KR20120034974A

KR20120034974A - 피드백을 제공하는 입력 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20120034974A
Application number: KR1020100096398A
Authority: KR
Inventors: 김정현; 양현석; 장봉규
Original assignee: 고려대학교 산학협력단
Priority date: 2010-10-04
Filing date: 2010-10-04
Publication date: 2012-04-13
Also published as: KR101149469B1

Abstract

본 발명은 피드백을 제공하는 입력 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 입력 장치는 사용 공간에 고정된 몸체, 몸체에 구비되어 사용자로부터 몸체에 가해지는 가압 조작을 측정하는 복수 개의 압력 센서, 미리 설정된 복수 개의 명령들 중 압력 센서를 통해 측정된 측정값에 대응하는 명령을 식별하는 명령 식별부, 식별된 명령에 따라 사용자의 가압 조작을 시각적으로 표현한 영상을 생성하는 영상 생성부를 포함하고, 영상 생성부가 생성한 영상은 사용자를 통해 시각적으로 인지됨으로써 상기 고정된 몸체에 가하는 가압 조작에 사상된다.

Description

피드백을 제공하는 입력 장치 및 방법{Input device and method providing feedback}

본 발명은 피드백을 제공하는 입력 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 사용자의 조작에 대응하는 영상이 표시되는 환경에서 영상을 인식한 사용자가 자신의 조작에 대응하는 피드백을 제공받을 수 있는 입력 장치, 입력 방법 및 이를 기록한 기록매체에 관한 것이다.

인터페이스(interface)라 함은 하나의 시스템을 구성하는 하드웨어와 소프트웨어 또는 2개의 시스템이 상호 작용할 수 있도록 접속되는 경계(boundary)나 이 경계에서 상호 접속하기 위한 하드웨어, 소프트웨어, 조건, 규약 등을 포괄적으로 가리키는 용어이다. 컴퓨터 처리와 컴퓨터 통신에서는 인간과 프로그램이 상호 작용할 수 있게 하는 사용자 인터페이스(user interface, UI)와 같은 소프트웨어 인터페이스와 하드웨어 장치 간에 상호 작용할 수 있게 하는 하드웨어 인터페이스가 여러 수준에서 일어난다. 특히, 휴먼 인터페이스 장치(human interface device)는 사람과 컴퓨터간의 직접적인 상호작용을 위한 매개체로서, 사람의 입력을 컴퓨터로 전달하거나, 반대로 컴퓨터로부터의 결과물을 사람에게 전달할 수도 있다.

사람과 컴퓨터가 상호작용할 수 있는 통상적인 입력 장치 중, 가장 널리 알려진 것은 키보드와 마우스가 있다. 그러나, 이러한 통상적인 입력 장치들은 사용자의 입력만을 전달할 수 있고 사용자에게 어떠한 형태로도 피드백(feedback)을 주지 않는다. 컴퓨터가 만들어진 이래로 오랫동안 사용자의 입력만을 어떻게 하면 효과적이고 사용자가 느끼기에 직관적인 형태로 전달할 것인가에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.

이러한 형태의 인터페이스 연구 분야에서 사용자에게 전달되는 피드백을 고려한다는 것은 직관성을 떨어트리거나 사용자의 불편함을 유발한다. 심지어는 의도하지 않게 시스템의 복잡성을 초래하기도 한다. 이 때문에 일반 사용자에게 가장 익숙한 키보드, 마우스, 조이스틱과 같은 인터페이스에 진동을 발생시킬 수 있는 모터를 내장함으로써 충돌 상황에 대한 피드백을 주기도 하지만, 이러한 피드백은 단순히 충돌 유무만을 알 수 있을 뿐이고 충돌의 방향을 감지할 수는 없다.

한편, 마우스나 조이스틱과 같이 입력 장치를 직접 움직임으로써 움직인 거리만큼의 값에 따라 제어를 하는 입력 장치를 등장성 장치(isotonic device)라 말한다. 이러한 인터페이스 장치를 사용해서 가상공간이나 게임 같은 시각적 효과가 큰 콘텐츠를 제어할 때에 인터페이스 장치가 고정되어 있지 않음으로 인해 사용자는 장치로부터 어떠한 피드백도 느낄 수 없게 되고, 그 결과 몰입감을 크게 떨어트리는 결과가 나타나게 된다. 이러한 이유 때문에 기존의 입력 장치 또는 휴먼 인터페이스 장치를 통해서 사용자에게 역학적인 피드백 제공하는 것에 대한 문제점이 제기되었다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 입력 장치를 통해 사용자의 동작 및 조작을 직관적으로 전달할 수 없는 한계를 극복하고, 사용자의 입력에 대응하는 역학적인 피드백을 느낄 수 없는 문제점을 해결하는데 있다. 나아가 본 발명은 기존의 입력 장치 및 방법들이 사용자의 입력 및 그에 따른 피드백에 있어서 방향성을 체감할 수 없는 약점을 극복하고자 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 입력 장치는 사용 공간에 고정된 몸체; 상기 몸체에 구비되어 사용자로부터 상기 몸체에 가해지는 가압 조작을 측정하는 복수 개의 압력 센서; 미리 설정된 복수 개의 명령들을 저장하고, 상기 저장된 명령들 중 상기 복수 개의 압력 센서를 통해 측정된 측정값에 대응하는 명령을 식별하는 명령 식별부; 및 상기 식별된 명령에 따라 상기 사용자의 가압 조작을 시각적으로 표현한 영상을 생성하는 영상 생성부를 포함하고, 상기 영상 생성부가 생성한 영상은 상기 사용자를 통해 시각적으로 인지됨으로써 상기 고정된 몸체에 가하는 가압 조작에 사상된다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 입력 장치는 상기 영상 생성부가 생성한 영상 내의 충격 이벤트에 대응하여 진동을 발생시키는 적어도 하나 이상의 진동기를 상기 몸체에 구비한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 입력 장치의 영상 생성부는 복수 개의 압력 센서를 통해 측정된 측정값과 생성된 영상의 움직임을 대응시키고, 상기 생성된 영상은 물체의 움직임에 대한 저항을 시각적으로 표현하는 것이 바람직하다. 나아가, 상기 생성된 영상 내에서 물체의 움직임은 상기 저항의 크기에 반비례하게 표현됨으로써, 이를 인지한 사용자에게 가압 조작의 변화를 유도하는 것이 바람직하다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 입력 방법은 영상 내에 표현된 사물의 움직임을 인지한 사용자로부터 입력 장치의 고정된 몸체에 대한 가압 조작을 입력받는 단계; 상기 몸체에 구비된 복수 개의 압력 센서를 통해 상기 가압 조작을 측정하는 단계; 상기 측정된 측정값으로부터 소정 명령을 식별하는 단계; 및 상기 식별된 명령에 따라 상기 사용자의 가압 조작에 대응하도록 상기 영상 내의 사물의 움직임을 시각적으로 표현하는 단계를 포함하고, 상기 영상은 상기 고정된 몸체에 가하는 가압 조작에 사상된다.

또한, 이하에서는 상기 기재된 입력 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.

본 발명은 입력 장치의 몸체를 고정시키고, 사용자에게 제공되는 영상이 시각적으로 인지되어 사용자의 가압 조작에 사상됨으로써 입력 장치를 통해 사용자의 동작 및 조작을 직관적으로 표현할 수 있으며, 이러한 입력에 대응하는 역학적인 피드백을 사용자가 현실감 있게 체감할 수 있다. 나아가 본 발명은 입력 장치의 사용 공간 내에서 사용자의 동작 및 조작의 방향을 직관적으로 표현할 수 있으며, 그에 따른 피드백 역시 방향성을 갖고 제공하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피드백을 제공하는 입력 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피드백을 제공하는 입력 장치의 몸체와 몸체에 구비된 압력 센서를 도시한 측면도이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 장치를 통해 사용자가 압력을 가함으로써 명령을 표현하는 다양한 조작 방법을 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 피드백을 제공하는 입력 장치에서 각각의 처리 과정을 수행하는 구성들과 이들 구성을 전기적으로 연결한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 피드백을 제공하는 입력 방법을 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 피드백을 제공하는 입력 방법을 각각 압력 센서와 진동기를 제어하는 방법을 예시한 흐름도이다.

본 발명의 실시예들을 설명하기에 앞서, 본 발명이 속하는 기술분야의 입력 장치들의 문제점을 보다 구체적으로 고찰하고, 이에 대한 본 발명의 기본 아이디어에 대해 개괄적으로 소개하고자 한다.

앞서 설명한 바와 같이 현재까지의 휴먼 인터페이스 장치에 관한 연구들은 사용자가 간단한 입력을 통해 컴퓨터에게 명령을 전달할 수 있도록 하는데 목적을 둔 것들이 주된 흐름이었다. 그러던 중, 최근 대중적으로 보급된 게임기의 컨트롤러에서는 진동을 통해 사용자에게 역학적 피드백을 제공하고자 하는 노력들이 이루어지고 있다. 그러나 이러한 휴먼 인터페이스 장치들은 입력 장치에 마련된 버튼이나 조작 키를 통해 대응되는 소프트웨어의 특정 명령을 전달할 뿐, 사용자의 행위 그 자체가 직관적인 입력 행위가 되지는 않는다.

예를 들어, 게임 소프트웨어에서 문을 열기 위해 게임 내의 캐릭터의 손을 이용해 문을 밀치는(push) 동작은 사용자가 게임기의 컨트롤러의 특정 버튼을 누르는 동작에 의해 구현되지만, 이러한 버튼을 누르는 행위를 통해 게임 내에서 문을 밀치는 행위가 직관적으로 연결되지는 않는다.

등장성 장치(isotonic device)를 예로 들 경우, 컴퓨터 소프트웨어 내에서 구현된 캐릭터가 손으로 물건을 집어 다른 위치로 이동시키는 경우를 가정하자. 이 경우 보편적인 입력 장치인 마우스를 이용할 경우, 마우스를 이용하여 물건을 집는 행위는 '클릭(click)' 동작을 통해 구현될 것이고, 다른 위치로 이동시키기 위해서는 '드래그(drag)' 동작을 통해 구현될 것이며, 이동시킨 물건을 내려놓기 위해서는 마우스 버튼을 '드롭(drop)'하게 될 것이다. 이러한 등장성 장치의 경우 단지 가상 세계의 행위를 실 세계의 유사한 행위로 흉내를 내고 있는 정도에 불과한 것으로 사용자에게 보다 현실감 있는 체감을 제공한다고 하기에는 무리가 있다.

특히, 그 피드백에 있어서 입력 장치를 통한 현실 세계와 가상 세계의 몰입도 내지는 체감 정도는 더욱 차이가 날 수밖에 없다. 앞서 언급하였던 게임기 컨트롤러를 통한 진동의 경우, 사용자에게 단지 충돌 내지는 반발의 유무에 대한 정보만을 제공할 뿐으로, 입력 결과에 대한 단순 자극을 넘어서지는 못한다.

이상과 같은 한계들을 극복하기 위해 이하에서 기술될 본 발명의 다양한 실시예들은 사용자의 입력 행위 자체에 대한 물리적이고 역학적인 피드백을 제공하고자 한다. 이러한 피드백을 제공하기 위해 본 발명의 실시예들은 '작용과 반작용의 법칙'을 이용한다. '작용과 반작용의 법칙'은 뉴턴의 운동법칙으로 널리 알려진 것으로, A 물체가 B 물체에게 힘을 가하면('작용'이라고 명명한다.) B 물체 역시 A 물체에게 똑같은 크기의 힘을 가한다는 것('반작용'이라고 명명한다.)이다. 즉, 물체 A가 물체 B에 주는 작용과 물체 B가 물체 A에 주는 반작용은 그 크기는 같고 방향은 반대이다.

이와 같이 실생활에게 다루게 되는 물체들에게 가하는 모든 행위에는 힘이 따르게 된다. 물체의 무게가 '0'이거나 마찰력이 '0'이 아닌 이상 사람이 사물에 가하는 힘은 이러한 '작용과 반작용의 법칙'에 따르게 된다. '작용과 반작용의 법칙'을 입력 장치에 적용하면, 입력 장치에 어떠한 힘을 가하였을 때, 이러한 '작용'의 힘과 크기는 동일하되 방향이 반대인 '반작용'의 힘이 입력 장치로부터 사용자에게 가해져야 할 것이다. 즉, 입력 장치는 최초에 사용자로부터 입력되는 '작용'의 힘을 감지하고, 이에 대응하는 '반작용'의 힘을 생성하여 사용자에게 제공하여야 한다. 그런데, 종래의 등장성 장치를 통해 이러한 '반작용'의 힘을 생성하기 위해서는 많은 비용과 하드웨어 자원이 필요하다. 예를 들어, 마우스를 통해 사용자에게 '반작용'의 힘을 제공하기 위해서는 마우스를 쥐고 있는 사용자의 손해 물리적이고 역학적인 힘을 가할 수 있는 특정 기계 장치가 필요할 것이며, 이러한 장치는 필연적으로 장치의 복잡성과 생산 비용을 상승을 초래할 수밖에 없다.

따라서, 이하에서 기술될 본 발명의 실시예들은 고정된 형태의 등척성 장치(isometric device)를 통해 이러한 문제를 해결하고자 한다. 입력 장치가 사용 환경 내에서 고정될 경우, 사용자가 특정 동작이나 조작을 가한다는 것은 입력 장치에 직접적이고 물리적인 힘을 가한다는 것을 의미한다. 이 때, 입력 장치가 사용 환경 내에 고정되어 있기 때문에 사용자는 자신이 가한 힘에 대한 반대의 힘을 직접 체감할 수 있게 된다. 즉, 입력 행위에 대한 '반작용'의 힘을 느끼게 된다. 물론, 이 경우 고정된 입력 장치에 사용자의 입력 조작을 감지할 수 있는 감지 장치가 구현되어 있어야 함은 당연하다. 이러한 고정된 형태의 입력 장치를 통해 사용자는 쉽고 직관적으로 입력 행위에 대한 피드백을 얻을 수 있다.

한편, 사용자가 이러한 피드백을 보다 현실감 있게 체감하기 위해서 본 발명의 실시예는 시각적인 인지 효과를 이용한다. 시각적인 인지 효과란 입력 동작과 본 발명의 실시예들이 제공하는 영상 내의 사물의 움직임을 대응시킴으로써, 사용자로 하여금 영상과 사용자의 입력 행위를 동일시하도록 만드는 일종의 착각을 말한다. 따라서, 입력 장치를 고정시키고 시각적인 인지 효과를 제공함으로써 사용자는 마치 영상 내의 행위를 자신이 실제로 행동하고, 또 이에 따른 피드백을 받는다고 느낄 수 있다. 이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피드백을 제공하는 입력 장치를 도시한 도면으로써, 몸체(10), 압력 센서(20), 명령 식별부(30) 및 영상 생성부(40)를 포함한다.

몸체(10)는 사용 공간에 고정되어 사용자로부터 물리적인 조작을 받아들이고 다시 이에 대한 역학적인 피드백을 사용자에게 제공한다. 몸체(10)의 고정을 위해 고정 지지대(15) 등이 활용될 수 있다. 이러한 고정된 몸체(10)는 본 발명의 실시예들을 통해 복잡한 기계 장치의 도움 없이도 사용자에게 효과적인 피드백을 제공할 수 있는 수단이 된다. 도 1에서 이러한 고정 지지대(15)는 입력 장치의 몸체(10)에 체결되어 사용 공간 내의 바닥에 고정되는 형태로 예시되어 있으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 고정 수단을 활용하여 구현될 수 있음은 당연하다.

나아가, 고정된 몸체(10)는 막대(bar) 형태 또는 스티어링(steering) 형태 등 사용자가 조작에 용이한 형태로 구현될 수 있다. 만약 본 실시예의 입력 장치가 가상의 쇼핑몰을 대상으로 하고 있다면, 몸체(10)는 쇼핑 카트의 손잡이와 같은 막대 형태로 형성되는 것이 좋을 것이나, 본 실시예의 입력 장치가 파일럿(pilot)을 위한 비행 시뮬레이션 소프트웨어를 대상으로 하고 있다면, 몸체(10)는 항공기의 조종간과 유사한 형태의 스티어링 핸들(handle) 내지 스티어링 휠(wheel)의 형태로 형성되는 것이 바람직할 것이다. 따라서, 본 실시예의 입력 장치는 가상의 쇼핑몰뿐만 아니라 자전거, 모터사이클, 유모차, 우주선, 선박 및 항공기 조종과 같은 다양한 분야에 응용이 가능하다.

압력 센서(20)는 몸체(10)에 구비되어 사용자로부터 몸체에 가해지는 가압 조작을 측정한다. 이러한 압력 센서(20)는 복수 개 구비되는 것이 바람직하며, 사용자의 신체가 접촉하는 부분에 설치됨으로써 사용자로부터의 가압 조작을 측정할 수 있다. 본 실시예에서 몸체(10)는 막대(bar) 형태로 형성되어 있으므로 사용자가 몸체(10)를 움켜쥐고 사용할 경우, 이러한 사용자의 가압 조작을 정확히 측정하기 위해 막대 형태로 형성된 몸체(10)의 둘레에 압력 센서(20)가 설치될 수 있다. 또한, 사용자의 양 손을 사용한 입력을 정확하게 측정할 수 있도록 양 손에 대응하는 위치에 압력 센서(20)가 설치될 수 있다.

이러한 압력 센서(20)는 통상적으로 압력을 감지하기 위해 활용되고 있는 다양한 압력 감지 수단을 통해 구현될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 사용자로부터 입력되는 가압 조작의 세기를 측정할 수 있는 다양한 압력 감지 수단이 활용될 수 있음을 알 수 있다.

한편, 사용자로부터 부여되는 가압 조작을 보다 효과적으로 측정하기 위해 본 발명의 실시예는 몸체(10) 및 압력 센서(20)를 감싸는 손잡이(25)를 부가할 수 있다. 이러한 손잡이(25)는 넓은 부위에 걸쳐 사용자의 입력이 주어질 때 압력 센서(20)가 이러한 사용자의 입력을 보다 효과적으로 측정할 수 있도록 도와준다. 즉, 직접적으로 압력 센서에 사용자의 신체가 접촉하지 않은 경우라 할지라도 손잡이(25)를 통해 사용자의 물리적인 가압 조작이 압력 센서(20)에 전달될 수 있게 되다. 물론 이러한 경우 직접적으로 사용자의 가압 조작이 압력 센서(20)에 전달될 때보다는 상대적으로 약한 힘이 압력 센서(20)에 전달될 것이다.

따라서, 이러한 손잡이(25)는 부드러운 재질의 패드(pad)나 스프링과 같은 탄성력이 있는 지지대에 의해 지지되는 것이 바람직하다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 사용자로부터의 가압 조작을 효과적으로 압력 센서(20)에 전달할 수 있는 소재 및 구조를 가진 손잡이(25)를 본 발명이 구현되는 상황 및 실시예에 따라 적절히 활용할 수 있을 것이다.

명령 식별부(30)는 미리 설정된 복수 개의 명령들을 저장하고, 저장된 명령들 중 복수 개의 압력 센서(20)를 통해 측정된 측정값에 대응하는 명령을 식별한다. 이 때, 압력 센서(20)들과 명령 식별부(30)는 전기적인 매체를 통해 연결됨으로써, 압력 센서(20)를 통해 측정된 측정값이 전기적 형태의 신호로 명령 식별부(30)에 전달될 수 있다.

압력 센서(20)를 통해 측정된 측정값을 통해 명령 식별부(30)는 복수 개의 압력 센서(20)들 중 어떠한 압력 센서(20)를 통해 사용자의 가압 조작이 이루어졌는지를 알 수 있으며, 또 입력된 압력의 세기를 알 수 있다. 사용자는 가압 조작을 통해 명령을 표현하게 되므로, 압력 센서(20)는 측정된 측정값이 미리 저장된 복수 개의 명령들 중, 어떠한 명령에 해당하는지 여부를 판단함으로써 명령의 종류를 식별한다. 사용자의 명령을 표현하고, 식별하는 보다 구체적인 방법에 대해서는 이후 도 2 및 도 3a 내지 도 3e를 통해 다시 설명하도록 하겠다.

이러한 명령 식별부(30)는 전기적인 형태로 표현된 측정값을 수신하여 측정값의 조합이 어떠한 명령에 대응되는지를 검사하는 동작을 수행하여야 하므로 이러한 연산을 처리할 수 있는 처리기(processor) 및 이러한 연산에 필요한 기억공간(memory)을 통해 구현될 수 있으며, 필요에 따라서는 처리기와 기억공간 간의 데이터 처리를 적절하게 제어할 수 있는 제어기(controller)가 활용될 수도 있을 것이다. 이러한 처리기, 기억공간 및 제어기는 본 발명이 속하는 기술분야의 활용 환경이나 동작 환경을 고려하여 통상의 기술자에 의해 적절하게 선택될 수 있을 것이다. 또한, 미리 설정된 복수 개의 명령들을 저장하기 위해 이상의 기억공간이 활용될 수 있을 것이다. 나아가, 이러한 명령 식별 과정에는 이상에서 예시된 하드웨어들을 제어하기 위한 부가적인 소프트웨어 코드(code)도 활용될 수 있을 것이다.

영상 생성부(40)는 명령 식별부(30)를 통해 식별된 명령에 따라 사용자의 가압 조작을 시각적으로 표현한다. 이 때, 영상 생성부(40)가 생성한 영상은 사용자를 통해 시각적으로 인지됨으로써 사용자로 하여금 생성된 영상과 고정된 몸체(10)에 가하는 가압 조작을 사상(mapping)시킨다. 구체적으로 영상 생성부(40)는 복수 개의 압력 센서(20)를 통해 측정된 측정값(식별된 명령을 의미하며, 본 발명의 실시예에서 사용자의 가압 조작은 명령을 직관적으로 표현한다.)과 영상의 움직임을 대응시킨다. 즉, 영상 생성부(40)를 통해 앞서 설명한 시각적 인지 효과가 나타나게 된다.

기본적으로 영상 생성부(40)는 별도의 디스플레이 장치(45)를 통해 출력될 영상을 생성하며, 이러한 영상 내에 표현된 사물의 움직임을 명령 식별부(30)를 통해 식별된 명령에 따라 제어한다. 따라서, 영상 처리 및 명령에 따른 영상의 제어 과정을 처리할 수 있는 처리기 및 이러한 연산에 필요한 기억공간을 통해 구현될 수 있으며, 필요에 따라서는 처리기와 기억공간 간의 데이터 처리를 적절하게 제어할 수 있는 제어기가 활용될 수도 있을 것이다. 나아가, 이러한 영상 생성 과정에는 이상에서 예시된 하드웨어들을 제어하기 위한 부가적인 소프트웨어 코드도 활용될 수 있을 것이다.

한편, 영상 생성부(40)가 생성한 영상은 이를 인지한 사용자에게 가압 조작의 변화를 유도하도록 물체의 무게와 마찰력을 시각적으로 표현할 수 있다. 이를 위해 영상 생성부(40)는 복수 개의 압력 센서(20)를 통해 측정된 측정값과 영상의 움직임을 대응시키고, 생성된 영상을 통해 물체의 움직임에 대한 저항을 시각적으로 표현한다. 구체적으로 디스플레이 장치(45)를 통해 표시될 영상 내에서 사물의 속도, 무게(중력 및 인력에 의해 유발된 힘을 의미한다.), 유체(공기나 물과 같은 기체와 액체를 포함한다.)에 의한 저항력이나 마찰력을 조정함으로써 사용자로 하여금 입력 장치에 가하는 힘의 크기를 다르게 유도할 수 있다. 즉, 생성된 영상 내에서 물체의 움직임은 저항의 크기에 반비례하게 표현됨으로써, 이를 인지한 사용자에게 가압 조작의 변화를 유도한다.

이해를 돕기 위해 영상 생성부(40)가 가상 세계의 쇼핑몰을 구현하였다고 가정하자. 사용자는 본 발명의 실시예에서 제시하고 있는 입력 장치를 통해 자유롭게 쇼핑을 즐길 수 있는데, 쇼핑 카트에 물건이 가득 찼을 때와 비어 있을 때 사용자가 받는 느낌을 시각적 인지 효과를 이용하여 다르게 체감할 수 있다. 예를 들어, 쇼핑 카트가 비어 있을 때 사용자가 '100'이라는 힘을 주면 쇼핑 카트는 정상 속도(사람이 걷는 속도라고 가정하자.)로 이동하지만, 쇼핑 카트에 물건이 가득 찼을 때에는 사용자가 똑같은 '100'의 힘을 주더라도 쇼핑 카트는 정상 속도 이하도 이동하게끔 영상을 제어한다. 이 경우 사용자는 쇼핑 카트의 속도를 정상 속도로 유지하기 위해 좀 더 강한 힘을 주어야만 한다. 즉, 쇼핑 카트에 물건이 가득 찼을 때에는 사용자가 '200'의 힘을 주어야만 영상 내의 카트가 정상 속도로 이동하게끔 함으로써 사용자는 자연스럽게 쇼핑 카트가 무거워졌다고 착각하게 된다.

이러한 효과는 시각적인 인지 효과와 고정된 입력 장치를 통해 받는 '반작용'의 힘 때문이다. 다시 말해, 사용자가 '100'의 힘을 줄 경우 '100'의 피드백을 받게 되므로, '100'의 무게감을 갖는 쇼핑 카트를 체감할 수 있으며, 사용자가 '200'의 힘을 줄 경우 '200'의 피드백을 받게 되므로, '200'의 무게감을 갖는 쇼핑 카트를 체감할 수 있다.

한편, 상기된 본 발명의 실시예는 영상 생성부(40)가 생성한 영상 내의 충격 이벤트(event)에 대응하여 진동을 발생시키는 적어도 하나 이상의 진동기(50)를 더 포함할 수 있다. 여기서 충격 이벤트란 영상 내의 가상 환경에서 발생하는 충격을 의미하는 것으로, 예를 들어 쇼핑 카트가 벽이나 특정 사물에 부딪치는 상황에서 발생하는 충격이 될 수 있다. 진동기(50)는 몸체(10)에 소정 간격으로 배치되고 영상 생성부(40)를 통해 생성된 영상 내의 충격 이벤트의 방향과 위치를 고려하여 개별적으로 진동할 수 있다. 도 1에서 이러한 진동기(50)는 사용자의 양 손이 위치하는 위치를 중심으로 몸체(10) 내에 각각 2개씩 구비된 것을 예시하였으나, 구현되는 상황에 따라 다양한 방법으로 설치될 수 있을 것이다. 진동기(50)를 통해 사용자는 영상 생성부(40)를 통해 생성된 영상 내의 가상 세계에 좀 더 몰입하면서 생생한 진동 피드백을 통해 가상 체험을 즐길 수 있다.

이 때, 생성된 진동은 방향성을 가지므로 사용자는 충격 이벤트를 보다 생생하게 체감할 수 있다. 예를 들어, 쇼핑 카트가 가상의 쇼핑몰의 우측 벽에 부딪친 경우 입력 장치의 몸체(10)에 구비된 복수 개의 진동기(50) 중 사용자의 오른손에 근접한 진동기만이 진동을 생성함으로써 사용자에게 충격의 방향을 전달할 수 있다. 또한, 진동기(50)는 충격 이벤트의 세기에 따라 진동의 강도를 달리할 수 있을 것이다. 이러한 충격 이벤트의 세기는 영상 내의 사물의 이동 속도나 충격의 상대 객체의 무게 등과 같은 물리적인 성질에 따라 달라질 수 있을 것이다. 예를 들어, 쇼핑 카트가 매우 빠른 속도로 이동 중에 특정 사물과 부딪친 경우에 더 큰 충격을 받을 수 있으므로 진동기(50)를 통해 발생하는 진동 역시 상대적으로 더 강할 것이다.

이러한 진동기(50)는 회전을 통해 진동을 발생시키는 구동 모터(motor) 등과 같이 진동 발생 수단을 이용해 구현될 수 있으며, 본 발명에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 이러한 진동기(50)를 구현할 수 있는 다양한 진동 발생 수단을 본 발명의 실시예에 적절히 활용할 수 있다. 또한, 진동기(50)는 영상 생성부(40)와 전기적으로 연결되어 영상 내의 충격 이벤트에 따라 생성된 진동 발생 명령을 전기적 신호로 수신할 수 있어야 할 것이다. 필요에 따라서는 이러한 명령을 발생시키는 별도의 제어기 내지는, 이러한 하드웨어들을 제어하기 위한 부가적인 소프트웨어 코드가 활용될 수 있을 것이다.

상기된 본 발명의 실시예들에 따르면 입력 장치의 몸체를 고정시키고, 사용자에게 제공되는 영상이 시각적으로 인지되어 사용자의 가압 조작에 사상됨으로써 입력 장치를 통해 사용자의 동작 및 조작을 직관적으로 표현할 수 있으며, 이러한 입력에 대응하는 역학적인 피드백을 사용자가 현실감 있게 체감하는 것이 가능하다. 나아가 상기 실시예들은 입력 장치의 사용 공간 내에서 사용자의 동작 및 조작의 방향을 직관적으로 표현할 수 있으며, 그에 따른 피드백 역시 방향성을 갖고 제공하는 것이 가능하다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피드백을 제공하는 입력 장치의 몸체와 몸체에 구비된 압력 센서를 도시한 측면도로서, 도 1에 도시된 몸체(10)의 단면을 분리하여 도시하였다.

도 2에서 몸체(10)는 사용 공간 내에서 움직이지 않도록 고정 지지대(15)에 의해 고정되어 있으며, 사용자의 손이 몸체(10)를 움켜쥘 때 받는 힘을 측정하기 위한 압력 센서(20)를 앞뒤로 구비하고 있다. 이 경우, 사용자가 몸체(10)를 움켜쥐는 동작에 의해 몸체(10)의 양쪽에 구비된 2 개의 압력 센서(20) 모두가 사용자의 가압 조작을 감지할 수 있을 것이다. 나아가 영상 내의 충격 이벤트를 사용자에게 진동을 통해 피드백을 제공할 수 있도록 진동기(50)가 몸체(10) 내에 구비될 수 있다. 물론 진동기(50)의 설치 위치는 사용자에게 진동이 전달될 수 있는 한, 자유롭게 결정될 수 있을 것이다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이 압력 센서(20)로 하여금 가압 조작의 측정을 보다 용이하도록 하기 위해 손잡이(25)가 압력 센서(20)를 감싸도록 형성되어 있다. 이러한 손잡이(25)는 부드러운 재질의 패드로 가공될 수 있으며, 몸체(10)의 넓은 면적에 걸쳐 형성됨으로써 사용자의 가압 조작에 민감하도록 할 수 있다. 이러한 손잡이의 재질 및 구조는 그 본질 및 구성으로 인한 효과가 유지되는 한도 내에서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 적절하게 변형되어 구현될 수 있다.

이상에서 설명한 구조의 입력 장치를 통해 사용자로부터 가해진 가압 조작에 대한 압력의 정도 및 사용자의 가압 위치를 포함하는 측정값을 얻을 수 있으며, 앞서 도 1을 통해 설명한 명령 식별부(30)는 이러한 측정값으로부터 압력의 정도 및 가압 위치의 조합에 대응하는 명령을 식별할 수 있다. 보다 구체적인 가압 조작 및 명령의 표현은 이하의 도면을 통해 설명하겠다.

도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 장치를 통해 사용자가 압력을 가함으로써 명령을 표현하는 다양한 조작 방법을 예시한 도면으로, 이하에서는 쇼핑몰에서 쇼핑 카트를 이용하는 상황을 가정하고 입력 장치를 조작하는 방법을 설명하도록 하겠다. 또한, 사용자의 가압 조작의 예로는 밀고, 당기고, 쥐고, 비트는 동작을 제시하고 있다. 앞서 도 2를 통해 설명한 바와 같이 복수 개의 압력 센서는 입력 장치의 몸체에 일정한 간격으로 배치되어 사용자로부터 입력되는 하나 이상의 동작을 보다 정밀하게 측정할 수 있다.

도 3a는 사용자가 쇼핑 카트의 손잡이를 사용하듯이 입력 장치의 몸체를 미는 동작을 예시하고 있다. 이 경우 사용자의 양 손의 손바닥이 입력 장치의 몸체에 압력을 가하게 되므로 몸체에 구비된 압력 센서 중 손바닥 방향의 센서들이 이러한 가압 조작을 감지하게 된다. 비록 도 3a에는 손잡이(몸체를 감싸는 패드를 의미한다.)를 도시하지 않았지만, 손잡이를 통해 사용자의 가압 동작에 의한 '작용'의 힘이 전면부의 센서들에 적절히 분배된다.

도 3a와 같은 가압 조작에 대응하여 본 발명의 실시예에 따른 입력 장치는 사용자의 가압 조작이 양 손의 손바닥 방향에 위치한 센서들을 통해 수신된 측정값들을 통해 사용자의 동작이 쇼핑 카트를 미는 동작이라고 인식하게 되고, 이를 '푸쉬(push)' 명령으로 식별하게 된다. 그러면, 식별된 '푸쉬' 명령에 따라 생성된 영상 내에서 가상의 쇼핑 카트가 전진하게 된다. 즉, 사용자의 미는 동작이 매우 직관적으로 가상 공간 내의 쇼핑 카트를 미는 행위로 구현되는 것이다.

도 3b는 사용자가 쇼핑 카트를 후진시키듯이 입력 장치의 몸체를 당기는 동작을 예시하고 있다. 이 경우 사용자의 양손의 손가락 부분이 입력 장치의 몸체의 배면에 압력을 가하게 되므로 배면(손가락 방향을 의미한다.)에 구비된 압력 센서들이 이러한 가압 조작을 감지하게 된다. 이렇게 측정된 측정값으로부터 본 발명의 실시예에 따른 입력 장치는 입력된 명령이 '풀(pull)' 명령이라고 식별하게 되고 쇼핑 카트를 후진시키는 영상을 생성하게 된다.

다음으로 도 3c는 사용자가 쇼핑 카트를 움켜쥐듯이 입력 장치의 몸체를 감싸쥐는 동작을 예시하고 있다. 이 경우 사용자의 손가락 부분과 손바닥 부분이 모두 입력 장치의 몸체에 구비된 압력 센서를 자극하게 되므로 이들 압력 센서들은 가압 조작을 감지하게 된다. 이러한 명령은 쇼핑 카트가 특정 저항으로부터 제자리를 유지하는 명령으로 해석될 수도 있고, 움직이던 중에 쇼핑 카트를 정지시키기 위한 명령으로 해석될 수도 있을 것이다. 이러한 명령의 해석 내지 식별은 본 발명의 실시예들이 구현되는 상황에 따라 적절한 명령으로 부여되어 미리 설정될 수 있다.

이어서 도 3d 및 도 3e는 사용자가 쇼핑 카드의 방향을 바꾸는 상황과 유사하게 한 쪽 손은 당기고 다른 쪽 손은 미는 동작을 예시하고 있다. 이 경우 당기는 쪽은 손가락 부분에 위치한 압력 센서들이 가압 조작을 감지하고, 미는 쪽은 손바닥 부분에 위치한 압력 센서들이 가압 조작을 감지하게 된다. 이렇게 측정된 측정값으로부터 본 발명의 실시예에 따른 입력 장치는 입력된 명령이 '턴(turn)' 명령이라고 식별하게 되고 쇼핑 카트를 좌측 또는 우측으로 회전시키는 영상을 생성하게 된다.

이상에서 쇼핑 카트를 조작하기 위한 간단한 입력 방법을 예시하였으나, 상기 예시된 입력 방법 외에도 다양한 조작 방법을 설정하여 활용하는 것이 가능할 것이다. 예를 들어, 가상 공간인 쇼핑몰에서 쇼핑 카트를 단지 좌측 또는 우측으로 이동시키는 상황이 발생할 경우, 사용자는 입력 장치의 좌측 또는 우측 손잡이를 움켜쥐는 동작을 통해 '이동' 명령을 입력할 수 있을 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 피드백을 제공하는 입력 장치(100)에서 각각의 처리 과정을 수행하는 구성들과 이들 구성을 전기적으로 연결한 블록도이다. 도 4에 도시된 각각의 구성 요소들은 이미 도 1을 통해 구체적으로 설명된 바 있으므로, 여기에서는 입력 장치(100) 내의 전기적 신호의 흐름을 중심으로 설명하도록 하겠다.

우선, 사용자로부터의 가압 조작을 압력 센서(20)가 측정하면, 이러한 입력 신호를 제어부(60)로 전달한다. 여기서 제어부(60)는 앞서 도 1에서는 직접적으로 제시되지 않았으나 압력 센서(20) 및 명령 식별부(30)와 같은 하드웨어를 제어하기 위해 활용될 수 있다고 간략히 언급된 바 있다. 즉, 제어부(60)는 아날로그 신호를 수신하여 디지털 신호로 변형한 후, 이러한 디지털 신호를 명령 식별부(30)에 전달하기 위해 압력 센서(20)를 제어하는 역할을 수행한다.

압력 센서(20)를 통해 측정된 측정값은 제어부(60)를 경유하여 명령 식별부(30)에 전달되고, 식별된 명령은 다시 영상 생성부(40)에 전달된다. 영상 생성부(40)는 이러한 사용자의 가압 조작에 대응하는 영상을 생성하여 출력한다.

한편, 영상 내에서 충격 이벤트가 발생한 경우 영상 생성부(40)는 충격 이벤트에 대응하는 진동 명령을 생성하여 제어부(60)에 전달한다. 그러면 제어부(60)는 진동기(50)로 하여금 충격 이벤트에 대응하는 진동을 생성한다. 이러한 진동기(50)를 통한 진동의 생성은 압력 센서(20)를 통한 가압 조작의 측정과 동시에 병렬적으로 수행될 수 있으며, 이러한 병렬적인 동작을 제어하기 위해 제어부(60)가 활용될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 피드백을 제공하는 입력 방법을 도시한 흐름도로서, 다음의 단계들을 포함한다.

510 단계에서 영상 내에 표현된 사물의 움직임을 인지한 사용자로부터 입력 장치의 고정된 몸체에 대한 가압 조작을 입력받는다. 이 때, 입력 장치의 몸체가 고정됨으로써 사용자에게 '작용과 반작용의 법칙'에 따른 피드백을 제공할 수 있다.

520 단계에서는 입력 장치의 몸체에 구비된 복수 개의 압력 센서를 통해 상기 가압 조작을 측정하며, 이러한 측정값은 압력의 정도 및 사용자의 가압 위치를 포함한다. 이 과정은 도 1에서 설명한 가압 센서(20)의 동작에 대응하는 것으로 여기서는 구체적인 설명을 생략한다.

530 단계에서는 520 단계를 통해 측정된 측정값으로부터 소정 명령을 식별한다. 이를 위해 520 단계는 미리 설정된 복수 개의 명령들을 저장하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 측정값으로부터 얻을 수 있는 압력의 정도 및 가압 위치의 조합에 대응하는 명령을 저장된 명령들 중에서 선택한다. 이 과정은 도 1에서 설명한 명령 식별부(30)의 동작에 대응하는 것으로 여기서는 구체적인 설명을 생략한다.

540 단계에서는 530 단계를 통해 식별된 명령에 따라 사용자의 가압 조작에 대응하도록 영상 내의 사물의 움직임을 시각적으로 표현한다. 이 때, 생성된 영상은 입력 장치의 고정된 몸체에 가하는 사용자의 가압 조작에 사상됨으로써 체감 효과를 극대화시킨다. 또한, 540 단계에서 생성된 영상은 물체의 움직임에 대한 저항을 시각적으로 표현하게 되고, 영상 내에서 물체의 움직임은 이러한 저항의 크기에 반비례하게 표현됨으로써, 이를 인지한 사용자에게 가압 조작의 변화를 유도한다. 이 과정은 도 1에서 설명한 영상 생성부(40)의 동작에 대응하는 것으로 여기서는 구체적인 설명을 생략한다.

한편, 본 발명의 실시예는 550 단계를 통해 영상 내의 충격 이벤트에 대응하여 입력 장치의 몸체에 구비된 진동기를 통해 진동을 발생시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 과정은 도 1에서 설명한 진동기(50)의 동작에 대응하는 것으로 여기서는 구체적인 설명을 생략한다.

상기된 본 발명의 실시예에 따르면 입력 장치를 통해 사용자의 동작 및 조작을 직관적으로 표현할 수 있으며, 이러한 입력에 대응하는 역학적인 피드백을 사용자가 현실감 있게 체감하는 것이 가능하다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 피드백을 제공하는 입력 방법을 각각 압력 센서와 진동기를 제어하는 방법을 예시한 흐름도이며, 본 실시예를 구현할 수 있는 보다 구체적인 구성을 제시하고자 한다. 본 실시예에서 압력 센서에는 가압 조작에 대한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변형하는 ADC(analog-to-digital converter)가 부가될 것이고, 진동기는 PWM(pulse-width modulation) 채널을 이용하여 출력의 세기를 제어할 수 있는 진동 모터가 구동에 활용될 것이다. 또한, 이들 하드웨어를 인식하고 제어하기 위한 제어 장치로서 AVR과 같은 MCU(micro controller unit)가 활용될 수 있다. 나아가 명령 식별부 및 영상 생성부는 컴퓨터와 같은 범용 처리기를 통해 구현될 수 있는데, 이러한 컴퓨터와 MCU와의 통신에는 RS-232C와 같은 규격의 시리얼 통신이 활용될 수 있다. 이하에서는 이러한 구체적인 구성들이 어떠한 순서에 따라 동작하는지를 설명하도록 한다.

610 단계에서 ADC를 초기화하고 압력 센서의 입력을 준비한다. 610 단계와 병렬적으로 620 단계에서는 PWM를 초기화하고 진동을 생성하기 위한 신호를 출력할 준비를 한다. 630 단계에서는 RS-232C를 초기화하고 통신을 준비한다.

이상과 같이 각각의 하드웨어들이 준비되면, 640 단계에서 입력 장치(보다 구체적으로는 압력 센서를 의미한다.)는 ADC로부터 입력받은 측정값을 신호 처리한다. 본 발명의 실시예에서는 사용자의 가압 조작을 인식하기 위해 4 개의 ADC 채널을 통해 측정값을 입력받는다고 가정한다. 따라서, 압력 센서를 통해 측정된 4 채널의 입력값을 이용하여 미리 정의된 방법에 따라 다양한 상호작용 코드와 압력의 세기를 측정값으로 표현한다.

입력받은 측정값은 650 단계를 통해 RS-232C를 통해 명령 식별부에 전송된다. 'A' 과정은 송신된 측정값으로부터 명령을 식별하여 대응하는 영상을 생성하는 과정을 나타내는 것으로, ADC로부터 전달받은 4개의 압력 센서 값으로부터 사용자의 가압 조작(밀고, 당기고, 쥐고, 비트는 등 동작이 될 수 있다.)을 인식한다. 이를 위해 입력 장치의 몸체의 각부에 구비된 압력 센서에 대응하는 채널에 대해 측정값을 검사한다. 검사 방법은 입력 장치의 구현 환경에 따라 다양하게 정의될 수 있으며, 전진, 후진 또는 회전 등의 사용자의 행위 자체를 인식할 뿐만 아니라 그 행위에 따른 힘의 세기도 함께 인식한다. 영상 생성에 관한 구체적인 설명은 생략한다.

한편, 영상 내의 충격 이벤트를 처리하는 과정이 'B'를 통해 수행된다. 편의상 충격 이벤트에 따른 진동 명령 생성에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 이렇게 생성된 진동 명령은 660 단계에서 RS-232C를 통해 진동기에 수신된다. 본 발명의 실시예에서는 사용자 피드백을 위해 4 개의 진동 모터가 사용한다고 가정하였으므로 4 개의 PWM 채널(8 bit PWM를 사용한다.)을 이용하여 출력의 세기를 제어한다. 이어서, 670 단계에서는 수신된 명령에 따라 미리 정의된 충격 피드백을 구현하기 위해 PWM에서 렌더링(진동을 발생시킴을 의미한다.)을 작동시킨다.

본 실시예에서 MCU를 통해 상기된 2 가지 주요 기능인 'ADC 채널을 통한 압력 센서 인식 및 신호 입력' 기능과 'PWM 채널을 통한 사용자에게의 피드백 전달(진동 신호 출력)' 기능이 병렬적으로 동시에 처리되고, 또한 컴퓨터와 실시간으로 송수신이 이루어진다.

이상의 입력 장치를 통한 사용자의 입력 행위들은 모두 실생활에서 사람이 취하는 동작과 매우 유사하다. 또한, 본 실시예에서 입력 장치의 채널은 4 개로 구현되었으므로 본 장치의 입력 채널로부터 총 16 개의 서로 다른 명령을 정의할 수 있다. 특히, 압력 센서에 작용하는 힘에 따라 입력의 종류를 달리할 수도 있기 때문에 실질적으로 본 실시예를 통해 구현될 수 있는 입력의 종류는 16 가지 이상이 될 수 있다.

상기된 본 발명의 실시예에 따르면 고정되어 있는 입력 장치를 통해 사용자의 행동을 직관적으로 표현할 수 있으므로 사용자의 행동 그대로를 컴퓨터에 대한 명령으로 바꾸어 입력함으로써 직관성을 높였고, 시각적 인지 효과를 통한 몰입과 진동 모터를 통한 충돌 피드백을 체감할 수 있다. 특히, 시각적 인지 효과는 게임, 가상환경 또는 컴퓨터상에서 사용자에게 시각적으로 표현될 수 있는 모든 응용 프로그램에서 구현될 수 있는 효과이므로 프로그램의 성격에 따라 다양한 피드백을 제공하는 것이 가능해지며 이상에서 예시된 프로그램뿐만 아니라 시각적으로 표현된 여타의 응용 프로그램에서도 적용이 가능하다.

한편, 본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.

이상에서 본 발명에 대하여 그 다양한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명에 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 피드백을 제공하는 입력 장치
10 : 몸체 15 : 고정 지지대
20 : 압력 센서 25 : 손잡이(패드)
30 : 명령 식별부
40 : 영상 생성부 45 : 디스플레이 장치
50 : 진동기
60 : 제어부

Claims

사용 공간에 고정된 몸체;
상기 몸체에 구비되어 사용자로부터 상기 몸체에 가해지는 가압 조작을 측정하는 복수 개의 압력 센서;
미리 설정된 복수 개의 명령들을 저장하고, 상기 저장된 명령들 중 상기 복수 개의 압력 센서를 통해 측정된 측정값에 대응하는 명령을 식별하는 명령 식별부; 및
상기 식별된 명령에 따라 상기 사용자의 가압 조작을 시각적으로 표현한 영상을 생성하는 영상 생성부를 포함하고,
상기 영상 생성부가 생성한 영상은 상기 사용자를 통해 시각적으로 인지됨으로써 상기 고정된 몸체에 가하는 가압 조작에 사상(mapping)되는 것을 특징으로 하는 입력 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 측정값은 압력의 정도 및 사용자의 가압 위치를 포함하고,
상기 명령 식별부는 상기 압력의 정도 및 상기 가압 위치의 조합에 대응하는 명령을 선택하는 것을 특징으로 하는 입력 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 사용자의 가압 조작은 밀고, 당기고, 쥐고, 비트는 동작 중 적어도 하나 이상의 동작을 포함하며,
상기 복수 개의 압력 센서는 상기 몸체에 소정 간격으로 배치되어 상기 사용자로부터 입력되는 하나 이상의 동작을 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는 입력 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 영상 생성부는 상기 복수 개의 압력 센서를 통해 측정된 측정값과 상기 영상의 움직임을 대응시키고,
상기 생성된 영상은 물체의 움직임에 대한 저항을 시각적으로 표현한 것을 특징으로 하는 입력 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 생성된 영상 내에서 물체의 움직임은 상기 저항의 크기에 반비례하게 표현됨으로써, 이를 인지한 사용자에게 가압 조작의 변화를 유도하는 것을 특징으로 하는 입력 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 영상 생성부가 생성한 영상 내의 충격 이벤트(event)에 대응하여 진동을 발생시키는 적어도 하나 이상의 진동기를 더 포함하고,
상기 진동기는 상기 몸체에 구비되는 것을 특징으로 하는 입력 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 진동기는 상기 몸체에 소정 간격으로 배치되고 상기 영상 내의 충격 이벤트의 방향과 위치를 고려하여 개별적으로 진동하는 것을 특징으로 하는 입력 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 고정된 몸체는 막대(bar) 형태 또는 스티어링(steering) 형태 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 입력 장치.
영상 내에 표현된 사물의 움직임을 인지한 사용자로부터 입력 장치의 고정된 몸체에 대한 가압 조작을 입력받는 단계;
상기 몸체에 구비된 복수 개의 압력 센서를 통해 상기 가압 조작을 측정하는 단계;
상기 측정된 측정값으로부터 소정 명령을 식별하는 단계; 및
상기 식별된 명령에 따라 상기 사용자의 가압 조작에 대응하도록 상기 영상 내의 사물의 움직임을 시각적으로 표현하는 단계를 포함하고,
상기 영상은 상기 고정된 몸체에 가하는 가압 조작에 사상되는 것을 특징으로 하는 입력 방법.
제 9 항에 있어서,
미리 설정된 복수 개의 명령들을 저장하는 단계를 더 포함하고,
상기 측정값은 압력의 정도 및 사용자의 가압 위치를 포함하며,
상기 소정 명령을 식별하는 단계는 상기 저장된 명령들 중 상기 압력의 정도 및 상기 가압 위치의 조합에 대응하는 명령을 선택하는 것을 특징으로 하는 입력 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 영상은 물체의 움직임에 대한 저항을 시각적으로 표현하고,
상기 영상 내에서 물체의 움직임은 상기 저항의 크기에 반비례하게 표현됨으로써, 이를 인지한 사용자에게 가압 조작의 변화를 유도하는 것을 특징으로 하는 입력 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 영상 내의 충격 이벤트에 대응하여 상기 몸체에 구비된 진동기를 통해 진동을 발생시키는 단계를 더 포함하는 입력 방법.
제 9 항 내지 제 12 항 중에 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.