KR20120068469A - 터치스크린을 이용한 촉각 출력 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터치스크린을 이용한 촉각 출력 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 전자석(electromagnet)이 내장된 터치 펜을 통해 터치스크린이 조작되면, 터치스크린으로부터의 터치 정보를 입력받는 터치 입력부, 터치 정보에 근거하여 인식된 터치 좌표에 해당되는 터치스크린 상의 조작 객체(object) 및 터치 좌표의 변화에 따른 터치 진행 방향을 인식하는 조작 인식부, 조작 객체를 분석하여 조각 객체의 분석 결과와 터치 진행 방향에 따른 자력의 방향 및 세기를 결정하는 판단부, 및 자력의 방향 및 세기에 따라 터치스크린 하단에 배치된 자성 패널(magnetic panel)의 자력을 조절하는 자력 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

터치스크린을 이용한 촉각 출력 장치 및 그 방법{Apparatus for tactile output using touch screen and method thereof}
본 발명은 터치스크린을 이용한 촉각 출력 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터치 스크린상의 움직임에 따라 촉각적인 사실감을 전달하도록 하는 터치스크린을 이용한 촉각 출력 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
터치스크린을 내장한 디스플레이 장치는 사용자가 직접 화면에 접촉한 상태에서 입력행위를 할 수 있다. 이때, 사용자는 입력 장치가 미끄러지는 터치 스크린 특유의 촉감을 느낄 수 있다.
그러나, 물건을 끌어 이동시키거나 버튼을 누르는 등의 행위에 대한 사실적인 느낌을 받을 수는 없다. 예를 들어, 사용자가 버튼을 누를 경우, 사용자는 버튼이 실제로 잘 눌렸는지 확신할 수 없다.
최근 들어, 터치스크린을 이용한 입력 시스템에서는 사용자에게 사실적인 느낌을 전달하기 위한 기술들이 적용되고 있다. 대표적인 예로는, 진동 모터를 이용한 촉각적인 느낌을 전달하는 방식이 있다.
그러나, 진동 모터와 같은 기존의 방식은 줄 수 있는 힘의 종류가 진동과 진동의 패턴으로 한정되어 있어 다양한 촉각적 느낌을 사실적으로 표현하는데 한계가 있다.
본 발명의 목적은, 사용자가 터치스크린을 조작하는 경우 자성 패널과 전자석을 이용하여 다양한 촉각을 재현하도록 함으로써 터치스크린을 조작하는 사용자에게 사실적인 느낌을 전달하도록 하는 터치스크린을 이용한 촉각 출력 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치스크린을 이용한 촉각 출력 장치는, 전자석(electromagnet)이 내장된 터치 펜을 통해 터치스크린이 조작되면, 상기 터치스크린으로부터의 터치 정보를 입력받는 터치 입력부, 상기 터치 정보에 근거하여 인식된 터치 좌표에 해당되는 상기 터치스크린 상의 조작 객체(object) 및 상기 터치 좌표의 변화에 따른 터치 진행 방향을 인식하는 조작 인식부, 상기 조작 객체를 분석하여 상기 조각 객체의 분석 결과와 상기 터치 진행 방향에 따른 자력의 방향 및 세기를 결정하는 판단부, 및 상기 자력의 방향 및 세기에 따라 상기 터치스크린 하단에 배치된 자성 패널(magnetic panel)의 자력을 조절하는 자력 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치스크린을 이용한 촉각 출력 방법은, 전자석(electromagnet)이 내장된 터치 펜을 통해 터치스크린이 조작되면, 상기 터치스크린으로부터의 터치 정보를 입력받는 단계, 상기 터치 정보에 근거하여 인식된 터치 좌표에 해당되는 상기 터치스크린 상의 조작 객체(object) 및 상기 터치 좌표의 변화에 따른 터치 진행 방향을 인식하는 단계, 상기 조작 객체를 분석하여 상기 조각 객체의 분석 결과와 상기 터치 진행 방향에 따른 자력의 방향 및 세기를 결정하는 단계, 및 상기 자력의 방향 및 세기에 따라 상기 터치스크린 하단에 배치된 자성 패널(magnetic panel)의 자력을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 자성 패널과 전자석을 이용하여 터치스크린을 조작하는 사용자에게 다양한 촉각을 재현할 수 있을 뿐만 아니라, 그로 인해 사용자에게 사실적인 느낌을 전달할 수 있는 이점이 있다.
또한, 사용자에게 입력 행위에 대한 사실적인 느낌을 증가시켜 적극적인 참여를 유발하고 학습 및 흥미 증대 등의 효과를 가져올 수 있는 이점이 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 터치스크린을 이용한 촉각 출력 장치의 구성을 설명하는데 참조되는 도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 터치스크린을 이용한 촉각 출력 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3 내지 도 7 은 본 발명에 따른 터치스크린을 이용한 촉각 출력 장치의 총각 출력에 따른 실시예를 도시한 예시도이다.
도 8 은 본 발명에 따른 터치스크린을 이용한 촉각 출력 방법에 대한 동작 흐름을 도시한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 터치스크린을 이용한 촉각 출력 장치의 구성을 설명하는데 참조되는 도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 터치스크린을 이용한 촉각 출력 장치(이하, '촉각 출력 장치'라 칭함)는 터치스크린(10)의 하단에 배치된 자성 패널(magnetic panel)(20)과 터치 펜(touch pen)(30)에 내장된 전자석(electromagnet)(40)의 상호 작용에 의해 다양한 촉각을 출력하게 된다.
여기서, 자성 패널(20)은 일정 두께 이하의 얇은 패널 형태를 갖는다. 또한, 자성 패널(20)의 성분은 전자석(40)에 반응하여 자기력(이하, '자력'이라 칭함)을 발생시키는 철, 구리 및 영구자석 등이 사용될 수 있다. 따라서, 전자석(40)이 내장된 터치 펜(30)을 이용하여 터치스크린(10)을 조작하는 경우, 자성 패널(20)은 전자석(40)과 반응하여 자력을 발생시킨다.
일 예로서, 촉각 출력 장치는 자성 패널(20)과 전자석(40) 사이의 인력 또는 척력을 이용하여 촉각을 출력할 수 있으며, 인력과 척력의 세기를 조절하는 것으로 다른 형태의 촉각을 출력할 수도 있다. 이로써, 촉각 출력 장치는 자력을 이용하여 드레깅, 버튼 클릭 등의 다양한 조작행위에 대한 촉각적 느낌을 표현하는 것이 가능하다.
촉각 출력 장치에 대한 구체적인 구성 설명은 도 2를 참조하도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 촉각 출력 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 촉각 출력 장치는 터치 입력부(110), 화면 출력부(120), 제어부(130), 조작 인식부(140), 판단부(150), 및 자력 조절부(160)를 포함한다. 여기서, 제어부(130)는 촉각 출력 장치의 각 부 동작을 제어한다.
터치 입력부(110)는 사용자에 의해 터치스크린(10)이 조작되면, 터치스크린(10)을 통한 터치 정보가 입력된다. 일 예로서, 터치 입력부(110)는 터치스크린(10)이 조작되면, 해당 위치의 좌표 정보 등이 입력된다.
한편, 화면 출력부(120)는 터치스크린(10)을 통해 입력된 터치 정보에 따른 동작 정보를 터치스크린(10)으로 출력한다. 따라서, 터치스크린(10)을 통해 동작 정보가 표시된다.
조작 인식부(140)는 터치 입력부(110)를 통해 터치스크린(10)의 터치 좌표 정보가 입력되면, 입력된 좌표에 해당되는 화면의 조작 객체(object)를 인식한다. 또한, 조작 인식부(140)는 일정 시간 동안 입력되는 좌표 변화에 따른 터치 진행 방향 등을 인식한다.
판단부(150)는 조작 인식부(140)에 의해 인식된 화면상의 조작 객체를 분석한다. 또한, 판단부(150)는 조작 객체의 분석 결과와 터치 진행 방향에 따른 자력의 방향 및 세기를 결정한다.
이때, 판단부(150)는 조작 객체의 특성 및 조작 객체의 상황에 따라 터치 진행 방향 또는 그 반대 방향으로 자력을 제공할 것인지를 결정한다. 또한, 판단부(150)는 조작 객체의 특성에 따라 자력의 세기를 결정한다.
일 예로서, 조작 객체가 무거운 물체이고, 사용자가 터치 펜(30)을 이용하여 조각 객체를 끌어당기는 상황이라면, 판단부(150)는 자력의 방향을 터치 진행 방향과 반대 방향으로 결정하고, 자력의 세기가 일정 이상이 되도록 한다. 한편, 조각 객체가 소용돌이에 빨려드는 상황이라면, 판단부(150)는 위에서 아래 방향으로 자력의 방향을 결정한다.
자력 조절부(160)는 판단부(150)에 의해 결정된 자력의 방향 및 세기에 따라 자성 패널(20)의 자력을 조절한다.
일 예로서, 판단부(150)에 의해 자력의 방향은 터치 진행 방향과 반대 방향이고, 자력의 세기가 전체 10 단계 중 7 단계로 결정되었다면, 자력 조절부(160)는 사용자가 터치 펜(30)을 이용하여 터치스크린(10) 조작 시 터치 펜(30)의 진행 방향과 반대 방향으로 7 단계의 자력을 발생시킨다. 이 경우, 사용자는 터치스크린(10) 상에서 조작 객체를 힘들게 당기는 촉각적 느낌을 받게 된다.
이때, 터치 펜(30) 조작에 따라 자성 패널(20)을 통해 제공되는 자력 방향에 대한 실시예는 도 3 내지 도 7을 참조하도록 한다.
도 3 및 도 4는 터치스크린(10)의 수평 방향으로 자력을 제공하는 실시예를 나타낸 것이다.
먼저, 도 3은 사용자가 터치 펜(30)을 이용하여 터치스크린(10)을 이동할 때, 펜의 진행 방향과 동일한 방향으로 자력을 제공하는 예를 나타낸 것이다. 도 3의 경우, 사용자는 터치 펜(30)을 이동하는 경우 같은 방향으로 자력이 제공되므로, 계속해서 밀리는 촉각적 느낌을 받게 된다.
한편, 도 4는 사용자가 터치 펜(30)을 이용하여 터치스크린(10)을 이동할 때, 펜의 진행 방향과 반대 방향으로 자력을 제공하는 예를 나타낸 것이다. 도 4의 경우, 사용자는 터치 펜(30)을 이용하는 경우 반대 방향으로 자력이 제공되므로, 계속해서 당겨지는 촉각적 느낌을 받게 된다.
한편, 도 5 내지 도 7은 터치스크린(10)의 수직 방향으로 자력을 제공하는 실시예를 나타낸 것이다.
먼저, 도 5 및 도 6은 위에서 아래 방향, 즉, 터치스크린(10) 방향으로 자력을 제공하는 예를 나타낸 것이다. 이 경우, 도 5에서와 같이 터치 펜(30)을 위쪽으로 이동할 경우 사용자는 아래쪽으로 펜을 당기는 촉각적 느낌을 받게 된다. 한편, 도 6에서와 같이 터치 펜(30)을 아래쪽으로 이동할 경우 사용자는 터치스크린(10)에서 펜을 빨아들이는 듯한 촉각적 느낌을 받게 된다.
도 7은 도 5 및 도 6과 반대로, 아래서 위 방향, 즉, 터치스크린(10)의 반대 방향으로 자력을 제공하는 예를 나타낸 것이다. 도 7에서와 같이, 터치 펜(30)을 아래쪽으로 이동하는 경우 사용자는 펜을 밀어내는 듯한 촉각적 느낌을 받게 된다. 도면에는 도시하지 않았으나, 터치스크린(10)의 반대 방향으로 자력을 제공하는 경우 터치 펜(30)을 위로 이동하면 사용자는 터치스크린(10)의 반대 방향으로 튕겨 나가는 듯한 촉각적 느낌을 받게 된다.
물론, 도 3 내지 도 7의 실시예는 자력의 세기에 따라 사용자가 느끼는 촉각적 느낌은 다를 것이다. 이와 같이, 본 발명에 따른 촉각 출력 장치는 터치스크린(10) 하단의 자성 패널(20)과 터치 펜(30) 내부의 전자석(40)을 이용하여 사용자에게 다양한 촉각적 느낌을 제공하는 것이 가능하게 된다.
도 8은 본 발명에 따른 터치스크린을 이용한 촉각 출력 방법에 대한 동작 흐름을 도시한 순서도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 촉각 출력 장치는 사용자가 터치 펜(30)을 이용하여 터치스크린(10)을 조작하면, 터치스크린(10)의 터치 조작을 인식한다(S100).
이때, 촉각 출력 장치는 터치스크린(10)이 조작된 터치 좌표 및 터치 진행 방향 등을 확인한다(S110). 촉각 출력 장치는 'S110' 과정에서 확인된 터치 좌표에 해당되는 화면의 조작 객체를 인식하고, 인식된 조작 객체를 분석한다(S120). 여기서, 촉각 출력 장치는 조각 객체의 특성을 분석한다. 일 예로서, 촉각 출력 장치는 조작 객체가 버튼인지, 다른 물체인지 등을 분석한다.
이후, 촉각 출력 장치는 조작 객체의 분석 결과와 터치 진행 방향에 따른 자력의 방향 및 세기를 결정한다(S130). 즉, 촉각 출력 장치는 자력을 터치스크린(10)의 수평방향으로 제공할 것인지 혹은 수직 방향으로 제공할 것인지를 결정하고, 터치 진행 방향 또는 그 반대 방향으로 자력을 제공할 것인지 등을 결정한다.
'S130' 과정에서 자력의 방향 및 세기가 결정되면, 촉각 출력 장치는 터치스크린(10)상에서 사용자로부터의 터치 펜(30) 조작에 따라 자성 패널(20)의 자력을 조절하여(S140), 사용자에게 촉각적 느낌을 제공한다.
이상과 같이 본 발명에 의한 터치스크린을 이용한 촉각 출력 장치 및 그 방법은 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다.
10: 터치스크린 20: 자성 패널
30: 터치 펜 40: 전자석
110: 터치 입력부 120: 화면 출력부
130: 제어부 140: 조작 인식부
150: 판단부 160: 자력 조절부

Claims (1)

  1. 전자석(electromagnet)이 내장된 터치 펜을 통해 터치스크린이 조작되면, 상기 터치스크린으로부터의 터치 정보를 입력받는 터치 입력부;
    상기 터치 정보에 근거하여 인식된 터치 좌표에 해당되는 상기 터치스크린 상의 조작 객체(object) 및 상기 터치 좌표의 변화에 따른 터치 진행 방향을 인식하는 조작 인식부;
    상기 조작 객체를 분석하여 상기 조각 객체의 분석 결과와 상기 터치 진행 방향에 따른 자력의 방향 및 세기를 결정하는 판단부; 및
    상기 자력의 방향 및 세기에 따라 상기 터치스크린 하단에 배치된 자성 패널(magnetic panel)의 자력을 조절하는 자력 조절부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린을 이용한 촉각 출력 장치.
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