KR102391713B1 - 리니어 모터 기반의 부피 변형이 가능한 컨트롤러 - Google Patents

리니어 모터 기반의 부피 변형이 가능한 컨트롤러 Download PDF

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Abstract

본 발명은 부피 변화가 가능한 컨트롤러를 개시한다. 본 발명에 따른 컨트롤러는, 하우징; 하우징의 외부에 설치되고, 일단과 타단이 각각 하우징에 대해 이동 가능하게 설치된 부피가변부; 부피가변부의 일단과 타단 중에서 적어도 하나를 이동시키는 구동부; 구동부를 제어하는 제어부(MCU)를 포함한다.
본 발명에 따르면, 컨트롤러의 부피, 형상 등을 다양하게 변화시킬 수 있으므로 사용자의 사용감을 증진시키고 만족감과 재미를 배가할 수 있다.

Description

리니어 모터 기반의 부피 변형이 가능한 컨트롤러{Controller capable of change volume based on linear motor }
본 발명은 전자기기를 제어하는 컨트롤러에 관한 것으로서, 구체적으로는 부피와 형상을 변화시킴으로써 사용자에게 다양한 사용감을 제공할 수 있는 컨트롤러에 관한 것이다.
최근 게임기, VR기기 등의 전자기기를 중심으로 기기의 동작을 제어하거나 디스플레이에 표시된 오브젝트를 제어하기 위한 용도로 사용자가 손에 쥐고 사용하는 핸드헬드(handheld)형 컨트롤러가 많이 사용되고 있다.
도 1은 일반적인 핸드헬드형 컨트롤러(20)의 사용 예를 나타낸 것으로서, 사용자가 컨트롤러(20)를 손에 쥐고 움직이면, 전자기기(10)는 컨트롤러(20)로부터 수신한 센서 측정값으로부터 소정의 제어신호를 생성하여 전자기기(10)의 동작을 제어하거나 디스플레이에 표시된 오브젝트의 위치, 방향, 속도 등을 제어한다.
이러한 핸드헬드형 컨트롤러(20)는 사용자가 손에 쥐고 사용하는 것이므로 전자기기에서 실행되는 콘텐츠에 부합하는 형상, 그립(grip)감 등을 갖는 것이 바람직하다.
그러나 종래의 핸드헬드형 컨트롤러(20)는 형상이 고정되어 있고 전자기기에서 실행되는 콘텐츠의 종류는 매우 다양하므로 사용자가 실행되는 콘텐츠마다 최적의 사용감을 느낄 수 있는 컨트롤러를 제공하는 것은 매우 어려운 것이 현실이다.
대한민국 등록특허 제10-1079270호(2011.11.03 공고)
본 발명은 이러한 배경에서 고안된 것으로서, 필요에 따라 컨트롤러의 부피, 형상 등을 변화시킬 수 있도록 함으로써 사용자에게 다양한 사용감을 제공하고 재미를 증진시키는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양상은, 하우징; 하우징의 외부에 설치되고, 일단과 타단이 각각 하우징에 대해 이동 가능하게 설치된 부피가변부; 부피가변부의 일단과 타단 중에서 적어도 하나를 이동시키는 구동부; 구동부를 제어하는 제어부(MCU)를 포함하는 컨트롤러를 제공한다.
본 발명의 일 양상에 따른 컨트롤러는, 상기 구동부에 의해 하우징의 내부에서 직선 운동하는 다수의 이동블록을 포함하고, 상기 부피가변부는 일단과 타단이 서로 다른 이동블록에 결합된 가요성 플레이트를 하나 이상 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 일 양상에 따른 컨트롤러에서, 상기 구동부는 제1 구동부와 제2 구동부를 포함하고, 상기 플레이트의 일단은 제1 구동부에 의해 왕복 직선 운동하는 이동블록에 결합되고, 타단은 제2 구동부에 의해 왕복 직선 운동하는 이동블록에 결합될 수 있다.
또한 본 발명의 일 양상에 따른 컨트롤러에서, 상기 부피가변부는 다수의 가요성 플레이트를 포함하고, 상기 구동부는, 다수의 가요성 플레이트의 상단에 각각 연결된 다수의 상부구동부와, 다수의 가요성 플레이트의 하단에 각각 연결된 다수의 하부구동부를 포함하고, 상기 제어부는 다수의 상부구동부와 다수의 하부구동부를 독립적으로 제어함으로써 다수의 가요성 플레이트의 형상과 위치를 개별적으로 제어할 수 있다.
또한 본 발명의 일 양상에 따른 컨트롤러는, 컨트롤러의 움직임을 검출하는 동작감지센서를 포함하며, 상기 제어부는, 동작감지센서의 측정값이 설정조건을 충족한 경우에 한하여 상기 구동부를 제어하여 부피가변부를 동작시킬 수 있다.
또한 본 발명의 일 양상에 따른 컨트롤러는, 하우징의 외측면에 설치된 압력감지센서를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 압력감지센서의 측정값이 설정값 보다 크면 컨트롤러의 모드를 대기모드에서 동작감시모드로 전환하며, 동작감시모드로 전환한 이후에만 동작감지센서의 측정값이 설정조건을 충족하는지 여부를 판단할 수 있다.
또한 본 발명의 일 양상에 따른 컨트롤러는, 하우징에 설치된 압력감지센서를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 압력감지센서의 측정값이 설정조건을 충족한 경우에 한하여 상기 구동부를 제어하여 부피가변부를 동작시킬 수 있다.
또한 본 발명의 일 양상에 따른 컨트롤러는, 상기 구동부에 의해 하우징의 내부에서 직선 운동하는 다수의 이동블록을 포함하고, 상기 부피가변부는 일단과 타단이 서로 다른 이동블록에 결합된 가요성 플레이트를 하나 이상 포함하고, 상기 제어부는, 상기 압력감지센서의 측정값이 제1 설정값 이내이면 가요성 플레이트의 일단과 타단이 각각 결합된 두 이동블록의 간격을 제1 거리로 조정하고, 측정값이 제1 설정값 보다 크면 두 이동블록의 가격을 제1 거리보다 작은 제2 거리로 조정할 수 있다.
본 발명에 따르면, 컨트롤러의 부피, 형상 등을 다양하게 변화시킬 수 있으므로 사용자의 사용감을 증진시키고 만족감과 재미를 배가할 수 있다.
도 1은 종래의 무선 컨트롤러의 사용 예를 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 컨트롤러의 사시도
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 컨트롤러의 평면도
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 컨트롤러의 단면도
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 컨트롤러의 제어계통을 예시한 블록도
도 6 및 도 7은 각각 컨트롤러의 각 플레이트가 변형된 상태를 나타낸 단면도 및 사시도
도 8a 내지 도 8c는 각각 다양한 동력전달 방법을 예시한 도면
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 컨트롤러의 동작방법을 예시한 흐름도
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 컨트롤러의 다른 동작방법을 예시한 흐름도
도 11 내지 도 15는 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른 컨트롤러의 다양한 동작을 예시한 도면
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 컨트롤러의 단면도
도 17은 본 발명의 제2 실시예에 따른 컨트롤러의 동작방법을 예시한 흐름도
도 18은 본 발명의 제2 실시예에 따른 컨트롤러의 다른 동작방법을 예시한 흐름도
도 19는 본 발명의 제3 실시예에 따른 컨트롤러의 단면도
도 20 내지 도 22는 본 발명의 제3 실시예에 따른 컨트롤러의 다양한 동작을 예시한 단면도
도 23은 본 발명의 제4 실시예에 따른 컨트롤러의 평면도
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
참고로 본 명세서에 첨부된 도면에는 실제와 다른 치수 또는 비율로 표시된 부분이 있으나 이는 설명과 이해의 편의를 위한 것이므로 이로 인해 본 발명의 범위가 제한적으로 해석되어서는 아니됨을 미리 밝혀 둔다. 또한 본 명세서에서 하나의 구성요소(element)가 다른 구성요소와 연결, 결합 또는 전기적으로 연결되는 경우는 다른 구성요소와 직접적으로 연결, 결합 또는 전기적으로 연결되는 경우뿐만 아니라 중간에 다른 요소를 사이에 두고 간접적으로 연결, 결합 또는 전기적으로 연결되는 경우도 포함한다. 또한 하나의 구성요소(element)가 다른 구성요소와 직접 연결 또는 결합되는 경우는 중간에 다른 요소 없이 연결 또는 결합되는 것을 의미한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함하는 것은 특별히 반대되는 기재가 없다면 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한 본 명세서에서 전, 후, 좌, 우, 위, 아래 등의 표현은 보는 위치에 따라 달라질 수 있는 상대적인 개념이므로 본 발명의 범위가 반드시 해당 표현으로 제한되어서는 아니된다.
제 1 실시예
도 2, 도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른 컨트롤러(100)의 사시도, 평면도 및 단면도를 나타낸 것이고, 도 5는 컨트롤러(100)의 제어계통을 나타낸 블록도이다.
도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 컨트롤러(100)는, 내부에 공간을 구비한 하우징(110)과, 하우징(110)의 외측에 설치된 부피가변부(120)와, 부피가변부(120)의 외측을 둘러싸도록 설치된 손잡이부(140)와, 부피가변부(120)에 구동력을 제공하는 제1 구동부(150) 및 제2 구동부(160)를 포함한다.
또한 본 발명의 제1 실시예에 따른 컨트롤러(100)는, 구동부(150,160)의 동력을 부피가변부(120)에 전달하는 동력전달수단을 포함한다.
동력전달수단은 제1 구동부(150)의 동력을 전달하는 제1 동력전달부와 제2 구동부(160)의 동력을 전달하는 제2 동력전달부를 포함할 수 있다.
제1 동력전달부는, 예를 들어, 제1 구동부(150)에 의해 회전하는 제1 볼스크류(151)와, 제1 볼스크류(151)에 결합된 제1 너트블록(152)과, 하우징(110)의 내부에 하우징의 길이 방향을 따라 설치된 다수의 제1 이동가이드(153)와, 각각의 일측은 제1 너트블록(152)에 결합되고 타측은 제1 이동가이드(153)에 결합된 다수의 이동블록(154)을 포함할 수 있다.
또한 제2 동력전달부는, 예를 들어, 제2 구동부(160)에 의해 회전하는 제2 볼스크류(161)와, 제2 볼스크류(161)에 결합된 제2 너트블록(162)과, 하우징(110)의 내부에 하우징의 길이 방향을 따라 설치된 다수의 제2 이동가이드(163)와, 각각의 일측은 제2 너트블록(161)에 결합되고 타측은 제2 이동가이드(163)에 결합된 다수의 이동블록(164)을 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에서는, 제1 구동부(150)에 연결된 제1 동력전달부는 하우징(110)의 내부에서 상부에 설치하고, 제2 구동부(160)에 연결된 제2 동력전달부는 하우징(110)의 내부에서 하부에 설치한다. 이때 제1 볼스크류(151)와 제2 볼스크류(161)는 하우징(110)의 중심에서 길이 방향을 따라 일렬로 배치될 수 있다. 다만 반드시 이에 한정되는 것은 아니므로 하우징(110)의 크기, 형상 등에 따라 동력전달부의 구체적인 설치 구조 및 위치는 얼마든지 변형될 수 있다.
한편 본 발명의 제1 실시예에서는, 부피가변부(120)의 상단은 제1 너트블록(152)에 연결된 이동블록(154)에 결합하고 부피가변부(120)의 하단은 제2 너트블록(162)에 연결된 이동블록(164)에 결합한다.
이렇게 하면, 부피가변부(120)의 상단과 하단이 모두 하우징에 대해 이동 가능하므로 부피가변부(120)의 형상은 물론이고 위치도 다양하게 변화시킬 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명의 제1 실시예에 따른 컨트롤러(100)는, 컨트롤러(100)의 동작 전반을 제어하는 MCU(Micro Controller Unit)(150)와, 사용자의 조작명령을 입력하는 입력부(170)와, 사용자의 동작을 검출하기 위한 동작감지센서(180)와, 외부 전자기기와 통신하는 통신부(200)와, MCU(130), 구동부(160), 통신부(200) 등에 전원을 공급하는 전원공급부(190)를 포함할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 컨트롤러(100)의 구성요소를 보다 구체적으로 설명한다.
먼저, 부피가변부(120)는 하우징(110)의 길이 방향을 따라 긴 띠 형상을 가진 제1 내지 제6 플레이트(121,122,123,124,125,126)를 포함할 수 있다. 다만 플레이트의 개수가 이에 한정되는 것은 아니므로 한 개의 플레이트만 설치될 수도 있고 더 많은 개수의 플레이트가 설치될 수도 있다.
제1 내지 제6 플레이트(121,122,123,124,125,126)의 상단(도 4의 121a,124a 참조)은 하우징(110)의 내부에서 제1 구동부(150)에 의해 승강하는 대응하는 이동블록(154)에 각각 결합되고, 하단(도 4의 121b,124b 참조)은 하우징(110)의 내부에서 제2 구동부(160)에 의해 승강하는 대응하는 이동블록(164)에 각각 결합될 수 있다.
하우징(110)의 외부에 설치된 플레이트(121,122,123,124,125,126)를 내부의 이동블록(154,164)에 결합하기 위하여 하우징(110)의 측면에는 길이 방향을 따라 소정 폭의 슬릿(112)이 다수 형성될 수 있다.
각 플레이트(121,122,123,124,125,126)는 상단과 하단을 각각 구부려서 각 슬릿(112)을 통과시킨 후에 내부의 이동블록(154,164)에 결합할 수 있다. 이와 달리 볼트 등의 결합부재를 슬릿(112)을 통과시켜 각 플레이트의 상단과 하단을 대응하는 이동블록(154, 164)에 결합할 수도 있다.
이렇게 연결하면 제1 구동부(150)에 연결된 이동블록(154)을 고정시킨 상태에서 제2 구동부(160)에 연결된 이동블록(164)만을 이동시킬 수도 있고, 반대로 제2 구동부(160)에 연결된 이동블록(164)을 고정시킨 상태에서 제1 구동부(150)에 연결된 이동블록(154)만을 이동시킬 수도 있고, 상부와 하부의 이동블록(154,164)을 전부 이동시킬 수도 있다.
또한 이동블록(154,164)이 이동할 때 각 플레이트(121, 122, 123, 124, 125, 126)의 상단 및/또는 하단에 압축력이 작용하게 되면 도 6의 단면도 및 도 7의 사시도에 나타낸 바와 같이, 각 플레이트가 구부러지면서 중간부분이 바깥쪽으로 팽창하는 변형이 발생하게 된다.
이와 같이 플레이트가 바깥쪽으로 구부러지면, 사용자의 입장에서는 손잡이부(140)를 통해 부피 변화는 물론이고 상당한 역감을 느낄 수 있고, 이를 통해 보다 생생하고 다양한 사용감을 느낄 수 있게 된다.
제1 내지 제6 플레이트(121, 122, 123, 124, 125, 126)가 이와 같이 변형되기 위해서는 금속, 합성수지, 고무, 실리콘 등의 가요성 소재가 사용되어야 함은 물론이다.
손잡이부(140)는 부피가변부(120)의 외측을 둘러싸는 것으로서 플레이트가 구부러질 때 함께 늘어나고 플레이트가 펴지면 본래 형상으로 복귀해야 하므로 유연성 재질이어야 한다. 또한 사용자가 최적의 그립감을 느낄 수 있는 재질과 형상을 가지는 것이 바람직하다.
손잡이부(140)는 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이 원통 형상인 것이 바람직하지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 각 플레이트(121, 122, 123, 124, 125, 126)마다 표면에 그립감이 좋은 실리콘 등의 소재를 부착하여 손잡이부(140)를 형성할 수도 있고, 플레이트 자체가 그립감이 좋은 소재로 이루어진 경우에는 손잡이부(140)가 생략될 수도 있다.
손잡이부(140)의 내측에는 사용자가 가하는 압력을 감지하기 위한 압력감지센서(도 16의 210 참조)가 설치될 수도 있다. 압력감지센서(120)의 용도에 대해서는 후술하기로 한다.
제1 및 제2 구동부(150,160)는 각각 볼스크류(151. 161)를 회전시키는 모터, 회전실린더 등과 같은 회전 구동수단일 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니므로 볼스크류(151, 161)를 사용하지 않는 경우에는 공압실린더 등과 같은 직선구동수단이 사용될 수도 있다.
또한 본 발명의 제1 실시예에서는 구동부(150, 160)의 회전력을 이동블록(154, 164)의 직선운동으로 변환하기 위하여 볼스크류(151, 161), 너트블록(152, 162) 등을 사용하였으나 동력전달수단이 이에 한정되는 것은 아니므로 기어, 풀리, 와이어, 벨트, 체인 등의 공지된 부품을 적절히 선택 또는 조합하여 이동블록(154, 164)의 직선 왕복운동을 구현할 수 있다.
또한 도 4 및 도 6에는 2개의 구동부(150, 160)가 각각 6개씩의 이동블록(154,164)을 동시에 승강 시키는 것으로 나타나 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 도 8a에 예시한 바와 같이, 제1 구동부(150)와 이에 연결된 동력전달부를 각각 2개로 분할하여 구성할 수도 있다. 즉, 제1-1 구동부(150a)에 의해 회전하는 제1-1 볼스크류(151a)에 결합된 제1-1 너트블록(152a)에 3개의 이동블록(154)을 결합하고, 제1-2 구동부(150b)에 의해 회전하는 제1-2 볼스크류(151b)에 결합된 제1-2 너트블록(152b)에 나머지 3개의 이동블록(154)을 결합할 수 있다.
이와 달리 제1 구동부(150)와 이에 연결된 동력전달부를 각각 3개로 분할하여 각 동력전달부가 2개씩의 이동블록(154)을 이동시키도록 구성할 수도 있고, 제1 구동부(150)와 이에 연결된 동력전달부를 각각 6개로 분할하여 각 동력전달부가 1개씩의 이동블록(154)을 이동시키도록 구성할 수도 있다.
제2 구동부(160)와 이에 연결된 동력전달부도 제1 구동부(150)와 마찬가지로 다양한 방식으로 구성될 수 있음은 물론이다.
이와 같이 제1 구동부(150)와 제2 구동부(160)를 각각 다수로 분할하면 제1 내지 제6 플레이트(121, 122, 123, 124, 125, 126)를 각각 개별적으로 변형시키거나 이동시키는 것이 가능하며, 이를 통해 컨트롤러(100)의 형상을 보다 다양하게 변화시킬 수 있다.
또한 각 플레이트의 길이, 너비, 두께, 소재 중에서 적어도 하나를 다른 플레이트와 다르게 함으로써 컨트롤러(100)의 형상을 보다 다양하게 변화시킬 수 있다.
한편 도 4 및 도 6에는 볼스크류(151,161)와 너트블록(152,162)을 이용하여 이동블록(154,164)을 이동시키는 것으로 나타나 있으나 이동블록(154,164)의 직선운동 수단이 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어 도 8b에 예시한 바와 같이, 이동가이드(153)에 결합된 6개의 이동블록(154)을 각각 구동풀리(156)와 종동풀리(157)에 감긴 와이어(155)에 결합하고, 제1 구동부(150)를 이용하여 각 구동풀리(156)를 회전시킴으로써 각 이동블록(154)을 이동가이드(153)를 따라 직선 운동시킬 수 있다.
이때 제1 구동부(150)의 구동력을 구동풀리(156)의 회전운동으로 변환하는 동력전달부(158)는 기어, 풀리, 와이어, 벨트, 체인 등을 선택적으로 조합하여 구성될 수 있다.
도 8b에는 하나의 구동부(150)로 모든 이동블록(154)을 동시에 이동시키는 것으로 나타나 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 도 8c에 예시한 바와 같이, 제1 구동부(150)를 대신하여 제1-1 구동부(150a)와 제1-2 구동부(150b)를 설치하고, 제1-1 구동부(150a)는 제1 동력전달부(158a)를 통해 3개의 이동블록(154)을 이동시키고, 제1-2 구동부(150b)는 제2 동력전달부(158b)를 통해 나머지 3개의 이동블록(154)을 이동시키도록 구성할 수도 있다.
도 8c는 하나의 구동부에 의해 3개의 이동블록이 이동하는 경우를 나타내고 있는데 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 구동부를 3개 설치하고 각 구동부가 2개씩의 이동블록을 이동시키도록 구성할 수도 있고, 구동부를 6개 설치하고 각 구동부가 1개씩의 이동블록을 이동시키도록 구성할 수도 있다. 또한 어떤 구동부는 2개의 이동블록을 이동시키고, 다른 구동부는 3개의 이동블록을 이동시키고, 나머지 구동부는 1개의 이동블록을 이동시키도록 구성할 수도 있다.
이 경우에도 각 구동부에 연결된 플레이트의 길이, 너비, 두께, 소재 중에서 적어도 하나를 다른 구동부에 연결된 플레이트와 다르게 할 수 있으며, 이를 통해 컨트롤러(100)의 형상을 보다 다양하게 변화시킬 수 있다.
도 8b 및 도 8c에는 이동블록(154)을 와이어(155)에 결합하는 것으로 나타나 있으나 이와 달리 벨트, 체인 등에 결합할 수도 있다.
도 8a 내지 도 8c에 나타낸 제1 구동부(150)와 동력전달부의 구성은 제2 구동부(160)와 이를 위한 동력전달부에도 동일하게 적용될 수 있다.
한편 컨트롤러(100)의 입력부(170)는 사용자가 엄지손가락 등으로 누르거나 터치할 수 있도록 손잡이부(140)에 인접한 부분에 설치되는 것이 바람직하다. 도면에는 입력부(170)가 하나의 버튼으로 나타나 있으나 이는 예시에 불과하다. 예를 들어 입력부(170)는 다수의 버튼을 포함할 수도 있고, 조이스틱을 포함할 수도 있고, 터치패드 또는 터치스크린을 포함할 수도 있다.
동작감지센서(180)는 컨트롤러(100)가 움직이는 방향, 속도, 자세 등을 검출하기 위한 것으로서, 가속도센서, 3축 각속도센서(자이로 센서) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
MCU(130)는 입력부(170)를 통한 입력이나 동작감지센서(180)의 측정값을 이용하여 구동부(160)를 제어할 수 있다.
전원공급부(190)는 배터리와 MCU(130)의 제어에 따라 구동부(160)에 대한 전원공급을 온/오프하는 스위칭 회로를 포함할 수 있다. 전원공급부(190)는 배터리를 대신하여 AC-DC 변환회로를 포함할 수도 있다.
통신부(200)는 컨트롤러(100)와 전자기기의 유선 및/또는 무선통신을 지원한다. 무선통신방식은 특별히 한정되지 않으며, 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), 와이파이(WiFi), 적외선데이터통신(IrDA), UWB(Ultra-Wide Band) 등의 공지된 통신방식 중에서 선택될 수 있다.
MCU(130)는 도 5의 블록도에 예시한 바와 같이, 프로세서(132)와 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로세서(132)는 메모리(134)에 저장된 컴퓨터프로그램을 실행하여 소정의 연산을 수행한다. 프로세서(132)와 메모리(134)는 단일 칩(one chip)으로 패키징될 수도 있다.
메모리(134)에는 컨트롤러(100)의 동작을 위한 컴퓨터프로그램, 각종 파라미터, 데이터 등이 저장될 수 있다. 메모리(134)는 플래쉬 메모리 등의 비휘발성 메모리와 RAM 등의 휘발성메모리를 포함할 수 있다.
메모리(134)에 저장되는 컴퓨터 프로그램은, 동작감지센서(180) 및/또는 압력감지센서(210)의 측정값을 이용하여 구동부(150, 160)를 제어하는 구동부 제어 프로그램을 포함할 수 있다.
예를 들어 사용자가 컨트롤러(100)를 흔드는 경우에, MCU(130)는 동작감지센서(180)의 측정값이 설정값 보다 큰 경우에 전원공급부(190)를 제어하여 구동부(150, 160)로 소정의 전압을 인가함으로써 이동블록(164)을 이동시켜 컨트롤러(100)의 부피와 형상을 변화시킬 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 컨트롤러(200)의 동작 방법을 설명한다.
먼저 도 9를 참조하여 사용자가 입력부(170)에 구비된 버튼을 누르거나 메뉴를 선택하여 팽창 명령을 입력하는 경우를 설명한다.
컨트롤러(100)의 형상 변화를 원하는 사용자가 입력부(170)를 통해 팽창 명령을 입력하면, MCU(130)는 전원공급부(190)를 제어하여 제1 구동부(150) 및/또는 제2 구동부(160)에 전압을 인가한다. (ST11)
이때 제1 구동부(150)만 동작시키면, 도 6에 예시한 바와 같이, 제1 너트블록(152)이 제1 볼스크류(151)를 따라 하강함에 따라 제1 너트블록(152)에 연결된 이동블록(154)이 하강한다.
또한 제2 구동부(160)만 동작시키면, 도 13에 예시한 바와 같이, 제2 너트블록(152)이 제2 볼스크류(161)를 따라 상승함에 따라 제2 너트블록(162)에 연결된 이동블록(164)이 상승한다.
또한 제1 구동부(150)와 제2 구동부(160)를 모두 동작시키면, 도 15에 예시한 바와 같이, 제1 너트블록(152)에 연결된 이동블록(154)은 하강하고, 제2 너트블록(162)에 연결된 이동블록(164)은 상승한다. (ST12)
이와 같이 이동블록(154,164)이 하강 및/또는 상승하면, 이동블록(154,164)에 연결된 부피가변부(120)의 각 플레이트(121, 122, 123, 124, 125, 126)의 상단 및/또는 하단에 압축력이 가해지고, 이로 인해 각 플레이트의 중간 부분이 바깥쪽을 향해 구부러지는 변형이 발생한다.
이때 손잡이부(140)를 쥐고 있던 사용자는 부피변화와 함께 상당한 역감을 느끼게 된다.
한편 제1 구동부(150)만 동작시키면, 도 7에 예시한 바와 같이, 각 플레이트(121, 122, 123, 124, 125, 126)의 상단이 하강하면서 부피가변부(120)가 외측으로 팽창한다.
이때 각 플레이트(121, 122, 123, 124, 125, 126)의 상단을 도 6 및 도 7에 비하여 더 많이 하강시키면, 도 11 및 도 12에 예시한 바와 같이 각 플레이트가 더욱 큰 폭으로 구부러짐에 따라 부피가변부(120)가 외측으로 더욱 큰 폭으로 팽창한다.
또한 제2 구동부(160)만 동작시키면, 도 14에 예시한 바와 같이, 각 플레이트(121, 122, 123, 124, 125, 126)의 하단이 상승하면서 부피가변부(120)가 외측으로 팽창한다.
또한 제1 구동부(150)와 제2 구동부(160)를 모두 동작시키면, 도 15에 예시한 바와 같이, 각 플레이트(121, 122, 123, 124, 125, 126)의 상단은 하강하고 하단은 상승함에 따라 각 플레이트가 큰 폭으로 구부러짐에 따라 부피가변부(120)가 도 7 및 도 13에 비하여 더 큰 폭으로 팽창할 수 있다. (ST13)
이상의 방식으로 컨트롤러(100)의 부피와 형상의 변화가 발생한 이후에 사용자는 입력부(170)에 구비된 버튼을 누르거나 메뉴를 선택하여 복귀 명령을 입력할 수 있다. (ST14)
이와 같이 복귀 명령이 입력되면 MCU(130)는 구동부(150,160)를 제어하여 볼스크류(161)를 이전과 반대 방향으로 회전시킨다. 이로 인해 너트블록(152,162)과 이동블록(154,164)이 본래 위치로 이동한다. (ST15)
각 이동블록(154,164)이 본래 위치로 이동하면 부피가변부(120)의 각 플레이트의 상단 및/또는 하단도 본래 위치로 복귀하며, 이로 인해 변형되었던 각 플레이트도 본래 형상으로 복귀하여 하우징(110)의 표면에 거의 밀착된 상태가 된다.
이때 사용자는 쥐고 있던 손잡이부(140)가 다시 작아지는 부피 변화를 실감하게 된다. (ST16)
한편 본 발명의 제1 실시예에 따른 컨트롤러(100)에는 동작감지센서(180)가 설치되어 있으므로 이를 통해 사용자의 의도를 파악하여 팽창 명령을 생성할 수도 있다. 이하에서는 도 10을 참조하여 이러한 방법을 설명한다.
먼저 사용자가 컨트롤러(100)를 손에 쥔 상태에서 흔들거나 휘두르면, MCU(130)는 동작감지센서(180)의 측정값을 확인하고, 측정값과 설정값을 대비한다.
한편 MCU(130)는 컨트롤러(100)의 전원이 켜지면 항상 동작감지센서(180)의 측정값을 확인할 수도 있고, 별도의 모드전환수단을 통해 대기모드에서 동작감지모드로 전환된 이후에만 동작감지센서(180)의 측정값을 확인할 수도 있다. 모드전환수단은 입력부(170)에 구비될 수도 있고, 다른 형태로 제공될 수도 있다. (ST21, ST22)
동작감지센서(180)의 측정값이 설정값 보다 크면, MCU(130)는 전원공급부(190)를 제어하여 제1 구동부(150) 및/또는 제2 구동부(160)에 전압을 인가한다.
이에 따라 제1 구동부(150) 및/또는 제2 구동부(160)가 볼스크류(151,161)를 소정 방향으로 회전시키면, 도 6에 나타낸 바와 같이 너트블록(152,162)이 볼스크류(151,161)를 따라 이동함에 따라 너트블록(152,162)에 연결된 이동블록(154,164)도 함께 이동한다. (ST23)
이로 인해 부피가변부(120)의 각 플레이트(121, 122, 123, 124, 125, 126)의 중간 부분이 바깥쪽을 향해 구부러지는 변형이 일어난다. (ST24)
이상의 과정을 통해 컨트롤러(100)의 형상이 변한 이후에는 사용자가 원하는 경우에 다시 본래의 형상으로 복귀시킬 수 있어야 한다.
이를 위해서 MCU(130)는 형상 복귀 명령이 있는지 판단할 수 있어야 한다. 예를 들어 MCU(130)는 입력부(170)를 통해 소정 명령이 입력되면 이를 형상 복귀명령으로 판단할 수 있다. 또한 MCU(130)는 압력감지센서(도 16의 210)를 통해 설정조건을 충족하는 압력이 측정되면 이를 형상 복귀명령으로 판단할 수도 있다. 또한 MCU(130)는 동작감지센서(180)를 통해 설정조건을 충족하는 가속도 및/또는 각속도가 측정되면 이를 형상 복귀명령으로 판단할 수도 있다. (ST25)
MCU(130)는 형상 복귀명령이 확인되면 제1 구동부(150) 및/또는 제2 구동부(160)를 통해 볼스크류(151,161)를 이전과 반대 방향으로 회전시킨다. 이로 인해 너트블록(152,162)과 이동블록(154,164)이 본래 위치로 복귀한다. (ST26)
너트블록(152,162)이 본래 위치로 복귀하면 부피가변부(120)의 각 플레이트도 본래 형상으로 복귀한다. (ST27)
제 2 실시예
본 발명의 제2 실시예에 따른 컨트롤러(100a)는 도 16의 단면도에 예시한 바와 같이, 손잡이부(140)의 내측에 압력감지센서(210)가 설치되는 점에서 제1 실시예와 차이가 있을 뿐이고 나머지 구성은 제1 실시예의 컨트롤러(100)와 동일하다.
따라서 이하에서는 압력감지센서(210)를 이용한 제2 실시예에 따른 컨트롤러(100a)의 여러 동작 방법에 대해서만 설명하기로 한다.
먼저 도 17을 참조하여 컨트롤러(100a)의 동작 방법 중에서 하나를 설명한다.
사용자가 컨트롤러(100a)의 손잡이부(140)를 손으로 잡은 상태에서 손잡이부(140)에 압력을 가하면, MCU(130)는 압력감지센서(210)의 측정값을 확인하고, 측정값과 설정값을 대비한다. (ST31, ST32)
압력감지센서(210)의 측정값이 설정값 보다 크면, MCU(130)는 전원공급부(190)를 제어하여 제1 구동부(150) 및/또는 제2 구동부(160)에 전압을 인가한다.
이에 따라 제1 구동부(150) 및/또는 제2 구동부(160)가 동작하여 볼스크류(151,161)를 소정 방향으로 회전시키면, 도 6에 나타낸 바와 같이 너트블록(152,162)이 볼스크류(151161)를 따라 이동함에 따라 너트블록(152,162)에 연결된 이동블록(154,164)도 함께 이동한다.
이때 압력감지센서(210)의 측정값의 크기에 따라 제1 구동부(150) 및/또는 제2 구동부(160)에 인가되는 전압이나 동작시간을 차등화하여 상하 이동블록(154,164)의 간격을 조절할 수도 있다.
예를 들어 압력감지센서(210)의 측정값이 제1 설정값 이내이면 상하 이동블록(154,164)간의 간격을 제1 거리로 조정하고, 측정값이 제1 설정값 보다 크면 이동블록(154,164)을 제1 거리보다 작은 제2 거리로 조정할 수 있다.
이렇게 하면 사용자가 가하는 압력이 커질수록 상하 이동블록(154,164)간의 간격이 줄어들어 플레이트가 더욱 많이 구부러지고 부피가변부(120)가 외측으로 더욱 팽창하게 된다. 따라서 압력의 크기에 따라 컨트롤러(100a)의 형상을 다르게 변화시킬 수 있는 이점이 있다. (ST33)
이와 같이 이동블록(154,164)이 이동하면, 앞서 설명한 바와 같이, 컨트롤러의 부피와 형상이 변하게 된다. 구체적인 동작은 도 10의 ST24 내지 ST27에서 설명한 바와 같다. (ST34 내지 ST37)
다음으로 도 18을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 컨트롤러(100a)의 다른 동작 방법을 설명한다.
이 경우는 압력감지센서(210)를 모드전환수단으로 활용하는 방법이다. 즉, 사용자가 컨트롤러(100a)의 손잡이부(140)를 손으로 잡은 상태에서 손잡이부(140)에 압력을 가하면, MCU(130)는 압력감지센서(210)의 측정값과 설정값을 대비한다. (ST41, ST42)
압력감지센서(210)의 측정값이 설정값 보다 크면, MCU(130)는 컨트롤러(100a)의 모드를 대기모드에서 동작감시모드로 전환하고, 동작감지센서(180)의 측정값을 검출한다. (ST43)
동작감지센서(180)의 측정값이 설정값 보다 크면, MCU(130)는 전원공급부(190)를 제어하여 제1 구동부(150) 및/또는 제2 구동부(160)에 전압을 인가하고, 이에 따라 이동블록(154,164)이 이동한다. (ST44, ST45)
이와 같이 이동블록(154,164)이 이동하면, 앞서 설명한 바와 같이, 컨트롤러의 부피와 형상이 변하게 된다. 구체적인 동작은 도 10의 ST24 내지 ST27에서 설명한 바와 같다. (ST46 내지 ST49)
제 3 실시예
도 19는 본 발명의 제3 실시예에 따른 컨트롤러(100b)를 나타낸 단면도이다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 컨트롤러(100b)에서, 제1 내지 제6 플레이트(121,122,123,124,125,126)의 상단을 이동시키는 제1 구동부(150)는 다수의 상단구동부(150a,150b)를 포함하고 상단을 이동시키는 제2 구동부((160)는 다수의 하단 구동부(160a,60b)를 포함한다.
또한 다수의 상단구동부(150a,150b)는 각각 동력전달부를 통해 하나 이상의 이동블록(154)을 하우징(110)의 길이 방향을 따라 이동시키고, 다수의 하단구동부(160a,160b)는 각각 동력전달부를 통해 하나 이상의 이동블록(164)을 하우징(110)의 길이 방향을 따라 이동시키도록 설치된다.
따라서 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 부피가변부(120)를 구성하는 제1 내지 제6 플레이트(121,122,123,124,125,126)의 상단과 하단을 각각 개별적으로 승강 시킬 수 있으며, 이를 통해 다양한 형상을 구현할 수 있다.
일 예로서, 도 20에 예시한 바와 같이, 일측의 플레이트(124)는 상단이 고정된 상태에서 하단이 상승하여 변형될 수 있고, 타측의 플레이트(121)는 하단이 고정된 상태에서 상단이 하강하여 변형될 수 있다.
다른 예로서, 도 21 및 도 22에 예시한 바와 같이, 일측의 플레이트(124)는 상단과 하단이 서로를 향해 이동하여 큰 폭으로 변형되고, 타측의 플레이트(121)는 원 상태를 유지하거나 반대쪽 보다 훨씬 작은 폭으로 변형될 수 있다.
이와 같이 제1 내지 제6 플레이트(121,122,123,124,125,126)의 상단과 하단을 각각 개별적으로 승강 시킬 수 있으면, 제1 및 제2 실시예에 따른 컨트롤러(100, 100a)에 비하여 훨씬 다양하고 독특한 형상을 구현할 수 있는 이점이 있다.
한편 본 발명의 실시예에 따른 컨트롤러(100, 100a, 100b)에서 구동부(150,160)를 제어하여 컨트롤러의 형상을 변형하는 방법은 다양한 컴퓨터 수단에서 실행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다.
다만 구동부(150,160)의 동작 제어가 반드시 소프트웨어로 구현되어야 하는 것은 아니며, 전부 또는 일부의 기능은 하드웨어로 구현될 수도 있고, 소프트웨어와 하드웨어의 조합으로 구현될 수도 있다. 이때 하드웨어는 주문형 반도체(ASIC)일 수도 있다.
또한 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 앞서 설명한 실시예에 한정되지 않고 구체적인 적용 과정에서 다양하게 변형 또는 수정되어 실시될 수 있다.
일 예로서, 전술한 실시예 및 도면에서는 하우징(110)의 둘레를 따라 6개의 플레이트가 대칭적으로 배치하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 도 23의 평면도에 나타낸 컨트롤러(100c)와 같이 하우징(110)의 외측 일부에만 3개의 플레이트(121,122,123)를 비대칭적으로 설치할 수도 있다.
다른 예로서, 하우징(110)의 단부에 다양한 형상의 액세서리를 장착할 수도 있다. 액세서리는 전자기기에서 실행되는 각종 콘텐츠에 부합할 수 있도록 다양한 종류가 제공될 수 있다. 예를 들어, 골프채 헤드, 탁구/테니스 라켓, 무기류(총기, 검, 활 등) 등의 형상을 갖는 다양한 종류의 액세서리를 함께 제공하면, 콘텐츠에 부합하는 액세서리를 하우징(110)의 단부에 장착한 상태에서 컨트롤러(100)의 형상을 적절히 조절함으로써 사용자의 입장에서는 훨씬 생생한 사용감과 재미를 느낄 수 있다.
또 다른 예로서, 하우징(110)에 햅틱 피드백을 위한 진동 액츄에이터가 추가로 설치될 수도 있다.
이와 같이 본 발명은 다양한 형태로 변형 또는 수정되어 실시될 수 있으며 변형 또는 수정된 실시예도 후술하는 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다 할 것이다.
100: 컨트롤러 110: 하우징 112: 슬릿
120: 부피가변부 121, 122, 123: 제1, 제2, 제3 플레이트
124, 125, 126: 제4, 제5, 제6 플레이트 121a, 124a: 상단
121b, 124b: 하단 130: MCU 132: 프로세서
134: 메모리 140: 손잡이부 150: 제1 구동부
160: 제2 구동부 151, 161: 볼스크류 152, 162: 너트블록
153, 163: 이동가이드 154, 164: 이동블록 155: 와이어
156, 157: 풀리 158: 동력전달부 170: 입력부
180: 동작감지센서 190: 전원공급부 200: 통신부
210: 압력감지센서

Claims (8)

  1. 하우징;
    하우징의 내부에서 직선 운동하도록 설치된 이동블록;
    가운데 부분이 하우징의 외부로 노출된 상태에서 일단과 타단이 각각 서로 다른 이동블록에 결합된 가요성 플레이트를 하나 이상 구비하는 부피가변부;
    이동블록을 이동시키는 구동부;
    구동부를 제어하는 제어부
    를 포함하며, 이동블록이 이동하면 부피가변부의 가요성 플레이트가 이동하거나 변형되는 것을 특징으로 하는 컨트롤러
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는 제1 구동부와 제2 구동부를 포함하고,
    상기 가요성 플레이트의 일단은 제1 구동부에 의해 왕복 직선 운동하는 이동블록에 결합되고, 타단은 제2 구동부에 의해 왕복 직선 운동하는 이동블록에 결합된 것을 특징으로 하는 컨트롤러
  4. 제1항에 있어서,
    상기 부피가변부는 다수의 가요성 플레이트를 포함하고,
    상기 구동부는, 상기 다수의 가요성 플레이트의 상단이 각각 연결된 다수의 이동블록을 각각 이동시키는 다수의 상부구동부와, 상기 다수의 가요성 플레이트의 하단이 각각 연결된 다수의 이동블록을 각각 이동시키는 다수의 하부구동부를 포함하고,
    상기 제어부는 다수의 상부구동부와 다수의 하부구동부를 독립적으로 제어함으로써 다수의 가요성 플레이트의 형상과 위치를 개별적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 컨트롤러
  5. 제1항에 있어서,
    컨트롤러의 움직임을 검출하는 동작감지센서를 포함하며,
    상기 제어부는, 동작감지센서의 측정값이 설정조건을 충족한 경우에 한하여 상기 구동부를 제어하여 부피가변부를 동작시키는 것을 특징으로 하는 컨트롤러.
  6. 제5항에 있어서,
    하우징에 설치된 압력감지센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 압력감지센서의 측정값이 설정값 보다 크면 컨트롤러의 모드를 대기모드에서 동작감시모드로 전환하며, 동작감시모드로 전환한 이후에만 동작감지센서의 측정값이 설정조건을 충족하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 컨트롤러.
  7. 제1항에 있어서,
    하우징에 설치된 압력감지센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 압력감지센서의 측정값이 설정조건을 충족한 경우에 한하여 상기 구동부를 제어하여 부피가변부를 동작시키는 것을 특징으로 하는 컨트롤러.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 압력감지센서의 측정값이 제1 설정값 이내이면 가요성 플레이트의 일단과 타단이 각각 결합된 두 이동블록의 간격을 제1 거리로 조정하고, 측정값이 제1 설정값 보다 크면 두 이동블록의 간격을 제1 거리보다 작은 제2 거리로 조정하는 것을 특징으로 하는 컨트롤러
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