KR20110074333A - 휴대 단말의 진동 발생 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 휴대 단말에서 발생되는 진동 제어에 관한 것으로, 휴대 단말의 진동 발생 장치가 상기 휴대 단말 상에 일정 간격 이격된 위치에 장착되고, 서로 다른 공진 주파수를 가지는 복수의 진동자와, 진동 이벤트에 따라 상기 복수의 진동자 각각의 진동 발생 패턴을 결정하고, 상기 진동 발생 패턴에 따라 상기 복수의 진동자 각각을 구동하는 제어부를 포함한다.
진동자, 진동 방향, 진동 패턴

Description

휴대 단말의 진동 발생 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR GENERATING VIBRATION IN POTABLE TERMINAL}
본 발명은 휴대 단말에서 발생되는 진동 제어에 관한 것으로, 특히, 휴대 단말 상에서 사용자 조작에 대응하는 진동 발생 방법 및 장치에 관한 것이다.
집적회로 기술이 발전하고 소비자의 요구가 다양화 되면서, 다양한 휴대 단말이 사용되고 있다. 휴대 단말에는 예를 들어, 휴대 전화와 같은 이동 통신 단말, PDA(Personal Digital Assistant), 휴대용 DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 단말, MP3(MPEG layer 3) 재생기, PMP(Portable Multimedia Player), PSP(PlayStation Portable)와 같은 휴대용 게임기 등이 있다. 이러한 휴대 단말들은 초기에는 고유의 기능만을 제공하도록 개발되었으나 점차적으로 다중 기능을 제공하는 형태로 발전하고 있다, 즉, 하나의 휴대 단말에서 이동 통신 기능, 게임 기능, 멀티미디어 재생 기능 등이 복합적으로 제공될 수 있다.
이러한 휴대 단말은 진동자를 구비하여, 단말의 동작 제어에 따라 진동자를 구동시켜 사용자에게 정보를 전달하기 위한 진동을 발생시킨다. 예를 들어, 호 착신 또는 메시지 착신을 알리기 위한 방식으로 진동이 이용되기도 하고, 게임 진행 에 따라 게임상의 특정 이벤트에 대응하는 진동이 발생되기도 한다. 그리고 공공장소에서 휴대 단말을 이용하는 경우 소음 발생을 방지하기 위한 수단으로, 각종 효과음을 발생시키는 대신 진동을 발생시키는 경우가 많다.
이렇게 특정 효과음 대신 진동을 이용하는 것은 소음 발생을 차단한다는 점에서도 효용성이 있지만, 사용자가 물리적으로 직접 진동을 느낄 수 있다는 점에서 게임 등을 플레이할 때 현실감을 느낄 수 있게 한다. 이에 따라, 휴대 단말 뿐만 아니라 게임 패드나 게임 컨트롤러도 진동자를 구비하여, 게임 진행에 따라 적정 진동을 발생시킨다.
또는 휴대 단말의 터치스크린에 적용되어 진동피드백을 이용하여 버튼을 누른 느낌을 구현하기도 한다.
터치스크린을 구비하는 휴대 단말은 터치스크린을 통한 입력 오류를 방지하기 위해, 사용자가 입력을 확인할 수 있는 방법 중 하나로, 진동을 이용한다. 예를 들어, 휴대 단말은 터치 후 확인용으로 짧은 진동 신호를 발생시킨다.
그런데, 모터의 특성 상 진동이 바로 멈추지 않기 때문에 잔진이 남게 된다. 이를 개선하기 위해 휴대 단말은 AC 리니어 모터를 구비하는 경우 구동 전압의 위상을 바꾸어 신호를 주거나, DC 모터를 구비하는 경우 역전압을 인가한다.
그리고 다양한 애플리케이션에서 재미와 현실감을 줄 수 있는 다양한 햅틱 효과를 발생하기 위한 방법으로는 모터에 인가하는 전압의 세기, 지속 시간, 패턴 등의 변화를 이용한다.
그러나 AC 리니어 모터의 경우, 특정 공진 주파수에서는 큰 진동력을 발생 하는 한편, 항상 고정된 주파수로 진동하기 때문에 햅틱 효과 생성에 한계를 가진다. DC 모터의 경우, 인가전압에 따라 구동 주파수를 변경할 수 있지만, 낮은 주파수의 경우엔 진동력의 세기가 약해서 햅틱 효과 생성에 한계가 있다.
상기한 문제들을 해결하기 위해 본 발명은 다양한 햅틱 효과를 발생할 수 있는 진동 발생 방법 및 장치를 제공한다.
그리고 본 발명은 사용자의 휴대 단말에 대한 이용 만족도를 높일 수 있는 진동 발생 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 발명은 사용자 입력을 인터랙티브하게 반영한 진동 발생 방법 및 장치를 제공한다.
한편, 본 발명은 휴대 단말의 진동 발생 장치가 상기 휴대 단말 상에 일정 간격 이격된 위치에 장착되고, 서로 다른 공진 주파수를 가지는 복수의 진동자와, 진동 이벤트에 따라 상기 복수의 진동자 각각의 진동 발생 패턴을 결정하고, 상기 진동 발생 패턴에 따라 상기 복수의 진동자 각각을 구동하는 제어부를 포함한다.
본 발명은 휴대 단말 상에서 다양한 햅틱 효과를 발생할 수 있고, 사용자의 휴대 단말에 대한 이용 만족도 및 현실감을 높일 수 있으며, 사용자 입력을 인터랙 티브하게 반영한 진동을 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 휴대 단말에서 진동을 이용해 사용자 입력에 대응하는 피드백 또는 어떤 정보에 대한 통보를 다양하고, 효과적으로 제공하기 위한 것이다. 이에 따라 휴대 단말은 복수의 진동자를 구비하여 다양한 패턴으로 진동을 발생시킨다. 본 발명의 실시예에서는 두개의 진동자를 구비하는 경우를 예로 들어 설명한다. 그리고 휴대 단말에 구비되는 진동자들의 공진 주파수는 상이한 것이 바람직하며, 휴대 단말 상에서 이격된 위치에 단일 방향으로 진동이 발생되도록 장착되는 것이 바람직하다.
상기한 구조로 진동자를 구비함으로써, 휴대 단말은 특정 정보를 사용자에게 통보할 때, 예를 들어, 호 착신, 알람 등을 사용자에게 통보할 때 다양한 패턴의 진동을 발생시킨다. 또한 휴대 단말은 터치스크린을 통한 사용자 입력에 대한 피드백 진동을, 사용자의 입력 패턴에 인터랙티브하게 발생시킨다.
이러한 본 발명이 적용되는 휴대 단말의 구성을 도1에 도시하였다. 휴대 단 말은 한 손으로 들고 다닐 수 있으며, 이동 중에 손에 들고 입력 조작을 할 수 있도록 만들어진 소형의 단말 장치로서, 예를 들어, 휴대 전화와 같은 이동 통신 단말, PDA(Personal Digital Assistant), 휴대용 DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 단말, MP3(MPEG layer 3) 재생기, PMP(Portable Multimedia Player), PSP(PlayStation Portable)와 같은 휴대용 게임기 등을 포함한다.
도1은 이러한 휴대 단말 중 이동 통신 단말의 일예를 도시한 것으로, 진동자로서 모터를 구비한다. 도1은 비록 이동 통신 단말에 관한 것이지만, 다른 종류의 휴대 단말에도 본 발명의 구성을 적용할 수 있다.
이동 통신 단말(100)은 메모리부(110), 제어부(120), 이동 통신부(130), 복수의 모터(140, 150), 표시부(160)를 포함한다.
제어부(120)는 이동 통신 단말(100)의 전반적인 동작을 제어한다.
표시부(160)는 터치스크린을 포함하며, 이에 따라, 터치스크린을 구성하는 스크린부(161)와 터치패널(162)을 포함한다. 표시부(160)는 각종 화상 정보와 기지국으로부터 수신되거나 또는 메모리(110)에 저장되어 있는 데이터 및 화상을 제어부(120)의 제어에 의해 스크린부(161)에 디스플레이한다. 이 때 스크린부(161)는 LCD(Liquid Crystal Display)로 구현될 수 있으며, LCD 제어부, 표시 데이터를 저장할 수 있는 메모리 및 LCD 표시소자 등을 구비한다.
터치패널(162)은 스크린부(161)의 LCD와 겹쳐지게 장착되어, 사용자가 스크린부(161)에 디스플레이되는 데이터를 확인하면서, 터치 입력을 할 수 있게 한다. 그리고 터치패널(162)은 터치 감지부와 신호 변환부를 구비한다. 터치 감지부 는 물리량, 예컨대 저항, 정전용량 등의 변화로부터 터치, 드래그, 드롭 등과 같은 터치의 제어 명령을 감지한다. 또한 신호 변환부는 물리량의 변화를 터치 신호로 변환하여 제어부(120)로 출력한다.
이동 통신부(130)는 제어부(120)의 제어하에 이동 통신에 필요한 동작 및 신호처리를 수행한다. 이동 통신부(130)는 안테나를 통해 이동 통신 기지국과 무선 신호를 송, 수신한다. 그리고 이동 통신부(130)는 베이스밴드 처리부를 통해 제어부(120)로부터 입력되는 송신할 신호를 변조하여 무선 신호를 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 무선 신호를 복조하여 베이스밴드 처리부를 통해 제어부(120)에 제공한다. 베이스밴드 처리부는 제어부(120)로부터 송, 수신되는 베이스밴드 신호를 처리 한다.
메모리부(110)는 제어부(120)의 처리 및 제어를 위한 프로그램, 참조 데이터, 갱신 가능한 각종 보관용 데이터 등을 저장하며, 제어부(120)의 워킹 메모리(working memory)로 제공된다. 그리고 메모리부(110)는 본 발명의 일 실시예에 따라 다양한 진동 제어 패턴을 저장한다. 진동 제어 패턴은 진동 발생 패턴에 대응하는 진동자에 대한 구동 제어 데이터이다. 진동 발생 패턴은 이동 통신 단말(100) 상에서 발생될 진동의 패턴으로, 진동의 강도 및 이동 통신 단말(100) 상에서 진동의 발생 위치, 진동 발생 간격, 진동 유지 간격 등의 조합으로 구성될 수 있다. 이에 따라, 진동 제어 패턴은 진동 세기 값, 모터 구동 기간, 구동 간격 등을 포함할 수 있다.
진동 제어 패턴 및 진동 발생 패턴은 이동 통신 단말(100)에서 실장된 각 애 플리케이션 별로 구분될 수 있으며, 사용자 입력의 종류 또는 사용자 입력 패턴에 따라 구분될 수도 있다. 예를 들어, 호 착신, 메시지 착신, 알람과 같은 통보 이벤트에 대응하는 별도의 진동 발생 패턴이 있을 수 있고, 이에 따라, 해당 진동 발생 패턴에 대응하는 진동 제어 패턴이 별도로 존재할 수 있다. 다른 예로, 전화번호를 입력하기 위해 사용자가 터치 패널(162)을 통해 터치 입력을 하는 경우와, 게임을 플레이하기 위해 터치 입력을 하는 경우, 터치 피드백으로 제공되는 각기 다른 진동 발생 패턴이 존재할 수 있으며, 이에 대응하는 진동 제어 패턴이 존재할 것이다.
그리고 진동 발생 패턴은 사용자 선택에 따라 구성될 수도 있으며, 진동 발생 패턴에 대응되는 진동 이벤트도 사용자가 선택할 수 있다. 진동 이벤트란 진동 발생을 야기하는 이벤트로, 예를 들어, 호 착신, 메시지 착신, 알람과 같은 통보 이벤트, 터치 입력 등이 있을 수 있다.
이에 따라 메모리부(110)는 진동 발생 패턴을 사용자가 편집하고, 진동 발생 패턴에 대응하는 진동 이벤트를 사용자가 지정할 수 있게 하는 진동 편집 메뉴 프로그램 데이터를 저장한다. 제어부(120)는 사용자로부터 진동 편집 메뉴 요청이 있으면, 진동 편집 메뉴를 디스플레이하며, 이에 따라, 진동의 세기, 발생 위치, 발생 간격, 유지 시간, 진동 이벤트 등을 선택할 수 있는 사용자 인터페이스를 디스플레이한다. 그리고 제어부(120)는 사용자가 구성한 진동 발생 패턴에 대응하는 진동 제어 패턴 및 대응 진동 이벤트를 메모리부(110)에 저장한다.
제1모터(140)와 제2모터(150)는 제어부(120)의 제어하에 구동되며, 이동 통 신 단말(100)에서 이격되게 배치된다. 다양한 패턴으로 진동을 발생시키기 위해서는 제1모터(140)와 제2모터(150)의 공진 주파수가 상이한 것이 바람직하다. 그리고 좀더 다양한 패턴으로 진동을 발생시키기 위해 본 발명의 일 실시예에 따라 제1모터(140)와 제2모터(150)로 단일 방향으로 진동을 발생할 수 있는 진동자를 사용할 수 있다. 예를 들어, 선형 모터일 수 있다.
선형 모터는 진동을 한 축으로만 발생시키기 때문에 진동특성이 단순하다. 이러한 특성 때문에 진동 방향이 휴대 단말의 정면을 기준으로 수직 방향, 즉, z 방향에 평행하도록, z 방향으로 진동하는 선형 모터를 장착하여 구동하게 되면, 휴대 단말 상에 대각선 방향으로 진동력 분포가 나타나게 되는 특징을 가진다.
때문에, 제1모터(140)와 제2모터(150)가 선형 모터인 경우, 이동 통신 단말(100)에 제1모터(140)와 제2모터(150)를 장착 할 때, 일정 거리 이상 떨어진 각 지점에, 모터 각각에 의해 발생되는 진동의 방향이 이동 통신 단말(100)의 정면을 기준으로 좌우방향 또는 상하 방향, 즉, x축 방향 또는 y축 방향 중 어느 한 방향으로 서로 동일하도록 복수의 진동자를 위치시키는 것이 바람직하다.
이러한 예를 도2a에 도시하였다. 도2a는 본 발명의 일 실시예에 따라 이동 통신 단말(100)의 정면(170)을 기준으로 좌우 방향, 즉, x 축 방향으로 진동이 발생하도록 제1모터(140)와 제2모터(150)를 장착한 경우를 나타낸 도면이다. 도2a에서 제1모터(140)와 제2모터(150)는 이동 통신 단말(100)의 서로 평행한 면에 대각선으로 위치함으로써, 일정 거리 이상 떨어지게 되고, 진동 방향은 x축 방향으로 동일하다.
도2b와 도2c는 도2a와 같이 모터들(140,150)이 장착되는 경우, 각 모터에 의한 진동 변위 분포를 나타낸 도면으로, 도2b는 제1모터(140)만 구동되는 경우의 진동 변위이고, 도2c는 제2모터(150)만 구동되는 경우의 진동 변위이다. 그리고 도2b와 도2c에서 빨강색 영역이 변위가 큰 영역이고, 파랑색 영역이 변위가 작은 영역이다.
도2a, 도2b, 도2c를 참조하면, 정면(170)의 상단 또는 하단 중 어느 한 방향으로는 진동이 세고, 반대 방향으로는 진동이 약한 것을 확인할 수 있다. 이와 같이, 상하로 진동력이 일관되게 분포됨에 따라, 진동은 방향성을 가지게 된다.
선형 모터(140,150)를 적용하는 경우 기존처럼 정면(170)에 수직인 방향, 즉, z 축 방향으로 진동이 발생되도록 모터를 장착하면, 진동력 분포가 정면(170)을 기준으로 대각선방향으로 약해졌다 맞은편에서 세어지게 되어, 사용자가 방향을 느낄 수 없지만, 도2a와 같이 진동 방향이 정면(170)에 수평인 방향으로 선형 모터(140,150)를 장착하면, 한 방향으로는 세고 다른 방향으로는 약한 일관된 진동력 분포를 얻게 되어 좌우나 상하의 방향성을 얻을 수 있게 된다.
이러한 방법은 선형 모터에만 국한되지 않고, 단일 방향으로 진동을 발생시킬 수 있는 모든 진동자에 적용될 수 있다. 다시 말해, 진동 방향이 정면(170)에 수평으로 발생하도록 구성한다면, 상기한 예에서와 같이 동일하게 작동되는 것이다.
그리고 시물레이션 결과 폭이 상대적으로 길이보다 작은 강체를 진동시킬 경우 단축 방향(폭에 수평)으로 진동시키는 경우가 가장 진동력이 크게 발생함을 확 인할 수 있다. 때문에, 단축방향으로 진동이 발생하게 구성한다면, 작은 전력소모로 진동의 방향감 또는 이동감을 구현할 수 있게 된다.
진동의 방향감이란 사용자가 장치를 잡고 있을 때, 장치의 특정 위치에서 상대적으로 강한 진동이 발생함에 따라, 국부적으로 진동이 발생한 것처럼 느껴지는 감각을 의미한다. 진동의 이동감이란 진동이 휴대 단말의 특정 부위에서만 발생되는 것이 아니라, 휴대 단말의 특정 부위에서 다른 부위로 연속적으로 이동되어 발생하는 것처럼 느껴지는 감각이다.
도3a와 도3b는 상하 방향감을 구현되도록 제1모터(140)와 제2모터(150)를 장착한 경우 진동력 분포 실측 데이터를 나타낸 도면이다. 도3a와 도3b에 도시된 이동 통신 단말(100)에 있어서, 제1모터(140)와 제2모터(150)는 정면(170)을 기준으로 상단우측과 하단 좌측에 장착되며, 진동 방향은 정면(170)을 기준으로 좌우 방향, 즉, x 축 방향이다.
도3a는 제1모터(140)만을 175Hz로 3 사이클 입력으로 구동시킨 경우의 진동력 분포 실측 데이터(전압 6Vpp, 단위 m/s2)를 나타낸 도면이고, 도3b는 제2모터(150)만을 320Hz 5사이클 입력으로 구동시킨 경우의 진동력 분포 실측 데이터를 나타낸 도면이다.
그리고 도면 내의 각 수치는 이동 통신 단말(100)의 각 지점에서의 총가속도를 나타내며, 총가속도는 3축 가속도 값의 제곱합의 루트로 계산된다. 또한 총가속도 각각에 대응되는 3개의 파형 패턴은 실제 사인파 구동시, 순차적으로 y 축, z 축, x 축 각각의 진동 패턴을 나타낸다. 총가속도는 진동력에 비례하는 것으로써, 도3a 및 도3b를 참조하면, 진동이 좌우 방향, 즉, x축방향으로 일어남에 따라, 상단 과 하단에서의 진동력의 차이가 약 3dB 정도로 일관되게 유지되어 상단(또는 하단)에서 진동이 있음을 알 수 있게 되고, 이를 이용해 상단과 하단에 진동자를 배치하여 구동하게 되면 방향감이나 이동감을 구현할 수 있게 되는 것이다.
이렇게 진동자를 배치하게 되면, 진동이 한쪽방향에서 세고 다른 방향에서 약하게 되어, 진동 발생시 좌우 또는 상하 방향감을 느낄 수 있게 된다. 이 때 복수의 진동자를 시간적으로 달리 구동하면 좌우 또는 상하 이동감까지 구현할 수 있게 된다.
상기와 같이 구성되는 이동 통신 단말(100)에서 본 발명의 일 실시예에 따라 진동 발생을 제어하는 과정을 도4를 참조하여 설명한다. 도4는 본 발명의 일 실시예에 따라 진동 이벤트가 발생한 경우의 제어 과정을 나타낸 도면이다.
제어부(120)는 201단계에서 진동 이벤트의 발생이 감지되면, 203단계에서 감지된 진동 이벤트 및 현재 설정된 애플리케이션에 대응하는 진동 제어 패턴을 검출한다. 그리고 205단계에서 진동 제어 패턴에 따라 각 모터(140, 150)를 구동하여 진동을 발생시킨다.
이러한 진동 발생의 예를 도5 내지 도11에 도시하였다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따라 터치스크린을 통해 키 버튼을 디스플레이하고 사용자가 디스플레이된 키 버튼을 터치스크린을 통해 선택하는 애플리케이션이 설정된 경우를 나타낸 것이다. 터치스크린을 통해 키 버튼을 선택하는 경우, 사용자의 터치 입력이 정상적으로 이루어졌는지 여부를 나타내는 피드백 진동을 발생한다면, 사용자는 좀더 편리하고 정확하게 터치 입력을 할 수 있을 것이다.
이러한 키 입력 진동 이벤트에 대응하는 진동 발생 패턴은 키 버튼 선택을 위해 터치 패드(162)를 터치한 순간, 즉, 키를 누르는 순간 발생시키는 진동과, 터치 패드(162)에서 터치를 해제했을 때 발생시키는 진동이 상이하도록 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라 공진 주파수가 다른 두 개의 진동자, 즉, 제1모터(140)와 제2모터(150)를 구비하는 경우, 키 누름이 감지되는 때와 터치가 해제 되는 때 각각 상이한 모터가 구동되는 진동 발생 패턴을 구성할 수 있다. 이렇게 하면 사용자는 터치 패널(162)을 터치했을 때 진동과, 터치를 해제 했을 때 진동이 상이하게 느껴지기 때문에 사용자의 버튼감을 향상시킬 수 있다.
도5b에 이러한 키 버튼 선택의 피드백 진동을 위한 다양한 진동 발생 패턴을 나타내었다. 제1진동 발생 패턴(301)은 키 버튼 누름에는 제2모터(150)를 구동하고, 키 버튼 해제 때는 제1모터(140)를 구동하며, 해제시 진동력이 누름 때 보다 크게 설정된 경우의 패턴이다. 제2진동 발생 패턴(302)은 키 버튼 누름이 시작될 때는 제2모터(140)를 일정 크기의 진동력으로 구동하고, 점차 진동력이 감소되도록 구동하고, 키 버튼 해제에는 제1모터(140)의 진동력이 점차 세지도록 구동하는 패턴이다. 제3진동 발생 패턴(303)은 키 버튼 누름이 시작될 때는 제2모터(150)를 일정 크기의 진동력이 유지되게 구동하고, 일정 시간 후 작은 진동력으로 구동하고, 키 버튼 해제에는 제1모터(140)를 유사하게 구동하는 패턴이다. 제4진동 발생 패턴(304)은 키 버튼 누름이 시작될 때는 제1모터(140)를 일정 크기의 진동력으로 일 정 기간동안 구동하고, 키 버튼 해제에는 제2모터(150)를 상대적으로 작은 진동력으로 일정 기간 동안 구동하는 패턴이다. 메모리부(110)는 이러한 다양한 진동 발생 패턴에 대응하는 진동 제어 패턴을 저장할 수 있으며, 제어부(120)는 해당 패턴에 따라 모터들(140,150)을 제어한다.
이와 같이 공진 주파수가 상이한 두 모터를 각기 키 버튼 선택시와, 키 버튼 선택 해제시 구동되게 하고, 이때 각 모터의 진동 발생도 다르게 제어함으로써, 사용자의 버튼감을 향상시킬 수 있다. 그리고 이러한 키 버튼 선택에 대응하는 진동 발생 패턴은 사용자 선택에 따라 다양하게 구성될 수 있다.
도6a 및 도6b는 호 착신 진동 이벤트에 대응하는 진동 발생 패턴을 나타낸 것이다. 도6a는 제1모터(140)와 제2모터(150)를 서로 상이한 주파수로 동시에 구동하는 진동 발생 패턴을 나타낸다. 예를 들어, 제1모터(140)를 주파수 f1로 구동하고, 제2모터(150)를 주파수 f2로 구동하면, 결과적으로 f1+f2 또는 f1-f2의 합성파에 대응하는 다이내믹한 진동이 발생하게 되어, 호착신을 효과적으로 통보할 수 있게 된다.
도6b는 도2 및 도3의 실시예와 같이 제1모터(140)와 제2모터(150)를 구비하는 경우의 진동 발생 패턴을 나타낸 것으로, 각 모터를 번갈아 가면서 구동하는 패턴이다. 이에 따라, 사용자는 이동 통신 단말(100)의 특정 위치, 예를 들어, 상부 또는 하부에서만 진동이 발생하는 것처럼 느끼기 때문에, 이동 통신 단말(100)은 호 착신을 효과적으로 통보할 수 있다.
도7은 폰 북과 같은 애플리케이션에서 대용량의 데이터를 스크롤할 때, 스 크롤 터치 입력에 대한 피드백 진동을 발생하는 경우의 예를 나타낸 것이다. 대용량의 데이터를 스크롤하는 경우, 스크롤의 방향 또는 전체 데이터 중 스크롤된 데이터가 어느 정도인지를 나타낼 수 있도록 피드백 진동을 제공한다면, 사용자는 스크롤 방향이나 스크롤된 데이터의 양, 남은 데이터의 양을 직관적으로 파악할 수 있을 것이다.
예를 들어, 스크롤되는 데이터가 복수의 아이템으로 구성되는 리스트인 경우, 화면의 중간 지점에 각 아이템이 위치할 때 마다 중간 지점에서 진동을 발생하거나, 리스트가 시작되는 경우 데이터의 디스플레이 방향을 기준으로 이동 통신 단말(100)의 상부에서 진동이 발생하고, 리스트 마지막에 도달한 경우, 이동 통신 단말(100)의 하부에서 진동이 발생하는 진동 발생 패턴을 구성할 수 있다. 이렇게 진동을 제공한다면, 사용자는 직관적으로 어느 방향으로 어느 정도 스크롤되었는지에 대한 정보를 알 수 있다. 이렇게 국지적으로 진동을 발생시키는 것은 상기한 도2a와 같이 제1모터(140)와 제2모터(150)를 장착시킴으로써 가능하다.
다른 예로, 스크롤 대상 데이터 전체 중 중간 부분으로 정의된 데이터를 스크롤하여 화면에 디스플레이하고 있을 시에는 높은 공진 주파수를 가진 모터를 짧게 구동하고, 데이터의 스크롤 방향에 따라 두 모터 중 해당 방향에서 센 진동을 발생 시킬 수 있는 모터의 진동력을 스크롤 속도에 맞춰 점차 세게 구동하고, 나머지 모터의 진동력을 점차 약하게 구동하도록 진동 발생 패턴을 구성함으로써, 스크롤 방향에 대응하는 진동의 방향감을 제공할 수 있다. 이 경우, 추가적으로, 스크롤 대상 데이터의 시작 부분 또는 마지막 부분에 도달하면 해당 위치에 대응하는 모터만을 구동시키도록 구성할 수도 있다.
도8a와 도8b는 사용자가 플릭킹(flicking) 방식으로 데이터를 확인하는 경우 피드백 진동의 예를 나타낸 것이다. 예를 들어, 이미지 디스플레이 애플리케이션이 실행된 상태에서 복수의 이미지를 확인할 때, 사용자는 임의의 이미지가 디스플레이된 상태에서, 터치 패널(162)을 좌에서 우로, 또는 위에서 아래로 쓸 듯이 터치할 수 있고, 이에 따라, 제어부(120)는 임의의 이미지를 플릭킹 터치가 발생한 방향으로 이동되는 것처럼 디스플레이하고, 이어서 다음 이미지를 디스플레이하여, 화면을 전환할 수 있다.
이러한 디스플레이 변화에 대응하여 진동 발생 패턴이 구성될 수 있으며, 그 예를 도8b에 나타내었다. 도8b는 도8a에서와 같이 좌에서 우로 이미지가 플릭킹 되는 경우의 다양한 진동 발생 패턴들을 나타낸 것이며, 제1모터(140)가 디스플레이 데이터를 기준으로 이동 통신 단말(100)의 좌측에 위치하고, 제2모터(150)는 우측에 위치한 것으로 가정한다.
도8b를 참조하면, 제5진동 발생 패턴(401)은 플릭킹 터치에 따라 화면 전환이 시작될 때는 제1모터(140)를 일정 크기의 진동력을 발생하게 구동한 후, 화면 전환 속도에 따라 점차적으로 진동력이 감소되게 구동하고, 제2모터(150)는 반대로 최소치에서 점차적으로 큰 진동력을 가지도록 구동된 후, 화면 전환 종료 시점에 가장 큰 진동력을 가지도록 구동되게 하는 패턴으로, 사용자가 진동이 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하면서 발생하는 것처럼 느끼게 할 수 있다.
제6진동 발생 패턴(402)은 플릭킹 터치에 따라 화면 전환이 시작될 때는 제1모터(140)를 일정 크기의 진동력이 일정 기간동안 발생하게 구동한 후, 화면 전환 속도에 따라 점차적으로 진동력이 감소되게 구동하고, 제2모터(150)는 반대로 최소치에서 점차적으로 큰 진동력을 가지도록 구동된 후, 화면 전환 종료 시점에 가장 큰 진동력이 일정 기간동안 발생되게 구동되게 하는 패턴으로, 사용자가 진동이 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하면서 발생하는 것처럼 느끼게 할 수 있다.
환면 전환 시간은 고정적으로 정해져 있을 수도 있지만, 사용자의 플릭킹 터치 궤적의 길이 및 속도에 대응하여 동적으로 변경될 수 있기 때문에, 상기한 제5진동 발생 패턴(401), 제6진동 발생 패턴(402)에 이를 반영하여 전체 진동 발생 기간을 조정할 수도 있다.
도9a와 도9b는 게임 애플리케이션이 실행되어, 화면에 디스플레이된 오브젝트를 사용자의 터치 입력에 따라 이동 시킬 때 피드백 진동을 제공하는 예를 나타낸 것이다. 도9a와 같이 사용자가 터치 패널(162)을 통해 오브젝트를 선택하고, 터치 상태를 유지한 채 아래 방향으로 입력 수단을 이동시키면, 제어부(120)는 터치 궤적에 따라 오브젝트를 이동시켜 디스플레이한다. 그리고 사용자가 터치를 해제하면, 오브젝트를 상하 방향으로 움직이는 것처럼 연속적으로 디스플레이하고, 시간의 흐름에 따라 그 이동 폭을 감소시키다가, 일정 시간 후 중단한다.
이렇게, 화면상에서 특정 방향으로 반복해서 상하 방향으로 이동하고, 시간의 흐름에 따라 이동 거리가 감소되다 중단되는 오브젝트의 위치에 동기화된 진동이 발생된다면, 사용자는 게임 플레이 중에 실제감을 더 많이 느낄 수 있을 것이다.
이러한 피드백 진동에 대응하는 진동 발생 패턴의 예를 도9b에 도시하였다. 움직이는 오브젝트의 위치에 동기화된 진동이 발생하도록, 제1모터(140)와 제2모터(150)의 진동력 및 해당 진동력의 발생 기간을 조정한다.
오브젝트의 위치 변경에 따른 진동 발생 패턴은 동적으로 변경될 수 있다. 오브젝트에 대한 사용자의 터치 입력이 유지되는 시간 및 터치 이동이 발생한 거리에 비례하여, 오브젝트의 움직임 디스플레이가 패턴이 결정되고, 결정된 움직임 디스플레이 패턴에 따른 오브젝트의 디스플레이 위치가 결정되기 때문에, 이에 대응하는 진동 발생 지점이 결정될 수 있고, 이에 따라 진동 발생 패턴이 결정되기 때문이다.
도10a와 도10b는 다른 게임 애플리케이션에 따라 화면에 디스플레이된 오브젝트가 이동 통신 단말(100)의 움직임에 따라 위치가 변경되어 디스플레이되는 경우, 오브젝트의 위치에 대응하는 진동 피드백을 발생하는 예를 나타낸 것이다.
사용자가 이동 통신 단말(100)을 손에 들고 흔들면, 이동 통신 단말(100)에 구비된 가속도 센서 또는 각속도 센서에 의해 이동 통신 단말(100)의 움직임 방향 및 움직임 속도가 검출될 수 있다. 제어부(120)는 검출된 움직임 방향 및 움직임 속도를 반영하여 오브젝트의 디스플레이 위치를 결정해서 연속적으로 디스플레이 상태를 변경할 수 있다. 그리고 결정된 오브젝트의 위치에 대응하게 진동이 발생하도록 제1모터(140)와 제2모터(150) 각각의 진동력 및 진동력 유지 시간을 결정할 수 있다.
이에 따른 진동 발생 패턴을 도10b에 나타내었다. 제7진동 발생 패턴(501) 은 오브젝트가 빠르게 움직이는 경우, 즉, 이동 통신 단말(100)의 움직임 속도가 빠른 경우에 구성될 수 있는 패턴이고, 제8진동 발생 패턴(502)은 이동 통신 단말(100)의 움직임 속도가 느린 경우에 구성될 수 있는 패턴이다.
도11은 동영상 재생시 출력되는 오디오의 주파수에 따라 진동을 발생하는 예를 나타낸 것이다. 즉, 오디오 주파수 값에 대응하는 발생 진동을 정의하여, 동영상 재생에 따라 출력되는 오디오에 대응하는 진동이 발생되게 하는 것이다.
이에 따라, 가청 주파수 대역을 복수의 주파수 대역으로 분할하고, 각 주파수 대역 별로 상이한 진동이 발생될 수 있게, 제1모터(140)와 제2모터(150)의 진동력 및 진동력 유지 시간을 지정한다. 예를 들어, 높은 주파수 대역이라면 높은 공진 주파수를 가지는 모터가 짧고 강한 진동을 발생하도록 정의하고, 저음의 주파수 대역이라면 낮은 공진 주파수를 가지는 모터가 길고 강한 진동을 발생하도록 정의할 수 있다. 그리고 주파수 대역에 따라 두 모터가 동시에 구동하도록 정의할 수도 있다. 이러한 값들은 메모리부(110)에 저장될 수 있다.
그리고 제어부(120)는 동영상 재생에 따라 출력되는 오디오에 포함된 주파수 성분을 분석하고, 그 중 가장 많은 주파수 대역에 대응하는 진동이 발생할 수 있도록 제1모터(140)와 제2모터(150)를 제어한다.
상기한 바와 같이 사용자 입력에 대응하여 또는 통보 이벤트에 대응하여 다양한 진동 패턴을 발생시킴으로써, 사용자의 실제감이나 이용 만족도를 높일 수 있다.
상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 예를 들어, 이동 통신 단말(100)이외에 다른 종류의 휴대 단말에도 상기한 실시예들이 유사하게 적용될 수 있다. 그리고 진동자는 선형 모터이외에도, 피에조 모터나 전기활성모터를 이용할 수도 있다. 그리고 거칠고 딱딱한 느낌, 경쾌한 느낌을 사용자가 체감하게 하기 위해서는 상대적으로 높은 주파수(250~500Hz)에서 구동하는 선형 진동자를 사용할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 통신 단말의 구성을 나타낸 도면,
도2a는 본 발명의 일 실시예에 따라 복수의 진동자를 장착한 이동 통신 단말을 나타낸 도면,
도2b와 도2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 통신 단말의 진동력 분포를 나타내 도면,
도3a와 도3b는 상하 방향감이 구현되도록 복수의 진동자를 장착한 경우 진동력 분포 실측 데이터를 나타낸 도면,
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 통신 단말의 동작을 나타낸 도면,
도5a 내지 도11은 본 발명의 다양한 일 실시예에 따른 진동 발생 예를 나타낸 도면.

Claims (18)

  1. 휴대 단말의 진동 발생 장치에 있어서,
    상기 휴대 단말 상에 일정 간격 이격된 위치에 장착되고, 서로 다른 공진 주파수를 가지는 복수의 진동자와,
    진동 이벤트에 따라 상기 복수의 진동자 각각의 진동 발생 패턴을 결정하고, 상기 진동 발생 패턴에 따라 상기 복수의 진동자 각각을 구동하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
  2. 제1항에 있어서, 터치스크린을 더 구비하며, 상기 진동 이벤트가 상기 휴대 단말에 구비된 터치스크린을 통해 디스플레이된 키 버튼에 대한 터치 입력이면, 상기 제어부는 상기 터치 입력이 발생한 시점에 제1공진 주파수를 가지는 진동자를 구동하고, 상기 터치 입력이 해제된 시점에 제2공진 주파수를 가지는 진동자를 구동함을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 복수의 진동자는 단일 진동 방향으로 진동이 발생되도록 장착되고, 구동되며, 상기 단일 진동 방향은 상기 휴대 단말의 정면을 기준으로 상하 방향 또는 좌우 방향 중 어느 한 방향이며, 상기 복수의 진동자는 상기 휴대 단말의 좌우 양 끝단 각각에 적어도 하나 이상 장착되거나, 상하 양 끝단 각각에 적어도 하나 이상 장착됨을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 터치스크린에서 현재 디스플레이된 데이터에 대한 스크롤 터치가 발생하면, 상기 제어부는 상기 스크롤 터치가 진행되는 방향에 대응하는 위치에서 진동이 발생하도록 상기 복수의 진동자를 구동함을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 터치스크린에서 현재 디스플레이된 데이터에 대한 플릭킹(flicking) 터치가 발생하면, 상기 제어부는 상기 플릭킹 터치가 진행되는 방향에 대응하여 데이터의 디스플레이 상태를 변경하여 화면을 전환하는 동시에, 상기 화면 전환이 시작되는 시점에 상기 플릭킹 터치가 시작된 위치에 대응하는 방향에서 진동을 발생시키는 제1진동자를 구동하고, 상기 화면 전환이 종료되는 시점에 상기 플리킹 터치가 종료된 위치에 대응하는 방향에서 진동을 발생시키는 제2진동자를 구동함으로써, 플링킹 터치가 진행되는 방향으로 진동이 발생하도록 상기 복수의 진동자를 구동함을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제어부는 상기 화면 전환이 시작될 때는 제1진동자를 일정 크기의 진동력이 발생되게 구동한 후, 점차적으로 진동력이 감소되게 구동하고, 상기 제2진동자를 특정 시점에서 최소치의 진동력이 발생되게 구동한 후 점차 적으로 진동력이 증가되도록 구동한 후, 상기 화면 전환이 종료되는 시점에 상기 일정 크기의 진동력이 발생되게 구동함을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
  7. 제3항에 있어서, 상기 터치스크린에서 오브젝트가 디스플레이된 상태에서, 터치 입력에 대응하여 상기 오브젝트의 디스플레이 위치가 변경되는 경우, 상기 제어부는 상기 오브젝트의 위치에 대응하는 지점에서 진동이 발생하도록 상기 복수의 진동자를 구동함을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
  8. 제3항에 있어서, 가속도 센서 및 각속도 센서를 더 구비하고, 상기 제어부는 상기 가속도 센서 및 상기 각속도 센서를 이용하여 상기 휴대 단말의 움직임을 파악하고, 상기 휴대 단말의 움직임에 대응하여 상기 터치스크린에서 오브젝트의 디스플레이 위치를 변경시키고, 동시에 상기 오브젝트의 위치에 대응하는 지점에서 진동이 발생하도록 상기 복수의 진동자를 구동함을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
  9. 제3항에 있어서, 가청 주파수 대역을 복수의 주파수 대역으로 분할하고, 상기 분할된 주파수 대역 별로 상기 복수의 진동자 각각의 진동력 및 진동력 유지 시간을 저장하는 메모리부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 오디오 출력시, 상기 출력되는 오디오에 포함된 주파수 성분을 분석하여 가장 많은 주파수 대역에 대응하는 진동자, 진동력, 진동력 유지 시간을 검출하여 상기 검출된 진동자를 구동함을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
  10. 휴대 단말의 진동 발생 방법에 있어서,
    진동 이벤트에 따라 복수의 진동자 각각의 진동 발생 패턴을 결정하는 과정과,
    상기 진동 발생 패턴에 따라 상기 복수의 진동자 각각을 구동하는 과정을 포함하며,
    상기 복수의 진동자는 휴대 단말 상에 일정 간격 이격된 위치에 장착되고, 서로 다른 공진 주파수를 가짐을 특징으로 하는 진동 발생 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 휴대 단말은 터치스크린을 더 구비하며, 상기 진동 이벤트가 상기 휴대 단말에 구비된 터치스크린을 통해 디스플레이된 키 버튼에 대한 터치 입력이면, 상기 터치 입력이 발생한 시점에 제1공진 주파수를 가지는 진동자를 구동하고, 상기 터치 입력이 해제된 시점에 제2공진 주파수를 가지는 진동자를 구동함을 특징으로 하는 진동 발생 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 복수의 진동자는 단일 진동 방향으로 진동이 발생되도록 장착되고, 구동되며, 상기 단일 진동 방향은 상기 휴대 단말의 정면을 기준으로 상하 방향 또는 좌우 방향 중 어느 한 방향이며, 상기 복수의 진동자는 상기 휴대 단말의 좌우 양 끝단 각각에 적어도 하나 이상 장착되거나, 상하 양 끝단 각각에 적어도 하나 이상 장착됨을 특징으로 하는 진동 발생 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 터치스크린에서 현재 디스플레이된 데이터에 대한 스 크롤 터치가 발생하면, 상기 스크롤 터치가 진행되는 방향에 대응하는 위치에서 진동이 발생하도록 상기 복수의 진동자를 구동함을 특징으로 하는 진동 발생 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 터치스크린에서 현재 디스플레이된 데이터에 대한 플릭킹(flicking) 터치가 발생하면, 상기 플릭킹 터치가 진행되는 방향에 대응하여 데이터의 디스플레이 상태를 변경하여 화면을 전환하는 동시에, 상기 화면 전환이 시작되는 시점에 상기 플릭킹 터치가 시작된 위치에 대응하는 방향에서 진동을 발생시키는 제1진동자를 구동하고, 상기 화면 전환이 종료되는 시점에 상기 플리킹 터치가 종료된 위치에 대응하는 방향에서 진동을 발생시키는 제2진동자를 구동함으로써, 플링킹 터치가 진행되는 방향으로 진동이 발생하도록 상기 복수의 진동자를 구동함을 특징으로 하는 진동 발생 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 화면 전환이 시작될 때는 제1진동자를 일정 크기의 진동력이 발생되게 구동한 후, 점차적으로 진동력이 감소되게 구동하고, 상기 제2진동자를 특정 시점에서 최소치의 진동력이 발생되게 구동한 후 점차 적으로 진동력이 증가되도록 구동한 후, 상기 화면 전환이 종료되는 시점에 상기 일정 크기의 진동력이 발생되게 구동함을 특징으로 하는 진동 발생 방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 터치스크린에서 오브젝트가 디스플레이된 상태에서, 터치 입력에 대응하여 상기 오브젝트의 디스플레이 위치가 변경되는 경우, 상기 오 브젝트의 위치에 대응하는 지점에서 진동이 발생하도록 상기 복수의 진동자를 구동함을 특징으로 하는 진동 발생 방법.
  17. 제12항에 있어서, 가속도 센서 및 각속도 센서를 더 구비하고, 상기 가속도 센서 및 상기 각속도 센서를 이용하여 상기 휴대 단말의 움직임을 파악하고, 상기 휴대 단말의 움직임에 대응하여 상기 터치스크린에서 오브젝트의 디스플레이 위치를 변경시키고, 동시에 상기 오브젝트의 위치에 대응하는 지점에서 진동이 발생하도록 상기 복수의 진동자를 구동함을 특징으로 하는 진동 발생 방법.
  18. 제12항에 있어서, 가청 주파수 대역을 복수의 주파수 대역으로 분할하고, 상기 분할된 주파수 대역 별로 상기 복수의 진동자 각각의 진동력 및 진동력 유지 시간을 저장하는 메모리부를 더 포함하고,
    오디오 출력시, 상기 출력되는 오디오에 포함된 주파수 성분을 분석하여 가장 많은 주파수 대역에 대응하는 진동자, 진동력, 진동력 유지 시간을 검출하여 상기 검출된 진동자를 구동함을 특징으로 하는 진동 발생 방법.
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