KR20150048685A

KR20150048685A - 실시간 진동 피드백을 제공하는 휴대단말용 보호케이스

Info

Publication number: KR20150048685A
Application number: KR1020150053907A
Authority: KR
Inventors: 김정훈
Original assignee: 김정훈
Priority date: 2015-03-23
Filing date: 2015-04-16
Publication date: 2015-05-07
Also published as: KR20150137043A; US10039976B2; KR20150039605A; KR101860557B1; US20180028909A1; JP3215393U; WO2016153148A1; KR20150101967A; CN107257636A; KR20150059165A

Abstract

본 발명은 휴대단말의 파손을 방지하는 보호케이스에 있어서, 기판(18)을 두고 상기 기판(18)의 적어도 일측에 부착된 세라믹 소재의 압전소자층(20)과, 상기 압전소자층(20)에 부착고정되어 진동력을 증대시키는 적어도 하나 이상의 무게편(22)과, 기판(18)의 양단을 부착고정하기 위한 브래킷(24)으로 구성한 액추에이터(12)와;, 상기 액추에이터(12)에 전원을 공급함과 함께 휴대단말(4)의 배터리 방전이나 소모시 충전용으로 사용하는 보조배터리(10)와;, 휴대단말(4)의 블루투스 송신모듈(28)로부터 송신되는 신호를 수신하는 블루투스 수신모듈(30)로 구성하여, 휴대단말(4)의 파손 방지를 위해 착용하는 보호케이스(2)의 내측에 실시간 진동 피드백을 제공하는 액추에이터(12)를 설치함으로써 휴대단말(4)로부터 출력되는 영상과 음향에 맞는 햅틱신호를 사용자에게 빠른 진동응답으로 제공함으로써 동시감을 줄 수 있는 효과가 있으며, 또한 진동의 크기에 따라 액추에이터(12)의 진동량을 조절하거나 저주파수에서 실린더형 진동모터(14)가 진동 피드백을 제공하도록 제어함으로써 큰 진동과 미세진동 등 다양한 진동 패턴을 전달할 수 있어 사실감을 줄 수 있는 효과가 있다.

Description

실시간 진동 피드백을 제공하는 휴대단말용 보호케이스{PROTECTIVE CASE FOR MOBILE TERMINALPROVIDING REAL TIME VIBRATION FEEDBACK}

본 발명은 휴대단말용 보호케이스에 관한 것으로, 특히 휴대단말에서 출력되는 영상과 음향에 맞는 진동 햅틱신호를 실시간으로 전달하기 위한 휴대단말용 보호케이스에 관한 것이다.

요즈음 가상현실 구현기술이 발달하면서 사용자는 가상현실을 통해 더욱 구체적이고 실감나는 정보를 원하게 되었다. 이를 충족시키기 위해 개발된 것 중의 하나로 촉각과 힘까지 전달하는 햅틱(Haptic) 기술이 있다. 단순한 햅틱 기술은 진동모터를 이용한 알림 기능을 들 수 있으며, 이 밖에도 의료 시뮬레이터나 게임 기기 등 여러 분야에 폭넓게 응용되고 있다.

앞으로는 컴퓨팅 장치의 출력 장치로서 모니터, 스피커와 더불어 햅틱 디바이스도 기본 장착되어 갈 전망이다. 이는 휴대용 전자기기 내에 햅틱 디바이스를 설치함으로써 사용자의 촉감인식률이 높다는 점 그리고 IT기기와의 연동성이 우수하다는 장점이 있기 때문이다.

한편, 휴대단말은 휴대성을 고려하여 소형화, 슬림화, 그립화, 경량화되어가는 추세이며 보다 다양한 기능을 실행할 수 있는 멀티미디어화되는 방향으로 발전하고 있으며, 그 예로서, 사용자가 휴대하면서 상대방과 무선 통신을 통해 통화할 수 있는 장치 또는 소니 PSP, 닌텐도와 같은 휴대게임기 등이 될 수 있다.

최근에는 스마트폰과 같은 다양한 기능을 갖는 휴대단말이 출시되고 있으며, 이러한 스마트폰은 고성능의 스피커가 설치되어 있으며, 진동전달을 위해 하나의 진동모터가 장착되어 있다.

또한, 고가의 휴대단말인 스마트폰의 파손을 보호하기 위해 스마트폰의 외부에 휴대단말용 보호케이스를 씌워 사용하고 있는 추세이다.

휴대단말용 보호케이스는 휴대전자기기의 외측 표면을 감싸는 파우치 또는 보호스킨 등의 형태로 형성할 수 있으며, 외부로부터 가해지는 충격을 완화하여 충격에 의한 파손을 방지할 수 있다. 이를 위해 보호케이스는 경질이나 연질의 재질로 이루어질 수 있으며, 휴대단말에 밀착되도록 형상과 크기에 맞게 다양한 형상으로 제작될 수 있다.

근래에는 휴대단말용 보호케이스가 휴대전자기기의 파손보호뿐만 아니라 다양한 기능을 갖는 형태로 발전하고 있다.

일 예로서, 한국 등록특허공보 제10-970574호, '모바일기기용 게임 악세서리(선행기술문헌)'가 게시되어 있다.

상기의 선행기술문헌은 모바일기기용 게임 악세서리의 내측에 진동모터와 대형배터리를 설치하여 모바일기기를 이용하여 사용자가 게임을 하는 경우 음향에 연동하는 진동을 제공함과 함께 모바일기기의 배터리가 방전되는 경우 대형배터리를 사용하는 것이다.

하지만 상기 선행기술문헌에 설치된 진동모터는 그 응답속도가 다소 느린 리니어 진동모터를 사용하는 것으로, 리니어 진동방식은 응답속도가 느려 사용자에게 동시감을 느끼게 해주기에는 부족하며, 진동의 형태도 단순진동에 머물러 있다.

또한, 진동모터는 음향에 연동하는 진동을 발생시키기 위해 음향신호(Analog sound source)를 모터구동을 위한 디지털 신호로 변환해야 하는 것임에 따라 구성이 복잡한 것이다.

더욱이, 사람이 시각정보와 함께 동시적인 진동감각을 느낄 수 있는 응답속도는 15ms이내이어야 하나 리니어 모터 방식의 진동장치는 응답속도가 50~70ms로 사용자에게 동시감을 주기에는 느린 것이다. 진동모터의 다른 예인 코인타입 회전형 모터는 응답속도가 100~150ms로 너무 느려서 단순히 수신용 알림기능만으로 사용되고 있다.

이렇듯 종래의 리니어 모터와 코인타입 회전형 모터는 응답속도가 느려 연속된 진동의 발생시 진동중복효과로 인한 진동소음(booming noise) 현상에 빠지게 됨에 따라 먼저 전달된 진동과 뒤에 전달되는 진동의 구분이 모호해서 시각정보에 대응하는 동시감각을 느낄수 없게 된다. 또한, 햅틱기능 구현을 위한 큰 진동, 미세 진동 등 다양한 진동패턴을 극히 빠른 응답속도로 제어할 수는 없는 것이다.

앞으로는 PC게임이 점차 모바일 게임으로 전환되는 추세임에 따라 휴대단말을 통한 햅틱효과가 중요한 요소가 될 것이며, 따라서 다양한 기능을 갖춘 스마트폰과 같은 휴대단말로부터 제공되는 진동응답에 의한 햅틱 기능을 제공하기 위해 빠른 응답속도와 진동의 정밀제어가 구현됨과 함께 특히 점차 고성능화되어가는 게임에 맞는 햅틱 구현을 위한 기술개발이 요구되고 있다.

한국 등록특허공보 제10-970574호, '모바일기기용 게임 악세서리'

따라서 본 발명의 목적은 휴대단말에서 출력되는 영상과 음향에 맞는 진동 피드백에 의한 햅틱 신호를 사용자에게 빠른 응답속도와 가변진동에 의한 다양한 진동량으로 동시감과 사실감을 느낄 수 있도록 하는 실시간 진동 피드백을 제공하는 휴대단말용 보호케이스를 제공하는데에 있다.

상기의 목적에 따른 본 발명은 휴대단말의 파손을 방지하는 보호케이스에 있어서, 기판(18)을 두고 상기 기판(18)의 적어도 일측에 부착된 세라믹 소재의 압전소자층(20)과, 상기 압전소자층(20)에 부착고정되어 진동력을 증대시키는 적어도 하나 이상의 무게편(22)과, 기판(18)의 양단을 부착고정하기 위한 브래킷(24)으로 구성한 액추에이터(12)와;, 상기 액추에이터(12)에 전원을 공급함과 함께 휴대단말(4)의 배터리 방전이나 소모시 충전용으로 사용하는 보조배터리(10)와;, 휴대단말(4)의 블루투스 송신모듈(28)로부터 송신되는 음향신호를 수신하는 블루투스 수신모듈(30)로 구성함을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 휴대단말의 파손을 방지하는 보호케이스에 있어서, 기판(18)을 두고 상기 기판(18)의 적어도 일측에 부착된 세라믹 소재의 압전소자층(20)과, 상기 압전소자층(20)에 부착고정되어 진동력을 증대시키는 적어도 하나 이상의 무게편(22)과, 기판(18)의 양단을 부착고정하기 위한 브래킷(24)으로 구성한 액추에이터(12)와;, 저주파수 대역에서 느린 진동을 전달하기 위해 모터의 편심회전을 이용한 떨림으로 진동을 제공하는 실린더형 진동모터(14)와;, 상기 액추에이터(12)와 실린더형 진동모터(14)에 전원을 공급함과 함께 휴대단말(4)의 배터리 방전이나 소모시 충전용으로 사용하는 보조배터리(10)와;, 휴대단말(4)의 블루투스 송신모듈(28)로부터 송신되는 음향신호를 수신하는 블루투스 수신모듈(30)로 구성함을 특징으로 한다.

본 발명은 휴대단말의 파손 방지를 위해 착용하는 보호케이스의 내측에 실시간 진동 피드백을 제공하는 액추에이터를 설치함으로써 휴대단말로부터 출력되는 영상과 음향에 맞는 햅틱신호를 사용자에게 빠른 진동응답으로 제공함으로써 동시감을 줄 수 있는 효과가 있다.

또한, 진동의 크기에 따라 액추에이터의 진동량을 조절하거나 저주파수에서 실린더형 진동모터가 진동 피드백을 제공하도록 제어함으로써 큰 진동과 미세진동 등 다양한 진동 패턴을 전달할 수 있어 사실감을 줄 수 있는 효과가 있다.

또한, 배터리의 소모시에 휴대단말의 작동을 유지한 상태로 보조배터리를 교체하는 것이 가능하여 게임과 같은 멀티미디어 기능의 연속적인 작동이 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 실시간 진동 피드백을 제공하는 휴대단말용 보호케이스의 사시도,
도 2는 도 1의 분해 사시도,
도 3a는 도 1의 A-A'단면 구성도,
도 3b는 본 발명의 휴대단말용 보호케이스의 다른 실시 예의 구성을 보여주는 단면도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 액추에이터의 구성을 보여주는 사시도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 액추에이터의 단면 구성도,
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 액추에이터의 단면 구성도,
도 7은 본 발명의 휴대단말용 보호케이스의 다른 구성을 보여주는 단면도,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 휴대단말용 보호케이스의 구성을 보여주는 도면,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대단말용 보호케이스의 작동 블럭도.

이하 첨부한 도면을 참조하며 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 휴대단말용 보호케이스(2)를 휴대단말(4)에 체결한 상태를 보여주는 도면이다.

본 발명의 휴대단말용 보호케이스(2)는 휴대단말(4), 바람직하게는 스마트폰에 결합되어 휴대단말(4)에 가해지는 충격으로부터 보호하여 파손을 방지함과 함께 휴대단말(4)로부터 전달되는 신호를 이용하여 사용자에게 햅틱신호를 제공하는 것이다.

일반적으로 햅틱(Haptic)은 사용자의 휴대단말(4)을 통해 영상과 음향에 대응하는 촉각과 힘, 운동감을 느끼게 하는 기술로, 본 발명에서는 햅틱 기술로서 사용자에게 진동 피드백에 의한 촉감을 전달하여 사실감과 동시감을 느낄수 있도록 한다.

이를 위해 본 발명에서는 도 2 내지 도 3a에서와 같이 몸체(6)를 구비하고, 몸체(6) 내측에 대용량의 보조배터리(10)와, 진동 피드백 전달을 위해 적어도 하나 이상의 액추에이터(12)와, 상기 보조배터리(10)의 전류제어와 액추에이터(12)의 신호제어를 위한 PCB(16)를 설치하며, 상부에 휴대단말(4)을 안착하기 위한 커버(8)를 설치한 휴대단말용 보호케이스(2)를 구성한다.

또한, 휴대단말(4)이 안착된 휴대단말용 보호케이스(2)의 일측에는 휴대단말(4)의 내장배터리를 충전하기 위한 커넥터(36)를 구비할 수 있다.

상기 커넥터(36)는 착탈이 가능한 형태일 수 있으며, 평상시에는 휴대단말(4)로부터 분리하여 휴대단말용 보호케이스(2)의 일측에 보관하고 있다가 휴대단말(4)의 충전시에 끼움홈에 다시 끼워 휴대단말(4)을 충전하도록 설치할 수 있다.

상기 액추에이터(12)는 도 4 내지 도 5에 도시한 바와 같이 피에조 세라믹을 이용한 압전소자 진동장치로 구성할 수 있다.

본 발명의 액추에이터(12)의 구성을 살펴보면, 기판(18)(Substrate)을 두고 상기 기판(18)의 일측 또는 양측에 세라믹 소재의 압전소자층(20)을 부착한 압전진동체(17)를 구성하고, 상기 압전진동체(17)의 일측 또는 양측에는 진동력 증대를 위해 적어도 하나 이상의 무게편(22)을 부착하며, 압전진동체의 양단에는 액추에이터(12)를 부착설치하기 위한 브래킷(24)을 구성한다.

상기 액추에이터(12)는 낙하 충격에 의한 파손을 방지하기 위해 별도의 케이스(26)로 액추에이터(12)를 보호한 상태로 휴대단말용 보호케이스(2)에 설치할 수 있다.

도 6에 도시한 바와 같이 상기 케이스(26)로 액추에이터(12) 전체를 감싸도록 부착설치하면 압전소자층(20)의 굴곡변위를 제한하지 않아 진동량이 증대되고 진동에 의한 소음은 감소하며, 낙하 충격시 케이스(26)가 충격을 흡수하는 역할을 하여 액추에이터(12)의 파손을 효과적으로 방지할 수 있다.

상기 케이스(26)는 천연고무, 합성고무와 같은 연질의 소재로 형성할 수 있으며, 특히 합성고무 중 실리콘, 네오프렌, EPDM, 불소 고무, 아크릴 고무 등을 사용할 수 있다. 그 외에도 연질의 합성수지와 같이 탄성이 있는 소재이면 어느 것이든 사용가능하다.

본 발명의 다른 실시 예로서, 상기 브래킷(24)을 연질의 소재로 형성할 수 있으며, 액추에이터(12)를 끼움설치할 수 있는 모듈케이스(미도시)를 구비할 수 있다.

상기에서와 같이 브래킷(24)이나 케이스(26)와 같은 탄성을 가진 소재로 기판(18)을 고정하면 기판(18)의 움직임을 구속하지 않아 리니어모터처럼 별도의 공진대역이 생기지 않음에 따라 입력되는 주파수에 맞는 자유로운 진동이 가능한 것이다.

또한, 액추에이터(12)를 모듈케이스 내측에 끼움설치하면 낙하 충격에 의한 액추에이터(12)의 파손을 방지할 수 있고, 모듈케이스 전체를 부착하여 설치함에 따라 접착면적이 넓어져 안정적으로 액추에이터(12)를 고정할 수 있으며, 그에 따른 설치작업도 간편한 것이다.

상기 모듈케이스는 알루미늄, 스테인리스, 철판 및 별도의 합성수지 성형물 등의 소재로 형성할 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 본 발명에서는 휴대단말용 보호케이스(2)에 피에조 방식의 액추에이터(12)를 설치하여 진동 피드백을 전달함으로써 사용자에게 사실감과 동시감을 줄 수 있는 것이다.

일반적으로 휴대단말(4)에 사용되는 진동장치는 리니어 모터형 진동장치를 사용하고 있으며, 이러한 종래의 리니어 모터형 진동장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

리니어 모터형 진동장치는 응답속도가 느려 영상과 음향의 출력에 맞는 동시감을 사용자에게 전달할 수 없는 것이다. 리니어 모터형 진동장치의 응답속도는 50~70ms이고 정지속도는 70~100ms로 동시감을 느끼기에는 느리며, 그에 따라 출력되는 영상과 음향에 대응하는 실시간 진동 피드백을 전달할 수 없다.

사람이 동시감을 느끼기 위한 응답속도는 15ms이내이며, 이보다 느린 진동 피드백은 진동이 영상과 음향을 인지한 후 뒤늦게 따라오는 것과 같은 느낌을 받게 되어 사용자가 동시감을 느낄수 없게 된다.

또한, 리니어 모터형 진동장치의 구조상 탄성스프링이 용접고정되어 설치되므로 입력주파수와 모터 기구물이 상호공진하는 공진주파수(예를 들면 175㎐, 200㎐)가 결정됨에 따라 공진주파수를 벗어나면 진동의 효율이 급격이 떨어지게 된다.

더욱이 공진주파수가 고정됨에 따라서 가변진동 효과가 급격히 떨어져서 다양한 영상과 음향의 주파수대역에 맞는 진동을 제공할 수 없어 진동 피드백에 의한 사실감을 사용자에게 전달하지 못하게 된다.

본 발명의 액추에이터(12)는 피에조 방식의 고유 특성상 기존의 리니어 모터와 같이 고정 주파수를 설정해 공진하여서 최대진동을 확보하는 것과 달리 폭넓은 범위 내의 주파수 변동에 의한 가변진동이 가능하다.

피에조 세라믹 액추에이터(12)는 응답속도가 빠르고 넓은 범위 내에서 주파수를 조절하여 진동의 크기와 속도를 세밀하게 조절하는 것이 가능하여 영상과 음향에 맞춰진 섬세하고 동시적인 진동효과를 느낄 수 있다.

피에조 세라믹은 응답시간이 5~8ms 이하로 실시간 응답이 가능하여 사용자가 동시감을 느낄 수 있으며, 넓은 주파수대역(예를 들면 1~300㎐)에서 가변진동하도록 제어하여 진동량을 자유로이 구현할 수 있어 진동응답에 의한 사실감을 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 압전 액추에이터(12)는 작동시 전자기 노이즈의 발생이 없는 것이다.

일반적으로 모터를 이용한 진동장치들은 코일의 저항에 의한 노이즈가 발생하며, 이러한 노이즈는 스마트폰과 같은 정밀한 전자제품 내에 설치되면 기기 작동에 영향을 끼쳐 오작동을 발생시킬 우려가 있는 것이다.

본 발명에서는 진동장치로서 피에조 세라믹 액추에이터(12)를 채택함으로써 상기와 같은 노이즈가 발생하지 않음에 따라 액추에이터(12)가 설치된 전자제품의 오작동 우려가 없는 것이다.

더욱이 본 발명의 액추에이터(12)를 이용한 햅틱효과는 휴대단말(4)로부터 제공되는 자연음향(Analog sound)의 주파수를 그대로 진동으로 사용할 수 있다.

모터의 작동에 의한 진동을 제공하기 위해서는 아날로그 음향을 디지털신호로 변환하는 변환회로를 필수적으로 구성하여야 한다. 이는 진동을 위한 제어모듈의 구성이 복잡해지며, 고주파수 대역으로 갈수록 모터의 RPM이 빨라져야 함에 따라 진동응답이 더욱 느려져 효율적이지 못한 것이다.

예를 들면, 주파수가 200㎐인 진동을 전달하기 위해서는 모터가 12,000RPM으로 진동 또는 회전하여야 하며, 이러한 진동에서 주파수가 300㎐인 진동으로 급격하게 변화하기 위해서는 모터가 18,000RPM으로 증가하여야 한다. 모터의 이러한 RPM증가는 물리적으로 진동이나 회전수가 증가하여야 함에 따라 응답속도가 느려질 수 밖에 없는 것이다.

본 발명에서는 피에조 방식의 액추에이터(12)를 사용하여 진동에 의한 햅틱효과를 제공함에 따라 별도의 디지털 변환이 필요하지 않고 게임에서 발생하는 자연음향을 그대로 진동으로 전달할 수 있는 것이다.

자연음향의 주파수를 그대로 진동으로 연결시켜 제공하기 위해서 다양한 반도체 회사에서 Haptic Drive IC 등이 개발되어 있어 본 발명에서는 이를 채용하여 진동을 제공할 수 있는 것이다.

또한, 특수효과음을 이용한 진동을 위해 디지털로 제작된 파형(sine, square, saw, pulse)을 생성하여 진동을 제공할 수 있으며, 이를 위한 햅틱 소프트웨어는 이머젼 사(Immersion Corp. 미국)에서 제작한 것을 사용할 수 있다.

본 발명의 도면에 예시된 액추에이터(12)는 그 형태를 이에 한정하는 것이 아니며, 상기 액추에이터(12)의 구성을 유니모프형, 바이모프형, 멀티모프형 등 다양한 형태의 압전소자로 이루어진 진동장치로 구성할 수 있다.

본 발명에서는 도 7에서와 같이 액추에이터(12)와 함께 편심회전을 이용한 떨림으로 진동을 발생시키는 실린더형 진동모터(14)를 설치하여 진동량에 따른 다양한 진동패턴을 사용자에게 전달할 수 있다.

실린더형 진동모터(14)는 회전형 모터이지만 체적대비 무게추의 회전반경이 코인형 모터에 비해 현저히 작으므로 응답속도가 40~50ms이내로 양호한 것이며, 공진주파주 대역이 고정되지 않으므로 가변진동도 가능하다.

본 발명에서는 고주파수 대역에서 진동량의 변화가 있는 빠른 진동을 표현하기 위해서는 액추에이터(12)에 의해 진동을 전달하고, 70㎐이하의 저주파수 대역에서 느린 진동을 표현하기 위해서는 RPM이 낮고 무게추의 크기가 큰 실린더형 진동모터(14)에 의해 진동을 전달하도록 한다.

예를 들어, 배경음악이나 심장박동처럼 미세한 진동을 사용자에게 전달하기 위해서는 액추에이터(12)를 제어하여 진동을 전달할 수 있으나, 선박의 엔진소리, 탱크소리 등과 같이 느리고 큰 진동을 전달하기 위해서는 액추에이터(12)와 실린더형 진동모터(14)를 함께 사용하거나 실린더형 진동모터(14)만을 사용하여 진동을 전달할 수 있는 것이다.

또한, 70㎐ 이하의 저주파수 대역에서는 액추에이터(12)에 의한 진동보다는 실린더형 진동모터(14)에 의한 진동 피드백이 효과적일 수 있음에 따라 실린더형 진동모터(14)에 의한 진동 피드백이 제공되도록 제어할 수 있다.

본 발명에서는 휴대단말용 보호케이스(2) 내측에 적어도 하나 이상의 액추에이터(12)를 설치함에 따라 다원진동(Multi-point vibration)에 의한 입체효과를 느낄 수 있다.

일반적으로 휴대단말(4) 내에는 하나의 모터가 설치됨에 따라 진동이 한지점에서만 발생하며 그에 따라 진동에 의한 햅틱효과를 기대할 수 없는 것이다.

또한, 스마트폰의 특성상 여러 개의 모터를 설치하기에는 설치공간이 부족하고, 설령 설치한다 하더라도 다수의 모터에 의한 전류소비가 증가하게 되며, 코일을 사용하여 진동함에 따라 노이즈 발생에 의한 기기 오작동을 초래할 수 있다.

본 발명에서는 액추에이터(12)를 휴대단말용 보호케이스(2) 내측에 직렬 또는 병렬로 배치하여 설치하고 진동이 순차적으로 전달되도록 제어함으로써 진동이 이동하는 것과 같은 효과를 느낄 수 있게 되는 것이다.

다수 액추에이터(12)의 작동을 위한 전류는 휴대단말용 보호케이스(2)에 설치된 보조배터리(10)로부터 공급될 수 있다.

예를 들면, 좌측에서 우측으로, 위에서 아래로 설치된 엑추에이터(12)가 순차적으로 진동 피드백을 제공하도록 독립제어하면 다원진동에 의해 진동이 흘러가는 것과 같은 입체진동을 느낄 수 있어 사실감을 높일 수 있다.

본 발명의 휴대단말용 보호케이스(2)에 액추에이터(12)를 설치함에 있어 보호케이스(2)에 액추에이터(12)를 끼움설치하기 위한 적어도 하나 이상의 끼움홈(미도시)을 형성하여 액추에이터(12)를 설치할 수 있다.

상기 끼움홈은 보호케이스(2)의 사출 제작시에 미리 형성할 수 있으며, 끼움홈에 액추에이터(12)를 끼움설치함에 따라 다수의 끼움홈이 형성된 보호케이스(2) 중 원하는 위치에서 진동 피드백을 제공할 수 있도록 액추에이터(12)의 위치를 결정하기에 용이하다.

액추에이터(12)를 끼움홈에 끼움설치하는 경우에는 액추에이터(12)의 일측에 접전단자(미도시)를 설치하여 끼움결합시 끼움홈에 설치된 도전용 소켓(미도시)과 접촉되어 구동전압을 인가하도록 구성할 수 있다.

본 발명의 휴대단말용 보호케이스(2)는 휴대단말(4)의 내장배터리와 별도로 보조배터리(10)를 구비할 수 있다.

게임과 같은 멀티미디어 기능의 작동시에 휴대단말(4)은 전류소모가 많아 휴대단말(4)의 내장배터리를 자주 충전하여야 하는 불편함이 있게 된다.

본 발명에서는 상기 보조배터리(10)를 휴대단말(4)의 내장배터리 방전시 또는 내장배터리의 소모시 충전용으로 사용할 수 있으며, 보호케이스(2)에 설치된 액추에이터(12)와 실린더형 진동모터(14)를 작동시키기 위해 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 도 3b에 도시한 바와 같이 휴대단말용 보호케이스(2)에 설치된 보조배터리(10)를 착탈가능하게 설치하여 교체할 수 있다.

사용자가 배터리 교체형 스마트폰과 같은 휴대단말(4)을 휴대하면서 게임과 같은 멀티미디어 기능을 장시간 사용하는 경우 휴대단말(4)의 배터리가 모두 소모되면 배터리를 교체하기 위해 휴대단말(4)을 잠시 끈 상태에서 새로운 배터리를 다시 끼워 사용하여야 하며, 배터리 내장형 스마트폰과 같은 휴대단말(4)은 충전용 케이블을 연결하여야만 한다.

이는 게임과 같은 멀티미디어 기능의 사용시 배터리 교체를 위해 게임을 중단하여야 함에 따라 연속적인 사용이 불가능한 것이었으며, 별도의 충전케이블을 연결하여 사용하여야 함에 휴대성이 떨어져 자유로운 사용이 어려운 것이었다.

본 발명에서는 멀티미디어 기능의 사용시 휴대단말용 보호케이스(2)에 구비된 보조배터리(10)를 사용하도록 함과 함께 보조배터리(10)의 전류를 모두 소모한 경우에는 착탈식으로 구성한 보조배터리(10)를 교체하여 연속적인 멀티미디어 작동이 가능한 것이다.

이때, 보조배터리(10)를 교체하는 타이밍에는 휴대단말(4)의 전원이 꺼지지 않도록 휴대단말(4)의 배터리를 사용하게 제어함으로써 휴대단말(4)의 연속적인 사용으로 게임과 같은 멀티미디어 기능을 멈추지 않고 계속 작동이 가능한 것이다.

도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 휴대단말용 보호케이스(2)의 구성을 보여주는 것으로, 본 발명의 휴대단말용 보호케이스(2)에는 게임과 같은 멀티미디어 기능의 작동시 이를 조작하기 위한 조작버튼(38)을 구비할 수 있다.

일반적으로 콘솔 게임기(예를 들면 PSP, 닌텐도 등)에서 작동가능한 게임들이 현재에는 휴대단말(4)에서 실행가능하도록 이동하고 있는 추세이며, 이러한 콘솔 게임기용 게임은 휴대단말용 게임에 비해 조작이 어려워 휴대단말(4)의 터치에 의한 조작이외에 별도의 조작버튼(38)이 필요하게 된다.

본 발명에서는 휴대단말(4)에서 실행되는 게임의 조작을 위해 휴대단말용 보호케이스(2)의 일측에 게임조작을 위한 조작버튼(38)을 적어도 하나 이상 구비할 수 있으며, 무선통신에 의해 휴대단말(4)과 신호를 송수신하여 휴대단말(4)에서 실행되는 게임을 조작할 수 있다.

본 발명에서는 휴대단말(4)의 신호를 블루투스를 통한 무선통신으로 휴대단말용 보호케이스(2)에 전송하여 진동 피드백을 사용자에게 제공하도록 한다.

도 9를 참조하여 설명하면, 본 발명의 바람직한 실시 예로서 휴대단말(4)은 스마트폰일 수 있음에 따라 휴대단말(4)의 신호를 무선통신으로 송신하기 위한 블루투스 송신모듈(28)을 구성하고, 휴대단말용 보호케이스(2)에는 블루투스 수신모듈(30)을 구성한다.

상기 휴대단말(4)의 블루투스 송신모듈(28)을 통해 신호를 휴대단말용 보호케이스(2)의 블루투스 수신모듈(30)로 전송하며, 전송된 신호는 제어부(32)를 통해 액추에이터(12)와 실린더형 진동모터(14)를 제어하여 영상과 음향에 맞는 진동 피드백을 사용자에게 제공할 수 있다.

이때, 블루투스 수신모듈(30)은 미사용시 전류의 소모가 발생하여 보호케이스(2)의 보조배터리(10)가 방전될 수 있음에 따라 필요시에 블루투스 수신모듈(30)을 작동시킬 수 있는 블루투스 스위치(34)를 휴대단말용 보호케이스(2)에 구성할 수 있다.

상기 블루투스 스위치(34)는 휴대단말(4)을 이용하여 게임 등과 같은 멀티미디어 기능을 작동하지 않는 상태, 즉 휴대단말(4)의 파손방지를 위한 용도로 휴대단말용 보호케이스(2)를 사용하는 경우에는 블루투스 수신모듈(30)을 꺼놓은 상태로 유지하여 보조배터리(10)의 전류소모를 방지하게 된다.

게임 등 멀티미디어 기능의 작동에 의한 햅틱효과가 필요한 경우에는 휴대단말(4)의 블루투스 송신모듈(28)과의 신호 송수신이 필요함에 따라 블루투스 수신모듈(30)을 켜 신호를 전송받도록 하여 사용자에게 실시간 진동 피드백을 제공할 수 있는 것이다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 휴대단말(4)의 파손 방지를 위해 착용하는 보호케이스(2)의 내측에 실시간 진동 피드백을 제공하는 액추에이터(12)를 설치함으로써 휴대단말(4)로부터 출력되는 영상과 음향에 맞는 햅틱신호를 사용자에게 빠른 진동응답으로 제공함으로써 동시감을 줄 수 있는 효과가 있다.

또한, 진동의 크기에 따라 액추에이터(12)의 진동량을 조절하거나 저주파수에서 실린더형 진동모터(14)가 진동 피드백을 제공하도록 제어함으로써 큰 진동과 미세진동 등 다양한 진동 패턴을 전달할 수 있어 사실감을 줄 수 있는 효과가 있다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

본 발명의 휴대단말용 보호케이스는 스마트폰, 휴대용 게임기 등과 같이 멀티미디어 기능을 제공하는 휴대단말에 결합되어 실시간 진동 햅틱신호를 제공하는데에 사용될 수 있다.

(2)-- 휴대단말용 보호케이스 (4)-- 휴대단말
(6)-- 몸체 (8)-- 커버
(10)-- 보조배터리 (12)-- 액추에이터
(14)-- 실린더형 진동모터 (16)-- PCB
(17)-- 압전진동체 (18)-- 기판
(20)-- 압전소자층 (22)-- 무게편
(24)-- 브래킷 (26)-- 케이스
(28)-- 블루투스 송신모듈 (30)-- 블루투스 수신모듈
(32)-- 제어부 (34)-- 블루투스 스위치
(36)-- 커넥터 (38)-- 조작버튼

Claims

휴대단말의 파손을 방지하는 보호케이스에 있어서,
기판(18)을 두고 상기 기판(18)의 적어도 일측에 세라믹 소재의 압전소자층(20)를 부착한 압전진동체(17)와, 상기 압전진동체(17)에 부착고정되어 진동력을 증대시키는 적어도 하나 이상의 무게편(22)과, 기판(18)의 양단을 부착고정하기 위한 브래킷(24)으로 구성한 액추에이터(12)와;, 상기 액추에이터(12)에 전원을 공급함과 함께 휴대단말(4)의 배터리 방전이나 소모시 충전용으로 사용하는 보조배터리(10)와;, 휴대단말(4)의 블루투스 송신모듈(28)로부터 송신되는 신호를 수신하는 블루투스 수신모듈(30)로 구성함을 특징으로 하는 실시간 진동 피드백을 제공하는 휴대단말용 보호케이스.
휴대단말의 파손을 방지하는 보호케이스에 있어서,
기판(18)을 두고 상기 기판(18)의 적어도 일측에 부착된 세라믹 소재의 압전소자층(20)를 구성한 압전진동체(17)와, 상기 압전진동체(17)에 부착고정되어 진동력을 증대시키는 적어도 하나 이상의 무게편(22)과, 기판(18)의 양단을 부착고정하기 위한 브래킷(24)으로 구성한 액추에이터(12)와;, 저주파수 대역에서 느린 진동을 전달하기 위해 모터의 편심회전을 이용한 떨림으로 진동을 제공하는 실린더형 진동모터(14)와;, 상기 액추에이터(12)와 실린더형 진동모터(14)에 전원을 공급함과 함께 휴대단말(4)의 배터리 방전이나 소모시 충전용으로 사용하는 보조배터리(10)와;, 휴대단말(4)의 블루투스 송신모듈(28)로부터 송신되는 신호를 수신하는 블루투스 수신모듈(30)로 구성함을 특징으로 하는 실시간 진동 피드백을 제공하는 휴대단말용 보호케이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
액추에이터(12)는 진동력 증대와 진동 소음감소, 낙하 충격에 의한 파손을 방지하기 위해 액추에이터(12)를 감싸도록 케이스(26)를 더 구비함을 특징으로 하는 실시간 진동 피드백을 제공하는 휴대단말용 보호케이스.
제3항에 있어서,
케이스(26)는 천연고무, 합성고무, 합성수지 중 어느 하나로 형성함을 특징으로 하는 실시간 진동 피드백을 제공하는 휴대단말용 보호케이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
무게편(22)은 압전진동체(17)의 일측 또는 양측 중 어느 하나에 부착고정하여 구성함을 특징으로 하는 실시간 진동 피드백을 제공하는 휴대단말용 보호케이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
액추에이터(12)는 유니모프형, 바이모프형, 멀티모프형 압전소자로 이루어진 진동장치 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 실시간 진동 피드백을 제공하는 휴대단말용 보호케이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
휴대단말용 보호케이스(2)에는 액추에이터(12)를 끼움설치하기 위한 적어도 하나 이상의 끼움홈을 형성함을 특징으로 하는 실시간 진동 피드백을 제공하는 휴대단말용 보호케이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
액추에이터(12)는 다원진동에 의한 입체효과를 위해 휴대단말용 보호케이스(2) 내측에 복수개 설치하여 구성함을 특징으로 하는 실시간 진동 피드백을 제공하는 휴대단말용 보호케이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
엑추에이터(12)를 내측에 끼움설치하여 낙하 충격에 의한 액추에이터(12)의 파손을 방지하는 모듈케이스를 더 구비함을 특징으로 하는 실시간 진동 피드백을 제공하는 휴대단말용 보호케이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
휴대단말용 보호케이스(2)에 설치된 보조배터리(10)는 교체가능하게 설치함을 특징으로 하는 실시간 진동 피드백을 제공하는 휴대단말용 보호케이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
휴대단말용 보호케이스(2)에는 조작버튼(38)을 구비함을 특징으로 하는 실시간 진동 피드백을 제공하는 휴대단말용 보호케이스.