KR20150049312A - 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자 장치, 스타일러스 펜 및 방법 - Google Patents

촉각 피드백을 제공하기 위한 전자 장치, 스타일러스 펜 및 방법 Download PDF

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KR20150049312A
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Abstract

본 발명은 진동모드로의 변환을 인식하여 진동모드로 진입하는 모드인식부와 진동모드로 진입 시 제1 주파수 대역의 신호를 터치스크린을 통해 출력하고, 적어도 하나의 특정 이벤트 발생 시 제2 주파수 대역의 신호를 터치스크린에 출력하는 주파수처리부 및 적어도 하나의 특정 이벤트가 발생함을 인식하는 이벤트처리부를 포함하는 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자 장치, 스타일러스 펜 및 방법을 제공한다.

Description

촉각 피드백을 제공하기 위한 전자 장치, 스타일러스 펜 및 방법{Electronic Apparatus, Stylus Pen, Method for Providing of Tactile Feedback}
본 발명은 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자 장치, 스타일러스 펜 및 방법에 관한 것이다.
최근 디지털 기술의 발달과 함께 이동통신 단말기, PDA(Personal Digital Assistant), 전자수첩, 스마트 폰, 태블릿 PC(Personal Computer) 등과 같이 이동하면서 통신 및 개인정보 처리가 가능한 전자 장치가 다양하게 출시되고 있다. 이러한 전자 장치는 출력장치에 터치패드, 터치스크린 등을 구비하도록 하여 키패드, 키보드 등 별도의 입력장치를 구비하지 않고도 사용자가 입력을 수월하게 할 수 있다.
이와 같은 종래의 출력장치에 구비된 터치스크린 등에 사용자의 손가락을 이용하여 입력할 경우에 입력의 정확도가 떨어지는 문제점이 발생한다.
아울러, 사용자의 손가락이 아니라 스타일러스 펜을 이용하여 입력할 경우에는 터치스크린의 표면 재질로 인하여 입력의 정확도 및 필기감이 떨어지는 문제점이 발생한다.
이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 전자장 유도 방식을 채용한 전자 장치에서 스타일러스 펜을 사용할 때 사용자에게 필기감을 제공하기 위한 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자 장치, 스타일러스 펜 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전자장 유도 방식을 채용한 전자 장치에서 스타일러스 펜을 사용할 때 전자 장치에서 동작되는 특정 이벤트를 스타일러스 펜을 통해 촉감으로 확인할 수 있도록 하기 위한 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자 장치, 스타일러스 펜 및 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자장치는 진동모드로의 변환을 인식하여 상기 진동모드로 진입하는 모드인식부, 상기 진동모드로 진입 시 제1 주파수 대역의 신호를 터치스크린을 통해 출력하고, 적어도 하나의 특정 이벤트 발생 시 제2 주파수 대역의 신호를 상기 터치스크린에 출력하는 주파수처리부, 상기 적어도 하나의 특정 이벤트가 발생함을 인식하는 이벤트처리부를 포함한다.
아울러, 본 발명에 따른 촉각 피드백을 제공하기 위한 스타일러스 펜은 펜팁에 가해지는 압력의 변화 및 코어부에 유도되는 유도전류의 변화 중 적어도 하나를 감지는 변화량확인부, 상기 유도전류 변화 및 상기 압력변화 중 적어도 하나에 대응하여 진동 발생을 제어하는 진동발생부, 상기 진동을 발생시키는 선형모터를 포함한다.
아울러, 본 발명에 따른 촉각 피드백을 제공하기 위한 방법은 진동모드로 진입하는 단계, 상기 진동모드에 해당하는 제1 주파수 대역의 신호를 출력하는 단계, 적어도 하나의 특정 이벤트의 발생여부를 확인하는 단계, 상기 발생된 특정 이벤트에 해당하는 제2 주파수 대역의 신호를 출력하는 단계를 포함한다.
아울러, 본 발명에 따른 촉각 피드백을 제공하기 위한 방법은 펜의 코어부에 유도전류가 감지되면 외부로부터의 압력발생 여부를 확인하는 확인 단계, 상기 외부로부터 압력이 발생되면 선형모터를 진동시키는 단계를 포함한다.
아울러, 본 발명에 따른 촉각 피드백을 제공하기 위한 방법은 펜의 코어부에 유도된 유도전류를 감지하는 단계, 상기 유도전류의 변화량을 확인하는 확인 단계, 상기 변화량에 따라 선형모터를 진동시키는 단계를 포함한다.
전술한 바와 같은 내용들은 당해 분야 통상의 지식을 가진 자가 후술되는 본 개시의 다양한 실시예의 구체적인 설명으로부터 보다 잘 이해할 수 있도록 하기 위하여 다양한 실시예들의 특징들 및 기술적인 장점들을 다소 넓게 약술한 것이다. 이러한 특징들 및 장점들 이외에도 본 개시의 청구범위의 주제를 형성하는 다양한 실시예들의 추가적인 특징들 및 장점들이 추술되는 구체적인 설명으로부터 잘 이해될 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명은 촉각 피드백을 제공하기 위한 스타일러스 펜에 선형모터를 구비하여 사용자의 필기압에 따라 선형모터를 진동시켜 사용자에게 필기감을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 이벤트 발생 시, 전자 장치에서 출력되는 주파수를 가변하고, 가변된 주파수에 명령어를 할당한 후, 전자 장치에 접촉되는 스타일러스 펜에서 가변된 주파수에 할당하는 명령어에 따라 선형모터를 진동시키도록 함으로써 사용자가 전자 장치에서 발생되는 이벤트에 따른 동작의 변화를 진동으로 확인할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 촉각 피드백을 제공하기 위한 스타일러스 펜 운용시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자 장치의 주요 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 촉각 피드백을 제공하기 위한 스타일러스 펜을 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 MCU의 주요 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전자 장치에서 스타일러스 펜에 촉각 피드백을 제공하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스타일러스 펜의 압력변화량에 따른 촉각 피드백을 제공하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전자 장치의 주파수 대역의 신호 변화에 따른 촉각 피드백을 제공하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 촉각 피드백을 제공하는 화면 인터페이스와 관련된 화면예시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 다만, 실시예들을 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 잘 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 가급적 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 핵심을 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 촉각 피드백을 제공하기 위한 스타일러스 펜 운용시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 사용자에게 촉각 피드백을 제공하기 위한 스타일러스 펜 운용시스템(10)은 전자 장치(100)와 스타일러스 펜(200)을 포함할 수 있으며, 이를 이용한 실시예를 개략적으로 살펴보면 다음과 같다.
본 발명에 따른 일 실시예는 전자 장치(100)와의 연관 관계 없이 스타일러스 펜(200)에 외부로부터의 압력이 발생되면, 압력의 변화량을 확인하여 확인된 압력에 따라 진동을 발생시켜 사용자에게 촉각 피드백을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 다른 실시예는 특정 주파수를 출력하는 전자 장치(100)에 스타일러스 펜(200)이 일정 거리 이내로 접근 또는 접촉되었을 경우, 스타일러스 펜(200)의 유도 전류 발생에 대응되는 진동을 발생시켜 사용자에게 촉각 피드백을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 또 다른 실시예는 스타일러스 펜(200)이 특정 주파수를 출력하는 전자 장치(100)에 일정 거리 이내로 접근 또는 접촉된 상태에서 스타일러스 펜(200)에 외부로부터의 압력이 제공될 경우에, 압력의 변화량에 따라 진동을 발생시켜 사용자에게 촉각 피드백을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 또다른 실시예는 특정 이벤트 발생 시 전자 장치(100)의 주파수 가변에 대응하여 스타일러스 펜(200)의 유도전류가 변화되고, 이에 대응하여 스타일러스 펜(200)의 진동 발생을 기반으로 사용자에게 촉각 피드백을 체공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자 장치의 주요 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 사용자에게 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자 장치(100)는 통신부(110), 입력부(120), 표시부(130), 저장부(140), 제어부(150)를 포함할 수 있다.
통신부(110)는 채팅 기능 지원을 위한 통신 채널을 형성할 수 있다. 이 과정에서 사용자는 텍스트 입력 또는 이미지 입력을 스타일러스 펜을 이용하여 수행할 수 있다. 통신부(110)를 통해 특정 텍스트나 이미지 전송이 수행되는 이벤트 발생 시, 전자 장치(100)는 주파수 가변을 수행할 수 있다. 스타일러스 펜(200)은 주파수 가변에 대응하여 진동을 발생시킬 수 있다.
입력부(120)는 스타일러스 펜(200)의 진동 모드 설정을 위한 입력 신호를 생성할 수 있다. 예컨대, 입력부(120)는 특정 키버튼을 진동 모드 설정을 위한 핫 키로 할당할 수 있다. 진동 모드 설정 시, 전자 장치(100)는 주파수 가변을 통하여 스타일러스 펜(200)의 유도전류 변화를 지원할 수 있다.
표시부(130)는 스타일러스 펜(200)을 포함하는 입력부재에 의해 입력기능을 수행하는 터치스크린으로 형성되어, 입력부재에 의해 입력되는 입력신호를 제어부(150)로 전달한다. 여기서 터치스크린은 스타일러스 펜(200)의 접촉 또는 접근에 따른 이벤트를 생성할 수 있다. 터치스크린은 스타일러스 펜(200)의 특성에 따라 다양한 형태 예컨대 정전용량 방식의 패널, 전자기 유도 패널 등을 포함할 수 있다. 표시부(130)는 제어부(150)의 제어에 따라 전자 장치(100)의 동작에 대한 사용자 인터페이스를 표시한다. 또한, 표시부(130)는 제어부(150)의 제어에 따라 실행되는 어플리케이션에 대한 실행화면을 표시한다.
저장부(140)는 전자 장치(100)를 동작시키기 위한 프로그램 또는 어플리케이션 등을 앱DB(141)에 저장한다. 또한, 저장부(140)는 모드에 따라 서로 다른 주파수 대역의 신호를 출력하기 위해 하기의 표 1과 같은 테이블을 주파수 정보(142)에 저장한다. 이때, 표 1에 설정된 이벤트의 종류 및 이벤트에 따른 주파수 대역은 발명의 설명을 위해 임의로 기재한 것이므로, 이에 구애받지 않음을 명확히 하는 바이다.
대역(Mhz) 이벤트 진동종류
제1 주파수 100 진동모드 약
제2 주파수 200 MP3 앱 실행 중
제3 주파수 300 데이터 저장완료 확인 팝업 강
제어부(150)는 스타일러스 펜(200)이 진동되어 사용자에게 촉각 피드백을 제공할 수 있도록 스타일러스 펜의 진동모드(이하, 진동모드로 통칭함)로 진입한다. 제어부(150)는 진동모드 진입 시 제1 주파수 대역의 신호를 표시부(130)의 터치스크린에 출력하고, 적어도 하나의 특정 이벤트 발생 시 제2 주파수 또는 제3 주파수 대역의 신호를 표시부(130)의 터치스크린으로 출력한다. 이를 위해, 제어부(150)는 모드인식부(151), 주파수처리부(152), 이벤트처리부(153)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 모드인식부(151)는 전자 장치(100)의 일부분에서 탈착가능하도록 형성된 스타일러스 펜(200)이 전자 장치(100)에서 탈거될 경우에 진동모드로의 변환요청을 인식하여 진동모드로 진입할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 모드인식부(151)는 입력 기능의 표시부(130) 또는 입력부(120)를 통해 모드변환 입력신호가 발생되는 경우에 진동모드로의 변환요청을 인식하여 진동모드로 진입할 수 있다.
또다른 실시예에 따르면, 모드인식부(151)는 스타일러스 펜(200)으로부터 모드변환을 위한 입력신호가 수신될 경우에 진동모드로의 변환요청을 인식하여 진동모드로 진입할 수 있다. 스타일러스 펜(200)으로부터 입력신호를 수신하기 위해 전자 장치(100)는 수신부(미도시)를 포함하고, 스타일러스 펜(200)은 송신부(미도시)를 포함할 수 있다. 모드인식부(151)는 수신부를 통해 수신된 입력신호를 확인하여 진동모드로 진입할 수 있다. 또한, 모드인식부(151)가 스타일러스 펜(200)에 형성된 스위치의 눌림에 의해 발생되는 유도전류를 수신함으로써 진동모드로 진입할 수 있다.
모드인식부(151)에서 진동모드로 진입하면 주파수처리부(152)는 표 1에서와 같이 진동모드에 설정된 제1 주파수 대역의 신호를 표시부(130)의 터치스크린에 출력한다.
이벤트처리부(153)는 표시부(130)에 표시된 적어도 하나의 앱 중에서 MP3 앱을 실행시키기 위한 신호가 표시부(130)를 통해 수신되면, MP3 앱을 실행시키기 위한 신호가 입력되었음을 주파수처리부(152)로 제공한다. 주파수처리부(152)는 특정 이벤트가 발생되면 즉, MP3 앱이 실행되면 표 1에서와 같이 제1 주파수 대역의 신호를 제2 주파수 대역의 신호로 변경하여 표시부(130)의 터치스크린에 출력한다.
또한, 이벤트처리부(153)는 멀티미디어 데이터, 전화번호데이터, 문자메시지 데이터 등 다양한 데이터의 저장이 완료되면, 데이터의 저장완료를 알리는 팝업창을 표시부(130)에 표시하고, 팝업창을 표시하였음을 알리는 신호를 주파수처리부(152)로 제공한다. 주파수처리부(152)는 특정 이벤트 즉, 데이터 저장완료를 알리는 팝업창이 표시되면 표 1에서와 같이 제1 주파수 대역의 신호를 제3 주파수 대역의 신호로 변경하여 표시부(130)의 터치스크린에 출력한다.
그리고 주파수처리부(152)는 특정 이벤트가 종료되면 즉, MP3 앱의 실행이 완료되거나, 팝업창의 표시가 완료되면 다시 제1 주파수 대역의 신호를 표시부(130)의 터치스크린에 출력한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 스타일러스 펜(200)은 전자 장치(100)에서 실행 중인 특정 이벤트에 따라 진동종류를 다르게 하여 전자 장치(100)의 동작 상태를 사용자에게 촉각으로 제공할 수 있다. 이를 위해, 스타일러스 펜(200)은 전자 장치(100)에서 출력되는 주파수 대역의 신호가 유도되어 발생되는 유도전류에 의거하여 진동종류를 다르게 하기 때문에 주파수처리부(152)에서 다양한 주파수 대역의 신호를 표시부(130)의 터치스크린에 출력하는 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 촉각 피드백을 제공하기 위한 스타일러스 펜을 나타낸 단면도이다. 도 4는 도 3에 도시된 MCU(Motor Control Unit)의 주요 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 스타일러스 펜(200)은 하우징(210), 펜팁(220), 탄성부재(225), 압전소자(230), 코어부(240), 모터부(250), MCU(260), 전원부(270), 스위치(280), 완충부재(290)를 포함할 수 있다.
하우징(210)은 펜팁(220)의 일부, 탄성부재(225), 압전소자(230), 코어부(240), 모터부(250), MCU(260), 전원부(270) 및 완충부재(290)를 감싸도록 마련된다. 이러한 하우징(210)은 사용자가 스타일러스 펜(200)을 손에 잡기 용이하도록 일정 길이와 일정 단면적을 가지며 형성 된다. 하우징(210)은 사용자의 그립감을 향상시키기 위하여 사용자의 손가락이 닿는 위치에 오목부(미도시)가 형성될 수도 있다. 하우징(210)의 일측에는 홀이 형성되어 펜팁(220)이 돌출될 수 있다.
펜팁(220)은 사용자가 스타일러스 펜(200)을 이용하여 전자 장치(100)에 입력하기 용이하도록 하우징(210)의 일단(A)으로부터 적어도 일부가 돌출되도록 형성된다. 특히, 펜팁(220)은 코어부(240)를 관통하여 탄성부재(225)에 맞닿도록 형성된다.
탄성부재(225)는 전자 장치(100)에 접촉되는 펜팁(220)의 일단과 반대쪽의 일단에 배치된다. 탄성부재(225)는 전자 장치(100)에 접촉된 펜팁(220)에 압력이 가해져 하우징(210)의 타단(B) 방향으로 이동한 펜팁(220)에 탄성력을 제공한다. 탄성부재(225)는 펜팁(220)에 가해진 압력이 제거되면, 펜팁(220)을 원래의 위치로 복귀시킨다.
압전소자(230)는 탄성부재(225)에 연결 배치되어, 펜팁(220)에 압력이 가해져 펜팁(220)이 하우징(210)의 타단(B) 방향으로 이동할 때 발생되는 압력의 세기를 감지한다. 압전소자(230)는 감지된 압력의 세기를 MCU(260)로 제공한다. 이때, 압력의 세기는 인덕턴스(inductance)의 변화량 또는 커패시컨스(capacitance) 변화량 중 적어도 어느 하나의 값으로 감지된다.
코어부(240)는 페라이드(ferrite)를 포함하는 전자석으로 형성된 코어(core)의 외주면에 코일(241)이 감겨 형성된다. 코어부(240)는 전자 장치(100)와의 거리가 일정거리 이내이면 전자 장치(100)에서 출력되는 주파수 대역의 신호가 유도된 유도전류를 형성하고, 이를 MCU(260)로 제공한다.
모터부(250)는 MCU(260)에서 설정된 진동종류에 의거하여 진동을 발생시키기 위한 선형모터를 포함할 수 있다.
MCU(260)는 전자 장치(100)에서 출력되는 특정 주파수 대역의 신호가 유도된 유도전류를 감지하고, 외부로부터 발생되는 압력의 변화량을 확인하여 선형모터를 진동시키도록 모터부(250)를 제어한다. MCU(260)의 상세 동작에 대한 설명은 스타일러스 펜(200)의 실시예들에 따라 하기에서 상세하게 설명한다. 또한, MCU(260)는 진동모터를 진동시키기 위한 진동종류를 설정할 수 있다. 진동종류는 진동의 세기를 설정하는 진동레벨, 진동간격 및 진동시간 중 적어도 하나의 변화에 의해 구분될 수 있다.
전원부(270)는 하우징(210)에 삽입가능한 상용 배터리로 형성되거나, 충전 가능한 배터리로 형성될 수 있다.
스위치(280)는 하우징(210)의 외부에 위치하여 스타일러스 펜(200)을 이용해 전자 장치(100)에 입력한 숫자, 그림, 문자 등의 데이터를 지우는 기능 등의 다양한 기능에 대한 제어신호를 전자 장치(100)에 전달할 수 있다. 또한, 스위치(280)는 전자 장치(100)를 진동모드로 변환시키기 위한 입력신호를 발생하여 전자 장치(100)에 전달할 수 있다.
완충부재(290)는 코어부(240)와 하우징(210)의 사이에 형성되어, 코어부(240)를 하우징(210) 내부에 고정시킨다. 또한, 완충부재(290)는 모터부(250)와 하우징(210) 사이에 형성되어 진동 발생 시에 모터부(250)가 하우징(210)에 부딪혀 발생되는 소음 및 마모를 최소화한다.
일 실시예에 따르면, 스타일러스 펜(200)은 외부로부터의 발생된 압력의 변화량을 확인하여 이에 따른 진동을 발생시킨다. 이를 위해, MCU(260)는 압력확인부(262), 변화량확인부(263), 진동발생부(264)를 포함할 수 있다.
압력확인부(262)는 압전소자(230)에서 감지된 펜팁(220)에 의해 발생된 압력의 세기를 실시간으로 확인할 수 있다. 압력확인부(262)는 확인된 압력의 세기를 변화량확인부(263)로 제공한다.
변화량확인부(263)는 압력확인부(262)에서 제공된 압력의 세기로부터 압력의 변화량을 확인한다. 변화량확인부(263)는 사용자가 전자 장치(100)에 스타일러스 펜(200)을 이용하여 입력을 수행할 때, 스타일러스 펜(200)에 작용하는 압력의 변화량을 확인하여 필기압을 인식한다.
진동발생부(264)는 변화량확인부(263)에서 인식된 필기압에 의거하여 선형모터의 진동종류를 설정하고, 선형모터의 진동발생을 제어한다. 아울러, 진동발생부(264)는 변화량확인부(263)에서 필기압이 인식되지 않으면, 즉, 펜팁(220)에 작용되는 압력이 제거되면 진동발생을 중지한다.
따라서, 상기 일 실시예에 따르면 본 발명은 스타일러스 펜(200)이 전자 장치(100)와의 연관 동작 없이 독단적으로 동작할 수 있어, 전자 장치(100)가 아닌 타 장치에서 입력동작을 수행하더라도 사용자가 자신의 입력동작에 대한 촉감 피드백을 제공받을 수 있다. 특히, 사용자가 스타일러스 펜(200)의 펜팁(220)에 압력을 가하는 힘의 크기에 따라 진동종류가 달라지기 때문에 사용자에게 입력에 따른 필기감을 제공할 수 있다. 이 경우에 스타일러스 펜(200)은 전자 장치(100)의 주파수 대역의 신호가 유도된 유도전류를 사용할 필요가 없으므로 하우징(210) 내부에 코어부(240)가 존재하지 않아도 된다.
다른 실시예에 따르면, 특정 주파수를 출력하는 전자 장치(100)에 스타일러스 펜(200)이 접촉되었을 경우, 스타일러스 펜(200)이 특정 주파수에 따른 유도전류에 대응되는 진동을 발생시킨다. 이를 위해, MCU(260)는 유도전류확인부(261), 변화량확인부(263), 진동발생부(264)를 포함할 수 있다.
유도전류확인부(261)는 스타일러스 펜(200)이 전자 장치(100)와 일정 거리 이내에 위치됨에 따라 코어부(240)에서 유도된 유도전류를 확인할 수 있다. 유도전류확인부(261)는 확인된 유도전류를 변화량확인부(263)로 제공한다.
변화량확인부(263)는 유도전류확인부(261)에서 제공된 유도전류의 변화량을 확인하여 이를 진동발생부(264)로 제공한다. 이때, 유도전류의 변화량은 코어부(240)와 전자 장치(100)의 거리에 따라 달라질 수 있다.
진동발생부(264)는 변화량확인부(263)에서 제공된 유도전류의 변화량에 의거하여 선형모터의 진동종류를 설정하고, 선형모터의 진동발생을 제어한다.
따라서, 상기 다른 실시예에 따르면 본 발명은 스타일러스 펜(200)이 전자 장치(100)와 특정 거리 이내에 위치하면 스타일러스 펜(200)의 펜팁(220)에 압력이 작용되지 않아도 진동을 발생시켜, 스타일러스 펜(200)이 전자 장치(100)에 입력을 수행할 수 있는 거리에 위치하는지에 대한 촉각 피드백을 사용자에게 제공할 수 있다. 특히, 스타일러스 펜(200)과 전자 장치(100) 사이의 거리에 따라 진동종류를 다르게 하므로, 스타일러스 펜(200)이 전자 장치(100)에 접촉되어 입력이 가능한 상태를 사용자에게 촉각 피드백으로 제공할 수 있다. 이 경우에 스타일러스 펜(200)은 필기압을 인식할 필요가 없으므로, 탄성부재(225), 압전소자(230)가 존재하지 않아도 된다. 또한, 이 경우에 코어부(240)는 펜팁(220)이 관통되도록 설계되지 않아도 되며, 위치 역시 하우징(210) 내부에서 자유롭게 설계변경이 가능하다.
또 다른 실시예에 따르면, 스타일러스 펜(200)이 전자 장치(100)에서 출력되는 주파수가 유도된 유도전류가 생성되는 상태에서 스타일러스 펜(200)에 외부로부터의 압력이 발생될 경우에, 압력의 변화량을 확인하여 이에 따른 진동을 발생시킨다. 이를 위해, MCU(260)는 유도전류확인부(261), 압력확인부(262), 변화량확인부(263), 진동발생부(264)를 포함할 수 있다.
유도전류확인부(261)는 스타일러스 펜(200)이 전자 장치(100)와 일정 거리 이내에 위치됨에 따라 코어부(240)에서 유도된 유도전류를 확인할 수 있다. 유도전류확인부(261)는 확인된 유도전류를 변화량확인부(263)로 제공한다.
압력확인부(262)는 압전소자(230)에서 감지된 펜팁(220)에 의해 발생된 압력의 세기를 실시간으로 확인하고, 확인된 압력의 세기를 변화량확인부(263)로 제공한다.
변화량확인부(263)는 유도전류확인부(261)에서 제공된 유도전류의 변화량을 확인하고, 압력확인부(262)에서 제공된 압력의 세기로부터 압력의 변화량을 확인한다. 이때, 유도전류의 변화량은 코어부(240)와 전자 장치(100)의 거리에 따라 달라질 수 있다. 그리고 변화량확인부(263)는 확인된 유도전류의 변화량을 확인하여 코어부(240)와 전자 장치(100) 사이의 개략적인 거리를 확인하고, 압력의 변화량을 확인하여 필기압을 확인한다.
진동발생부(264)는 변화량확인부(263)에서 제공된 유도전류의 변화량과 압력의 변화량에 의거하여 선형모터의 진동종류를 설정하고, 선형모터의 진동발생을 제어한다.
따라서, 상기 또다른 실시예에 따르면 본 발명은 스타일러스 펜(200)이 전자 장치(100)와 특정 거리 이내에 위치하고, 스타일러스 펜(200)의 펜팁(220)에 압력이 작용되었을 때 사용자에게 필기감을 제공할 수 있다.
또다른 실시예에 따르면, 전자 장치(100)에서 특정 이벤트가 발생되고, 스타일러스 펜(200)이 전자 장치(100)에서 발생된 이벤트에 따라 가변되는 주파수에 따른 유도전류의 변화량에 따라 진동을 발생시킨다. 이를 위해, MCU(260)는 유도전류확인부(261), 변화량확인부(263), 진동발생부(264)를 포함할 수 있다.
유도전류확인부(261)는 스타일러스 펜(200)이 전자 장치(100)와 일정 거리 이내에 위치됨에 따라 코어부(240)에서 유도된 유도전류를 확인하고, 확인된 유도전류를 변화량확인부(263)로 제공한다. 이때, 코어부(240)는 전자 장치(100)에서 발생되는 이벤트에 따라 서로 다른 주파수 대역의 신호가 유도된 유도전류를 생성한다. 보다 구체적으로, 전자 장치(100)에는 표 1에서와 같이 특정 이벤트가 발생됨에 따라 표시부(130)를 통해 출력되는 주파수 대역의 신호가 제 주파수 대역의 신호에서 제2 또는 제3 주파수 대역의 신호로 가변되고, 코어부(240)에서는 가변된 주파수 대역의 신호가 유도되기 때문에 유도전류확인부(261)에서 확인되는 유도전류에는 변화량이 존재한다.
변화량확인부(263)는 유도전류확인부(261)에서 제공된 유도전류의 변화량을 확인하여 이를 진동발생부(264)로 제공한다. 이때, 유도전류의 변화량은 전자 장치(100)에서 발생된 특정 이벤트에 따라 달라질 수 있다.
진동발생부(264)는 변화량확인부(263)에서 제공된 유도전류의 변화량에 의거하여 선형모터의 진동종류를 설정하고, 선형모터의 진동발생을 제어한다. 이때, 진동발생부(264)는 전자 장치(100)와의 정의에 의해 진동종류가 기설정될 수 있다.
따라서, 상기 또다른 실시예에 따르면 본 발명은 전자 장치(100)에서 발생되는 이벤트에 따른 동작을 촉각 피드백으로 사용자에게 제공하여, 사용자가 스타일러스 펜(200)을 통해 전자 장치(100)에 발생된 동작의 변화를 인지할 수 있다. 또한, 상기 또다른 실시예에서는 이벤트 발생 시에 전자 장치(100)에 의해 정의된 진동을 발생시키고, 전자 장치(100)와 스타일러스 펜(200) 사이의 거리에 따라 변화되는 유도전류의 변화량 및 스타일러스 펜(200)의 펜팁(220)에 작용되는 압력의 변화량에 따라 선형모터에 진동을 발생시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전자 장치에서 스타일러스 펜에 촉각 피드백을 제공하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, S11단계에서 제어부(150)는 스타일러스 펜(200)이 진동되어 사용자에게 촉각 피드백을 제공할 수 있도록 스타일러스 펜의 진동모드(이하, 진동모드로 통칭함) 설정을 확인한다. 예컨대, 제어부(150)는 디폴트로 진동 모드 설정이 있는지, 진동 모드 설정을 위한 진입신호 발생이 있는지 등을 확인할 수 있다. S11단계의 확인결과, 진동모드로의 설정이 있거나 또는 진입신호가 수신되면 제어부(150)는 S13단계로 진행하고, 진동모드로의 설정이 없거나 진입신호가 수신되지 않으면 제어부(150)는 S27단계로 진행하여, 외부로부터의 입력에 따른 해당 기능을 수행한다. 이때, 진동모드로의 진입신호는 전자 장치(100)의 일부분에서 탈착가능하도록 형성된 스타일러스 펜(200)이 전자 장치(100)에서 탈거됨을 알리는 신호, 외부로부터 입력 기능의 표시부(130) 또는 입력부(120)를 통해 발생되는 모드변환 입력신호, 스타일러스 펜(200)으로부터 수신되는 모드변환을 위한 입력신호 중 어느 하나의 신호일 수 있다.
S13단계에서 제어부(150)는 진동모드로 진입하고, 제어부(150)는 표 1에 도시된 진동모드에 해당하는 제1 주파수 대역의 신호를 표시부(130)의 터치스크린에 출력한다.
이어서, S17단계에서 제어부(150)는 특정 이벤트의 발생이 확인되면, S19단계로 진행하여 특정 이벤트에 대응되는 타 주파수 즉, 표 1에 기재된 제2 또는 제3 주파수 대역의 신호를 확인한다.
S21단계에서 제어부(150)는 확인된 주파수 대역의 신호를 표시부(130)의 터치스크린에 출력하고, S23단계에서 제어부(150)는 S17단계에서 발생된 특정 이벤트가 종료되었는지 확인한다. S23단계의 확인결과, 특정 이벤트가 종료되었으면 제어부(150)는 S25단계로 진행하고, 특정 이벤트가 종료되지 않았으면 제어부(150)는 특정 이벤트의 종료를 대기한다.
이후, S25단계에서 제어부(150)는 S21단계에서 표시부(130)의 터치스크린에 출력하던 타 주파수 대역의 신호에서 진동모드에 해당하는 제1 주파수 대역의 신호로 주파수를 가변하여 출력한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스타일러스 펜의 압력변화량에 따른 촉각 피드백을 제공하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, S31단계에서 MCU(260)는 전자 장치(100)에서 출력되는 주파수 대역의 신호가 유도된 유도전류가 코어부(240)에서 감지되는지 확인한다. S31단계에서의 확인결과, 코어부(240)에서 유도전류가 감지되면 MCU(260)는 S33단계로 진행한다. 유도전류가 감지되지 않으면 MCU(260)는 유도전류의 감지를 대기한다.
S33단계에서 MCU(260)는 압전소자(230)로부터 펜팁(220)의 눌림을 감지한다. S33단계에서 펜팁(220)의 눌림이 감지되면 MCU(260)는 S35단계로 진행하고, 펜팁(220)의 눌림이 감지되지 않으면 MCU(260)는 펜팁(220)의 눌림 감지를 대기한다. 이때, 펜팁(220)이 외부의 압력에 의해 눌려지면 압전소자(230)에는 압력변화가 발생되고, 압전소자(230)는 발생된 압력변화를 MCU(260)로 제공한다.
이어서, S35단계에서 MCU(260)는 S33단계에서 제공된 펜팁(220)의 눌림에 따른 압력변화량을 확인하고, S37단계에서 MCU(260)는 모터부(250)에 포함된 선형모터를 제어하여 압력변화량에 따른 진동을 발생시킨다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전자 장치의 주파수 대역의 신호 변화에 따른 촉각 피드백을 제공하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, S41단계에서 MCU(260)는 전자 장치(100)에서 출력되는 주파수 대역의 신호가 유도된 유도전류가 코어부(240)에서 감지되는지 확인한다. S41단계에서의 확인결과, 코어부(240)에서 유도전류가 감지되면 MCU(260)는 S43단계로 진행하고, 유도전류가 감지되지 않으면 MCU(260)는 유도전류의 감지를 대기한다.
S43단계에서 MCU(260)는 유도전류에 변화가 있는지 확인한다. S43단계의 확인결과 유도전류에 변화가 존재하면 MCU(260)는 S45단계로 진행하고, 유도전류에 변화가 존재하지 않으면 MCU(260)는 유도전류의 변화감지를 대기한다. 이때, 유도전류의 변화는 스타일러스 펜(200)과 전자 장치(100) 사이의 거리에 따라 발생될 수도 있고, 전자 장치(100)에서 특정 이벤트가 발생됨에 따라 표시부(130)에서 출력되는 주파수 대역의 신호의 변화로 인해 발생될 수 있다.
이어서, S45단계에서 MCU(260)는 유도전류의 변화량을 확인하고, S47단계에서 MCU(260)는 확인된 유도전류의 변화량에 따라 모터부(250)에 포함된 선형모터를 제어하여 유도전류의 변화량에 따른 진동을 발생시킨다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 촉각 피드백을 제공하는 화면 인터페이스와 관련된 화면예시도이다. 이때, 도 9 내지 도 10은 전자 장치(100)에 특정 이벤트가 발생하였을 때에 스타일러스 펜(200)에 진동이 발생하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 도 8의 (a)는 일반적인 전자 장치(100)의 표시부(130)에 표시된 화면 인터페이스를 나타낸다. 사용자가 스타일러스 펜(200)을 전자 장치(100)에서 탈거하거나, 스타일러스 펜(200)에 구비된 스위치(280)를 입력하거나, 표시부(130)의 특정 메뉴를 선택하면 도 8의 (b)에서와 같이 스타일러스 펜(200)을 진동시키기 위한 진동모드로 진입함을 알리는 아이콘이 표시부(130)의 상태바(status bar)에 표시된다. 그리고, 전자 장치(100)는 표시부(130)의 터치스크린에 표 1의 진동모드 이벤트에 해당하는 제1 주파수 대역의 신호를 출력한다.
제1 주파수 대역의 신호가 출력되는 도중에 도 9와 같이 스타일러스 펜(200)에서 MP3 앱을 실행하기 위한 신호가 입력되면 전자 장치(100)는 표 1의 MP3 앱 실행 이벤트에 해당하는 제2 주파수 대역의 신호로 주파수를 가변하여 표시부(130)의 터치스크린에 출력한다. 이에 따라, 스타일러스 펜(200)은 제1 주파수 대역의 신호가 유도된 유도전류에서 제2 주파수 대역의 신호가 유도된 유도전류로 유도전류의 변화량이 발생하기 때문에, 발생된 변화량에 따라 진동을 발생시킨다. 그리고, 전자 장치(100)는 MP3 앱을 실행시키고 나면 제2 주파수 대역의 신호를 다시 제1 주파수 대역의 신호로 가변하기 때문에 스타일러스 펜(200)에서는 유도전류의 변화량이 다시 발생한다. 따라서, 스타일러스 펜(200)은 발생된 유도전류의 변화량에 따른 진동을 다시 발생시킨다.
또한, 제1 주파수 대역의 신호가 출력되는 도중에 도 10의 (a) 내지 도 10의 (c)와 같이 전화번호를 입력하기 위한 신호가 입력되고, 도 10의 (c)에서와 같이 데이터 저장이 완료됨을 알리는 팝업창이 표시되면, 전자 장치(100)는 표 1의 데이터 저장완료 확인 팝업에 해당하는 제3 주파수 대역의 신호로 주파수를 가변하여 표시부(130)의 터치스크린에 출력한다. 이에 따라, 스타일러스 펜(200)은 제1 주파수 대역의 신호가 유도된 유도전류에서 제3 주파수 대역의 신호가 유도된 유도전류로 유도전류의 변화량이 발생하기 때문에, 발생된 변화량에 따라 진동을 발생시킨다. 그리고, 전자 장치(100)는 일정 시간이 지난 후에 팝업 창을 표시부(130)에서 제거하고 나면, 제3 주파수 대역의 신호를 다시 제1 주파수 대역의 신호로 가변하기 때문에 스타일러스 펜(200)에서는 유도전류의 변화량이 다시 발생한다. 따라서, 스타일러스 펜(200)은 발생된 유도전류의 변화량에 따른 진동을 다시 발생시킨다.
지금까지 실시예를 통하여 본 발명에 따른 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자 장치, 스타일러스 펜 및 방법에 대하여 설명하였다. 본 명세서와 도면에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 상기에 기재된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10: 스타일러스 펜 운용시스템 100: 전자장치
110: 통신부 120: 입력부
130:표시부 140: 저장부
141: 앱DB 142: 주파수 정보
150: 제어부 151: 모드인식부
152: 주파수처리부 153: 이벤트처리부
200: 스타일러스 펜 210: 하우징
220: 펜팁 225: 탄성부재
230: 압전소자 240: 코어부
241: 코일 250: 모터부
260: MCU 261: 유도전류확인부
262: 압력확인부 263: 변화량확인부
264: 진동발생부 270: 전원부
280: 스위치 290: 완충부재

Claims (13)

  1. 진동모드로의 변환을 인식하여 상기 진동모드로 진입하는 모드인식부;
    상기 진동모드로 진입 시 제1 주파수 대역의 신호를 터치스크린을 통해 출력하고, 적어도 하나의 특정 이벤트 발생 시 제2 주파수 대역의 신호를 상기 터치스크린에 출력하는 주파수처리부;
    상기 적어도 하나의 특정 이벤트가 발생함을 인식하는 이벤트처리부; 를 포함하는 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모드인식부는
    스타일러스 펜의 탈착여부로부터 발생되는 신호, 상기 스타일러스 펜으로부터 발생되는 입력신호, 외부로부터 발생되는 모드변환 입력신호 중 어느 하나에 의해 상기 진동모드로의 변환을 인식하는 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 특정 이벤트와 상기 특정 이벤트에 대응되는 주파수 대역정보가 저장된 저장부; 를 포함하는 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스타일러스 펜은
    상기 주파수처리부로부터 출력되는 상기 주파수 대역의 신호가 유도된 유도전류에 의거하여 진동이 발생되는 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자 장치.
  5. 펜팁에 가해지는 압력의 변화 및 코어부에 유도되는 유도전류의 변화 중 적어도 하나를 감지는 변화량확인부;
    상기 유도전류 변화 및 상기 압력변화 중 적어도 하나에 대응하여 진동 발생을 제어하는 진동발생부;
    상기 진동을 발생시키는 선형모터;를 포함하는 촉각 피드백을 제공하기 위한 스타일러스 펜.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 변화량확인부는
    상기 펜팁이 접촉되는 전자 장치에서 발생되는 특정 이벤트에 대한 주파수 대역의 신호변화로부터 발생되는 유도전류의 변화량을 확인하는 촉각 피드백을 제공하기 위한 스타일러스 펜.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 코어부는
    페라이트 코어를 포함하는 전자석 코어의 외주면에 코일이 감겨 형성되는 촉각 피드백을 제공하기 위한 스타일러스 펜.
  8. 진동모드로 진입하는 단계;
    상기 진동모드에 해당하는 제1 주파수 대역의 신호를 출력하는 단계;
    적어도 하나의 특정 이벤트의 발생여부를 확인하는 단계;
    상기 발생된 특정 이벤트에 해당하는 제2 주파수 대역의 신호를 출력하는 단계; 를 포함하는 촉각 피드백을 제공하기 위한 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 진동모드로의 변환을 인식하는 단계는
    상기 스타일러스 펜의 탈착여부로부터 발생되는 신호, 상기 스타일러스 펜으로부터 발생되는 입력신호, 외부로부터 발생되는 모드변환 입력신호 중 어느 하나에 의해 상기 진동모드로의 변환을 인식하는 단계인 촉각 피드백을 제공하기 위한 방법.
  10. 펜의 코어부에 유도전류가 감지되면 외부로부터의 압력발생 여부를 확인하는 확인 단계;
    상기 외부로부터 압력이 발생되면 선형모터를 진동시키는 단계; 를 포함하는 촉각 피드백을 제공하기 위한 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 확인 단계는
    상기 스타일러스 펜의 일단에 위치한 펜팁의 눌림여부를 확인하는 단계인 촉각 피드백을 제공하기 위한 방법.
  12. 펜의 코어부에 유도된 유도전류를 감지하는 단계;
    상기 유도전류의 변화량을 확인하는 확인 단계;
    상기 변화량에 따라 선형모터를 진동시키는 단계; 를 포함하는 촉각 피드백을 제공하기 위한 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 확인 단계는
    상기 스타일러스 펜에 구비된 펜팁이 접촉되는 전자 장치에서 발생되는 특정 이벤트에 대한 주파수 대역의 신호변화로부터 발생되는 유도전류의 변화량을 확인하는 단계인 촉각 피드백을 제공하기 위한 방법.
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