KR102483285B1 - 유압식 정전기력 액츄에이터 기반 굽힘 변형 컨트롤러 - Google Patents

유압식 정전기력 액츄에이터 기반 굽힘 변형 컨트롤러 Download PDF

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Abstract

본 발명은 굽힘 변형이 가능한 컨트롤러를 개시한다. 본 발명에 따른 컨트롤러는, 제1 지지벽을 구비하는 제1 하우징; 제2 지지벽을 구비하는 제2 하우징; 제1 하우징과 제2 하우징을 회전 가능하게 연결하는 연결부; 내부에 유체가 채워진 탄성 챔버와, 탄성 챔버의 일측과 타측에 각각 결합되어 서로 마주보는 제1 전극 및 제2 전극을 구비하며, 탄성 챔버의 적어도 일부분이 제1 지지벽과 제2 지지벽의 사이에 설치되는 액츄에이터; 액츄에이터에 대한 전원공급을 제어하는 제어부를 포함하며, 제1 전극과 제2 전극 사이의 정전기력에 의해 변형된 탄성 챔버가 제1 하우징에 대해 제2 하우징을 회전시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 사용자의 입력이나 설정 조건에 따라 컨트롤러 하우징을 구부려서 컨트롤러의 형상을 다양하게 변화시킬 수 있으므로 사용자의 사용감을 증진시키고 만족감과 재미를 배가할 수 있다.

Description

유압식 정전기력 액츄에이터 기반 굽힘 변형 컨트롤러{Controller capable of bending deformation based on hydraulic electrostatic force actuator}
본 발명은 전자기기를 제어하는 컨트롤러에 관한 것으로서, 구체적으로는 하우징의 굽힘 변형이 가능하여 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 핸드헬드형 컨트롤러(20)를 손에 쥐고 움직이면, 전자기기(10)는 핸드헬드형 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 있는 반면에 전자기기에서 실행되는 콘텐츠의 종류는 매우 다양하기 때문에 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 형상을 변화시킬 수 있도록 함으로써 사용자에게 다양한 사용감을 제공하고 재미를 증진시키는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양상은, 제1 지지벽을 구비하는 제1 하우징; 제2 지지벽을 구비하는 제2 하우징; 제1 하우징과 제2 하우징을 회전 가능하게 연결하는 연결부; 내부에 유체가 채워진 탄성 챔버와, 탄성 챔버의 일측과 타측에 각각 결합되어 서로 마주보는 제1 전극 및 제2 전극을 구비하며, 탄성 챔버의 적어도 일부분이 제1 지지벽과 제2 지지벽의 사이에 설치되는 액츄에이터; 액츄에이터에 대한 전원공급을 제어하는 제어부를 포함하며, 제1 전극과 제2 전극 사이의 정전기력에 의해 변형된 탄성 챔버가 제1 하우징에 대해 제2 하우징을 회전시키는 것을 특징으로 하는 컨트롤러를 제공한다.
본 발명의 일 양상에 따른 컨트롤러는, 컨트롤러의 움직임을 검출하는 동작감지센서를 포함하며, 상기 제어부는, 동작감지센서의 측정값이 제1 설정범위에 속하면 액츄에이터에 제1 전압을 인가하여 제2 하우징을 제1 각도만큼 회전시키고, 동작감지센서의 측정값이 제2 설정범위에 속하면 액츄에이터에 제2 전압을 인가하여 제2 하우징을 제2 각도만큼 회전시킬 수 있다.
또한 본 발명의 일 양상에 따른 컨트롤러는, 컨트롤러의 움직임을 검출하는 압력감지센서를 포함하며, 상기 제어부는, 압력감지센서의 측정값이 제1 설정범위에 속하면 액츄에이터에 제1 전압을 인가하여 제2 하우징을 제1 각도만큼 회전시키고, 압력감지센서의 측정값이 제2 설정범위에 속하면 액츄에이터에 제2 전압을 인가하여 제2 하우징을 제2 각도만큼 회전시킬 수 있다.
또한 본 발명의 일 양상에 따른 컨트롤러에서, 상기 액츄에이터는 제1 하우징의 중심축을 기준으로 원주방향으로 배치된 다수의 액츄에이터를 포함하고, 상기 제어부는, 동작감지센서 또는 압력감지센서의 측정값을 이용하여 상기 다수의 액츄에이터 중에서 구동 액츄에이터를 선택하여 전원에 연결할 수 있다.
본 발명에 따르면, 사용자의 입력이나 설정 조건에 따라 컨트롤러 하우징을 구부려서 컨트롤러의 형상을 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 단면도
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 컨트롤러의 제어계통을 예시한 블록도
도 5는 유압식 정전기력 액츄에이터를 나타낸 도면
도 6은 유압식 정전기력 액츄에이터의 동작을 나타낸 도면
도 7은 유압식 정전기력 액츄에이터의 여러 변형 예를 나타낸 도면
도 8 및 도 9는 각각 컨트롤러의 하우징이 구부러진 상태를 나타낸 단면도 및 사시도
도 10 내지 도 15는 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른 컨트롤러의 다양한 제어 방법을 예시한 흐름도
도 16은 다수의 유압식 정전기력 액츄에이터가 대칭적으로 배치된 모습을 나타낸 도면
도 17 및 도 18은 도 16에 나타낸 컨트롤러의 다양한 제어 방법을 예시한 흐름도
도 19는 본 발명의 제2 실시예에 따른 컨트롤러의 사시도
도 20은 본 발명의 제2 실시예에 따른 컨트롤러가 동작 사례를 나타낸 도면
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, 단면도 및 제어계통을 나타낸 블록도이다.
도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 컨트롤러(100)는, 내부에 공간을 구비는 하우징(110)과, 하우징(110)의 내부에 설치되어 컨트롤러(100)의 동작 전반을 제어하는 MCU(Micro Controller Unit)(130)와, 하우징(110)의 바깥을 둘러싸도록 설치된 손잡이부(140)와, 하우징(110)의 내부에 설치되어 하우징(110)을 구부리는 유압식 정전기력 액츄에이터(이하에서는 편의상 '액츄에이터'라 한다)(160)와, 사용자가 조작 명령을 입력하는 입력부(170)와, 사용자가 가하는 압력을 측정하는 압력감지센서(180)와, 컨트롤러(100)의 움직임이나 자세를 검출하는 동작감지센서(190)와, 액츄에이터(160)에 전류를 인가하는 전원공급부(200)와, 제어대상 전자기기와의 통신을 위한 통신부(210) 등을 포함할 수 있다.
하우징(110)은, 제1 하우징(110a)과, 연결부(120)를 통해 제1 하우징(110a)의 일단에 결합된 제2 하우징(110b)을 포함한다.
도면에는, 제1 하우징(110a)과 제2 하우징(110b)의 내부에 중공이 형성된 것으로 나타나 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니므로 적어도 하나의 하우징(110a,110b)은 내부에 중공이 생략될 수도 있다.
또한 도면에는 제1 하우징(110a)과 제2 하우징(110b)의 단면 형상이 원형인 것으로 나타나 있으나, 이에 한정되는 것은 아니므로 다각형, 타원형 등의 단면 형상을 가질 수도 있다. 또한 제1 하우징(110a)과 제2 하우징(110b)의 단면 형상은 서로 다를 수도 있다.
제1 하우징(110a)과 제2 하우징(110b)이 연결되는 부분에서, 제1 하우징(110a)의 단부에는 중심축과 교차하는 방향으로 제1 지지벽(112a)이 형성되고 제2 하우징(110b)의 단부에는 중심축과 교차하는 방향으로 제2 지지벽(112b)이 형성된다. 제1 지지벽(112a)과 제2 지지벽(112b)은 내부 공간을 완전히 분리하도록 설치될 수도 있고, 내부 공간의 일부만 분리하도록 설치될 수도 있다.
제1 지지벽(112a)과 제2 지지벽(112b)의 사이에는 액츄에이터(160)의 탄성 챔버(161)가 하나 이상 삽입될 수 있다.
연결부(120)는 제1 하우징(110a)에 대해 제2 하우징(110b)이 회전 가능하도록 결합하는 것으로서 연결방식은 특별히 한정되지 않는다.
일 예로서, 일단은 제1 하우징(110a)에 결합되고 타단은 제2 하우징(110b)에 결합된 신축성 주름관(일명, 자바라)이 연결부(120)로 활용될 수 있고, 실리콘, 고무 등의 신축성 막이 연결부(120)로 활용될 수도 있다.
다른 예로서, 제1 하우징(110a)과 제2 하우징(110b)을 연결하는 힌지나 회전축이 연결부(120)로 활용될 수도 있다.
한편, 연결부(120)는 외력이 없을 때는 제1 하우징(110a)과 제2 하우징(110b)의 각도를 기본 각도로 유지하고, 액츄에이터(160)에 의해 회전력이 가해짐에 따라 제2 하우징(110b)이 소정 각도로 회전하면 회전한 각도를 유지해야 한다. 또한 회전력이 제거되면 탄성 복원력을 발휘하여 제2 하우징(110b)을 본래의 기본 각도로 복귀시킬 수 있어야 한다.
따라서, 연결부(120)는 탄성수단을 포함하거나 탄성수단과 함께 사용되는 것이 바람직하다.
또한 연결부(120)는 제1 하우징(110a)과 제2 하우징(110b)이 연결되는 부분을 모두 둘러싸는 관 형상인 것이 바람직하지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 연결부(120)는 2이상의 종류가 함께 사용될 수도 있다. 예를 들어, 일부에는 자바라 형태의 연결구조물을 설치하고, 다른 일부에는 신축성 막을 설치하거나 힌지나 회전축을 설치할 수도 있다.
MCU(130)는 입력부(170)를 통한 입력이나 압력감지센서(180) 및/또는 동작감지센서(190)의 측정값을 이용하여 액츄에이터(160)에 대한 전원공급을 제어할 수 있다.
MCU(130)는 도 4의 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, 입력부(170)를 통해 입력된 명령, 압력감지센서(180) 및/또는 동작감지센서(190)의 측정값 등을 이용하여 액츄에이터(160)에 대한 전원공급을 제어하는 제어 프로그램을 포함할 수 있다.
일 예로서, 사용자가 컨트롤러(100)에 압력을 가하는 경우에, MCU(130)는 압력감지센서(180)의 측정값이 설정값 보다 크면 전원공급부(200)를 제어하여 액츄에이터(160)에 전력을 공급함으로써 컨트롤러(100)를 구부릴 수 있다.
다른 예로서, 사용자가 컨트롤러(100)를 흔드는 경우에, MCU(130)는 동작감지센서(190)의 측정값이 설정값 보다 크면 전원공급부(200)를 제어하여 액츄에이터(160)에 전력을 공급함으로써 컨트롤러(100)를 구부릴 수 있다.
손잡이부(140)는 제1 하우징(110a)의 외측을 둘러싸는 것으로서 사용자가 최적의 그립감을 느낄 수 있는 재질과 형상을 가지는 것이 바람직하다. 손잡이부(140)는 하우징(110)이 삽입되는 관체 형상일 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니므로 손잡이부(140)는 제1 하우징(110a)이 아니라 제2 하우징(110b)에 설치될 수도 있고, 제1 하우징(110a) 또는 제2 하우징(110b)의 표면에 그립감이 좋은 실리콘 등의 소재를 부착하여 손잡이부(140)를 형성할 수도 있다. 손잡이부(140)가 생략될 수도 있다.
액츄에이터(160)는, 도 5에 예시한 바와 같이, 내부에 유체(168)가 채워진 탄성 챔버(161)와, 탄성 챔버(161)의 제1 영역(161a)에서 서로 마주보도록 설치된 제1 전극(165)과 제2 전극(166)을 포함할 수 있다.
제1 전극(165)과 제2 전극(166)은 탄성 챔버(161)의 바깥면에 결합되며, 충분한 정전기력을 발생시키기 위해서는 소정의 면적을 갖는 평판 전극인 것이 바람직하다.
도 6은 액츄에이터(160)의 동작을 나타낸 것으로서, 제1 전극(165)과 제2 전극(166)을 각각 전원공급부(200)의 양극과 음극에 연결하면 도 6의 (a)에 나타낸 바와 같이 정전기적 인력에 의해 제1 전극(165)과 제2 전극(166)의 간격이 줄어들고, 이로 인해 전극 사이의 제1 내부공간(162a)에 있던 유체(168)가 전극 바깥쪽의 제2 내부공간(162b)으로 밀려나면서 탄성 챔버(161)의 제2 영역(161b)이 팽창하게 된다.
탄성 챔버(161)의 제2 영역(161b)이 팽창된 상태에서 전원공급을 차단하면, 도 6의 (b)에 나타낸 바와 같이 정전기력 인력이 해소되면서 제2 내부공간(162b)으로 밀려났던 유체가 압력차로 인해 제1 내부공간(162a)으로 이동하게 되고, 이로 인해 탄성 챔버(161)의 제2 영역(161b)은 본래 형상으로 수축하게 된다.
한편, 액츄에이터(160)의 제1 전극(165)과 제2 전극(166) 사이의 정전기력은 인가되는 전압의 크기에 비례하며, 정전기력이 클수록 전극 간의 간격이 더 좁아지므로 탄성 챔버(161)의 제2 영역(161b)이 더 많이 팽창하게 된다.
본 발명의 실시예에서는 이러한 원리로 동작하는 탄성 챔버(161)를 이용하여 제1 하우징(110a)에 대해 제2 하우징(110b)을 회전시켜서 컨트롤러(100)의 형상을 변형시킨다. 또한 액츄에이터(160)에 인가되는 전압의 세기를 조절하여 제2 하우징(110b)의 회전 각도를 조절할 수 있다.
도 5 및 도 6에는, 전압이 인가되지 않은 대기 모드일 때 탄성 챔버(161)의 제1 영역(161a)으로 둘러싸인 제1 내부공간(162a)의 높이가 제2 영역(161b)으로 둘러싸인 제2 내부공간(162b)의 높이와 다른 것으로 나타나 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 도 7의 (a)에 나타낸 바와 같이, 전압이 인가되지 않은 대기 모드일 때 탄성 챔버(161)의 제1 내부공간(162a)의 높이와 제2 내부공간(162b)의 높이가 서로 같을 수도 있다. 이와 달리, 도 7의 (b)에 나타낸 바와 같이, 탄성 챔버(161)의 제1 영역(161a)과 제2 영역(161b)이 상대적으로 폭이 좁은 연결부(161c)에 의해 서로 연결될 수도 있다. 또한 도 7의 (c)에 나타낸 바와 같이, 탄성 챔버(161)의 제1 영역(161a)과 제2 영역(161b)이 서로 다른 방향으로 배치될 수도 있다.
액츄에이터(160)는 제1 하우징(110a)의 제1 지지벽(112a)과 제2 하우징(110b)의 제2 지지벽(112b)의 사이에 하나 이상 설치된다. 이때, 각 액츄에이터(160)는 탄성 챔버(161)의 제2 영역(161b)이 제1 지지벽(112a) 또는 제2 지지벽(112b)에 직접 접촉하거나 인접한 액츄에이터(160)의 탄성 챔버(161)의 제2 영역(161b)에 접촉하도록 설치되는 것이 바람직하다.
그래야만 각 액츄에이터(160)의 전극(165,166)에 전압이 인가되었을 때 각 탄성 챔버(161)의 변형력이 동시에 작용하여 제1 지지벽(112a)과 제2 지지벽(112b) 간의 간격을 벌림으로써 해당 부분을 구부릴 수 있기 때문이다.
또한 제1 지지벽(112a)과 제2 지지벽(112b)의 사이에 다수의 액츄에이터(160)를 설치하고 인접한 액츄에이터(160)의 탄성 챔버(161)를 서로 접촉시키면, 다수의 탄성 챔버(161)의 변위량이 모두 더해져서 제1 지지벽(112a)과 제2 지지벽(112b) 간의 간격이 보다 큰 폭으로 벌어질 수 있다.
도 3에는 제1 지지벽(112a)과 제2 지지벽(112b)의 사이에 하우징(110)의 길이 방향을 따라 2개의 액츄에이터(160)가 설치된 것으로 나타나 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 제1 지지벽(112a)과 제2 지지벽(112b)의 사이에는 더 많은 개수의 액츄에이터(160)가 설치될 수도 있고, 1개의 액츄에이터(160)만 설치될 수도 있다.
도 8의 단면도 및 도 9의 사시도는, 하우징(110)의 내부에 구비된 액츄에이터(160)에 전원이 연결됨에 따라 각 액츄에이터(160)의 탄성 챔버가 팽창하여 제2 지지벽(112b)이 제1 지지벽(112a)으로부터 멀어지고, 이로 인해 제2 하우징(110b)이 제1 하우징(110a)을 중심으로 회전하여 컨트롤러(100)의 외형이 구부러진 상태를 나타낸 것이다.
이와 같이 컨트롤러(100)의 하우징(110)을 구부릴 수 있으면, 전자기기에서 실행되는 콘텐츠의 종류나 화면에 표시되는 오브젝트의 종류에 따라 컨트롤러(100)의 형상을 다양하게 변형시킬 수 있고, 이를 통해 사용자의 몰입감과 재미를 배가할 수 있을 뿐만 아니라 만족감을 높일 수 있게 된다.
한편, 액츄에이터(160)의 탄성 챔버(161)에 의해 제1 지지벽(112a)으로부터 멀어진 제2 지지벽(112b)은 탄성 챔버(161)가 수축하였을 때 본래의 위치로 복귀해야 한다.
이를 위해서는 제1 하우징(110a)과 제2 하우징(110b)을 연결하는 연결부(120)가 탄성수단을 포함하거나 탄성재질인 것이 바람직하다. 또한 제1 지지벽(112a)과 제2 지지벽(112b)의 사이에 인장스프링 등의 탄성수단을 설치할 수도 있다.
이와 달리, 각 액츄에이터(160)의 탄성 챔버(161)를 인접한 탄성 챔버(161)에 결합 또는 접착하고, 제1 지지벽(110a)에 인접한 탄성 챔버(161)는 제1 지지벽(110a)에 결합 또는 접착하고, 제2 지지벽(110b)에 인접한 탄성 챔버(161)는 제2 지지벽(110b)에 결합 또는 접착할 수도 있다.
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.
압력감지센서(180)는 사용자가 컨트롤러(100)를 쥐는 힘을 감지하기 위한 것으로서 구체적인 종류는 특별히 한정되지 않는다. 따라서 스트레인 게이지 방식, 압전(piezoelectric) 방식, 압저항(piezoresistive) 방식, 정전용량 방식 등의 압력센서가 선택적으로 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 손잡이부(140)의 내측에 압력감지센서(180)를 설치하였으나 설치 위치가 이에 한정되는 것은 아니다.
동작감지센서(190)는 컨트롤러(100)가 움직이는 방향, 속도, 자세 등을 검출하기 위한 것으로서, 가속도센서, 3축 각속도센서(자이로 센서) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
전원공급부(200)는 MCU(130)의 제어에 따라 액츄에이터(160)에 대한 전원공급을 온/오프하는 스위칭 회로와 배터리를 포함할 수 있다. 전원공급부(200)는 배터리를 대신하여 AC-DC 변환회로를 포함할 수도 있다.
통신부(210)는 컨트롤러(100)와 전자기기의 유선 및/또는 무선통신을 지원한다. 무선통신방식은 특별히 한정되지 않으며, 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), 와이파이(Wi-Fi), 적외선데이터통신(IrDA), UWB(Ultra-Wide Band) 등의 공지된 통신방식 중에서 선택될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 컨트롤러(100)의 동작 방법을 설명한다.
먼저 도 10을 참조하여 사용자가 입력부(170)에 구비된 버튼을 누르거나 메뉴를 선택하여 변형 명령을 입력하는 경우를 설명한다.
컨트롤러(100)의 굽힘 변형을 원하는 사용자가 입력부(170)를 통해 변형 명령을 입력하면, MCU(130)는 전원공급부(200)를 제어하여 액츄에이터(160)에 전원을 연결한다. 이때, 다수의 액츄에이터(160)에 동시에 전원을 연결할 수도 있고, 사용자의 선택이나 사전 설정된 조건에 따라 선택된 일부의 액츄에이터에만 전원을 연결할 수도 있다. (ST11, ST12)
액츄에이터(160)에 전원이 연결되면, 도 6(a)에 나타낸 바와 같이 양 전극(165,166)간의 간격이 좁아지면서 탄성 챔버(161)의 제2 영역(161b)이 팽창하고 이로 인해 제2 지지벽(112b)이 제1 지지벽(112a)으로부터 멀어짐에 따라 제2 하우징(110b)이 제1 하우징(110a)에 대해 회전하여 하우징(110)이 구부러지게 된다. (ST13)
이상의 방식으로 컨트롤러(100)의 형상이 변한 이후에 사용자는 입력부(170)에 구비된 버튼을 누르거나 메뉴를 선택하여 복귀 명령을 입력할 수 있다. (ST14)
이와 같이 복귀 명령이 입력되면 MCU(130)는 전원공급부(200)를 제어하여 액츄에이터(160)에 대한 전원공급을 차단한다. 전원공급이 차단되면 도 6(b)에 나타낸 바와 같이 양 전극(165,166)간의 간격이 멀어지면서 탄성 챔버(161)의 제2 영역(161b)이 수축하고 이로 인해 제2 하우징(110b)이 본래의 위치로 복귀하고, 컨트롤러(100)도 본래 형상으로 복귀한다. (ST15, ST16)
한편 본 발명의 제1 실시예에 따른 컨트롤러(100)에는 동작감지센서(190)가 설치되어 있으므로 이를 통해 사용자의 의도를 파악하여 변형 명령을 생성할 수도 있다. 이하에서는 도 11을 참조하여 이러한 방법을 설명한다.
먼저 사용자가 컨트롤러(100)를 손에 쥔 상태에서 흔들거나 휘두르면, MCU(130)는 동작감지센서(190)의 측정값을 확인하고, 측정값과 설정값을 대비한다.
한편 MCU(130)는 컨트롤러(100)의 전원이 켜지면 항상 동작감지센서(190)의 측정값을 확인할 수도 있고, 별도의 모드전환수단을 통해 대기모드에서 동작감지모드로 전환된 이후에만 동작감지센서(190)의 측정값을 확인할 수도 있다. 모드전환수단은 입력부(170)에 구비될 수도 있고, 다른 형태로 제공될 수도 있다. (ST21, ST22)
동작감지센서(190)의 측정값이 설정값 보다 크면, MCU(130)는 전원공급부(200)를 제어하여 액츄에이터(160)에 전력을 공급한다. 이때, 다수의 액츄에이터(160)에 동시에 전원을 연결할 수도 있고, 사용자의 선택이나 사전 설정된 조건에 따라 선택된 일부의 액츄에이터에만 전원을 연결할 수도 있다. (ST23)
액츄에이터(160)에 전원이 연결되면, 양 전극(165,166)간의 간격이 좁아지면서 탄성 챔버(161)의 제2 영역(161b)이 팽창하고 이로 인해 제2 하우징(110b)이 제1 하우징(110a)에 대해 회전하여 하우징(110)이 구부러지게 된다. (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(180)를 통해 설정조건을 충족하는 압력이 측정되면 이를 형상 복귀명령으로 판단할 수도 있다. 또한 MCU(130)는 동작감지센서(190)를 통해 설정조건을 충족하는 가속도 및/또는 각속도가 측정되면 이를 형상 복귀명령으로 판단할 수도 있다. (ST25)
MCU(130)는 형상 복귀명령이 확인되면 액츄에이터(160)에 대한 전원공급을 차단하며, 이로 인해 액츄에이터(160)의 탄성 챔버(161)가 본래 형상으로 복귀하면 컨트롤러(100)도 본래의 형상으로 복귀하게 된다. (ST26, ST27)
또한 본 발명의 제1 실시예에 따른 컨트롤러(100)에는 압력감지센서(180)가 설치되어 있으므로 이를 통해 사용자의 의도를 파악하여 변형 명령을 생성할 수도 있다. 이하에서는 도 12를 참조하여 이러한 방법을 설명한다.
먼저 사용자가 컨트롤러(100)를 잡은 손으로 압력을 가하면, MCU(130)는 압력감지센서(180)의 측정값을 확인하고, 측정값과 설정값을 대비한다.
한편 MCU(130)는 컨트롤러(100)의 전원이 켜지면 항상 압력감지센서(180)의 측정값을 확인할 수도 있고, 별도의 모드전환수단을 통해 대기모드에서 동작감지모드로 전환된 이후에만 압력감지센서(180)의 측정값을 확인할 수도 있다. 모드전환수단은 입력부(170)에 구비될 수도 있고, 다른 형태로 제공될 수도 있다. (ST31, ST32)
압력감지센서(180)의 측정값이 설정값 보다 크면, MCU(130)는 전원공급부(200)를 제어하여 액츄에이터(160)에 전력을 공급한다. 이때, 다수의 액츄에이터(160)에 동시에 전원을 연결할 수도 있고, 사용자의 선택이나 사전 설정된 조건에 따라 선택된 일부의 액츄에이터에만 전원을 연결할 수도 있다. (ST33)
액츄에이터(160)에 전원이 연결되면, 양 전극(165,166)간의 간격이 좁아지면서 탄성 챔버(161)의 제2 영역(161b)이 팽창하고 이로 인해 제2 하우징(110b)이 제1 하우징(110a)에 대해 회전하여 하우징(110)이 구부러지게 된다. (ST34)
이어서, MCU(130)는 입력부(170)를 통해 입력된 명령, 압력감지센서(180)를 통해 검출된 압력 측정값, 동작감지센서(190)를 통해 검출된 가속도 측정값 및/또는 각속도 측정값 등을 이용하여 형상 복귀명령 여부를 판단할 수 있다. (ST35)
MCU(130)는 형상 복귀명령이 확인되면 액츄에이터(160)에 대한 전원공급을 차단하며, 이로 인해 액츄에이터(160)의 탄성 챔버(161)가 본래 형상으로 복귀하면 컨트롤러(100)도 본래의 형상으로 복귀하게 된다. (ST36, ST37)
또한 본 발명의 제1 실시예에 따른 컨트롤러(100)에 설치된 압력감지센서(180)는 대기모드에서 동작감시모드로 전환하는 모드전환수단으로 활용될 수도 있다. 이하에서는 도 13을 참조하여 이러한 방법을 설명한다.
먼저 사용자가 컨트롤러(100)의 손잡이부(140)를 손으로 잡은 상태에서 손잡이부(140)에 압력을 가하면, MCU(130)는 압력감지센서(180)의 측정값을 확인하고, 측정값이 설정값보다 큰 지 여부를 판단한다. (ST41, ST42)
만일 압력감지센서(180)의 측정값이 설정값보다 크면, MCU(130)는 컨트롤러(100)의 동작모드를 대기모드에서 동작감시모드로 전환한다.
이후에 사용자가 컨트롤러(100)를 손에 쥔 상태에서 흔들거나 휘두르면, MCU(130)는 동작감지센서(190)의 측정값을 확인하고, 동작감지센서(190)의 측정값이 설정값 보다 크면, MCU(130)는 전원공급부(200)를 제어하여 액츄에이터(160)에 전력을 공급한다. (ST43, ST44, ST45)
액츄에이터(160)에 전원이 연결되면 제2 하우징(110b)이 제1 하우징(110a)에 대해 회전하여 하우징(110)이 구부러지고, 형상 복귀 명령이 입력되면 액츄에이터(160)에 대한 전원공급이 차단됨에 따라 컨트롤러(100)가 본래의 형상으로 복귀하게 된다. (ST46, ST47, ST48, ST49)
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 컨트롤러(100)에서는, 액츄에이터(160)에 인가되는 전압의 세기를 조절하여 컨트롤러(100)의 변형 정도를 조절할 수 있다.
먼저, 도 14를 참조하여 동작감지센서(190)의 측정값을 이용하여 컨트롤러(100)의 변형 정도를 조절하는 방법을 설명한다.
사용자가 컨트롤러(100)를 손에 쥔 상태에서 흔들거나 휘두르면, MCU(130)는 동작감지센서(190)의 측정값을 확인하고, 측정값이 제1 설정범위 이내인지 여부를 판단한다. (ST51, ST52)
만일 동작감지센서(190)의 측정값이 제1 설정범위 이내인 것으로 확인되면, MCU(130)는 전원공급부(200)를 제어하여 액츄에이터(160)에 제1 전압을 인가한다.
제1 전압이 인가된 액츄에이터(160)의 제1 전극(165)과 제2 전극(166)의 간격은 제1 간격으로 좁아지고, 이로 인해 팽창된 탄성 챔버(161)에 의해 제2 하우징(110b)이 제1 하우징(110a)에 대해 제1 각도만큼 회전한다. (ST53, ST54)
만일 동작감지센서(190)의 측정값이 제1 설정범위를 벗어난 것으로 판단되면, MCU(130)는 측정값이 제2 설정범위 이내인지 여부를 판단한다. (ST55)
ST55에서 동작감지센서(190)의 측정값이 제2 설정범위에도 속하지 않는 것으로 판단되면, MCU(130)는 동작감지센서(190)의 측정값을 무시하고 동작감시모드로 대기할 수 있다.
만일 ST55에서 동작감지센서(190)의 측정값이 제2 설정범위 이내인 것으로 확인되면, MCU(130)는 전원공급부(200)를 제어하여 액츄에이터(160)에 제1 전압과 다른 제2 전압을 인가한다.
제2 전압이 인가된 액츄에이터(160)의 제1 전극(165)과 제2 전극(166)의 간격은 제1 간격과 다른 제2 간격으로 좁아지고, 이로 인해 팽창된 탄성 챔버(161)에 의해 제2 하우징(110b)은 제1 하우징(110a)에 대해 제1 각도와 다른 제2 각도만큼 회전한다. (ST56, ST57)
이러한 방법을 적용하면, 사용자가 컨트롤러(100)를 약하게 흔들면 제2 하우징(110b)이 약간만 구부러지고 강하게 흔들면 제2 하우징(110b)이 크게 구부러지게 설정할 수 있다. 물론 이와 반대로 설정할 수도 있다.
한편 MCU(130)는 컨트롤러(100)의 전원이 켜지면 항상 동작감지센서(190)의 측정값을 확인할 수도 있고, 별도의 모드전환수단을 통해 대기모드에서 동작감지모드로 전환된 상태에서만 동작감지센서(190)의 측정값을 확인할 수도 있다. 모드전환수단은 입력부(170)에 구비될 수도 있고, 다른 형태로 제공될 수도 있다.
다음으로 도 15를 참조하여 압력감지센서(180)의 측정값을 이용하여 컨트롤러(100)의 변형 정도를 조절하는 방법을 설명한다.
사용자가 컨트롤러(100)의 손잡이부(140)를 손으로 잡은 상태에서 손잡이부(140)에 압력을 가하면, MCU(130)는 압력감지센서(180)의 측정값을 확인하고, 측정값이 제1 설정범위 이내인지 여부를 판단한다. (ST61, ST62)
만일 압력감지센서(180)의 측정값이 제1 설정범위 이내인 것으로 확인되면, MCU(130)는 전원공급부(200)를 제어하여 액츄에이터(160)에 제1 전압을 인가한다.
제1 전압이 인가된 액츄에이터(160)의 제1 전극(165)과 제2 전극(166)의 간격이 제1 간격으로 좁아지고, 이로 인해 팽창된 탄성 챔버(161)에 의해 제2 하우징(110b)이 제1 하우징(110a)에 대해 제1 각도만큼 회전한다. (ST63, ST64)
만일 압력감지센서(180)의 측정값이 제1 설정범위를 벗어난 것으로 판단되면, MCU(130)는 측정값이 제2 설정범위 이내인지 여부를 판단한다. (ST65)
ST65에서 압력감지센서(180)의 측정값이 제2 설정범위에도 속하지 않는 것으로 판단되면, MCU(130)는 압력감지센서(180)의 측정값을 무시하고 동작감시모드로 대기할 수 있다.
만일 ST65에서 압력감지센서(180)의 측정값이 제2 설정범위 이내인 것으로 확인되면, MCU(130)는 전원공급부(200)를 제어하여 액츄에이터(160)에 제1 전압과 다른 제2 전압을 인가한다.
제2 전압이 인가된 액츄에이터(160)의 제1 전극(165)과 제2 전극(166)의 간격은 제1 간격과 다른 제2 간격으로 좁아지고, 이로 인해 팽창된 탄성 챔버(161)에 의해 제2 하우징(110b)은 제1 하우징(110a)에 대해 제1 각도와 다른 제2 각도만큼 회전한다. (ST66, ST67)
이러한 방법을 적용하면, 사용자가 컨트롤러(100)를 약하게 쥐면 제2 하우징(110b)이 약간만 구부러지고 강하게 쥐면 제2 하우징(110b)이 크게 구부러지게 설정할 수 있다. 물론 이와 반대로 설정할 수도 있다.
이 경우에도, MCU(130)는 컨트롤러(100)의 전원이 켜지면 항상 압력감지센서(180)의 측정값을 확인할 수도 있고, 별도의 모드전환수단을 통해 대기모드에서 압력감지모드로 전환된 상태에서만 압력감지센서(180)의 측정값을 확인할 수도 있다.
한편 도 3에는 액츄에이터(160)가 하우징(110)의 원주 방향을 기준으로 일부분에만 설치되어 비대칭적으로 배치된 것으로 나타나 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 도 16에 예시한 바와 같이, 다수의 액츄에이터(160a, 160b, 160c, 160d, 160e, 160f, 160g, 160h)를 하우징(110)의 중심축을 기준으로 대칭적으로 배치할 수도 있다.
이렇게 배치하면, 다수의 액츄에이터(160a, 160b, 160c, 160d, 160e, 160f, 160g, 160h) 중에서 선택된 일부의 액츄에이터를 동작시킬 수 있고, 이를 통해 하우징(110)이 구부러지는 방향을 다양하게 변화시킬 수 있다.
또한 동작감지센서(190)나 압력감지센서(180)의 측정값을 이용하여 하우징(110)이 구부러지는 방향을 다양하게 선택할 수도 있다.
먼저, 도 17을 참조하여 동작감지센서(190)의 측정값을 이용하여 컨트롤러(100)의 구부러지는 방향을 결정하는 방법을 설명한다.
사용자가 컨트롤러(100)를 손에 쥔 상태에서 흔들거나 휘두르면, MCU(130)는 동작감지센서(190)의 측정값(가속도 방향, 크기 등)을 확인하고 이를 통해 컨트롤러(100)가 움직인 방향을 결정한다 (ST71)
만일 도 16에서, 컨트롤러(100)가 제5 액츄에이터(160e)에서 제1 액츄에이터(160a)를 향하는 방향으로 움직였다고 가정하면, MCU(130)는 하우징(110)의 중심축이 제1 액츄에이터(160a) 쪽으로 기울어지도록 굽힘 방향을 결정할 수 있다. (ST72)
이와 같이 굽힘 방향이 결정되면, MCU(130)는 하우징(110)이 기울어지는 방향의 반대쪽에 위치하는 제5 액츄에이터(160e)를 구동 액츄에이터로 선택하고, 제5 액츄에이터(160e)에 전압을 인가할 수 있다. 이때, 제5 액츄에이터(160e)와 함께 양쪽에 인접한 제4 및 제6 액츄에이터(160d,160f)도 구동 액츄에이터로 선택하여 전압을 인가할 수 있다.
이렇게 되면, 구동 액츄에이터(160d, 160e, 160f)의 각 탄성 챔버(161)가 팽창하면서 제2 하우징(110b)이 제1 하우징(110a)에 대해 회전하여 기울어지게 된다. (ST73, ST74)
한편, 이와 같이 동작감지센서(190)의 측정값을 이용하여 하우징(110)이 구부러지는 방향을 결정하는 경우에도, 앞서 설명한 바와 같이 압력감지센서(180)의 측정값을 이용하여 구부러지는 각도를 조절할 수 있다.
다음으로, 도 18을 참조하여 압력감지센서(180)의 측정값을 이용하여 컨트롤러(100)의 구부러지는 방향을 결정하는 방법을 설명한다.
먼저, 이를 위해서는 사전에 압력감지센서(180)의 측정값의 크기를 몇 단계로 구분하고, 다수의 액츄에이터(160a, 160b, 160c, 160d, 160e, 160f, 160g, 160h) 중에서 각 압력 단계마다 동작시킬 구동 액츄에이터를 선택하여 MCU(130)에 저장해 두어야 한다. (ST81)
이 상태에서, 사용자가 컨트롤러(100)를 손에 쥐고 힘을 가하면, MCU(130)는 압력감지센서(190)의 측정값을 확인하고, 측정값에 대응하는 액츄에이터를 검색하여 구동 액츄에이터를 결정한다 (ST82)
이와 같이 액츄에이터가 결정되면, 해당 액츄에이터에 전압을 인가한다. 이때, 선택된 액츄에이터와 함께 양쪽에 인접한 한 쌍의 액츄에이터도 함께 구동 액츄에이터로 선택하여 전압을 인가할 수 있다.
이렇게 되면, 각 액츄에이터의 탄성 챔버(161)가 팽창하면서 제2 하우징(110b)이 제1 하우징(110a)에 대해 회전하여 기울어지게 된다. (ST83, ST84)
제 2 실시예
본 발명의 제2 실시예에 따른 컨트롤러(100a)는 도 19의 사시도 및 도 20의 단면도에 예시한 바와 같이, 제1 하우징(110a)의 일측에는 제1 연결부(120a)에 의해 제2 하우징(110b)이 결합되고, 제1 하우징(110a)의 타측에는 제2 연결부(120b)에 의해 제3 하우징(110c)이 결합되는 점에서 제1 실시예와 차이가 있다.
도면에는 나타내지 않았지만, 제1 하우징(110a)의 일측 지지벽과 제2 하우징(110b)의 지지벽 사이에 유압식 정전기력 액츄에이터(160)의 탄성챔버(161)가 배치되고, 제1 하우징(110a)의 타측 지지벽과 제3 하우징(110c)의 지지벽 사이에도 유압식 정전기력 액츄에이터(160)의 탄성챔버(161)가 배치된다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 컨트롤러(100a)는, 사용자의 선택이나 설정 조건에 따라, 제2 하우징(110b)과 제3 하우징(110c) 중에서 어느 하나만 제1 하우징(110a)에 대해 회전할 수도 있고, 도 20에 예시한 바와 같이 제2 하우징(110b)과 제3 하우징(110c)이 전부 제1 하우징(110a)에 대해 회전할 수도 있다.
이때, 제2 하우징(110b)과 제3 하우징(110c)의 회전 각도 및/또는 방향은 서로 다를 수도 있다.
또한, 제1 하우징(110a)과 제2 하우징(110b)의 사이 또는 제1 하우징(110a)과 제3 하우징(110c)의 사이에, 도 16에 나타낸 바와 같이, 다수의 액츄에이터(160)를 대칭적으로 배치하여 제2 하우징(110b)과 제3 하우징(110c)의 굽힘 방향을 서로 독립적으로 제어할 수도 있다.
따라서 본 발명의 제2 실시예에 따른 컨트롤러(100a)는 제1 실시예에 비하여 컨트롤러의 형상을 훨씬 다양하게 변화시킬 수 있는 이점이 있다.
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, 컨트롤러(100, 100a)의 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.
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 110a: 제1 하우징
110b: 제2 하우징 110c: 제3 하우징 112a: 제1 지지벽
112b: 제2 지지벽 120: 연결부 130: MCU
132: 프로세서 134: 메모리 140: 손잡이부
160: 유압식 정전기력 액츄에이터 161: 탄성 챔버
161a: 제1 영역 161b: 제2 영역 161c: 연결부
162a: 제1 내부공간 162b: 제2 내부공간 165: 제1 전극
166: 제2 전극 168: 유체 170: 입력부
180: 압력감지센서 190: 동작감지센서 200: 전원공급부
210: 통신부

Claims (4)

  1. 제1 지지벽을 구비하는 제1 하우징;
    제2 지지벽을 구비하는 제2 하우징;
    제1 하우징과 제2 하우징을 서로에 대해 회전 가능하게 연결하는 연결부;
    내부에 유체가 채워진 탄성 챔버와, 탄성 챔버의 일측과 타측에 각각 결합되어 서로 마주보는 제1 전극 및 제2 전극을 구비하며, 탄성 챔버의 적어도 일부분이 제1 지지벽과 제2 지지벽의 사이에 설치되는 액츄에이터;
    액츄에이터에 대한 전원공급을 제어하는 제어부
    를 포함하며, 액츄에이터의 제1 전극과 제2 전극을 각각 전원공급부의 양극과 음극에 연결하면, 제1 전극과 제2 전극 사이의 정전기력에 의해 제1 전극과 제2 전극의 간격이 좁아지고 내부의 유체가 제1 전극과 제2 전극의 사이에서 바깥쪽으로 밀려나면서 탄성 챔버가 변형되고, 변형된 탄성 챔버가 제1 하우징에 대해 제2 하우징을 회전시키는 것을 특징으로 하는 컨트롤러
  2. 제1항에 있어서,
    컨트롤러의 움직임을 검출하는 동작감지센서를 포함하며,
    상기 제어부는, 동작감지센서의 측정값이 제1 설정범위에 속하면 액츄에이터에 제1 전압을 인가하여 제2 하우징을 제1 각도만큼 회전시키고, 동작감지센서의 측정값이 제2 설정범위에 속하면 액츄에이터에 제2 전압을 인가하여 제2 하우징을 제2 각도만큼 회전시키는 것을 특징으로 하는 컨트롤러
  3. 제1항에 있어서,
    사용자가 손으로 쥐는 압력을 감지하는 압력감지센서를 포함하며,
    상기 제어부는, 압력감지센서의 측정값이 제1 설정범위에 속하면 액츄에이터에 제1 전압을 인가하여 제2 하우징을 제1 각도만큼 회전시키고, 압력감지센서의 측정값이 제2 설정범위에 속하면 액츄에이터에 제2 전압을 인가하여 제2 하우징을 제2 각도만큼 회전시키는 것을 특징으로 하는 컨트롤러
  4. 제1항에 있어서,
    상기 액츄에이터는 제1 하우징의 중심축을 기준으로 원주방향으로 배치된 다수의 액츄에이터를 포함하고,
    상기 제어부는, 동작감지센서 또는 압력감지센서의 측정값을 이용하여 상기 다수의 액츄에이터 중에서 구동 액츄에이터를 선택하여 전원에 연결하는 것을 특징으로 하는 컨트롤러
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101508506B1 (ko) 2015-01-10 2015-04-07 최병달 낚시 게임 장치
JP2019220161A (ja) 2018-06-15 2019-12-26 イマージョン コーポレーションImmersion Corporation ハプティック・アクチュエータの減衰

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6672932B1 (en) * 2002-01-14 2004-01-06 Treasure Bay, Inc. Actuatable toy containing deformable bladder
WO2010129892A2 (en) * 2009-05-07 2010-11-11 Immersion Corporation Method and apparatus for providing a haptic feedback shape-changing display
KR101079270B1 (ko) 2009-06-29 2011-11-03 한국과학기술원 3차원 입력 장치
KR20130090092A (ko) * 2012-02-03 2013-08-13 현대중공업 주식회사 Mr구동기가 구비된 부하 감응형 조종 레버
KR101902224B1 (ko) * 2016-10-21 2018-11-13 한국기술교육대학교 산학협력단 햅틱 글로브
US20180369691A1 (en) * 2017-06-22 2018-12-27 Immersion Corporation Device having a plurality of segments for outputting a rotational haptic effect
KR102225783B1 (ko) * 2019-03-13 2021-03-15 한림대학교 산학협력단 햅틱 컨트롤러 및 이를 이용한 햅틱 피드백 제공 시스템 및 방법
KR102473705B1 (ko) * 2020-11-06 2022-12-05 (주)퍼니팩 Vr 컨텐츠를 통해 낚시 게임을 제공하기 위한 장치 및 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101508506B1 (ko) 2015-01-10 2015-04-07 최병달 낚시 게임 장치
JP2019220161A (ja) 2018-06-15 2019-12-26 イマージョン コーポレーションImmersion Corporation ハプティック・アクチュエータの減衰

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