KR20100069626A - 공진 주파수에 기초한 햅틱 피드백 생성 - Google Patents

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Abstract

햅틱 효과를 생성하는 시스템은 구동 기간 및 모니터링 기간을 포함하는 구동 주기 신호를 생성한다. 구동 기간은, 햅틱 효과에 기초하는 복수의 구동 펄스들을 포함한다. 이 시스템은, 구동 기간 동안에는, 구동 펄스들을 공진 액츄에이터에 인가하고, 모니터링 기간 동안에는, 공진 액츄에이터로부터 이 액츄에이터 내의 매스(mass)의 위치에 대응하는 신호를 수신한다.
햅틱 효과, 구동 신호, 구동 펄스, 공진 액츄에이터

Description

공진 주파수에 기초한 햅틱 피드백 생성{HAPTIC FEEDBACK GENERATION BASED ON RESONANT FREQUENCY}
일 실시예는 전반적으로 장치용 사용자 인터페이스에 관한 것으로서, 특히 사용자 인터페이스에 대해 햅틱 피드백(haptic feedback)을 생성하는 것에 관한 것이다.
전자 장치 제조자들은 우수한(rich) 사용자 인터페이스를 제조하기 위해 노력한다. 통상의 장치들은 사용자에게 피드백을 제공하기 위해 시각 및 청각적 자극(cue)들을 이용한다. 또한, 몇몇 인터페이스 장치들에서는, 집합적으로 "햅틱 피드백(haptic feedback)" 또는 "햅틱 효과(haptic effect)"로서 보다 일반적으로 알려져 있는, 근감각 피드백(kinesthetic feedback)(예컨대, 능동 및 저항력 피드백) 및/또는 촉각 피드백(tactile feedback)(예컨대, 진동, 질감, 및 열)이 사용자에게 제공된다. 햅틱 피드백은 사용자 인터페이스를 개선시키고 단순화시키는 자극들을 제공할 수 있다. 구체적으로는, 진동 효과, 또는 진동촉각 햅틱 효과(vibrotactile haptic effect)는, 전자 장치들의 사용자들에게 특정 이벤트를 알리기 위한 자극들을 그 사용자들에게 제공할 때에 유용할 수 있으며, 혹은 시뮬레 이팅된 또는 가상의 환경 내에서 더 깊은 감각적 몰입(sensory immersion)을 형성하기 위한 사실적 피드백(realistic feedback)을 제공할 수 있다.
진동 효과를 생성하기 위해서, 많은 장치들은 몇몇 유형의 액츄에이터(actuator)를 이용한다. 이 목적을 위해 사용되는 공지의 액츄에이터들은, 모터에 의해 편심 매스(eccentric mass)가 이동되는 편심 회전 매스(Eccentric Rotating Mass: ERM), 스프링에 부착되는 매스가 전후로 구동되는 선형 공진 액츄에이터(Linear Resonant Actuator: LRA), 또는 압전(piezoelectric), 전자-활성 폴리머들(electro-active polymers) 또는 형상 기억 합금들(shape memory alloys)과 같은 "스마트 재료(smart material)"와 같은 전자기 액츄에이터(electromagnetic actuator)를 포함한다. 이러한 액츄에이터들 중 다수와, 이들이 상호작용하는 장치들은, 햅틱 효과를 생성하는 구동 신호들이 가장 효율적 및 효과적일 수 있도록, 최적으로 동적 결정 및 제어되는 공진 주파수들을 형성하였다.
본 발명의 목적은, 사용자 인터페이스에 효과적인 햅틱 피드백을 제공하기 위한 것이다.
일 실시예는 햅틱 효과를 생성하는 시스템이다. 본 시스템은 구동 기간(drive period) 및 모니터링 기간(monitoring period)을 포함하는 구동 주기 신호(drive cycle signal)를 생성한다. 구동 기간은 햅틱 효과에 기초하는 복수의 구동 펄스들을 포함한다. 본 시스템은, 구동 기간 동안, 구동 펄스들을 공진 액츄에이터에 인가하고, 모니터링 기간 동안, 그 액츄에이터 내의 매스(mass)의 위치에 대응하는 신호를 공진 액츄에이터로부터 수신한다.
본 발명에 의하면, 사용자 인터페이스에 효과적인 햅틱 피드백을 제공하는 효과가 있다.
일 실시예는, 사용자 인터페이스 또는 장치의 다른 영역에 진동촉각 햅틱 피드백을 생성하기 위해 LRA를 구동하는 시스템이다. 이 시스템은, 구동 기간 동안, LRA의 공진 주파수가 결정될 수 있고, 결정된 공진 주파수에 기초하여, 구동 신호가 햅틱 피드백을 최대화하도록 조정될 수 있도록 LRA를 구동한다.
도 1은, 일 실시예에 따른 햅틱 가능 시스템(haptic-enabled system)(10)의 블럭도이다. 시스템(10)은 하우징 내에 장착되는 터치 감응 면(11) 또는 다른 유형의 인터페이스를 포함하며, 기계적 키들/버튼들(13)을 포함할 수 있다. 시스템(10)에 진동을 생성하는 햅틱 피드백 시스템은 시스템(10) 내부에 있다. 일 실시예에서, 진동은 터치 면(11) 상에 생성된다.
햅틱 피드백 시스템은 프로세서(12)를 포함한다. 프로세서(12)에는 메모리(20)와 액츄에이터 구동 회로(16)가 연결되며, 액츄에이터 구동 회로(16)에는 LRA 액츄에이터(18)가 연결된다. 프로세서(12)는 임의의 유형의 범용 프로세서일 수 있고, 혹은 주문형 집적 회로(Application Specific Integrated Circuit: ASIC)와 같이 햅틱 효과를 제공하도록 특별히 설계된 프로세서일 수도 있다. 프로세서(12)는 전체 시스템(10)을 동작시키는 프로세서와 동일한 프로세서일 수도 있고, 혹은 그와는 별개의 프로세서일 수도 있다. 프로세서(12)는, 고레벨 파라미터들에 기초하여, 어떤 햅틱 효과가 재생될 지와, 그 햅틱 효과가 재생되는 순서를 결정할 수 있다. 일반적으로, 특정 햅틱 효과를 정의하는 고레벨 파라미터들은, 매그니튜드(magnitude), 주파수 및 지속기간을 포함한다. 특정 햅틱 효과를 결정하는데에는, 스트리밍 모터 커맨드들(streaming motor commands)과 같은 저레벨 파라미터들도 사용될 수 있다. 만약, 햅틱 효과가 생성될 때 이 파라미터들의 약간의 변동(variation)을 햅틱 효과가 포함하거나, 사용자의 상호작용에 기초한 이 파라미터들의 변동을 햅틱 효과가 포함한다면, 이 햅틱 효과는 "동적(dynamic)"인 것으로 간주될 수 있다.
프로세서(12)는, 원하는 햅틱 효과가 발생되도록 LRA(18)에 필요한 전류 및 전압을 공급하는데 사용되는 전자 컴포넌트들 및 회로를 포함하는 구동 회로(16)로 제어 신호들을 출력한다. 시스템(10)은 둘 이상의 LRA(18)를 포함할 수 있고, 각각의 LRA는 모두 공통 프로세서(12)에 연결되는 개별 구동 회로(16)를 포함할 수 있다. 메모리 장치(20)는 임의의 유형의 저장 장치 또는 컴퓨터 판독가능 매체, 예컨대, 랜덤 액세스 메모리(random access memory: RAM) 또는 판독 전용 메모리(read only memory: ROM)일 수 있다. 메모리(20)는 프로세서(12)에 의해 실행되는 인스트럭션들을 저장한다. 인스트럭션들 중, 메모리(20)는, 프로세서(12)에 의해 실행되는 경우에, LRA(18)를 위한 구동 신호들을 생성하면서, LRA(18)의 공진 주파수도 결정하고, 이에 따라 구동 신호들도 조정하게 하는 인스트럭션들인, 공진 주파수 결정을 이용한 LRA 구동 모듈(LRA Drive with Resonant Frequency Determination Module)(22)을 포함한다. 이 모듈(22)의 기능은 이하 더 상세히 논의된다. 또한, 메모리(20)는 프로세서(20) 내부에 위치되거나, 또는 내부 및 외부 메모리의 임의의 결합물일 수 있다.
터치 면(11)은 터치들을 인식하고, 또한 이 터치 면상의 터치들의 위치 및 크기를 인식할 수도 있다. 이 터치들에 대응하는 데이터는 프로세서(12), 또는 시스템(10) 내의 다른 프로세서에 송신되고, 프로세서(12)는 이 터치들을 해석하고, 응답으로서, 햅틱 효과 신호들을 생성한다. 터치 면(11)은, 용량성 감지(capacitive sensing), 저항성 감지(resistive sensing), 표면 음파 감지(surface acoustic wave sensing), 압력 감지(pressure sensing), 광 감지(optical sensing) 등을 비롯한 임의의 감지 기술을 이용하여 터치들을 감지할 수 있다. 터치 면(11)은 다중-터치 접촉(multi-touch contact)들을 감지할 수 있고, 동시에 발생하는 다수의 터치들을 구별할 수도 있다. 터치 면(11)은 사용자가 상호작용하기 위한 이미지들, 가령, 키들, 다이얼들을 생성 및 표시하는 터치스크린일 수 있으며, 또는 이미지들을 최소한으로 구비하거나 또는 전혀 구비하지 않은 터치패드일 수도 있다.
시스템(10)은 셀룰러 전화기, PDA, 컴퓨터 타블렛 등과 같은 핸드헬드 장치(handheld device)일 수 있으며, 또는 사용자 인터페이스를 제공하며 하나 이상의 LRA를 포함하는 햅틱 효과 시스템을 포함하는 임의의 다른 유형의 장치일 수 있다. 사용자 인터페이스는 터치 감응 면일 수 있으며, 또는 마우스, 터치패드, 미니-조이스틱(mini-joystic ), 스크롤 휠(scroll wheel), 트랙볼(trackball), 게임 패드(game pad)들 또는 게임 제어기들과 같은 임의의 다른 유형의 사용자 인터페이스일 수 있다. 둘 이상의 LRA를 구비한 실시예에서, 각 LRA는, 장치에 광범위한 햅틱 효과들을 생성하기 위해, 상이한 공진 주파수를 가질 수 있다. 각 LRA는 임의의 유형의 공진 액츄에이터일 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른, LRA(18)의 단면도이다. LRA(18)는 케이싱(casing)(25), 마그네트/매스(magnet/mass)(27), 선형 스프링(linear spring)(26) 및 전기 코일(electric coil)(28)을 포함한다. 마그네트(27)는 스프링(26)에 의해 케이싱(25)에 장착된다. 코일(28)은 마그네트(27) 아래에서 케이싱(25)의 하부상에 직접 장착된다. LRA(18)는 공지된 임의의 전형적인 LRA이다. 동작시, 전류가 코일(28)을 통해 흐를 때, 자계가 코일(28) 주변에 형성되고, 이는 마그네트(27)의 자계와의 상호 작용으로 마크네트(27)에 대한 풀(pull) 및 푸시(push)를 행한다. 한 전류 흐름 방향/극성은 푸시 동작을 발생시키고, 다른 전류 흐름 방향/극성은 풀 동작을 발생시킨다. 스프링(26)은, 마그네트(27)의 업(up) 및 다운(down) 이동을 제어하고, 압축되는 편향 업 위치(deflected up position)와 팽창되는 편향 다운 위치(deflected down position), 및 압축도 편향도 되지 않고 코일(28)에 전류가 인가되지 않고 마그네트(27)의 이동/오실레이션이 없을 때 휴식 상태(resting state)와 동일한 중립(neutral) 또는 제로 크로싱(zero crossing) 위치를 갖는다.
LRA(18)에 있어서, 기계적 품질 팩터(mechanical quality factor), 즉 "Q 팩터"가 측정될 수 있다. 일반적으로, 기계적 Q 팩터는 오실레이팅 물리 시스템(oscillating physical system)의 진폭의 쇠퇴 동안의 시간 상수를 그 오실레이션 기간에 대해 비교하는 무차원 파라미터(dimensionless parameter)이다. 기계적 Q 팩터는 장착 변동들에 의해 상당히 영향을 받는다. 기계적 Q 팩터는, 매 오실레이션 주기마다 소실되는 에너지에 대해, 매스 및 스프링 사이에서 순환되는 에너지의 비를 나타낸다. 낮은 Q 팩터는, 매스 및 스프링에 저장된 에너지의 상당 부분이 매 주기마다 소실된다는 것을 의미한다. 일반적으로, 최소 Q 팩터는, 시스템(10)이 손에서 견고하게 쥐어진 상태에서, 손의 조직(tissues)들에 의해 흡수되는 에너지로 인해 발생된다. 일반적으로, 최대 Q 팩터는, 모든 진동 에너지를 LRA(18)로 도로 반사시키는 단단하고 무거운 면에 대해 시스템(10)이 가압될 때 발생한다.
기계적 Q 팩터에 정비례하여, 공진시 마그네트/매스(27)와 스프링(26) 사이에 발생하는 힘들은, 전형적으로, 코일(28)이 오실레이션을 유지하기 위해 생성해야하는 힘보다 10-100배 더 크다. 결과적으로, LRA(18)의 공진 주파수는 대부분 마그네트(27)의 매스 및 스프링(26)의 컴플라이언스(compliance)에 의해 정의된다. 그러나, LRA가 플로팅 장치(floating device)(즉, 손에서 부드럽게 쥐어지는 시스템(10))에 장착될 경우, LRA 공진 주파수는 상당히 쉬프트업(shift up)된다. 또한, 플립형으로 개폐되는(flipped open/closed) 셀 폰 또는 단단히 쥐어지는 폰과 같이 시스템(10) 내의 LRA(18)의 명백한 장착 무게에 영향을 미치는 외부 팩터들로 인해, 상당한 주파수 쉬프트들이 발생할 수 있다. 또한, 공지의 제조 기술들을 이용해서는, 엄격한 허용오차(tight tolerance) 내의 공지의 공진 주파수를 갖는 LRA를 제공하는 것이 어렵다. 따라서, 공지의 LRA의 사용은 전형적으로 항상, 장치의 상이한 사용들 또는 제조 허용오차들로 인해, 공진 주파수를 변경하는 것을 고려하지 않은 고정 공진 주파수를 가정해야 한다. 공진 주파수의 이러한 가정은 전형적으로 부정확하기 때문에, 햅틱 피드백을 생성하기 위한 후속적인 LRA의 사용은, 전형적으로, 비효율적이고 효과적일 가능성도 적다.
본 발명의 일 실시예는, 구동 신호 주기의 모니터링 기간 동안, LRA(18)의 공진 주파수를 계속적 및 동적으로 결정한다. 구동 신호 주기는 구동 신호 펄스들이 LRA(18)에 인가되는 구동 기간, 및 이동 매스(moving mass)(27)의 백(back) 전자기장(electromagnetic field: EMF)이 수신되어 LRA의 공진 주파수를 결정하는데에 이용되는 모니터링 기간을 포함한다. 구동 신호 펄스들은, 이들이 LRA(18)에 의해 햅틱 효과로 전환(translate)되도록, 원하는 햅틱 효과를 구현한다. 일 실시예에서, LRA(18)는 매스(27)의 위치를 검출하기 위해 매스(27) 부근에 배치되는 감지 코일, 홀 센서(Hall sensor), 광 센서 또는 다른 유형의 감지 장치를 포함한다. 이 실시예에서, 감지 장치는, LRA 자체의 매스 및 구동 코일에 의해 생성되는 백 EMF 신호 대신에, 매스(27)의 위치에 관한 정보를 제공하기 위한 모니터링 신호로서 사용될 수 있는 감지된 위치 신호(sensed position signal)를 제공할 것이다.
도 3은, 햅틱 피드백을 생성하기 위해 LRA(18)를 구동할 때, 프로세서(12) 및 액츄에이터 구동 회로(16)와 결부하여, 모듈(22)의 기능을 나타내는 흐름도이다. 이하, 도 3 및 도 6의 기능은, 구동 기간 및 모니터링 기간을 포함하는 구동 주기 동안의 연속 루프로서 실행된다. 도 3의 기능이 최초에 실행되는 경우, LRA(18)에 대한 공진 주파수가 가정된다. 구동 주기의 구동 기간(대략 90%) 동안에는, 구형파(square wave)의 형태인 구동 펄스가 LRA(18)에 인가되고, 구동 주기의 모니터링 기간(대략 10%) 동안에는, 구동 회로(16)가 LRA(18)로부터 마그네틱 백 EMF(즉, LRA(18) 내부의 내부 움직임에 의해 생성되는 전압)를 "리스닝(listen)" 또는 모니터링 및 수신한다. 일 실시예에서, 도 3의 흐름도의 기능은, 메모리, 또는 다른 컴퓨터 판독가능 또는 유형 매체(tangible medium)에 저장되는 소프트웨어에 의해 구현되고, 프로세서에 의해 실행된다. 다른 실시예들에서, 그 기능은, 하드웨어에 의해 (가령, 맞춤형 집적 회로(ASIC), 프로그램가능 게이트 어레이(programmable gate array: PGA), 필드 프로그램가능 게이트 어레이(field programmable gate array: FPGA) 등을 이용하여), 또는 하드웨어 및 소프 트웨어의 결합물에 의해 수행될 수도 있다.
단계 302에서, 구동 펄스의 각 하프 크로싱(half crossing)에서(즉, 구형파 펄스가 양에서 음으로 진행할 때 또는 그 반대일 때), LRA 백 EMF의 제로 크로싱 시간이 측정되고, 극성 상태가 구동 펄스의 종료시까지 래치된다(latched).
단계 304에서, 각 구동 주기 동안, 최종 구동 펄스의 종료 후에(즉, 구동 주기의 모니터링 부분 동안에), LRA 진동 진폭이, 백 EMF에 기초하는 매스 속도의 도함수(dv/dt)에 기초하여 측정된다. 매스 속도의 도함수는, 매스가 제로 크로싱 위로 얼마나 멀리 상승할 것인지의 측정을 제공한다.
단계 306에서, 원하는 진폭이 304에서 결정된 현재 진폭과 비교된다.
단계 308에서, 원하는 진폭이 현재 진폭보다 더 큰지 여부가 판정된다. 또한, 결정 블럭 308은, 단계 302로부터 극성 상태의 입력을 제공받는다. 단계 308에서의 결정에 기초하여, 기능은, 매스의 진폭이 증가될 필요가 있는 경우에는 단계 312의 포워드 구동 모드(forward drive mode)로 진행하고, 혹은 매스의 진폭이 감소될 필요가 있을 경우에는, 단계 310의 브레이킹 모드(braking mode)로 진행한다.
단계 312에서는, 제로 크로싱에 의해 동기화되고, LRA 오실레이션과 위상이 일치하는(in phase) 구동 펄스가 송신된다. 구동 펄스는 현재 진폭 및 원하는 진폭 사이의 차를 상쇄하도록 크기가 정해진다(sized).
단계 310에서는, 제로 크로싱에 의해 동기화되고, LRA 오실레이션과 위상이 일치하지 않는(out of phase) 구동 펄스가 송신된다. 구동 펄스는 현재 진폭 및 원하는 진폭 사이의 차를 상쇄하도록 크기가 정해진다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 LRA(18)를 구동하기 위한 도 3의 기능을 생성하는 회로(400)의 블럭도이다. 도 4의 실시예에서, 구동 신호는 (모듈(22)을 통한) 소프트웨어 또는 하드웨어의 임의의 결합물에 의해 생성될 수 있는 도 3과 상반되게, 주로 하드웨어에서 생성된다.
회로(400)는 펄스-폭 변조(pulse-width modulation: PWM)로부터 변환되는 "커맨드(command)" 신호(410)에 의해 제어된다. 커맨드(410)가 개시 임계값을 초과하고 "유효(valid)"가 될 때, 이는 제1 구동 펄스의 개시(initiation)인 "킥(kick)" 펄스를 개시한다. 만약, 커맨드(410)가 유효한 동안에 LRA(18)가 어떤 이유로 중단되면, 킥 펄스는 10ms마다 발생될 것이다.
구동 주기 동안, 구동 펄스는 펄스 지속기간(pulse duration)(408)에 의해 생성되는 대략 2.2ms의 지속기간을 가지고, 그 후, 구동 펄스를 제로로 회귀하게 하는 구동 확장(drive extension)(409)에 의해 생성되는 대략 100㎲ 지연이 후속하게 된다. 이 100㎲ 모니터링 기간 동안, LRA 백 EMF는 모니터링 브랜치(430)를 따라 오프셋 널을 이용한 제로 크로싱 회로(Zero Crossing with Offset Null circuit)(405)에 송신된다. 회로(405)는 제로 크로싱을 기다린다. 이 에지는 새로운 펄스를 재개시킬 200㎲ 샘플링 진폭 지연(407)을 개시한다. 또한, 에지가 검출되는 경우, 천이(transition)의 극성은 다음 펄스 및 샘플링 로직을 위해 래치(406)에 래치된다.
회로(405)는 비교기와 2개의 아날로그 스위치들을 포함한다. 구동된 펄스가 스위치(420)를 통해 활성이 되는 경우, 음의 입력이 출력으로 도로 연결되어, 비교기의 오프셋을 널링(nulling)한다. 일 실시예에서, 백 EMF 진폭은 특히 제1 펄스 뒤에서 일반적으로 낮을 수 있기 때문에, 오프셋 널링은 필요하다. 과도한 양(positive)의 오프셋은 너무 이른 에지의 검출을 야기하여, 시스템의 주파수를 증가시킬 것이다. 그러나, 만약 오프셋이 과도하게 음(negative)인 경우, 에지는 절대로 검출되지 않을 것이고 펄스들은 정지할 것이다.
오프셋 널을 이용한 진폭 샘플링 회로(402)는 연산 증폭기와 3개의 아날로그 스위치들을 포함한다. 회로(402)는, 대략 200㎲까지 지속되는 샘플링 기간의 끝까지 제로 크로싱이 검출되는 시간 사이의 진폭의 차를 측정한다. 또한, 회로(402)는 증폭기 오프셋을 널링한다. 오프셋들은 진폭 에러들을 증가시키고 브레이킹에서 성능을 감소시킨다.
듀얼 차동 증폭기 회로(404)는 연산 증폭기, 및 더블 폴 더블 쓰로우(double pole, double throw: DPDT) 아날로그 스위치를 포함한다. 극성에 따라, MIX-OUT 신호(403)의 진폭은 커맨드(410)에서 차감된다. 그 결과가 펄스 정형 회로(pulse shaping circuit)에 송신된다.
펄스 정형 회로는, 펄스를 정형화하기 위한 아날로그 스위치(420)와, 과도한 오디오 노이즈를 피하도록 펄스를 평탄하게 하고(smooth), 고주파수 성분을 줄이기 위한 필터(421)를 포함한다. 다음으로, 필터링된 펄스는 전류 생성기(422)에 의해 전류로 변환된다.
전류를 구동하는 것은, 특히 브레이킹의 끝에서, 응답에 영향을 주는, 임피 던스 편차의 변화의 보상을 허용한다. 또한, 스위치(420)는 구동 기간(스위치가 닫힘)으로부터 모니터링 기간(스위치가 열림)으로 스위칭하는데 사용된다.
도 5는 구동 기간 및 모니터링 기간을 포함하는 구동 주기의 일부의 예를 나타내는 그래프이다. 커맨드 신호(502)(도 4의 커맨드 신호(410)에 대응함)는 기간들(510 및 520) 사이에서 천이한다. 구동 신호(504)는 구동 펄스 기간들(510 및 520) 동안에는 활성이고, 모니터링 기간(530) 동안에는 비활성인 구형파이다. 구동 신호(504)는 도 4의 LRA(18)에 인가된다. 출력 신호(506)는 진폭이 서서히 줄어들지만, LRA(18)의 이동 매스에 의해 생성되는 백 EMF로 인해, 모니터링 기간(530) 동안은 여전히 활성이다. 출력 신호(506)는, 도 4의 모니터링 브랜치(430)를 따라 송신되는 것이다.
도 6은 일 실시예에 따른, LRA(18)를 구동하여 햅틱 피드백을 생성하는 경우, 프로세서(12) 및 액츄에이터 구동 회로(16)와 결부하여, 모듈(22)의 기능을 나타내는 흐름도이다.
개시되는 바와 같이, 구동 회로는 일 실시예에 따라, LRA의 공진 주파수가 결정되는 모니터링 기간을 포함하는 것에 의해, LRA를 이용하여 햅틱 피드백을 생성한다. 그런 다음, 후속하는 구동 펄스들이 공진 주파수를 나타내도록(account for) 조정된다.
본 명세서에서, 몇몇 실시예들이 특별히 설명 및/또는 개시되었다. 그러나, 본 개시된 실시예들에 대한 변형들 및 변동들은, 본 발명의 사상 및 범주를 벗어남이 없이 상술한 교시들에 의해, 그리고 첨부된 특허청구범위 내에서 커버된다.
도 1은 일 실시예에 따른 햅틱가능 시스템의 블럭도.
도 2는 일 실시예에 따른 LRA의 단면도.
도 3은 일 실시예에 따른, 햅틱 피드백을 생성하기 위해 LRA를 구동할 때, 프로세서 및 액츄에이터 구동 회로와 함께 모듈의 기능을 나타내는 흐름도.
도 4는 일 실시예에 따른, LRA를 구동하기 위한 도 3의 기능을 생성하는 회로의 블럭도.
도 5는 구동 기간 및 모니터링 기간을 포함하는 구동 주기의 일부의 예를 나타내는 그래프.
도 6은 일 실시예에 따른, 햅틱 피드백을 생성하기 위해 LRA를 구동할 때, 프로세서 및 액츄에이터 구동 회로와 함께 모듈의 기능을 나타내는 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
12: 프로세서
16: 액츄에이터 구동 회로
18: LRA
22: 모듈
402: 샘플링 회로
404: 듀얼 차동 증폭기 회로
406: 래치
408: 펄스 구간
409: 구동 확장
420: 스위치
422: 전류 생성기

Claims (25)

  1. 햅틱 효과(haptic effect)를 생성하는 방법으로서,
    구동 기간(drive period) 및 모니터링 기간(monitoring period)을 포함하는 구동 주기 신호를 생성하는 단계와 - 상기 구동 기간은 상기 햅틱 효과에 기초하는 복수의 구동 펄스들을 포함함 -,
    상기 구동 펄스들을 상기 구동 기간 동안 공진 액츄에이터(resonant actuator)에 인가하는 단계와 - 상기 공진 액츄에이터는 매스(mass)를 포함함 -,
    상기 모니터링 기간 동안, 상기 공진 액츄에이터로부터 상기 매스의 위치를 포함하는 신호를 수신하는 단계
    를 포함하는 햅틱 효과 생성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호에 응답하여, 상기 구동 펄스들 중 하나의 진폭(amplitude)을 변경하는 단계를 더 포함하는 햅틱 효과 생성 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 신호는 백(back) 전자기장(electromagnetic field: EMF)인 햅틱 효과 생성 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 진폭은 상기 백 EMF의 도함수(derivative)에 기초하여 변경되는 햅틱 효과 생성 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 구동 펄스는 공진 액츄에이터 오실레이션(oscillation)과 위상이 다른(out of phase) 햅틱 효과 생성 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 구동 펄스는 공진 액츄에이터 오실레이션과 위상이 일치하는(in phase) 햅틱 효과 생성 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 모니터링 기간 동안, 상기 공진 액츄에이터의 공진 주파수를 결정하는 단계를 더 포함하는 햅틱 효과 생성 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 햅틱 효과는 진동촉각(vibrotactile) 햅틱 효과인 햅틱 효과 생성 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 공진 액츄에이터는 선형 공진 액츄에이터인 햅틱 효과 생성 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 신호는 상기 매스 부근의 감지 코일에 의해 생성되는 햅틱 효과 생성 방법.
  11. 햅틱 효과 가능 시스템(haptic effect enabled system)으로서,
    매스를 포함하는 공진 액츄에이터와,
    상기 공진 액츄에이터에 연결되는 회로
    를 포함하고,
    상기 회로는 구동 기간 및 모니터링 기간을 포함하는 구동 주기 신호를 생성하도록 적응되며, 상기 구동 기간은 햅틱 효과에 기초하는 복수의 구동 펄스들을 포함하며,
    상기 회로는, 상기 구동 기간 동안에는 공진 액츄에이터에 상기 구동 펄스들을 인가하고, 상기 모니터링 기간 동안에는 상기 공진 액츄에이터로부터 상기 매스의 위치를 포함하는 신호를 수신하도록 적응되는 햅틱 효과 가능 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 회로는, 상기 신호에 응답하여, 상기 구동 펄스들 중 하나의 진폭을 변 경하도록 또한 적응되는 햅틱 효과 가능 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 신호는 백 EMF인 햅틱 효과 가능 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 진폭은 상기 백 EMF의 도함수에 기초하여 변경되는 햅틱 효과 가능 시스템.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 구동 펄스는 공진 액츄에이터 오실레이션과 위상이 다른 햅틱 효과 가능 시스템.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 구동 펄스는 공진 액츄에이터 오실레이션과 위상이 동일한 햅틱 효과 가능 시스템.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 회로는 상기 모니터링 기간 동안 상기 공진 액츄에이터의 공진 주파수를 결정하도록 또한 적응되는 햅틱 효과 가능 시스템.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 햅틱 효과는 진동촉각 햅틱 효과인 햅틱 효과 가능 시스템.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 공진 액츄에이터는 선형 공진 액츄에이터인 햅틱 효과 가능 시스템.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 신호는 상기 매스 부근의 감지 코일에 의해 생성되는 햅틱 효과 가능 시스템.
  21. 제11항에 있어서,
    상기 회로는 프로세서, 및 컴퓨터 판독가능 매체에 저장되는 인스트럭션들을 포함하는 햅틱 효과 가능 시스템.
  22. 햅틱 효과를 생성하는 시스템으로서,
    구동 기간 및 모니터링 기간을 포함하는 구동 주기 신호를 생성하는 수단과 - 상기 구동 기간은 상기 햅틱 효과에 기초하는 복수의 구동 펄스들을 포함함 -,
    상기 구동 펄스들을 상기 구동 기간 동안 공진 액츄에이터에 인가하는 수단과 - 상기 공진 액츄에이터는 매스를 포함함 -,
    상기 모니터링 기간 동안, 상기 공진 액츄에이터로부터 상기 매스의 위치를 포함하는 신호를 수신하는 수단
    을 포함하는 햅틱 효과 생성 시스템.
  23. 프로세서에 의해 실행되는 경우, 상기 프로세서로 하여금 햅틱 효과를 생성하게 하는 인스트럭션들이 저장된 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    상기 인스트럭션들은,
    구동 기간 및 모니터링 기간을 포함하는 구동 주기 신호를 생성하는 것과 - 상기 구동 기간은 상기 햅틱 효과에 기초하는 복수의 구동 펄스들을 포함함 -,
    상기 구동 펄스들을 상기 구동 기간 동안 공진 액츄에이터에 인가하는 것과 - 상기 공진 액츄에이터는 매스를 포함함 -,
    상기 모니터링 기간 동안, 상기 공진 액츄에이터로부터 상기 매스의 위치를 포함하는 신호를 수신하는 것
    을 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 인스트럭션들은, 상기 신호에 응답하여, 상기 구동 펄스들 중 하나의 진폭을 변경하는 것을 더 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 신호는 백 EMF인 컴퓨터 판독가능 매체.
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