KR102449874B1

KR102449874B1 - 자성 햅틱 시스템

Info

Publication number: KR102449874B1
Application number: KR1020177008500A
Authority: KR
Inventors: 프라나브 미스트리; 사지드 사디; 커티스 아우밀러; 쳉위안 웨이; 일리야 츠베토미로브 체코브; 스티븐 마뉴엘
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2014-09-22
Filing date: 2015-09-22
Publication date: 2022-09-30
Also published as: KR20170058381A; CN107077202B; US10275028B2; EP3198717B1; WO2016048010A1; EP3198717A4; CN107077202A; EP3198717A1; US20160085304A1

Abstract

일 실시 예에서, 장치는 몸체를 포함한다. 몸체의 적어도 부분은 자성 물질의 적어도 하나의 인스턴스를 포함한다. 장치는 몸체에 결합되고 몸체의 부분으로부터 제 1 차원의 거리만큼 이격된 이동 가능 요소를 포함한다. 이동 가능 요소는 자성 물질의 적어도 하나의 인스턴스를 포함하고, 이동 가능 요소와 몸체의 부분 간의 거리가 장치에 의해 고정 된 채로 제 1 차원에 수직인 적어도 제 2 차원으로 움직이도록 구성된다. 이동 가능 요소 내의 자성 물질의 적어도 하나의 인스턴스는 몸체 내의 자성 물질의 적어도 하나의 인스턴스를 밀어내거나 끌어 당긴다.

Description

자성 햅틱 시스템 {Magnetic Haptic System}

본 개시는 일반적으로 자성 햅틱 시스템과 연관된다.

시스템은 시스템의 일부를 움직임으로써 사용자에게 촉각 감각을 제공할 수 있다. 예를 들어, 장치 내부의 멈춤쇠(detent)는 바퀴(wheel), 차축(axle), 또는 스핀들(spindle)의 회전을 기계적으로 막거나 저항시키는데 사용될 수 있다. 멈춤쇠는 바퀴의 위치나 바퀴의 움직임과 관련되는 피드백을 장치의 사용자에게 제공할 수 있다. 장치 내부의 멈춤쇠는 규칙적 또는 불규칙적으로 증가되도록 위치할 수 있고, 바퀴는 멈춤쇠 위치들의 사이에서 상대적으로 자유롭게 움직일 수 있다. 예를 들어, 마우스(mouse)의 스크롤 휠(scroll wheel)은 스크롤 휠의 멈춤 위치에서 “클릭”을 생성할 수 있으며, 그 멈춤 위치들 사이에서 자유롭게 회전할 수 있다. 기능적으로 연관된 움직임은 멈춤쇠 위치를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 스피커 시스템을 위한 볼륨 노브(volume knob) 불연속적으로 스피커의 볼륨을 오직 특정된 멈춤쇠 위치에서만 조절할 수 있거나, 멈춤쇠 위치들 통과하여 그리고 그 사이에서 노브가 회전함에 따라 볼륨을 연속적으로 조절할 수 있다. 양쪽 경우에도, 멈춤쇠는 사용자에게 노브의 회전 및 위치에 대한 정보를 제공한다.
한편, 자성 물질의 자기력을 이용해 형성한 햅틱 감각을 사용자에게 제공하는 시스템이 알려져 있다. 예를 들어, 각각 자성 물질을 포함하는 고정부와 이동부를 포함하며, 고정부와 이동부가 상대적으로 움직일 때, 고정부와 이동부 사이에 작용하는 자기력에 의해 형성되는 햅틱 감각을 사용자에게 전달하는 시스템이 알려져 있다.
자성 물질의 자기력을 이용하여 햅틱 감각을 형성하는 시스템은 멈춤쇠 등을 이용하여 햅틱 감각을 기계적으로 형성하는 시스템에 비해, 높은 내구성을 가질 수 있다. 자성 물질을 이용하여 다양한 햅틱 감각을 보다 효율적으로 형성할 수 있도록 하기 위해, 자성 물질을 포함하는 햅틱 감각 시스템에 포함된 구성 요소들을 적절하게 설계할 필요가 있다.

본 개시는 일반적으로 자성 햅틱 시스템과 관련된다. 자성 햅틱 디바이스는 몸체와 이동 가능 요소를 포함한다.

도 1은 일 실시예에 따른 자성 멈춤쇠 시스템(magnetic detent system)을 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 자성 멈춤쇠 시스템의 단면부를 도시한다.
도 3A 및 도 3B는 일 실시예에 따른 자성 멈춤쇠 시스템의 예시적인 멈춤쇠 배치를 도시한다.
도 4는 도 1에 따른 자성 멈춤쇠시스템의 예시적인 단면부를 도시한다.
도 5A 내지 5C는 일 실시예에 따른 용수철 기반의 멈춤쇠 시스템을 도시한다.
도 6은 용수철 기반의 멈춤쇠 시스템의 예시적인 파라메터를 도시한다.
도 7은 일 실시예에 따른 컴퓨터 시스템을 도시한다.

도 1은 일 실시예에 따른 자성 멈춤쇠 시스템(100)을 도시한다. 도 1의 실시예에 따르면, 자성 멈춤쇠 시스템(100)은 몸체(110), 몸체(110)에 대하여 상대적으로 움직이는 이동 가능 요소(120)를 포함한다. 도 1에 도시된 바에 따르면, 특정 실시예에 따른 몸체(110)는 원형 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 몸체(110)는 노브가 회전하는 차축일 수 있고, 예를 들어 사운드 시스템을 위한 볼륨 조절을 제공할 수 있다. 특정 실시예에 있어서는, 몸체(110)는 디스플레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 몸체(110)는 시계나 스마트 워치 시스템의 일부를 형성할 수 있다. 본 개시는 여기의 상세한 설명은 본 특허의 전체와 참조에 의한 결합을 하는 미국특허 출원 공개문헌 2014/0143737에 의해 개시된, 스마트 워치나 다른 실시예들에 대하여 사용될 수 있는 것을 고려한다. 나아가, 본 개시는 자성 멈춤쇠 시스템(100)과 몸체(110)의 특정 타입의 예시들을 기술하고, 본 개시는 적합한 자성 멈춤쇠 시스템(110)이 가지는 적합한 몸체(110)들을 고려한다. 예를 들어, 몸체(110)는 레일일 수 있고, 이동 가능 요소는 슬라이더일 수 있다.

몸체(110)의 일부는 자성 물질(140)의 적어도 하나의 인스턴스들을 포함할 수 있다. 본 문서에서 사용되는, “자성 물질”은 여하간의 적합한 자성 물질, 외부 자기장에 반응하여 자성 모멘트를 형성하는 물질(예를 들어, 강자성체(ferromagnetic material), 상자성체(paramagnetic material)); 외부 자기장의 부재에도 자성 모멘트를 보이는 물질(예를 들어, 적정 온도에서 자화된 상자성체 등의 영구 자석); 인가된 전류의 결과로써 자성 모멘트를 보이는 물질(예를 들어, 전자기석(electropermanent magnet) 등의 전자석); 또는 어떤 위 물질의 적합한 조합들;을 지칭한다. 본 개시는 몸체의 일부나 이동 가능 요소 상에 또는 내부에 자성 물질이 포함되거나 증착하는 여하간의 적합한 방법을 고려한다.

예를 들어, 자성 물질은 여하간의 적합한 형상으로 표면 상에 패턴되거나 또는 프린트될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 자성 물질은 적어도 하나의 사전에 형성된(pre-formed) 자성 물질을 포함할 수 있으며, 이는 불연속적인 영구 자석들을 포함할 수 있으며, 이들은 결과적으로 구조의 위나 내부에 도입될 수 있다.

몸체(110)의 자성 물질(140)은 자성 물질(140)의 부근에서의 자기장을 형성하는 알짜 자성 모멘트를 가질 수 있다. 결과적으로, 자성 물질(140)은 이동 가능 요소(120)가 자성 물질(140)의 부근으로 움직임에 따라 움직여지는 자성 물질(130)으로 인하여 자성 물질(140)이 이동 가능 요소(120) 내부의 자성 물질(130)의 자성 모멘트와 상호작용할 수 있다. 예를 들어, 도 1에서 도시된 이동 가능 요소(120)는 몸체(110)에 대하여 상대적으로 회전하는 회전 링일 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 이동 가능 요소(120)는 몸체(110)에 여하간의 적합한 구조에 의해 고정될 수 있으며, 예를 들어 몸체(110)에 스냅-온(snapping on)되어 고정되거나, 적어도 하나의 볼 베어링(150)에 놓여짐으로써 고정될 수 있다. 이동 가능 요소(120)는 저-마찰 베어링 표면 상에서 회전할 수 있으며, 이러한 베어링 표면은 예를 들어 평면형 베어링일 수 있다. 특정 실시예에 있어서는, 이동 가능 요소(120), 몸체(110)의 베어링 부, 또는 두 개 모두가 적합한 미끄러짐 특성을 가지는 스무스한 플라스틱 소재로 형성될 수 있다. 특정 실시예에 있어서는, 이동 가능 요소(120), 몸체(110)의 베어링 부, 또는 두 개 모두가 적합한 미끄러짐 특성을 가지는 스무스한 금속 소재로 형성될 수 있다. 특정 실시예에 있어서는, 이동 가능 요소(120)와 몸체(110)의 베어링 부분은 서로 다른 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 이동 가능 요소(120)는 플라스틱 소재로 형성되는 경우에 몸체(110)의 베어링 부분은 매끄러운 금속으로 형성될 수 있다. 특정 실시예에 있어서는, 이동 가능 요소(120)의 움직임은 몸체(110)의 홈 내에 있는 적어도 하나의 볼 베어링(150)에 의해 촉진될 수 있다. 특정 실시예에 있어서는, 적어도 일부의 볼 베어링들은 윤활 소재의 링(예를 들어 테플론(Teflon) 이나 델린(Delrin))으로 대체될 수 있다. 이동 가능 요소(120)와 몸체(110) 사이의 마찰의 감소는 멈춤쇠로 인한 감각을 강조하거나 증가시킬 수 있다. 본 개시는 몸체(110)의 일부와 관련되는 이동 가능 요소(120)의 저-마찰 움직임을 촉진하는 여하간의 적합한 방법을 고려한다.

이동 가능 요소(120)가 몸체(110)에 대해서 회전할 때, 이동 가능 요소(120) 내부의 자성 물질(130)의 인스턴스(instance)들은 몸체(110)의 자성 물질(140)의 근처를 통과하거나 상부를 지나칠 수 있다. 자성 물질(130)의 자성 모멘트는 자성 물질(140)의 자성모멘트와 상호작용하여, 사용자가 이동 가능 요소(120)를 회전시킴에 따라 사용자에게 햅틱 감각을 만들어낸다. 특정 실시예에 있어서는, 자성 물질(130)과 자성 물질(140)은 자성 물질(130)이 자성 물질(140)의 부근을 통과하도록 위치할 수 있는데, 자성 물질(130)과 자성 물질(140)의 자성 모멘트는 서로에 대하여 실질적으로 평행할 수 있고, 자성 모멘트는 동일 방향을 가리키거나 반대 방향을 가리킬 수 있다. 달리 말하면, 상기 실시예들은, 자성 모멘트 벡터들의 외적 값의 절대 값이 자성 모멘트들의 내적 값의 절대값보다 상대적으로 작을 수 있다. 본 개시는 자성 햅틱 시스템(100)의 자성 물질의 자성 모멘트가 여하간의 적합간 차원을 가리킬 수 있는 것을 고려한다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 자성 물질(130)은 자성 물질(130)의 자성 모멘트가 가리키는 차원이 이동 가능 요소(120)의 평면에 실질적으로 직각이 되도록 위치할 수 있는데, 예를 들어 자성 물질(130)의 자성 모멘트가 가리키는 차원이 이동 가능 요소(120)의 방사형 차원에 실질적으로 수직(그리고 회전 평면의 각 차원에도 수직)하고, 이동 가능 요소(120)의 축 방향 차원에는 평행할 수 있다. 유사하게, 몸체(110)의 자성 물질(140)은 자성 물질(140)의 자성 모멘트가 이동 가능 요소(120)의 평면에 수직한 차원으로 실질적으로 가리키도록 위치할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 자성 물질(130)의 인스턴스들은 자성 물질(130)의 자성 모멘트가 이동 가능 요소(120)의 방사형 차원을 실질적으로 가리키도록 위치할 수 있다. 자성 물질(140)의 인스턴스들은 자성 물질(140)의 자성 모멘트가 마찬가지로 방사상 방향을 가리키도록 위치할 수 있다. 예를 들어, 이동 가능 요소(120)는 자성 물질(140)을 포함하는 몸체(110)의 부분을 둘러 쌀 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 이동 가능 요소(120)는 자성 물질(140)을 포함하는 몸체(110)의 둥근 부분 안에 마련될 수 있다. 본 개시는 자성 햅틱 시스템(100)의 자성 물질(130), 자성 물질(140) 및 자성 모멘트의 여하간의 적합한 방향, 이동 가능 요소(120)의 방사형 차원과 축 차원으로 인해 형성되는 차원에서 모든 방향을 포함하며 또한 이에 한정되지 않는 방향, 을 고려한다.

특정 실시예에 있어서, 자성 물질(130)은 자성 모멘트가 서로 실질적으로 반대 방향을 가리키는 자성 물질(130)의 인스턴스들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 자성 물질(130)의 일 인스턴스는 장치의 축 차원을 실질적으로 가리키는 자성 모멘트를 가질 수 있고, 자성 물질(130)의 다른 인스턴스는 장치의 동일 축 차원을 가리키되 반대 방향으로 가리킬 수 있다. 여기에 사용된 바와 같이, 서로 동일 차원을 가리키되 실질적으로 반대 방향을 가지는 자성 모멘트들을 가지는 자성 물질은 반대 방향의 극성을 가지는 것으로 지칭될 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 자성 물질(140)은 서로 실질적으로 반대 방향을 가리키는 자성 모멘트들을 가지는 자성 물질의 인스턴스들을 포함할 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 자성 물질(130)과 자성 물질(140) 각각 또는 함께는 반대 극성을 가지는 자성 물질의 인스턴스들을 번갈아가며 포함할 수 있다. 일 예시에 따르면, 자성 물질(130)은 축 차원을 가리키는 자성 모멘트를 가지는 자성 물질의 제 1 인스턴스를 포함하고, 축 차원을 가리키되 반대 방향으로 가리키는 자성 모멘트를 가지는 자성 물질의 제 2 인스턴스를 포함할 수 있다. 제 1 인스턴스와 제 2 인스턴스는 이동 가능 요소(120)의 교번하는 위치들에서 배치될 수 있다. 이러한 실시예들에 있어서, 자성 물질(140)의 자성 모멘트가 이동 가능 요소(120)의 회전에 따라 상대적으로 일정하게 남아있는 것을 가정 할 때, 이동 가능 요소(120)가 몸체(110)에 대하여 회전함에 따라 제 1 및 제 2 인스턴스는 자성 물질(140)을 각각 밀어내고 끌어당길 수 있다.

도 2는 일 도 1의 자성 멈춤쇠 시스템의 예시와 같은 햅틱 자성 시스템(200)의 예시를 도시한다. 햅틱 자성 시스템(200)은 부분(220)을 포함하는 몸체와 연결된 이동 가능 요소(210)을 포함할 수 있다. 부분(220)은 자성 물질(240)과 자성 물질(250)을 포함할 수 있고, 이동 가능 요소(210)은 자성 물질(230)을 포함할 수 있다. 자성 물질(230)의 인스턴스들은 거리 L1 만큼 이격될 수 있다. 특정 실시예에 있어서, L1은 모든 자성 물질(230)의 일부 사이에서 일정할 수 있다. 예를 들어, 자성 물질(230)의 인스턴스들은 이동 가능 요소(210)의 부부분이나 이동 가능 요소(210)을 따라 균등 간격으로 이격될 수 있다. 특정 실시예에 있어서, L1은 자성 물질(230)의 인스턴스들 사이에서 L1은 다양할 수 있다. 자성 물질(240)과 자성 물질(250)은 거리 L4 만큼 떨어질 수 있으며, 거리 L4는 L1에 기반할 수 있다. 예를 들어, 특정한 실시예에 있어서 L4는 L1의 절반일 수 있다. L1에 관해서는, L4는 자성 물질(240)과 자성 물질(250)의 특정 인스턴스들의 사이에서 변화하거나 유지될 수 있다.

특정 실시예에 있어서, 이동 가능 요소(210)는 몸체의 부분(220)으로부터 갭(gap)에 의해 분리될 수 있다. 갭은 부분(220)과 이동 가능 요소(210) 두 요소 간에 마찰이 생성되지 않도록 이동 가능 요소(210)을 부분(220)에 대하여 움직이게 할 수 있다. 갭은 자성 물질(230)이 자성 물질(240) 및 자성 물질(250)을 통과함에 따라 자성 물질(230)의 자성 모멘트가 자성 물질(240) 및 자성 물질(250)의 자성 모멘트와 상호작용할 수 있을 정도로 충분히 작을 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 자성 물질(230), 자성 물질(240), 자성 물질(250) 모두나 또는 자성 물질들 중 일부는 이동 가능 요소(210) 및 부분(220)을 구분하는 갭에서 가장 가깝게 위치하는 이동 가능 요소(210) 및 부분(220)의 표면에 대해 대치할 수 있다. 달리 말하면, 자성 물질(230)과 자성 물질(240) 및 자성 물질(250)은 몸체의 부분(220)과 이동 가능 요소(210)을 구분하는 동일한 갭에 의해서 이격 될 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 자성 물질(230)의 인스턴스들, 자성 물질(240) 의 인스턴스들, 자성 물질(250)의 인스턴스들이나 이들의 여하간의 적합한 조합은 그들의 자성 물질이 존재하는 구성요소의 표면으로부터 일정 거리에 의해 오프셋 될 수 있다. 예를 들어, 도 2의 예시와 같이, 자성 물질(240)은 자성 물질(240)과 자성 물질(230)이 부분(220)과 이동 가능 요소(210) 사이의 갭보다 큰 거리인 L3만큼 이격되도록 부분(220)의 표면으로부터 오프셋이 설정될 수 있다. 도 2에 따른 실시예에 있어서, 자성 물질(250)은 L3 보다 큰 거리 L2의 오프셋일 수 있다. 따라서, 다른 모든 것이 동일하면, 자성 물질(250)의 부근을 통과하는 자성 물질(230)이 형성하는 자기적 상호작용(그 결과로 형성되는 햅틱 감각)은 자성 물질(230)이 자성 물질(240)의 부근을 통과할 때 생성되는 햅틱 감각보다 작을 수 있다. 본 개시는 여하간의 적합한 오프셋, 여하간의 자성 물질의 인스턴스들간의 이격된 거리, 그리고 몸체의 부분과 이동 가능 요소를 이격하는 여하간의 적합한 갭을 가지는 자성 햅틱 시스템을 고려한다. 예를 들어, 본 개시는 자성 물질이 위치하는 적어도 하나의 자성 물질의 인스턴스들이 요소들의 표면의 어떤 부분보다 돌출될 수 있으며, 이러한 자성 물질의 인스턴스들이 서로를 통과할 때 서로 충돌하지 않는 특정 실시예를 고려한다.

특정 실시예에 있어서, 자성 물질은 다른 자성 물질의 관계에서, 다른 자성 물질의 자성 모멘트가 자성 물질과 서로 같은 차원을 가리키면서도, 그 차원에 대하여 서로에게 수직한 평면을 가지도록 상대적으로 오프셋 될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 따르면, 자성 물질(230)의 인스턴스들은 자성 물질(230), 자성 물질(240), 자성 물질(250) 및 이들의 여하간의 적합한 조합의 인스턴스들에 대하여 상대적으로 오프셋 될 수 있다. 오프셋은 이미지의 평면에서 수직인 차원, 즉 관찰자 쪽으로 향하거나 또는 멀어질 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 자성 물질(230), 자성 물질(240), 자성 물질(250) 및 이들의 여하간의 적합한 조합의 여하간의 인스턴스들은 다른 인스턴스들로부터 오프셋일 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 오프셋은 다른 자성 물질에 대하여 자성 물질 오프셋의 인스턴스들을 불연속적으로 배치함으로써 성취될 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 오프셋은 다른 자성 물질과 비교하여 상대적으로 다른 형상을 가지는 자성 물질을 프린팅(또는 다른 방식으로 패터닝)하여 성취될 수 있고, 또는 다른 자성 물질의 부분들에 대하여 상대적으로 자성 물질의 다른 부분들을 자화함으로써 성취될 수 있다.

도 2의 자성 햅틱 시스템(200)과 같은 자성 햅틱 시스템에 의해 제공되는 햅틱 감각은 자성 물질의 크기, 자성 물질의 형상, 자성 물질의 타입, 자성 물질의 부분들의 자성 모멘트의 크기, 자성 물질들 사이의 간격, 상호 작용하는 자성 모멘트들의 인스턴스들 사이의 각도, 서로 상대에 대한 상대적인 자성 모멘트의 오프셋, 그리고 이러한 요소들의 여하간의 적합한 조합을 포함하지만 이에 한정되지 않는 여러가지 요소들에 의해 의존할 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 일부 또는 모든 파라메터들은 자성 햅틱 시스템의 공정 시간에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 자성 물질의 인스턴스들의 자성 세기 및/또는 위치, 형상 등은 제조 공정 동안에 선택되거나, 프린트되거나 패턴되어질 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 일부 또는 모든 파라메터들은 장치에 의해서 자동으로 또는 장치의 사용자에 의해서 조절될 수 있다. 예를 들어, 자성 물질의 인스턴스들이 전자석인 때, 그 인스턴스들의 자성 모멘트의 크기는 사용자에 의해 조절될 수 있다. 특정 실시예에 있어서는, 자성 물질의 복수의 인스턴스들은 장치의 사용자에 의해 조절될 수 있으며, 이는 장치에 대한 이동 가능 요소의 상대적 움직임에 따라 다양한 햅틱 감각을 제공한다. 다른 실시예에 있어서, 자성 물질들의 인스턴스들 사이의 거리, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 거리 L1, L2, L3, L4와 이들의 여하간의 적합한 조합은 변경될 수 있다. 이러한 파라메터 중 일부는 장치나 사용자에 의하여 동적으로 조절될 수 있으며, 이러한 조절들은 사용자에게 상이한 햅틱 감각을 제공할 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 사용자는 사용자에 의해 요구되는 햅틱 감각을 나타낼 수 있으며, 장치는 원하는 감각을 성취하기 위해 적어도 하나의 파라메터를 자동으로 조절할 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같은 이동 가능 요소(120)와 같은 이동 가능 요소는 장치로부터 분리 가능할 수 있다. 예를 들어, 이동 가능 요소는 장치에 클립(clip)되거나 스냅(snap)될 수 있으며, 장치의 사용자는 이동 가능 요소를 교체하거나 쉽게 제거할 수 있다(예를 들어, 스크류드라이버와 같은 간단한 도구만으로 가능하거나 특별한 도구가 없이 가능). 따라서, 사용자는 상이한 파라미터들을 가지는 자성 물질의 인스턴스들을 가지는 상이한 이동 가능 요소들과 연관되는 상이한 햅틱 감각을 제공받을 수 있다.

전술한 파라미터들은 사용자가 이동 가능 요소를 몸체에 대해 상대적으로 움직임에 따라 햅틱 감각에 영향을 끼친다. 이러한 파라메터들의 함수 그 자체인 햅틱 감각은 힘 또는 토크 프로파일로부터 도출된다. 특정 실시예에 있어서, 파라메터들은 서로의 동일한 극성의 자성 모멘트들이 상호작용하는 때(예를 들어, 멈춤쇠 시점에) 가우시안 함수의 미분과 유사한 토크 프로파일을 제공할 수 있고, 반대되는 극성의 자성 모멘트들이 오직 약하게 상호작용하는 때(조금 일지라도)에 대략적인 선형 그래디언트를 가지는 토크 프로파일을 제공할 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 장치에서 반대 극성을 가지는 자성 물질을 통과하는 이동 가능 요소 내의 자성 물질은 힘 프로파일, 즉 예를 들어 “언덕(hill)”처럼 솟아오른 표면을 상대적으로 마찰 없이 미끄러지는 것과 유사한 햅틱 감각을 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 장치에서 동일 극성을 가지는 자성 물질을 지나치는 이동 가능 요소 내부의 자성 물질은 힘 프로파일, 즉 예를 들어 “계곡(valley)”처럼 푹 꺼진 표면을 상대적으로 마찰 없이 미끄러지는 것과 유사한 햅틱 감각을 제공할 수 있다. “언덕”과 “계곡”의 형상은 다수의 파라메터들에 의해 의존할 수 있다. 예를 들어, “언덕”이나 “계곡”의 형상은 상호 작용에 있어서 자성 모멘트들의 배치나 세기에 의해 영향받을 수 있고, 자성 모멘트들 사이의 거리에 의해 영향 받을 수 있다. 따라서, 강한 자석을 이용하거나(또는 강한 자석과 상대적으로 자회된 물질을 이용하거나) 이동 가능 요소와 몸체의 자화된 부분간의 거리를 감소시킴은 힘의 상대적으로 더 급격한 힘의 변화를 제공할 수 있으며, 힘의 변화는 토크 프로파일의 힘에서 언덕이나 계곡의 대응되는 기울기와 유사할 수 있다. 다른 예시에 있어서, 이동 방향으로의 거리의 함수에 따라 자성 모멘트가 점진적으로 증가하는 자성 물질의 사용은 상대적으로 낮은 기울기의 언덕이나 계곡과 유사한 힘 프로파일을 묘사할 수 있다. 다른 예시에 있어서, 몸체의 부분(220)이나 이동 가능 요소(210) 또는 양자 모두와 같은, 동일 구성 요소의 자성 모멘트 사이의 거리의 감소는 제공되는 햅틱 감각의 빈도를 증가시킬 수 있다. 다른 예시에 있어서, 자성 물질의 상호작용의 자성 모멘트의 오프셋은 상호작용의 선명도와 강도를 감소시킬 수 있다. 다른 예시에 있어서, 자성 물질의 형상은 힘 프로파일의 형상에 영향을 줄 수 있으며, 그에 따라 사용자에게 햅틱 감각을 제공할 수 있다. 도 2를 참조하면, 특정 실시예서 L4를 증가시킴은 멈춤쇠의 강성을 감소시킬 수 있고, 백래쉬(backlash) 감각을 증가시킬 수 있다. 특정 실시예에서는, L3의 증가시킴은 자성 물질(250) 부근에서의 토크 프로파일의 선명도를 감소시킬 수 있다. 특정 실시예에서는, L3의 길이방향 차원에서 자성 물질의 양을 증가시킴(예를 들어, 자성 물질의 두께를 증가시킴)은 토크 프로파일의 퍼짐을 증가시키고, 보다 큰 토크 강도라는 결과를 만들 수 있다. 특정 실시예에 있어서, L1의 길이방향 차원의 자성 물질의 양을 증가시키는 것(예를 들어, 자성 물질의 폭을 증가시키는 것)은 토크 커브(torque curve)의 퍼짐을 증가시키고, 더 큰 토크 강도라는 결과를 만들 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 자성 물질의 두께를 변경하는 것은 자성 물질의 폭을 변경하는 것보다 토크 진폭에 영향을 크게 줄 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 자성 물질의 두께를 변경하는 것은 자성 물질의 폭을 교번하는 것보다 토크 커브의 퍼짐에 영향을 적게 줄 수 있다.

특정 실시예에 있어서, 두께와 토크의 증가에 대한 관계는 선형이 아니다. 예를 들어, 50%의 자성 물질의 인스턴스들의 두께의 감소는 그 자성 물질의 부근에서의 토크 프로파일의 40% 내지 45%의 감소를 가져올 수 있다. 특정 실시예에 있어서는, 자성 물질의 인스턴스들의 두께를 감소시키는 것은 자성 물질 근처에서의 토크 프로파일의 급격함을 증가시킬 수 있다. 특정 실시예에 있어서는, 교번되는 극성을 가지는 자성 물질을 포함하는 자성 햅틱 시스템은 멈춤쇠 인스턴스들 사이의 복원력(restoring force)를 증가시킬 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 도 2에 도시된 인스턴스(240)과 같은 자성 물질의 인스턴스들은, 자성 물질(250)을 가로질러(예를 들어, 양측면 상에서) 반대편으로 분포되어 도 2에 도시된 것과 동일한 햅틱 감각을 전달할 수 있다. 예를 들어, 인스턴스(240)이 직사각형의 직육면체이며, 길이 L4가 상주하는 동일한 차원에서 폭이 w라고 가정하자. 만약에 L1이 자성 물질(230)의 인스턴스의 주어진 세트에 대해 상수이면, 인스턴스(240)은 인스턴스(250)의 반대측면 상의 두 개의 동일한 인스턴스들로 나뉠 수 있으며, 각각의 동일한 인스턴스는 w의 1/2의 폭을 가지며, 인스턴스(250)으로부터 L4 + w/4의 거리에 위치할 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 인스턴스(250)의 양면에 있는 두 개의 인스턴스들의 토크 프로파일에 대한 기여는 선형적으로 합해질 수 있으며, 결과적으로 도 2에 묘사된 실시예처럼 도 2의 자성 햅틱 시스템(200)의 사용자에게 동일한 햅틱 감각을 제공할 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 인스턴스(240)는 전술된 실시예의 동일한 이등분들이 도 2에 묘사된 실린더 형상의 인스턴스(240)와 전체로써 동일한 효과를 제공하는 다른 형상들(예를 들어 실린더 형상)을 가질 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 인스턴스(240)의 부분들은 가령 부분들이 다양한 형상을 가지고 있음에도 전체적으로 인스턴스(240)이 동일한 효과를 가지도록 시뮬레이션할 수 있고, 이는 인스턴스(230) 상의 부분의 효과가 인스턴스(230) 상의 단일 인스턴스(240)의 효과와 동일하도록 부분들이 위치하는 것을 제공한다. 특정 실시예에 있어서, 불연속적으로 분포된 자석들은 보다 복잡한 형상을 가지고 여하간의 불연속적 자석들이 가지는 것보다 더 강한 내부 장의 세기를 가지는 단일 자석의 토크 프로파일이나 힘 프로파일을 집합적으로 시뮬레이션 할 수 있다.

이동 가능 요소 및/또는 장치의 부분은 여하간 적합한 배치 안의 자성 물질의 여하간의 적합한 인스턴스들을 가질 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 햅틱 감각은 이러한 인스턴스들의 배치들 및 숫자에 의해 영향을 받을 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 상이한 레이아웃들과 연관되는 햅틱 감각은 유사할 수 있다. 도 3A 및 3B는 유사한 햅틱 프로파일을 가지는 두 개의 예시적인 배치를 도시한다. 도 3A 및 3B는 도 1의 예를 들어 이동 가능 요소(120)와 같은, 이동 가능 요소를 포함하는 예시적인 멈춤쇠 배치들의 평면도를 도시한다. 도 3A에 도시된 바와 같이, 이동 가능 요소(310A)는 자성 물질의 인스턴스(330A)를 포함할 수 있다. 이동 가능 요소(310A)는 서로에 대해 균등 간격으로 이격된(예를 들어, 서로 15° 떨어진) 24개의 인스턴스(330A)를 포함한다. 도 3A의 예시에서는, 이동 가능 요소(310A)는 자성 물질(340A)를 포함하는 몸체의 부분 상에서 회전한다. 따라서, 햅틱 감각(언덕, 계곡, 또는 여하간의 다른 적합한 힘이나 토크 프로파일에 대응하는)은 인스턴스(330A)가 자성 물질(340A)을 통과할 때 발생한다. 도 3A에 도시된 바와 같이, 특정한 실시예에 있어서 몸체는 두 개 이상의 자석을 포함하는 이동 가능 요소와 오직 하나의 자석을 포함할 수 있다. 특정한 실시예에 있어서, 이동 가능 요소는 단 하나의 자석을 포함하고, 몸체는 두 개 이상의 자석을 포함할 수 있다. 본 개시는 장치의 제 2 자성 물질과 이동 가능 요소의 제 1 자성 물질의 특정한 배치에 의해 성취될 수 있는 햅틱 감각이 제 2 자성 물질이 이동 가능 요소에 위치하고 제 1 자성 물질이 장치에 위치함으로써 성취 될 수 있다는 것을 고려할 수 있다.

도 3의 자성 햅틱 시스템이 이동 가능 요소(310A)의 자성 물질의 인스턴스(330A)를 24개 포함하고 장치의 자성 물질(340A)의 인스턴스를 하나 포함할 때, 도3B의 배치에 의한 유사한 햅틱 프로파일이 성취될 수 있다. 도 3B는 이동 가능 요소(310B) 안의 자성 물질의 인스턴스(330B) 12개를 도시한다. 인스턴스(330B)는 도 3A에 도시된 인스턴스(310A)와 마찬가지로 서로간에 동일한 간격을 가질 수 있다. 그러나, 인스턴스(330B)는 이동 가능 요소(310B)의 단지 절반에 있고, 이동 가능 요소(310B)의 나머지 절반 상의 위치들(350)에 대응되는 인스턴스들은 없다. 이동 가능 요소(310B)는 자성 물질의 서로 균일하게 이격된(예를 들어, 180도만큼 이격) 두 개의 인스턴스(340B)를 포함하는 몸체 위로 회전한다. 이동 가능 요소(310B)의 소정의 회전(예를 들어, 양 도면에서 상호작용은 15도의 회전마다 발생한다)은 이동 가능 요소(310A)의 회전에 따른 상호작용의 동일한 개수와 주파수를 도출한다. 다른 모든 것은 동일하므로, 도 3B의 배치는 도 3A에 따른 장치처럼 사용자에게 결과적으로 동일한 햅틱 피드백 감각을 생성한다. 다른 예시에 있어서, 이동 가능 요소의 몸체의 부분 안에 있는 자석들이 부분에 대하여 균일하게 이격되고, 이동 가능 요소의 자석들이 서로 상대적으로 동일한 간격을 가지는 한, 몸체의 자석의 개수가 세 배(도 3A의 예시와 관련하여)가 된다면 이동 가능 요소의 자석들 중 1/3이 (도 3A의 예시와 관련하여) 이용될 수 있다. 일반적으로, 제 1 햅틱 프로파일이 이동 가능 요소의 N개의 자석들(간격 S만큼 이격된)과 몸체에 동일한 간격으로 이격된 M개의 자석들(또는 그 반대의 경우)로 성취될 수 있다면, 그 밖의 모든 것들은 동일하지만, 동일한 감각은 이동 가능 요소의 간격 S만큼 이격되는 N/I 개수의 자석들의 유지 및 몸체에서 동일한 간격으로 이격되는 I*M 개의 자석들을 포함으로써 성취될 수 있다. 비록 본 개시는 여하간의 적합한 배치를 도출하는 이러한 파라메터들을 위한 여하간의 적합한 수치들을 고려하나, 도 3A 와 3B는 N=24, S=15°, M=1, I=2이 사용된 경우를 도시한다. 예를 들어, 동일한 숫자가 주어진 마그넷 쌍이 증가 운동 중에 상호작용하는 한, 그 밖의 모든 것들이 동일하다면, 서로 다른 두 개의 배치에 의해 제공되는 햅틱 감각은 동일할 것이다. 예를 들어, 상기 예시들이 자석들의 대칭적 배치를 기술하고 있으나, 비대칭적인 배치는 대칭적 배치와 마찬가지로 동일한 감각을 생성할 수 있다. 예를 들어, (이동 가능 요소(310B)의 자성 물질과 같은) 자성 물질은 교번되도록 위치하되, 이동 가능 요소(310B)의 원주의 둘레를 따라 모두 위치할 수 있다. 자성 물질의 인스턴스(340B)은 여하간의 두 개의 연속적인 위치에 마련될 수 있으며, 또는 인스턴스(340B)가 짝수(동일한 간격으로 이격된)의 빈 위치에 의해 이격되도록 여하간의 다른 위치들에 배치 될 수 있다.

도 4는 도 1의 자성 멈춤쇠 시스템(100)의 예시의 단면부를 도시한다. 자성 멈춤쇠 시스템(100)은 자성 물질(130)의 인스턴스과 이동 가능 요소(120), 그리고 이동 가능 요소(120) 밑에 자성 물질(140)의 인스턴스들을 가지는 부분(170)을 포함하는 몸체(110)를 포함한다. 몸체(110)는 디스플레이(160)을 포함한다. 갭 L7과 같은, 위에서 설명한바와 같이 갭은 이동 가능 요소(120)와 몸체9110)의 부분(170)의 사이에 마련될 수 있다. L7은 예를 들어, 대략 15 밀리미터 일 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 부분(170)은 이동 가능 요소(120)의 상부로부터 거리 L5, 예를 들어 대략 1.9 밀리미터와 같은, 만큼 떨어진 립(lip)이나 리지(ridge)를 포함할 수 있다. 리지는 이동 가능 요소(120)의 몸체(110)에 대한 부착을 지지할 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 이동 가능 요소(120)는 두께 L7, 예를 들어, 대략 1.3 밀리미터, 을 가질 수 있고, 예를 들어 4 밀리미터의 너비를 가질 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 자성 물질(130), 자성 물질(140) 또는 이들 모두의 일부나 모든 인스턴스들은 대략 0.8 밀리미터의 두께를 가지고 대략 1.6 밀리미터(예를 들어, 직경이 두께의 두배)의 직경(만약 실질적으로 원형의 형상일 경우, 도 1에서 도시된 예시와 마찬가지로)을 가질 수 있다.

특정 실시예에 있어서, 이동 가능 요소와 몸체의 부분 사이의 갭은 장치와 링 사이의 다소간의 물리적인 접촉을 야기할 수 있고, 이는 장치에 대한 이동 가능 요소의 움직임에 따라 상대적으로 다소간의 마찰을 야기할 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 몸체와 이동 가능 요소의 표면 사이의 갭은 환경으로부터 봉인될 수 있으며, 이는 갭으로 들어오는 오염의 양을 감소시킬 수 있다. 그러나, 자성 햅틱 시스템의 하나의 장점은 자성 상호작용이 자성 모멘트들에 의해서 형성되는 자기장들이 오염물들을 통상적으로 지나쳐감에도 오염(예를 들어 물과 같은 )에 상대적으로 영향을 받지 않는 다는 것이다. 특정 실시예에 있어서, 이동 가능 요소, 장치의 부분, 또는 양자의 자성 물질의 적어도 하나의 인스턴스는 자기장에 반응하여 움직일 수 있는 “부유(floating)” 자성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 장치(110)의 부분(170)의 자성 물질의 인스턴스(140)이 부유중이라면, 자석은 이동 가능 요소(120)의 인스턴스(130)에 이끌리고, 인스턴스(130)의 움직임에 따라 부분(170)의 표면을 탭(tap)하거나 클릭(click)할 수 있다. 클릭이나 탭은 사용자에게 들릴 수 있는 음향을 만들어 낼 수 있으며, 이는 사용자에게 제공되는 햅틱 감각을 강화할 수 있다. 특정한 실시예에 있어서, 부유 요소(floating element)는 알짜 자성 모멘트를 가지는 자성 물질의 부분이 볼 베어링의 옆을 지나간 후에 그의 휴지 위치(resting position)으로 돌아가는 볼 베어링과 스프링과의 연결일 수 있다. 이러한 음성은 장치의 스피커 시스템을 통해 마찬가지로 생산될 수도 있다.

특정 실시예에 있어서, 자성 햅틱 시스템의 부분인 장치는 몸체에 대하여 이동 가능 요소의 위치를 검출하는 검출기를 포함할 수 있다. 본 개시는 광학적 또는 기계식 검출부와 같은 여하간의 적합한 검출기를 고려한다. 특정 실시예에 있어서, 햅틱 상호작용을 제공하는 일부나 전부의 자성 물질들은, 예를 들어 센서에 대하여 자성 물질의 극성 및/또는 극성을 검출하는 적어도 하나의 홀 효과(Hall effect) 센서를 이용하는 검출 시스템의 일부일 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 자성 물질의 위치는 적어도 하나의 기능성(functionality)과 대응될 수 있으며, 이는 상호작용들이 단지 햅틱 감각을 제공할 뿐만 아니라 기능성과 관련하여 사용자에게 정보 또한 제공할 수 있다. 예를 들어, 온도조절장치를 위한 노브는 멈춤쇠 위치에서의 원하는 온도를 증가시키거나 감소시킬 수 있고, 멈춤쇠에 의해 제공되는 햅틱 피드백은 노브의 회전 및 원하는 온도가 멈춤쇠 위치가 느끼는 숫자와 동일한 값이 되도록 수정되었다는 두 개의 정보를 사용자에게 알려준다. 다른 예시에 있어서, 스마트 워치(smart watch)의 사용자는 GUI(graphical user interface)들을 조종하고, 설정을 선택하고, 멈춤쇠 시스템을 이용하여 스크린(예를 들어, 메뉴 아이템들을)에 표시된 컨텐츠를 통해 조종하고 , 그리고 각 멈춤쇠는 조종이나 특정한 선택과 대응될 수 있다. 스마트 워치를 위한 멈춤쇠 시스템의 사용과 상호작용의 추가적인 내용은 US 특허공개공보 2014/0143737에 설명되었다. 본 개시는 여하간의 적합한 자성 햅틱 시스템과 연관되는 여하간의 적합한 기능들을 고려한다.

특정 실시예에 있어서, 스프링 기반의 햅틱 시스템은 자성 햅틱 시스템에 더해지거나 또는 대체하여 이용될 수 있다. 도 5A 내지 5C는 스프링 기반의 햅틱 시스템의 예시들을 도시한다. 시스템(500)은 이동 가능 요소(510)을 포함하는 장치(520)를 포함한다. 시스템(500)은 두 수직 스프링 디자인(500A, 500B) 를 포함한다. 두 스프링 디자인(500A,500B)은 스프링을 장치(520)의 벽과 나란히 한다. 스프링의 힘은 사용자가 링을 아래로 밀어내리는 것을 방해하는 상향의 힘 뿐만 아니라 멈춤쇠의 힘을 제공한다. 수직 스프링 디자인(500A)는 측면 포켓(lateral pocket;540A)에 안착되는 단순 스프링(530A)을 포함한다. 수직 스프링 디자인(530A)은 표면(550A) 상의 멈춤쇠 캠을 가로 질러 움직이는 햅틱 피드백을 제공한다. 쭈글쭈글한 T형 스프링(530B)는 측면 포켓(540A)보다는 수직 포켓 (vertical pocket;540B)를 사용한다.

도 5A 내지 5C가 두 개의 수직 스프링 배치를 도시하는 반면에, 본 개시는 여하간의 적합한 스프링 배치를 고려한다. 예를 들어, 바깥방향으로의 측면 스프링 디자인은 몸체의 외부 원주를 따라 스프링이 나란할 수 있다. 이는 꼭대기 링을 위해 스프링 모두가 잠금 부재로 작용하도록 힘을 측면방향으로 인가하며, 링 위에 놓인 손의 힘에 수직한 힘을 생성하고, 그 결과 보다 균일한 멈춤쇠 감각을 제공한다. 특정 실시예에서, 스프링은 장치의 베이스(base)에 대해서 예비-긴장(pre-tensioned)될 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 측면 방향 스프링 시스템과 연관된 이동 가능 요소는 예를 들어 반경 방향의 힘이 스프링을 풀지 못하게 하거나 멈춤쇠에서 빠져 나가는 것을 방지하기 위해 상대적으로 강성인 재료로 제조 될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 링은 금속 또는 강화-금속일 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 내부 보강재는 장치 또는 이동 가능 요소가 비교적 유연한 소재로 만들어졌을 때 이용될 수 있다. 측면 방향 스프링 시스템의 다른 예에 있어서, 스프링은 이동 가능 요소에 부착될 수 있고, 장치는 멈춤쇠 캠을 제공할 수 있다. 이 내측으로 향하는 실시예는 외측을 향하는 시스템에 대하여 반대 방향의 전부하(preload)를 요구할 수 있고, 전체 시스템의 경화를 가져온다.

자성 햅틱 시스템에 관해서는, 스프링 햅틱 시스템은 햅틱 피드백에 영향을 미치는 다수의 관련 파라미터들을 포함한다. 도 6은 이동 가능 요소(610), 스프링 길이 L1을 가지는 스프링(620), 길이 L2를 가지는 스프링 릴리프 포켓(spring relief pocket)을 포함하는 몸체(630)을 포함하는 예시적인 스프링 시스템(600)의 예시적인 파라메터들을 도시한다. R2와 R4는 멈춤쇠에서의 선명도를 나타내고, R1과 β는 멈춤쇠들 사이의 선명도를 나타낸다. 특정 실시예에 있어서, R4가 R2보다 작은 것을 보장하는 것은 멈춤쇠의 백래시(backlash)를 감소시킨다. 특정 실시예에서도, 도 6의 길이 L1은 스프링이 멈춤쇠 캠을 향하여(바깥쪽 방향으로) 구부러지지 않거나 압축시(안쪽 방향으로)에 스프링 테일에 하중을 가하지 않도록 제한되어야 한다. 스프링이 압축되도록 로딩하는 것은 전체적으로 비선형 스프링을 야기할 수 있고, 스프링이 팽창하기 위한 공간이 부족해질 때 스프링이 더 뻣뻣해진다. β = 0 인 제한적인 경우에 있어서, L1이 실질적으로 감소하므로, 일반적으로 길이를 0으로 설정한다. R3이 감소함에 따라, 스프링 연장은 일반적으로 감소한다. R2 나 R4가 줄어듬은 이동 가능 요소가 멈춤쇠 위치로 보다 선명하게 클릭(click)될 수 있다. R1을 줄이면 멈춤쇠들 사이의 전환이 보다 선명하고 멈춤쇠들 사이에 놓여지는 것이 더 어려울 수 있다. β를 감소시킴은 일반적으로 전체적인 시스템의 강성을 증가시키고, 멈춤쇠에서 선명도와 강성을 증가시킬 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 바깥방향을 향한 스프링 배치는 R2를 사전에 굽히고 L2를 포함하는 표면의 둘레로 스프링을 연장시킴으로써 형성되는 R3를 허용함으로써 단일 스프링을 포함할 수 있다. 본 개시는 스프링 햅틱 시스템에 의해 제공되는 햅틱 피드백에 영향을 줄 수 있는 예시적인 파라미터를 설명하는 반면에, 본 개시는 여하간의 적합한 파라메터를 고려한다. 예를 들어, 스프링(620)과 같은 스프링의 와이어 게이지(wire gauge)는 제공된 햅틱 피드백에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 와이어의 두께를 늘리면, 멈춤쇠 사이의 선명도가 증가하고 모든 배향에서의 마찰 정도 또한 증가한다.

도 7은 예시적인 컴퓨터 시스템(700)을 도시한다. 특정 실시예에 있어서, 적어도 하나의 컴퓨터 시스템(700)은 여기에 설명되거나 도시된 적어도 하나의 방법들의 적어도 하나의 단계를 수행한다. 특정 실시예에 있어서, 적어도 하나의 컴퓨터 시스템(700)은 여기에 설명되거나 도시된 기능을 제공한다. 특정 실시예에 있어서, 적어도 하나의 컴퓨터 시스템(700)에서 실행되는 소프트웨어는 여기에 설명되거나 도시된 적어도 하나의 방법들의 스텝들을 제공하거나 여기에 설명되거나 도시된 기능들을 제공한다. 특정 실시예는 적어도 하나의 컴퓨터 시스템(700)의 적어도 하나의 부분들을 포함한다. 여기에서, 컴퓨터 시스템에 대한 참조는 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있고, 적절한 경우에는, 그 반대일 수도 있다. 또한, 컴퓨터 시스템에 대한 참조는 적절한 경우에는, 적어도 하나의 컴퓨터 시스템을 포함할 수 있다.

본 개시는 여하간의 적절한 수의 컴퓨터 시스템(700)을 고려한다. 본 개시는 여하간의 적합한 물리적 형태를 가지는 컴퓨터 시스템(700)을 고려한다.

예시로써 그리고 한정이 되지 않는 방법으로, 컴퓨터 시스템 (700)은 임베디드 컴퓨터 시스템, 시스템 온 칩 (SOC), 단일 보드 컴퓨터 시스템 (SBC) (예를 들어, 컴퓨터 - 온 - 모듈 (COM) 또는 시스템 - 온 -모듈(SOM)), 데스크탑 컴퓨터 시스템, 랩톱 또는 노트북 컴퓨터 시스템, 대화식 키오스크, 메인 프레임, 컴퓨터 시스템의 메쉬, 이동 전화기, PDA (personal digital assistant), 서버, 태블릿 컴퓨터 시스템 또는 이들 중 둘 이상의 조합 일 수 있다. 적절한 경우, 컴퓨터 시스템 (700)은 적어도 하나의 컴퓨터 시스템 (700)을 포함 할 수 있으며; 단일체이거나 분산되고; 복수의 위치를 포괄하고; 복수의 기계를 포괄하고; 복수의 데이터 센터를 포괄하고; 또는 적어도 하나의 네트워크에 적어도 하나의 클라우드 구성 요소를 포함 할 수 있는 클라우드에 상주한다. 적절한 경우에, 적어도 하나의 컴퓨터 시스템(700)은 여기에 기술되거나 도시된 적어도 하나의 방법의 적어도 하나의 단계를 공간적 또는 시간적 제한 없이 수행할 수 있다. 예시로써 그리고 한정이 되지 않는 방법으로, 적어도 하나의 컴퓨터 시스템(700)은 여기에 설명되거나 도시된 적어도 하나의 방법의 적어도 하나의 스텝을 실시간 또는 배치 모드(batch mode)로 수행할 수 있다. 적어도 하나의 컴퓨터 시스템(700)은 적절한 경우에, 여기에 설명되거나 도시된 적어도 하나의 방법의 적어도 하나의 스텝을 상이한 시간에 또는 상이한 위치에서 수행할 수 있다.

특정 실시예에서, 컴퓨터 시스템(700)은 프로세서(702), 메모리(704), 스토리지(706), I/O(input/output) 인터페이스(708), 커뮤니케이션 인터페이스(710), 버스(712)를 포함한다. 비록 본 개시는 특정 배치에서 특정 구성요소의 특정 숫자를 가지는 특정 컴퓨터 시스템을 설명하거나 도시하고 있으나, 본 개시는 여하간의 적합한 배치의 여하간의 적합한 구성요소의 여하간의 적합한 개수를 가지는 여하간의 적합한 컴퓨터 시스템을 고려한다.

특정 실시예에 있어서, 프로세서(702)는 컴퓨터 프로그램을 구성하는 명령어와 같은, 명령어를 실행하기 위한 하드웨어를 포함한다. 예시로써 그리고 한정이 되지 않는 방법으로, 명령어를 실행시키기 위하여, 프로세서(702)는 내부 레지스터, 내부 캐시, 메모리(704), 또는 스토리지(706)로부터 명령어를 수신하고(또는 불러오고);디코딩하고 실행하고, 적어도 하나의 결과를 내부 레지스터, 내부 캐시, 메모리(704) 또는 스토리지(706)에 기록할 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 프로세서(702)는 데이터, 명령어 또는 어드레스에 대한 적어도 하나의 내부 캐시를 포함할 수 있다. 본 개시는 적합한 경우에 여하간의 여하간의 적합한 수의 적합한 내부 캐시를 포함하는 프로세서(702)를 고려한다. 예시로써 그리고 한정이 되지 않는 방법으로, 프로세서(702)는 적어도 하나의 명령어 캐시, 적어도 하나의 데이터 캐시 및 적어도 하나의 변환 참조 버퍼 (TLB)를 포함 할 수 있다. 명령어 캐시 내의 명령어는 메모리(704) 또는 스토리지(706) 내의 명령어들의 복사일 수 있으며, 명령어 캐시는 프로세서(702)에 의한 이 명령어들의 수신을 가속할 수 있다. 데이터 캐시 네의 데이터는 프로세서(702)를 작동시키는 명령어의 실행을 위한 메모리(704)나 스토리지(706)내의 데이터의 복사일 수 있고; 이전 명령어의 결과는 프로세서(702)에서의 연속적인 명령어의 수행에 의한 접속을 위하거나 메모리(704)나 스토리지(706)에 기록하기 위해 프로세서(702)에서 수행되고; 또는 여하간의 적합한 데이터일 수 있다. 데이터 캐시는 프로세서(702)에 의한 읽기와 쓰기 작동을 가속화 할 수 있다. TLB는 프로세서 (702)에 대한 가상 어드레스 변환을 가속화 할 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 프로세서 (702)는 데이터, 명령어 또는 어드레스에 대한 적어도 하나의 내부 레지스터를 포함 할 수 있다. 본 개시는 적합한 경우 여하간의 적절한 수의 여하간의 적합한 내부 레지스터를 포함하는 프로세서 (702)를 고려한다. 적절한 경우, 프로세서 (702)는 적어도 하나 이상의 산술 논리 유닛 (ALU)을 포함할 수 있고; 멀티 코어 프로세서가 될 수 있고; 또는 적어도 하나의 프로세서(702)를 포함 할 수 있다. 비록 본 개시는 특정 프로세서를 설명하고 도시하나, 본 개시는 여하간의 적합한 프로세서를 고려한다.

특정 실시 예에서, 메모리(704)는 프로세서(702)가 실행하기 위한 명령어 또는 프로세서 (702)가 동작하기 위한 데이터를 저장하기 위한 메인 메모리를 포함한다. 예시로써 그리고 한정이 되지 않는 방법으로, 컴퓨터 시스템 (700)은 스토리지(706) 또는 다른 소스 (예를 들어, 다른 컴퓨터 시스템 (700))로부터 메모리(704)로 명령어를 로딩 할 수 있다. 프로세서(702)는 그러면 메모리 (704)로부터 내부 레지스터 또는 내부 캐시로 명령어를 로딩할 수 있다. 명령어를 실행하기 위해, 프로세서(702)는 내부 레지스터 또는 내부 캐시로부터 명령어를 수신하고 그들을 디코딩 할 수 있다. 명령어의 실행 동안 또는 실행 후에, 프로세서 (702)는 적어도 하나의 결과(중간 또는 최종 결과인)를 내부 레지스터 또는 내부 캐시에 기록 할 수 있다. 프로세서(702)는 그러면 적어도 하나의 이러한 결과들을 메모리(704)에 기록할 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 프로세서 (702)는 적어도 하나의 내부 레지스터 또는 내부 캐시 또는 메모리 (704) (스토리지(706)가 아닌 곳 또는 다른 곳)에서 오직 명령어만을 실행하고, 적어도 하나의 내부 레지스터 또는 내부 캐시 또는 메모리(704) (스토리지(706)가 아닌 곳 또는 다른 곳)에서 데이터만을 작동 할 수 있다. 적어도 하나의 메모리 버스 (각각 어드레스 버스 및 데이터 버스를 포함 할 수 있음)는 프로세서(702)를 메모리(704)에 연결 시킬 수 있다. 버스 (712)는 후술되는 바와 같이 적어도 하나의 메모리 버스를 포함 할 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 적어도 하나의 메모리 관리 유닛(MMU)은 프로세서 (702)와 메모리 (704) 사이에 상주하고 프로세서 (702)에 의해 요청된 메모리(704) 로의 접속을 촉진한다. 특정 실시예에 있어서, 메모리 (704)는 랜덤 액세스 메모리 이 RAM은 적절할 경우 휘발성 메모리 일 수 있으며 이 RAM은 적절한 경우 DRAM (Dynamic RAM) 또는 SRAM (Static RAM) 일 수 있다. 또한 적절한 경우이 RAM은 단일 포트 또는 다중 포트 RAM 일 수 있습니다. 본 개시는 임의의 적합한 RAM을 고려한다. 메모리 (704)는 적절한 경우 하나 이상의 메모리(704)를 포함 할 수있다. 본 개시가 특정 메모리를 설명하고 도시하지만, 본 개시는 임의의 적합한 메모리를 고려한다.

특정 실시예에 있어서, 스토리지(706)는 데이터 또는 명령어를 위한 대용량 저장 장치를 포함한다. 예시로써 그리고 한정이 되지 않는 방법으로, 스토리지(706)는 하드 디스크 드라이브(HDD), 플로피 디스크 드라이브, 플래시 메모리, 광학 디스크, 광 자기 디스크, 자기 테이프, 또는 USB (Universal Serial Bus) 드라이브 또는 둘 이상의 이들의 조합을 포함한다. 스토리지(706)는 적절한 경우 제거 가능 또는 제거 불가능 (또는 고정 매체) 매체를 포함 할 수 있다. 스토리지(706)는 적절한 경우 컴퓨터 시스템 (700)의 내부 또는 외부에 있을 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 스토리지(706)는 비 휘발성, 솔리드 스테이트 메모리(solid-state memory)이다. 특정 실시예에 있어서, 스토리지(706)는 판독 전용 메모리(ROM)를 포함한다. 적절한 경우, 이 ROM은 마스크 프로그래밍 된 ROM, PROM (programmable ROM), EPROM (erasable PROM), EEPROM (electrically-erasable PROM), EAROM (electrically alterable ROM) 또는 플래시 메모리 또는 이들 중 둘 이상의 조합 일 수 있다. 본 개시는 여하간의 적합한 물리적 형태를 취하는 대용량 스토리지(706)를 고려한다. 스토리지(706)는 적절한 경우 프로세서 (702)와 스토리지(706) 간의 통신을 용이하게 하는 적어도 하나의 스토리지 제어부를 포함 할 수 있다. 적절한 경우, 스토리지(706)는 하나 이상의 스토리지(706)를 포함 할 수 있다. 비록 본 개시는 특정한 스토리지를 설명하고 도시하지만, 본 개시는 여하간의 적절한 저장 장치를 고려한다.

특정 실시예에 있어서, I/O 인터페이스(708)는 컴퓨터 시스템(700)과 적어도 하나의 I/O 장치 간의 통신을 위한 적어도 하나의 인터페이스를 제공하는 하드웨어, 소프트웨어 또는 둘 다를 포함한다. 컴퓨터 시스템(700)은 적절한 경우 이들 I/O 장치들 중 적어도 하나를 포함 할 수있다. 적어도 하나의 이러한 I/O 장치들은 컴퓨터 시스템(700)과 사람간의 통신을 가능하게 할 수 있다. 예시로써 그리고 한정이 되지 않는 방법으로, I/O 장치는 키보드, 키패드, 마이크로폰, 모니터, 마우스, 프린터, 스캐너, 스피커, 스틸 카메라(still camera), 스타일러스, 타블렛, 터치스크린, 트랙볼(trackball), 비디오 카메라, 여하간의 적합한 I/O 장치 또는 이들 중 둘 이상의 조합을 포함 할 수 있다. I/O 장치는 적어도 하나의 센서를 포함 할 수 있다. 본 개시는 여하간의 적합한 I/O 장치 및 이들에 대한 여하간의 적절한 I/O 인터페이스(708)를 고려한다. 적절한 경우, I/O 인터페이스(708)는 프로세서 (702)가 이들 I/O 장치 중 적어도 하나를 구동 할 수 있게 하는 적어도 하나의 장치 또는 소프트웨어 드라이버를 포함 할 수 있다. I/O 인터페이스 (708)는 적절한 경우 적어도 하나의 I/O 인터페이스(708)를 포함 할 수있다. 비록 본 개시가 특정 I/O 인터페이스를 기술하고 설명하지만, 본 개시는 여하간의 적합한 I/O 인터페이스를 고려한다.

특정 실시예에 있어서, 통신 인터페이스(710)는 컴퓨터 시스템 (700)과 적어도 하나의 다른 컴퓨터 시스템(700) 또는 적어도 하나의 네트워크 사이의 통신(예를 들어, 패킷 기반 통신과 같은)을 위한 적어도 하나의 인터페이스를 제공하는 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들 모두를 포함한다. 예시로써 그리고 한정이 되지 않는 방법으로, 통신 인터페이스(710)는 네트워크 인터페이스 어댑터 (NIC) 또는 이더넷과 통신하기 위한 네트워크 어댑터 또는 다른 유선 기반 네트워크 또는 무선 NIC (WNIC) 또는 Wi-Fi 네트워크와 같이 무선 네트워크와 통신하기 위한 무선 어댑터를 포함할 수 있다. 본개시는 여하간의 적합한 네트워크 및 이에 대한 여하간의 적합한 통신 인터페이스(710)를 고려한다. 예시로써 그리고 한정이 되지 않는 방법으로, 컴퓨터 시스템(700)은 애드혹 네트워크, 개인 영역 네트워크(PAN), 근거리 통신망(LAN), 광역 통신망(WAN), 대도시 영역 네트워크(MAN), BAN (body area network), 또는 인터넷의 적어도 하나의 부분 또는 이들 중 둘 이상의 조합과 통신 할 수 있다. 이들 네트워크 중 적어도의 적어도 하나의 부분은 유선 또는 무선 일 수 있다. 예시로써, 컴퓨터 시스템(700)은 무선 PAN(WPAN) (예를 들어, 블루투스 WPAN), WI-FI 네트워크, WI-MAX 네트워크, 셀룰러 전화 네트워크(예를 들어 , GSM (Global System for Mobile Communications) 네트워크), 또는 다른 적합한 무선 네트워크 또는 이들 중 둘 이상의 조합과 통신 할 수 있다. 컴퓨터 시스템(700)은 적절한 경우에 여하간의 이들 네트워크 중 여하간의 적합한 통신 인터페이스(710)를 포함 할 수 있다. 통신 인터페이스(710)는 적절한 경우 적어도 하나의 통신 인터페이스(710)를 포함 할 수 있다. 비록 본 개시는 특정 통신 인터페이스를 설명하고 도시하지만, 본 개시는 여하간의 적합한 통신 인터페이스를 고려한다.

특정 실시예에 있어서, 버스(712)는 컴퓨터 시스템(700)의 구성요소들을 서로 결합하는 하드웨어, 소프트웨어, 또는 둘 모두를 포함한다. 예시로써 그리고 한정이 되지 않는 방법으로, 버스 (712)는 AGP (accelerated graphics port) 또는 다른 그래픽 버스, EISA (Enhanced Industry Standard Architecture) 버스, FSB (Front Side Bus), HT (Hyper transport) 인터페이스, ISA (Industry Standard Architecture) 버스, INFINIBAND 인터커넥트, LPC (Low-Pin-Count) 버스, 메모리 버스, MCA (Micro Channel Architecture) 버스, PCI (Peripheral Component Interconnect) 버스, PCIe (PCI-express) 버스, SATA (Serial Advanced Technology Attachment) 버스, VLB (Video Electronics Standards Association local bus) 버스 또는 여하간의 적합한 버스 또는 이들 중 둘 이상의 조합을 포함 할 수 있다. 버스(712)는 적절한 경우 적어도 하나의 버스(712)를 포함 할 수있다. 비록 본 개시는 특정 버스를 설명하고 도시하지만, 본 개시는 여하간의 적합한 버스 또는 인터커넥트를 고려한다.

여기서, 컴퓨터 - 판독 가능 비 - 일시적 저장 매체 또는 매체들은 적절한 경우에 적어도 하나의 반도체 기판 또는 다른 집적회로(ICs) (예를 들어, 필드 - 프로그래머블 게이트 어레이 (FPGA) 또는 주문형 반도체 (ASIC)와 같은) 또는 하드 디스크 드라이브 (HDD), 하이브리드 하드 드라이브 (HHD), 광학 디스크, 광학 디스크 드라이브 (ODD), 광 자기 디스크, 광 자기 드라이브, 플로피 디스켓, 플로피 디스크 드라이브 (FDD), 자기 테이프, 솔리드-스테이트 드라이브(SSD), RAM 드라이브, 시큐어 디지털 카드(SECURE DIGITAL card) 또는 드라이브, 이들 중 둘 이상의 여하간의 적합한 조합을 포함한다. 컴퓨터 - 판독 가능 비 - 일시적 저장 매체(computer-readable non-transitory storage medium)는 적절한 경우에 휘발성, 비 휘발성, 또는 휘발성 및 비 휘발성의 조합 일 수 있다.

여기에서 “또는”은 문맥에 의해 달리 지시되거나, 다르게 표시되지 않는 한 배타적이지 않고 포괄적이다. 따라서, 여기에서, “A 또는 B”는 문맥에 의해 달리 지시되거나, 다르게 표시되지 않는 한 “A, B 또는 둘 다”를 의미한다. 나아가 문맥에 의해 달리 지시되거나, 다르게 표시되지 않는 한 “및”은 공동 및 복수이다. 따라서, 여기에서, “A 및 B”는 문맥에 의해 달리 지시되거나, 다르게 표시되지 않는 한 “A와 B 공동으로 또는 복수로”를 의미한다. 이 개시의 범위는 당업자가 이해할 수있는 본 명세서의 예시적인 실시 예에 대한 모든 변경, 대체, 변형, 변경 및 수정을 포함한다. 본 개시의 범위는 여기에 설명되거나 도시된 예시적인 실시예에 한정되지 않는다. 나아가, 비록 본 개시는 특정 구성 요소, 요소, 기능, 동작 또는 단계를 포함하는 것으로서 각각의 실시예를 설명하거나 도시하지만, 이들 실시예 중 여하간의 것은 통상의 기술자가 이해할 수 있는 여하간의 구성 요소, 요소, 기능, 동작 또는 단계 중 여하간의 조합 또는 치환을 포함 할 수 있다. 나아가, 장치 또는 시스템 또는 장치의 구성요소 또는 적응, 배치, 기능, 설정, 가능, 특정 기능의 동작을 위한 작동을 위한 시스템을 위한 첨부된 청구범위에서의 참조는 장치, 시스템, 구성요소를 포함하며, 이는 특정 기능이 작동 되었는지, 켜졌는지, 잠기지 않았는지 여부와 무관하게, 장치, 시스템 또는 구성요소가 적응, 배치, 기능, 설정, 가능, 작동, 가동하는 한 이루어진다.

100 : 자성 멈춤쇠 시스템
110 : 몸체
120 : 이동 가능 요소
130, 140: 자성 물질
150 : 볼 베어링

Claims

장치에 있어서,
적어도 몸체의 부분이 제 1 자성 물질의 적어도 하나의 인스턴스를 포함하는 몸체; 및
상기 몸체와 결합되고 상기 몸체의 상기 부분으로부터 제 1 차원으로 제 1 거리만큼 떨어져 있는 이동 가능 요소;를 포함하고,
상기 이동 가능 요소는 제 2 자성 물질의 적어도 하나의 인스턴스를 포함하고,
상기 이동 가능 요소는 상기 장치에 의해 상기 제 1 거리가 고정된 상태에서 상기 제 1 차원에 수직한 제 2 차원으로 적어도 움직이도록 구성되고,
상기 제 2 자성 물질의 적어도 하나의 인스턴스는 상기 제 1 자성 물질의 적어도 하나의 인스턴스를 밀어내거나 끌어당기며,
상기 이동 가능 요소는 상기 몸체의 주위를 회전하도록 구성되는 실질적으로 원형 요소(circular element)를 포함하고,
상기 제 1 차원은 상기 이동 가능 요소의 방사형 차원(radial dimension)에 실질적으로 수직하며,
상기 제 1 자성 물질의 어느 하나의 인스턴스와 상기 제 2 자성 물질의 어느 하나의 인스턴스는 상기 제 1 차원으로 제 2 거리만큼 떨어져 있고, 상기 제 1 자성 물질의 다른 어느 하나의 인스턴스와 상기 제 2 자성 물질의 어느 하나의 인스턴스는 상기 제 1 차원으로 상기 제 2 거리와 다른 제 3 거리만큼 떨어져 있는 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 자성 물질의 인스턴스나 상기 제 2 자성 물질의 인스턴스 각각 또는 모두는,
제 1 차원에 실질적으로 평행한 제 1 방향을 가리키는 자성 모멘트를 가지는 적어도 하나의 제 1 인스턴스; 및
상기 제 1 방향에 실질적으로 반대방향을 가리키는 자성 모멘트를 가지는 적어도 하나의 제 2 인스턴스;를 더 포함하는 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제 1 인스턴스는 복수의 제 1 인스턴스를 포함하고,
상기 적어도 하나의 제 2 인스턴스는 복수의 제 2 인스턴스를 포함하고,
상기 각각의 제 1 인스턴스는 상기 복수의 제 2 인스턴스 중 인접하는 두 개의 제 2 인스턴스 사이에 마련되고,
상기 각각의 제 2 인스턴스는 상기 복수의 제 1 인스턴스 중 인접하는 두 개의 제 1 인스턴스 사이에 마련되는 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 몸체는 실질적으로 원형인 장치.
삭제
제 4 항에 있어서,
상기 이동 가능 요소는 상기 몸체의 상기 부분을 둘러싸는 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 이동 가능 요소의 회전을 검출하도록 구성되는 검출기;를 더 포함하는 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 이동 가능 요소는 상기 몸체로부터 분리되도록 구성되는 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 자성 물질의 적어도 하나의 인스턴스는 상기 제 1 차원의 방향으로 움직일 수 있는 부유 자성 물질(floating magnetic material)을 더 포함하는 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 몸체는 레일(rail)을 더 포함하고,
상기 이동 가능 요소는 슬라이더(slider)를 더 포함하는 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 거리는 상기 장치의 사용자에 의해 또는 상기 장치에 의해 동적으로 구성가능한 장치.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 자성 물질의 적어도 하나의 인스턴스는 상기 제 1 차원에 실질적으로 평행한 제 1 방향을 가리키는 자성 모멘트를 가지고,
상기 제 1 자성 물질의 적어도 하나의 인스턴스는,
상기 제 1 방향에 실질적으로 반대되는 방향을 가리키는 자성 모멘트를 가지는 적어도 하나의 제 1 인스턴스와 영구 자석 모멘트를 가지지 않는 자화 물질을 포함하는 적어도 하나의 제 2 인스턴스를 포함하는 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제 1 인스턴스는 복수의 제 1 인스턴스를 포함하고,
상기 적어도 하나의 제 2 인스턴스는 복수의 제 2 인스턴스를 포함하고
상기 각각의 제 1 인스턴스는 상기 복수의 제 2 인스턴스 중 인접하는 두 개의 제 2 인스턴스 사이에 마련되고,
상기 각각의 제 2 인스턴스는 상기 복수의 제 1 인스턴스 중 인접하는 두 개의 제 1 인스턴스 사이에 마련되는 장치.