KR20130025759A - 파형 생성기를 이용한 햅틱 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 명세서는 디스플레이부에 대응하여 어레이 형태로 배열되고, 고유의 공진 주파수에 의해 가진되어 햅틱 피드백을 생성하는 복수의 가진부, 상기 복수의 가진부를 가진 시키기 위한 파형을 생성하는 파형 생성부, 및 입력에 따라 상기 복수의 가진부 중 가진 되어야 할 하나 이상의 가진부를 결정하고, 상기 가진부를 가진 시키기 위한 상기 고유의 공진 주파수를 갖는 파형을 생성하도록 상기 파형 생성부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 장치에 관한 것이다.
또한, 본 명세서는 입력에 따라 복수의 가진부 중 가진 되어야 할 하나 이상의 가진부를 결정하는 단계, 상기 결정된 하나 이상의 가진부를 가진 시키기 위한 고유의 공진 주파수를 갖는 파형을 생성하는 단계, 및 상기 파형에 의해 상기 가진부가 가진되어 햅틱 피드백을 생성하는 단계를 포함하는 햅틱 장치 제어 방법에 관한 것이다.

Description

파형 생성기를 이용한 햅틱 장치 및 그 제어 방법{HAPTIC APPARATUS USING A WAVEFORM GENERATOR AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 명세서는 파형 생성기를 이용한 햅틱 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

전자 기기 제조자들은 사용자를 위한 양질의 인터페이스를 제작하기 위해 노력하고 있다. 기존의 기기들은 사용자에게 피드백을 제공하기 위해 시각적 또는 청각적 신호를 사용한다. 몇몇 인터페이스 기기들에서, 운동 감각성(kinesthetic) 피드백(예를 들어, 액티브 피드백, 저항력(resistive force) 피드백 등) 및/또는 촉각성(tactile) 피드백(예를 들어, 진동(vibration), 텍스처(texture), 열 등)이 사용자에게 제공된다. 이러한 피드백들은 일반적으로 "햅틱(haptic) 피드백"으로 알려져 있다.

햅틱 피드백은 사용자 인터페이스를 향상시키고 단순화시키는 신호들을 제공할 수 있다. 구체적으로, 진동 효과 또는 진동 촉각(vibrotactile) 햅틱 효과는 전자 기기의 사용자에게 특정한 이벤트를 경보하거나 특정 신호를 알리는데 유용할 수 있다. 또는 상기와 같은 햅틱 효과는 시뮬레이션 된 환경 또는 버추얼(virtual) 환경에서 보다 큰 감각적 몰입(sensory immersion)을 생성하도록 실질적인 피드백을 제공할 수 있다.

햅틱 피드백을 제공하는 셀룰러 폰, 개인 정보 단말기(PDA), 휴대용 게임 단말기 및 다양한 휴대용 전자 기기의 활용은 계속해서 증가하고 있다. 예를 들어, 몇몇 휴대용 게임 어플리케이션은 햅틱 피드백을 제공하도록 구성된 제어 장치(예를 들어, 조이 스틱 등)와 유사한 방식으로 진동할 수 있다. 추가로, 셀룰러 폰 및 PDA와 같은 기기들은 진동을 통해 사용자에게 다양한 경보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 셀룰러 폰은 진동에 의해 수신된 전화를 사용자에게 알릴 수 있다. 유사하게, PDA는 스케줄링 된 캘린더 아이템에 대하여 진동을 통해 사용자에게 경보하거나 "해야할 일(to do)" 리스트 아이템 또는 캘린더 약속(appointment)에 대한 진동 리마인더(reminder)를 사용자에게 제공할 수 있다.

최근에는, 전자 기기가 터치스크린(touchscreen) 전용 인터페이스를 선호하고 물리적 버튼으로부터 벗어나 유연성의 증가, 부품 수의 감소, 파손되기 쉬운 기계적 버튼에 대한 의존성 감소를 가져오고 있으며, 제품 설계에 있어 떠오르는 트렌드 선상에 있다. 터치스크린 입력 기기를 사용할 때, 버튼 구동을 통한 기계적 확인 등은 햅틱을 통해 시뮬레이션 될 수 있다. 이 경우 터치스크린 표면 전체가 아닌 국부적인 부위에서 선택적으로 햅틱 피드백을 제공하기 위하여 로컬 햅틱 기술의 연구가 진행 중이다. 로컬 햅틱 기술의 관련 연구 동향은 표면을 어레이(array)로 나누어 인터페이스 표면의 햅틱 피드백을 제공하기 위한 미래 기술 기반 연구가 활발하다.

이러한 휴대용 기기를 생산하는데 있어서, 비용의 고려는 중요한 이슈가 된다. 따라서 햅틱 효과를 생성하기 위해 저가의 액추에이터(actuator) 즉, 불균형 회전 질량(eccentric rotating mass; ERM) 모터, 피에조(Piezo) 모터, 전자기 모터 또는 전기 활성 폴리머(EAP) 등을 사용한다.

그러나 인터페이스 표면을 어레이로 나눈 로컬 햅틱 기기의 경우, 어레이 각각에 액추에이터 소자를 넣어야 하기 때문에, 기기의 전체적인 부피가 매우 커지고 파워 소모가 상당하여 상용화가 현실적으로 불가능하다.

본 명세서는 장치의 부피와 파워 소모를 줄이고 효율적으로 햅틱 피드백을 생성하기 위해 파형 생성기를 이용한 햅틱 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.

본 명세서에 개시된 햅틱 장치는, 디스플레이부에 대응하여 어레이 형태로 배열되고, 고유의 공진 주파수에 의해 가진되어 햅틱 피드백을 생성하는 복수의 가진부, 상기 복수의 가진부를 가진 시키기 위한 파형을 생성하는 파형 생성부, 및 입력에 따라 상기 복수의 가진부 중 가진 되어야 할 하나 이상의 가진부를 결정하고, 상기 가진부를 가진 시키기 위한 상기 고유의 공진 주파수를 갖는 파형을 생성하도록 상기 파형 생성부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수의 가진부에 대한 각각의 상기 고유의 공진 주파수가 저장된 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 저장부는, 상기 복수의 가진부에 대한 각각의 상기 고유의 공진 주파수를 룩업 테이블(look-up table) 형태로 저장하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수의 가진부에 각각 물리적으로 결합되어 상기 가진부가 원래 위치를 이탈하지 않고 상기 햅틱 피드백을 형성할 수 있도록 지지하는 복수의 스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 파형 생성기는, 복수의 파형을 생성하고, 상기 복수의 파형을 중첩하여 상기 고유의 공진 주파수를 갖는 맥놀이 파형을 생성하는 것을 특징을 한다.

또한, 상기 고유의 공진 주파수는, 상기 복수의 가진부 중 인접한 가진부에 대하여 10Hz 이상의 차이를 갖도록 설정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 파형은, 음파, 초음파, 전자기파 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 파형은, 상기 가진부를 향하는 특정 방향에 대해서만 생성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 햅틱 피드백은, 진동, 소리, 램프 및 열 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 햅틱 피드백을 생성하기 위한 명령을 포함하는 입력을 검출하는 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에 개시된 햅틱 장치 제어 방법은, 입력에 따라 복수의 가진부 중 가진 되어야 할 하나 이상의 가진부를 결정하는 단계, 상기 결정된 하나 이상의 가진부를 가진 시키기 위한 고유의 공진 주파수를 갖는 파형을 생성하는 단계, 및 상기 파형에 의해 상기 가진부가 가진되어 햅틱 피드백을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하나 이상의 가진부를 결정하는 단계는, 상기 입력에 대응하는 상기 고유의 공진 주파수를 검색하는 단계, 및 상기 검색된 고유의 공진 주파수를 갖는 하나 이상의 가진부를 가진 되어야 할 가진부로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고유의 공진 주파수는, 상기 복수의 가진부 중 인접한 가진부에 대하여 10Hz 이상의 차이를 갖도록 설정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 파형은, 음파, 초음파, 전자기파 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 파형은, 상기 가진부를 향하는 특정 방향에 대해서만 생성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 파형을 생성하는 단계는, 복수의 파형을 생성하는 단계, 및 상기 복수의 파형을 중첩하여 상기 고유의 공진 주파수를 갖는 맥놀이 파형을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징을 한다.

또한, 상기 햅틱 피드백은, 진동, 소리, 램프 및 열 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 햅틱 피드백을 생성하기 위한 명령을 포함하는 상기 입력을 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 명세서에 개시된 햅틱 장치 및 그 제어 방법은, 햅틱 장치의 국부적인 부위에서 선택적으로 햅틱 피드백을 제공함으로써, 다수의 버튼, 특정 기능 또는 특정 이벤트를 햅틱 피드백만으로 구별할 수 있으므로 일반인에게 제공되는 햅틱 장치뿐만 아니라 시각 장애인을 위한 햅틱 장치까지 그 활용도를 향상시킨다.

또한, 본 명세서에 개시된 햅틱 장치 및 그 제어 방법은, 파형 생성기를 이용하여 주파수에 따라 햅틱 장치의 국부적인 부위에서 햅틱 피드백 생성을 가능하게 함으로써, 기존에 엑추에이터를 이용한 햅틱 장치에 비해 햅틱 장치의 부피를 줄이고 파워 소모를 줄여 효율적으로 햅틱 장치의 상용화를 가능하게 한다.

도 1은 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 햅틱 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 햅틱 장치의 구동부를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 구동부가 햅틱 패드 형태로 구현된 경우의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 구동부가 터치 패널 일체형 햅틱 패드 형태로 구현된 경우의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 햅틱 장치 제어 과정을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 햅틱 장치에 있어서 다수의 버튼에 대해 설정된 주파수 그래프를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 햅틱 장치에 있어서 맥놀이 현상을 이용한 신호파 생성을 나타낸 도면이다.
도 8 내지 도 18은 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 햅틱 장치가 다수의 버튼 또는 특정 기능의 실행에 따라 햅틱 피드백을 생성하는 예를 나타낸 도면이다.
도 19 내지 도 22는 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 햅틱 장치가 특정 이벤트의 경보에 따라 햅틱 피드백을 생성하는 예를 나타낸 도면이다.

본 명세서에 개시된 실시 예들은, 스탠드 얼론(stand alone)으로 구성될 수 있을 뿐만 아니라, 이동 단말기(Mobile Terminal), 텔레매틱스 단말기(Telematics Terminal), 스마트 폰(Smart Phone), 휴대 단말기(Portable Terminal), 개인 정보 단말기(Personal Digital Assistant : PDA), 휴대용 멀티미디어 플레이어(Portable Multimedia Player : PMP), 노트북 컴퓨터, 태블릿 PC(Tablet PC), 와이브로(Wibro) 단말기, IPTV(Internet Protocol Television) 단말기, 텔레비전(Television), 3D 텔레비전, 영상 기기, 텔레매틱스(Telematics) 단말기, 내비게이션(Navigation) 단말기, AVN(Audio Video Navigation) 단말기 등과 같이 다양한 단말기에 적용될 수 있다.

본 명세서에 개시된 실시 예들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 파일 데이터, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(Floptical disk)와 같은 자기-광매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기의 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 예도 마찬가지다.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 명세서에 개시된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다." 또는 "포함한다." 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 그 기술의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예들을 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 햅틱 장치의 구성을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 햅틱 장치(100)는 입력부(110), 센서부(120), 저장부(130), 제어부(140) 및 구동부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 입력부(110)는 사용자에 의하여 상기 햅틱 장치(100)의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다. 상기 입력부(110)는 키 패드(key pad), 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다.

상기 센서부(120)는 근접센서(121), 압력센서(122) 및 터치 센서(123) 등을 포함할 수 있다.

상기 근접센서(121)는 상기 햅틱 장치(100)로 접근하는 물체나, 상기 햅틱 장치(100)에 접근하는 물체의 유무 등을 기계적 접촉이 없이 검출할 수 있다. 상기 근접센서(121)는 교류자계 또는 정자계의 변화, 또는 정전용량의 변화율 등을 이용하여 물체를 검출할 수 있다. 상기 근접센서(121)는 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.

상기 압력센서(122)는 상기 햅틱 장치(100)에 압력이 가해지는지 여부와, 그 압력의 크기 및 압력이 가해진 위치 등을 검출할 수 있다. 상기 압력센서(122)는 사용환경에 따라 상기 햅틱 장치(100)에서 압력의 검출이 필요한 부위에 부분적으로 설치될 수 있다. 만일, 상기 압력센서(122)가 상기 디스플레이부(160)에 설치되는 경우, 상기 압력센서(122)에서 출력되는 신호에 따라, 상기 디스플레이부(160)를 통한 터치 입력과, 터치 입력보다 더 큰 압력이 가해지는 압력 터치 입력을 식별할 수 있다. 또한, 상기 압력센서(122)에서 출력되는 신호에 따라, 압력 터치 입력시 상기 디스플레이부(160)에 가해지는 압력의 크기도 알 수 있다.

상기 터치 센서(123)는 상기 햅틱 장치(100)에 일어나는 접촉의 유무와 그 접촉의 위치 등을 검출할 수 있다. 상기 터치 센서(123)는 접촉이 일어났을 때 발생하는 정전용량의 변화 또는 전자의 이동 등을 이용하여 접촉을 검출할 수 있다. 상기 터치 센서(123)는 피크 비교 방식 또는 주파수 변환 방식을 이용하여 정전용량의 변화 또는 전자의 이동을 감지할 수 있다. 상기 터치 센서(123)는 상기 햅틱 장치(100)에 일어나는 단일 접촉뿐만 아니라 복수의 동시에 일어나는 접촉의 유무 및 그 위치 등을 검출할 수 있다.

상기 저장부(130)는 상기 햅틱 장치(100)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 상기 저장부(130)는 상기 햅틱 장치(100)를 구성할 수 있는 터치스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 햅틱 피드백, 예를 들어 진동, 소리, 램프 또는 열 등에 관한 데이터를 저장할 수 있다.

본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따르면, 상기 저장부(130)는 상기 햅틱 장치(100)의 동작에 필요한 다수의 버튼, 기능 또는 이벤트에 대한 속성 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 상기 속성 정보는 다수의 버튼, 기능 또는 이벤트에 대한 이름, 각 버튼의 위치, 크기, 기능의 종류, 이벤트의 종류 등을 포함할 수 있다.

또한, 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따르면, 상기 저장부(130)는 상기 햅틱 장치(100)가 햅틱 피드백을 제공하기 위해 설정되는 주파수를 저장할 수 있다. 상기 주파수는 상기 구동부(150)를 구성하는 복수의 가진부에 대한 각각의 고유의 공진 주파수일 수 있다. 이때, 상기 저장부(130)는 상기 각각의 고유의 공진 주파수를 룩업 테이블(look-up table) 형태로 저장할 수 있다. 이때, 상기 고유의 공진 주파수는 인접한 가진부에 대하여 10Hz 이상의 차이를 갖도록 설정될 수 있다.

또한, 상기 저장부(130)는 운영 체제(Operating System), 무선통신부(미도시) 기능을 수행하는 모듈, 상기 입력부(110)와 함께 동작하는 모듈, A/V 입력부(미도시)와 함께 동작하는 모듈, 상기 디스플레이부(160)와 함께 동작하는 모듈을 포함하는 소프트웨어 컴포넌트들이 저장될 수 있다. 상기 운영 체제(예를 들어, LINUX, UNIX, OS X, WINDOWS, Chrome, Symbian, iOS, Android, VxWorks 또는 기타 임베디드 운영체제)는 메모리 관리, 전력 관리 등과 같이 시스템 작업(tasks)들을 제어하기 위한 다양한 소프트웨어 컴포넌트들 및/또는 드라이버들을 포함할 수 있다.

또한, 상기 저장부(130)는 상기 햅틱 장치(100)의 제어 또는 햅틱 피드백과 관련된 설정 프로그램을 저장할 수 있다. 상기 설정 프로그램은 상기 제어부(140)에 의하여 실행될 수 있다.

또한, 상기 저장부(130)는 어플리케이션 제공 서버(예를 들어, 앱스토어 등)로부터 다운로드 한 햅틱 피드백과 관련된 어플리케이션(application)을 저장할 수 있다. 상기 햅틱 피드백 관련 어플리케이션은 햅틱 피드백을 제어하기 위한 프로그램으로, 상기 햅틱 장치(100)는 해당 프로그램을 통해 상기 햅틱 장치(100)를 제어하거나 햅틱 피드백을 생성할 수 있다.

상기 저장부(130)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 xD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입인 저장매체를 포함할 수 있다. 상기 햅틱 장치(100)는 인터넷(Internet) 상에서 상기 저장부(130)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다.

상기 제어부(140)는 상기 햅틱 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(140)는 상기 햅틱 장치(100)가 동작하기 위한 각 구성 부분의 제어를 수행할 수 있다.

본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따르면, 상기 제어부(120)는 상기 햅틱 장치(100)의 햅틱 피드백 생성에 관한 처리를 수행할 수 있다. 상기 제어부(120)의 햅틱 피드백 생성 과정은 이하 도 5 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명한다.

상기 구동부(150)는 햅틱 피드백을 제공할 수 있다. 상기 구동부(150)는 일반적으로 솔레노이드 액추에이터, 피에조 액추에이터, 소정의 기계구조와 결합된 전기 활성 폴리머 또는 형상기억합금 등으로 구성될 수 있다.

본 명세서에 개시된 실시 예에 따르면, 상기 구동부(150)는 어레이부(151) 및 파형 생성부(152)를 포함할 수 있다.

상기 어레이부(151)는 상기 햅틱 장치(100) 표면을 임의의 형태로 분할하여 국부적으로 햅틱 피드백을 생성할 수 있다. 상기 어레이부(151)는 가진 상태로 전환 되어 햅틱 피드백을 형성하는 복수의 가진부 및 상기 생성된 파형에 의하여 진동하고, 상기 복수의 가진부에 각각 연결되어 상기 진동을 상기 가진부로 전달하여 상기 가진부를 가진 상태로 전환시키는 복수의 스프링을 포함할 수 있다.

또한, 상기 파형 생성부(152)는 파형을 생성하는 초소형 장치로 상기 어레이부(151)를 국부적으로 가진 상태로 전환할 수 있다. 상기 어레이부(151)와 상기 파형 생성부(152)의 구체적인 작용은 이하 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.

추가로, 상기 햅틱 장치(100)는 디스플레이부(160)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 디스플레이부(160)는 상기 햅틱 장치(100)에서 처리되는 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 디스플레이부(160)는 상기 햅틱 장치(100)의 동작에 필요한 다수의 버튼을 표시하고, 상기 햅틱 장치(100)로의 접촉에 의해 실행된 결과 등을 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)로 표시할 수 있다. 또는 상기 디스플레이부(160)는 상기 햅틱 장치(100)의 기능의 실행 또는 이벤트의 경보를 알리는 UI 또는 GUI를 표시할 수 있다.

상기 디스플레이부(160)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

이들 중 일부 디스플레이는 그를 통해 외부를 볼 수 있도록 투명형 또는 광투과형으로 구성될 수 있다. 이는 투명 디스플레이라 호칭 될 수 있는데, 상기 투명 디스플레이의 대표적인 예로는 TOLED(Transparent OLED) 등이 있다. 상기 디스플레이부(160)의 후방 구조 또한 광 투과형 구조로 구성될 수 있다.

상기 햅틱 장치(100)의 구현 형태에 따라 상기 디스플레이부(160)는 2개 이상 존재할 수 있다. 예를 들어, 상기 햅틱 장치(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격적, 또는 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.

또한, 상기 디스플레이부(160)는 터치 동작을 감지하는 상기 터치 센서(123)와 상호 레이어 구조를 이룰 수 있다. 이 경우, 상기 디스플레이부(160)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 만일, 상기 디스플레이부(160)가 터치스크린으로 구성되는 경우, 터치스크린 패널, 터치스크린 패널 제어기 등을 포함할 수 있다. 상기 터치 센서(123)는, 예를 들어, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드, 터치 패널 등의 형태를 가질 수 있다.

상기 터치 센서(123)는 상기 디스플레이부(160)의 특정 부위에 가해진 압력 또는 상기 디스플레이부(160)의 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력 신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 상기 터치 센서는 터치 되는 위치 및 면적뿐만 아니라, 터치 시의 압력까지도 검출할 수 있도록 구성될 수 있다.

상기 터치 센서(123)에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호는 터치 제어기로 보내질 수 있다. 터치 제어기는 그 신호를 처리한 다음 대응하는 데이터를 상기 제어부(140)로 전송할 수 있다. 이로써, 상기 제어부(140)는 상기 디스플레이부(160)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있다.

도 1에 도시한 상기 햅틱 장치(100)의 구성 요소가 모두 필수 구성 요소인 것은 아니며, 도 1에 도시한 구성 요소보다 많거나 적은 구성 요소에 의해 상기 햅틱 장치(100)가 구현될 수 있다.

도 2는 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 햅틱 장치의 구동부를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 상기 구동부(150)는 어레이부(151) 및 파형 생성부(152)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 어레이부(151)는 상기 햅틱 장치(100) 표면을 임의의 형태로 분할하여 국부적으로 햅틱 피드백을 제공할 수 있게 한다. 상기 어레이부(151)는 상기 햅틱 장치(100)의 후면에 위치하거나, 정면에서 상기 디스플레이부(160)와 동등하게, 또는 다른 측면에 위치할 수 있다. 또한, 상기 어레이부(151)는 상기 디스플레이부(160)에 대응하여 상기 어레이부(151)에 포함된 복수의 가진부(1511)를 어레이 형태로 배열할 수 있다.

상기 어레이부(151)는 복수의 가진부(1511) 및 복수의 스프링(1512)을 포함할 수 있다.

상기 복수의 가진부(1511)는 소형 모터 또는 공진 모터 등으로 구성될 수 있으며, 비 가진 상태에서 가진 상태로 전환되면 햅틱 피드백을 형성할 수 있다. 구체적으로, 상기 햅틱 장치(100)에 햅틱 피드백을 생성하기 위한 명령을 포함하는 입력이 검출되면, 비가진 상태에 있던 상기 가진부(1511)는 상기 파형 생성부(152)에서 생성된 파형에 의해 가진 상태로 전환될 수 있다. 가진 상태의 상기 가진부(1511)는 진동, 소리, 램프 및 열 중 하나 이상을 포함하는 햅틱 피드백을 외부로 전달할 수 있다.

상기 복수의 가진부(1511)는 각각 고유의 강성도를 가지며, 따라서 상기 가진부(1511)를 최대 진폭으로 진동시킬 수 있는 고유의 공진 주파수를 각각 가질 수 있다. 상기 파형 생성부(152)는 상기 가진부(1511)를 최대 진폭으로 진동하는 가진 상태로 전환하기 위해 상기 고유의 공진 주파수를 갖는 파형을 생성할 수 있다.

상기 스프링(1512)은 탄성력을 갖는 스프링 등으로 구성될 수 있으며 같이 물리적으로 가진부(1511)와 결합되어 상기 가진부(1511)가 원래 위치를 이탈하지 않고 상하 또는 좌우의 햅틱 피드백을 유지할 수 있도록 할 수 있다.

상기 가진부(1511) 및 상기 스프링(1512)은 하나의 스프링-가진부 시스템(Spring-mass System)을 구성하여 햅틱 피드백을 생성할 수 있다.

상기 파형 생성부(152)는 파형을 생성하는 초소형 장치로 임의의 주파수를 갖는 파형을 생성한다. 상기 파형 생성부(152)는 음파 또는 초음파 출력 모듈로 구성되어 음파 또는 초음파를 생성하거나, 솔레노이드 또는 전자석 등으로 구성되어 전자기파 등을 생성할 수 있다.

상기 파형이 방향성을 갖는 초음파인 경우, 상기 파형 생성부(152)는 상기 어레이부(151)를 향하는 특정 방향에 대해서만 파형을 생성할 수 있다. 이 경우, 상기 파형 생성부(152)는 초지향성 파형 생성 장치로 동작할 수 있다.

본 명세서의 실시 예에 따르면, 상기 파형이 초음파와 같이 주파수가 매우 높은 파형인 경우, 상기 파형 생성부(152)는 2개의 파형을 생성하여 맥놀이(Beat) 현상을 이용하여 낮은 주파수로 변환할 수 있다. 이를 위하여 상기 파형 생성부(152)는 복수의 파형을 생성할 수 있도록 구성될 수 있다.

상기 파형 생성부(152)는 상기 가진부(1511)와 인접하게 위치하여, 상기 생성된 파형으로 비가진 상태의 상기 가진부(1511)를 가진 상태로 전환할 수 있다. 또한, 상기 파형 생성부(152)는 상기 가진부(1511)를 최대 진폭으로 진동하는 가진 상태로 전환하기 위해 상기 가진부(1511)의 고유의 공진 주파수를 갖는 파형을 생성할 수 있다.

상기 주파수는 서로 다른 햅틱 피드백을 제공하기 위해 다수의 버튼 구동, 기능의 실행 또는 이벤트의 경보에 대해 서로 다르게 설정될 수 있다. 따라서, 상기 주파수는 복수의 상기 가진부(1511)를 선택적으로 진동시킬 수 있도록 특정 가진부(1511)의 고유의 공진 주파수에 해당할 수 있다. 상기 주파수는 미리 설정되거나 사용자에 의해 설정되어 상기 저장부(130)에 저장될 수 있다. 상기 주파수는 상기 스프링(1512) 각각에 대하여 상기 저장부(130)에 룩업 테이블(look-up table) 형태로 저장될 수 있다. 이때, 상기 주파수는 인접한 가진부에 대하여 10Hz 이상의 차이를 갖도록 설정될 수 있다.

도 3은 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 구동부가 햅틱 패드 형태로 구현된 경우의 구성을 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 상기 구동부(150)는 상기 어레이부(151) 및 상기 파형 생성부(152)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 어레이부(151)는 상기 가진부(1511) 및 스프링(1512)으로 이루어져 하나의 스프링-가진부 시스템을 구성할 수 있다.

또한, 상기 파형 생성부(152)는 상기 어레이부(151)의 원거리 또는 근접 거리에 동등하게 위치하여 상기 어레이부(151)를 국부적으로 가진 상태가 되도록 할 수 있다.

도 4는 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 구동부가 터치 패널 일체형 햅틱 패드 형태로 구현된 경우의 구성을 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 상기 구동부(150)는 상기 어레이부(151), 상기 파형 생성부(152) 및 터치 패널(1231)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 터치 패널(1231)은 터치 동작을 감지하는 상기 터치 센서(123)를 구비하여 터치입력을 검출할 수 있다. 상기 터치 패널(1231)에서 검출된 입력은 햅틱 피드백을 생성하기 위한 명령을 포함하는 입력일 수 있다.

또한, 상기 터치 패널(1231)은 상기 디스플레이부(160)와 레이어 구조를 이룰 수 있다. 이 경우, 상기 디스플레이부(160)는 다수의 버튼, 기능 또는 이벤트에 관한 햅틱 피드백 UI를 표시할 수 있다.

상기 파형 생성부(152)는 상기 터치 패널(1231)에서 입력이 검출되면, 검출된 입력에 따라 햅틱 피드백을 생성하기 위하여 상기 검출된 입력에 대응하는 주파수를 갖는 파형을 생성한다.

상기 어레이부(151)는 상기 파형 생성부(152)와 평행하게 위치하여, 상기 파형 생성부(152)로부터 생성된 파형의 주파수에 의해 가진 상태로 전환될 수 있다. 또한, 상기 어레이부(151)를 구성하는 상기 복수의 가진부(1511) 중 상기 파형 생성부(152)에서 발생한 파형의 주파수가 상기 가진부(1511)의 고유의 공진 주파수인 가진부(1511)만을 선택적으로 가진 상태로 전환될 수 있다.

이하, 상기 햅틱 장치(100)의 제어 과정을 구체적으로 설명하도록 한다.

도 5는 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 햅틱 장치 제어 과정을 나타낸 순서도이다.

도 5를 참조하면, 먼저 상기 햅틱 장치는 햅틱 UI 입력을 검출한다(S501).

상기 제어부(140)는 상기 햅틱 장치(100)의 햅틱 피드백 동작 제어를 위한 햅틱 UI 입력을 검출할 수 있다. 상기 제어부(140)는 상기 햅틱 장치(100)의 상기 입력부(110)에서 발생한 입력 데이터를 통하여 입력을 검출할 수 있다. 또는, 상기 제어부(140)는 상기 햅틱 장치(100)의 센서부(120)를 통해 입력을 검출할 수 있다. 즉, 상기 제어부(140)는 상기 압력센서(122)를 통해 상기 햅틱 장치(100)로 입력된 압력을 검출하거나, 상기 터치 센서(123)를 통해 상기 햅틱 장치(100)로 입력된 터치 입력을 검출할 수 있다. 또한, 상기 제어부(140)는 상기 디스플레이부(160)가 상기 터치 센서(123)와 상호 레이어 구조를 이루어 입력 장치로 사용되는 경우, 상기 디스플레이부(160)를 통해 햅틱 UI에 대한 입력을 검출할 수 있다.

상기 제어부(140)는 상기 입력이 검출된 위치, 세기, 입력에 해당하는 햅틱 피드백 동작, 버튼의 종류, 버튼의 기능 등, 특정 기능의 종류 등을 검출할 수 있다.

상기 제어부(140)는 햅틱 장치(100)의 햅틱 피드백 동작 제어가 입력을 필요로 하지 않는 경우, 예를 들어 예약된 기능의 실행, 이벤트의 경보와 같은 경우에는 햅틱 UI 입력 검출을 생략할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부(140)는 예약 실행을 위해 상기 저장부(130)에 저장되어 있는 정보 또는 상기 햅틱 장치(100)에 구비될 수 있는 통신부 등을 통해 기능의 실행 또는 이벤트의 경부 수행을 제어하는 데이터를 검출할 수 있다.

또한, 상기 제어부(140)는 햅틱 UI에 대한 입력을 검출하기 위해 상기 디스플레이부(160)가 햅틱 UI를 표시하도록 제어할 수 있다.

그 다음, 상기 햅틱 장치는 기 저장된 주파수를 검색한다(S502).

상기 제어부(140)는 상기 햅틱 장치(100)의 햅틱 피드백 동작 제어를 위해 입력받은 버튼, 실행하고자 하는 기능, 또는 경보하려는 이벤트에 대응되는 주파수를 검색한다. 상기 주파수는 음파, 초음파, 전자기파, 자기장 등일 수 있다.

상기 주파수는 상기 복수의 가진부(1511)에 대한 각각의 고유의 공진 주파수일 수 있다. 상기 고유의 공진 주파수는 상기 저장부(130)에 룩업 테이블(look-up table) 형태로 저장할 수 있다.

이때, 상기 고유의 공진 주파수는, 인접한 가진부에 대하여 10Hz 이상의 차이를 갖도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 숫자 버튼 1에 해당하는 가진부에 설정된 주파수가 160Hz인 경우, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 숫자 버튼 5에 해당하는 가진부에 설정된 주파수는 200Hz일 수 있다. 또한, 이 경우, 도 6의 (c) 도시된 바와 같이 숫자 버튼 9에 해당하는 가진부에 설정된 주파수는 240Hz일 수 있다.

상기 제어부(140)는 주파수를 검색하여 상기 파형 생성부(152)가 해당 주파수를 갖는 파형을 생성할 수 있도록 제어할 수 있다.

그 후, 상기 햅틱 장치는 상기 주파수에 해당하는 파형을 생성한다(S503).

상기 제어부(140)는 상기 파형 생성부(152)가 상기 주파수에 해당하는 파형을 생성하도록 제어할 수 있다.

본 명세서에 개시된 실시 예에 따르면, 상기 파형은 음파, 초음파, 전자기파 중 어느 하나일 수 있다. 이때, 상기 파형이 방향성을 갖는 초음파인 경우, 상기 파형 생성부(152)는 상기 어레이부(151)를 향하는 특정 방향에 대해서만 파형을 생성할 수 있다. 이 경우, 상기 파형 생성부(152)는 초지향성 파형 생성 장치로 동작할 수 있다.

상기 파형이 초음파와 같이 주파수가 매우 높은 파형인 경우, 상기 파형 생성부(152)는, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 2개의 파형을 생성하고 맥놀이(Beat) 현상을 이용하여 낮은 주파수로 변환할 수 있다. 상기 파형 생성부(152)는 주파수 f1를 갖는 제 1 파형(701)과 주파수 f2를 갖는 제 2 파형(702)을 생성하여 두 파형이 간섭을 일으키게 한다. 간섭으로 인해 새롭게 만들어진 합성파(703)는 상기 두 파형(701 및 702)의 중간값을 갖는 주파수로 진행하며 상대적으로 느린 새로운 주기로 진폭이 변화하게 된다. 상기 합성파(703)는 아래의 식 1에 따른 파형을 갖는다. 여기서 f1, f2는 각각 제 1 파형(701)과 제 2 파형(702)의 주파수이다.

두 파형의 주파수가 비슷한 경우 상기 합성파(703)는 두 파형의 주파수의 중간 값을 갖는 항을 지배적인 파형 성분으로 갖게 되며 상대적으로 느린 주기를 갖는 항은 진폭을 변조하는 항으로 이해할 수 있다.

상기 파형 생성부(152)는 이러한 맥놀이 현상을 이용하여 높은 주파수의 파형을 낮은 주파수의 파형으로 변환함으로써 파형의 제어를 비교적 쉽게 할 수 있다. 상기 파형 생성부(152)는 맥놀이 현상을 이용하기 위해 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 복수의 파형을 생성할 수 있도록 구성될 수 있다.

그 다음, 상기 햅틱 장치는 가진부를 가진 상태로 전환한다(S504).

상기 파형 생성부(152)는 상기 복수의 가진부(1511) 중, 상기 파형 생성부(152)가 생성한 신호파의 주파수를 고유의 공진 주파수로 하는 가진부(1511)만을 선택적으로 진동시킬 수 있다.

마지막으로, 상기 햅틱 장치는 햅틱 피드백을 생성하고 이를 전달한다(S505).

상기 어레이부(151)를 구성하는 상기 가진부(1511)들 중, 가진 상태로 전환된 가진부(1511)는 진동, 소리, 램프 또는 열 등의 형태로 햅틱 피드백을 생성할 수 있다. 또한, 상기 햅틱 장치(100)는 상기 생성된 햅틱 피드백을 외부로 전달할 수 있다.

또한, 상기 제어부(140)는 햅틱 피드백 전달과 함께 다수의 버튼 구동, 기능 실행 또는 이벤트 경보에 대응하는 프로그램, 애플리케이션 또는 관련 코드를 실행할 수 있다.

하기에서는, 도 8 내지 도 22를 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 햅틱 장치(100)가 햅틱 피드백을 생성하는 다양한 실시 예를 설명한다. 설명의 편의상 햅틱 피드백이 진동인 경우를 예로 들어 설명한다. 그러나 다양한 실시 예들에 있어서 햅틱 피드백이 진동으로 한정되는 것은 아니며, 이외에도 다양한 햅틱 피드백이 생성될 수 있다.

도 8 내지 도 18은 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 햅틱 장치가 다수의 버튼 또는 특정 기능의 실행에 따라 햅틱 피드백을 생성하는 예를 나타낸 도면이다.

도 8은 문자 입력 화면의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 문자 입력 화면(800)에서, 'ㄷ'과 같은 자음을 선택하는 터치 입력(801)이 검출된 경우, 상기 파형 생성부(152)는 상기 햅틱 장치(100)의 상부에 위치한 복수의 가진부(1511) 중 일부의 고유의 공진 주파수에 해당하는 파형을 생성할 수 있다. 따라서, 상기 햅틱 장치(100)는 상기 햅틱 장치(100)의 상부에서만 선택적으로 햅틱 피드백을 생성할 수 있다. 이에 따라, 상기 햅틱 장치(100)의 상부에서 진동과 같은 햅틱 피드백이 전달된다.

반대로, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 'ㅏ'와 같은 모음을 선택하는 터치 입력(802)이 검출된 경우, 상기 햅틱 장치(100)는 상기 햅틱 장치(100)의 하부에서만 선택적으로 햅틱 피드백을 생성할 수 있다. 이에 따라, 자음이 입력되는 경우와 달리 상기 햅틱 장치(100)의 하부에서 진동과 같은 햅틱 피드백이 전달된다.

이와 같이 상기 햅틱 장치(100)는 자음이 입력되는 경우와 모음이 입력되는 경우 서로 다른 위치에서 국부적으로 햅틱 피드백을 생성할 수 있다.

이외에도, 영문 소문자가 입력되는 경우와 영문 대문자가 입력되는 경우, 기호가 입력되는 경우와 이모티콘이 입력되는 경우 등의 경우에 서로 다른 위치에서 국부적으로 햅틱 피드백을 생성할 수 있다. 또한, 상기 문자 입력 화면(800)에서 버튼의 위치에 따라 햅틱 피드백이 발생하는 위치를 변화시킬 수 있다. 예컨대, 첫 번째와 두 번째 줄에 위치하는 버튼이 눌리는 입력이 검출되는 경우, 상기 햅틱 장치(100)의 상부에서 햅틱 피드백을 생성하고, 세 번째와 네 번째 줄에 위치하는 버튼이 눌리는 입력이 검출되는 경우, 상기 햅틱 장치(100)의 하부에서 햅틱 피드백을 생성할 수 있다.

도 9는 리스트 화면의 일 예를 나타낸 것이다.

도 9의 (a)에 도시한 바와 같은 리스트 화면(900)에서 어느 한 항목을 선택하는 입력(901)이 검출된 경우, 상기 햅틱 장치(100)의 상부에서 햅틱 피드백을 생성할 수 있다. 또한, 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 아래로 드래그하는 입력(902)이 검출된 경우, 선택되는 항목들이 변동될 때마다 화면의 하부에서 짧게 다른 햅틱 피드백을 생성할 수 있다.

또한, 리스트의 위/아래 끝 항목에 도달하면 복수의 피드백을 조합한 햅틱 피드백을 생성할 수 있다.

이외에도 리스트 화면에서 화면 스크롤이나 플리커링(Flicking) 입력이 검출된 경우, 복수의 햅틱 피드백을 조합하여 다양한 형태의 햅틱 피드백을 발생시킬 수 있다.

도 10은 셀 컨트롤이 적용된 화면의 일 예를 나타낸 것이다. 도 10의 (a)에 도시된 바와 같은 화면(1000)에서 이전 항목을 선택하는 입력(1001)이 검출된 경우, 상기 햅틱 장치(100)의 좌측에서 햅틱 피드백을 생성할 수 있다.

또한, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, 다음 항목을 선택하는 입력(1002)이 있는 경우에는 상기 햅틱 장치(100)의 우측에서 햅틱 피드백을 생성할 수 있다.

도 11은 MP3 파일이나 동영상 등과 같은 파일을 재생하는 화면의 일 예를 나타낸 것이다.

도 11의 (a)에 도시된 바와 같은 화면(1100)에서 이전 재생 구간으로 이동하는 입력(1101)이 검출된 경우 상기 햅틱 장치(100)의 좌측에서 햅틱 피드백을 생성할 수 있다.

또한, 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 다음 재생 구간으로 이동하는 입력(1102)이 검출된 경우, 상기 햅틱 장치(100)의 우측에서 햅틱 피드백을 생성할 수 있다.

구간 반복 재생을 설정한 경우에는, 구간 반복 시작시 상기 햅틱 장치(100)의 좌측에서 햅틱 피드백을 생성하고, 구간 반복의 종료시에는 상기 햅틱 장치(100)의 우측에서 햅틱 피드백을 생성할 수 있다.

도 12는 이미지 뷰어 화면의 일 예를 나타낸 것이다.

도 12의 (a)에 도시된 바와 같이, 이미지 뷰어 화면(1200)에는 선택된 이미지가 표시된다. 만일, 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이, 화면의 이동이나 다른 이미지의 선택 등을 위해 플리커링(Flicking)이나 드래그 입력이 있는 경우, 플리커링이나 드래그 입력에 따른 속도나 이동 위치 등에 대응하여 상기 햅틱 장치(100)의 좌측과 우측에서 발생시킬 수 있는 햅틱 피드백을 조합하여 복합적인 햅틱 피드백을 생성할 수 있다. 다른 이미지를 선택하는 경우에도, 복수의 햅틱 피드백을 조합하여 화면 전환의 방향성 등을 나타낼 수 있다. 또한, 슬라이드 쇼 등과 같은 동작 상태에서 미리 설정한 특정 이미지가 표시되는 경우 이를 사용자가 인식할 수 있도록 복수의 햅틱 피드백을 조합하여 발생시킬 수 있다.

도 13은 편집 화면의 일 예를 나타낸 것이다.

도 13의 (a)에 도시된 바와 같은 편집 화면(1300)에서, 도 13의 (b), (c)에 도시된 바와 같이, 에디터가 위로 올라오거나 혹은 아래로 내려갈 때 이에 대응하는 방향으로 햅틱 피드백을 생성할 수 있다. 이외에도 기존 화면 위에 새로운 화면을 보여주거나, 아래에서 위로 화면이 올라오는 경우, 문자열 복사시 드래그 방향 등에 대응하는 햅틱 피드백을 생성할 수 있다.

도 14는 전화번호부 화면의 일 예를 나타낸 것이다.

도 14의 (a)에 도시된 바와 같은 전화번호부 화면(1400)에서 복수의 항목이 선택되거나, 이동, 삭제, 복사 등의 동작이 수행되는 경우, 도 14의 (b)에 도시된 바와 같이, 각각의 수행에 대하여 서로 다른 복합적인 햅틱 피드백을 생성할 수 있다.

도 15는 아날로그 전화 다이얼 화면의 일 예를 나타낸 것이다.

이와 같은 화면(1500)에서 다이얼링을 하는 경우, 각 숫자 버튼에 대해 서로 다른 위치 또는 강도의 햅틱 피드백을 생성할 수 있다. 또는 서로 다른 햅틱 피드백을 복합적으로 생성하여, 사용자에게 입체적인 느낌을 제공할 수 있다.

도 16은 썸네일 이미지가 표시된 화면의 일 예를 나타낸 것이다.

도 16의 (a)에 도시된 바와 같은 화면(1600)에서 어느 하나의 썸네일 이미지를 선택한 경우 제 1 햅틱 피드백을 생성하고, 선택된 썸네일 이미지를 드래그하여 다른 썸네일 이미 지위에 중첩시키는 경우(1601), 중첩되는 썸네일 이미지에 대응하는 제 2 햅틱 피드백을 동시에 생성할 수 있다. 썸네일 이미지 외에 화면이 겹쳐지는 경우에도, 겹쳐지는 각각 화면에 대응하는 햅틱 피드백을 동시에 생성할 수 있다.

도 17은 콘텐츠 탐색 화면의 일 예를 나타낸 것이다.

도 17의 (a)에 도시된 바와 같이 콘텐츠 탐색 화면(1700)에서 상위 폴더로 진입을 선택한 경우(1701) 화면의 상단에서 햅틱 피드백을 생성할 수 있다.

도 17의 (b)에 도시한 바와 같이, 하위 폴더로 진입을 선택한 경우(1702)에는 화면의 하단에서 햅틱 피드백을 생성할 수 있다.

또한, 선택된 파일이 이미지 파일인지, 동영상인지, 혹은 실행 불가 파일인지 등과 같이 파일의 종류에 따라 복수의 햅틱 피드백을 조합한 햅틱 피드백을 발생시킬 수도 있다.

도 18은 동영상 재생 화면의 일 예를 나타낸 것이다.

도 18의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 이전이나 이후로 이동할 수 있는 아이콘이 표시되는 경우, 선택한 아이콘에 따라 각각 다른 위치에서 햅틱 피드백을 생성할 수 있다. 이외에도 특정 악기의 연주 모드에서, 복수의 음을 선택한 경우, 선택된 음에 각각 대응하는 햅틱 피드백을 동시에 생성하거나, 스테레오 음향 등에서 좌우로 출력되는 음의 높낮이, 세기 등에 각각 대응하는 햅틱 피드백을 동시에 생성할 수 있다.

또한, 화면 전환의 경우 등에 복수의 햅틱 피드백을 조합하여, 사용자의 손끝에 닿는 느낌이 마치 지퍼를 열 때와 같은 느낌을 제공하거나, 화면의 잠금 상태에서 잠금 상태가 해제되는 경우 등과 같이 특정 상태에서 복수의 햅틱 피드백을 조합하여 다양한 형태의 햅틱 피드백을 제공할 수 있다.

도 19 내지 도 22는 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 햅틱 장치가 특정 이벤트의 경보에 따라 햅틱 피드백을 생성하는 예를 나타낸 도면이다.

도 19는 통화 수신 화면의 일 예를 나타낸 것이다. 도 19의 (a), (b), (c)에 도시한 바와 같이, 복수의 햅틱 피드백을 이용하여 수신된 전화번호에 따라 서로 다른 위치나 패턴의 햅틱 피드백을 생성할 수 있다. 이외에도, 통화를 요청한 사람의 바이오 리듬이 좋거나 나쁜 상태 등에 따라 햅틱 피드백이 발생하는 위치나 패턴 등을 가변할 수 있다.

도 20은 프로그래시브 바가 표시된 화면의 일 예를 나타낸 것이다.

도 20의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 햅틱 장치(100)의 좌우에서 발생 가능한 복수의 햅틱 피드백을 조합하여 프로그래시브 바 진행율에 따라 방향성 등을 나타낼 수 있다. 방송 수신의 경우, 채널 검색이나 등록시 표시되는 프로그래시브 바에서도 동일한 방식을 적용할 수 있다.

도 21은 특정 동작 모드 상태에서 통화를 수신한 경우 화면의 일 예를 나타낸 것이다.

도 21의 (a)에 도시된 바와 같이 특정 동장 모드 상태(2100)에서, 도 21의 (b)에 도시된 바와 같이, 음성통화를 수신한 경우 상기 햅틱 장치(100)의 상단에서 햅틱 피드백을 생성하고, 도 21의 (c)에 도시된 바와 같이, 영상 통화를 수신한 경우에는 상기 햅틱 장치(100)의 하단이나 혹은 상기 햅틱 장치(100)의 상단과 하단에서 교대로 햅틱 피드백을 생성할 수 있다.

또한, 회의통화 통화 중에 다른 통화를 수신한 경우나, 2개 이상의 통화를 합칠 경우 등에도 상태에 따라 복수의 햅틱 피드백을 조합하여 여러 가지 형태의 햅틱 피드백을 생성할 수 있다.

도 22는 메시지 수신 화면의 일 예를 나타낸 것이다.

도 22의 (a)에 도시된 바와 같이 SMS 메시지를 수신한 경우와, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 MMS 메시지를 수신한 경우, 서로 다른 위치에서 햅틱 피드백을 생성하거나, 복수의 햅틱 피드백을 이용하여 서로 다른 형태의 햅틱 피드백을 생성할 수 있다.

이와 같이, 서로 다른 위치에서 햅틱 피드백을 발생시키거나, 복수의 햅틱 피드백을 조합한 햅틱 피드백을 이용하여, 음성통화와 영상통화의 구분, SMS 메시지와 MMS 메시지의 구분 등 발생한 이벤트의 타입에 따라 서로 다른 햅틱 피드백을 생성할 수 있다. 알람이나 일정 이벤트에 따라서도 다양한 형태의 햅틱 피드백을 생성할 수 있다.

이와 같은 본 명세서에 개시된 햅틱 장치 및 그 제어 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시 예들의 구성과 방법에 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석 되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 햅틱 장치 110: 입력부
120: 센서부 130: 저장부
140: 제어부 150: 구동부
160: 디스플레이부

Claims (18)

1. 디스플레이부에 대응하여 어레이 형태로 배열되고, 고유의 공진 주파수에 의해 가진되어 햅틱 피드백을 생성하는 복수의 가진부;
   상기 복수의 가진부를 가진 시키기 위한 파형을 생성하는 파형 생성부; 및
   입력에 따라 상기 복수의 가진부 중 가진 되어야 할 하나 이상의 가진부를 결정하고, 상기 가진부를 가진 시키기 위한 상기 고유의 공진 주파수를 갖는 파형을 생성하도록 상기 파형 생성부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 가진부에 대한 각각의 상기 고유의 공진 주파수가 저장된 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 저장부는,
   상기 복수의 가진부에 대한 각각의 상기 고유의 공진 주파수를 룩업 테이블(look-up table) 형태로 저장하는 것을 특징으로 하는 햅틱 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 가진부에 각각 물리적으로 결합되어 상기 가진부가 원래 위치를 이탈하지 않고 상기 햅틱 피드백을 형성할 수 있도록 지지하는 복수의 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 파형 생성기는,
   복수의 파형을 생성하고, 상기 복수의 파형을 중첩하여 상기 고유의 공진 주파수를 갖는 맥놀이 파형을 생성하는 것을 특징을 하는 햅틱 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 고유의 공진 주파수는,
   상기 복수의 가진부 중 인접한 가진부에 대하여 10Hz 이상의 차이를 갖도록 설정되는 것을 특징으로 하는 햅틱 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 파형은,
   음파, 초음파, 전자기파 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 햅틱 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 파형은,
   상기 가진부를 향하는 특정 방향에 대해서만 생성되는 것을 특징으로 하는 햅틱 장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 햅틱 피드백은,
   진동, 소리, 램프 및 열 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 햅틱 피드백을 생성하기 위한 명령을 포함하는 입력을 검출하는 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 장치.
11. 입력에 따라 복수의 가진부 중 가진 되어야 할 하나 이상의 가진부를 결정하는 단계;
    상기 결정된 하나 이상의 가진부를 가진 시키기 위한 고유의 공진 주파수를 갖는 파형을 생성하는 단계; 및
    상기 파형에 의해 상기 가진부가 가진되어 햅틱 피드백을 생성하는 단계를 포함하는 햅틱 장치 제어 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 하나 이상의 가진부를 결정하는 단계는,
    상기 입력에 대응하는 상기 고유의 공진 주파수를 검색하는 단계; 및
    상기 검색된 고유의 공진 주파수를 갖는 하나 이상의 가진부를 가진 되어야 할 가진부로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 장치 제어 방법.
13. 제11항에 있어서, 상기 고유의 공진 주파수는,
    상기 복수의 가진부 중 인접한 가진부에 대하여 10Hz 이상의 차이를 갖도록 설정되는 것을 특징으로 하는 햅틱 장치 제어 방법.
14. 제11항에 있어서, 상기 파형은,
    음파, 초음파, 전자기파 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 햅틱 장치 제어 방법.
15. 제11항에 있어서, 상기 파형은,
    상기 가진부를 향하는 특정 방향에 대해서만 생성되는 것을 특징으로 하는 햅틱 장치 제어 방법.
16. 제11항에 있어서, 상기 파형을 생성하는 단계는,
    복수의 파형을 생성하는 단계; 및
    상기 복수의 파형을 중첩하여 상기 고유의 공진 주파수를 갖는 맥놀이 파형을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징을 하는 햅틱 장치 제어 방법.
17. 제11항에 있어서, 상기 햅틱 피드백은,
    진동, 소리, 램프 및 열 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 장치 제어 방법.
18. 제11항에 있어서,
    상기 햅틱 피드백을 생성하기 위한 명령을 포함하는 상기 입력을 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 장치 제어 장치.

Images