KR102350788B1 - 게임용 조작 장치 및 이를 이용한 게임 구동 시스템 - Google Patents

게임용 조작 장치 및 이를 이용한 게임 구동 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 진동 신호와 음향 신호에 대응하는 진동을 수행하는 게임용 조작 장치 및 이를 이용한 게임 구동 시스템에 관한 것이다.
본 발명인 게임용 조작 장치는 사용자로부터 제어 입력을 획득하는 입력부와, 게임 구동 장치와 유선 또는 무선 통신을 수행하는 통신부와, 동작 신호를 인가 받아 진동하는 선형 진동자와, 입력부로부터의 제어 입력에 대응하는 제어 명령을 통신부를 통하여 게임 구동 장치로 전송하며, 통신부를 통하여 게임 구동 장치로부터 음향 신호와 진동 신호를 수신하며, 음향 신호와 진동 신호 중의 적어도 하나 이상을 포함하는 동작 신호를 선형 진동자에 인가하는 데이터 프로세서를 포함하여 구성된다.

Description

게임용 조작 장치 및 이를 이용한 게임 구동 시스템{CONTROLLING DEVICE FOR GAME AND GAME DRIVING SYSTEM}
본 발명은 게임용 조작 장치에 관한 것으로서, 특히 진동 신호와 음향 신호에 대응하는 진동을 수행하는 게임용 조작 장치 및 이를 이용한 게임 구동 시스템에 관한 것이다.
비디오 및 컴퓨터 게임들은 넓은 범위의 연령 그룹들 사이에서 널리 보급되어 있다. 전통적으로, 게임 제어기는 게임들이나 엔터테인먼트 시스템들과 함께 사용되어 보통은 게임에서 물체나 캐릭터를 제어하기 위해 비디오 및 컴퓨터 게임에게 입력을 제공하는 디바이스이다. 비록 2000년대 중반에 무선 제어기들이 널리 보급되기는 했지만, 제어기는 보통 유선 또는 코드에 의해 게임 콘솔이나 컴퓨터에 연결된다. 게임 제어기들로 분류되는 입력 디바이스들은 범용 게임 제어기(X-Box, PS4, 게임바이스 (Gamevice) 유형들), 키보드, 마우스, 게임패드, 조이스틱, 완(wan), 데이터 장갑을 포함한다. 운전 게임을 위한 스티어링 휠 및 슈팅 게임을 위한 광선총과 같은 특수 목적 디바이스들 또한 게임 제어기들이다.
본 발명은 진동 신호와 음향 신호에 대응하는 진동을 수행하는 게임용 조작 장치 및 이를 이용한 게임 구동 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명인 게임용 조작 장치는 사용자로부터 제어 입력을 획득하는 입력부와, 게임 구동 장치와 유선 또는 무선 통신을 수행하는 통신부와, 동작 신호를 인가 받아 진동하는 선형 진동자와, 입력부로부터의 제어 입력에 대응하는 제어 명령을 통신부를 통하여 게임 구동 장치로 전송하며, 통신부를 통하여 게임 구동 장치로부터 음향 신호와 진동 신호를 수신하며, 음향 신호와 진동 신호 중의 적어도 하나 이상을 포함하는 동작 신호를 선형 진동자에 인가하는 데이터 프로세서를 포함하여 구성된다.
또한, 데이터 프로세서는 음향 신호에 대하여 저대역 필터링 처리를 수행하고, 처리된 음향 신호를 포함하는 동작 신호를 선형 진동자에 인가하는 것이 바람직하다.
또한, 게임용 조작 장치는 스피커를 구비하며, 데이터 프로세서는 수신된 음향 신호를 스피커에 인가하고, 음향 신호와 진동 신호 중의 적어도 하나 이상을 포함하는 동작 신호를 선형 진동자에 인가하는 것이 바람직하다.
또한, 스피커에 인가되는 음향 신호는 배경 음악, 목소리 및 효과음 중의 하나 이상을 포함하여, 선형 진동자에 인가되는 음향 신호는 효과음을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 선형 진동자는 서로 공진 주파수가 상이한 제 1 및 제 2 선형 진동자들로 구성되며, 데이터 프로세서는 제 1 및 제 2 선형 진동자 각각으로 서로 상이한 동작 신호를 인가하는 것이 바람직하다.
또한, 선형 진동자는 요크, 요크에 부착되는 영구 자석 및 영구 자석에 부착되는 탑 플레이트를 포함하는 자기 회로와, 탄성 소재로 사출 성형되며, 프레임은 요크와 결합되는 요크 결합부, 요크 결합부와 간격을 두고 형성되며 프로텍터와 결합되는 프로텍터 결합부, 요크 결합부와 고정부를 탄성적으로 연결하는 2개 이상의 브릿지를 구비하는 프레임과, 프레임 상에 설치되는 프로텍터와, 프로텍터에 고정되며 동작 신호가 인가되는 코일과, 코일과 자기 회로 사이의 상호 전자기력에 의해 진동이 일어나는 진동부와 진동하지 않는 고정부가 과전류에 의해 강한 충돌이 발생하게 하는 충돌 구조와, 요크 또는 프레임의 요크 결합부에 부착되는 웨이트를 포함하며, 충돌 구조는 웨이트와 프레임의 프로텍터 결합부에 형성되거나, 프레임의 요크 결합부와 프로텍터에 형성되는 것을 특징으로 하는 탄성 사출 프레임을 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명은 진동 신호와 음향 신호를 이용하여 선형 진동자를 구동시킴으로써 게임의 몰입감, 박진감 등을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 게임 구동 시스템의 제어 구성도이다.
도 2a 및 2b는 도 1의 게임용 조작 장치의 다른 실시예들이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 탄성 사출 프레임을 구비하는 선형 진동자의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 탄성 사출 프레임을 구비하는 선형 진동자의 분해도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 탄성 사출 프레임을 구비하는 선형 진동자의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 탄성 사출 프레임을 구비하는 선형 진동자의 분해도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 탄성 사출 프레임을 구비하는 선형 진동자의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 탄성 사출 프레임을 구비하는 선형 진동자의 프로텍터를 도시한 도면이다.
이하에서, 본 발명은 실시예와 도면을 통하여 상세하게 설명된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 문서에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 문서에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제1 사용자 기기와 제2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)", "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)", "~하도록 설계된(designed to)", "~하도록 변경된(adapted to)", "~하도록 만들어진(made to)", 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성(또는 설정)된"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)"것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성(또는 설정)된 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
도 1은 게임 구동 시스템의 제어 구성도이다.
게임 구동 시스템은 게임 프로그램을 동작시키며 게임용 조작 장치(30)로부터의 제어 명령에 따른 게임 처리를 수행하는 게임 구동 장치(10)와, 게임 구동 장치(10)로부터 음향 신호를 수신하여 음 방출시키는 무선 스피커 장치(20)와, 게임 구동 장치(10)로 사용자에 의해 입력된 제어 입력에 대응하는 제어 명령을 전송하고, 게임 구동 장치(10)로부터 음향 신호와 진동 신호를 수신하여 진동 동작을 수행하는 게임용 조작 장치(30) 등을 포함하여 구성된다. 게임 구동 장치(10)는 무선 스피커 장치(20) 및 게임용 조작 장치(30)와 무선 통신으로 통신을 수행하는 점이 기재되고 있으나, 게임용 조작 장치(30)와 게임 구동 장치(10)는 유선 통신을 수행할 수도 있다.
본 발명에서, 음향 신호는 예를 들면, 배경음악이나 목소리 또는 효과음 등을 포함하는 신호에 해당된다.
게임 구동 장치(10)는 게임 프로그램의 동작에 의한 화면과 게임 운영에 의한 화면을 표시하는 표시부(1)와, 유선 통신(예를 들면, USB 통신 등)이나 무선 통신(예를 들면, 블루투스 통신 등)을 수행하는 통신부(3)와, 표시부(1)와 통신부(3)를 제어하며, 저장된 게임 프로그램을 동작시켜 표시부(1)에 게임 프로그램의 동작에 의한 화면을 표시하며, 통신부(3)를 통하여 무선 스피커 장치(20) 및 게임용 조작 장치(30)와 무선 또는 유선 통신 연결되며 게임용 조작 장치(30)로부터의 제어 명령에 따른 게임 처리를 수행하며, 게임 운영에 의한 화면을 표시부(1)에 표시하며, 게임 프로그램에 포함된 음향 신호를 무선 스피커 장치(20)에 전송하고, 게임 프로그램에 포함된 음향 신호와 진동 신호를 게임용 조작 장치(30)로 전송하는 데이터 프로세서(9) 등을 포함하여 구성된다. 다만, 전원을 공급하는 전원부(미도시), 표시부(1) 및 통신부(3) 등은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 당연히 인식되는 기술에 불과하여, 그 상세한 설명이 생략된다.
다음으로, 무선 스피커 장치(20)는 게임 구동 장치(10)와 무선 통신을 수행하는 통신부(13)와, 음향 신호를 음 방출하는 스피커(15)와, 통신부(13) 및 스피커(15)를 제어하여, 통신부(13)를 통하여 게임 구동 장치(10)와 통신 연결되며, 게임 구동 장치(10)로부터 음향 신호를 수신하여 스피커(15)에 인가하는 데이터 프로세서(19) 등을 포함하여 구성된다. 다만, 전원을 공급하는 전원부(미도시), 통신부(13), 스피커(15) 등은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 당연히 인식되는 기술에 불과하여, 그 상세한 설명이 생략된다.
다음으로, 게임용 조작 장치(30)는 전원 상태나 제어 입력 등을 표시하는 표시부(21)와, 사용자로부터 제어 입력을 획득하여 데이터 프로세서(29)에 인가하는 입력부(22)와, 게임 구동 장치(10)와 유선 통신 또는 무선 통신을 수행하는 통신부(23)와, 데이터 프로세서(29)로부터의 동작 신호를 인가 받아 동작 신호에 대응하여 진동하는 선형 진동자(27)와, 통신부(23)를 제어하여 게임 구동 장치(10)와 통신 연결되며, 입력부(22)로부터의 제어 입력에 대응하는 제어 명령(예를 들면, 전진, 후진, 점프, 슈팅 등)을 통신부(23)를 통하여 게임 구동 장치(10)에 전송하고, 게임 구동 장치(10)로부터 음향 신호와 진동 신호를 수신하여, 음향 신호 및 진동 신호 중의 적어도 하나 이상을 포함하는 동작 신호를 선형 진동자(27)에 인가하여 진동 동작시키는 데이터 프로세서(29) 등을 포함하여 구성된다. 다만, 전원을 공급하는 전원부(미도시), 표시부(21), 입력부(22), 통신부(23) 등은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 당연히 인식되는 기술에 불과하여, 그 상세한 설명이 생략된다.
선형 진동자(27)는 전기 신호인 동작 신호에 따라 진동하는 소자로서, 하기의 도 3 내지 8에서 상세하게 기재된다.
데이터 프로세서(9)는 통신부(3)를 제어하여 무선 스피커 장치(20)의 통신부(13)와, 게임용 조작 장치(30)의 통신부(23) 각각과 무선 또는 유선 통신 연결을 수행한다.
데이터 프로세서(9)는 게임 프로그램을 동작시켜 게임을 시작한다. 데이터 프로세서(29)는 입력부(22)를 통하여 제어 입력을 획득하고, 획득된 제어 입력에 대응하는 제어 명령을 통신부(23)를 통하여 게임 구동 장치(10)로 전송한다. 데이터 프로세서(9)는 통신부(3)를 통하여 제어 명령을 수신하며, 수신된 제어 명령에 따라 게임 처리를 수행한다. 데이터 프로세서(9)는 게임 처리를 수행하면서, 게임 프로그램에 포함된 음향 신호를 무선 스피커 장치(20)에 전송하고, 게임 프로그램에 포함된 음향 신호와 제어 신호를 게임용 조작 장치(30)로 전송한다.
데이터 프로세서(29)는 통신부(23)를 통하여 음향 신호와 진동 신호를 수신하여, 음향 신호 및 진동 신호 중의 적어도 하나 이상을 포함하는 동작 신호를 선형 진동자(27)에 인가하여 진동 동작시킨다.
데이터 프로세서(9)는 무선 스피커 장치(20)에 전송하는 음향 신호와 게임용 조작 장치(30)로 전송하는 음향 신호가 상이하도록 제어할 수도 있다. 예를 들면, 무선 스피커 장치(20)에 전송하는 음향 신호는 배경음악이나 목소리 또는 효과음 중의 적어도 하나 이상을 포함하나, 게임용 조작 장치(30)로 전송하는 음향 신호는 효과음만을 포함할 수도 있다.
또한, 데이터 프로세서(29)는 통신부(23)를 통하여 수신된 음향 신호에 대하여 예를 들면, 차단 주파수(cut-off frequency)를 500Hz 이하로 저대역 필터링(low pass filtering) 처리를 수행할 수도 있다. 즉, 데이터 프로세서(29)는 음향 신호에 포함된 효과음에서 진동력이 작고 진동에 의한 음누설이 큰 높은 주파수 대역의 신호를 제거함으로써, 저대역 필터링된 음향 신호를 생성하여 선형 진동자(27)에 진동 신호와 함께 인가한다.
도 2a 및 2b는 도 1의 게임용 조작 장치의 다른 실시예들이다. 도 2a 및 2b에 도시된 구성요소들 중에서 도 1의 게임용 조작 장치의 구성요소들과 식별 번호가 동일한 구성요소들은 동일한 동작과 기능을 수행하는 것으로 이해되어야 하며, 이에 따라 그 구성요소들에 대한 설명이 생략된다.
도 2a의 게임용 조작 장치(30a)는 데이터 프로세서(29a)로부터 음향 신호를 수신하여 음 방출시키는 스피커(25)와, 게임 구동 장치(10)와 유선 또는 무선 통신 연결된 상태에서, 통신부(23)를 통하여 음향 신호와 진동 신호를 수신하고, 음향 신호를 스피커(25)에 인가하고, 음향 신호와 진동 신호 중의 적어도 하나 이상을 포함하는 동작 신호를 선형 진동자(27)에 인가하는 데이터 프로세서(29a) 등을 포함하여 구성된다.
데이터 프로세서(9)는 배경음악이나 목소리 또는 효과음 등을 포함하는 음향 신호를 무선 스피커 장치(20)와 게임용 조작 장치(30)에 동일하게 전송한다. 데이터 프로세서(29a)는 수신된 음향 신호를 스피커(25)에 인가하되, 선형 진동자(27)에 인가되는 음향 신호는 효과음만을 포함하도록 처리하여 동작 신호에 포함시켜 선형 진동자(27)에 인가할 수 있다.
다음으로, 도 2b의 게임용 조작 장치(30b)는 데이터 프로세서(29b)로부터 음향 신호와 진동 신호 중의 적어도 하나 이상을 포함하는 동작 신호를 각각 수신하여 진동하는 제 1 및 제 2 선형 진동자(27a, 27b)와, 통신부(23)를 통하여 음향 신호와 진동 신호를 수신하고, 음향 신호와 진동 신호 중의 적어도 하나 이상을 포함하는 동작 신호를 제 1 및 제 2 선형 진동자(27a), (27b) 각각에 인가하는 데이터 프로세서(29b) 등을 포함하여 구성된다.
제 1 및 제 2 선형 진동자(27a), (27b) 각각의 공진 주파수가 서로 상이하며, 예를 들면, 제 1 선형 진동자(27a)의 공진 주파수는 100Hz 이하의 주파수이고, 제 2 선형 진동자(27b)의 공진 주파수는 100Hz 초과의 주파수이다. 이러한 공진 주파수에 의해, 제 1 선형 진동자(27a)는 진동 신호에 대응하는 진동에 효과적이고, 제 2 선형 진동자(27b)는 음향 신호(특히, 효과음)에 대응하는 진동에 효과적이다.
데이터 프로세서(29b)는 진동 신호만을 포함하는 동작 신호를 제 1 선형 진동자(27a)에 인가하고, 음향 신호만을 포함하는 동작 신호를 제 2 선형 진동자(27b)에 인가할 수도 있다.
상술된 선형 진동자(27), 제 1 및 제 2 선형 진동자(27a), (27b)의 구체적인 실시예들이 하기에서 상세하게 기재된다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 탄성 사출 프레임을 구비하는 선형 진동자의 단면도, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 탄성 사출 프레임을 구비하는 선형 진동자의 분해도, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 탄성 사출 프레임을 구비하는 선형 진동자의 사시도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 탄성 사출 프레임을 구비하는 선형 진동자는 진동자로 바닥면과 측면을 구비하는 요크(210), 요크(210)의 측면과 간격을 두고 요크(210)의 바닥면에 부착되는 영구 자석(220), 영구 자석(220)의 상면에 부착되는 탑 플레이트(230), 요크(210)의 외주에 결합되는 탄성 소재로 사출 성형되는 프레임(100), 프레임(100)의 하면에 결합되는 프로텍터(400) 및 프로텍터(400)에 고정되며, 영구 자석(220)과 요크(210)의 측면 사이에 에어갭에 상단이 위치하는 코일(300)을 포함한다. 프레임(100)은 요크(210)와 결합되는 요크 결합부(110), 요크 결합부(110)와 간격을 두고 형성되며 프로텍터(400)와 결합되는 프로텍터 결합부(120), 요크 결합부(110)와 프로텍터 결합부(120)를 탄성적으로 연결하는 2개 이상의 브릿지(130)를 구비한다. 또한, 프로텍터(400)의 하면에는 외부로부터 코일(300)로 전기 신호를 인가하는 FPCB(700)가 부착된다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 선형 진동자는 원형의 영구 자석(220)과 탑 플레이트(230)를 구비하며, 따라서 요크(210)와 코일(300)의 단면은 원형이다. 요크(210)의 외주를 감싸는 프레임(100)의 요크 결합부(110) 역시 원형이다.
프레임(100)은 요크 결합부(110)와 소정 간격을 두고 마주하는 양측에 한 쌍의 프로텍터 결합부(120)를 구비한다. 프로텍터 결합부(120)의 형태에 별다른 제약은 없으며 제작 및 타 부품과의 결합을 편리하기 위한 형태라면 어떠한 형태라도 무방하다. 브릿지(130)는 각 프로텍터 결합부(120)의 양 단부와 요크 결합부(110)를 연결하며, 따라서 모두 4개의 브릿지(130)가 구비된다. 브릿지(130)는 종래 기술의 스프링을 대체하는 구성 요소이다. 프레임(100)이 탄성 소재로 사출 성형되기 때문에, 요크(210), 영구자석(220), 탑 플레이트(230)로 이루어지는 자기회로와 코일(300)의 상호 전자기력에 따라 진동자와 프레임(100)의 요크 결합부(110)가 상하로 진동하도록 브릿지(130)가 탄성 변형하며 요크 결합부(110)를 지지한다.
프레임(100)의 하부에 결합되는 프로텍터(400)는 코일(300)을 고정하는 동시에 프레임(100) 내부에 설치된 부품을 보호한다. 프로텍터(400)는 사출물로 제조될 수 있으며, 프레임(100)을 형성하는 탄성 사출 소재와 달리 강성이 큰 재료로 제조된다.
프로텍터(400)는 코일(300)이 고정되는 하면(410)과, 하면(410)의 네 모서리에 형성되는 프레임 가이드(420)를 포함한다. 프레임 가이드(420)는 프로텍터(400)의 하면(410)으로부터 돌출하며, 프레임(100)의 고정부(120)에 삽입되어 고정부(120)의 진동을 방지한다. 따라서 프레임(100)은 프레임 가이드(420)가 삽입되는 관통홀(122)을 구비하는 것이 바람직하다. 관통홀(122) 내로 프레임(100)을 이루는 사출물보다 강한 강성을 가지는 프레임 가이드(420)가 삽입되어 고정부(120)가 진동하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 프레임 가이드(420)가 브릿지(130)의 외곽을 지지하는 기둥 역할을 하여, 진동자의 진동 시에 프레임(100)의 프로텍터 결합부(120)가 안쪽과 바깥쪽으로 떨리는 현상을 개선할 수 있다. 또한 프레임(100)의 강성을 보강할 수 있어 힘 전달을 용이하게 하므로 진동력을 향상시킬 수 있다. 본 발명의 제1 실시예에서는 프레임 가이드(420)는 프로텍터(400)의 형성 시에 일체로 형성된다. 한편, 코일(300)과 FPCB(700)도 사출부(410)의 성형 시에 인서트 사출될 수 있다.
진동자의 진동이 원활히 이루어지기 위해서 프로텍터 결합부(120)는 진동이나 변형이 억제되어야 한다. 이를 위해 본 발명에 선형 진동자는 프레임(100)의 외면을 감싸는 플레이트(500)를 더 구비할 수 있다. 플레이트(500)는 프레임(100)의 외측면뿐 아니라 프로텍터 결합부(120)의 상면도 감싸도록 형성된다. 플레이트(500)는 바람직하게는 강성이 강한 SUS와 같은 금속으로 제조된다. 이때, 플레이트(500)에는 프로텍터(400)의 프레임 가이드(420) 상단이 관통하는 홀(502)과, 후술할 프레임(100)의 돌기(124)가 관통하는 홀(504)을 구비한다. 프로텍터(400)의 돌출된 프레임 가이드(420)를 열압착하거나 초음파 융착하여 플레이트(400)와 프레임 고정부(420)를 결합시킨다. 플레이트(500)와 프레임 가이드(420)를 압착함에 따라 프로텍터 결합부(120)가 떨리는 현상을 더욱 더 개선할 수 있다. 프레임 가이드(420)를 열압착하거나 초음파 융착하는 외에, 플레이트(500)와 프레임(100)을 본딩할 수도 있다. 그러나 프레임 가이드(420)를 열압착하거나 초음파 융착할 경우, 프레임(100)과 프로텍터(400)의 본딩 공정을 삭제할 수 있다는 장점이 있다.
한편, 요크(210)의 상측에 웨이트(600)를 추가로 구비할 수 있다. 프레임(100)의 요크 결합부(110)가 요크(210)의 상면을 감싸지 않는 경우 웨이트(600)가 양면 테이프(620) 등의 접착 부재에 의해 요크(210)에 직접 부착될 수 있다. 제1 실시예와 달리 프레임(100)의 요크 결합부(110)가 요크(210)의 상면을 감싸지 않고 측면만을 감쌀 수도 있으며, 이 때는 요크(210)의 상면에 웨이트(600)가 직접 부착될 수 있다. 웨이트(600)는 프레임(100)과 프로텍터(400)의 외부에 배치되기 때문에 필요에 따라 웨이트(600)의 크기와 형상을 자유롭게 변형할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 제1 실시예에서는 웨이트(600)가 프레임(100)의 프로텍터 결합부(120) 상측까지 연장된다. 프로텍터 결합부(120)에는 웨이트(600)를 향해 돌출된 충돌 돌기(124)가 구비된다. 충돌 돌기(124)는 앞서 설명한 바와 같이 플레이트(500)를 관통하여 돌출되어 있다. 코일(300)에 전류가 흐르면 요크(210)를 비롯한 자기 회로와 자기 회로를 감싸는 프레임(100)의 요크 결합부(110)가 상하 운동을 하게 된다. 이때, 요크(210) 또는 요크 결합부(110)에 결합되어 있는 웨이트(600)도 함께 진동을 하게 된다. 이때 선형 진동자의 진동 특성은 탄성 사출 소재로 제조되는 프레임의 강성과 댐핑에 따라 달라진다. 이때, 코일(300)에 순간적인 과전압을 흘려줄 경우, 진동자의 진폭이 커지면서 웨이트(600)와 프레임의 충돌 돌기(124)가 충돌하면서 고의적으로 강한 충격을 발생시킬 수 있다. 이는, 전쟁, 레이싱, 격투 등의 게임 중 사격, 타격, 충돌 등의 상황에 게임 컨트롤러에 내장된 선형 진동자를 통해 순간적인 둔탁하고 강한 충격을 주어 현실감을 줄 수 있다.
한편, 강한 충격에 의해 요크(210)를 비롯한 자기 회로가 프레임(100)과 분리되는 것을 방지하기 위해, 요크(210)의 외면에는 결합력을 높이기 위한 요철(212)이 형성될 수 있다. 요크(210)는 프레임(100)의 사출 형성 시에 인서트 되며, 요철(212)부에 프레임(100)의 사출물이 유입되어 요크(210)와 요크 결합부(110) 사이의 결합력을 높일 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 탄성 사출 프레임을 구비하는 선형 진동자의 분해도, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 탄성 사출 프레임을 구비하는 선형 진동자의 단면도, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 탄성 사출 프레임을 구비하는 선형 진동자의 프로텍터를 도시한 도면이다.
본 발명의 제2 실시예에 탄성 사출 프레임을 구비하는 선형 진동자는, 과전류에 의해 강한 충돌이 발생하게 하는 충돌 구조를 제외하고는 제1 실시예와 동일하거나 용이하게 변형 가능한 구조이며, 따라서 중복되는 설명은 생략한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 선형 진동자는, 충돌 구조로 프레임(100a)의 요크 결합부(110a)와 프로텍터(400a) 사이에 고의적인 충돌이 발생한다. 프로텍터(400a)는 제1 실시예와 마찬가지로 코일(300) 등을 설치할 수 있는 하면(410a)과, 하면(410a)의 네 모서리에 돌출된 프레임 가이드(420a)를 구비한다. 또한, 하면(410a)에서 요크 결합부(110a)의 하측에 요크 결합부(110a)를 향해 돌출된 충돌 돌기(430a)를 구비한다. 충돌 돌기(430a)는 필요에 따라 복수 개로 분할 형성될 수 있다.
코일(300)에 순간적인 과전압을 흘려줄 경우, 진동자의 진폭이 커지면서 프레임(100a)의 요크 결합부(110a)와 프로텍터(400a)의 충돌 돌기(430a)가 충돌하면서 고의적으로 강한 충격을 발생시킬 수 있다. 이때, 요크(210)를 비롯한 자기 회로를 보호하기 위해 요크 결합부(110a)의 하부에는 쿠션감이 있는 댐핑 부재(140a)가 부착될 수도 있다. 댐핑 부재(140a)는 포론, 러버, 겔 시트 등의 쿠션 재질로 이루어질 수 있다.
데이터 프로세서(29), (29a), (29b)는 상술된 FPCB(700) 및 코일(300)에 전기 신호인 동작 신호를 인가하며, 진동이 발생되도록 한다. 여기서 동작 신호는 순간적인 과전압을 지닐 수도 있다.
상술된 웨이트(600)와 프레임의 충돌 돌기(124) 간의 간격과, 프레임(100a)의 요크 결합부(110a)와 프로텍터(400a)의 충돌 돌기(430a) 간의 간격은 4mm 이하인 것이 바람직하다.
다양한 실시 예에 따른 장치(예: 프로세서 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는, 예컨대, 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 프로세서에 의해 실행될 경우, 상기 하나 이상의 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 예를 들면, 메모리가 될 수 있다.
컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(magnetic media)(예: 자기테이프), 광기록 매체(optical media)(예: CD-ROM, DVD(Digital Versatile Disc), 자기-광 매체(magnetoopticalmedia)(예: 플롭티컬 디스크(floptical disk)), 하드웨어 장치(예: ROM, RAM, 또는 플래시 메모리 등)등을 포함할 수 있다. 또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 다양한 실시 예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지다.
다양한 실시 예에 따른 프로세서 또는 프로세서에 의한 기능들은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따른 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱(heuristic)한 방법으로 실행될 수 있다. 또한, 일부 동작은 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
10: 게임 구동 장치 20: 무선 스피커 시스템
30: 게임용 조작 장치

Claims (7)

  1. 사용자로부터 제어 입력을 획득하는 입력부와;
    게임 구동 장치와 유선 또는 무선 통신을 수행하는 통신부와;
    동작 신호를 인가 받아 진동하는 선형 진동자와;
    입력부로부터의 제어 입력에 대응하는 제어 명령을 통신부를 통하여 게임 구동 장치로 전송하며,
    통신부를 통하여 게임 구동 장치로부터 음향 신호와 진동 신호를 수신하며, 음향 신호와 진동 신호 중의 적어도 하나 이상을 포함하는 동작 신호를 선형 진동자에 인가하는 데이터 프로세서를 포함하여 구성되며,
    선형 진동자는 요크, 요크에 부착되는 영구 자석 및 영구 자석에 부착되는 탑 플레이트를 포함하는 자기 회로와,
    탄성 소재로 사출 성형되며, 요크와 결합되는 요크 결합부, 요크 결합부와 간격을 두고 형성되며 프로텍터와 결합되는 프로텍터 결합부, 요크 결합부와 프로텍터 결합부를 탄성적으로 연결하는 2개 이상의 브릿지를 구비하는 프레임과,
    프레임 상에 설치되는 프로텍터와,
    프로텍터에 고정되며 동작 신호가 인가되는 코일과,
    코일과 자기 회로 사이의 상호 전자기력에 의해 진동이 일어나는 자기 회로와 요크 결합부와, 진동하지 않는 프로텍터 결합부가 과전류에 의해 강한 충돌이 발생하게 하는 충돌 구조와,
    요크 또는 프레임의 요크 결합부에 부착되는 웨이트를 포함하며,
    충돌 구조는 웨이트와 프레임의 프로텍터 결합부에 형성되거나, 프레임의 요크 결합부와 프로텍터에 형성된 것을 특징으로 하는 게임용 조작 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    데이터 프로세서는 음향 신호에 대하여 저대역 필터링 처리를 수행하고, 처리된 음향 신호를 포함하는 동작 신호를 선형 진동자에 인가하는 것을 특징으로 하는 게임용 조작 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    게임용 조작 장치는 스피커를 구비하며,
    데이터 프로세서는 수신된 음향 신호를 스피커에 인가하고, 음향 신호와 진동 신호 중의 적어도 하나 이상을 포함하는 동작 신호를 선형 진동자에 인가하는 것을 특징으로 하는 게임용 조작 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    스피커에 인가되는 음향 신호는 배경 음악, 목소리 및 효과음 중의 하나 이상을 포함하여, 선형 진동자에 인가되는 음향 신호는 효과음을 포함하는 것을 특징으로 하는 게임용 조작 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    선형 진동자는 서로 공진 주파수가 상이한 제 1 및 제 2 선형 진동자들로 구성되며,
    데이터 프로세서는 제 1 및 제 2 선형 진동자 각각으로 서로 상이한 동작 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 게임용 조작 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    프레임은, 프로텍터 결합부에 형성되며 웨이트를 향해 돌출된 충돌 돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 게임용 조작 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 하나의 항에 따른 게임용 조작 장치와;
    게임용 조작 장치와 유선 또는 무선 통신 연결되며, 게임 프로그램을 동작시키며 게임용 조작 장치로부터의 제어 명령에 따라 게임 운영을 수행하고, 게임용 조작 장치로 음향 신호와 진동 신호를 전송하는 게임 구동 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 게임 구동 시스템.
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