KR20150144702A - 모션 제어 햅틱을 갖는 햅틱 가능한 장치 - Google Patents

Abstract

햅틱 가능한 장치는 모션을 제어하기 위해 이용되는 햅틱 출력 장치를 포함한다. 햅틱 가능한 장치는 원하는 모션을 결정한 다음에, 원하는 모션을 발생하기 위해 상기 햅틱 출력 장치에 대한 햅틱 효과를 생성한다.

Description

모션 제어 햅틱을 갖는 햅틱 가능한 장치{HAPTICALLY ENABLED DEVICE WITH MOTION CONTROLLING HAPTICS}

일 실시예는 일반적으로 이동 장치에 관한 것으로, 특히 햅틱을 포함하는 이동 장치에 관한 것이다.

이동 전화, 스마트폰, 카메라 폰, 카메라, 개인 휴대 정보 단말기("PDA"들) 등과 같은, 휴대용/이동 전자 장치들은 일반적으로 장치들에 대해 발생하는 특정 이벤트들을 사용자에게 경보하는 출력 메커니즘들을 포함한다. 예를 들어, 휴대 전화는 보통 착신 전화 호출 이벤트를 사용자에게 소리로 통지하는 스피커를 포함한다. 가청 신호는 특정한 통화 연결음들, 음악 소곡들, 음향 효과들 등을 포함할 수 있다. 또한, 휴대 전화는 착신 전화 호출들을 사용자들에게 시각적으로 통지하는 데 사용될 수 있는 표시 화면들을 포함할 수 있다.

어떤 이동 장치에서는, 운동 감각의 피드백(활성 및 저항력 피드백 등) 및/또는 촉각 피드백(진동, 감촉, 및 열 등)이 또한 사용자에게 제공되는데, 이는 보다 일반적으로 총괄하여 "햅틱 피드백" 또는 "햅틱 효과"라고 한다. 햅틱 피드백은 사용자 인터페이스를 향상시키고 단순화하는 큐들을 제공할 수 있다. 특히, 진동 효과들, 또는 진동 촉각(vibrotactile) 햅틱 효과들은 특정 이벤트들을 사용자에게 경보하도록, 또는 모의 또는 가상 환경 내에서 더 큰 감각적 몰입도를 생성하기 위해 실제적인 피드백을 제공하도록 전자 장치들의 사용자들에게 큐들을 제공하는 데 유용할 수 있다.

일 실시예는 모션을 제어하기 위해 이용된 햅틱 출력 장치를 포함하는 햅틱 가능한 장치이다. 햅틱 가능한 장치는 원하는 모션을 결정한 다음에, 원하는 모션을 발생하기 위해 햅틱 출력 장치에 햅틱 효과를 생성한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 가능한 시스템의 블록도이다.
도 2는 다양한 실시예들에 따라 구현될 수 있는 시스템을 위한 몇가지 예시적인 모션들을 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 표면 상의 시스템을 도시한다.
도 4는 일 실시예에 따라 통지 목적들을 위해 시스템/장치를 이동시킴으로써 모션 제어가 있는 햅틱 효과들을 제공하는 경우의 도 1의 모션 제어 모듈의 기능의 흐름도이다.
도 5는 일 실시예에 따라 시스템/장치를 충전기로 이동시킬 때 모션 제어가 있는 햅틱 효과들을 제공하는 경우의 도 1의 모션 제어 모듈의 기능의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 시스템이 표면에서 떨어지는 것을 방지하기 위한 모션 제어의 예를 도시한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 시스템이 표면에서 떨어지는 것을 방지하기 위한 모션 제어의 예를 도시한다.
도 8은 일 실시예에 따라 시스템이 표면에서 떨어지는 것을 방지하기 위해 시스템에 대해 모션 제어가 있는 햅틱 효과들을 제공하는 경우의 도 1의 모션 제어 모듈의 기능의 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따라 모션과 조합된 몇가지 예시적인 시각적 피드백을 도시한다.

전술한 바와 같이, 경보들을 제공하는 것 외에, 본 발명의 실시예들에 따른 햅틱 효과들은 모션을 생성하고 또는 이동 장치들을 위한 모션을 제어하기 위해 또한 이용될 수 있다. 예를 들어, 햅틱 효과들은 경보/정보를 사용자에게 제공하기 위해 이동 장치들을 소정의 방식으로 이동시킬 수 있거나, 이동 장치가 표면에서 떨어져서 손상되는 것을 방지하기 위해 제어될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 가능한 시스템(10)의 블록도이다. 시스템(10)은 하우징(15) 내에 장착된 터치 감지 표면(11) 또는 다른 유형의 사용자 인터페이스를 포함하고, 기계적 키들/버튼들(13)을 포함할 수 있다.

시스템(10) 내부에는 시스템(10)에 대한 햅틱 효과들을 생성하고, 프로세서 또는 제어기(12)를 포함하는 햅틱 피드백 시스템이 있다. 프로세서(12)는 메모리(20) 및 액추에이터 구동 회로(16)에 결합되며, 액추에이터 구동 회로(16)는 액추에이터(18)에 결합된다. 프로세서(12)는 임의의 유형의 범용 프로세서일 수 있거나, 주문형 반도체 회로("ASIC")와 같은, 햅틱 효과들을 제공하기 위해 특별히 설계된 프로세서일 수 있다. 프로세서(12)는 전체 시스템(10)을 동작시키는 동일한 프로세서일 수 있거나, 분리된 프로세서일 수 있다. 프로세서(12)는 고 레벨 파라미터들에 기초하여 어떤 햅틱 효과들이 재생되어야 하는지와 효과들이 재생되는 순서를 결정할 수 있다. 일반적으로, 특정 햅틱 효과를 정의하는 고 레벨 파라미터들은 크기, 주파수 및 지속 기간을 포함한다. 스트리밍 모터(streaming motor) 명령들과 같은 저 레벨 파라미터들도 또한 특정 햅틱 효과를 결정하는 데 이용될 수 있다. 햅틱 효과는, 햅틱 효과가 발생될 때의 이들 파라미터들의 일부 변동 또는 사용자의 상호 작용에 기초한 이들 파라미터들의 변동을 포함한다면, "동적"인 것으로 간주될 수 있다. 일 실시예에서의 햅틱 피드백 시스템은 시스템(10)에 진동들(30, 31)을 발생한다.

프로세서(12)는 원하는 햅틱 효과들을 발생하기 위해 요구되는 전류 및 전압(즉, "모터 신호들")을 액추에이터(18)에 공급하는 데 이용되는 전자 소자들 및 회로를 포함하는 액추에이터 구동 회로(16)에 제어 신호들을 출력한다. 시스템(10)은 둘 이상의 액추에이터(18)를 포함할 수 있으며, 각 액추에이터는 공통 프로세서(12)에 모두 결합된 개별 구동 회로(16)를 포함할 수 있다.

메모리(20)는 랜덤 액세스 메모리("RAM") 또는 판독 전용 메모리("ROM")와 같은 임의의 유형의 저장 장치 또는 컴퓨터 판독 가능 매체일 수 있다. 메모리(20)는 프로세서(12)에 의해 실행되는 명령어들을 저장한다. 메모리(20)는, 명령어들 중에서, 이하에 보다 상세하게 개시되는 바와 같이, 프로세서(12)에 의해 실행될 때, 모션 제어가 있는 햅틱 효과들을 생성하는 명령어들인 모션 제어 모듈(22)을 포함한다. 메모리(20)는 또한 프로세서(12)의 내부에 위치할 수 있거나, 내부 및 외부 메모리의 임의의 조합일 수 있다.

시스템(10)은 햅틱 효과들을 생성하기 위해 필요한 어떤 파라미터들 또는 계량들을 결정하기 위해 프로세서(12)에 의해 이용될 수 있는 데이터를 제공하는 프로세서(12)에 결합된 센서(25)를 더 포함한다. 프로세서(12)와 통신하는 센서(25)는 시스템(10)의 배향 또는 또 다른 물체 또는 잠재적 접촉점으로부터의 거리(예를 들어, 바닥과 같은 충돌 표면까지의 거리(또는 소요 시간))를 결정하는 것을 도울 수 있다. 시스템(10)은 단일 센서(25) 또는 다중 센서들(25)를 포함할 수 있다. 센서들(25)은 가속도계, 회전 센서, 거리, 위치 또는 배향 센서들(예를 들어, 레이더, 초음파, 자력계), 위치 센서들(예를 들어, 전지구 위치 파악 시스템("GPS"), 신호 삼각 측량), 이미지 센서들(예를 들어, 카메라), 소나 조합으로서 이용될 수 있는 사운드 또는 오디오 센서들(예를 들어, 스피커들, 마이크로폰들) 등을 포함할 수 있다. 센서(25)는 또한 시스템(10)이 주위에 옮겨짐에 따라 측정을 하는 모션 센서 또는 센서들의 어레이일 수 있고, 이 측정값들은 직접적인 실세계의 가상 맵을 생성하기 위해 프로세서(12)에 의해 이용될 수 있다.

액추에이터(18)는 예를 들어, 전기 모터, 전자기 액추에이터, 음성 코일, 형상 기억 합금, 전기 활성 폴리머, 솔레노이드, 편심 회전 질량 모터("ERM"), 선형 공진 액추에이터("LRA"), 압전 액추에이터, 고 대역폭 액추에이터, 전기 활성 폴리머("EAP") 액추에이터, 정전기 마찰 디스플레이, 또는 초음파 진동 발생기일 수 있다. 대안적 실시예들에서, 시스템(10)은 액추에이터(18)에 추가하여, 하나 이상의 추가적인 액추에이터를 포함할 수 있다(도 1에 도시하지 않음). 액추에이터(18)는 구동 신호에 응답하여, 진동 촉감 효과, 정전기 마찰 햅틱 효과, 또는 변형 햅틱 효과와 같은 햅틱 효과들을 출력하도록 구성된 햅틱 효과 출력 장치의 예이다.

액추에이터(18)에 추가하여 또는 그 대신에, 시스템(10)은 다른 유형들의 햅틱 출력 장치들(도시되지 않음)을 포함할 수 있는데, 이들은 정전기 마찰("ESF"), 초음파 표면 마찰("USF")을 이용하는 장치들, 초음파 햅틱 트랜스듀서에 의해 음향 방사압(acoustic radiation pressure)을 유도하는 장치들, 햅틱 기판 및 가요성 또는 변형 가능한 표면 또는 사용자의 신체에 부착될 수 있는 형태가 변화하는 장치들을 이용하는 장치들, 에어 제트(air jet)를 이용한 공기 내뿜기 등과 같은 발사식 햅틱 출력을 제공하는 장치들 등의 비기계적 또는 비진동 장치들일 수 있다.

시스템(10)은 셀룰러 전화, 개인 휴대 정보 단말기("PDA"), 스마트폰, 컴퓨터 태블릿, 게임 콘솔, 리모트 컨트롤 등의 유형의 휴대형/이동 장치일 수 있거나, 또는 하나 이상의 액추에이터를 포함하는 햅틱 효과 시스템을 포함하는 임의의 다른 유형의 장치일 수 있다. 시스템(10)은 손목 밴드, 머리 밴드, 안경, 링, 다리 밴드, 의복과 일체로 된 집합체(array) 등과 같은 착용 가능 장치, 또는 사용자가 신체에 착용할 수 있거나 사용자가 소지할 수 있고 햅틱 가능한 임의의 다른 유형의 장치일 수 있다. 시스템(10)의 사용자 인터페이스는 터치 감지 표면일 수 있거나, 마우스, 터치패드, 미니-조이스틱, 스크롤 휠, 트랙볼, 게임 패드들 또는 게임 제어기들 등의 임의의 다른 유형의 사용자 인터페이스일 수 있다. 2개 이상의 액추에이터를 갖는 실시예들에서, 각각의 액추에이터는 장치에 대한 폭넓은 범위의 햅틱 효과들을 생성하기 위해 다른 회전 능력을 가질 수 있다. 도 1에 도시된 모든 소자들이 시스템(10)의 각각의 실시예에 포함되는 것은 아닐 것이다. 많은 실시예들에서, 소자들의 일부만이 필요하다. 또한, 시스템(10)은 원격 결합된 햅틱 가능한 장치들에의 모션을 제어하기 위해 햅틱 효과들을 생성하는 신호들을 제어하고 제공하는 중앙 제어기일 수 있다.

일 실시예에서, 하나 이상의 액추에이터(18) 또는 다른 햅틱 출력 장치들의 조합은 시스템(10)의 모션을 제어하거나 멈추는 데 사용될 수 있다. 모션은 시스템(10)의 특정한 움직임을 발생하고, 또는 햅틱 효과 기반 경보가 다른 경우에 생성될 때 시스템(10)이 이동하는 것을 방지하기 위해 제어될 수 있고, 모션은 다른 유형의 햅틱 효과 기반 경보를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 특정한 경보는 시스템(10)을 한 이벤트에 대해서는 앞뒤로 또는 다른 이벤트에 대해서는 옆으로 이동시킬 수 있다. 시스템(10)은 계기판에서 막 떨어지려고 하는 것과 같이, 움직인 것을 감지할 수 있고, 액추에이터들(18) 또는 ESF와 같은 임의의 유형의 햅틱 출력 장치들을 사용하여 떨어지는 것을 방지하기 위해 보상할 수 있다. 또한, 액추에이터들(18)을 제어하기 위해, 시스템(10)은 장치의 사용자의 배향에 기초하여 햅틱 강도(예를 들어, 사용자에게 혼란을 주는 것을 피하기 위해 얼굴을 숙이면 더 약한 햅틱 효과들(예를 들어, 더 적은 크기)를 지능적으로 조정할 수 있다

도 2는 다양한 실시예들에 따라 구현될 수 있는 시스템(10)을 위한 몇가지 예시적인 모션들을 도시한다. 모션들은 일반적으로 ERM, 압전들, LRA들, 또는 ESF들과 같은 액추에이터들을 포함하는, 시스템(10)의 액추에이터들 또는 다른 햅틱 출력 장치들을 제어함으로써 구현된다. 모션들은 201의 회전 모션, 202의 걷는 모션, 203의 직선 모션, 및 204의 흔들리는 모션을 포함한다. 흔들리는 모션을 위해, 시스템(10)의 하우징(15)은 고정 형태로 만곡되거나 평평한 형태에서 만곡된 형태로 변형하는 능력을 갖고, 그 반대도 가능하다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따라 시스템(10)의 모션을 제어하는 것은 많은 응용 가능한 사용들을 갖는다. 예를 들어, 사용자들은 이동 장치를 사용하고 있는 동안 이외에는 그 화면을 아래로 하여 탁자 위에 놓는 경우가 많다. 햅틱 효과 기반 경보(예를 들어, 진동)가 이 환경에서 발생할 때, 이 장치는 보통 웅웅 소리를 내고 탁자 위에서 불규칙이고, 불쾌하고, 예상치 못한 방식으로 움직일 것이다. 장치의 움직임을 제어함으로써, 실시예들은 햅틱 경보들(예를 들어, 필요 이상으로 신경을 쓰이게 할 수 있는 불쾌한 웅웅 소리)과 연관되는 불쾌한 이벤트를 제거할 수 있고 또한 사용자가 그들이 더 높은 우선 순위를 부여할 수 있는(예를 들어, 낮은 우선 순위의 경보들에는 전체 장치 움직임이 없는 진동을 부여하고, 높은 우선 순위 경보들에는 전체 장치 움직임이 있는 진동을 부여함) 특정 이벤트들을 인지할 수 있게 할 수 있다. 또한, 떨어지는 것을 방지하기 위해 액추에이터들로 장치의 움직임을 보상하면 장치의 손상을 방지할 수 있다.

떨어지는 것을 방지하기 위한 예방적 보상의 한 예는 자동차 계기판에서의 경우이다. 받침대에 장치들을 거치하거나 장치들을 부드러운 표면에서 미끄러져 떨어지는 것을 방지하는 데 전용인 다른 주변 장치가 장치 액세서리 판매점에서 많이 판매되고 있다. 실시예들은 작동 제어, ESF 또는 어떤 다른 기술의 조합으로 받침대에서 빠져 나오거나 또는 표면으로부터 떨어지는 것을 방지하도록 보상할 수 있다.

또한, 도 2의 204에 도시한 것과 같은 만곡된 장치들에 대해, 실시예들을 위한 추가적인 응용이 가능하다. 예를 들어, 사용자가 상호 작용을 개시하기 위해 장치의 만곡부들 중 하나의 만곡부의 축을 따라 장치를 흔들거나 기울이는 경우에, 액추에이터는 그것의 모션을 느리게 하거나 그것을 완전히 멈추게 하는 데 사용될 수 있다. 반대로, 액추에이터는 착신 호출 또는 다른 통지를 알리기 위해 장치를 앞뒤로 흔들기 위해 사용될 수 있고, 한 번의 앞뒤 흔들림은 메시지가 온 것을 알릴 수 있다. 진동들의 수 및/또는 빠르기는 사용자에게 들어온 메시지의 유형을 알려 주기 위해 사용될 수 있다. 통지의 유형은 흔들림의 주파수 또는 크기, 또는 다른 파라미터에 의해 표시될 수 있다.

도 2에 도시된 것과 같은, 자동 이동은 잃어버린 텔레비전 리모트 컨트롤러 또는 또는 게임 컨트롤러를 "홈 베이스" 또는 배터리 수명이 낮게 떨어졌을 때는 충전대로 스스로 돌아가게 이동시킬 수 있다. 실시예들은 또한 컨트롤러들 뿐만 아니라 게임에도 응용들을 갖는다. 예를 들어, 보드 게임은 자체를 움직이는 지능 피스를 가질 수 있고, 또는 이동 전화는 사용자가 경로를 그리고 그들의 장치를 다른 것과 경주시키는 레이싱 스타일 게임을 포함할 수 있다. 또한, 실시예들은 장난감이 움직이는 능력과 이동 장치 간의 갭을 연결함으로써, 예를 들어, 장치의 화면 상에 루트를 그리고 또한 그것을 그 그린 대로 움직이게 함으로써 새로운 스타일의 게이밍을 가능하게 한다.

도 3은 일 실시예에 따른 표면(300) 상의 시스템(10)을 도시한다. 실시예들은 표면(300)에 대한 슬라이딩 모션(302)의 상태를 결정한다. 다음에 시스템(10)은 표면에서 떨어지는 것을 방지하기 위해 모션을 멈출 수 있다. 액추에이터들은 모션의 방향을 바꾸거나 모션을 멈추는 데 사용될 수 있고, 또는 ESF 햅틱 출력 장치는 슬라이딩 모션을 멈추기 위해 시스템(10)과 표면(300) 사이의 정지 마찰(305)의 양을 증가시키는 데 사용될 수 있다.

시스템(10)은 액추에이터들이 장치를 움직이게 하는 환경적 변화들의 경우와 사용자가 (만곡된 장치들에서와 같은) 장치를 터치하여 연속 모션을 발생하는 경우에 이동하는 장치를 멈추게 하여야 하는 지를 결정하기 위해 모션의 특정한 패턴들을 감지할 수 있다. 환경적 변화들의 예는 장치를 가장자리 쪽으로 이동시키고 계기판 장착 홀더에서 잠재적으로 빠져 나가게 할 수 있는 운전으로부터의 진동이다. 이런 상황들에서, 액추에이터는 그것을 멈추기 위해 장치의 모션을 보상하기 위해 작동할 것이다. 또한, 시스템(10)이 충전할 필요가 있다고 판단된 경우에 그것은 언제 사용되지 않고 그 자체를 충전대로 이동시켜야 하는지를 지능적으로 결정할 수 있다. 또한, 모션은 바닥 표면이 움직임으로써 (예를 들어, 시트가 장치의 아래로부터 당겨지거나 장치가 놓여 있는 책 커버가 약간 펼쳐져 있는 경우) 발생될 수 있다. 또한, 모션은 표면과의 충돌 또는 장치가 미끄러지기 시작하게 하는 진동에 의해 (예를 들어, 자동차의 모터가 진동을 발생하거나, 누가 무릎으로 탁자를 치는 경우) 발생될 수 있다. 예들을 야기하는 다른 모션은 장치를 날려 버리거나 그것을 흔들리게 하는 바람, 또는 약간 경사진 표면 위에 있는 경우에 장치에 부딪치고 그것을 미끄러지기 시작하게 하는 다른 물체를 포함한다. 모션의 검출은 장치의 가속도를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 장치가 가속되고 있다면, 장치는 아마 떨어지게 되거나 아주 멀리 이동할 것이다.

도 4는 일 실시예에 따라 통지 목적들을 위해 시스템/장치(10)를 이동시킴으로써 모션 제어가 있는 햅틱 효과들을 제공하는 경우의 도 1의 모션 제어 모듈(22)의 기능의 흐름도이다. 일 실시예에서, 도 4와, 이하의 도 5 및 8의 흐름도의 기능은 메모리 또는 다른 컴퓨터 판독 가능하거나 실재하는 매체에 저장되며 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어에 의해 구현된다. 다른 실시예들에서, 기능은 하드웨어(예를 들어, 주문형 집적 회로("ASIC"), 프로그래머블 게이트 어레이("PGA"), 필드 프로그래머블 게이트 어레이("FPGA") 등), 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 임의의 조합에 의해 수행될 수 있다.

402에서, 들어오는 경보가 있는지가 결정된다. 예를 들어, 시스템(10)에 경보를 필요로 하는, 착신 전화 호출, 새로운 캘린더 일정, 또는 새로 들어오는 문자가 있을 수 있다. 들어오는 경보가 없으면, 이 기능은 종료한다.

경보가 들어오면, 404에서, 장치 상태가 결정된다. 예를 들어, 장치가 예를 들어, 가속도계인 센서(25)를 사용하여 움직이는지가 결정될 수 있다. 406에서, 모션이 검출되지 않는다. 408에서, 모션이 검출된다.

모션이 검출되지 않으면, 412에서, 햅틱 효과가 제어된 방식으로 또는 "원하는 모션"으로 장치를 이동시키도록 생성/재생된다. 예를 들어, 시스템(10)이 만곡된 하우징을 갖는다면, 햅틱 출력 장치들은 들어오는 경보를 표시하기 위해 시스템(10)이 흔들리게 할 수 있다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 특별히 배치된 액추에이터들은 도 2의 201에 도시한 것과 같이, 시스템(10)이 회전하게 할 수 있다.

모션이 검출되면, 410에서, 모션이 멈추기 위해 서서히 감소하고 있는지가 결정된다. 만약 예이면, 414에서, 액추에이터는 모션을 멈추도록 작동된다. 만약에 아니오이면, 416에서, 표준 햅틱 효과가 경보를 제공하도록 재생된다. 410에서 시작하는 기능의 목적은 통지를 알리기 보다는, 사람과의 상호 작용의 결과로서 장치가 이동하고 있는지(즉, 모션이 의도적인지 여부)를 결정하는 것이다. 예를 들어, 만곡된 장치라는 것이 화면을 위쪽으로 회전시키기 위해 한 가장자리를 누름으로써 체크되면, 거기서 손가락이 떨어질 때 이것은 앞뒤로 흔들릴 수 있다. 410에서 시작하는 기능은 불쾌함과 잘못된 통지를 피하기 위해 그 동작을 멈추는 것이다. 이들 실시예를 위해, "원하는 모션"은 현재 모션을 멈추는 것(예를 들어, 흔들림을 멈추는 것)이다. 이들 실시예에서, 햅틱 출력 장치들은 원하는 모션을 달성하기 위해 모션을 멈출 수 있다.

도 5는 일 실시예에 따라 시스템/장치(10)를 충전기로 이동시킬 때 모션 제어가 있는 햅틱 효과들을 제공하는 경우의 도 1의 모션 제어 모듈(22)의 기능의 흐름도이다.

502에서, 장치가 사용되지 않은 상태에 있는지가 결정된다. 504에서, 배터리가 낮은 상태에 있는지가 결정된다. 센서(25)는 충전 레벨을 결정하기 위해 배터리 충전 상태("SoC") 측정기로 기능할 수 있다. 장치가 사용되지 않은 상태가 아니거나 배터리가 낮은 상태가 아니면, 이 기능은 종료한다.

506에서, 충전 플랫폼이 가까이 있는지가 결정된다. 충전 플랫폼은 장치를 충전하기 위해 단지 장치가 접촉한 상태에 있기만 하면 되는 무선 패드 또는 매트일 수 있다. 충전 플랫폼은 또한 쉽게 조작할 수 있는 플러그-인 타입일 수 있다. 센서(25)는 플랫폼이 예를 들어, 무선 신호를 사용하여 가까이 있는지를 결정할 수 있다. 충전 플랫폼이 가까이 있지 않으면, 기능은 종료한다.

508에서, 하나 이상의 액추에이터가 플랫폼 근처에 장치를 이동시키도록 장치에 대해 작동된다. 예를 들어, 액추에이터들은 도 2의 202 및 203과 유사한 움직임을 발생시킬 수 있다. 이후 충전이 개시된다.

510에서, 완전(full) 충전이 검출된다. 512에서, 하나 이상의 액추에이터가, 예를 들어, 도 2에서 201에 도시한 것과 같이 회전함으로써, 충전된 상태를 나타내기 위해 장치의 배향을 바꾸도록 작동된다.

전술한 바와 같이, 이동 장치가 평평하지 않은 표면 위나 표면의 가장자리 가까이에 놓일 때, 진동 햅틱 효과 또는 다른 모션 기반 효과들의 형태로 된 통지는 장치를 표면에서 떨어지게 하여, 결국 장치를 손상시킬 수 있다. 그러므로, 본 발명의 일부 실시예들에서, 햅틱 효과들은 모든 통지들이 표면 레벨 및 표면과 지면 사이의 거리를 감지하는 것에 응답하여 꺼질 수 있도록 모션 "제어된다".

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 시스템(10)이 표면에서 떨어지는 것을 방지하기 위한 모션 제어의 예를 도시한다. 도 6에 도시한 바와 같이, 장치/시스템(10)은 탁자(710) 또는 다른 실질적으로 평평한 표면의 가장자리 위나 근처에 놓여 있다. 센서(25)는 시스템(10)의 위치뿐만 아니라, 바닥(720)으로부터의 그것의 거리를 검출할 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서(25)는 그것의 위치를 결정하기 위해 근접 센서와 자이로스코프로서 기능한다. 햅틱 효과 기반 경보가 발생될 때 시스템(10)이 탁자(710)에서 떨어질 우려가 있고, 선택적으로 바닥(720)까지의 거리를 고려해야 한다는 것이 결정되면, 경보가 시작될 때 또는 그 전에 시스템(10)은 햅틱 효과들을 끄거나 햅틱 효과들을 억제할 것이다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 시스템(10)이 표면에서 떨어지는 것을 방지하기 위한 모션 제어의 예를 도시한다. 도 7에 도시한 바와 같이, 장치/시스템(10)은 지갑(715)이나 다른 유형의 평평하지 않은 표면 위에 놓여 있다. 센서(25)는 시스템(10)의 위치뿐만 아니라, 바닥(720)으로부터의 그것의 거리를 검출할 수 있다. 도 6과 유사하게, 시스템(10)은 햅틱 효과 기반 경보가 시스템(10)을 탁자(710)에서 떨어지게 할 것인지를 결정하고, 만약 그렇다면 경보가 개시될 때 또는 그 전에 햅틱 효과들을 끈다.

도 8은 일 실시예에 따라 시스템(10)이 표면에서 떨어지는 것을 방지하기 위해 시스템(10)에 대해 모션 제어가 있는 햅틱 효과들을 제공하는 경우의 도 1의 모션 제어 모듈(22)의 기능의 흐름도이다.

802에서, 모듈(22)은, 센서들(25)로부터의 입력으로, 표면 위에 놓여 있는 시스템(10)의 현재 위치와 배향을 결정한다. 예를 들어, 시스템(10)은 탁자 또는 다른 실질적으로 평평한 표면의 가장자리에 있을 수 있거나, 평평하지 않은 표면 위에 기울어져 있을 수 있다.

804에서, 모듈(22)은, 센서들(25)로부터의 입력으로, 시스템(10)의 현재 놓인 위치로부터 바닥 또는 가능한 접촉의 다른 물체까지의 거리를 결정한다.

806에서, 모듈(22)은 시스템(10)에 의해 아마 생성될 수 있는 하나 이상의 햅틱 효과 기반 경보와, 그 경보 각각에 대해 802 및 804의 결정들에 기초하여 햅틱 효과가 시스템(10)을 표면에서 떨어지게 하는지를 결정한다.

808에서, 모듈(22)은 804의 결정에 기초하여 시스템(10)이 그것의 현재 표면에서 떨어지는 경우 손상되는지를 결정한다.

810에서, 시스템(10)을 표면에서 떨어지게 하는 각각의 햅틱에 대해, 그 햅틱 효과는 시스템(10)이 이동할 때까지 적어도 일시적으로 꺼질 것이다. 다른 실시예에서, 808에서 표면으로부터 떨어지는 경우에 시스템(10)이 손상될 것이라는 것이 결정된다면 단지 햅틱 효과는 꺼질 것이다.

위에 개시된 것에 추가하여, 일 실시예에서 시스템(10)의 모션은 사용자에게 모션의 원인의 멘탈 모델을 주기 위해 시각적 피드백과 조합된다. 도 9는 본 발명의 실시예들에 따라 모션과 조합된 시각적 피드백의 몇가지 예들을 도시한다. 만곡된 장치의 경우의 901 및 902에 도시한 바와 같이, 시스템(10)은 사람, 동물 또는 희화적 얼굴을 표시함으로써 의인화될 수 있다. 표시의 모션은 (예를 들어, 방향을 가리키거나 흔들리는) 얼굴의 모션 또는 얼굴 표정(예를 들어, 분노 또는 지루함)으로 표현된 감정으로 또한 매핑될 수 있다. 예를 들어, "화난" 전화인 경우 훨씬 더 빨리 흔들릴 수 있는 반면, "지루한" 전화인 경우 천천히 흔들릴 수 있다.

시스템(10)은 또한 그것의 모션을 위한 물리적 모델을 제공하는 애니메이션을 표시할 수 있다. 가상 캐릭터가, 예를 들어 시스템(10)이 그 방향으로 이동함에 따라 화면의 가장자리에 대고 미는 것으로 보여질 수 있다. 만곡된 장치를 위한 903에 도시한 바와 같이, 시스템(10)이 서서히 흔들리는 것이, 2개의 캐릭터가 시소 위에서 놀고 있는 것으로 유사하게 보여질 수 있다. 평평한 비만곡 장치를 위한 904에 도시한 바와 같이, 돛, 휠 및 다른 모션 메커니즘이 모션을 표현하는 것으로 유사하게 보여질 수 있다.

개시된 바와 같이, 일 실시예를 위한 모션은 도 2의 204에 도시한 것과 같이, 시스템(10)이 만곡된 하우징을 가질 때 흔들리는 모션이다. 일 실시예에서, 그것의 인클로저의 긴 축을 따라 질량을 이동시키는 높은-대역폭 진동 촉각 트랜스듀서인, Tactile Laps Inc.사로부터의 "Haptuator"가 곡선를 가로지르는 모션으로, 하우징의 중심에 설치된다. 일 실시예에서의 Haptuator 구현을 위한 최적 구동 신호는 8-10Hz의 주파수를 갖는 정현파이다. 그러나, 최적 주파수는 궁극적으로 시스템의 역학(예를 들어, 장치의 질량)에 의존할 것이다.

다른 실시예에서, ERM은 흔들림을 발생하기 위해 만곡된 하우징의 한 측에 배치된다. 일 실시예에서의 모션은 ERM이 약간 옆으로 치우쳐 있을 때 가장 크다. 다중 ERM 액추에이터들은 예를 들어 하나의 액추에이터를 장치의 각 측면에 배치하고 그들이 시스템의 자연 공진 주파수와 적절히 위상이 맞추어지도록 햅틱 효과들을 재생하는 장치를 흔드는 데 또한 사용될 수 있다. 또한, 회전축이 만곡된 전화기의 긴 축을 따라 있도록 코인 ERM들이 배향될 수 있음에 따라, ERM의 배향은 또한 중요한 인자이다. 일 실시예에서의 ERM 구현을 위한 최적 신호는 40ms의 펄스들을 갖는 6Hz의 트레인 펄스이다. 그러나, 이상적 주파수는 장치의 역학에 의존할 것이다. 다른 실시예들은 예를 들어, 변형 가능한 표면, 에어 제트 등을 사용하는 흔들리는 모션을 생성할 수 있다.

다른 실시예들은 가속도계로 루프를 폐쇄함으로써 흔들림에 대한 향상된 제어를 제공한다. 가속도계는 장치의 실제 모션의 감지를 가능하게 하고, 햅틱 효과들을 위한 보다 최적인 타이밍을 가능하게 한다. 예를 들어, 흔들림이 방향을 반전하는 점이 검출될 수 있고 그 정확한 모멘트로 ERM에 가해진 펄스는 흔들림을 극대화하도록 발생될 수 있다.

또한, 개시된 바와 같이, 일 실시예에서, 시스템(10)이 만곡된 장치일 때, 시스템(10)이 흔들리는 것을 가능한 한 빨리 멈춤으로써 햅틱 효과들은 모션을 제어한다. 예를 들어, 사용자가 이메일 상태를 체크한 다음에 시스템(10)을 해제하기 위해 시스템(10)에 대해 "틸트" 작용을 개시하면, 시스템은 그 이후 일정 시간 동안 흔들릴 것이다. 햅틱 효과들은 장치에서의 흔들림에 대항함으로써 시스템으로부터 액추에이터들 에너지를 제거함으로써 이 흔들림을 빨리 억제하는 데 사용될 수 있다.

개시된 바와 같이, 실시예들은 햅틱 효과들을 이용하여 장치의 모션을 제어한다. 햅틱 효과들은, 예를 들어 장치를 이동시키거나, 햅틱 효과들이 장치를 표면에서 떨어지게 하는 경우에는, 장치의 이동을 제거하거나, 꺼질 수 있다.

여러 실시예들이 본 명세서에 구체적으로 예시 및/또는 설명되었다. 그러나, 개시된 실시예들의 변형 및 변화는 본 발명의 사상 및 의도된 범위를 벗어나지 않고 전술한 교시들에 의해 및 첨부된 청구 범위 내에 포괄된다는 것을 이해할 것이다.

10: 햅틱 가능한 시스템, 11: 감지 표면, 12: 프로세서, 13: 키들/버튼들, 15: 하우징, 16: 액추에이터 구동 회로, 18: 액추에이터, 20: 메모리, 22: 모션 제어 모듈, 300: 표면, 302: 슬라이딩 모션, 305: 정지 마찰

Claims (22)

1. 적어도 하나의 햅틱 출력 장치를 포함하는 햅틱 가능한 장치의 모션을 제어하는 방법으로서, 상기 방법은
   상기 햅틱 가능한 장치의 원하는 모션을 결정하는 단계; 및
   상기 원하는 모션을 발생하기 위해 상기 햅틱 출력 장치에 대한 제1 햅틱 효과를 생성하는 단계
   를 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 햅틱 가능한 장치는 만곡된 하우징을 포함하고, 상기 원하는 모션은 장치의 흔들림인 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 원하는 모션은 실질적으로 평평한 표면 위의 상기 햅틱 가능한 장치의 움직임인 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 햅틱 출력 장치는 액추에이터인 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 원하는 모션을 멈추기 위해 제2 햅틱 효과를 생성하는 단계를 포함하는 방법.
6. 제2항에 있어서, 상기 햅틱 출력 장치는 상기 햅틱 가능한 장치의 적어도 하나의 만곡된 측면에 설치된 편심 회전 질량을 포함하는 액추에이터인 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 원하는 모션은 상기 햅틱 가능한 장치에 대한 통지를 제공하는 방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 원하는 모션은 상기 햅틱 가능한 장치를 충전하기 위한 충전기로 상기 햅틱 가능한 장치를 이동시키는 방법.
9. 햅틱 가능한 장치로서,
   적어도 하나의 햅틱 출력 장치; 및
   상기 햅틱 가능한 장치의 원하는 모션을 결정하고, 상기 원하는 모션을 발생하기 위해 상기 햅틱 출력 장치에 대한 제1 햅틱 효과를 생성하는, 상기 햅틱 출력 장치에 결합된 제어기
   를 포함하는 햅틱 가능한 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 햅틱 가능한 장치는 만곡된 하우징을 포함하고, 상기 원하는 모션은 장치의 흔들림인 햅틱 가능한 장치.
11. 제9항에 있어서, 상기 원하는 모션은 실질적으로 평평한 표면 위의 상기 햅틱 가능한 장치의 움직임인 햅틱 가능한 장치.
12. 제9항에 있어서, 상기 햅틱 출력 장치는 액추에이터인 햅틱 가능한 장치.
13. 제9항에 있어서, 상기 제어기는 상기 원하는 모션을 멈추기 위해 제2 햅틱 효과를 더 생성하는 햅틱 가능한 장치.
14. 제10항에 있어서, 상기 햅틱 출력 장치는 상기 햅틱 가능한 장치의 적어도 하나의 만곡된 측면에 설치된 편심 회전 질량을 포함하는 액추에이터인 햅틱 가능한 장치.
15. 제9항에 있어서, 상기 원하는 모션은 상기 햅틱 가능한 장치에 대한 통지를 제공하는 햅틱 가능한 장치.
16. 제9항에 있어서, 상기 원하는 모션은 상기 햅틱 가능한 장치를 충전하기 위한 충전기로 상기 햅틱 가능한 장치를 이동시키는 햅틱 가능한 장치.
17. 적어도 하나의 햅틱 출력 장치를 포함하는 햅틱 가능한 장치의 모션을 제어하는 방법으로서, 상기 방법은
    표면 위에 놓인 상기 햅틱 가능한 장치의 현재 위치를 결정하는 단계;
    상기 현재 위치에 적어도 기초하여 상기 햅틱 출력 장치에 의해 생성된 제1 햅틱 효과가 상기 햅틱 가능한 장치를 상기 표면에서 떨어지게 하는지를 결정하는 단계;
    상기 햅틱 가능한 장치에 대한 상기 제1 햅틱 효과를 생성하라는 요구를 수신하는 단계; 및
    상기 햅틱 출력 장치에 의해 생성된 상기 제1 햅틱 효과가 상기 햅틱 가능한 장치를 상기 표면에서 떨어지게 한다는 것이 결정될 때, 상기 요구에 응답하여 상기 제1 햅틱 효과가 생성되는 것을 방지하는 단계
    를 포함하는 방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 햅틱 출력 장치는 액추에이터이고, 상기 제1 햅틱 효과는 진동 햅틱 효과인 방법.
19. 제17항에 있어서, 상기 햅틱 가능한 장치가 상기 표면에서 떨어지는 경우에 상기 햅틱 가능한 장치가 손상되는지를 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
20. 제17항에 있어서, 상기 햅틱 가능한 장치가 상기 표면에서 떨어지는 경우 상기 현재 위치로부터 상기 햅틱 가능한 장치의 접촉점까지의 거리를 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
21. 제17항에 있어서, 상기 표면은 가장자리를 갖는 실질적으로 평평한 표면이고, 상기 햅틱 가능한 장치의 상기 현재 위치는 상기 가장자리 근처에 있거나 상기 가장자리 위에 있는 방법.
22. 제17항에 있어서, 상기 표면은 평평하지 않은 표면인 방법.

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