 햅틱 출력을 제공할 수 있다. 햅틱 출력은 또한 착신 문자 메시지, 전화 통화, 이메일 메시지 또는 다른 이러한 통신을 사용자에게 통지하기 위해 사용될 수 있다. 햅틱 출력은 또한 예정된 약속들 및 디바이스들 각각 상의 다양한 애플리케이션들로부터의 다른 통지들을 사용자에게 통지할 수 있다.
어떤 경우들에, 햅틱 액추에이터(1337)는, 크라운, 버튼들, 힘 센서, 또는 터치 센서와 같은, 다른 모듈에 작동가능하게 결합될 수 있다. 이와 같이, 이 모듈들 중 하나가 작동될 때, 햅틱 액추에이터(1337)는 그에 응답하여 연관된 출력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 햅틱 액추에이터는 크라운(1306)의 동작에 응답하여 피드백을 제공할 수 있다. 햅틱 액추에이터(1337)는 또한 전자 디바이스(1300)의 이벤트 또는 동작에 응답하여 경보 또는 신호를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 햅틱 액추에이터(1337)는 메시지의 수신에 응답하여 탭을 출력할 수 있다.
그에 따라, 외부 소스(문자 메시지, 이메일, 전화 통화, 경고 시스템 등)로부터 디바이스에 의해 데이터의 수신 시에; 애플리케이션에 의해(예를 들어, 사용자 입력이 요청된다는 것을 표시하기 위해); 특정 시각(예를 들어, 캘린더 엔트리가 발생하는 때)에 도달할 때; 전자 디바이스의 동작 상태(예를 들어, 낮은 배터리 충전, 디바이스의 운영 체제에 대한 업그레이드, 디바이스 온도가 특정 지점에 도달하는 것 등)에 의해; 사용자에 의해 개시된 설정(특정 시각에서 발생하도록 설정된 알람)을 통해; 지리적 인자들(특정 지역에 들어가는 것 또는 그로부터 나가는 것)로 인해; 근접성(다른 전자 디바이스를 갖는 다른 사람이 근방에 있을 때) 등에 의해 경보들이 발생될 수 있다. 이들 및 다른 경보 조건들은 본 문서 전체를 읽어보면 이해될 것이다.
소정 실시예들에서, 전자 디바이스(1300)는 내부 배터리(1338)를 포함할 수 있다. 배터리(1338)는 전력을 저장하고 햅틱 액추에이터(1337)를 비롯한 전자 디바이스(1300)의 다양한 컴포넌트들 및 모듈들에 제공하는 데 사용될 수 있다. 배터리(1338)는 무선 충전 시스템을 사용하여 충전되도록 구성될 수 있지만, 유선 충전 시스템도 사용될 수 있다.
도 14는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 예시적인 햅틱 액추에이터(1400)를 나타내고 있다. 보다 구체적으로는, 도 14와 관련하여 도시되고 기술된 햅틱 액추에이터(1400)는 스프링-질량체-댐퍼를 그의 공진 주파수로 진동시키는 선형 공진형 액추에이터이다. 비록 선형 공진형 액추에이터가 도시되고 기술되어 있지만, 본원에 기술되는 실시예들은 또한 중심을 벗어난 질량체(off-center mass)를 회전시키는 것에 의해 유사한 햅틱 출력을 생성하는 편심 회전 질량체 액추에이터(eccentric rotating mass actuator)에 대해서도 사용될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 회전 질량체의 하나의 전체 회전 사이클(full cycle of revolution)은 선형 액추에이터의 하나의 주기와 동등하다. 또 다른 실시예들에서, 액추에이터는 압전 액추에이터, 형상 기억 합금, 전기활성 중합체(electroactive polymer), 열 액추에이터(thermal actuator) 등일 수 있다.
일부 실시예들에서, 햅틱 액추에이터는 비교적 짧은 양의 시간 내에 햅틱 액추에이터의 중량체 또는 액추에이터 질량체를 기동시키고 정지시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 대략 6 밀리초와 대략 40 밀리초 사이에서 탭 아톰, 미니 탭 아톰 및 마이크로 탭 아톰 각각이 시작되고 종료될 수 있다(즉, 액추에이터 질량체의 움직임이 시작되고 종료될 수 있다). 어떤 경우들에, 탭 아톰은 대략 35 밀리초 내에 시작되고 종료되도록 구성될 수 있고, 미니 탭 아톰은 대략 20 밀리초 내에 시작되고 종료될 수 있으며, 마이크로 탭 아톰은 대략 15 밀리초 내에 시작되고 종료될 수 있다. 이 아톰들 각각에 대한 빠른 시작 시간(start up time) 및 종료 시간(end time)으로 인해, 리딩 버즈 및/또는 트레일링 버즈(예컨대, 햅틱 액추에이터가 움직임을 시작하고 종료하는 것에 의해 야기되는 소음 및/또는 진동들)가 크게 감소 또는 제거될 수 있다.
소정 실시예들에서, 상이한 크기들의 햅틱 액추에이터들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 햅틱 액추에이터는 중량이 대략 40 그램 내지 60 그램이다. 어떤 특정 예들에서, 햅틱 액추에이터는 중량이 대략 50 그램이지만, 다른 중량들이 사용될 수 있다. 50 그램 중량은 햅틱 액추에이터와 연관된 하우징, 커버 및 모든 장착 하드웨어(mounting hardware)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 액추에이터 질량체는 중량이 대략 2 그램 내지 대략 3 그램일 수 있다. 어떤 특정 예들에서, 액추에이터 질량체는 중량이 대략 2.5 그램일 수 있다. 다른 실시예들에서, 보다 가벼운 또는 보다 무거운 햅틱 액추에이터 및 액추에이터 질량체가 사용될 수 있다. 소정 실시예들에서, 햅틱 액추에이터 및 액추에이터 질량체의 크기 및 치수가 또한 달라질 수 있다.
이전에 논의된 바와 같이, 예시적인 햅틱 파형들(아톰들이든 그의 조합들이든 관계없음)이 햅틱 액추에이터에의 입력, 햅틱 액추에이터로부터의 출력 및/또는 전자 디바이스로부터의 출력의 면에서 정의되거나 기술될 수 있다. 예를 들어, 그리고 이하에서 기술될 것인 바와 같이, 다양한 전압들, 자속들 또는 전류들이 입력 파형에 의해 정의된 명시된 시간 간격들로 햅틱 액추에이터에 인가될 수 있다. 이러한 전기적 특성들이, 전자기 코일의 동작 및 그 결과 얻어진 자속이 액추에이터 질량체 내의 자석과 또는 액추에이터 질량체 자체와 상호작용하는 것에 의해 유발되거나 인가될 수 있다. 코일에 인가되는 전압들/전류들은 일련의 로렌츠 힘(Lorentz force)이 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체 내의 또는 그와 연관된 가동 자기 구조물(moveable magnetic structure)들에 가해지게 한다. 이 힘들은 액추에이터 질량체의 속력 및 변위를 짧은 양의 시간 내에 증가시키기 위해 전략적 간격들로 액추에이터 질량체를 밀고 당긴다. 비록 특정 구조물들이 언급되어 있지만, 본 개시내용의 햅틱 액추에이터는 그와 연관된 다른 구조물들을 가질 수 있다.
사용되는 액추에이터의 유형에 관계없이, 햅틱 액추에이터(1400)는, 예를 들어, 전자 디바이스(1200)(도 12a 내지 도 12c)와 같은, 전자 디바이스의 케이스 또는 하우징을 통해 전달될 수 있는 기계적 움직임 또는 진동을 생성하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로는, 햅틱 액추에이터(1400)는, 햅틱 액추에이터(1400)에 의해 재생될 때, 사용자에게 전달되고 자극 또는 다른 유형의 햅틱 출력으로서 지각될 수 있는 햅틱 출력을 생성하는, 다양한 아톰들을 수신하도록 구성될 수 있다. 본원에 기술되는 바와 같이, 아톰들 및 그들의 연관된 햅틱 출력은 본원에서 탭, 마이크로 탭 및 미니 탭이라고 지칭될 수 있다. 앞서 기술된 부가의 아톰들이 또한 본 개시내용의 실시예들에서 사용될 수 있고, 사인, 부스트를 갖는 사인, 제동을 갖는 사인, 및 부스트 및 제동을 갖는 사인을 포함할 수 있다.
입력 파형들 및 그 각자의 출력 파형들 각각은 원하는 느낌을 생성하기 위해 설정된 양의 시간 내에 시작되고 완료되도록 구성되어 있다. 예를 들어, 탭에 대한 입력 파형은 대략 6 밀리초 내지 대략 40 밀리초 내에 시작되고 완료될 수 있다. 일부 실시예들에서, 시간 프레임이 대략 35 밀리초만큼 작을 수 있다. 이 시간 프레임은 종래의 햅틱 액추에이터들에서 전형적으로 제공되는 버즈보다는, 사람의 주의를 끌기 위한 탭과 거의 유사한, 예리한 단일의 햅틱 탭을 제공한다. 예를 들어, 탭과 연관된 입력 및 출력 파형은 종래의 햅틱 액추에이터에 의해 출력되는 버즈의 지속기간의 1/10일 수 있다. 게다가, 햅틱 액추에이터(1400)는 전자 디바이스가 앞서 기술된 것과 같은 디바이스 파형에 따라 움직이게 할 수 있다.
앞서 논의된 햅틱 출력의 유형들에 부가하여, 햅틱 액추에이터(1400)는 햅틱 언어를 표현하고 그리고/또는 다양한 아톰들의 조합들을 반복하는 아톰들의 조합들을 수신하고 재생하도록 구성될 수 있다. 아톰들은 앞서 기술된 것과 같은 라이브러리에 저장될 수 있다. 게다가, 다양한 아톰들의 조합들이 또한 라이브러리에 저장될 수 있다. 소정 실시예들에서, 햅틱 언어가 아톰들의 기본 구성 블록들로 이루어져 있을 뿐만 아니라, 아톰들이 특정의 순서로 조합되고 배열될 수 있다. 각각의 아톰이 햅틱 언어의 숫자, 문자, 또는 단어를 표현할 수 있기 때문에, 아톰들의 시퀀스는 햅틱 언어에서의 부가의 숫자들, 문자들, 단어들 또는 심지어 문장들을 표현하는 데 사용될 수 있다.
예를 들어, 탭, 미니 탭 및 마이크로 탭 아톰들 각각은 햅틱 언어의 기본 구성 블록 또는 기본 패턴을 표현할 수 있다. 이에 따라, 탭, 미니 탭 및 마이크로 탭 아톰들 각각은 상이한 패턴들 - 각각의 패턴은 특정의 단어, 문장 등을 표현함 - 을 생성하기 위해 순차적으로 배열되거나 다른 방식으로 조합될 수 있다. 게다가, 각각의 숫자, 단어, 또는 문장이 앞서 기술된 것과 같은 특정의 이벤트 통지와 연관될 수 있다.
상기한 내용에 부가하여, 햅틱 액추에이터(1400)는 또한 "무음" 파형을 재생하도록 구성될 수 있다. 무음 파형은 최대 1 초의 지속기간을 가질 수 있지만, 다른 시간 기간들이 생각되고 있다. 게다가, 무음 파형이 (다른 입력 및 출력 파형들에서와 같이) 연속하여 재생될 수 있다. 이와 같이, 보다 긴 무음 지속기간들이 필요하면, 다수의 무음 파형들이 순차적으로 재생될 수 있다. 소정 실시예들에서, 특정 햅틱 출력의 다른 유형 또는 반복을 출력하기 전에, 햅틱 액추에이터(1400)의 액추에이터 질량체의 진동들이 멈추거나 실질적으로 멈추도록 하기 위해 무음 파형이 사용될 수 있다.
햅틱 액추에이터(1400)가 햅틱 언어를 출력하도록 구성되어 있기 때문에, 전자 디바이스의 사용자는, 햅틱 언어에 의해 제공되는 햅틱 출력에만 기초하여, 수신되는 다양한 경보 이벤트들 또는 통지들을 분간할 수 있을 것이다. 비록 햅틱 언어가 사용자가 햅틱 언어에 기초하여 이벤트 통지들을 결정할 수 있게 할 수 있지만, 부가의 통지들(예컨대, 텍스트 통지들, 시각적 통지들 등)이 또한 전자 디바이스에 의해 제공될 수 있다.
햅틱 액추에이터(1400)는 전자 디바이스의 개발자 또는 사용자에 특유하거나 그에 의해 조정되는 커스터마이즈된 햅틱 언어를 수신하도록 구성될 수 있다. 그에 부가하여, 오디오 및/또는 음향 출력이 또한 햅틱 언어의 일부로서 또는 그에 부가하여 제공될 수 있다. 오디오 출력의 추가는 햅틱 언어를 추가로 향상시키고 그리고/또는 햅틱 언어의 추가적 커스터마이제이션을 가능하게 할 수 있다.
도 14를 다시 참조하면, 햅틱 액추에이터(1400)는 사용자의 손목에서 햅틱 출력을 제공하도록 특별히 구성될 수 있다. 비록 손목이 특별히 언급되어 있지만, 본원에 기술되는 실시예들이 그렇게 제한되지 않는다. 햅틱 액추에이터는 다양한 배향들, 위치들(전자 디바이스가 어디에 위치해 있는지에 따라 사용자의 신체 상의 위치들을 포함함) 등에서 햅틱 출력을 제공할 수 있다. 햅틱 액추에이터(1400)가 본원에 기술되는 다양한 아톰들을 재생할 때 햅틱 액추에이터(1400)에 의해 제공되는 햅틱 출력은 종래의 진동 모터들에 의해 보통 제공되는 것과 같이 클릭들의 형태로 일련의 햅틱 출력을 제공하는 종래의 진동 모터보다 최대 5배 더 강력할 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 햅틱 액추에이터(1400)는 케이스(1405)에 의해 둘러싸여 있는 본체를 가질 수 있다. 소정 실시예들에서, 햅틱 액추에이터(1400)는 대략 568 ㎣의 체적을 가질 수 있다. 비록 특정 체적이 언급되어 있지만, 햅틱 액추에이터는 다양한 크기들 및 체적들을 가질 수 있다. 소정 실시예들에서, 케이스(1405)는 웨어러블 전자 디바이스(1200)의 하우징에 연결되는 브래킷(bracket)(도시되지 않음)을 형성하기 위해 연장될 수 있다. 이하에서 설명될 것인 바와 같이, 케이스(1405) 내의 액추에이터 질량체(1410)의 움직임이 케이스(1405)에 그리고 브래킷을 통해 웨어러블 전자 디바이스(1200)의 하우징에 전달될 수 있다. 이러한 방식으로, 액추에이터 질량체(1410)의 움직임은 지각되는 자극들을 생성할 수 있다.
소정 실시예들에서, 움직임은, 웨어러블 전자 디바이스(1200)의 하우징의 일부분에만 영향을 미친다는 점에서, 선택적이거나 다른 방식으로 집중될 수 있다. 다른 실시예에서, 움직임이 웨어러블 전자 디바이스(1200)의 하우징 전체에 광범위하게 영향을 미칠 수 있다. 어느 경우든지, 햅틱 액추에이터(1400)는 본원에 기술되는 것과 같은 경보 또는 통지로서 사용될 수 있는 촉각적 출력을 생성할 수 있다.
비록 본 개시내용의 햅틱 액추에이터(1400)가 케이스(1405) 내에 둘러싸여 있을 수 있지만, 예시적인 햅틱 액추에이터(1400)의 내부 컴포넌트들을 보여주기 위해 도 14에서 케이스(1405)의 다양한 측벽들이 제거되었다. 예를 들어, 그리고 도 14에 도시된 바와 같이, 햅틱 액추에이터는 프레임, 중앙 자석 어레이(1420) 및 중앙 자석 어레이(1420) 주위에 배치된 코일(1430)을 포함하는 액추에이터 질량체(1410)를 포함한다.
햅틱 액추에이터(1400)의 코일(1430)은 코일(1430)을 형성하는 긴 전선을 따라 (예컨대, 배터리로부터) 전류를 전달하는 것에 의해 에너지를 공급받을 수 있다. 코일(1430)의 전선을 따라 전류의 방향은 코일(1430)로부터 나오는 기전력의 방향을 결정한다. 차례로, 기전력의 방향은 액추에이터 질량체(1410)의 움직임 방향을 결정한다.
예를 들어, 코일(1430)이 에너지를 공급받을 때, 코일(1430)은 기전력을 발생시킨다. 자석 어레이 내의 자석들의 반대 극성들은 코일(1430)의 기전력과 상호작용하는 반경방향 기전력(radial electromotive force)을 발생시킨다. 기전력들의 상호작용으로 인해 생기는 로렌츠 힘은 액추에이터 질량체(1410)가 샤프트(1440)를 따라 제1 방향으로 움직이게 한다. 코일(1430)을 통한 전류 흐름을 반대로 하는 것은 로렌츠 힘을 반대로 한다. 그 결과, 기전력 또는 중앙 자석 어레이(1420)에 대한 힘이 또한 반대로 되고, 액추에이터 질량체(1410)가 제2 방향으로 움직일 수 있다. 이와 같이, 액추에이터 질량체(1410)는, 코일을 통한 전류 흐름의 방향에 따라, 샤프트(1440)를 따라서 양 방향으로 움직일 수 있다.
상기 예를 계속하면, 코일(1430)이 에너지를 공급받을 때, 중앙 자석 어레이(1420)(및 액추에이터 질량체(1410))는 기전력의 극성에 따라 햅틱 액추에이터(1400)의 샤프트(1440)를 따라서 움직인다. 예를 들어, 코일(1430)의 전선을 따라서 전류의 방향이 제1 방향이면, 액추에이터 질량체(1410)는 제1 방향으로(예컨대, 햅틱 액추에이터(1400)의 근단부(proximal end) 쪽으로) 움직일 것이다. 마찬가지로, 코일(1430)의 전선을 따라서 전류의 방향이 제2 방향(예컨대, 제1 방향의 반대)이면, 액추에이터 질량체(1410)는 제1 방향과 반대인 제2 방향으로(예컨대, 햅틱 액추에이터(1400)의 원단부(distal end) 쪽으로) 움직일 것이다.
게다가, 코일(1430)을 통한 전류가 충분히 높으면, 액추에이터 질량체(1410)는 빠르게 움직이고 짧은 양의 시간 내에 피크 속도 및 운동량 그리고 피크 변위에 도달할 것이다. 일부 실시예들에서, 피크 운동량은 대략 2000 그램 밀리미터/초이지만, 다른 운동량들(및 속도들)이 도달되고 그리고/또는 사용될 수 있다. 예를 들어, 입력 파형 또는 아톰에 의해 표현되는, 전류의 양이 햅틱 액추에이터에 인가될 때, 햅틱 출력이 대략 3 밀리초 내지 대략 20 밀리초 동안 느껴질 수 있다.
소정 실시예들에서, 탭 아톰에 대한 피크 속도 또는 운동량이 액추에이터 질량체와 햅틱 액추에이터(1400)의 하나 이상의 측벽들 간의 어떤 내부 충돌도 없이 그리고 명시된 전력 소모 요구사항들(예컨대, 주어진 시간 기간 내에 1 와트의 전력이 소모됨)을 유지하면서 달성될 수 있는 최대 속도 또는 운동량으로서 정의될 수 있다. 게다가, 액추에이터 질량체의 피크 속도는, mm/s 단위의 출력을 위해, 측정된 힘 출력(예컨대, 뉴턴)을 0.05 ㎏으로 나누고 이에 1000을 곱한 것의 수치 적분에 의해 계산될 수 있다.
비록 피크 속도와 운동량이 상기한 바에 의해 정의되지만, 본원에서 사용되는 피크 속도/운동량이 또한 앞서 기재된 것과 같은 탭, 미니 탭 및 마이크로 탭 그리고/또는 사인, 부스트를 갖는 사인, 제동을 갖는 사인 그리고 부스트 및 제동을 갖는 사인과 연관된 햅틱 출력을 제공하기 위해 도달되는 가장 높은 속도/운동량으로서 기술될 수 있다. 그에 부가하여, 다양한 커스텀 파형들 및 다른 이러한 아톰들의 시퀀스들에 대해 본원에서 논의되는 파라미터들(예컨대, 운동량, 속도, 세기 등) 중 임의의 것이 또한 정의될 수 있다.
일부 실시예들에서, 액추에이터 질량체 또는 햅틱 액추에이터의 움직임이 운동량으로서 표현될 수 있다. 보다 구체적으로는, 본 개시내용의 일부 실시예들은 1500 그램/밀리미터/초의 최소 운동량을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 50 그램 햅틱 액추에이터는 대략 40 밀리미터/초의 속도를 가질 수 있고, 그에 따라 대략 2000 그램/미터/초의 운동량을 가질 수 있다. 마찬가지로, 2.5 그램 액추에이터 질량체는 대략 800 밀리미터/초의 속도를 가질 수 있고 또한 대략 2000 그램/밀리미터/초의 운동량을 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 액추에이터 질량체(1410)의 목표 속도, 운동량, 또는 목표 변위가 도달된 후에, 초기의 방향성 전류(directional current)와 반대인 방향성 전류가 코일(1430)에 인가된다. 즉, 인가된 전류의 방향이 액추에이터 질량체(1410)를 가속시키기 위해 제1 방향이면, 코일(1430)에 인가되는 제2 전류는 반대 방향일 수 있다. 제2 전류는 발생된 기전력이 액추에이터 질량체(1410)의 초기 움직임과 반대인 방향으로 힘을 가하게 한다. 그 결과, 기전력은 액추에이터 질량체(1410)를 느려지게 하거나 그에 대한 제동기로서 기능한다. 제동의 결과로서, 액추에이터 질량체는 그의 공칭 위치로 복귀된다.
이러한 방식으로 전류들을 사용하는 것은, 특히 액추에이터 질량체가 공진 주파수에 또는 그 근방에 있을 때, 액추에이터 질량체(1410)의 진동을 제어하거나 다른 방식으로 제한하기 위해 사용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 전류들을 사용하는 것은 액추에이터 질량체(1410)의 공진 주파수를 유지하기 위해 사용될 수 있다.
상기한 내용에 부가하여, 전류의 방향을 교번하는 것, 그리고 그로써 액추에이터 질량체(1410)에 인가되는 기전력을 교번하는 것은 코일(1430)이 액추에이터 질량체(1410)를 "미는 것"과 "당기는 것" 둘 다를 할 수 있게 한다. 그 결과, 코일(1430)의 기전력의 선택적 인가를 통해 기전력이 2개의 반대 방향들로 인가될 수 있다. 이것은 다수의 방향들에서 액추에이터 질량체(1410)의 움직임 및/또는 속도/운동량에 대한 세밀한 제어를 가능하게 할 수 있다.
예를 들어, 제1 기전력(예컨대, "밀기")이 액추에이터 질량체(1410)에 가해지게 하는 제1 전류 값이 코일(1430)에 인가될 수 있다. 그 결과, 액추에이터 질량체(1410)는, 예를 들어, 액추에이터 질량체(1410)가 케이스(1405)의 중심에 또는 그 근방에 있는 위치와 같은, 그의 공칭 위치로부터 액추에이터 질량체(1410)가 케이스(1405)의 원단부 쪽으로 움직인 제2 위치로 움직인다. 액추에이터 질량체(1410)가 제2 위치에 도달하면, 또는 명시된 양의 시간이 경과한 후에, 제2 기전력(예컨대, "당기기")이 액추에이터 질량체(1410)에 가해지게 하는 제2 전압 또는 전류가 코일(1430)에 인가될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 기전력은 제1 기전력과 반대인 극성을 가지며, 그로써 액추에이터 질량체(1410)에 대한 "당기기"를 야기한다. 그 결과, 액추에이터 질량체(1410)는, 예를 들어, 케이스(1405)의 근단부 쪽으로와 같이, 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 이동하기 시작한다.
그렇지만, 액추에이터 질량체(1410)가 제1 변위와 연관된 이동으로 인해 이동할 더 긴 거리를 갖기 때문에, 액추에이터 질량체(1410)의 속도 및 운동량이 증가할 수 있다. 이러한 밀기 및 당기기 동작은 액추에이터 질량체(1410)의 원하는 또는 피크 변위 및/또는 원하는 또는 피크 속도 및/또는 운동량에 도달될 때까지 계속될 수 있다. 예를 들어, 제2 방향에서의 원하는 변위가 충족되면 제3 기전력이 액추에이터 질량체(1410)에 가해질 수 있다. 제3 기전력은 제1 기전력(예컨대, 밀기)과 유사할 수 있고 액추에이터 질량체(1410)가 피크 속도, 운동량 및/또는 변위에 도달하게 할 수 있다.
원하는 변위 및/또는 원하는 속도 및/또는 운동량에 도달되면, 액추에이터 질량체(1410)를 느려지게 하기 위해 방향성 전류(예컨대, 햅틱 액추에이터의 변위와 반대로 기전력을 가하는 전류)가 인가될 수 있다. 예를 들어, 액추에이터 질량체가 "당기기"에 의해 야기되는 방향으로 이동하고 있다면, "밀기"를 야기하는 전압 또는 전기 입력이 코일(1430)에 인가된다. "밀기"는 액추에이터 질량체(1410)의 속도, 운동량 및/또는 변위를 느려지게 하기 위해 사실상 제동기로서 기능한다. 일부 실시예들에서, 액추에이터 질량체(1410)의 속도, 운동량 또는 변위를 증가시키기 위해 다수의 밀기들 및 당기기들이 사용될 수 있는 것처럼, 액추에이터 질량체(1410)의 속도를 느려지게 하거나 변위 또는 운동량을 감소시키기 위해 다수의 밀기들 및 당기기들이 사용될 수 있다.
소정 실시예들에서, 햅틱 액추에이터의 샤프트(1440), 중앙 자석 어레이(1420) 및 프레임은, 예를 들어, 텅스텐, 티타늄, 스테인레스강 등과 같은 비-페라이트계 재료(non-ferritic material)로 제조될 수 있다. 이 재료들을 사용하는 것은 중앙 자석 어레이(1420)가 샤프트(1440) 쪽으로 끌려가는 것 - 이는 자석 어레이(1420)와 샤프트(1440) 사이의 마찰을 증가시킴으로써 액추에이터 질량체(1410)를 움직이는 데 필요한 힘을 증가시킬 수 있음 - 을 방지하는 데 도움을 준다.
도 14에 도시된 바와 같이, 햅틱 액추에이터(1400)는 또한 하나 이상의 스프링들(1460)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 스프링들(1460)은 샤프트(1440)의 각각의 단부를 둘러싸고 있을 수 있다. 스프링들(1460)은 샤프트(1440)를 따라서 액추에이터 질량체(1410)의 움직임을 감쇠시키는 기능을 할 수 있다. 그에 부가하여, 하나 이상의 스프링들(1460)은 액추에이터 질량체가 케이스(1405)의 하나 이상의 측벽들과 부딪치거나 충돌하는 것을 방지할 수 있다. 스프링들(1460)은 또한 액추에이터 질량체를, 액추에이터 질량체가 정지해 있거나(예컨대, 움직이지 않음) 실질적으로 정지해 있는, 그의 공칭 위치로 또는 액추에이터 질량체(1410)가 케이스(1405)의 중심에 또는 그 근방에 있는 상태로 복귀시키는 데 도움을 줄 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 하나 이상의 스프링들은 액추에이터 질량체(1410)를 그의 움직이지 않는(또는 공칭) 위치로 복귀시키는 데 도움을 주기 위해 코일(1430)의 기전력과 협력할 수 있다.
다른 실시예들에서, 하나 이상의 스프링들(1460)은 햅틱 출력을 제공하기 위해 나중에 사용될 수 있는 에너지를 저장하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 고정된 전력 버짓 내에 여전히 있으면서(예컨대, 대략 0.5 내지 1.0 와트의 전력을 사용하면서) 갑작스런 운동 에너지 임펄스를 전자 디바이스(1200)의 착용자 또는 사용자에게 전달하는 것이 바람직할 수 있기 때문에, 부가의 에너지가 하나 이상의 스프링들(1460)에 저장될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 액추에이터 질량체(1410)는, 예를 들어, 작은 양의 전류를 사용하여, 햅틱 액추에이터(1400)의 근단부 또는 원단부 중 어느 하나 쪽으로 서서히 변위될 수 있다.
액추에이터 질량체(1410)가 움직일 때, 하나 이상의 스프링들(1460) 중 하나가 압축될 수 있다. 액추에이터 질량체(1410)가 문턱 거리만큼 변위되거나 문턱 양의 시간 동안 보유되거나 다른 방식으로 움직이면, 액추에이터 질량체(1410)가 해제될 수 있거나 다른 전류(예컨대, 액추에이터 질량체(1410)가 스프링(1460) 쪽으로 변위되게 하기 위해 햅틱 액추에이터에 인가된 전류와 반대인 방향을 가지는 전류)가 햅틱 액추에이터(1400)에 인가된다.
해제되면, 압축된 스프링은 액추에이터 질량체(1410)가 가속되게 하고(또는 다른 방식으로 운동량이 증가되게 하고) 액추에이터 질량체가 그의 공칭 위치에서 출발한 경우보다 더 신속하게 변위되게 한다. 유의할 점은, 액추에이터 질량체(1410)가 초기에 변위되어 있지만, 액추에이터 질량체(1410)의 변위가 어떤 지각되는 햅틱 출력도 야기하지 않을 수 있다는 것이다. 게다가, 액추에이터 질량체(1410)의 속도 및/또는 운동량이 제2 전류가 인가될 때까지 거의 0에 머물러 있을 수 있다.
햅틱 액추에이터(1400)는 또한 가요선(flex)(1450)을 포함할 수 있다. 가요선(1450)은 케이스(1405) 내의 컴포넌트들에 대한 전기적 연결들을 제공하기 위해 케이스(1405)를 관통하여 연장될 수 있다. 일부 실시예들은 가요선(1450)을 생략할 수 있고 그 대신에 케이스(1405)의 외부에 전기 접점들을 제공할 수 있거나, 가요선(1450) 대신에 강성 커넥터(rigid connector)를 사용할 수 있다.
도 15는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 햅틱 출력을 제공하는 방법(1500)을 나타내고 있다. 방법(1500)은, 예를 들어, 도 12a 내지 도 12c와 관련하여 도시되고 기술된 전자 디바이스(1200)와 같은, 전자 디바이스에 의해 사용될 수 있다. 보다 구체적으로는, 방법(1500)은, 예를 들어, 도 14와 관련하여 도시되고 기술된 햅틱 액추에이터(1400)와 같은, 햅틱 액추에이터에 의해 수행될 수 있다.
방법(1500)은 아톰 또는 아톰들의 시퀀스에 대한 명령어들이 수신될 때(1510) 시작된다. 소정 실시예들에서, 수신되는 아톰은 탭 아톰, 미니 탭 아톰, 마이크로 탭 아톰, 사인 아톰, 부스트를 갖는 사인 아톰, 제동을 갖는 사인 아톰, 부스트 및 제동을 갖는 사인 아톰, 무음 아톰, 커스텀 아톰, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.
각각의 아톰, 아톰들의 조합 및/또는 아톰들의 시퀀스는 특정의 경보 이벤트 또는 다른 이러한 통지와 연관될 수 있다. 그에 따라, 프로세스(1510)는 어떤 유형의 경보 이벤트가 전자 디바이스에 의해 (예컨대, 다른 디바이스로부터) 수신 및/또는 전송되었는지에, 적어도 부분적으로, 기초할 수 있다. 예를 들어, 전화 통화가 수신되면, 제1 아톰들의 시퀀스가 선택 및/또는 발생되고 이어서 햅틱 액추에이터에 제공될 수 있다. 전자 메시지가 수신되면, 제2 아톰들의 시퀀스가 선택 및/또는 발생되고 이어서 햅틱 액추에이터에 제공될 수 있다.
일부 실시예들에서, 햅틱 언어에서의 상이한 엔트리들을 구성하는 다수의 아톰들의 시퀀스들이 또한 순차적으로 출력될 수 있다. 예를 들어, 제1 경보 이벤트와 제2 경보 이벤트가 동시에 또는 실질적으로 동시에 수신되면, 제1 아톰들의 시퀀스가 수신될 수 있고 제2 아톰들의 시퀀스가 제1 아톰들의 시퀀스와 시퀀싱될 수 있다.
아톰 또는 아톰들의 패턴이 수신되면, 흐름은 동작(1520)으로 진행하고, 제1 아톰의 구동 기간이 재생된다. 일부 실시예들에서, 구동 기간은 합성기 엔진에 의해 햅틱 액추에이터에 제공되고 앞서 기술된 것과 같이 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체를 여기시키는 데 사용된다. 보다 구체적으로는, 아톰의 구동 기간은 기전력으로 하여금 액추에이터 질량체를 제1 방향 및/또는 제2 방향으로 움직이게 하는 다양한 전압 값들이 햅틱 액추에이터에 인가되게 할 수 있다.
앞서 논의된 바와 같이, 구동 기간에서 다양한 때에 상이한 전압 값들이 인가될 수 있다. 게다가, 전압 값들은 액추에이터 질량체의 변위를 증가 또는 감소시킬 수 있고, 액추에이터 질량체의 속도 또는 운동량을 증가 또는 감소시킬 수 있으며, 기타를 할 수 있다. 또한 앞서 논의된 바와 같이, 구동 기간은 햅틱 액추에이터가 햅틱 출력을 제공할 수 있도록 다양한 힘들이 액추에이터 질량체에 가해지게 할 수 있다.
흐름은 이어서 제1 아톰의 제동 기간이 실행되는 동작(1530)으로 진행한다. 소정 실시예들에서, 제동 기간은 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체의 움직임을 신속하게 느려지게 하기 위해 사용된다. 제동 기간은, 액추에이터 질량체가 움직이는 것을 멈추거나 움직이는 것을 실질적으로 멈출 때까지 액추에이터 질량체의 속도, 운동량, 및/또는 변위를 느려지게 하기 위해 기전력들이 액추에이터 질량체에 가해질 수 있도록, 상이한 전압 값들이 다양한 시간 기간들에서 햅틱 액추에이터에 인가되게 하도록 설계될 수 있다. 액추에이터 질량체가 움직이는 것을 멈추면, 액추에이터 질량체는 그의 공칭 위치에 있을 수 있다.
일부 실시예들에서, 부가의 아톰들이 햅틱 액추에이터에 제공되거나 다른 방식으로 제시되면, 햅틱 액추에이터는 부가의 아톰들에 의해 표현되는 명령어들에 따라 계속하여 진동하고 그리고/또는 햅틱 출력을 제공할 것이다. 이와 같이, 다양한 아톰들이 앞서 기술된 것과 같이 서로 시퀀싱되거나 다른 방식으로 조합될 수 있다.
도 16은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 하나 이상의 아톰들 또는 아톰들의 시퀀스 및 연관된 이펙터들을 재생하는 방법(1600)을 나타내고 있다. 방법(1600)은 도 12a 내지 도 13과 관련하여 도시되고 기술된 예시적인 전자 디바이스들 중 임의의 것에 의해 수행될 수 있다. 보다 구체적으로는, 전자 디바이스의 합성기 엔진 또는 처리 유닛이 이하에서 기술되는 방법을 실행하도록 구성될 수 있다. 그에 부가하여, 합성기 엔진 또는 프로세서는 다양한 입력 파형들을, 예를 들어, 햅틱 액추에이터(1400)(도 14)와 같은, 햅틱 액추에이터에 제공하기 위해 사용될 수 있다.
방법(1600)은 경보 이벤트가 전자 디바이스에 의해 수신(1610)되거나, 식별되거나, 트리거링될 때 시작된다. 일부 실시예들에서, 경보 이벤트는 1) 예를 들어, 이메일, 문자 메시지 등과 같은 착신 및/또는 발신 텍스트 기반 통신; 2) 착신 및/또는 발신 음성, 영상 및/또는 화상 통신; 3) 일정관리 및/또는 약속 통지들; 4) 예를 들어, 배터리 부족 통지, 디바이스 또는 애플리케이션 업데이트 통지들, 디바이스 페어링 통지들 등과 같은 디바이스 경보 통지들; 5) 위치 및/또는 방향 기반 통지들; 6) 예를 들어, 전자 디바이스 상에서 또는 컴패니언 디바이스 상에서 실행 중인 다양한 애플리케이션들로부터의 푸시 통지들, 경보들 등과 같은 애플리케이션 기반 통지들; 7) 알람들, 시간 통지들 등과 같은 시간 기반 통지들; 그리고 8) 건강 관련 통지들을 포함할 수 있다. 다양한 경보 이벤트들은 또한 전자 디바이스 및/또는 컴패니언 디바이스와의 사용자 상호작용들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스가, 크라운 또는 버튼과 같은, 입력 메커니즘을 포함하면, 경보 이벤트가 크라운 또는 버튼의 작동과 연관될 수 있다.
경보 이벤트가 수신되거나 식별되면, 전자 디바이스의 합성기 엔진 또는 프로세서는, 아톰들이 수신된 경보 이벤트의 유형에 기초하여 재생될 수 있도록, 발생되고, 재생성되며, 그리고/또는 햅틱 액추에이터에 제공되어야 하는 하나 이상의 아톰들을 식별할 수 있다(1620). 일부 실시예들에서, 다양한 경보 이벤트들은 그와 연관되어 있는 하나 이상의 아톰들을 가질 수 있다. 즉, 제1 유형의 경보 이벤트는 제1 아톰 또는 아톰들의 시퀀스와 연관될 수 있고 제2 유형의 경보 이벤트는 제2 아톰 또는 아톰들의 시퀀스와 연관될 수 있다.
그에 부가하여, 각각의 경보 이벤트는 특정 유형의 오디오 출력 및/또는 특정의 이펙터와 연관될 수 있다. 이와 같이, 합성기 엔진 또는 프로세서는 또한 어느 아톰들 또는 아톰들의 시퀀스를 발생시키고 그리고/또는 햅틱 액추에이터에 제공해야 하는지를 결정하도록 구성될 수 있을 뿐만 아니라, 오디오가 출력되어야 하는지는 물론 아톰들 또는 아톰들의 시퀀스가 앞서 기술된 것과 같이 하나 이상의 이펙터들을 사용하여 범위 제한되어야 하는지를 결정하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 수신되는 경보 이벤트가 이메일 통지 이벤트이면, 합성기 엔진 또는 프로세서는 제1 아톰들의 시퀀스가 햅틱 액추에이터에 제공되어야 한다고 결정하도록 구성될 수 있다. 그렇지만, 경보 이벤트가 전화 통화이면, 합성기 엔진 또는 프로세서는 제2 아톰들의 시퀀스가 햅틱 액추에이터에 제공되어야 한다고 결정하도록 구성될 수 있다. 그에 부가하여, 프로세서 또는 합성기 엔진은 또한 제1 및/또는 제2 아톰들의 시퀀스가 또한 오디오 출력을 가질 수 있고 특정의 이펙터에 의해 범위 제한될 수 있다고 결정할 수 있다.
햅틱 액추에이터에 제공되어야 하는 아톰들의 유형을 결정하는 것에 부가하여, 프로세서 또는 합성기 엔진은 각각의 아톰이 햅틱 액추에이터에 의해 재생되어야 하는 시간의 양을 결정하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 이 시간 기간은 앞서 기술된 것과 같은 Tspecified에 대응한다.
또 다른 실시예들에서, 합성기 엔진 또는 프로세서는 또한 명령어들을 수신하고, 그 명령어들에 기초하여, 햅틱 액추에이터에 제공할 아톰의 유형을 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 경보 이벤트가 수신되거나 식별될 때, 프로세서 또는 합성기 엔진은 경보 이벤트와 연관되어 있는 아톰 또는 아톰들의 유형은 물론, 각각의 아톰에 대한 원하는 재생 길이(예컨대, Tspecified), 재생 동안의 세기 레벨 및/또는 아톰이 재생되어야 하는 때를 식별한다. 세기 레벨은 기본 세기 레벨의 어떤 퍼센트일 수 있다. 기본 세기 레벨은 각각의 아톰에 대한 최대 진폭, 각각의 아톰에 대한 기본 진폭, 또는, 예를 들어, 1 와트의 주어진 퍼센트 또는 수분의 1과 같은, 기본 전력 출력에 기초할 수 있다. 보다 낮은 세기에 대해, 햅틱 출력을 발생시키기 위해 보다 낮은 전력이 사용되고; 따라서, 일 실시예에서, 세기 레벨은 디바이스에 의한 전력 사용량을 나타내거나 그에 대응할 수 있다. 그에 따라, "세기"는 진폭 및/또는 전력 사용량을 포함하거나 그에 대응할 수 있지만, 이들로 제한되지 않는다. 이와 같이, 경보 이벤트가 수신되거나 식별될 때, 합성기 엔진은 이하에 기술되는 것과 같이 상기 파라미터들을 사용하여 입력 파형들을 결정하고 그리고/또는 발생시키도록 그리고 발생된 입력 파형들 또는 연관된 명령어들을 햅틱 액추에이터에 제공하도록 구성될 수 있다.
흐름은 이어서 합성기 엔진이 아톰 유형, 각각의 아톰에 대한 원하는 재생 길이, 각각의 아톰에 대한 퍼센트 전력, 각각의 아톰의 재생을 개시해야 하는 때, 및 임의의 이펙터들에 기초하여 입력 파형들을 발생시키고 입력 파형들을 전자 디바이스의 햅틱 액추에이터에 제공하는 동작(1630)으로 진행한다. 일부 실시예들에서, 합성기 엔진은 수신된 또는 식별된 경보 이벤트에 기초하여 필요하게 되는 아톰들 및 이펙터들을 포함하는 명령어들을 전자 디바이스 내의 프로세서 또는 다른 모듈로부터 수신하도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 합성기 엔진은, 아톰들이 전자 디바이스(1300)의 개별 컴포넌트에 의해 식별될 때, 어떤 아톰들이 재생되어야 하는지를 결정할 필요가 없다.
그에 관계없이, 입력 파형들을 발생시킬 때, 합성기 엔진은 햅틱 액추에이터에 이어서 제공되는 입력 파형들을 발생시키도록 구성될 수 있다. 이전에 논의된 바와 같이, 합성기 엔진은 단일의 아톰, 아톰들의 시퀀스, 이펙터, 오디오 출력(또는 오디오 출력에 대한 명령어들) 및 이들의 임의의 조합들에 대한 입력 파형들을 발생시킬 수 있다. 다른 실시예들에서, 합성기 엔진은 앞서 기술된 것과 같이 햅틱 언어의 하나 이상의 문구들 또는 단어들을 발생시키도록 구성될 수 있다.
합성기 엔진은 또한 입력 파형들이 발생될 때 각각의 입력 파형에 대해 할당된 시간 프레임을 결정하고 그리고/또는 포함하도록 구성될 수 있다. 즉, 합성기 엔진은 원하는 시간 기간(Tspecified)에 기초하여 액추에이터에 대한 각각의 아톰 파형의 활성 시간 기간(Tactive)을 결정하도록 구성될 수 있다. 앞서 논의된 바와 같이, Tactive는 햅틱 액추에이터가 Tspecified에 의해 명시된 시간 프레임에서 출력할 수 있는 N개의 전체 사이클들로 이루어져 있다. 예를 들어, 비록 Tspecified에 대한 값이 2초일 수 있지만, 액추에이터가 (Tspecified와 Tactive 사이의 차이를 나타내는) 0.2초 내에 다른 전체 사이클를 재생할 수 없기 때문에 Tactive에 대한 값은 1.8초일 수 있다.
합성기 엔진이 입력 파형들을 발생시켰으면, 흐름은 동작(1640)으로 진행하고, 입력 파형들이 전자 디바이스의 햅틱 액추에이터에 제공된다. 수신되면, 햅틱 액추에이터는 이어서 입력 파형들을 재생하고, 이 입력 파형들은, 나중에, 수신된 입력 파형들에 기초한 햅틱 출력을 제공한다. 합성기 엔진 또는 프로세서는 또한 명령어들을, 대응하는 오디오 출력을 출력하기 위해, 스피커 또는 다른 출력 디바이스에 제공할 수 있다.
본원에 개시되는 다양한 유형들의 전자 디바이스들은 하나 이상의 API(Application Programming Interface)들을 사용하도록 구성될 수 있다. API는 프로그램 코드 컴포넌트 또는 하드웨어 컴포넌트(이하에서 "API 구현 컴포넌트"라고 함)에 의해 구현되는 인터페이스로서, 상이한 프로그램 코드 컴포넌트 또는 하드웨어 컴포넌트(이하에서, "API 호출 컴포넌트"라고 함)가 API 구현 컴포넌트에 의해 제공되는 하나 이상의 함수들(예컨대, 햅틱 경보 함수), 메서드들, 프로시저들, 데이터 구조들, 클래스들 및/또는 다른 서비스들에 액세스하여 이를 사용할 수 있게 한다. API는 API 호출 컴포넌트와 API 구현 컴포넌트 사이에서 전달되는 하나 이상의 파라미터들을 정의할 수 있다.
API는 API 호출 컴포넌트의 개발자(제3자 개발자일 수 있음)가 API 구현 컴포넌트에 의해 제공되는 명시된 특징들을 이용할 수 있게 한다. 하나의 API 호출 컴포넌트 또는 다수의 API 호출 컴포넌트들이 있을 수 있다. API는 애플리케이션으로부터의 서비스들에 대한 요청들을 지원하기 위하여 컴퓨터 시스템 또는 프로그램 라이브러리가 제공하는 소스 코드 인터페이스일 수 있다. 운영 체제(OS)는 OS 상에서 실행되는 애플리케이션들이 그 API들 중 하나 이상을 호출할 수 있게 하는 다수의 API들을 가질 수 있고, (프로그램 라이브러리와 같은) 서비스는 그 서비스를 사용하는 애플리케이션이 그 API들 중 하나 이상을 호출할 수 있게 하는 다수의 API들을 가질 수 있다. API는 애플리케이션이 빌드(build)될 때 인터프리트(interpret)되거나 컴파일(compile)될 수 있는 프로그래밍 언어에 의해 명시될 수 있다.
예를 들어, 일부 실시예들에서, API는 개발자 또는 다른 사용자가 경보 이벤트에 응답하여 아톰들의 라이브러리 내의 어느 아톰들이 재생되거나, 시퀀싱되거나 다른 방식으로 햅틱 액추에이터에 제공되어야 하는지를 명시할 수 있게 할 것이다. 즉, 개발자는 경보 이벤트가 수신되거나 트리거링될 때 제공되어야 하는 아톰들, 아톰들의 시퀀스들, 이펙터들 및/또는 오디오 출력을 결정하거나, 발생시키거나 생성하기 위해 API를 사용할 수 있다.
예를 들어, 일부 실시예들에서, 합성기 엔진 또는 프로세서는 또한 API(또는 API에 의해 용이하게 되는 함수 호출)로부터 명령어들을 수신하고, 그 명령어들에 기초하여, 햅틱 액추에이터에 제공할 아톰 또는 아톰들의 유형을 결정하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 개발자는 햅틱 액추에이터에 제공되어야 하는 아톰의 유형 및 아톰의 유형과 연관되어야 하는 경보 이벤트를 함수 호출에서 명시하거나 다른 방식으로 생성할 수 있다. 그에 부가하여, 개발자는 각각의 아톰에 대한 원하는 재생 길이(예컨대, Tspecified), 재생 동안의 세기 레벨, 및/또는 아톰이 재생되어야 하는 때를 명시할 수 있다. 세기 레벨은 기본 세기 레벨의 어떤 퍼센트 또는 분수일 수 있다. 기본 세기 레벨은 각각의 아톰에 대한 최대 진폭 또는, 예를 들어, 1 와트의 주어진 퍼센트와 같이, 기본 전력의 어떤 퍼센트 또는 분수로서 표현될 수도 있는, 아톰의 기본 진폭의 어떤 퍼센트 또는 분수에 기초할 수 있다. 보다 낮은 세기에 대해, 햅틱 출력을 발생시키기 위해 보다 낮은 전력이 사용되고; 따라서, 일 실시예에서, 세기 레벨은 디바이스에 의한 전력 사용량을 나타내거나 그에 대응할 수 있다.
API는 또한 개발자가 새로운 오디오 파형들 및 햅틱 언어의 새로운 단어들 또는 문구들을 발생시키거나 생성할 수 있게 할 것이다. 예를 들어, 개발자는 특정의 경보 이벤트에 의해 제공되는 햅틱 출력을 수정, 변경 또는 업데이트하기 위해 다양한 아톰들을 서로 시퀀싱할 수 있을 것이다. 이와 같이, 개발자 또는 사용자는 자신의 기본설정에 기초하여 각각의 경보 이벤트에 대한 고유의 경보를 가질 수 있다. 상기한 내용에 부가하여, 개발자는, API를 통해, 개발자에 의해 생성된 아톰들 또는 아톰들의 시퀀스의 신호들을 감싸기 위해 어느 이펙터들(있는 경우)이 사용되는지를 명시할 수 있을 것이다.
일부 실시예들에서, API 구현 컴포넌트는 하나 초과의 API를 제공할 수 있고, 각각의 API는 API 구현 컴포넌트에 의해 구현되는 기능의 상이한 측면들에 액세스하는 상이한 측면들의 상이한 뷰 또는 상이한 측면들을 갖는 상이한 뷰를 제공한다. 예를 들어, API 구현 컴포넌트의 하나의 API는 제1 기능 세트를 제공할 수 있고 제3자 개발자들에게 노출될 수 있으며, API 구현 컴포넌트의 다른 API는 숨겨질(노출되지 않을) 수 있고 제1 기능 세트의 서브셋을 제공하고 또한 제1 기능 세트에는 없는 테스트 또는 디버그 기능과 같은 다른 기능 세트를 제공할 수 있다.
다른 실시예들에서, API 구현 컴포넌트는 기본 API를 통해 하나 이상의 다른 컴포넌트들을 호출할 수 있고, 따라서 API 호출 컴포넌트와 API 구현 컴포넌트 둘 다가 될 수 있다.
API는 API 호출 컴포넌트들이 API 구현 컴포넌트의 명시된 특징들에 액세스하여 그들을 사용할 때 API 호출 컴포넌트들이 사용할 수 있는 언어와 파라미터들을 정의한다. 예를 들어, API 호출 컴포넌트는 API에 의하여 노출된 하나 이상의 API 호출들 또는 인보케이션(invocation)들(예를 들어, 함수 또는 메서드 호출들에 의해 구현됨)을 통해 API 구현 컴포넌트의 명시된 특징들에 액세스하고, API 호출들 또는 인보케이션들을 통해 파라미터들을 사용하여 데이터 및 제어 정보를 전달한다. API 구현 컴포넌트는 API 호출 컴포넌트로부터의 API 호출에 응답하여 API를 통해 값을 반환할 수 있다. API는 API 호출의 신택스(syntax)와 결과(예컨대, API 호출을 어떻게 작동시키는지 그리고 API 호출이 무엇을 하는지)를 정의하지만, API는 API 호출이 API 호출에 의해 명시된 기능을 어떻게 달성하는지를 드러내지 않을 수 있다. 호출(API 호출 컴포넌트)과 API 구현 컴포넌트 사이에서 하나 이상의 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스들을 통해 다양한 API 호출들이 전달된다.
API 호출들을 전달하는 것은 함수 호출들 또는 메시지들을 발행하는 것, 개시하는 것, 인보케이션하는 것, 호출하는 것, 수신하는 것, 반환하는 것 또는 그에 응답하는 것을 포함할 수 있고; 환언하면, 전달하는 것은 API 호출 컴포넌트 또는 API 구현 컴포넌트 중 어느 하나에 의한 동작들을 기술할 수 있다. API의 함수 호출들 또는 다른 인보케이션들은 파라미터 리스트 또는 다른 구조를 통하여 하나 이상의 파라미터들을 보내거나 받을 수 있다. 파라미터는 상수, 키(key), 데이터 구조, 객체, 객체 클래스, 변수, 데이터 유형, 포인터, 배열, 리스트 또는 함수 또는 메서드에 대한 포인터, 또는 API를 통해 전달될 데이터 또는 다른 항목을 참조하기 위한 다른 방법일 수 있다.
게다가, 데이터 유형들 또는 클래스들이 API에 의해 제공되고 API 구현 컴포넌트에 의해 구현될 수 있다. 따라서, API 호출 컴포넌트는 API에서 제공되는 정의들을 사용함으로써 이러한 유형들 또는 클래스들의 변수들을 선언하거나, 이들에 대한 포인터들을 사용하거나, 이들의 상수 값들을 사용 또는 인스턴스화(instantiate)할 수 있다.
일반적으로, API 구현 컴포넌트에 의해 제공되는 서비스 또는 데이터에 액세스하거나 API 구현 컴포넌트에 의해 제공되는 연산 또는 계산의 수행을 개시하기 위해 API가 사용될 수 있다. 예로서, API 구현 컴포넌트 및 API 호출 컴포넌트 각각은 운영 체제, 라이브러리, 디바이스 드라이버, API, 어플리케이션 프로그램, 또는 다른 모듈 중에서 임의의 것일 수 있다(API 구현 컴포넌트 및 API 호출 컴포넌트가 서로 동일하거나 상이한 유형의 모듈일 수 있음이 이해되어야 한다). API 구현 컴포넌트들은 어떤 경우들에 적어도 부분적으로 펌웨어, 마이크로코드 또는 다른 하드웨어 로직으로 구현될 수 있다. 일부 실시예들에서, API는 클라이언트 프로그램이 SDK(Software Development Kit) 라이브러리에 의해 제공되는 서비스들을 사용할 수 있게 할 것이다. 다른 실시예들에서, 애플리케이션 또는 다른 클라이언트 프로그램은 애플리케이션 프레임워크에 의해 제공되는 API를 사용할 수 있다. 이 실시예들에서, 애플리케이션 또는 클라이언트 프로그램은 호출들을 SDK에 의해 제공되고 API에 의해 제공되는 함수들 또는 메서드들에 통합시킬 수 있거나 SDK에서 정의되고 API에 의해 제공되는 데이터 유형들 또는 객체들을 사용할 수 있다.
애플리케이션 프레임워크는 이 실시예들에서, 프레임워크에 의해 정의된 다양한 이벤트들에 응답하는 프로그램에 대한 메인 이벤트 루프(main event loop)를 제공할 수 있다. API는 애플리케이션이 애플리케이션 프레임워크를 사용하여 이벤트들 및 이벤트들에 대한 응답들을 명시하게 할 수 있다. 일부 구현들에서, API 호출은 입력 능력 및 상태, 출력 능력 및 상태, 처리 능력, 전원 상태, 저장 용량 및 상태, 통신 능력 등과 같은 측면들에 관계되는 것들을 비롯한 하드웨어 디바이스의 능력 또는 상태를 애플리케이션에 보고할 수 있고, API는 펌웨어, 마이크로코드, 하드웨어 컴포넌트 상에서 부분적으로 실행되는 다른 저레벨 로직에 의하여 부분적으로 구현될 수 있다.
API 호출 컴포넌트는 네트워크에 걸쳐 API를 통해 API 구현 컴포넌트와 통신하는 로컬 컴포넌트(즉, API 구현 컴포넌트와 동일한 데이터 처리 시스템 상에 있음) 또는 원격 컴포넌트(즉, API 구현 컴포넌트와 상이한 데이터 처리 시스템 상에 있음)일 수 있다. API 구현 컴포넌트가 또한 API 호출 컴포넌트로서도 기능할 수 있고(즉, 이는 API에 대한 API 호출들을 상이한 API 구현 컴포넌트에 의해 노출되게 만들 수 있음), API 호출 컴포넌트가 상이한 API 호출 컴포넌트에 노출되는 API를 구현하는 것에 의해 API 구현 컴포넌트로서도 기능할 수 있음이 이해되어야 한다.
API는 상이한 프로그래밍 언어들로 작성된 다수의 API 호출 컴포넌트들이 API 구현 컴포넌트와 통신할 수 있게 할 것이지만(따라서, API는 API 구현 컴포넌트와 API 호출 컴포넌트 사이의 호출들 및 반환들을 해석하기 위한 특징들을 포함할 수 있음); API는 특정 프로그래밍 언어의 면에서 구현될 수 있다. 일 실시예에서, API 호출 컴포넌트는 운영 체제 제공업자로부터의 API 세트 및 플러그인 제공업자로부터의 다른 API 세트 및 다른 API 세트의 다른 제공업자(예컨대, 소프트웨어 라이브러리의 제공업자) 또는 제작자(creator)로부터의 다른 API 세트와 같은, 상이한 제공업자들로부터의 API들을 호출할 수 있다.
도 17은 본 개시내용의 일부 실시예들에서 사용될 수 있는, 예시적인 API 아키텍처를 나타낸 블록 다이어그램이다. 도 17에 도시된 바와 같이, API 아키텍처(1700)는 API(1720)를 구현하는 API 구현 컴포넌트(1710)(예컨대, 운영 체제, 라이브러리, 디바이스 드라이버, API, 애플리케이션 프로그램, 소프트웨어 또는 다른 모듈)를 포함한다. API(1720)는 API 호출 컴포넌트(1730)에 의해 사용될 수 있는 API 구현 컴포넌트의 하나 이상의 함수들, 메서드들, 클래스들, 객체들, 프로토콜들, 데이터 구조들, 포맷들, 및/또는 다른 특징들을 명시한다. API(1720)는 API 구현 컴포넌트 내의 함수가 어떻게 API 호출 컴포넌트로부터 파라미터들을 받는지, 그리고 그 함수가 어떻게 결과를 API 호출 컴포넌트로 반환하는지를 명시하는 적어도 하나의 호출 규약(calling convention)을 명시할 수 있다. API 호출 컴포넌트(1730)(예컨대, 운영 체제, 라이브러리, 디바이스 드라이버, API, 애플리케이션 프로그램, 소프트웨어 또는 다른 모듈)는 API(1720)에 의해 명시되는 API 구현 컴포넌트(1710)의 특징들에 액세스하여 그들을 사용하기 위해 API(1720)를 통해 API 호출들을 행한다. API 구현 컴포넌트(1710)는 API 호출에 응답하여 값을 API(1720)를 통해 API 호출 컴포넌트(1730)로 반환할 수 있다.
API 구현 컴포넌트(1710)가 API(1720)를 통해 명시되지 않고 API 호출 컴포넌트(1730)에 의해 이용가능하지 않은 부가의 함수들, 메서드들, 클래스들, 데이터 구조들, 및/또는 다른 특징들을 포함할 수 있음이 이해될 것이다. API 호출 컴포넌트(1730)가 API 구현 컴포넌트(1710)와 동일한 시스템 상에 있을 수 있거나, 원격지에 위치될 수 있고 네트워크를 거쳐 API(1720)를 사용하여 API 구현 컴포넌트(1710)에 액세스한다는 것을 잘 알 것이다. 도 17이 API(1720)와 상호작용하는 단일의 API 호출 컴포넌트(1730)를 예시하지만, API 호출 컴포넌트(1730)와 상이한 언어(또는 동일한 언어)로 작성될 수 있는 다른 API 호출 컴포넌트들이 API(1720)를 사용할 수 있다는 것을 잘 알 것이다.
API 구현 컴포넌트(1710), API(1720) 및 API 호출 컴포넌트(1730)는 머신(예컨대, 컴퓨터 또는 다른 데이터 처리 시스템)에 의해 판독가능한 형태로 정보를 저장하기 위한 임의의 메커니즘을 포함하는 머신 판독가능 매체에 저장될 수 있다. 예를 들어, 머신 판독가능 매체는 자기 디스크들, 광학 디스크들, 랜덤 액세스 메모리, 판독 전용 메모리, 플래시 메모리 디바이스들 등을 포함한다.
도 18은 애플리케이션들, 서비스들 및 관련된 API들의 샘플 세트를 나타내고, API의 동작을 예시하기 위해 사용될 수 있다. 도 18에 도시된 바와 같이, 애플리케이션들(1870, 1880)은 몇 개의 서비스 API들(1840, 1850, 1860)을 사용하여 서비스 A(1830) 또는 서비스 B(1835)를 그리고 몇 개의 OS API들(1810, 1820)을 사용하여 운영 체계(OS)(1800)를 호출할 수 있다. 서비스 A(1830) 및 서비스 B(1835)는 몇 개의 OS API들(1810, 1820)을 사용하여 운영 체제(1800)를 호출할 수 있다.
서비스 2(1835)는 2개의 API들(1850, 1860)을 가지며, 그 중 하나(서비스 1 API(1850))는 애플리케이션 1(1870)로부터 호출들을 받고 값들을 그에 반환하며, 다른 것(서비스 2 API(1860))은 애플리케이션 2(1880)로부터 호출들을 받고 값들을 그에 반환한다는 것에 유의한다. 서비스 1(1830)(예를 들어, 소프트웨어 라이브러리일 수 있음)은 OS API 1(1810)을 호출하고 반환된 값들을 그로부터 받으며, 서비스 2(예를 들어, 소프트웨어 라이브러리일 수 있음)는 OS API 1 및 OS API 2(1820) 둘 다를 호출하고 반환된 값들을 그들로부터 받는다. 애플리케이션 2(1880)는, 직접 또는 운영 체제(1800)를 통해, OS 2 API(1880)를 호출하고 반환된 값들을 그로부터 받는다.
다양한 구현들에서, 본원에 기술되는 실시예들은 API에 의해 액세스되거나 API로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 호스트는, 예를 들어, 특정의 또는 원하는 햅틱 출력을 발생시키기 위해 입력 아톰들의 라이브러리에 액세스하는 것에 의해, 햅틱 출력을 직접 설정하거나 변경하기 위해 하나 이상의 애플리케이션들에 하나 이상의 API들에의 액세스를 제공할 수 있다.
그렇지만, 어떤 경우들에, 호스트는 하나 이상의 애플리케이션들이 햅틱 액추에이터를 이러한 방식으로 직접 제어할 수 있게 하지 않을 수 있다. 이러한 경우들에, 호스트는 햅틱 액추에이터에 대한 모든 실제 통제권을 보유할 수 있지만, 애플리케이션들이 하나 이상의 이러한 동작들을 수행하라고 호스트에 요청할 수 있게 하는 하나 이상의 API들에의 액세스를 하나 이상의 애플리케이션들에 제공할 수 있다. 이러한 방식으로, 애플리케이션들은 이러한 기능들을 수행하기 위해 하나 이상의 API들에 여전히 액세스할 수 있지만, 호스트는 이러한 동작들이 실제로 수행되는지 여부에 관한 통제권을 여전히 보유할 수 있다.
본 개시내용의 실시예들은 햅틱 출력을 제공하도록 구성되어 있는 전자 디바이스에 관한 것이다. 일부 실시예들에서, 전자 디바이스는 처리 유닛, 메모리 및 햅틱 액추에이터를 포함한다. 입력 파형이 햅틱 액추에이터에 인가될 때, 햅틱 액추에이터는 입력으로서 인가되는 복수의 입력 파형들에 응답하여 움직인다. 추가로, 각각의 입력 파형은 입력으로서 인가될 때 햅틱 액추에이터가 다른 입력 파형들과 상이하게 움직이게 하도록 동작한다. 상기한 내용에 부가하여, 처리 유닛은 상이한 경보 조건들에 대해 복수의 입력 파형들의 상이한 조합들을 햅틱 액추에이터에 인가하도록 동작한다. 일부 실시예들에서, 복수의 입력 파형들의 상이한 세트들 중 적어도 하나의 세트는 2개 이상의 입력 파형들을 포함한다.
하나 이상의 처리 유닛들, 메모리 및 햅틱 액추에이터를 가지는 전자 디바이스가 또한 개시되어 있다. 메모리는 햅틱 액추에이터를 구동하기 위해 복수의 입력 파형들을 발생시키기 위한 명령어들을 저장한다. 게다가, 햅틱 액추에이터는 햅틱 액추에이터에 입력으로서 인가되는 복수의 입력 파형들에 응답하여 움직이도록 동작한다. 예를 들어, 각각의 입력 파형은 햅틱 액추에이터가 다른 입력 파형들의 변위 프로파일들과 상이한 변위 프로파일로 움직이게 하도록 동작한다. 그에 부가하여, 처리 유닛은 또한 제1 경보 조건에 응답하여 복수의 입력 파형들로부터 제1 입력 파형 조합을 선택하도록 동작한다. 처리 유닛은 또한 제2 경보 조건에 응답하여 복수의 입력 파형들로부터 제2 입력 파형 조합을 선택하도록 동작한다. 실시예들에서, 제1 입력 파형 조합과 제2 입력 파형 조합이 처리 유닛에 의해 메모리로부터 선택된다. 게다가, 제2 입력 파형 조합은 제1 입력 파형 조합과 상이하다.
햅틱 출력을 발생시키는 방법이 또한 기술되어 있다. 이 방법에 따르면, 제1 경보 조건이 식별된다. 제1 경보 조건을 식별한 것에 응답하여, 비일시적 매체에 대표적인 형태로 저장된 복수의 입력 파형들로부터 제1 및 제2 입력 파형들이 식별된다. 본 방법은 또한 선택된 제1 및 제2 입력 파형들을 전기 입력으로서 햅틱 액추에이터에 인가하는 것을 가능하게 한다. 그 결과, 햅틱 액추에이터는 제1 햅틱 출력을 생성하기 위해 움직인다.
본 개시내용의 다른 실시예들은 제1 특성 세트를 가지는 제1 파형에 대응하는 제1 아톰, 제2 특성 세트를 가지는 제2 파형에 대응하는 제2 아톰, 및 제3 특성 세트를 가지는 제3 파형에 대응하는 제3 아톰을 저장하는 컴퓨터 판독가능 매체에 관한 것이다. 일부 실시예들에서, 제1, 제2 및 제3 아톰들 각각은, 입력으로서 액추에이터에 인가될 때, 액추에이터가 움직이게 한다. 게다가, 제1, 제2 및 제3 파형들은 햅틱 액추에이터에 대한 입력을 변화시키기 위해 조합되도록 동작가능하다.
전자 디바이스가 또한 본원에 기술되어 있다. 전자 디바이스는, 컴포넌트들 중에서도 특히, 액추에이터 질량체 및 적어도 하나의 전동 컴포넌트를 가지는 햅틱 액추에이터를 포함한다. 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 전동 컴포넌트는 액추에이터 질량체의 운동량이 3개 이하의 영 교차들 내에 대략 0 운동량으로부터 출력 운동량 파형에서의 피크 세기로 증가하게 한다.
하나 이상의 처리 유닛들, 메모리 그리고 액추에이터 질량체 및 적어도 하나의 전동 컴포넌트를 가지는 햅틱 액추에이터를 포함하는 전자 디바이스가 또한 개시되어 있다. 일부 실시예들에서, 햅틱 액추에이터는 입력 전압 파형을 수신하도록 구성되어 있다. 입력 전압 파형은 전동 컴포넌트로 하여금 출력 속도 파형에 따라 액추에이터 질량체를 움직이게 한다. 게다가, 입력 전압 파형은 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체의 속도가 입력 전압 파형의 피크 입력 전압의 2 주기 내에 대략 0에서 출력 속도 파형에서의 피크 세기로 변하게 한다.
일부 실시예들에서, 전자 디바이스는 하나 이상의 처리 유닛들, 메모리 및 햅틱 액추에이터를 포함할 수 있다. 메모리는 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체를 움직이기 위한 명령어들을 저장하도록 동작한다. 일부 실시예들에서, 명령어들은 햅틱 액추에이터가 입력 전압 파형을 수신한 것에 응답하여 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체가 출력 변위 파형과 출력 운동량 파형에 따라 움직이게 한다. 출력 변위 파형과 출력 운동량 파형은, 각각, 피크 변위 세기 또는 진폭과 피크 운동량 세기 또는 진폭을 가진다. 게다가, 피크 변위 세기 또는 진폭과 피크 운동량 세기 또는 진폭은 입력 전압 파형이 처음으로 햅틱 액추에이터에 인가된 때로부터 3개 이하의 영 교차들 내에 도달된다.
본 개시내용의 부가 실시예들은 햅틱 출력을 제공하는 방법에 관한 것이다. 본 방법은 입력 전압 파형을 햅틱 액추에이터에 인가하는 것에 의해 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체의 움직임을 개시하는 단계를 포함한다. 입력 전압 파형은 액추에이터 질량체가 출력 운동량 파형에 따라 움직이게 하도록 되어 있다. 그에 부가하여, 대략 0 운동량으로부터 피크 세기 또는 피크 진폭으로의 운동량의 변화가 3개 이하의 영 교차들 내에 일어나도록, 입력 전압 파형은 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체의 운동량이 대략 0 운동량으로부터 출력 운동량 파형에서의 피크 세기 또는 피크 진폭으로 변하게 한다.
부가의 실시예들은 하나 이상의 처리 유닛들, 메모리 그리고 액추에이터 질량체 및 적어도 하나의 전동 컴포넌트를 가지는 햅틱 액추에이터를 가지는 전자 디바이스에 관한 것이다. 햅틱 액추에이터는 적어도 하나의 전동 컴포넌트가 1) 제1 시간 기간 동안 액추에이터 질량체의 운동량을 대략 0의 제1 운동량으로부터 출력 운동량 파형에서의 피크 운동량 세기로 증가시키게 하고; 2) 제2 시간 기간에서 액추에이터 질량체의 운동량을 피크 운동량 세기로부터 출력 운동량 파형에서의 제2 운동량 세기로 감소시키게 하는 입력 전압 파형을 수신하도록 되어 있다. 일부 실시예들에서, 제1 시간 기간과 제2 시간 기간의 총 시간은 대략 6 밀리초 내지 대략 40 밀리초이다.
하나 이상의 처리 유닛들, 메모리 및 액추에이터 질량체를 가지는 햅틱 액추에이터를 포함하는 전자 디바이스가 또한 개시되어 있다. 이러한 실시예들에서, 햅틱 액추에이터는 대략 0의 제1 운동량으로부터 출력 운동량 파형에서의 피크 세기로의 액추에이터 질량체의 운동량의 증가 및 피크 세기로부터 출력 운동량 파형에서의 제2 세기로의 액추에이터 질량체의 운동량의 감소를 야기하는 입력 전압 파형을 수신하도록 되어 있다. 일부 실시예들에서, 운동량의 증가와 운동량의 감소는 2.5 사이클과 3 사이클 사이에서 일어난다.
햅틱 출력을 제공하는 방법이 또한 개시되어 있다. 일부 실시예들에서, 본 방법은 액추에이터 질량체의 운동량이 실질적으로 0으로부터 피크 세기로 증가하게 하기 위해 입력 전압 파형을 액추에이터 질량체를 포함하는 햅틱 액추에이터에 인가하는 단계를 포함한다. 그에 부가하여, 실질적으로 0으로부터 피크 세기로의 운동량의 증가는 대략 3 밀리초와 대략 20 밀리초 사이의 제1 시간 기간 동안 일어난다. 게다가, 제1 시간 기간은 입력 전압이 처음으로 햅틱 액추에이터에 인가되는 때 시작된다.
햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체를 움직이는 방법이 또한 개시되어 있다. 이러한 실시예들에서, 입력 아톰이 햅틱 액추에이터에 인가된다. 입력 아톰은 햅틱 액추에이터의 액추에이터 질량체가 아톰에 따라 움직이게 하고 또한 액추에이터 질량체의 운동량이 대략 3 밀리초와 대략 20 밀리초 사이의 제1 시간 기간에서 출력 운동량 파형에서의 실질적으로 0의 제1 운동량으로부터 대략 1500 그램 밀리미터/초 이상의 출력 운동량 파형에서의 피크 세기로 증가하게 하도록 구성되어 있다.
또 다른 실시예들에서, 전자 디바이스가 개시되어 있다. 전자 디바이스는 하나 이상의 처리 유닛들, 메모리 및 햅틱 액추에이터를 포함한다. 하나 이상의 처리 유닛들은 경보 이벤트 또는 통지를 수신하거나 식별하고, 경보 이벤트 또는 통지에 기초하여, 햅틱 액추에이터에 인가할 하나 이상의 유형들의 햅틱 입력들을 결정하도록 되어 있다. 이 결정이 행해지면, 하나 이상의 처리 유닛들은, 하나 이상의 파라미터들에 기초하여, 각각의 유형의 햅틱 입력을 발생시킨다. 이 파라미터들은 재생의 길이, 재생 동안의 세기 레벨, 및 각각의 햅틱 입력이 햅틱 액추에이터에 의해 재생되어야 하는 시간 기간을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 하나 이상의 처리 유닛들, 메모리 및 햅틱 액추에이터를 가지는 전자 디바이스는 전자 디바이스의 결정된 상태에 기초하여 입력 파형을 발생시키도록 구성될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 입력 파형은 햅틱 액추에이터가 입력 파형과 연관된 출력 파형에 따라 움직이게 하도록 되어 있다. 게다가, 입력 파형은 재생의 길이, 재생 동안의 세기 레벨, 및 각각의 햅틱 입력이 햅틱 액추에이터에 의해 재생되어야 하는 시간 기간에 대응하는 정보를 포함할 수 있다.
햅틱 출력을 야기하는 방법이 또한 개시되어 있다. 본 방법에 따르면, 경보 이벤트가 수신된다. 경보 이벤트가 수신되면, 햅틱 액추에이터에 인가되어야 하는 입력 아톰의 유형에 관한 결정이 행해진다. 제1 유형의 햅틱 입력이 이어서 발생된다. 제1 유형의 햅틱 입력은 재생의 길이, 재생 동안의 세기 레벨, 및 각각의 햅틱 입력이 햅틱 액추에이터에 의해 재생되어야 하는 시간 기간에 관한 정보를 포함한다.
하나 이상의 처리 유닛들, 햅틱 액추에이터 및 하나 이상의 처리 유닛들에 결합된 메모리를 포함하는 전자 디바이스가 또한 개시되어 있다. 메모리는, 하나 이상의 처리 유닛들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 처리 유닛들로 하여금 API(application programming interface) 호출 컴포넌트가, 경보 이벤트 또는 통지에 기초하여, 햅틱 액추에이터에 인가할 하나 이상의 유형들의 햅틱 입력을 결정할 수 있게 하는 API를 발생시키기 위해 동작들을 수행하게 하는 명령어들을 저장한다. 일부 실시예들에서, 각각의 햅틱 입력은 재생의 길이, 재생 동안의 세기 레벨, 및 각각의 햅틱 입력이 햅틱 액추에이터에 의해 재생되어야 하는 시간 기간을 포함하는 하나 이상의 파라미터들에 기초하여 정의된다.
데이터 처리 시스템이 또한 개시되어 있다. 일부 실시예들에서, 데이터 처리 시스템은 명령어들을 실행하는 하나 이상의 처리 유닛들, 하나 이상의 처리 유닛들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 처리 유닛들로 하여금 하나 이상의 함수들을 API(application programming interface) 호출 컴포넌트에 노출시키는 API를 구현하는 API 구현 컴포넌트를 발생시키기 위해 동작들을 수행하게 하는 명령어들을 저장하는, 프로세서와 결합된 메모리를 포함한다. 이러한 실시예들에서, API는 경보 이벤트 또는 통지에 기초하여 햅틱 액추에이터에 인가할 하나 이상의 유형들의 햅틱 입력들을 정의하는 햅틱 경보 함수를 포함한다. 게다가, 하나 이상의 유형들의 햅틱 입력들의 각각의 햅틱 입력은 재생의 길이, 재생 동안의 세기 레벨, 및 각각의 햅틱 입력이 햅틱 액추에이터에 의해 재생되어야 하는 시간 기간을 포함하는 하나 이상의 파라미터들에 기초하여 정의된다.
전술한 설명은, 설명을 위해, 기술된 실시예들의 충분한 이해를 제공하도록 특정 명명법을 사용하였다. 그러나, 특정 상세사항들이 기술된 실시예들을 실시하는 데 요구되지 않는다는 것이 통상의 기술자에게는 명백할 것이다. 따라서, 본원에 기술되는 특정 실시예들의 전술한 설명은 예시 및 설명을 위해 제시된다. 이들은 망라하고자 하거나 실시예들을 개시된 정확한 형태들로 제한하려고 하는 것은 아니다. 상기 교시 내용에 비추어 많은 수정들 및 변형들이 가능하다는 것이 통상의 기술자들에게 명백할 것이다.
게다가, 본원에 도시되고 기술되는 특징들이 결합되어 또는 개별적으로 도시되고 기술되어 있는지에 관계없이, 구조적 특징들 및 방법적 특징들을 비롯한, 다양한 특징들은 특정의 특징 세트를 갖는 실시예를 생성하기 위해 선택적으로 포함되거나 생략되는 것으로 의도되어 있다. 본 출원의 설명 및 예시가 제공되어 있지만, 통상의 기술자는 청구된 실시예들의 광의의 범주를 벗어나지 않는 본원에 기술되는 실시예들의 광의의 양태들의 사상 내에 속하는 변형들, 수정들, 및 대안의 실시예들을 생각할 수 있다.
본 개시내용의 실시예들이 방법들 등의 블록 다이어그램들 및 동작 예시들을 참조하여 앞서 기술되었다. 기술된 동작들이 도면들 중 임의의 것에 도시된 순서와 달리 행해질 수 있다. 그에 부가하여, 하나 이상의 동작들이 제거되거나 실질적으로 동시에 실행될 수 있다. 예를 들어, 연속하여 도시된 2개의 블록들이 실질적으로 동시에 실행될 수 있다. 그에 부가하여, 블록들이 역순으로 실행될 수 있다. 그에 부가하여, 하나의 입력 또는 출력 파형과 관련하여 개시되어 있는 하나 이상의 절차들 또는 향상들이 기술된 것과 같이 다른 입력 또는 출력 파형에 제공될 수 있다.
Claims (100)
- 전자 디바이스로서,
처리 유닛;
메모리; 및
이동가능한 액추에이터 질량체를 구비하는 햅틱 액추에이터를 포함하고;
상기 메모리는 상기 햅틱 액추에이터를 구동하기 위해 복수의 입력 파형들을 발생시키기 위한 명령어들을 저장하도록 동작하고;
상기 액추에이터 질량체는 상기 햅틱 액추에이터에 인가되는 상기 복수의 입력 파형들에 응답하여 움직이도록 동작하며;
각각의 입력 파형은 상기 처리 유닛에 의해 수신된 명령어에 응답하여 상기 햅틱 액추에이터에 입력으로서 인가될 때 상기 액추에이터 질량체가 상기 복수의 입력 파형들에서의 다른 입력 파형들과 상이하게 움직이게 하도록 동작하고;
상기 처리 유닛은 상이한 경보 조건들에 대해 상기 복수의 입력 파형들의 상이한 조합들을 상기 햅틱 액추에이터에 인가하도록 동작하며,
제1 입력 파형은 지연시간(delay)이 뒤따르는 2개 이상의 개별 파형 성분들로 형성되고,
상기 지연시간은 상기 제1 입력 파형을 상기 햅틱 액추에이터에 적용한 이후 및 제2 입력 파형을 상기 햅틱 액추에이터에 적용하기 이전에 상기 액추에이터 질량체의 잔여 움직임(residual movement)을 감소시키도록 구성되는, 전자 디바이스. - 제1항에 있어서, 상기 입력 파형들은 미리 정의된 입력 파형들의 라이브러리로부터 선택되는, 전자 디바이스.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 지연시간은 상기 2개 이상의 개별 파형 성분들의 유형에, 적어도 부분적으로, 기초하는, 전자 디바이스.
- 제1항에 있어서, 상기 지연시간은 가변적인, 전자 디바이스.
- 제1항에 있어서, 상기 액추에이터 질량체의 움직임은 상기 전자 디바이스의 움직임을 야기하고, 상기 전자 디바이스의 움직임은 상기 입력 파형들에, 적어도 부분적으로, 기초하는, 전자 디바이스.
- 전자 디바이스로서,
하나 이상의 처리 유닛들;
메모리; 및
이동가능한 액추에이터 질량체를 구비하는 햅틱 액추에이터를 포함하고;
상기 메모리는 상기 햅틱 액추에이터를 구동하기 위해 복수의 입력 파형들을 발생시키기 위한 명령어들을 저장하도록 동작하고;
상기 액추에이터 질량체는 상기 하나 이상의 처리 유닛들로부터 수신된 명령어에 응답하여 상기 햅틱 액추에이터에 입력으로서 인가되는 상기 복수의 입력 파형들에 응답하여 움직이도록 동작하며;
각각의 입력 파형은 상기 액추에이터 질량체가 상기 복수의 입력 파형들에서의 다른 입력 파형들과 상이한 변위 프로파일로 움직이게 하도록 동작하고;
상기 처리 유닛은 제1 경보 조건에 응답하여 상기 복수의 입력 파형들로부터 제1 입력 파형 조합을 선택하도록 동작하며, 상기 제1 입력 파형 조합은 상기 처리 유닛에 의해 상기 메모리로부터 선택되고;
상기 처리 유닛은 상기 제1 경보 조건과 상이한 제2 경보 조건에 응답하여 상기 복수의 입력 파형들로부터 제2 입력 파형 조합을 선택하도록 동작하고, 상기 제2 입력 파형 조합은 상기 처리 유닛에 의해 상기 메모리로부터 선택되고 상기 제1 입력 파형 조합과 상이하며, 상기 제1 입력 파형 조합과 상기 제2 입력 파형 조합 중 적어도 하나는 2개 이상의 독특한 입력 파형 아톰들로 형성되고,
상기 제1 입력 파형 조합은 제2 입력 파형이 뒤따르는 제1 입력 파형을 포함하고, 상기 제1 입력 파형은 지연시간만큼 상기 제2 입력 파형으로부터 떨어져 있고,
상기 지연시간은 상기 제1 입력 파형을 상기 햅틱 액추에이터에 적용한 이후 및 상기 제2 입력 파형을 상기 햅틱 액추에이터에 적용하기 이전에 상기 액추에이터 질량체의 잔여 움직임을 감소시키도록 구성되는, 전자 디바이스. - 제8항에 있어서,
상기 처리 유닛, 메모리 및 햅틱 액추에이터를 둘러싸는 하우징을 추가로 포함하고;
상기 액추에이터 질량체의 움직임은 상기 하우징의 움직임을 유발하는, 전자 디바이스. - 제8항에 있어서,
상기 복수의 입력 파형들로부터 선택된 입력 파형에 적용되도록 동작가능한 이펙터(effector)를 추가로 포함하고,
상기 처리 유닛은 상기 이펙터의 형상에, 적어도 부분적으로, 기초하는 상기 햅틱 액추에이터에 대한 입력을 발생시키기 위해 상기 이펙터를 상기 입력 파형에 적용하도록 동작하는, 전자 디바이스. - 제8항에 있어서, 상기 제1 입력 파형 조합은 제2 입력 파형과 조합되는 제1 입력 파형을 포함하는, 전자 디바이스.
- 제11항에 있어서, 상기 제1 입력 파형 조합은 상기 제1 입력 파형과 상기 제2 입력 파형 사이에 지연시간을 포함하는, 전자 디바이스.
- 제8항에 있어서, 상기 액추에이터 질량체에 대한 변위 프로파일은 출력 운동량 파형(output momentum waveform)과 연관되어 있는, 전자 디바이스.
- 제8항에 있어서, 상기 액추에이터 질량체에 대한 변위 프로파일은 상기 햅틱 액추에이터가 특정 시간 지속기간 내에 움직이는 거리를 포함하는, 전자 디바이스.
- 제8항에 있어서, 상기 액추에이터 질량체에 대한 변위 프로파일은 상기 햅틱 액추에이터가 특정 시간 지속기간 내에 도달하는 운동량을 포함하는, 전자 디바이스.
- 햅틱 출력을 발생시키는 방법으로서,
제1 경보 조건을 식별하는 단계;
상기 제1 경보 조건을 식별한 것에 응답하여, 비일시적 매체에 대표적인 형태로 저장된 복수의 입력 파형들로부터 제1 입력 파형 및 제2 입력 파형을 식별하는 단계;
상기 제1 입력 파형 및 상기 제2 입력 파형을 입력으로서 이동가능한 액추에이터 질량체를 구비하는 햅틱 액추에이터에 인가하는 단계; 및
제1 햅틱 출력을 생성하기 위해 상기 액추에이터 질량체를 움직이는 단계를 포함하고;
각각의 입력 파형은 상기 햅틱 액추에이터가 상기 복수의 입력 파형들에서의 다른 입력 파형들의 변위 프로파일들과 상이한 변위 프로파일로 움직이게 하도록 동작하고;
상기 제1 입력 파형과 상기 제2 입력 파형 중 적어도 하나는 2개 이상의 독특한 입력 파형 아톰들로 형성되고;
상기 제1 입력 파형은 상기 제2 입력 파형으로부터 지연시간만큼 떨어져 있고;
상기 지연시간은 상기 제1 입력 파형을 상기 햅틱 액추에이터에 적용한 이후 및 상기 제2 입력 파형을 상기 햅틱 액추에이터에 적용하기 이전에 상기 액추에이터 질량체의 잔여 움직임을 감소시키도록 구성되는, 방법. - 제16항에 있어서,
제2 경보 조건을 식별하는 단계;
상기 제2 경보 조건을 식별한 것에 응답하여, 상기 비일시적 매체에 대표적인 형태로 저장된 상기 복수의 입력 파형들로부터 적어도 2개의 입력 파형들을 식별하는 단계;
상기 적어도 2개의 입력 파형들을 제2 전기 입력으로서 상기 햅틱 액추에이터에 인가하는 단계;
제2 햅틱 출력을 생성하기 위해 상기 햅틱 액추에이터를 움직이는 단계를 추가로 포함하고;
상기 적어도 2개의 입력 파형들 중 적어도 하나는 상기 제1 입력 파형 또는 상기 제2 입력 파형 중 어느 하나이고;
상기 적어도 2개의 입력 파형들 중 적어도 하나는 제3 입력 파형이며;
상기 제2 햅틱 출력은 상기 제1 햅틱 출력과 상이한, 방법. - 제17항에 있어서,
상기 햅틱 액추에이터에 제공되는 입력을 발생시키기 위해 상기 제1 입력 파형과 상기 제2 입력 파형이 조합되는, 방법. - 제17항에 있어서,
상기 복수의 입력 파형들 각각은 최대 허용 진폭과 시간 지속기간에 의해 정의되고;
상기 햅틱 출력의 형상은, 순차적으로 취해지는, 상기 제1 및 제2 파형들의 형상과 상이한, 방법. - 제17항에 있어서, 상기 제1 입력 파형과 상기 제2 입력 파형이 반복될 때 상기 햅틱 출력이 반복되는, 방법.
- 제16항에 있어서,
상기 경보 조건은 제1 전자 디바이스로부터 제2 전자 디바이스로의 통신을 포함하고;
상기 제2 전자 디바이스는 상기 햅틱 액추에이터를 하우징하는, 방법. - 제16항에 있어서, 이펙터를 상기 제1 입력 파형과 상기 제2 입력 파형 중 적어도 하나에 적용하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
- 제22항에 있어서, 상기 이펙터는 제1 양의 시간 동안 선형적으로 증가하고 제2 양의 시간 동안 실질적으로 일정한, 방법.
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