KR102311130B1 - 정전 용량형 터치 패드를 사용하는 휴대용 컨트롤러 - Google Patents

정전 용량형 터치 패드를 사용하는 휴대용 컨트롤러 Download PDF

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Abstract

휴대용 컨트롤러는 길이 방향으로 연장되는 핸들을 포함한다. 핸들은 사용자의 손으로 파지되도록 형상화되고 치수화된다. 링은 핸들의 단부에 부착되고, 환형 표면을 가진다. 환형 표면은 길이 방향에 대해 사전 결정된 각도를 형성하는 평면을 한정한다. 정전 용량형 터치 패드는 핸들의 단부에 부착되고, 사용자의 손의 손가락으로부터 촉각 입력을 수신하기 위한 터치 표면을 가진다. 정전 용량형 터치 패드는 사용자의 손의 손가락으로부터 촉각 입력을 수신하는 것에 응답하여 센서 신호를 발생시킨다.

Description

정전 용량형 터치 패드를 사용하는 휴대용 컨트롤러
본 발명은 일반적으로 가상 현실(VR) 컨트롤러에 관한 것이며, 특히 정전 용량형 터치 패드를 사용하는 휴대용 컨트롤러에 관한 것이다.
VR 시스템은 사용자의 신체 움직임을 가상 세계에서 유형의 행동으로 변환하는 컨트롤러를 포함할 수 있다. 일부 컨트롤러는 동작 기반 게임을 위해 Android 또는 iOS VR 헤드셋에 진동 피드백을 제공한다. 컨트롤러는 자이로스코프, 가속도계 또는 지상 자기장 센서가 장착되어 있어, 게임에서 동작을 역추적하여, 플레이어가 게임 내에 있는 것처럼 직관적인 게임 플레이가 가능하다.
실시예는 보다 현실적이고 촉각적인 VR을 위한 손의 존재감을 생성하기 위해 사용자의 손 움직임, 자세, 자연스러운 제스처, 및 손가락 움직임을 추적하는 휴대용 컨트롤러에 관한 것이다. 컨트롤러는 사용자가 포인트, 웨이브와 같은 사회적인 제스처를 만들고 가상 공간에서 엄지 손가락을 올리거나 물건을 조작하거나, 직관적이고 자연스러운 손 움직임으로 장난감을 집거나 레이저 총을 발사하게 할 수 있다.
한 실시예에서, 휴대용 컨트롤러는 길이 방향으로 연장되는 핸들을 포함한다. 핸들은 사용자의 손으로 파지되도록 형상화되고 치수화된다. 링은 핸들의 단부에 부착되고, 환형 표면을 가진다. 환형 표면은 길이 방향에 대해 사전 결정된 각도를 형성하는 평면을 한정한다. 정전 용량형 터치 패드는 핸들의 단부에 부착되고, 사용자의 손의 손가락으로부터 촉각 입력을 수신하기 위한 터치 표면을 가진다. 정전 용량형 터치 패드는 사용자의 손의 손가락으로부터 촉각 입력을 수신하는 것에 응답하여 센서 신호를 발생시킨다.
한 실시예에서, 터치 표면은 원형 또는 타원형 형상을 가진다.
한 실시예에서, 촉각 입력은 터치 표면을 터치하는 사용자 손의 손가락을 포함한다.
한 실시예에서, 촉각 입력은 터치 표면을 가로질러 움직이는 사용자 손의 손가락을 포함한다.
한 실시예에서, 링은 정전 용량형 터치 패드의 일부를 둘러싼다.
한 실시예에서, 핸들은 원통 형상이다.
한 실시예에서, 정전 용량형 터치 패드는 유리 또는 플라스틱으로 만들어진다.
한 실시예에서, 핸들은 엔지니어링 플라스틱으로 만들어진다.
한 실시예에서, 터치 표면은 평탄하고, 길이 방향에 대해 15° 내지 45°의 각도를 형성한다.
한 실시예에서, 휴대용 컨트롤러는 정전 용량형 터치 패드로부터 수신된 촉각 입력을 나타내는 무선 신호를 전송하도록 구성된 무선 통신 인터페이스를 포함한다.
본 발명에 따른 실시예는 특히 휴대용 컨트롤러/시스템에 관한 첨부된 청구 범위에 개시되며, 하나의 청구항 카테고리에서 언급된 임의의 특징, 예를 들어 시스템은 다른 청구항 카테고리, 예를 들어 방법, 저장 매체, 컴퓨터 프로그램 제품에서 마찬가지로 청구될 수 있다. 첨부된 청구항에서 다시 언급된 종속항 또는 인용항은 공식적인 이유로만 선택된다. 그러나, 임의의 이전 청구항(특히 다중 종속항)에 대한 의도적인 인용으로 인한 임의의 요지가 마찬가지로 청구될 수 있어서, 청구항들 및 그 특징의 임의의 조합이 개시되고, 첨부된 청구항들에서 선택된 종속항에 관계없이 개시될 수 있다. 청구될 수 있는 요지는 첨부된 청구항들에 기술된 바와 같은 특징의 조합뿐만 아니라 청구항들에서의 임의의 다른 특징을 포함하며, 청구항들에서 언급된 각각의 특징은 청구항들에서의 임의의 다른 특징 또는 다른 특징들의 조합과 조합될 수 있다. 또한, 본 명세서에 기술되거나 도시된 임의의 실시예 및 특징은 별도의 청구항들에서 청구될 수 있고 및/또는 본 명세서에 기술되거나 도시된 임의의 실시예 또는 특징과 또는 임의의 첨부된 청구항들의 특징과의 임의의 조합으로 청구될 수 있다.
실시예들의 교시는 첨부 도면과 함께 다음의 상세한 설명을 고려하는 것에 의해 용이하게 이해될 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 휴대용 컨트롤러의 예시적인 개략 사시도.
도 2는 실시예에 따른 휴대용 컨트롤러의 예시적인 개략 측면도.
도 3은 실시예에 따른 휴대용 컨트롤러의 예시적인 개략 평면도.
도 4는 실시예에 따른 휴대용 컨트롤러의 예시적인 개략 블록도.
도면은 단지 예시의 목적으로 다양한 실시예를 도시한다.
이하의 실시예의 설명에서, 보다 철저한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부 사항이 설명된다. 그러나, 실시예는 하나 이상의 이러한 특정 세부 사항없이 실시될 수 있다는 것에 유의한다. 다른 경우에, 공지된 특징들은 설명을 불필요하게 복잡하게 하는 것을 피하기 위해 상세히 설명되지 않았다.
동일한 도면 부호가 동일하거나 기능적으로 유사한 요소를 나타내는 도면을 참조하여 실시예가 본 명세서에서 설명된다. 또한 도면에서, 각각의 도면 부호의 가장 왼쪽 숫자는 도면 부호가 처음 사용된 도면에 대응한다.
실시예는 사용자의 손가락 동작을 추적하기 위해 정전 용량형 터치 표면을 가지는 휴대용 컨트롤러에 관한 것이다. 휴대용 컨트롤러는 길이 방향으로 연장되는 핸들을 포함한다. 링은 핸들의 단부에 부착되고 환형 표면을 가진다. 정전 용량형 터치 패드는 핸들의 단부에 부착되고, 사용자의 손의 손가락으로부터 촉각 입력을 수신하기 위한 터치 표면을 가진다. 트랙 표면은 VR 환경에서 사용자의 자세 또는 배향을 추적하는데 사용될 수 있다.
휴대용 컨트롤러의 예시적인 개략 사시도
도 1은 실시예에 따른 휴대용 컨트롤러(100)의 예시적인 개략 사시도이다. 휴대용 컨트롤러(100)는 사용자에게 "손의 존재감"(사용자의 가상 손이 실제로 자신의 느낌)을 주는 독립형 컨트롤러로서 또는 한 쌍의 추적 컨트롤러의 일부로서 VR 시스템의 일부일 수 있다. 휴대용 컨트롤러(100)는 사용자가 정확하고 직관적인 자연스러운 손 움직임으로 가상 공간에서 물체를 조작하는 것을 가능하게 할 수 있다.
휴대용 컨트롤러(100)는 길이 방향(108)으로 연장되는 핸들(104)을 포함한다. 핸들(104)은 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리카보네이트, 또는 폴리아미드(나일론)와 같은 엔지니어링 플라스틱으로 만들어질 수 있다. 실시예에서, 핸들(104)은 목재 또는 금속으로 만들어질 수 있다. 핸들(104)은 내충격성 및 내마모성일 수 있다. 핸들(104)의 재료는 내열성, 기계적 강도, 또는 강성을 보일 수 있다.
핸들(104)은 보다 현실적이고 촉각적인 VR을 생성하도록 자연스러운 제스처 및 손가락 움직임을 추적하기 위해 사용자의 손으로 파지되도록 형상화되고 치수화된다. 예를 들어, 핸들은 원통 형상일 수 있다. 휴대용 컨트롤러(100)의 핸들(104)은 컨트롤러(100)의 중량의 균형을 맞추기 위해 구부러지거나 굽어질 수 있어서, 사용자의 손바닥의 상단 또는 사용자의 손가락의 굽은 부분(crook)에 자연스럽게 놓인다. 그러므로, 사용자는 휴대용 컨트롤러(100)를 떨어뜨리지 않고 편안하게 잡을 수 있다. 사용자가 휴대용 컨트롤러(100)를 정상적으로 잡을 때 그의 손을 완전히 펴려고 하더라도, 사용자의 손가락은 링(112)을 잡고 휴대용 컨트롤러(100)의 중량을 지지할 수 있다. 링(112)은 핸들(104)의 단부에 부착되고, 환형 표면(120)을 가진다. 링은 엔지니어링 플라스틱으로 만들어질 수 있다.
정전 용량형 터치 패드(124)는 핸들(104)의 단부에 부착된다. 링(112)은 정전 용량형 터치 패드(124)의 일부를 둘러싼다. 정전 용량형 터치 패드(124)는 사용자의 손의 손가락으로부터 촉각 입력을 수신하도록 터치 표면(128)을 가진다. 정전 용량형 터치 패드(124)는 터치 표면(128) 상의 사용자의 손가락의 움직임 및 자세를, 컴퓨터 스크린 또는 헤드 마운트 디스플레이(HMD)로 출력되는 VR 환경에서의 상대적인 자세로 변환하기 위한 촉각 센서를 가질 수 있다. 정전 용량형 터치 패드(124)는 사용자의 손가락의 정전 용량형 가상 접지 효과를 감지하는 것과 같은 정전 용량형 감지에 의해 동작할 수 있다.
정전 용량형 터치 패드(124)는 유리, 유리 유사 중합체, 플라스틱, 또는 금속으로 만들어질 수 있다. 실시예에서, 정전 용량형 터치 패드(124)는 실리콘 고무에 매립된 가요성 하이드로겔로 만들어질 수 있다.
도 2는 실시예에 따른 휴대용 컨트롤러(100)의 예시적인 개략 측면도이다. 도 1을 참조하여 예시되고 기술된 링(112)의 환형 표면(120)은 핸들(104)이 연장되는 길이 방향(108)에 대하여 사전 결정된 각도(216)를 형성하는 평면(224)을 한정한다. 사전 결정된 각도(216)는 45°내지 135°일 수 있다. 도 1을 참조하여 위에서 예시되고 설명된 정전 용량형 터치 패드(124)의 터치 표면(128)은 평탄하고, 도 2에 도시된 바와 같이 길이 방향(108)에 대해 15°와 45°사이의 각도(220)를 형성할 수 있다.
도 3은 실시예에 따른 휴대용 컨트롤러(100)의 예시적인 개략 평면도이다. 정전 용량형 터치 패드(124)의 터치 표면(128)은 도 3에 도시된 바와 같이 원형 또는 타원형 형상을 가질 수 있다. 정전 용량형 터치 패드(124)의 터치 표면(128)에 의해 감지된 촉각 입력은 터치 표면(128)을 터치하는 사용자의 손의 손가락을 포함할 수 있다. 정전 용량형 터치 패드(124)의 터치 표면(128)에 의해 감지되는 촉각 입력은 터치 표면(128)을 가로질러 움직이는 사용자의 손의 손가락을 포함할 수 있다.
실시예에서, 정전 용량형 터치 패드(124)는 멀티-터치 패드일 수 있으며, 이는 사용자가 정전 용량형 터치 패드(124)를 통해 제스처 기반 명령을 활성화하기 위해 2개 이상의 손가락을 사용할 수 있다는 것을 의미한다. 정전 용량형 터치 패드(124) 및 관련 디바이스 드라이버 소프트웨어는 터치 표면을 두드리는 것을 "클릭"으로 해석할 수 있다. 터치 표면(128)을 두드린 후 연속적인 포인팅 동작은 드래그를 나타낼 수 있다.
정전 용량형 터치 패드(124)는 고급 기능에 사용되는 터치 표면(128) 상의 위치인 "핫스팟"을 가질 수 있다. 예를 들어, 터치 표면(128)의 가장자리를 따라서 사용자의 손가락을 움직이는 것은 스크롤 휠로서 작용할 수 있다. 정전 용량형 터치 패드(124)는 스크롤링을 위해 두 손가락 드래그를 지원할 수 있다. 정전 용량형 터치 패드(124)의 드라이버는 탭 존(탭이 VR 게임을 일시 중지하거나 또는 애플리케이션을 착수하는 것과 같은 기능을 실행하는 영역)을 지원할 수 있다.
도 4는 실시예에 따른 휴대용 컨트롤러(100)의 예시적인 개략 블록도이다. 휴대용 컨트롤러(100)는 정전 용량형 터치 패드(124), 무선 통신 인터페이스(412), 중앙 처리 유닛(408), 및 버스(324)를 포함한다. 대안적인 구성에서, 메모리, 배터리, Bluetooth 구성 요소, USB 입력 등과 같은 다른 및/또는 추가의 구성 요소들이 휴대용 컨트롤러(100)에 포함될 수 있다.
정전 용량형 터치 패드(124)는 사용자의 손의 손가락으로부터 촉각 입력을 수신하는 것에 응답하여 센서 신호(404)를 발생시킨다. 정전 용량형 터치 패드(124)는 사용자의 손가락이 터치 표면(128)과 접촉함에 따라서 사용자의 손가락의 전류를 검출하는 것에 의해 센서 신호(404)를 발생시킬 수 있다. 한 실시예에서, 센서 신호(404)는 정전 용량형 터치 패드(124)로부터 중앙 처리 유닛(408)으로 전송될 수 있다.
휴대용 컨트롤러(100)는 정전 용량형 터치 패드(124)로부터 수신된 촉각 입력(416)을 나타내는 무선 신호(428)를 전송하기 위한 디지털, 아날로그 또는 혼합 신호 회로일 수 있는 무선 통신 인터페이스(412)를 포함할 수 있다. 무선 통신 인터페이스(412)는 휴대용 컨트롤러(100)에 케이블을 연결할 필요없이 무선 네트워크를 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 한 실시예에서, 무선 통신 인터페이스(412)는 1.1 Mbps 데이터 전송률까지 USB 1.1 및 802.11b 무선 네트워크 표준을 지원할 수 있다. 한 실시예에서, 무선 통신 인터페이스(412)는 54 Mpbs 데이터 전송률까지 USB 2.0 및 802.1 lg 표준을 지원할 수 있다. 한 실시예에서, 무선 통신 인터페이스(412)는 휴대용 컨트롤러(100)와 컴퓨터 등 사이의 데이터 교환을 위해 적외선 기술을 사용하는 콤팩트 플래쉬(Compact Flash, CF) 무선 네트워크 어댑터일 수 있다. 무선 신호(428)는 헤드 장착 디스플레이, 컴퓨터, VR 시스템 등으로 전송될 수 있다. 무선 통신 인터페이스(412) 및 중앙 처리 유닛(408)은 버스(424)를 통해 통신할 수 있다.
실시예의 전술한 설명은 예시의 목적으로 제시되었으며; 철저하거나 또는 개시된 정확한 형태로 실시예를 제한하거도록 의도되지 않는다. 당업자는 상기 개시를 고려하여 많은 수정 및 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있다.
마지막으로, 본 명세서에서 사용된 언어는 원칙적으로 가독성 및 교육 목적으로 선택되었으며, 본 발명의 요지를 기술하거나 제한하기 위해 선택되지 않았을 수 있다. 그러므로, 범위는 이러한 상세한 설명에 의해 제한되는 것이 아니라, 여기에 기초한 응용에 관한 청구에 의해 제한되는 것으로 의도된다. 따라서, 실시예의 개시는 다음의 청구항들에 제시된 범위를 예시하지만 제한하도록 의도되지 않는다.

Claims (20)

  1. 휴대용 컨트롤러로서,
    길이 방향으로 연장되는 핸들로서, 상기 핸들은 사용자의 손으로 파지되도록 형상화되고 치수화되는, 상기 핸들;
    상기 핸들의 단부에 부착되고 환형 표면을 가지는 링으로서, 상기 환형 표면은 상기 길이 방향에 대해 사전 결정된 각도를 형성하는 평면을 한정하는, 상기 링; 및
    상기 핸들의 단부에 부착되고, 사용자의 손의 손가락으로부터 촉각 입력을 수신하기 위한 터치 표면을 가지는 정전 용량형 터치 패드를 포함하며, 상기 정전 용량형 터치 패드는 사용자의 손의 손가락으로부터 상기 촉각 입력을 수신하는 것에 응답하여 센서 신호들을 발생시키도록 구성되고,
    상기 사전 결정된 각도는 45°내지 135°인 휴대용 컨트롤러.
  2. 제1항에 있어서, 상기 터치 표면은 원형 또는 타원형 형상을 가지는 휴대용 컨트롤러.
  3. 제1항에 있어서, 상기 촉각 입력은 상기 터치 표면을 터치하는 사용자 손의 손가락을 포함하는 휴대용 컨트롤러.
  4. 제1항에 있어서, 상기 촉각 입력은 상기 터치 표면을 가로질러 움직이는 사용자 손의 손가락을 포함하는 휴대용 컨트롤러.
  5. 제1항에 있어서, 상기 링은 상기 정전 용량형 터치 패드의 일부를 둘러싸는 휴대용 컨트롤러.
  6. 제1항에 있어서, 상기 핸들은 원통 형상인 휴대용 컨트롤러.
  7. 제1항에 있어서, 상기 정전 용량형 터치 패드는 유리, 플라스틱, 또는 금속으로 만들어지는 휴대용 컨트롤러.
  8. 제1항에 있어서, 상기 핸들은 엔지니어링 플라스틱으로 만들어지는 휴대용 컨트롤러.
  9. 제1항에 있어서, 상기 터치 표면은 평탄하고, 상기 길이 방향에 대해 15° 내지 45°의 각도를 형성하는 휴대용 컨트롤러.
  10. 제1항에 있어서, 상기 정전 용량형 터치 패드로부터 수신된 상기 촉각 입력을 나타내는 무선 신호를 전송하도록 구성된 무선 통신 인터페이스를 추가로 포함하는 휴대용 컨트롤러.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
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US15/493,062 2017-04-20
PCT/US2017/037638 WO2018194698A1 (en) 2017-04-20 2017-06-15 Hand-held controller using capacitive touch pad

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