KR20110061227A - 햅틱디바이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 햅틱디바이스에 관한 것으로, 사용자가 접촉하는 입력부, 상기 입력부로부터 입력신호를 수신하여 분석하고, 진동신호를 송신하되, 상기 입력신호에 따라 주파수, 또는 진폭이 다른 상기 진동신호를 송신하는 제어부, 상기 제어부로부터 상기 진동신호를 수신하여 상기 입력부에 진동을 전달하는 진동부, 및 상기 입력부, 상기 제어부, 및 상기 진동부가 설치되는 하우징을 포함하며, 입력에 따라 다양한 진동을 제공하는 햅틱디바이스를 제공한다.

햅틱(Haptic), 진동, 터치스크린

Description

햅틱디바이스{A HAPTIC DEVICE}

본 발명은 햅틱디바이스에 관한 것이다.

최근의 휴대 단말기는 통신 기술 및 제작 기술이 급속도로 발달함에 따라 메모리 용량이나 디스플레이 장치의 성능 또한 과거에 비해 비약적으로 발전되어 과거에는 불가능하였던 동영상 시청, MP3 재생, 휴대 인터넷 등의 다양한 기능이 가능해 졌다.

이와 같은, 기술의 발달로 장소의 구애를 받지 않고, 다양하게 즐길 수 있는 온라인 인터넷 게임 또는 임베디드 게임이 각광 받기 시작하였는데, 이러한 인터넷 게임 및 휴대 단말기에 저장된 프로그램 하에 실행되는 게임을 손쉽고 순발력 있게 제어하기 위한 장치가 구비된 단말기를 선호하고 있다.

이러한, 휴대 단말기에서 별도의 키보드를 구비할 필요 없이 어플리케이션에서 입력을 제공하는 일종의 입력부로서 '터치스크린(Touchscreen)'과 같은 햅틱기술을 이용하고 있다. 햅틱기술은 '촉각인지'를 뜻하는 개념으로서, 운동 감각성(kinesthetic) 피드백, 촉각성(Tactile) 피드백 등으로 구현되어, 게임기, 휴대폰 등에 다양하게 사용되고 있다. 또한, 햅틱 효과들은 사용자에게 특정한 이벤트 들을 경보하기 위해 전자 디바이스의 사용자에게 신호들을 제공하는데 사용되거나, 시뮬레이팅, 버추얼 환경에서 큰 감각적 몰입을 생성하도록 실질적인 피드백을 제공할 수 있다.

상기와 같은 기술적 경향에 따라, 휴대 단말기는 점점 더 터치스크린 등의 햅틱기술 전용 인터페이스들을 선호하고 물리적 버튼으로부터 벗어나고 있다. 이러한 햅틱기술은 기존 진동모터로 전자기기 전체를 진동시키는 방식이 아닌, 터치스크린 등에 직접적으로 진동을 주어 피드백을 느낄 수 있는 진보된 햅틱이 고안되고 있다.

그러나, 기존의 햅틱디바이스는 터치스크린 등의 입력부에 사용자가 터치하는 힘 또는 압력, 터치하는 시간, 터치 상황 등이 다른데 불구하고, 동일한 주파수 및 세기를 갖는 진동만을 입력부에 전달하여, 사용자에게 실제적인 느낌을 전달하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 입력부에 대한 사용자의 입력에 따라, 다양한 햅틱피드백을 제공하는 햅틱디바이스를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 햅틱디바이스는, 사용자가 접촉하는 입력부, 상기 입력부로부터 입력신호를 수신하여 분석하고, 진동신호를 송신하되, 상기 입력신호에 따라 주파수, 또는 진폭이 다른 상기 진동신호를 송신하는 제어부, 상기 제어부로부터 상기 진동신호를 수신하여 상기 입력부에 진동을 전달하는 진동부, 및 상기 입력부, 상기 제어부, 및 상기 진동부가 설치되는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 입력부는 터치스크린인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 진동부는 액츄에이터인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주파수는 10㎐~500㎐인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 햅틱디바이스는, 사용자가 접촉하는 입력부, 상기 입력부로부터 입력신호를 수신하여 분석하고, 진동신호를 송신하되, 상기 입력신호에 따라 주파수, 및 진폭이 다른 상기 진동신호를 송신하는 제어부, 상기 제어부로부터 상기 진동신호를 수신하여 상기 입력부에 진동을 전달하는 진동부, 및 상기 입력부, 상기 제어부, 및 상기 진동부가 설치되는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 입력부는 터치스크린인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 진동부는 액츄에이터인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주파수는 10㎐~500㎐인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따른 햅틱디바이스는, 입력부에 대한 사용자의 입력에 따라, 다양한 진동신호를 진동부에 전달하여, 햅틱피드백으로서 진폭 또는 주파수가 다른 진동을 입력부에 제공함으로써, 사용자에게 실제적인 촉감을 느낄 수 있게 하는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 햅틱피드백으로서 진폭과 주파수가 모두 다른 진동을 입력부에 제공함으로써, 사용자에게 더욱 실제적이고, 다양한 촉감을 제공하는 장점이 있다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 햅틱디바이스(100)를 설명하기 위한 블럭도이고, 도 2는 도 1에 도시한 햅틱디바이스(100)를 구현한 일 예로서, 터치스크린을 이용한 휴대폰의 분해사시도이며, 도 3 및 도 4는 도 1에 도시한 햅틱디바이스(100)의 입력신호에 따른 진동신호를 설명하기 위한 그래프이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 햅틱디바이스(100)에 대해 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 햅틱디바이스(100)는 입력부(101), 제어부(102), 진동부(103), 및 하우징(104)을 포함하는 구성이다.

입력부(101)는 사용자가 접촉하는 부재로서, 하우징(104)의 외부로 노출되어 설치될 수 있다.

여기서, 입력부(101)는 사용자가 접촉하여 발생되는 입력신호를 제어부(102)로 송신할 수 있다. 또한, 입력부(101)는 진동부(103)로부터 진동을 전달받아, 사용자에게 직접 햅틱피드백을 제공하는 출력부의 역할을 동시에 수행할 수 있다.

입력부(101)는 예를 들어, 휴대폰의 터치스크린일 수 있고, 터치스크린은 투명하고 가요성이 있으며 사용자와 직접 접촉되는 터치스크린패널(미도시)과 터치스크린패널(미도시)의 하부에 설치되어 사용자에게 시각정보를 전달하는 화상표시부(미도시)로 구성될 수 있다. 또한, 터치스크린인 경우, 터치 센서를 이용한 키패드이며, 터치스크린을 통한 입력은 입력 지점에서의 좌표, 압력 등을 이용하여 제어부(102)로 전달될 수 있다. 단, 입력부(101)는 터치스크린에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 핸들, 조이스틱, 키보드 등 햅틱피드백을 전달할 수 있는 부재라면 가능하다.

한편, 입력부(101)는 동일한 입력신호만을 제어부(102)로 송신하는 것은 아니고, 예를 들어, 사용자의 입력부(101) 터치 강도, 사용자의 입력부(101) 터치 위치, 또는 사용자의 입력부(101) 터치 시간 등에 따라 다양한 입력신호를 제어부(102)로 송신할 수 있다.

제어부(102)는 입력부(101)로부터 입력신호를 인가받아 분석하는 부재로서, 하우징(104)의 내부에 설치될 수 있다.

여기서, 제어부(102)는 인가받은 입력신호를 분석하여 이를 진동신호로 변환하고, 변환된 진동신호를 진동부(103)로 전달하여 진동부(103)를 구동시킬 수 있다. 또한, 상기에서 살핀 바와 같이, 입력신호는 다양할 수 있고, 제어부(102)는 이를 분석하여, 입력신호에 따라 예를 들어, 주파수 또는 진폭이 서로 다른 진동신호를 송신할 수 있다. 또한, 제어부(102)는 정보를 저장하는 메모리(미도시)와 진동부(103)를 구동시키기 위한 구동회로(미도시)를 포함할 수 있다.

한편, 제어부(102)는 예를 들어, 햅틱디바이스(100)가 휴대폰인 경우, 휴대폰 전체를 제어하는 제어부에 포함될 수 있고, 별도로 설계된 제어부일 수 있다.

진동부(103)는 제어부(102)로부터 진동신호를 수신하여 입력부(101)에 진동을 전달하는 부재로서, 하우징(104)의 내부에 설치될 수 있다.

여기서, 진동부(103)는 입력부(101)에 진동을 전달할 수 있는, 예를 들어, 액츄에이터로 구성될 수 있다. 여기서, 액츄에이터는 진동용 코일에 일정 주파수가 입력되면, 마그네트를 부착한 진동체가 공진을 일으켜 진동을 발생시킬 수 있고, 상기 발생시킨 진동을 입력부(101)에 전달할 수 있다.

한편, 입력신호에 따라 진동신호가 다를 수 있으며, 진동신호에 따라 진동부(103)가 발생시키는 진동의 세기, 또는 주파수가 다를 수 있다.

하우징(104)은 입력부(101), 제어부(102), 및 진동부(103)가 설치되는 공간으로서, 예들 들면, 휴대폰의 본체, 조이스틱의 본체 등에 해당할 수 있다.

한편, 도 3에 도시한 바와 같이, 예를 들어, 사용자의 입력부(101) 터치 강도, 터치 위치, 터치 시간 등에 따라 제어부(102)가 송신하는 진동신호는 다른 주파수를 가질 수 있다.

예를 들어, 상대적으로 낮은 100㎐의 진동신호는 진동부(103)에서 진동으로 전환되어 입력부(101)에 굵고 낮은 햅틱피드백을 전달할 수 있고, 상대적으로 높은 300㎐의 진동신호는 진동으로 전환되어 입력부(101)에 얇고 가벼운 햅틱피드백을 전달할 수 있다. 이에 따라, 사용자에게 촉감을 통해 속도감을 주는 것이 가능하고, 저주파수 영역에서는 느린 느낌을 제공하고, 고주파수 영역에서는 빠른 느낌을 제공하는 것이 가능하다.

한편, 진동신호는 10㎐~500㎐의 주파수대역을 갖는 것이, 액츄에이터에 구현하기에 바람직하다.

또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 입력신호에 따라 진동신호는 서로 다른 진폭을 갖는 것이 가능하다.

예를 들어, 상대적으로 작은 진폭을 갖는 경우 입력부(101)에 약한 진동을 전달할 수 있고, 상대적으로 큰 진폭을 갖는 경우 입력부(101)에 보다 강한 진동을 전달할 수 있다. 또한, 예를 들어, 사용자가 입력부(101)를 강하게 터치하거나 길게 터치하는 경우, 입력부(101)에 강한 진동을 전달하고, 사용자가 입력부(101)를 약하게 터치하거나 짧게 터치하는 경우, 입력부(101)에 약한 진동을 전달하여, 사 용자에게 서로 다른 느낌을 전달할 수 있다.

또한, 도 3 및 도 4에서는 진동신호가 사인(Sine)파로 구현된 것으로 도시하였으나, 예를 들어, 구형파, 사각파, 또는 삼각파 등으로 구현되는 것도 가능하다.

한편, 본 실시예에서는 진폭 또는 주파수 중 어느 하나만 다르게 구현할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 예에 따른 햅틱디바이스의 입력신호에 따른 진동신호를 설명하기 위한 그래프이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 햅틱디바이스(100)를 설명하기로 한다. 여기서, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면부호로 지칭되며, 제1 실시예와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 5에 도시한 바와 같이, 진동신호의 주파수와 진폭을 모두 다르게 구현할 수 있다. 진동신호의 주파수와 진폭이 모두 다름에 따라, 사용자는 속도감과 진동의 세기 변화를 동시에 느낄 수 있어, 확연히 다른 진동을 감지할 수 있으며, 이에 따라, 더욱 실제적이고 다양한 촉감을 인지할 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 햅틱디바이스는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 햅틱디바이스를 설명하기 위한 블럭도이다.

도 2는 도 1에 도시한 햅틱디바이스를 구현한 일 예로서, 터치스크린을 이용한 휴대폰의 분해사시도이다.

도 3 및 도 4는 도 1에 도시한 햅틱디바이스의 입력신호에 따른 진동신호를 설명하기 위한 그래프이다.

도 5는 본 발명의 다른 예에 따른 햅틱디바이스의 입력신호에 따른 진동신호를 설명하기 위한 그래프이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

101 : 입력부 102 : 제어부

103 : 진동부 104 : 하우징

Claims (8)

1. 사용자가 접촉하는 입력부;

   상기 입력부로부터 입력신호를 수신하여 분석하고, 진동신호를 송신하되, 상기 입력신호에 따라 주파수, 또는 진폭이 다른 상기 진동신호를 송신하는 제어부;

   상기 제어부로부터 상기 진동신호를 수신하여 상기 입력부에 진동을 전달하는 진동부; 및

   상기 입력부, 상기 제어부, 및 상기 진동부가 설치되는 하우징;

   을 포함하는 햅틱디바이스.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 입력부는 터치스크린인 것을 특징으로 하는 햅틱디바이스.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 진동부는 액츄에이터인 것을 특징으로 하는 햅틱디바이스.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 주파수는 10㎐~500㎐인 것을 특징으로 하는 햅틱디바이스.
5. 사용자가 접촉하는 입력부;

   상기 입력부로부터 입력신호를 수신하여 분석하고, 진동신호를 송신하되, 상기 입력신호에 따라 주파수, 및 진폭이 다른 상기 진동신호를 송신하는 제어부;

   상기 제어부로부터 상기 진동신호를 수신하여 상기 입력부에 진동을 전달하는 진동부; 및

   상기 입력부, 상기 제어부, 및 상기 진동부가 설치되는 하우징;

   을 포함하는 햅틱디바이스.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 입력부는 터치스크린인 것을 특징으로 하는 햅틱디바이스.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 진동부는 액츄에이터인 것을 특징으로 하는 햅틱디바이스.
8. 청구항 1에 있어서,

   상기 주파수는 10㎐~500㎐인 것을 특징으로 하는 햅틱디바이스.

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