KR20170073497A - 다기능 햅틱 출력 디바이스들을 위한 시스템들 및 방법들 - Google Patents

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바히드 코쉬카바
빈센트 레베스크
후안 마누엘 크루즈-헤르난데즈
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임머숀 코퍼레이션
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Abstract

본 명세서에 개시되는 하나의 예시적인 시스템은 햅틱 효과를 결정하도록 그리고 이러한 햅틱 효과와 관련된 햅틱 신호를 송신하도록 구성되는 프로세서를 포함한다. 예시적인 시스템은 또한 햅틱 신호를 수신하도록 그리고 햅틱 효과를 출력하도록 구성되는 다기능 햅틱 출력 디바이스를 포함한다. 다기능 햅틱 출력 디바이스는 단일의 햅틱 액추에이터를 포함한다.

Description

다기능 햅틱 출력 디바이스들을 위한 시스템들 및 방법들{SYSTEMS AND METHODS FOR MULTIFUNCTION HAPTIC OUTPUT DEVICES}
본 발명은 사용자 인터페이스 디바이스들의 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 다기능 햅틱 출력 디바이스들에 관한 것이다.
인간들이 컴퓨터 기반 시스템들과 상호작용하는 인터페이스들의 품질이 점차 중요해지고 있다. 보다 직관적이고 강화된 사용자 경험들을 생성하기 위해, 이러한 시스템들은 물리적 세계에서의 상호작용들의 양상들을 재현하기 위해 시각적, 청각적, 및/또는 햅틱 피드백을 사용할 수 있다. 햅틱 피드백은 종종 샤프트 주위에서 오프셋 (비대칭) 질량을 회전시켜 발생하는 진동의 형태를 취한다. 햅틱 피드백을 제공하기 위한 추가적인 유형들의 햅틱 피드백 및 디바이스들이 필요하다. 또한, 컴퓨터 기반 시스템들이 더 작아질 수록, 더 작은 햅틱 피드백 디바이스들이 필요하다.
본 발명의 실시예들은 다기능 햅틱 출력 디바이스들을 포함한다. 일 실시예에서, 본 개시내용의 시스템은 햅틱 효과를 결정하고 햅틱 효과와 관련된 햅틱 신호를 송신하도록 구성되는 프로세서를 포함할 수 있다. 이러한 시스템은 또한 햅틱 신호를 수신하고 햅틱 효과를 출력하도록 구성되는 다기능 햅틱 출력 디바이스를 포함할 수 있다. 다기능 햅틱 출력 디바이스는 단일의 햅틱 액추에이터를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 본 개시내용의 방법은 햅틱 효과를 결정하는 단계 및 햅틱 효과와 관련된 햅틱 신호를 다기능 햅틱 출력 디바이스에 송신하는 단계를 포함할 수 있다. 다기능 햅틱 출력 디바이스는 햅틱 신호를 수신하여 햅틱 효과를 출력하도록 구성될 수 있다. 다기능 햅틱 출력 디바이스는 단일의 햅틱 액추에이터를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예는 이러한 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다.
이러한 예시적인 실시예들은 본 발명 주제의 범위를 제한하거나 한정하지 않고, 그 이해를 돕기 위한 예들을 제공하기 위해 언급된다. 예시적인 실시예들은 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에서 논의되며, 추가의 설명이 그곳에 제공된다. 다양한 실시예들에 의해 제공되는 이점들은 본 명세서를 검토하는 것에 의해 및/또는 청구되는 주제의 하나 이상의 실시예들을 실시하는 것에 의해 추가로 이해될 수 있다.
완전하고 가능하게 하는 개시내용은 본 명세서의 나머지 부분에서 보다 구체적으로 제시된다. 본 명세서는 이하의 첨부 도면들을 참조한다.
도 1은 다기능 햅틱 출력 디바이스들을 위한 시스템을 도시하는 블록도이다.
도 2는 다기능 햅틱 출력 디바이스들을 위한 시스템의 실시예를 도시한다.
도 3은 다기능 햅틱 출력 디바이스들을 위한 시스템의 다른 실시예를 도시한다.
도 4는 일 실시예에 따른 다기능 햅틱 출력 디바이스를 제공하는 방법을 수행하기 위한 단계들의 흐름도이다.
도 5는 다기능 햅틱 출력 디바이스들을 위한 시스템의 다른 실시예를 도시한다.
도 6은 다기능 햅틱 출력 디바이스들을 위한 시스템의 다른 실시예를 도시한다.
다양하고 대안적인 예시적인 실시예들 및 첨부 도면들에 대한 참조가 이제 상세하게 이루어질 것이다. 각각의 예는 제한으로서가 아니라 설명으로 제공된다. 관련분야에 숙련된 자들에게는 수정들 및 변형들이 이루어질 수 있다는 점이 명백할 것이다. 예를 들어, 일 실시예의 일부로서 도시되거나 설명되는 특징들은 또 다른 실시예를 산출하기 위해 다른 실시예에서 사용될 수 있다. 따라서, 본 개시내용은 첨부된 청구항들 및 그 등가물들의 범위 내에 있는 수정들 및 변형들을 포함하는 것으로 의도된다.
다기능 햅틱 출력 디바이스들의 예시적인 예들
본 개시내용의 하나의 예시적인 실시예는 모바일 디바이스(예를 들어, 스마트 폰)를 포함한다. 이러한 모바일 디바이스는 터치 스크린 디스플레이, 메모리, 및 이러한 엘리먼트들 각각과 통신하는 프로세서를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 모바일 디바이스는 적어도 하나의 다기능 햅틱 출력 디바이스를 포함한다. 다기능 햅틱 출력 디바이스는 적어도 2개의 상이한 종류의 햅틱 효과들을 출력하도록 구성되는 단일의 햅틱 출력 디바이스(예를 들어, 단일의 햅틱 액추에이터)를 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 햅틱 효과 종류는 (예를 들어, 사용자에 의해 실제로 감지되는 햅틱 효과들의 특성들보다는 오히려) 햅틱 효과들을 발생시키는데 사용되는 물리적 원리(들)에 의해 구별되는 하나 이상의 햅틱 효과들을 포함한다. 예를 들어, 햅틱 효과 종류는 (예를 들어, 햅틱 효과를 발생시키기 위해 햅틱 출력 디바이스와 사용자 사이의 정전기 상호작용에 의존할 수 있는) 정전기 햅틱 효과들을 포함할 수 있다. 다른 햅틱 효과 종류는 (예를 들어, 햅틱 효과들을 발생시키기 위해 기계적 진동들에 의존할 수 있는) 진동촉각 햅틱 효과들을 포함할 수 있다. 또 다른 햅틱 효과 종류는 (예를 들어, 햅틱 효과들을 발생시키기 위해 표면의 형상을 물리적으로 변경하는 것에 의존할 수 있는) 변형 햅틱 효과들을 포함할 수 있다. 또 다른 햅틱 효과 종류는 (예를 들어, 사용자에 의해 접촉되는 표면의 온도를 변경하는 것에 의존할 수 있는) 온도 기반 햅틱 효과들을 포함할 수 있다. 또 다른 햅틱 효과 종류는 (예를 들어, 사용자의 피부 표면에 전류 또는 전압을 송신하는 것에 의존할 수 있는) 전기 촉각 햅틱 효과들을 포함할 수 있다. 다기능 햅틱 출력 디바이스는 햅틱 효과들의 종류의 임의의 조합을 출력하도록 구성될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 다기능 햅틱 출력 디바이스는 다수의 재료 층들을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 다수의 재료 층들은 절연체 층, 절연체 층 아래에 배치되는(예를 들어, 아래에 결합되는) 제1 전극 층, 제1 전극 층 아래에 배치되는 스마트 재료 층(예를 들어, 유전체 엘라스토머, 압전 재료, 및/또는 스마트 하이드로겔), 및 스마트 재료 층 아래에 배치되는 제2 전극 층을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 모바일 디바이스는 정전기 햅틱 효과, 진동촉각 햅틱 효과, 변형 햅틱 효과, 온도 기반 햅틱 효과, 또는 전기 촉각 햅틱 효과를 선택적으로 발생시키도록 다기능 햅틱 출력 디바이스를 조작할 수 있다. 예를 들어, 모바일 디바이스는 다기능 햅틱 출력 디바이스로 하여금 전기 신호, 예를 들어, AC 신호를 전극 층(예를 들어, 제1 전극 층, 제2 전극 층, 또는 양자 모두)에 송신하는 것에 의해 정전기 햅틱 효과를 발생시키게 할 수 있다. 전기 신호는 전극 층 상에 전하를 발생시킬 수 있다. 전하는 전극 층 근처의 또는 이에 접촉하는 오브젝트(예를 들어, 사용자의 손가락 또는 스타일러스)와 용량성 결합을 생성할 수 있다. 사용자는 예를 들어, 감지되는 마찰 계수에서의 변화, 시뮬레이션되는 진동 또는 시뮬레이션되는 질감을 포함하는 정전기 햅틱 효과로서 이러한 용량성 결합을 감지할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 모바일 디바이스는 다기능 햅틱 출력 디바이스로 하여금 제1 및 제2 전극 층들을 가로질러 전압을 인가하는 것에 의해 변형 햅틱 효과를 발생시키게 할 수 있다. 전압은, 예를 들어, 제1 및 제2 전극 층들이 자계, 열, 전계, 및/또는 다른 자극을 발생시키게 할 수 있다. 자극은 스마트 재료 층으로 하여금 형상이 변형되게 할 수 있다(예를 들어, 팽창, 수축, 굽힘, 펼침, 및/또는 비틀림). 스마트 재료의 변형은 다기능 햅틱 출력 디바이스와 관련된 표면(예를 들어, 다기능 햅틱 출력 디바이스가 결합될 수 있는 모바일 디바이스의 표면)으로 하여금 형상이 변형되게 할 수 있다. 사용자는 이러한 변형을, 예를 들어, 표면을 접촉할 때, 변형 햅틱 효과로서 감지할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 모바일 디바이스는 다기능 햅틱 출력 디바이스로 하여금 제1 및 제2 전극 층들을 가로질러 교류 전압을 인가하는 것에 의해 진동촉각 햅틱 효과들을 발생시키게 할 수 있다. 교류 전압은, 예를 들어, 스마트 재료의 형상으로 하여금 반복적으로 변형되도록 구성되는 자극 또는 자극들을, 예를 들어, 제1 및 제2 전극 층들로 하여금 발생시키게 할 수 있다. 예를 들어, 교류 전압은 스마트 재료로 하여금 두께가 반복적으로 팽창 및 수축되게 및/또는 길이가 팽창 및 수축되게 할 수 있다. 스마트 재료의 반복되는 변형은, 예를 들어, 사용자가 모바일 디바이스를 접촉할 때, 사용자에 의해 감지될 수 있는 기계적 진동들을 발생시킬 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 모바일 디바이스는 다기능 햅틱 출력 디바이스로 하여금 전기 신호, 예를 들어, DC 신호를 전극 층(예를 들어, 제1 전극 층 및/또는 제2 전극 층)에 송신하는 것에 의해 온도 기반 햅틱 효과들을 발생시키게 할 수 있다. 전기 신호는 전극 층으로 하여금 열을 발생시키게 할 수 있다. 사용자는 열을 온도 기반 햅틱 효과로서 감지할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 모바일 디바이스는 다기능 햅틱 출력 디바이스로 하여금 전기 신호, 예를 들어, AC 신호를 전극 층(예를 들어, 제1 전극 층)에 송신하는 것에 의해 전기 촉각 햅틱 효과들을 발생시키게 할 수 있다. 전극 층의 일부는, 적어도 부분적으로, 절연체 층을 통해 돌출될 수 있다. 사용자 피부의 표면은 절연체 층을 통해 돌출되는 전극 층의 부분과 물리적으로 접촉할 때 전기 신호를 수신할 수 있다. 전기 신호는 사용자의 피부를 자극하여, 전기 촉각 햅틱 효과를 제공할 수 있다.
따라서, 모바일 디바이스는, 정전기 햅틱 효과들, 진동촉각 햅틱 효과들, 온도 기반 햅틱 효과들, 전기 촉각 햅틱 효과들, 및 변형 햅틱 효과들을 적어도 포함하는 단일의 햅틱 출력 디바이스로부터의 복수의 상이한 종류의 햅틱 효과들을 발생시킬 수 있다.
예시적인 실시예에서, 모바일 디바이스는 이벤트에 응답하여 햅틱 효과를 출력하도록 구성된다. 이벤트는, 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 관련된 햅틱 효과를 잠재적으로 포함할 수 있는 모바일 디바이스의 조작 중에 발생하는 임의의 상호작용, 액션, 충돌 또는 다른 이벤트이다. 일부 실시예들에서, 이벤트는, 사용자 입력(예를 들어, 실제 또는 가상 버튼과의 상호작용; 조이스틱을 조작함; 터치 표면과의 상호작용; 디바이스를 기울임 또는 배향함; 또는 디바이스를 구부림, 접음, 비틀음, 늘림 또는 펼침), 시스템 상태(예를 들어, 배터리 부족, 메모리 부족, 또는 인입 호출을 수신하는 시스템에 기초하여 발생되는 통지와 같은 시스템 통지), 데이터를 전송함, 데이터를 수신함, 또는 프로그램 이벤트(예를 들어, 프로그램이 게임이면, 프로그램 이벤트는 폭발들, 게임 오브젝트들 사이의 충돌들 또는 상호작용들, 새로운 레벨로 진행함을 포함할 수 있음)를 포함할 수 있다. 모바일 디바이스는 이벤트의 하나 이상의 특성들에 기초하여 출력할 햅틱 효과의 유형 및/또는 종류를 결정할 수 있다.
예를 들어, 일부 실시예들에서, 모바일 디바이스는 전쟁 비디오 게임과 같은 비디오 게임을 실행할 수 있다. 모바일 디바이스는 가상 무기와 같은 가상 오브젝트를 터치 스크린 디스플레이 상에 출력할 수 있다. 모바일 디바이스는 터치 스크린 디스플레이를 통해 가상 오브젝트와의 사용자 상호작용을 검출하고, 예를 들어, 가상 오브젝트의 질감(예를 들어, 가상 무기의 금속 질감)을 시뮬레이션하도록 구성되는 정전기 햅틱 효과를 이에 응답하여 출력할 수 있다. 모바일 디바이스는 다기능 햅틱 출력 디바이스를 통해 정전기 햅틱 효과를 출력할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 모바일 디바이스는 부상을 당하고 있는 사용자의 가상 캐릭터를 검출하고, 예를 들어, 펄스화된 진동을 포함하는 진동촉각 햅틱 효과를 이에 응답하여 출력할 수 있다. 모바일 디바이스는 다기능 햅틱 출력 디바이스를 통해 진동촉각 햅틱 효과를 출력할 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서, 정전기 햅틱 효과들 및 진동촉각 햅틱 효과들 양자 모두가 동일한 햅틱 출력 디바이스에 의해 출력될 수 있다.
위 예시적인 실시예의 설명은, 본 주제의 범위를 제한하거나 또는 정의하기 위해서가 아니라, 단지 예로서 제공된다. 본 발명의 다양한 다른 실시예들이 본 명세서에 설명되고, 이러한 실시예들의 변형들은 관련분야에 숙련된 자들에 의해 이해될 것이다. 다양한 실시예들에 의해 제공되는 이점들은 본 명세서를 검토하는 것에 의해 및/또는 청구되는 주제의 하나 이상의 실시예들을 실시하는 것에 의해 더욱 이해될 수 있다.
다기능 햅틱 출력 디바이스들을 위한 예시적인 시스템들
도 1은 일 실시예에 따른 다기능 햅틱 출력 디바이스들을 위한 시스템을 도시하는 블록도이다. 컴퓨팅 디바이스(101)는 모바일 디바이스(예를 들어, 스마트 폰), 랩톱 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터, 태블릿, e-리더, 게임 제어기, 게임패드, 원격 제어, 및/또는 휴대용 게임 디바이스를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(101)의 컴포넌트들(예를 들어, 프로세서(102), 네트워크 인터페이스 디바이스(110), 햅틱 출력 디바이스(118), 햅틱 출력 디바이스(120), 센서(130) 등)은 단일의 하우징 내에 통합될 수 있다. 다른 실시예들에서, 컴포넌트들은 (예를 들어, 다수의 하우징들 또는 위치들 사이에) 분산될 수 있고, 서로 전기적으로 통신될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(101)는 도 1에 도시되는 컴포넌트들을 모두 포함할 수 있거나 또는 모두 포함하지는 않을 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(101)는 센서(130)를 포함하지 않을 수 있다.
컴퓨팅 디바이스(101)는 버스(106)를 통해 다른 하드웨어와 인터페이스되는 프로세서(102)를 포함한다. RAM, ROM, EEPROM 등과 같은 임의의 적합한 유형의 (및 비-일시적) 컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수 있는 메모리(104)는 컴퓨팅 디바이스(101)의 동작을 구성하는 프로그램 컴포넌트들을 구현할 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(101)는 하나 이상의 네트워크 인터페이스 디바이스들(110), I/O(input/output) 인터페이스 컴포넌트들(112), 및 추가적 스토리지(114)를 더 포함할 수 있다.
네트워크 인터페이스 디바이스들(110)은 네트워크 접속을 용이하게 하거나 그렇지 않으면 전자 디바이스들 사이의 통신을 용이하게 하는 하나 이상의 컴포넌트들을 나타낼 수 있다. 예들은, 이에 제한되는 것은 아니지만, Ethernet, USB, IEEE 1394와 같은 유선 인터페이스들, 및/또는 IEEE 802.11, Bluetooth, NFC(near-field communication) 인터페이스들, RFID 인터페이스들, 또는 셀룰러 전화 네트워크들에 액세스하기 위한 라디오 인터페이스들(예를 들어, CDMA, GSM, UMTS 또는 다른 모바일 통신 네트워크에 액세스하기 위한 송수신기/안테나)과 같은 무선 인터페이스들을 포함한다.
I/O 컴포넌트(112)는 하나 이상의 디스플레이들, 터치 감지 표면들(116), 키보드들, 마우스들, 스피커들, 마이크로폰들, 버튼들, 및/또는 데이터를 입력하거나 데이터를 출력하는데 사용되는 다른 하드웨어와 같은 디바이스들로의 접속을 용이하게 하는데 사용될 수 있다. 스토리지(114)는 컴퓨팅 디바이스(101)에 포함되거나 프로세서(102)에 결합되는 판독 전용 메모리, 플래시 메모리, F-RAM(ferroelectric RAM), 자기, 광학, 또는 다른 스토리지 매체와 같은 비휘발성 스토리지를 나타낸다.
컴퓨팅 디바이스(101)는 터치 감지 표면(116)(예를 들어, 터치 패드)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 터치 감지 표면(116)은 펼칠 수 있거나 변형될 수 있다. 터치 감지 표면(116)은 사용자의 촉각 입력을 감지하도록 구성되는 임의의 표면을 나타낸다. 하나 이상의 터치 센서들(108)은 (예를 들어, 사용자의 손가락 또는 스타일러스와 같은 오브젝트가 터치 감지 표면(116)을 접촉할 때) 터치 영역에서의 터치를 검출하도록 그리고 이러한 터치와 관련된 신호를 프로세서(102)에 송신하도록 구성된다. 임의의 적합한 수, 유형, 또는 배열의 터치 센서들(108)이 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서는, 저항성 및/또는 용량성 센서들이 터치 감지 표면(116)에 매립될 수 있고, 터치의 위치, 및 압력, 속도, 방향 및/또는 터치 감지 표면(116)에 대한 사용자의 손가락의 근접성과 같은 다른 정보를 결정하는데 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(101)는 터치 감지 표면(116) 및 디바이스의 디스플레이를 조합하는 터치 인에이블형 디스플레이를 포함한다. 터치 감지 표면(116)은 디스플레이 외부 또는 디스플레이의 컴포넌트들 위의 재료의 하나 이상의 재료 층들에 대응할 수 있다. 다른 실시예들에서, 터치 감지 표면(116)은, 컴퓨팅 디바이스(101)의 특정 구성에 따라, 디스플레이를 포함하지 않을 수 있다(또는 그렇지 않으면 대응하지 않을 수 있음).
일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(101)는 하나 이상의 센서(들)(130)를 포함한다. 센서(들)(130)는 센서 신호를 프로세서(102)에 송신하도록 구성된다. 센서(들)(130)는, 예를 들어, 압력 센서, (예를 들어, 접촉의 압력량, 및/또는 표면적을 검출하도록 구성되는) 접촉 센서, 습도 센서, 주변 광 센서, 자이로스코프, GPS 유닛, 가속도계, 거리 센서, 깊이 센서, 바이오 센서, 카메라, 및/또는 온도 센서를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(101)는 센서(130)로부터의 센서 신호에 적어도 일부 기초하여 하나 이상의 햅틱 효과들을 출력한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(101)는 건강 및/또는 피트니스 애플리케이션을 실행할 수 있다. 이러한 실시예에서, 컴퓨팅 디바이스(101)는, 사용자가 운동하는 동안 사용자의 심박수를 (예를 들어, 바이오 센서를 통해) 결정하고, 예를 들어, 다기능 햅틱 출력 디바이스(120)를 통해, 관련된 햅틱 효과들을 출력할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 심박수가 건강한 수준에 있다면, 컴퓨팅 디바이스(101)는 다기능 햅틱 출력 디바이스(120)를 통해 중간 강도 진동을 출력할 수 있다. 사용자는 이러한 진동을 감지하고 운동 속도(예를 들어, 심근 강화 자전거를 페달링하거나 또는 무게를 들어올리는 속도)를 유지할 수 있다. 사용자의 심박수가 위험한 수준에 접근하고 있다면, 컴퓨팅 디바이스(101)는 다기능 햅틱 출력 디바이스(120)를 통해 찌르는 감각(예를 들어, 전기 촉각 햅틱 효과)을 출력할 수 있다. 사용자는 진동을 감지하고, 예를 들어, 사용자의 심박수를 감소시키기에 적절한 액션을 취할 수 있다.
컴퓨팅 디바이스(101)는 프로세서(102)와 통신하는 하나 이상의 햅틱 출력 디바이스들(예를 들어, 햅틱 액추에이터들)을 포함한다. 하나 이상의 햅틱 출력 디바이스들은 햅틱 신호에 대한 응답하여 햅틱 효과를 출력하도록 구성되는 적어도 하나의 다기능 햅틱 출력 디바이스(120)를 포함한다. 다기능 햅틱 출력 디바이스(120)는 적어도 2개의 상이한 종류의 햅틱 효과들을 선택적으로 출력하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 다기능 햅틱 출력 디바이스(120)는 정전기 햅틱 효과(예를 들어, 시뮬레이션되는 질감 및/또는 마찰 계수의 감지되는 변화), 진동촉각 햅틱 효과(예를 들어, 진동), 변형 햅틱 효과(예를 들어, 다기능 햅틱 출력 디바이스(120)와 관련된 표면을 변형시키도록 구성되는 햅틱 효과), 또는 이들의 임의의 조합을 출력하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 다기능 햅틱 출력 디바이스(120)는 컴퓨팅 디바이스(101)의 하우징의 일부이거나 또는 컴퓨팅 디바이스(101) 내부에 있을 수 있다. 다른 실시예들에서, 다기능 햅틱 출력 디바이스(120)의 적어도 일부는 컴퓨팅 디바이스(101)와 관련된 표면(예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(101)의 전면, 측면들, 및/또는 후면)을 덮을 수 있다. 예를 들어, 다기능 햅틱 출력 디바이스(120)는 터치 감지 표면(116)을 덮는 복수의 가요성 및/또는 실질적으로 투명한 층들을 포함할 수 있다. 다기능 햅틱 출력 디바이스(120)는 사용자가 터치 감지 표면(116)과 상호작용하는 것에 응답하여 사용자에 의해 감지될 수 있는 하나 이상의 햅틱 효과들을 발생시킬 수 있다.
일부 실시예들에서, 다기능 햅틱 출력 디바이스(120)는 컴퓨팅 디바이스(101) 외부에 있고, (예를 들어, Ethernet, USB, IEEE 1394와 같은 유선 인터페이스들, 및/또는 IEEE 802.11, Bluetooth 또는 라디오 인터페이스들과 같은 무선 인터페이스들을 통해) 컴퓨팅 디바이스(101)와 통신한다. 예를 들어, 다기능 햅틱 출력 디바이스(120)는 원격 사용자 인터페이스 디바이스(예를 들어, 무선 조이스틱 및/또는 게임 패드)와 관련될 수 있고(예를 들어, 결합됨), 프로세서(102)로부터의 햅틱 신호들에 응답하여 햅틱 효과들을 출력하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 다기능 햅틱 출력 디바이스(120)는 웨어러블 디바이스(예를 들어, 반지, 팔찌, 시계, 슬리브, 칼라, 모자, 셔츠, 장갑, 및/또는 안경)와 관련될 수 있고 및/또는 사용자의 신체에 결합될 수 있으며, 프로세서(102)로부터의 햅틱 신호들에 응답하여 햅틱 효과들을 출력하도록 구성될 수 있다.
컴퓨팅 디바이스(101)는 복수의 햅틱 출력 디바이스들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(101)는 적어도 2개의 다기능 햅틱 출력 디바이스들(120)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 복수의 햅틱 출력 디바이스들은 서로 상이하다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(101)는 다기능 햅틱 출력 디바이스(120), 및 압전 액추에이터, 전기 모터, 전자기 액추에이터, 음성 코일, 형상 기억 합금, 전기 활성 폴리머, 솔레노이드, ERM(eccentric rotating mass motor), 또는 LRA(linear resonant actuator)와 같은, 다른 유형의 햅틱 출력 디바이스(118)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(101)는 하나 이상의 햅틱 효과들을 발생시키기 위해 동일한 유형의 또는 상이한 유형의 다수의 햅틱 출력 디바이스들을 순차적으로 및/또는 일제히 작동시킬 수 있다.
메모리(104)로 돌아가면, 다기능 햅틱 출력 디바이스들을 제공하기 위해 디바이스가 일부 실시예들에서 어떻게 구성될 수 있는지를 도해하는 예시적인 프로그램 컴포넌트들(124, 126 및 128)이 도시된다. 본 예에서, 검출 모듈(124)은 터치의 위치를 결정하기 위해 터치 센서(108)를 통해 터치 감지 표면(116)을 모니터하도록 프로세서(102)를 구성한다. 예를 들어, 검출 모듈(124)은, 터치의 존재 또는 부재를 추적하기 위해, 터치가 존재하면, 터치의 위치, 경로, 속도, 가속도, 압력 및/또는 다른 특성들 중 하나 이상을 시간에 대해 추적하기 위해, 터치 센서(108)를 샘플링할 수 있다.
햅틱 효과 결정 모듈(126)은 발생시킬 햅틱 효과를 선택하기 위해 데이터를 분석하는 프로그램 컴포넌트를 나타낸다. 특히, 햅틱 효과 결정 모듈(126)은 사용자에게 출력할 햅틱 효과를 결정하는 코드를 포함할 수 있다. 또한, 햅틱 효과 결정 모듈(126)은, 제공할 하나 이상의 햅틱 효과들, 및/또는 이러한 햅틱 효과를 발생시키기 위해 작동할 하나 이상의 햅틱 출력 디바이스들(118, 120)을 선택하는 코드를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 햅틱 효과 결정 모듈(126)은, 터치 감지 표면(116)과의 상호작용에 기초하여, 출력할 햅틱 효과를 결정하는 코드, 및, 이러한 효과를 출력하기 위해 제공할 하나 이상의 햅틱 효과들을 선택하는 코드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(101)는 비디오 게임을 실행할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(101)는 (예를 들어, 터치 감지 표면(116)을 포함하는) 터치 스크린 디스플레이 상에 비디오 게임과 관련된 가상 오브젝트들을 출력할 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(101)는 터치 스크린 디스플레이 상에 출력되는 가상 오브젝트로 사용자 상호작용(예를 들어, 터치 감지 표면(116) 상의, 두 손가락 핀치와 같은, 제스처를 행하는 것 또는 태핑하는 것)을 검출할 수 있다. 사용자 상호작용의 위치 및/또는 가상 오브젝트의 특성(예를 들어, 질감, 크기, 색 등)에 기초하여, 햅틱 효과 결정 모듈(126)은 발생시킬 햅틱 효과들을 선택할 수 있다. 예를 들어, 가상 오브젝트가 고무질 질감을 포함하면, 햅틱 효과 결정 모듈(126)은, 예를 들어, 고무질 질감을 시뮬레이션하도록 구성되는 감지되는 마찰 계수의 증가를 포함하는 햅틱 효과를 결정할 수 있다.
일부 실시예들에서, 햅틱 효과 결정 모듈(126)은 다른 종류의 이벤트들에 기초하여 햅틱 효과들을 결정할 수 있다. 예를 들어, 햅틱 효과 결정 모듈(126)은, 낮은 배터리 상태와 같은, 시스템 상태에 기초하여 햅틱 효과를 결정할 수 있다. 이러한 실시예에서, 햅틱 효과 결정 모듈(126)은, 예를 들어, 사용자가 컴퓨팅 디바이스(101)를 충전할 필요가 있다는 점을 사용자에게 나타내도록 구성되는 일련의 진동들을 포함하는 햅틱 효과를 결정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 햅틱 효과의 특성들은 시스템 상태의 특성들에 의존할 수 있다. 예를 들어, 진동들의 크기는 남아있는 배터리 수명의 양에 반비례할 수 있다. 사용자는 진동들을 감지하고, 진동들의 크기에 기초하여 컴퓨팅 디바이스(101)가 얼마나 많은 배터리 수명을 갖는지 결정할 수 있다.
일부 실시예들에서, 햅틱 효과 결정 모듈(126)은 사용자에게 정보를 제공하도록 구성되는 햅틱 효과를 결정할 수 있다. 예를 들어, 햅틱 효과 결정 모듈(126)은, 예를 들어, 일련의 펄스화된 진동들을 포함하는 햅틱 효과를 결정할 수 있다. 햅틱 효과는 사용자가 전화 통화, 문자 메시지, 이메일, 인스턴트 메시지, 및/또는 다른 통신을 놓쳤다는 점을 사용자에게 나타내도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 햅틱 효과 결정 모듈(126)은 프로그램 이벤트(예를 들어, 에러 통지)에 기초하여 햅틱 효과를 결정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 햅틱 효과의 특성들은 프로그램 이벤트의 특성들에 의존할 수 있다(예를 들어, 햅틱 효과의 유형은 에러의 유형에 기초할 수 있다). 예를 들어, 프로그램 이벤트가 프로그램 실패를 포함하면, 햅틱 효과 결정 모듈(126)은, 예를 들어, 3개의 진동 펄스들을 포함하는 관련된 햅틱 효과를 결정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 사용자는 햅틱 효과를 감지하고, 햅틱 효과의 특성들에 기초하여, 프로그램 이벤트(예를 들어, 프로그램 실패)가 발생했다고 결정할 수 있다.
햅틱 효과 발생 모듈(128)은 선택된 햅틱 효과들을 발생시키기 위해 프로세서(102)로 하여금 햅틱 신호를 발생하여 햅틱 출력 디바이스(들)(118, 120)에 송신하게 하는 프로그래밍을 나타낸다. 선택된 햅틱 효과는 정전기 햅틱 효과, 진동촉각 햅틱 효과, 변형 햅틱 효과, 및/또는 다른 종류의 햅틱 효과를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 햅틱 효과 발생 모듈(128)은 선택된 햅틱 효과들을 발생시키기 위해 햅틱 출력 디바이스(들)(118, 120)에 송신할 저장된 파형들 또는 명령들을 액세스할 수 있다. 예를 들어, 햅틱 효과 발생 모듈(128)은 특정 햅틱 효과 종류와 관련된 특정 햅틱 효과를 발생시키기 위해 다기능 햅틱 출력 디바이스(120)에 송신할 파형을 결정하기 위해 룩업 테이블을 액세스할 수 있다. 일부 실시예들에서, 햅틱 효과 발생 모듈(128)은 햅틱 효과에 대한 햅틱 신호 및/또는 목표 좌표들을 결정하는데 유용한 알고리즘들을 포함한다. 이러한 목표 좌표들은, 예를 들어, 햅틱 효과(예를 들어, 질감)를 출력할 터치 감지 표면(116) 상의 또는 컴퓨팅 디바이스(101)의 표면 상의 위치를 포함할 수 있다.
도 2는 다기능 햅틱 출력 디바이스들을 위한 시스템의 실시예를 도시한다. 이러한 시스템은 컴퓨팅 디바이스(200)(예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(200)의 하우징)를 포함한다. 컴퓨팅 디바이스(200)는 다기능 햅틱 출력 디바이스(202)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 햅틱 출력 디바이스(202)는 사용자 인터페이스 컴포넌트(예를 들어, 조이스틱, 버튼, 터치 감지 표면, 터치 스크린 디스플레이, 노브, 및/또는 슬라이더)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 햅틱 출력 디바이스(202)는 터치 스크린 디스플레이 위에(예를 들어, 덮음) 또는 아래에 배치될 수 있다.
햅틱 출력 디바이스(202)는 복수의 재료 층들을 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 실시예에서, 햅틱 출력 디바이스(202)는 절연체 층(204)을 포함한다. 절연체 층(204)은, 유리, 플라스틱, 알루미늄 산화물(Al2O3), 실리콘 질화물(Si3N4), 무기 재료, 및/또는 폴리머와 같은, 임의의 적합한 절연 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 절연 재료는 유기 재료(예를 들어, 폴리비닐리덴 플루오라이드 기반 폴리머(polyvinylidene-fluoride based polymer), 마일라(mylar), 및/또는 폴리이미드(polymide)), 및/또는 무기 재료(예를 들어, 실리콘 이산화물)를 포함할 수 있다. 절연체 층(204)은 사용자가 햅틱 출력 디바이스(202)의 하나 이상의 다른 층들(예를 들어, 전극 층(206))에 의해 제공되는 햅틱 효과를 감지하게 하기에 충분히 가용성일 수 및/또는 얇을 수 있다.
일부 실시예들에서, 햅틱 출력 디바이스(202)는 전극 층(206)을 포함한다. 전극 층(206)은, 구리, 알루미늄, 금 또는 은과 같은, 임의의 적합한 반도체 또는 다른 도전성 재료를 포함할 수 있다. 전극 층(206)은 절연체 층(204) 아래에 배치될 수 및/또는 절연체 층(204)에 결합될 수 있다.
일부 실시예들에서, 햅틱 출력 디바이스(202)는 스마트 재료 층(208)을 포함한다. 스마트 재료 층(208)은, 유전체 엘라스토머, 압전 재료(예를 들어, PVDF 폴리머, P(VDF-TrFE) 코폴리머, 및/또는 P(VDF-TrFE-CFE) 테르폴리머와 같은, 폴리비닐리덴 플루오라이드 기반 재료(polyvinylidene-fluoride based material); 및/또는 PZT(lead zirconium titanate)와 같은 압전 세라믹 재료), 스마트 하이드로겔(예를 들어, 이온 기반이고 가소화된 PVC(ionic based and plasticized polyvinyl chloride)), 형상 기억 합금(예를 들어, 자기 형상 기억 합금), 및/또는 형상 기억 폴리머와 같은, 임의의 적합한 스마트 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 스마트 재료는 탄소 나노튜브들, 그라핀, 흑연, 하이드로겔, 및/또는 액정 엘라스토머를 포함할 수 있다. 스마트 재료 층(208)은 전극 층(206) 아래에 배치될 수 및/또는 이에 결합될 수 있다.
일부 실시예들에서는, 폴리머를 용매에 용해시켜 조합 된 용액을 생성하는 것에 의해 스마트 재료 층(208)이 제조될 수 있다. 몰드가 이러한 용액에 담궈질 수 있다. 용액 및/또는 몰드의 속성들은 폴리머로 하여금 몰드 주위에, 예를 들어, 몰드의 형태로 막을 형성하게 할 수 있다. 다음으로 몰드가 용액으로부터 추출될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 막이 건조될 수 있고 및/또는 열 어닐링을 겪을 수 있다. 일부 실시예들에서는, 막을 가로질러 높은 DC 전압을 인가하는 것에 의해 막에 극성이 유도될 수 있다. 막은 몰드로부터 제거되어 스마트 재료 층(208)으로서 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 스마트 재료 층(208)이 고체 상태로 처리될 수 있다. 예를 들어, 스마트 재료 층(208)의 폴리머 막은 원하는 두께로 단축으로 및/또는 쌍축으로 늘어날 수 있다. 아래에 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 일부 실시예들에서는, 햅틱 출력 디바이스(202)의 적어도 일부를 형성하도록 (스마트 재료 층(208)을 제조하는 것에 후속하여) 스마트 재료 층(208)의 하나 이상의 표면들 상에 하나 이상의 전극 층들(206, 210)이 퇴적될 수 있다.
일부 실시예들에서, 햅틱 출력 디바이스(202)는 하부 전극 층(210)을 포함한다. 하부 전극 층(210)은, 구리, 알루미늄, 금, 또는 은과 같은, 임의의 적합한 반도체 또는 다른 도전성 재료를 포함할 수 있다. 하부 전극 층(210)은 스마트 재료 층(208) 아래에 배치될 수 및/또는 이에 결합될 수 있다.
일부 실시예들에서는, 예를 들어, 인쇄 또는 스퍼터링 기술들을 사용하여 스마트 재료 층(208)의 표면들에 전극 층들(206, 210) 중 하나 또는 양자 모두가 도포될 수 및/또는 이에 결합될 수 있다. 예를 들어, 액체 도전체를 사용하여 스마트 재료의 상부 표면 상에 전극 층(206)이 인쇄될 수 있다. 따라서, 이러한 실시예에서, 햅틱 출력 디바이스(202)의 제조는 스마트 재료 층(208)을 획득하는 것 또는 제조하는 것으로 시작될 수 있다. 그 후, (예를 들어, 위에 논의된 기술들 중 임의의 것을 사용하여) 스마트 재료 층(208)의 표면에 전극 층들(206, 210)이 도포될 수 있다. 예를 들어, 햅틱 출력 디바이스(202)를 완성하기 위해, 절연체 층(204)이 전극 층(206)의 상부 위에 배치되어 결합될 수 있다.
일부 실시예들에서, 햅틱 출력 디바이스(202)는 (예를 들어, 스마트 재료 층(208) 보다는 오히려) 스페이서 층을 포함한다. 이러한 스페이서 층은 전극 층(206)과 하부 전극 층(210) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 햅틱 출력 디바이스(202)는 전극 층(206)과 하부 전극 층(210) 사이에 배치되는 복수의 스페이서들을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 스페이서 층은, 절연체 층(204)에 대해 위에 설명된 절연체들 중 임의의 것과 같은, 절연체를 포함할 수 있다.
컴퓨팅 디바이스(200)는 선택적으로 햅틱 출력 디바이스(202)로 하여금 정전기 햅틱 효과, 진동촉각 햅틱 효과, 및/또는 변형 햅틱 효과를 발생시키게 할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(200)는 제1 전기 신호, 예를 들어, AC 신호를 전극 층(206)에 송신하는 것에 의해 햅틱 출력 디바이스(202)로 하여금 정전기 햅틱 효과를 발생시키게 할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(200)는 제1 전기 신호와 동일한 전압을 포함하는 제2 전기 신호를 하부 전극 층(210)에 송신하거나, 하부 전극 층(210)을 전기 접지에 결합하거나, 또는 하부 전극 층(210)을 전기적으로 유동 상태로 남겨둘 수 있다. 대안적으로, 컴퓨팅 디바이스(200)는 제1 전기 신호를 하부 전극(210)에 그리고 제2 전기 신호를 전극 층(206)에 송신하거나, 전극 층(206)을 전기 접지에 결합하거나, 또는 전극 층(206)을 전기적으로 유동 상태로 남겨둘 수 있다. 어느 경우에나, 이러한 구성은 전극 층들(206, 210)을 가로질러 전압 차가 없는 결과를 낳을 수 있다. 제1 전기 신호는 제1 전기 신호를 수신한 전극 층(206, 208)으로 하여금 사용자의 신체 부위와 용량성으로 결합하게 할 수 있는데, 사용자는 이를 정전기 햅틱 효과로서 감지할 수 있다.
일부 실시예들에서, 정전기 햅틱 효과는 "동적 ESF 효과(dynamic ESF effect)"를 포함한다. 동적 ESF 효과는 사용자의 신체 부위(예를 들어, 손가락)이 햅틱 출력 디바이스(202)와 관련된 표면에 대해 이동하면 사용자에게 감지될 수 있는 정전기 햅틱 효과를 포함할 수 있다. 예를 들어, 동적 ESF 효과는 사용자가 점선 화살표 방향으로 절연체 층(204)의 표면을 따라 손가락을 슬라이딩하면 사용자에게 감지될 수 있다. 다른 예로서, 동적 ESF 효과는 (예를 들어, 사용자가 정지 상태로 있는 동안) 컴퓨팅 디바이스(200)가 사용자의 몸에 대해 이동할 때 사용자에게 감지될 수 있다. 일부 실시예들에서, 동적 ESF 햅틱 효과는 감지되는 마찰 계수의 변화, 시뮬레이션되는 질감, 및/또는 시뮬레이션되는 진동을 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(200)는 하나 이상의 가상 사용자 인터페이스 컴포넌트들(예를 들어, 버튼들, 슬라이더들, 노브들 등)을 포함하는 터치 스크린 디스플레이 상의 GUI(graphical user interface)를 출력할 수 있다. 예를 들어, GUI는 가상 버튼을 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스 컴포넌트는 플라스틱 질감과 같은 가상 질감을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(200)는 사용자 인터페이스 컴포넌트와 관련된 터치 스크린 디스플레이상의 위치를 가로질러 사용자가 손가락을 슬라이딩시키는 것에 응답하여 햅틱 효과를 출력할 수 있다. 이러한 햅틱 효과는, 예를 들어, 플라스틱 질감을 시뮬레이션하도록 구성되는 동적 ESF 효과를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 정전기 햅틱 효과는 정적 ESF 효과를 포함한다. 정적 ESF 효과는 사용자가 햅틱 출력 디바이스(202)와 관련된 표면을 가로질러, 또는 이에 수직으로, 신체 부위를 이동할 필요없이 사용자에게 감지될 수 있는 정전기 햅틱 효과를 포함할 수 있다. 오히려, 사용자는 (파지하는 것 또는 들고 있는 것에 의해) 표면과의 지속적 접촉을 유지하여 햅틱 효과를 감지할 수 있다. 또한, 사용자는 정적 ESF 효과를 감지하기 위해 표면에 접촉할 필요가 전혀 없을 수 있다. 예를 들어, 위 GUI 실시예에서, 컴퓨팅 디바이스(200)는 사용자가 터치 스크린 디스플레이 위에 및 사용자 인터페이스 컴포넌트 위에서 손가락을 맴돌게 하는 것에 응답하여 햅틱 효과를 출력할 수 있다. 이러한 햅틱 효과는, 예를 들어, 사용자가 인에이블된 버튼 또는 디스에이블된 버튼 위에 접근하고 있는 것 및/또는 맴돌고 있는 것을 사용자에게 통지하도록 구성되는 정적 ESF 효과를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(200)는 햅틱 출력 디바이스(202)로 하여금 변형 햅틱 효과 및/또는 진동촉각 햅틱 효과를 발생시키게 할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(200)는 전극 층들(206, 210) 중 하나 또는 양자 모두에 전압을 인가하는 것에 의해 햅틱 출력 디바이스(202)로 하여금 변형 햅틱 효과 및/또는 진동촉각 햅틱 효과를 발생시키게 할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(200)는 하부 전극 층(210)에 그리고 전기 접지에 전기적으로 결합되는 다른 전극 층(206)에 전압을 송신할 수 있다. 이는, 예를 들어, 전압에 기인하여 하부 전극 층(210) 상에 축적되는 전하로부터, (원하는 햅틱 효과의 느낌을 변질시킬 수 있는) 잔류 정전기 인력을 사용자가 느끼는 것을 방지할 수 있다. 전압은 전극 층들(206, 210)로 하여금 스마트 재료 층(208)을 자극하게 할 수 있고, 그로 인해 변형 햅틱 효과 및/또는 진동촉각 햅틱 효과를 발생시킨다.
예를 들어, 위 GUI 실시예에서, 컴퓨팅 디바이스(200)는 사용자가 가상 사용자 인터페이스 컴포넌트를 접촉하는 것에 응답하여 진동촉각 햅틱 효과(예를 들어, 짧은 진동)를 출력할 수 있다. 이러한 햅틱 효과는, 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(200)가 사용자 입력을 검출했다는 점을 사용자에게 확인시킬 수 있다. 다른 예로서, 컴퓨팅 디바이스(200)는 사용자 인터페이스 컴포넌트와 관련된 특정 기능을 실행하는(예를 들어, 파일 열기, 볼륨 올리기 또는 내리기, 파일 저장하기 등) 컴퓨팅 디바이스(200)에 응답하여 다른 햅틱 효과를 출력할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(200)는 햅틱 출력 디바이스(202)와 관련된 표면(예를 들어, 터치 스크린 디스플레이의 표면)을 구부리도록, 펼치도록, 및/또는 다르게 변형시키도록 구성되는 변형 햅틱 효과를 출력할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이러한 햅틱 효과는, 예를 들어 해당 기능이 수행되었다는 점을 사용자에게 통지하도록 구성된다. 이는, 예를 들어, 사용자가 컴퓨팅 디바이스(200)로부터 거리를 두고 서 있으면, 해당 기능이 수행되었는지를 사용자가 시각적으로 결정하게 할 수 있다. 따라서, 모바일 디바이스는 복수의 상이한 종류 및/또는 부류의 햅틱 효과들을 단일의 햅틱 출력 디바이스(202)로부터 발생시킬 수 있다.
일부 실시예들에서, 햅틱 출력 디바이스(202)는 입력 디바이스로서 사용되도록 구성된다. 예를 들어, 스마트 재료 층(208)은 압전 재료와 같은 변환기를 포함할 수 있다. 스마트 재료 층(308)은 사용자가 햅틱 출력 디바이스(202)를 물리적으로 조작하는 것(예를 들어, 접촉하는 것 및/또는 구부리는 것)(예를 들어, 사용자가 햅틱 출력 디바이스(202)에 결합되는, 터치 스크린 디스플레이와 같은, 표면을 조작하는 것)에 응답하여 전기 신호를 발생시키고, 이러한 전기 신호를 컴퓨팅 디바이스(200)에 송신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(200)는 전기 신호에 기초하여 사용자 입력을 결정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(200)는 사용자 입력을 수신하는 것과 동시에 햅틱 출력 디바이스(202)를 통해 사용자에게 햅틱 효과들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(200)가 스마트 재료 층(208)을 통해 사용자 입력을 수신하는 기간의 적어도 일부 동안 컴퓨팅 디바이스(200)는 전극 층(206)을 통해 정전기 기반 햅틱 효과를 출력할 수 있다.
다른 예로서, 일부 실시예들에서, 하나 이상의 전극들(206, 210)은 사용자 입력을 검출하도록 구성되는 용량성 센서로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(200)는 하나 이상의 전기 신호들을 전극들(206, 210)에 송신할 수 있다. 전극들(206, 210)은 이에 응답하여 하나 이상의 정전기 장들을 발생시킬 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(200)는 변화를 위해 정전기 장(들)의 특성을 모니터하고, 이에 응답하여 사용자 입력이 발생한 것으로 결정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(200)는 사용자 입력을 검출하는 것과 동시에 햅틱 출력 디바이스(202)를 통해 사용자에게 햅틱 효과들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(200)는 전극들(206, 210)을 통해 사용자 입력을 수신하는 것과 동시에 스마트 재료 층(208)을 통해 변형 기반 햅틱 효과를 출력할 수 있다.
일부 실시예들에서, 햅틱 출력 디바이스(202)는 하부 전극 층(210)을 포함하지 않는다. 이러한 실시예에서, 컴퓨팅 디바이스(200)는 햅틱 출력 디바이스(202)로 하여금, 예를 들어, 위에 논의된 방법들 중 임의의 것을 사용하여 정전기 햅틱 효과들을 제공하게 할 수 있다. 또한, 이러한 실시예에서, 컴퓨팅 디바이스(200)는 다른 유형 및/또는 종류의 햅틱 효과들을 발생시키기 위해 전기 신호를 전극 층(206)에 송신할 수 있다. 전극 층(206)은 전기 신호에 응답하여 열, 자계, 및/또는 다른 자극을 발생시킬 수 있다. 이러한 자극은 스마트 재료 층(208)으로 하여금 진동하게 및/또는 형태가 변형되게 할 수 있다. 사용자는 이러한 진동 및/또는 변형을 햅틱 효과로서 감지할 수 있다.
햅틱 출력 디바이스(202)는 추가 층들(212, 214)을 포함할 수 있다. 이러한 층들(212, 214)은 스마트 재료 층, 절연체 층(예를 들어, 스페이서 층), 및/또는 전극 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 햅틱 출력 디바이스(202)는 다른 스마트 재료 층(212) 및/또는 전극 층(214)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 햅틱 출력 디바이스(202)는 하부 전극 층(210) 아래에 배치되는 제2 스마트 재료 층(212)을 포함한다. 햅틱 출력 디바이스(202)는 제2 스마트 재료 층(212) 아래에 배치되는 제3 전극 층(214)을 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 컴퓨팅 디바이스(200)는 전극 층(206)에 전기 신호를 송신하는 것에 의해 정전기 기반 햅틱 효과, 온도 기반 햅틱 효과, 및/또는 전기 촉각 햅틱 효과를 출력할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(200)는 전극 층(206) 및 하부 전극 층(210)에 전기 신호들을 송신하는 것에 의해 진동을 추가적으로 또는 대안적으로 출력할 수 있다. 이러한 전기 신호들은 스마트 재료 층(208)으로 하여금 반복적으로 변형되게 할 수 있는 자극을 발생시킬 수 있고, 그로 인해 진동을 발생시킨다. 컴퓨팅 디바이스(200)는 하부 전극 층(210) 및 제3 전극 층(214)에 전기 신호들을 송신하는 것에 의해 변형 기반 햅틱 효과를 추가적으로 또는 대안적으로 출력할 수 있다. 이러한 전기 신호들은 스마트 재료 층(212)으로 하여금 변형되게 할 수 있는 자극을 발생시킬 수 있고, 그로 인해 변형 햅틱 효과를 발생시킨다. 따라서, 일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(200)는 정전기 햅틱 효과, 온도 기반 햅틱 효과, 전기 촉각 햅틱 효과, 진동, 및 변형 기반 햅틱 효과 중 2개 이상을 동시에 발생시킬 수 있다.
절연체 층(204), 전극 층(206), 스마트 재료 층(208), 및 하부 전극 층(210)의 다른 배열들이 가능하다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 하부 전극 층(210)은 (예를 들어, 스마트 재료 층(208) 아래보다는 오히려) 스마트 재료 층(208) 내에 배치 및/또는 매립될 수 있다.
일부 실시예들에서, 햅틱 출력 디바이스(202)는 변형될 수 있다(예를 들어, 펼칠 수 있음, 구부릴 수 있음, 비틀릴 수 있음, 늘릴 수 있음, 말 수 있음, 및/또는 달리 변형될 수 있음). 예를 들어, 햅틱 출력 디바이스(202)는 펼칠 수 있는, 구부릴 수 있는, 또는 달리 변형될 수 있는 하나 이상의 층들(204, 206, 208, 210, 212, 214)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 햅틱 출력 디바이스(202)는 햅틱 출력 디바이스(202)가 구부러지게, 펼쳐지게, 진동하게, 변형되게, 및/또는 다를 방식으로 햅틱 효과를 제공하게 하는 가요성 프레임 내에 하우징될 수 있다.
일부 실시예들에서, 햅틱 출력 디바이스(202)는 변형가능 디바이스에 결합된다. 변형가능 디바이스는 변형될 수 있는 표면 및/또는 컴퓨팅 디바이스(200)(예를 들어, 이동 전화)를 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 변형가능 디바이스가 변형됨에 따라, 햅틱 출력 디바이스(202) 또한 변형될 수 있다. 예를 들어, 사용자는, 예를 들어, 변형가능 디바이스에 입력을 제공하기 위해, 변형가능 디바이스와 상호작용할 수 있다(예를 들어, 구부림, 펼침, 늘림, 및/또는 비틈). 이러한 사용자 상호작용 또한 햅틱 출력 디바이스(200)로 하여금 변형되게 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 햅틱 출력 디바이스(202)는 변형가능 디바이스가 변형된 상태 (예를 들어, 구부러진 상태 또는 펼쳐진 상태)에 있는 동안 햅틱 효과들 출력하도록 구성된다.
도 3은 다기능 햅틱 출력 디바이스들을 위한 시스템의 다른 실시예를 도시한다. 도 3에 도시되는 실시예에서, 햅틱 출력 디바이스(301)는 절연체 층(302) 및 전극 층(304)을 포함한다. 일부 실시예들에서는, 절연체 층(302)이 스마트 재료를 포함할 수 있다(예를 들어, 도 2의 절연체 층(204) 및 스마트 재료 층(208)이 하나의 층에 조합될 수 있다). 전극 층(304)은, 예를 들어, 위에 논의된 바와 같이, 구성될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(300)는 햅틱 출력 디바이스(301)로 하여금, 예를 들어, 도 2에 대하여 논의된 방법들 중 중 임의의 것을 사용하여 정전기 햅틱 효과들, 변형 햅틱 효과들, 진동촉각 햅틱 효과들 등을 발생시키게 할 수 있다.
예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(300)는 스케이트보드 비디오 게임과 같은 비디오 게임을 실행할 수 있다. 이러한 비디오 게임은, 터치 스크린 디스플레이를 통해, 예를 들어, 거리를 스케이트보드하는 가상 캐릭터를 출력할 수 있다. 가상 캐릭터는 사용자에 의해 제어가능할 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(300)는 햅틱 출력 디바이스(301)로 하여금, 예를 들어, 가상 캐릭터가 가상 스케이트보드로부터 떨어지거나 또는 거리 상의 가상 오브젝트에 충돌하는 것에 응답하여 진동을 발생시키게 할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(300)는 햅틱 출력 디바이스(301)로 하여금 전기 신호를 전극 층(304)에 송신하는 것에 의해 진동을 발생시키게 할 수 있다. 이러한 전기 신호는 전극 층(304)으로 하여금 정전기 장을 발생시키게 할 수 있는데, 이는 (예를 들어, 절연체 층(302))의 스마트 재료로 하여금 형태가 반복적으로 변형되게 할 수 있다. 이것은 사용자에 의해 감지될 수 있는 (예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(300)에서의) 기계적 진동들을 발생시킬 수 있다.
다기능 햅틱 출력 디바이스들을 위한 예시적인 방법들
도 4는 일 실시예에 따른 다기능 햅틱 출력 디바이스들을 제공하는 방법을 수행하기 위한 단계들의 흐름도이다. 일부 실시예들에서는, 도 4에서의 단계들이 프로세서, 예를 들어, 범용 컴퓨터, 모바일 디바이스, 또는 서버에서의 프로세서에 의해 실행되는 프로그램 코드로 구현될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 이러한 단계들이 일 그룹의 프로세서에 의해 구현될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 도 4에 도시되는 하나 이상의 단계들이 생략되거나 상이한 순서로 수행될 수 있다. 유사하게, 일부 실시예들에서는, 도 4에 도시되지 않은 추가적인 단계들이 또한 수행될 수 있다. 이하의 단계들은 도 1에 도시되는 컴퓨팅 디바이스(101)와 관련하여 위에 논의된 컴포넌트들을 참조하여 설명된다.
간략화를 위해, 이하의 단계들은 비디오 시청 애플리케이션(예를 들어, 비디오 플레이어)를 참조하여 설명된다. 그러나, 이하의 단계들이 이러한 실시예에 제한되는 것은 아니고, 단계들의 임의의 조합이 다른 유형의 애플리케이션들 및/또는 디바이스들을 통해 사용될 수 있다.
방법(400)은 프로세서(102)가 센서로부터 센서 신호를 수신할 때의 단계 (402)에서 시작한다. 예를 들어, 프로세서(102)는 비디오 시청 애플리케이션을 실행할 수 있다. 사용자는 터치 감지 표면(116)을 통해 비디오 시청 애플리케이션의 가상 사용자 인터페이스 컴포넌트를 접촉하거나 또는 이와 다른 방식으로 상호작용할 수 있다(예를 들어, 비디오 시청 애플리케이션의 가상 사용자 인터페이스 컴포넌트를 탭 온(tap on)하거나, 가로질러 제스처하거나(gesture across), 따라서 스와이프하거나(swipe along), 또는 두 손가락 핀치 온(two-finger pinch on)을 수행함). 일부 실시예들에서, 사용자는 디지털 영화 또는 다른 미디어 파일을 재생하기 위해 가상 재생 버튼과 상호작용할 수 있다. 프로세서(102)는 사용자 상호작용과 관련된 터치 감지 표면(116)으로부터 센서 신호를 (예를 들어, 터치 센서(108)를 통해) 수신할 수 있다. 이러한 센서 신호는, 예를 들어, 사용자 상호작용과 관련된 압력의 위치, 속도 및/또는 양을 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서 신호는 사용자가 비디오 시청 애플리케이션의 사용자 인터페이스 컴포넌트와 상호작용한 압력량을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(101)는 변형가능할 수 있다. 사용자는, 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(101)를 펼치는 것, 접는 것, 구부리는 것, 비트는 것, 늘리는 것, 마는 것, 및/또는 달리 변형하는 것에 의해 컴퓨팅 디바이스(101)에 정보를 입력할 수 있을 것이다. 예를 들어, 프로세서(102)는, 예를 들어, 비디오 시청 애플리케이션을 통해 비디오를 재생하기 위해, 사용자가 컴퓨팅 디바이스(101)를 한 방향으로 구부리는 것과 관련된 센서(130)(예를 들어, 카메라, 변형계, 용량성 센서 등)로부터 센서 신호를 수신할 수 있다. 프로세서(102)는, 예를 들어, 비디오 시청 애플리케이션에서 재생중인 비디오를 정지시키거나 일시 정지시키기 위해, 사용자가 컴퓨팅 디바이스(101)를 다른 방향으로 구부리는 것과 관련된 센서 신호를 수신할 수 있다. 프로세서(102)는, 예를 들어, 비디오 시청 애플리케이션으로부터 해당 비디오를 삭제하기 위해, 사용자가 컴퓨팅 디바이스(101)를 비트는 것과 관련된 센서 신호를 수신할 수 있다.
방법(400)은 프로세서(102)가 센서 신호에 적어도 일부 기초하여 사용자 상호작용의 특성(예를 들어, 유형, 지속시간, 및/또는 위치)을 결정할 때의 단계 404에서 계속된다. 예를 들어, 프로세서(102)는, 센서 신호에 기초하여, 사용자가 비디오 시청 애플리케이션의 사용자 인터페이스 컴포넌트와 상호작용하기 위해 터치 감지 표면(116)을 접촉한 힘의 양(예를 들어, 압력)을 결정할 수 있다. 다른 예로서, 프로세서(102)는 사용자 인터페이스 컴포넌트와의 사용자 상호작용과 관련된 (예를 들어, 사용자의 손가락과 접촉 표면(116) 사이의) 접촉의 표면적을 결정할 수 있다.
일부 실시예들에서, 프로세서(102)는 이러한 특성을 결정하기 위해 하나 이상의 룩업 테이블들 또는 알고리즘들을 사용할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(102)는 특정 사용자 상호작용을 센서 신호(에 의해 운반되는, 예를 들어, 파형, 진폭, 주파수, 지속시간, 및/또는 데이터)의 하나 이상의 특성들에 매핑할 수 있다. 특정 예로서, 프로세서(102)는, 센서 신호의 특성들에 기초하여, (예를 들어, 비디오 시청 애플리케이션과 상호작용하기 위해) 컴퓨팅 디바이스(101)를 특정 방향으로 펼치는 것과 같은, 특정 사용자 사용자 상호작용을 식별하기 위해 룩업 테이블을 사용할 수 있다.
방법(400)은 프로세서(102)가 하나 이상의 햅틱 효과들을 결정할 때의 단계 406에서 계속된다. 일부 실시예들에서, 프로세서(102)는 사용자 상호작용에 적어도 일부 기초하여 햅틱 효과를 결정한다. 예를 들어, 프로세서(102)는 사용자 인터페이스 컴포넌트와의 사용자 상호작용의 유형, 위치, 힘, 접촉 면적, 표면적, 지속시간, 및/또는 다른 특성들에 기초하여 햅틱 효과를 결정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로세서(102)는 특정 유형의 사용자 상호작용을 특정 햅틱 효과에 매핑하기 위해 메모리(104)에 저장된 룩업 테이블을 액세스할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(102)는 룩업 테이블을 통해 플레이 버튼 상의 탭을 대응하는 햅틱 효과(예를 들어, 진동)에 매핑할 수 있다.
일부 실시예들에서, 프로세서(102)는 사용자에 대한 햅틱 효과의 감지가능한 강도에 기초하여 햅틱 효과를 결정한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 프로세서(102)는 비디오 시청 애플리케이션의 사용자 인터페이스 컴포넌트와 상호작용하기 위해 사용자가 컴퓨팅 디바이스(101)와 접촉하는 것을 검출할 수 있다. 프로세서(102)는 한 종류의 햅틱 효과가 출력되어야 한다고 결정할 수 있는데 그 이유는 이것이 다른 종류의 햅틱 효과보다 사용자에 의해 더 강하게 감지될 수 있기 때문이다. 예를 들어, 프로세서(102)는, 사용자가 컴퓨팅 디바이스(101)를 어떻게 접촉하거나 또는 들고 있는지로 인해, 진동촉각 햅틱 효과가 출력되어야 한다고 결정할 수 있는데 그 이유는 이것이 정전기 햅틱 효과 및/또는 변형 햅틱 효과보다 사용자에게 더 강하게 감지될 수 있기 때문이다.
일부 실시예들에서, 사용자가 증가하는 압력량으로 컴퓨팅 디바이스(101)의 표면(예를 들어, 햅틱 출력 디바이스(120)의 절연체 층)을 접촉할수록 사용자는 정전기 햅틱 효과를 더 약한 및/또는 더 낮은 품질로서 감지할 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서, 프로세서(102)는 임계값을 초과하는 압력량에 응답하여 진동촉각 햅틱 효과 및/또는 변형 햅틱 효과를 결정할 수 있다. 이것은 컴퓨팅 디바이스(101)가 고 품질의 햅틱 효과들을 지속적으로 발생시키게 할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(102)는 사용자가 비디오 시청 애플리케이션의 사용자 인터페이스 컴포넌트와 상호작용하는 것에 응답하여 정전기 햅틱 효과를 결정하였을 수 있다. 프로세서(102)는 정전기 햅틱 효과로 하여금 출력되게 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로세서(102)는 임계값을 초과하는 사용자 상호작용과 관련된 압력량에 응답하여 정전기 햅틱 효과를 진동촉각 햅틱 효과 및/또는 변형 햅틱 효과로 변경할 수 있다. 프로세서(102)는, 예를 들어, 정전기 햅틱 효과를 출력하는 것을 정지하고 진동촉각 햅틱 효과 및/또는 변형 햅틱 효과로 하여금 출력되게 할 수 있다. 이것은 사용자가 사용자 인터페이스 컴포넌트와 상호작용할 때 고 품질의 햅틱 효과들을 지속적으로 수신하게 할 수 있다.
일부 실시예들에서, 사용자와 컴퓨팅 디바이스(101)의 표면(예를 들어, 햅틱 출력 디바이스(120)의 절연체 층) 사이의 접촉의 표면적이 임계값을 초과하면 사용자는 정전기 햅틱 효과를 약한 및/또는 낮은 품질로서 감지할 수 있다. 예를 들어, 접촉의 표면적이 햅틱 출력 디바이스(120)의 전극의 표면적을 (예를 들어, 완전히) 커버하면, 사용자는 정전기 햅틱 효과를 약한 것으로서 감지할 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서, 프로세서(102)는 접촉의 표면적이 임계치를 초과하는 것에 응답하여 진동촉각 햅틱 효과 및/또는 변형 햅틱 효과를 결정할 수 있다. 이것은 컴퓨팅 디바이스(101)가 고 품질의 햅틱 효과를 지속적으로 발생시키게 할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(102)는 사용자가 비디오 시청 애플리케이션의 사용자 인터페이스 컴포넌트에 접촉하는 것에 응답하여 정전기 햅틱 효과를 결정하였을 수 있다. 프로세서(102)는 정전기 햅틱 효과로 하여금 출력되게 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로세서(102)는 접촉의 표면적이 임계값을 초과하는 것에 응답하여 정전기 햅틱 효과를 진동촉각 햅틱 효과 및/또는 변형 햅틱 효과로 변경할 수 있다. 프로세서(102)는, 예를 들어, 정전기 햅틱 효과를 출력하는 것을 정지하고, 진동촉각 햅틱 효과 및/또는 변형 햅틱 효과로 하여금 출력되게 할 수 있다. 이것은 사용자가 사용자 인터페이스 컴포넌트와 상호작용할 때 사용자가 고 품질의 햅틱 효과를 지속적으로 수신하게 할 수 있다.
일부 실시예들에서, 프로세서(102)는 사용자의 신체 부위의 위치에 기초하여 햅틱 효과를 결정한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 프로세서(102)는 사용자가 컴퓨팅 디바이스(101)를 물리적으로 접촉하고 있지 않다는 점을 나타내는 센서 신호를 (예를 들어, 카메라로부터) 수신할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 터치 감지 표면(16) 위에서 및 비디오 시청 애플리케이션의 사용자 인터페이스 컴포넌트의 위치 위에서 손가락을 맴돌게 할 수 있다. 이러한 실시예에서, 프로세서(102)는, 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(101)와의 사용자의 접촉이 부족하더라도, 사용자에게 감지될 수 있도록 구성되는 햅틱 효과를 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(102)는 정적 ESF 효과를 포함하는 햅틱 효과를 결정할 수 있다. 이러한 햅틱 효과는 사용자에게 감지될 수 있을 것이고, 예를 들어, 반면에, 다른 햅틱 효과들(예를 들어, 진동들)은 사용자에게 감지될 수 없을 것이다.
일부 실시예들에서, 프로세서(102)는 가상 오브젝트 및/또는 이벤트와 관련된 특성(예를 들어, 높이, 폭, 형상, 색상, 위치, 기능, 질감, 및/또는 다른 특성)에 기초하여 햅틱 효과를 결정할 수 있다.
일부 실시예들에서, 프로세서(102)는 복수의 햅틱 효과들을 결정한다. 예를 들어, 프로세서(102)는, 사용자가 비디오 시청 애플리케이션을 통해 영화를 시청할 때 발생하는, 폭발과 같은, 영화 이벤트에 응답하여 햅틱 효과(예를 들어, 덜컹거리는 진동)를 결정할 수 있다. 이러한 햅틱 효과는, 예를 들어, 실제 폭발을 시뮬레이션하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로세서(102)는, 사용자가 해당 영화에서의 자동차 추격 장면 동안 자동차의 타이어와 상호작용하는 것과 같이, (예를 들어, 터치 스크린 디스플레이를 통해) 사용자가 해당 영화에서 디스플레이되는 가상 오브젝트와 상호작용하면 다른 햅틱 효과를 또한 결정할 수 있다. 이러한 햅틱 효과는, 예를 들어, 자동차 타이어의 고무 질감을 시뮬레이션하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(101)는 다기능 햅틱 출력 디바이스(120)를 사용하여 실질적으로 동시에 적어도 2개인 복수의 햅틱 효과들을 출력할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(102)는 다기능 햅틱 출력 디바이스(120)로 하여금 폭발과 관련된 덜컹거리는 진동 및 자동차 타이어와 관련된 고무 질감 양자 모두를 실질적으로 동시에 출력하게 할 수 있다. 이러한 복수의 햅틱 효과들은 가상 오브젝트(예를 들어, 가상 볼)의 보다 현실적이고 몰입도가 풍부한 표현을 사용자에게 제공할 수 있다.
일부 실시예들에서, 프로세서(102)는 위에 논의된 방법들 중 임의의 것에 기초하여 한 종류의 햅틱 효과들 또는 복수 종류의 햅틱 효과들을 추가적으로 또는 대안적으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(102)는, 사용자 상호작용의 특성, 가상 오브젝트의 특성, 햅틱 효과의 감지되는 강도, 사용자의 신체 부위의 위치, 또는 이들의 임의의 조합에 기초하여 햅틱 효과 종류를 결정할 수 있다.
방법(400)은 프로세서(102)가 하나 이상의 햅틱 효과들과 관련된 하나 이상의 햅틱 신호들을 다기능 햅틱 출력 디바이스(120)에 송신할 때의 단계 408에서 계속된다.
일부 실시예들에서, 프로세서(102)는 하나 이상의 룩업 테이블들을 사용하여 햅틱 신호들을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 프로세서(102)는, 예를 들어, 다기능 햅틱 출력 디바이스(120)를 사용하여 특정 햅틱 효과들을 발생시키는데 사용할 특정 햅틱 신호를 결정하기 위해 메모리(104)에 저장된 룩업 테이블을 액세스할 수 있다. 햅틱 신호는 (예를 들어, 다기능 햅틱 출력 디바이스(120)를 사용하여) 특정 햅틱 효과를 발생시키기 위한 진폭, 주파수, 지속시간, 파형 및/또는 다른 특성을 포함할 수 있다. 프로세서(102)는, 예를 들어, 햅틱 효과를 발생시키기 위해 이러한 햅틱 신호를 다기능 햅틱 출력 디바이스(120)의 하나 이상의 전극들에 송신할 수 있다.
일부 실시예들에서, 햅틱 신호는 저장된 알고리즘을 액세스하는 것 및 햅틱 효과와 관련된 파라미터를 입력하는 것에 의해 발생된다. 예를 들어, 프로세서(102)는 위해 햅틱 효과 종류와 관련된 코드(예를 들어, 이러한 코드는 정전기 햅틱 효과에 대해 001, 진동촉각 햅틱 효과에 대해 002, 그리고 변형 햅틱 효과에 대해 003일 수 있음), 진폭 파라미터, 및/또는 주파수 파라미터를 햅틱 신호를 결정하기 알고리즘에 입력할 수 있다.
일부 실시예들에서, 프로세서(102)는 룩업 테이블들 및 알고리즘들 양자 모두를 사용하여 햅틱 신호를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 프로세서(102)는 햅틱 효과 종류를 하나 이상의 대응하는 알고리즘들에 매핑하기 위해 룩업 테이블을 액세스할 수 있다. 다음으로 프로세서(102)는 햅틱 신호를 발생시키기 위해 하나 이상의 알고리즘들에 하나 이상의 파라미터들을 입력할 수 있다.
방법(400)은 다기능 햅틱 출력 디바이스(120)가 하나 이상의 햅틱 신호들을 수신하고 하나 이상의 햅틱 효과들을 출력할 때의 단계 410에서 계속된다. 다기능 햅틱 출력 디바이스(120)는 다수의 상이한 종류의 햅틱 효과들(예를 들어, 정전기 햅틱 효과들, 변형 햅틱 효과들, 진동촉각 햅틱 효과들, 온도 변화들 등)을 출력하도록 구성된다. 예를 들어, 다기능 햅틱 출력 디바이스(120)는 햅틱 신호들에 응답하여 진동(예를 들어, 진동촉각 햅틱 효과) 및/또는 시뮬레이션되는 질감(예를 들어, 정전기 햅틱 효과)를 발생시키도록 구성되는 단일의 햅틱 출력 디바이스일 수 있다.
다기능 햅틱 출력 디바이스들의 추가의 예시적 시스템들
도 5는 다기능 햅틱 출력 디바이스들을 위한 시스템의 다른 실시예를 도시한다. 본 시스템은 햅틱 출력 디바이스(502)를 포함한다. 햅틱 출력 디바이스(502)는 절연체 층(504), 전극 층(506), 및 하부 전극 층(510)을 포함한다.
도 5에 도시되는 실시예에서, 하부 전극 층(510)은 단일의 균일한 전극 층이기보다는 오히려 복수의 전극들을 포함한다. 예를 들어, 하부 전극 층(510)은 전극들(512a 및 512b)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 전극 층(506)은 단일의 균일한 층이기보다는 오히려 복수의 전극들을 포함한다. 컴퓨팅 디바이스(500)는 햅틱 출력 디바이스(502)로 하여금, 예를 들어, 도 2-3에 대하여 논의된 방법들 중 임의의 것을 사용하여 햅틱 효과들을 발생시키게 할 수 있다.
일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(500)는 하부 전극 층(510) 내의 전극들 전부 또는 일부를 작동시키는 것에 의해 하나 이상의 햅틱 효과들을 발생시킨다. 컴퓨팅 디바이스(500)는 햅틱 효과를 발생시키기 위해 임의의 수 및 구성의 전극들을 순차적으로 또는 일제히 선택적으로 작동시킬 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(500)는 사용자가 전극들(512a 및 512b)과 관련된 표면 상의 하나 이상의 위치들을 접촉하는 것을 검출하는 것에 응답하여 전극들(512a 및 512b)을 작동시킬 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(500)는, 예를 들어, 도 5에 도시되는 바와 같이, 사용자가 2개의 손가락들로 절연체 층(504)을 접촉하는 것을 검출하는 것에 응답하여 전기 신호들을 전극들(512a 및 512b)에 송신할 수 있다. 전극들(512a 및 512b)은 이러한 전기 신호를 수신하고, 이에 응답하여 스마트 재료 층(508)의 하나 이상의 부분들로 하여금 변형되게 할 수 있다. 이러한 변형(들)은 사용자에 의해 (예를 들어, 개별화된 및/또는 국부화된 햅틱 효과들과 같은) 하나 이상의 햅틱 효과들로서 감지될 수 있다.
일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(500)는 전극 층(506) 내의 복수의 전극들 전부 또는 일부를 작동시키는 것에 의해 하나 이상의 햅틱 효과들을 발생시킨다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(500)는 전극 층(506)에서의 전극들 전부에 실질적으로 동일한 전압을 송신하는 것에 의해 정전기 기반 햅틱 효과를 출력할 수 있다. 이것은, 예를 들어, 도 2-3에 대하여 논의된 바와 같이, 전극들로 하여금 사용자의 신체와의 용량성 결합을 발생시키게 할 수 있다. 예를 들어, 전극들은 사용자의 손가락들 각각과의 용량성 결합을 발생시킬 수 있다. 사용자는 이러한 용량성 결합을 햅틱 효과로서 감지할 수 있다.
위에 논의된 바와 같이, 전극 층(506), 하부 전극 층(510), 또는 양자 모두는 복수의 전극들을 포함할 수 있다. 복수의 전극들은 임의의 구성으로 배열되고 임의의 수의 형상들을 포함하는 임의의 수의 전극들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 전극들은 복수의 전극 스트립들을 포함할 수 있다. 이러한 전극 스트립들은 햅틱 출력 디바이스(502)의 하나 이상의 표면들(예를 들어, 절연체 층(504)의 하부 표면 및/또는 스마트 재료 층(508)의 상부 표면)을 가로질러 대각선 패턴, 수평 패턴, 수직 패턴, 또는 다른 패턴으로 배열될 수 있다. 다른 예로서, 하나 이상의 전극들은 원형, 삼각형, 타원형, 정사각형, 직사각형, 또는 다른 형상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전극들의 둘레 또는 원주는 원형, 삼각형, 타원형, 정사각형, 직사각형, 또는 다른 형상을 포함할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(500)는 임의의 조합의 전극들을 작동시키는 것에 의해 햅틱 효과를 발생시킬 수 있다.
일부 실시예들에서, 스마트 재료 층(508)은 단일의 균일한 스마트 재료 층이기보다는 오히려 복수의 스마트 재료 섹션들을 추가적으로 또는 대안적으로 포함한다. 2개 이상의 스마트 재료 섹션들은 상이한 스마트 재료들을 포함할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(500)는 햅틱 효과들을 발생시키기 위해 임의의 수 및 구성의 스마트 재료 섹션들을 작동시킬 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(500)는 스마트 재료 층(508)의 하나 이상의 스마트 재료 섹션으로 하여금 형태가 변형되게 하기 위해 전극 층(506) 및/또는 하부 전극 층(510)의 하나 이상의 전극들에 전기 신호를 송신할 수 잇다. 사용자는 이러한 변형을 햅틱 효과로서 감지할 수 있다. 전극 층(506), 하부 전극 층(510), 및/또는 스마트 재료 층(508)의 하나 이상의 컴포넌트들을 선택적으로 작동시키는 것은 햅틱 출력 디바이스(502)가 보다 큰 범위의 햅틱 효과들 및/또는 표면의 특정 영역에 국부화되는 햅틱 효과들을 생성하게 할 수 있다.
도 6은 다기능 햅틱 출력 디바이스들을 위한 시스템의 다른 실시예를 도시한다. 본 시스템은 햅틱 출력 디바이스(602)를 포함한다. 햅틱 출력 디바이스(602)는 제1 절연체 층(604), 제1 전극 층(606), 제2 절연체 층(608), 및 제2 전극 층(610)을 포함한다.
일부 실시예들에서, 햅틱 출력 디바이스(602)는 (예를 들어, 도 2에 대하여 위에 설명된 바와 같은) 동적 ESF 효과들 및 정적 ESF 효과들을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(600)는 제1 신호를 제1 전극 층(606)에 송신할 수 있다. 제1 신호는 제1 전극 층(606)으로 하여금 사용자의 신체(예를 들어, 사용자의 손가락)와 제1 전극 층(606) 사이의 용량성 결합을 발생시키게 하도록 구성될 수 있다. 사용자는 이러한 용량성 결합을 동적 ESF 효과로서 감지할 수 있다. 다른 예로서, 컴퓨팅 디바이스(600)는 제2 신호를 제2 전극 층(610)에 송신할 수 있다. 제2 신호는 제2 전극 층(610)으로 하여금 사용자의 신체(예를 들어, 사용자의 손가락)와 제2 전극 층(610) 사이의 용량성 결합을 발생시키게 하도록 구성될 수 있다. 사용자는 이러한 용량성 결합을 정적 ESF 효과로서 감지할 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(600)는, 예를 들어, 정적 ESF 효과를 발생시키는 동안, 제1 전극 층(606)을 유동(예를 들어, 접지되지 않음) 상태로 남겨 둘 수 있다. 이것은 제1 전극 층(606)이 사용자에 의해 감지되는 정적 ESF 효과를 간섭하는 것을 방지할 수 있다.
일부 실시예들에서, 동적 ESF 효과들은 정적 ESF 효과들보다 낮은 전압을 사용하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(600)는 동적 ESF 효과를 발생시키기 위해 100 볼트의 크기를 포함하는 제1 신호를 제1 전극 층(606)에 송신할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(600)는 정적 ESF 효과를 발생시키기 위해 1500 볼트의 크기를 포함하는 제2 신호를 제2 전극 층(610)에 송신할 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 절연체 층(604)은 제2 절연체 층(608)과 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 절연체 층(604)은 제2 절연체 층(608)과 상이한 두께 및/또는 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 정적 ESF 효과들보다 동적 ESF 효과들을 발생시키는데 사용되는 더 낮은 전압 때문에, 제1 절연체 층(604)은 제2 절연체 층(608)보다 더 얇을 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 절연체 층(604)은, 예를 들어, 동적 ESF 효과를 발생시키기 위해, 제1 전극 층(606)에 인가되는 전압으로부터 (예를 들어, 전기적 쇼크에 대하여) 사용자를 보호할 수 있다. 제1 절연체 층(604), 제1 전극 층(606), 및/또는 제2 절연체 층(608)은, 예를 들어, 정적 ESF 효과를 발생시키기 위해, 제2 전극 층(610)에 인가되는 전압으로부터 사용자를 보호할 수 있다.
일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(600)는 컴퓨팅 디바이스(600)의 상태(예를 들어, 배터리 레벨, 배향, 위치, 프로그램 또는 게임 상태, 하드웨어 컴포넌트의 상태 등)에 기초하여 햅틱 효과 유형들 사이에서 스위칭할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(600)는 컴퓨팅 디바이스(600)의 배터리 레벨이 임계값 위라고 검출하는 것에 응답하여 제1 유형의 햅틱 효과(예를 들어, 정적 ESF 햅틱 효과)를 출력하도록 구성될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(600)는 컴퓨팅 디바이스(600)의 배터리 레벨이 임계값 아래라고 검출하는 것에 응답하여 제2 유형의 햅틱 효과(예를 들어, 동적 ESF 햅틱 효과)를 출력하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(600)의 상태에 기초하여 햅틱 효과 유형들 사이에서 스위칭하는 것은, 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(600)가 배터리 전력을 절약하게 할 수 있을 것이다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(600)는 배터리 레벨이 임계값 아래라고 검출하는 것에 응답하여 (예를 들어, 발생시키는데 더 많은 전력을 사용할 수 있는) 정적 ESF 햅틱 효과로부터 (예를 들어, 발생시키는데 더 적은 전력을 사용할 수 있는) 동적 ESF 효과로 스위칭하는 것에 의해 배터리 전력을 절약할 수 있을 것이다.
다기능 햅틱 출력 디바이스들의 이점들
다기능 햅틱 출력 디바이스들의 여러 이점들이 존재한다. 예를 들어, 이러한 시스템들은 종래의 햅틱 출력 디바이스들보다 더 작고, 더 저렴하고, 설치하기에 더 용이할 수 있다. 일부 실시예들에서, 다기능 햅틱 출력 디바이스들은 복수의 상이한 유형의 햅틱 효과들을 발생시키기 위해 복수의 햅틱 출력 디바이스들을 설치하는 것보다 더 적은 공간을 차지하고 더 적은 비용이 들 수 있다.
다른 예로서, 일부 실시예들에서, 다기능 햅틱 출력 디바이스들은, 다양한 유형의 햅틱 효과들을 제공하기 위해, 컴퓨팅 디바이스의 표면 상에(예를 들어, 터치 스크린 디스플레이를 덮음), 컴퓨팅 디바이스 내에(예를 들어, 터치 스크린 디스플레이 아래에), 및/또는 다른 곳에 설치될 수 있다. 이것은 다기능 햅틱 출력 디바이스들의 설치를 다른 유형의 햅틱 출력 디바이스들보다 용이하게 할 수 있다.
일부 실시예들에서, 다기능 햅틱 출력 디바이스들은, 예를 들어, 공간 제약들로 인해, 이전에는 햅틱 피드백을 제공할 수 없었던 디바이스들 내에 또는 그 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 햅틱 피드백을 제공하기 위해, 펜들, 양말들, 반지들, 시계들, 안경들, 슬리브들, 기어 쉬프터들, 또는 사실상 임의의 다른 웨어러블 또는 파지가능형 디바이스의 표면들 상에 실시예들이 배치될 수 있다. 이러한 실시예들에서 햅틱 피드백을 제공하는 것은, 예를 들어, 사용자들이 디바이스들 상에 시각적으로 집중할 필요없이 디바이스들과 상호작용하게 하는 것에 의해 다수의 이익들을 제공할 수 있다. 이것은 전반적 사용자 만족도를 향상시킬 수 있다.
일부 실시예들에서, 다기능 햅틱 출력 디바이스들은 사용자에게 강화된 및/또는 최적화된 햅틱 경험을 제공할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스는 일 유형의 햅틱 효과가 사용자에 의해 차선책으로서 감지될 수 있는 조건을 검출할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스는 정전기 햅틱 효과가 사용자에 의해 약한 것으로서 또는 낮은 품질의 것으로서 감지될 수 있는 컴퓨팅 디바이스의 표면에 사용자가 임계값 위의 양의 힘을 가하는 것을 검출할 수 있다. 이러한 실시예에서, 컴퓨팅 디바이스는 이에 응답하여, 예를 들어, 사용자에 의해 보다 강한 것으로서 또는 보다 고 품질의 것으로서 감지될 수 있는 상이한 유형의 햅틱 효과(예를 들어, 진동 및/또는 변형 햅틱 효과)를 발생시키기 위해 다기능 햅틱 출력 디바이스를 사용할 수 있다. 따라서, 다기능 햅틱 출력 디바이스들은 강화된 햅틱 경험을 제공하기 위해 컴퓨팅 디바이스가 햅틱 효과의 유형들 사이에서 스위칭하게 할 수 있다.
일반적 고려사항들
위에 논의된 본 방법들, 시스템들, 및 디바이스들은 예들이다. 다양한 구성들은 적절하게 다양한 프로시저들 또는 컴포넌트들을 생략하거나, 대체하거나, 또는 추가할 수 있다. 예를 들어, 대안적인 구성들에서, 방법들은 설명된 것과는 상이한 순서로 수행될 수 있고, 및/또는 다양한 단계들이 추가, 생략, 및/또는 조합될 수 있다. 또한, 특정 구성들에 대하여 설명된 특징들은 다양한 다른 구성들로 조합될 수 있다. 구성들의 상이한 양상들 및 엘리먼트들은 유사한 방식으로 조합될 수 있다. 또한, 기술이 발전되고, 그에 따라, 많은 엘리먼트들은 예들이며, 본 개시내용 또는 청구항들의 범위를 제한하는 것은 아니다.
(구현들을 포함하는) 예시적인 구성들의 철저한 이해를 제공하기 위해서 본 설명에서 구체적인 상세사항들이 주어진다. 그러나, 구성들은 이러한 구체적인 상세사항들 없이 실시될 수 있다. 예를 들어, 잘 알려진 회로들, 프로세스들, 알고리즘들, 구조들, 및 기술들은 구성들을 불명료하게 하는 것을 회피하기 위해서 불필요한 상세사항 없이 도시되었다. 본 설명은 예시적인 구성들만을 제공하며, 청구항들의 범위, 적용가능성, 또는 구성들을 제한하는 것은 아니다. 오히려, 선행하는 구성들에 대한 설명은, 관련분야의 숙련된 자들에게 설명된 기술들을 구현하는 것을 가능하게 하는 설명을 제공할 것이다. 본 개시내용의 사상 또는 범위로부터 벗어나지 않고 엘리먼트들의 기능 및 배열에서 다양한 변경들이 이루어질 수 있다.
또한, 구성들은 흐름도 또는 블록도로서 도시되는 프로세스로서 설명될 수 있다. 각각은 동작들을 순차적인 프로세스로서 설명할 수 있지만, 동작들 중 다수는 병렬로 또는 동시에 수행될 수 있다. 또한, 동작들의 순서가 재배열될 수 있다. 프로세스는 도면에 포함되지 않은 추가적 단계들을 가질 수 있다. 또한, 방법들의 예들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어, 마이크로코드, 하드웨어 설명 언어들, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어 또는 마이크로코드로 구현되는 경우, 필요한 태스크들을 수행하기 위한 프로그램 코드 또는 코드 세그먼트들은 스토리지 매체와 같은 비-일시적 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있다. 프로세서들은 설명되는 태스크들을 수행할 수 있다.
여러 예시적인 구성들을 설명할 때, 본 개시내용의 사상으로부터 벗어나지 않고 다양한 수정들, 대안적인 구성들, 및 등가물들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 위 엘리먼트들은 더 큰 시스템의 컴포넌트들일 수 있는데, 여기서 다른 규칙들은 본 발명의 애플리케이션보다 우선하거나 다른 방식으로 이를 수정할 수 있다. 또한, 위 엘리먼트들이 고려되기 이전에, 고려되는 동안, 또는 고려된 이후에 다수의 단계들이 착수될 수 있다. 따라서, 위 설명이 청구항들의 범위를 한정하는 것은 아니다.
본 명세서에서 "~하도록 적응되는" 또는 "~하도록 구성되는"의 사용은 추가적인 태스크들 또는 단계들을 수행하도록 적응되거나 구성되는 디바이스들을 배제하지 않는 개방적이고 포함적인 언어로서 의도된다. 또한, "~에 기초하여"의 사용은, 하나 이상의 인용된 조건들 또는 값들에 "기초하는" 프로세스, 단계, 계산, 또는 다른 액션이, 실제로, 인용된 것들을 넘어서 추가적인 조건들 또는 값들에 기초할 수 있다는 점에서 개방적이고 포함적인 것으로 의도된다. 본 명세서에 포함되는 제목들, 리스트들, 및 넘버링은 설명의 편의를 위한 것일 뿐 제한적인 것을 의미하는 것은 아니다.
본 주제의 대상의 양상들에 따른 실시예들은, 디지털 전자 회로, 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 컴퓨터는 하나의 프로세서 또는 프로세서들을 포함할 수 있다. 프로세서는 프로세서에 결합되는 RAM(Random Access Memory)와 같은 컴퓨터 판독가능 매체로의 액세스를 포함하거나 또는 갖는다. 프로세서는, 위에 설명된 방법들을 수행하기 위해 센서 샘플링 루틴, 선택 루틴들, 및 다른 루틴들을 포함하는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들을 실행하는 것과 같이, 메모리에 저장된 컴퓨터 실행가능 프로그램 명령어들을 실행한다.
이러한 프로세서들은 마이크로프로세서, DSP(digital signal processor), ASIC(application-specific integrated circuit), FPGA들(field-programmable gate arrays), 및 상태 머신들을 포함할 수 있다. 이러한 프로세서들은 PLC들, PIC들(programmable interrupt controllers), PLD들(programmable logic devices), PROM들(programmable read-only memories), EPROM들(electronically programmable read-only memories), 또는 EEPROM들, 또는 다른 유사한 디바이스들을 더 포함할 수 있다.
이러한 프로세서들은 매체, 예를 들어, 프로세서에 의해 실행될 때, 프로세서로 하여금, 프로세서에 의해 수행되거나 도움을 받아 본 명세서에 설명되는 단계들을 수행하게 할 수 있는 명령어들을 저장할 수 있는 유형의(tangible) 컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수 있거나, 또는 이와 통신할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체의 실시예들은, 이에 제한되는 것은 아니지만, 웹 서버 내의 프로세서와 같은 프로세서에 컴퓨터 판독가능 명령어들을 제공할 수 있는 모든 전자, 광학, 자기, 또는 다른 스토리지 디바이스들을 포함할 수 있다. 매체의 다른 예들은, 이에 제한되는 것은 아니지만, 플로피 디스크, CD-ROM, 자기 디스크, 메모리 칩, ROM, RAM, ASIC, 구성된 프로세서, 모든 광학 매체, 모든 자기 테이프 또는 다른 자기 매체, 또는 컴퓨터 프로세서가 판독할 수 있는 임의의 다른 매체를 포함한다. 또한, 라우터, 사설 또는 공중 네트워크, 또는 다른 송신 디바이스와 같은 다양한 다른 디바이스들이 컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수 있다. 설명되는, 프로세서, 및 프로세싱은 하나 이상의 구조들일 수 있으며, 하나 이상의 구조들을 통해 분산될 수 있다. 프로세서는 본 명세서에 설명되는 하나 이상의 방법들(또는 방법들 중 일부)을 수행하기 위한 코드를 포함할 수 있다.
본 주제는 그 구체적인 실시예들에 대하여 상세히 설명되었지만, 관련분야의 숙련된 들은, 전술한 내용을 이해하게 되면, 이러한 실시예들의 변경들, 변형들, 및 등가물들을 쉽게 생성할 수 있다는 점이 이해될 것이다. 따라서, 본 개시내용은 제한보다는 오히려 예의 목적들로 제시되는 것이며, 관련분야의 통상의 기술자에게 용이하게 명백할 본 주제에 대한 이러한 변형들, 변경들 및/또는 추가들을 배제하는 것이 아니다.

Claims (20)

  1. 시스템으로서,
    햅틱 효과를 결정하도록, 그리고 상기 햅틱 효과와 관련된 햅틱 신호를 송신하도록 구성되는 프로세서; 및
    상기 햅틱 신호를 수신하도록 그리고 상기 햅틱 효과를 출력하도록 구성되는 다기능 햅틱 출력 디바이스- 상기 다기능 햅틱 출력 디바이스는 단일의 햅틱 액추에이터를 포함함 -
    를 포함하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다기능 햅틱 출력 디바이스는 복수 종류의 햅틱 효과들을 발생시키도록 구성되는- 상기 복수 종류의 햅틱 효과들은 정전기 햅틱 효과, 진동촉각 햅틱 효과, 및 변형 햅틱 효과 중 적어도 2개를 포함함- 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 다기능 햅틱 출력 디바이스는,
    절연체 층; 및
    상기 절연체 층 아래에 결합되는 제1 전극 층
    을 포함하는 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 다기능 햅틱 출력 디바이스는 변형가능하고, 변형가능 디바이스에 결합되는 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 다기능 햅틱 출력 디바이스는,
    상기 제1 전극 층에 인가되는 전기 신호에 응답하여 상기 정전기 햅틱 효과를 출력하도록; 그리고
    상기 제1 전극 층 및 상기 제2 전극 층을 가로질러 인가되는 전압에 응답하여 상기 진동촉각 햅틱 효과 또는 상기 변형 햅틱 효과를 출력하도록
    구성되는 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 다기능 햅틱 출력 디바이스는,
    제1 절연체 층;
    상기 제1 절연체 층 아래에 결합되는 제1 전극 층;
    상기 제1 전극 층 아래에 결합되는 제2 절연체 층; 및
    상기 제2 절연체 층 아래에 결합되는 제2 전극 층
    을 포함하고,
    상기 다기능 햅틱 출력 디바이스는,
    상기 제1 전극 층에 송신되는 제1 전기 신호에 응답하여 동적 정전기 햅틱 효과를 출력하도록; 그리고
    상기 제2 전극 층에 송신되는 제2 전기 신호에 응답하여 정적 정전기 햅틱 효과를 출력하도록
    구성되는 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 햅틱 효과는 제1 햅틱 효과 및 제2 햅틱 효과를 포함하고- 상기 제1 햅틱 효과는 상기 제2 햅틱 효과 이전에 출력됨 -,
    상기 시스템은 상기 다기능 햅틱 출력 디바이스와 관련된 표면과의 접촉을 검출하도록 구성되는 센서를 더 포함하고- 상기 센서는 상기 접촉과 관련된 센서 신호를 송신하도록 구성됨 -,
    상기 프로세서는,
    상기 센서로부터 상기 센서 신호를 수신하도록;
    상기 센서 신호에 기초하여 상기 접촉과 관련된 압력량을 결정하도록;
    상기 제1 햅틱 효과를 출력하도록- 상기 제1 햅틱 효과는 정전기 햅틱 효과를 포함함 -;
    상기 접촉의 압력량이 임계값을 초과한다고 결정하는 것에 응답하여 상기 제1 햅틱 효과를 출력하는 것을 정지하도록; 그리고
    상기 제2 햅틱 효과를 출력하도록- 상기 제2 햅틱 효과는 진동촉각 햅틱 효과 또는 변형 햅틱 효과 중 하나 이상을 포함함 -
    추가로 구성되는 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 다기능 햅틱 출력 디바이스와 관련된 표면과의 접촉을 검출하도록 그리고 상기 접촉과 관련된 센서 신호를 송신하도록 구성되는 센서를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 센서로부터 상기 센서 신호를 수신하도록;
    상기 센서 신호에 기초하여 상기 접촉의 표면적을 결정하도록; 그리고
    상기 접촉의 표면적이 임계값을 초과한다고 결정하는 것에 응답하여, 진동촉각 햅틱 효과 또는 변형 햅틱 효과 중 하나 이상을 상기 햅틱 효과로서 결정하도록
    추가로 구성되는 시스템.
  9. 방법으로서,
    햅틱 효과를 결정하는 단계; 및
    상기 햅틱 효과와 관련된 햅틱 신호를 다기능 햅틱 출력 디바이스에 송신하는 단계- 상기 다기능 햅틱 출력 디바이스는 상기 햅틱 신호를 수신하도록 그리고 상기 햅틱 효과를 출력하도록 구성되고, 상기 다기능 햅틱 출력 디바이스는 단일의 햅틱 액추에이터를 포함함 -
    를 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 다기능 햅틱 출력 디바이스는 복수 종류의 햅틱 효과들을 발생시키도록 구성되는- 상기 복수 종류의 햅틱 효과들은 정전기 햅틱 효과, 진동촉각 햅틱 효과, 및 변형 햅틱 효과 중 적어도 2개를 포함함 - 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 다기능 햅틱 출력 디바이스는,
    절연체 층;
    상기 절연체 층 아래에 결합되는 제1 전극 층;
    상기 제1 전극 층 아래에 결합되는 스마트 재료; 및
    상기 스마트 재료 아래에 결합되는 제2 전극 층
    을 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 전극 층에 인가되는 전기 신호에 응답하여 상기 정전기 햅틱 효과를 출력하는 단계; 및
    상기 제1 전극 층 및 상기 제2 전극 층을 가로질러 인가되는 전압에 응답하여 상기 진동촉각 햅틱 효과 또는 상기 변형 햅틱 효과를 출력하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 다기능 햅틱 출력 디바이스는,
    제1 절연체 층;
    상기 제1 절연체 층 아래에 결합되는 제1 전극 층;
    상기 제1 전극 층 아래에 결합되는 제2 절연체 층; 및
    상기 제2 절연체 층 아래에 결합되는 제2 전극 층
    을 포함하고,
    상기 제1 전극 층에 송신되는 제1 전기 신호에 응답하여 동적 정전기 햅틱 효과를 출력하는 단계; 및
    상기 제2 전극 층에 송신되는 제2 전기 신호에 응답하여 정적 정전기 햅틱 효과를 출력하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 햅틱 효과는 제1 햅틱 효과 및 제2 햅틱 효과를 포함하고- 상기 제1 햅틱 효과는 상기 제2 햅틱 효과 이전에 출력됨 -,
    상기 햅틱 효과를 결정하는 단계는,
    센서로부터 센서 신호를 수신하는 단계- 상기 센서 신호는 상기 다기능 햅틱 출력 디바이스와 관련된 표면과의 접촉과 관련됨 -;
    상기 센서 신호에 기초하여, 상기 접촉의 압력량 또는 상기 접촉의 표면적을 결정하는 단계;
    상기 제1 햅틱 효과를 출력하는 단계- 상기 제1 햅틱 효과는 정전기 햅틱 효과를 포함함 -;
    상기 접촉의 압력량이 제1 임계값을 초과하거나 또는 상기 접촉의 표면적이 제2 임계값을 초과한다고 결정하는 것에 응답하여 상기 제1 햅틱 효과의 출력을 정지하는 단계; 및
    상기 제2 햅틱 효과를 출력하는 단계- 상기 제2 햅틱 효과는 진동촉각 햅틱 효과 또는 변형 햅틱 효과 중 하나 이상을 포함함 -
    를 포함하는 방법.
  15. 비-일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금,
    햅틱 효과를 결정하도록; 그리고
    상기 햅틱 효과와 관련된 햅틱 신호를 다기능 햅틱 출력 디바이스에 송신하도록- 상기 다기능 햅틱 출력 디바이스는 상기 햅틱 신호를 수신하도록 그리고 상기 햅틱 효과를 출력하도록 구성되고, 상기 다기능 햅틱 출력 디바이스는 단일의 햅틱 액추에이터를 포함함 -
    구성되는 프로그램 코드를 포함하는 비-일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 다기능 햅틱 출력 디바이스는 복수 종류의 햅틱 효과들을 발생시키도록 구성되는- 상기 복수 종류의 햅틱 효과들은 정전기 햅틱 효과, 진동촉각 햅틱 효과, 및 변형 햅틱 효과 중 적어도 2개를 포함함 - 비-일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 다기능 햅틱 출력 디바이스는,
    절연체 층;
    상기 절연체 층 아래에 결합되는 제1 전극 층;
    상기 제1 전극 층 아래에 결합되는 스마트 재료; 및
    상기 스마트 재료 아래에 결합되는 제2 전극 층
    을 포함하는 비-일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금,
    상기 제1 전극 층에 인가되는 전기 신호에 응답하여 상기 정전기 햅틱 효과를 출력하도록; 그리고
    상기 제1 전극 층 및 상기 제2 전극 층을 가로질러 인가되는 전압에 응답하여 상기 진동촉각 햅틱 효과 또는 상기 변형 햅틱 효과를 출력하도록
    구성되는 프로그램 코드를 더 포함하는 비-일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 다기능 햅틱 출력 디바이스는,
    제1 절연체 층;
    상기 제1 절연체 층 아래에 결합되는 제1 전극 층;
    상기 제1 전극 층 아래에 결합되는 제2 절연체 층; 및
    상기 제2 절연체 층 아래에 결합되는 제2 전극 층
    을 포함하고,
    상기 다기능 햅틱 출력 디바이스는,
    상기 제1 전극 층에 송신되는 제1 전기 신호에 응답하여 동적 정전기 햅틱 효과를 출력하도록; 그리고
    상기 제2 전극 층에 송신되는 제2 전기 신호에 응답하여 정적 정전기 햅틱 효과를 출력하도록
    구성되는 비-일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 햅틱 효과는 제1 햅틱 효과 및 제2 햅틱 효과를 포함하고- 상기 제1 햅틱 효과는 상기 제2 햅틱 효과 이전에 출력됨 -,
    상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금,
    센서로부터 센서 신호를 수신하도록- 상기 센서 신호는 상기 다기능 햅틱 출력 디바이스와 관련된 표면과의 접촉과 관련됨 -;
    상기 센서 신호에 기초하여, 상기 접촉의 압력량 또는 상기 접촉의 표면적을 결정하도록;
    상기 제1 햅틱 효과를 출력하도록- 상기 제1 햅틱 효과는 정전기 햅틱 효과를 포함함 -;
    상기 접촉의 압력량이 제1 임계값을 초과하거나 또는 상기 접촉의 표면적이 제2 임계값을 초과한다고 결정하는 것에 응답하여 상기 제1 햅틱 효과의 출력을 정지하도록; 그리고
    상기 제2 햅틱 효과를 출력하도록- 상기 제2 햅틱 효과는 진동촉각 햅틱 효과 또는 변형 햅틱 효과 중 하나 이상을 포함함 -
    구성되는 프로그램 코드를 더 포함하는 비-일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
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