KR20170074186A - 복수의 변형 가능 막을 갖는 햅틱 주변 장치 - Google Patents

복수의 변형 가능 막을 갖는 햅틱 주변 장치 Download PDF

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KR20170074186A
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만수르 알그후네
후안 마누엘 크루즈 헤르난데즈
로버트 라크로와
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임머숀 코퍼레이션
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Abstract

햅틱 주변 장치는 복수의 원주 방향으로 이격된 윈도우를 갖는 프레임을 갖는 하우징, 복수의 원주 방향으로 이격된 윈도우 내에 배치된 복수의 변형 가능 막, 및 하우징 내에 배치되고 복수의 변형 가능 막에 결합된 햅틱 출력 장치를 포함한다. 햅틱 출력 장치는 모터, 변환기, 및 복수의 방사상으로 연장되는 핀을 포함한다. 각각의 방사상으로 연장되는 핀은 변환기에 부착된 제1 단부 및 변형 가능 막에 부착된 제2 대향 단부를 갖는다. 모터는 프로세서로부터 제어 신호를 수신하도록 구성되며, 제어 신호에 응답하여 하우징에 대해 회전하도록 구성된다. 변환기는 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 복수의 방사상으로 연장되는 핀을 이동시킴으로써 변형 가능 막을 하우징에 대해 방사상으로 연장시키고 햅틱 주변 장치의 사용자에게 햅틱 효과를 제공한다.

Description

복수의 변형 가능 막을 갖는 햅틱 주변 장치{HAPTIC PERIPHERAL HAVING A PLURALITY OF DEFORMABLE MEMBRANES}
본 발명의 실시예는 햅틱 효과에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 햅틱 효과를 사용자에게 제공하기 위해 복수의 변형 가능 막을 갖는 햅틱 주변 장치에 관한 것이다.
비디오 게임 및 비디오 게임 시스템은 캐주얼 게이머에 대한 마케팅 및 그들로부터의 결과적인 참여로 인해 더욱 대중화되었다. 종래의 비디오 게임 장치 또는 제어기는 시각 및 청각 단서를 사용하여 사용자에게 피드백을 제공한다. 일부 인터페이스 장치에서, 더 일반적으로 공동으로 "햅틱 피드백" 또는 "햅틱 효과"로 알려진 (활동 및 저항력 피드백과 같은) 운동 감각 피드백 및/또는(진동, 텍스처 및 열과 같은) 촉각 피드백도 사용자에게 제공된다. 햅틱 피드백은 사용자 인터페이스를 개선하고 단순화하는 단서를 제공할 수 있다. 특히, 진동 효과 또는 진동 햅틱 효과는 전자 장치 사용자에게 단서를 제공하여, 사용자에게 특정 이벤트를 알리거나 시뮬레이션 또는 가상 환경 내에서 더 큰 감각적 집중을 만들기 위한 현실적인 피드백을 제공하는 데 유용할 수 있다.
의료 장치, 자동차 제어, 원격 제어, 및 사용자가 동작을 유발하기 위해 사용자 입력 요소와 상호 작용하는 다른 유사한 장치와 같은 다른 장치도 햅틱 피드백 또는 햅틱 효과로부터 이익을 얻는다. 제한이 아니라 예로서, 의료 장치 상의 사용자 입력 요소는 의료 장치의 근위 부분에서 환자의 신체 외부의 사용자에 의해 조작되어, 의료 장치의 말단부에서 환자의 신체 내에서 동작을 일으킬 수 있다. 햅틱 피드백 또는 햅틱 효과는 사용자에게 특정 이벤트를 알리거나 의료 장치의 말단부에서 환자와 의료 장치의 상호 작용에 관해 사용자에게 현실적인 피드백을 제공하기 위해 장치에 의해 이용될 수 있다.
게임, 가상 현실 및 다른 장치에 대한 종래의 햅틱 피드백 시스템은 일반적으로 햅틱 피드백을 생성하기 위해 제어기/주변 장치의 하우징에 부착되거나 하우징 내에 포함된 하나 이상의 액추에이터를 포함한다. 상업적으로 이용 가능한 햅틱 피드백 장치의 구현에서 발생하는 하나의 문제점은, 그러한 장치가 큰 모터를 사용하고 동작시키기 위해 큰 전력 공급 장치를 필요로 하기 때문에 장치가 매우 부피가 크다는 것이다. 이러한 특징으로 인해 휴대용 게임 패드, 조이스틱, 원격 제어 또는 기타 장치와 같은 더 작은 인터페이스 장치에 강력한 햅틱 피드백을 통합하는 것이 어려워진다. 그러나 이러한 제어기는 다양한 유형의 시스템, 특히 가정용 비디오 게임 콘솔에 대한 선호되는 입력 장치이며, 또한 많은 소비자에 의해 선호된다.
본 발명의 실시예는 게임 또는 가상 현실 시스템을 위한 핸드헬드 주변 장치와 같은 보다 작은 인터페이스 장치를 통해 변형 햅틱 효과를 제공하는 햅틱 피드백 시스템에 관한 것이다.
발명의 요약
본 발명의 실시예는 하우징, 복수의 변형 가능 막, 및 하우징 내에 배치되고 복수의 변형 가능 막에 결합된 햅틱 출력 장치를 포함하는 햅틱 주변 장치에 관한 것이다. 하우징은 복수의 이격된 윈도우를 갖는 프레임을 포함한다. 각각의 변형 가능 막은 프레임의 복수의 이격된 윈도우 중 하나의 윈도우 내에 배치된다. 햅틱 출력 장치는 모터, 모터에 결합되고 복수의 트랙을 정의하는 캠 플레이트, 복수의 롤러 및 방사상으로 연장되는 복수의 핀을 포함한다. 각각의 롤러는 캠 플레이트의 복수의 트랙 중 하나의 트랙 내에 슬라이딩 가능하게 배치된다. 방사상으로 연장되는 각각의 핀은 복수의 롤러 중 하나의 롤러에 부착된 제1 단부 및 변형 가능 막 중 하나의 변형 가능 막에 부착된 제2 대향 단부를 갖는다. 모터는 프로세서로부터 제어 신호를 수신하도록 구성되며, 프로세서로부터의 제어 신호에 응답하여 하우징에 대해 캠 플레이트를 회전시키도록 구성된다. 캠 플레이트의 회전은 복수의 롤러 및 방사상으로 연장되는 복수의 핀을 이동시켜 하우징에 대해 변형 가능 막을 방사상으로 연장시키고 햅틱 주변 장치의 사용자에게 햅틱 효과를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 햅틱 주변 장치는 하우징, 복수의 변형 가능 막, 및 하우징 내에 배치되고 복수의 변형 가능 막에 결합된 햅틱 출력 장치를 포함한다. 하우징은 복수의 이격된 윈도우를 갖는 프레임을 포함한다. 각각의 변형 가능 막은 프레임의 복수의 이격된 윈도우 중 하나의 윈도우 내에 배치된다. 햅틱 출력 장치는 모터, 변환기, 및 방사상으로 연장되는 복수의 핀을 포함한다. 변환기는 모터와 방사상으로 연장되는 복수의 핀 사이에서 연장된다. 방사상으로 연장되는 각각의 핀은 변환기에 부착된 제1 단부 및 변형 가능 막 중 하나의 변형 가능 막에 부착된 제2 대향 단부를 갖는다. 모터는 프로세서로부터 제어 신호를 수신하도록 구성되며, 프로세서로부터의 제어 신호에 응답하여 하우징에 대해 회전하도록 구성된다. 변환기는 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여, 방사상으로 연장되는 복수의 핀을 이동시킴으로써 변형 가능 막을 하우징에 대해 방사상으로 연장시키고 햅틱 주변 장치의 사용자에게 햅틱 효과를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 게임 시스템은 호스트 컴퓨터, 프로세서 및 햅틱 주변 장치를 포함한다. 햅틱 주변 장치는 하우징, 복수의 변형 가능 막, 및 하우징 내에 배치되고 복수의 변형 가능 막에 결합된 햅틱 출력 장치를 포함한다. 하우징은 복수의 이격된 윈도우를 갖는 프레임을 포함한다. 각각의 변형 가능 막은 프레임의 복수의 이격된 윈도우 중 하나의 윈도우 내에 배치된다. 햅틱 출력 장치는 모터, 변환기, 및 방사상으로 연장되는 복수의 핀을 포함한다. 변환기는 모터와 방사상으로 연장되는 복수의 핀 사이에서 연장된다. 방사상으로 연장되는 각각의 핀은 변환기에 부착된 제1 단부 및 변형 가능 막 중 하나의 변형 가능 막에 부착된 제2 대향 단부를 갖는다. 모터는 프로세서로부터 제어 신호를 수신하도록 구성되며, 프로세서로부터의 제어 신호에 응답하여 하우징에 대해 회전하도록 구성된다. 변환기는 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여, 방사상으로 연장되는 복수의 핀을 이동시킴으로써 변형 가능 막을 하우징에 대해 방사상으로 연장시키고 햅틱 주변 장치의 사용자에게 햅틱 효과를 제공한다.
본 발명의 전술한 특징 및 다른 특징 및 이점은 첨부된 도면에 도시된 실시예에 대한 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다. 본 명세서에 통합되어 명세서의 일부를 형성하는 첨부 도면은 본 발명의 원리를 설명하고 이 분야의 기술자가 본 발명을 실시하고 사용할 수 있게 하는 역할도 한다. 도면은 축척으로 그려진 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 주변 장치를 포함하는 시스템의 개략도이고, 시스템은 또한 호스트 컴퓨터 및 디스플레이를 포함한다.
도 2는 도 1의 시스템의 블록도이다.
도 3은 도 1의 햅틱 주변 장치의 사시도이다.
도 4는 도 1의 햅틱 주변 장치의 일부의 확대 사시도이다.
도 5는 도 1의 햅틱 주변 장치의 일부의 확대 사시도이고, 햅틱 주변 장치의 하우징의 프레임은 가상선으로 도시되어 내부 구성 요소를 도시한다.
도 6은 도 1의 햅틱 주변 장치의 분해 사시도이다.
도 7은 도 1의 햅틱 주변 장치의 사시도이고, 햅틱 주변 장치의 하우징의 모터 케이싱 및 햅틱 주변 장치의 하우징의 단부 플레이트는 그 내부 구성 요소를 도시하기 위해 가상선으로 도시되어 있으며, 햅틱 주변 장치는 공칭 또는 비변형 상태로 도시되어 있다.
도 7a는 도 7의 단부도이고, 햅틱 주변 장치의 하우징의 프레임은 명료함을 위해 도시되지 않았다.
도 8은 도 1의 햅틱 주변 장치의 사시도이고, 햅틱 주변 장치의 하우징의 모터 케이싱 및 햅틱 주변 장치의 하우징의 단부 플레이트는 내부 구성 요소를 도시하기 위해 가상선으로 도시되고, 햅틱 주변 장치는 확장 또는 변형된 상태로 도시된다.
도 8a는 도 8의 단부도이고, 햅틱 주변 장치의 하우징의 프레임은 명료함을 위해 도시되지 않았다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 햅틱 주변 장치의 개략도이고, 햅틱 주변 장치의 모터는 햅틱 주변 장치의 하우징의 프레임 내에 배치된다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 햅틱 주변 장치의 개략도이며, 햅틱 주변 장치의 변형 가능 막은 독립적으로 또는 개별적으로 변형되거나 확장되도록 구성된다.
도 10a는 도 10의 햅틱 주변 장치의 캠 플레이트의 평면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 햅틱 주변 장치의 개략도이고, 볼 나사 및 복수의 만곡부가 모터의 회전 운동을 복수의 변형 가능 막의 직선 운동으로 변환하는 데 사용된다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 햅틱 주변 장치의 개략도이고, 볼 나사 및 복수의 만곡부가 모터의 회전 운동을 복수의 변형 가능 막의 직선 운동으로 변환하는 데 사용된다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 햅틱 주변 장치의 사시도이며, 햅틱 주변 장치는 사용자에게 햅틱 효과를 제공하기 위한 변형 가능 막을 포함하는 게임 태블릿이다.
도 14는 도 13의 게임 태블릿의 블록도이다.
본 발명의 특정 실시예가 이제 도면을 참조하여 설명되며, 동일한 참조 번호는 동일하거나 기능적으로 유사한 요소를 나타낸다.
이하의 상세한 설명은 본질적으로 단지 예시적인 것이며, 본 발명 또는 본 발명의 응용 및 용도를 제한하고자 하는 것은 아니다. 또한, 앞의 기술 분야, 배경, 요약 또는 다음의 상세한 설명에 제시된 임의의 표현되거나 암시된 이론에 구속될 의도는 없다. 또한, 이하의 설명은 게임 장치 및 게임 장치용 제어기에 관한 것이지만, 이 분야의 기술자는 그 설명이 다른 햅틱 피드백 장치에 동등하게 적용된다는 것을 인식할 것이다.
본 발명의 실시예는 햅틱 피드백 시스템의 햅틱 주변 장치에 관한 것으로, 햅틱 주변 장치는 하우징, 복수의 변형 가능 막, 및 하우징 내에 배치되고 복수의 변형 가능 막에 결합된 햅틱 출력 장치를 포함한다. 햅틱 출력 장치는 프로세서로부터 제어 신호를 수신하도록 구성되며, 하우징에 대해 변형 가능 막을 방사상으로 연장시키고 햅틱 주변 장치의 사용자에게 햅틱 효과를 제공하도록 구성된다. 햅틱 주변 장치는 가상 현실 및 비디오 게임 상호 작용에서 사용자 경험의 품질을 크게 향상시키는 독특하고 매우 역동적인 비진동 햅틱 피드백을 사용자에게 제공할 수 있는 다수의 변형 가능 막 또는 영역을 가진 파지 가능 장치이다. 이 장치에서는 맞춤 설계된 햅틱 출력 장치로 인해, 모터의 회전 운동을 매우 낮은 마찰력으로 수직축에서의 여러 직선 운동으로 변환할 수 있다. 본 명세서에 기술된 햅틱 주변 장치의 장점은 햅틱 주변 장치가 다수의 변형 가능 영역 또는 막을 가지며 200 N의 힘, 10 mm의 변형 및 10 Hz의 변형 대역폭을 갖는 변형 기반 햅틱을 생성할 수 있다는 것을 포함한다.
보다 상세하게는, 도면을 참조하면, 도 1은 햅틱 주변 장치(102), 호스트 컴퓨터(104) 및 디스플레이(106)를 포함하는 햅틱 피드백 시스템(100)의 개략도이다. 도 2는 도 1의 시스템의 블록도이다. 햅틱 주변 장치(102)는 비디오 또는 시각 디스플레이(106) 상에 사용자에 대한 가상 환경을 생성하도록 구성된 호스트 컴퓨터 또는 컴퓨터 시스템(104)과 통신한다. 호스트 컴퓨터(104)는 비디오 게임 콘솔, 모바일 장치, 또는 디스플레이 상에 사용자에 대한 가상 환경을 생성하도록 구성된 프로세서를 포함하는 임의의 다른 유형의 컴퓨터 시스템을 포함할 수 있다. 도 2의 블록도에 도시된 바와 같이, 호스트 컴퓨터(104)는 호스트 프로세서(108), 메모리(110) 및 시각 디스플레이(106)를 포함한다. 호스트 컴퓨터(104)는 메모리(110)에 저장되고 호스트 프로세서(108)에 의해 실행되는 소프트웨어 애플리케이션을 실행한다. 호스트 프로세서(108)는 임의 유형의 범용 프로세서일 수 있고, 햅틱 효과 신호를 제공하도록 특별히 설계된 프로세서일 수 있다. 호스트 프로세서(108)는 전체 호스트 컴퓨터(104)를 동작시키는 동일한 프로세서일 수 있거나 별도의 프로세서일 수 있다. 호스트 프로세서(108)는 햅틱 주변 장치(102)에 어떤 햅틱 효과를 전송할지 그리고 햅틱 효과를 어떤 순서로 전송할지를 결정할 수 있다. 메모리(110)는 임의의 유형의 저장 장치 또는 랜덤 액세스 메모리(RAM) 또는 판독 전용 메모리(ROM)와 같은, 그러나 이에 한정되지 않는 컴퓨터 판독 가능 매체일 수 있다. 메모리(110)는 또한 호스트 프로세서 내부에 위치하거나 내부 및 외부 메모리의 임의의 조합일 수 있다.
호스트 컴퓨터(104)는 유선 또는 무선 수단을 통해 시각 디스플레이(106)에 결합된다. 시각 디스플레이(106)는 사용자에게 그래픽 정보를 제공하는 임의의 유형의 매체일 수 있으며, 이는 모니터, 텔레비전 스크린, 플라즈마, LCD, 프로젝터 또는 임의의 다른 디스플레이 장치를 포함하지만 이에 국한되지 않는다. 일 실시예에서, 호스트 컴퓨터(104)는 게임 장치 콘솔이고, 시각 디스플레이(106)는 이 분야에 공지된 바와 같이 게임 장치 콘솔에 결합된 모니터이다. 다른 실시예에서, 이 분야의 기술자에게 알려진 바와 같이, 호스트 컴퓨터(104) 및 시각 디스플레이(106)는 단일 장치로 결합될 수 있다.
도 1-2에 도시된 실시예에서, 호스트 컴퓨터(104)는 유선 또는 USB 접속(103)을 통해 햅틱 주변 장치(102)와 통신한다. 그러나, 다른 실시예에서, 햅틱 주변 장치(102)는 이 분야의 기술자에게 알려진 다른 유선 통신 또는 무선 통신 수단을 사용하여 호스트 컴퓨터(104)와 통신할 수 있다. 이는 직렬 또는 블루투스 접속을 포함할 수 있지만 이에 국한되지는 않는다. 또한, 호스트 컴퓨터(104)는 클라우드에 있을 수 있으며, 그러므로 유선이거나 로컬 방식으로 무선 접속될 필요가 없다.
도 2의 블록도에 도시된 바와 같이, 햅틱 주변 장치(102)는 접속(103)을 통해 호스트 컴퓨터(104)와 통신하는 로컬 프로세서(112), 로컬 메모리(114) 및 햅틱 출력 장치(120)를 포함한다. 동작시, 로컬 프로세서(112)는 햅틱 출력 장치(120)에 결합되어, 호스트 컴퓨터(104)로부터의 하이 레벨 관리 또는 스트리밍 커맨드에 기초하여 제어 신호를 제공한다. 예를 들어, 동작 중에, 전압 크기 및 지속 기간이 호스트 컴퓨터(104)로부터 햅틱 주변 장치(102)로 스트리밍되며, 정보가 로컬 프로세서(112)를 통해 햅틱 출력 장치(120)에 제공된다. 호스트 컴퓨터 104)는 햅틱 출력 장치(120)에 의해 출력될 햅틱 효과의 유형(예를 들어, 진동, 충격, 디텐트, 팝 등)과 같은 하이 레벨 커맨드를 로컬 프로세서(112)에 제공할 수 있으며, 따라서 로컬 프로세서(112)는 출력될 햅틱 효과의 특정 특성(예로서, 크기, 주파수, 지속 기간 등)에 대해 햅틱 출력 장치(120)에 지시한다. 로컬 프로세서(112)는 (도 2의 블록도에 도시된) 그에 결합된 로컬 메모리(114)로부터 햅틱 효과의 유형, 크기, 주파수, 지속 기간 또는 다른 특성을 검색할 수 있다. 또한, 호스트 컴퓨터(104)의 메모리(110)와 유사하게, 로컬 메모리(114)는 랜덤 액세스 메모리(RAM) 또는 판독 전용 메모리(ROM)와 같은, 그러나 이에 한정되지 않는 임의의 유형의 저장 장치 또는 컴퓨터 판독 가능 매체일 수 있다. 로컬 메모리(114)는 또한 로컬 프로세서의 부에 있거나 내부 및 외부 메모리의 임의의 조합일 수 있다. 호스트 프로세서(108)와 유사하게, 로컬 프로세서(112)는 어떤 햅틱 효과를 전송할지 그리고 어떤 순서로 햅틱 효과를 전송할지를 결정할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 햅틱 주변 장치(102)는 로컬 프로세서(112)를 포함하지 않도록 구성되며, 따라서 햅틱 주변 장치(102)로부터의 모든 입력/출력 신호가 호스트 컴퓨터(104)에 의해 직접 취급되고 처리된다.
도 1-2의 실시예에서, 햅틱 주변 장치(102)는 파지 가능한 장치(즉, 사용자의 손 또는 손바닥으로 파지하도록 구성된 장치)이다. 또한, 햅틱 주변 장치(102)는 본 명세서에서 보다 상세히 기술되는 비와 같이 햅틱 효과를 출력하도록 구성되지만, 본 실시예에서는 동작을 입력하거나 비디오 게임과 상호 작용하고 이 분야에 알려진 바와 같이 가상 환경을 업데이트하는 데 사용되는 사용자 입력 요소 또는 조작 장치를 포함하지 않는다. 그러나, 이 분야의 기술자는 햅틱 주변 장치(102)가 하나 이상의 사용자 입력 요소 또는 조작 장치를 포함하도록 수정될 수 있음을 인식할 것이다. 사용자 입력 요소 또는 조작 장치의 움직임은 사용자가 호스트 컴퓨터(104)에서 실행되는, 1인칭 슈터와 관련된 비디오 게임, 3인칭 캐릭터 상호 작용, 차량 관련 게임 또는 컴퓨터 시뮬레이션을 포함하는 소프트웨어 애플리케이션과 상호 작용할 수 있게 하는 사용자로부터의 입력을 나타낸다. 사용자 입력 요소 또는 조작 장치의 움직임은 시각 디스플레이(106)를 통해 또는 사람, 차량, 또는 게임 또는 컴퓨터 시뮬레이션에서 발견될 수 있는 다른 엔티티와 같은 가상 캐릭터 또는 게임 아바타를 제어하기 위해 호스트 컴퓨터(104)에 의해 표시된 커서 또는 다른 이미지 또는 일부 다른 그래픽 객체와 같은 컴퓨터 생성 그래픽 객체의 움직임에 대응하는 입력을 호스트 컴퓨터(104)에 제공할 수 있다. 또한, 햅틱 주변 장치(102)는 단지 햅틱 주변 장치의 예시적인 실시예이고, 다른 구성, 형상 및 크기를 갖는 햅틱 주변 장치가 사용될 수 있음을 이 분야의 기술자는 인식할 것이다. 예를 들어, 본 명세서에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 햅틱 주변 장치는 도 13-14에 도시된 바와 같은 태블릿 컴퓨터와 함께 사용될 수 있는 핸드헬드 게임 제어기 또는 모바일 폰, 개인 디지털 보조 장치(PDA), 태블릿, 컴퓨터, 게임 주변 장치 및 이 분야의 기술자에게 공지된 가상 현실 시스템을 위한 다른 제어기와 같은, 그러나 이에 제한되지는 않는 다른 제어기일 수 있다.
햅틱 주변 장치(102)는 하우징(116), 복수의 변형 가능 막 또는 커버링(122), 및 하우징(116) 내에 배치되고 복수의 변형 가능 막(122)에 결합된 햅틱 출력 장치(120)를 포함한다. 햅틱 출력 장치(120)는 본 명세서에서 도 4, 5 및 6을 참조하여 더 상세히 설명될 것이며, 하우징(116) 및 복수의 변형 가능 막(122)이 먼저 도 3 및 6을 참조하여 설명될 것이다. 도 3은 햅틱 주변 장치(102)의 사시도이고, 도 6은 햅틱 주변 장치(102)의 분해 사시도이다.
보다 구체적으로, 이 실시예에서, 하우징(116)은 프레임(138) 및 모터 케이싱(139)을 포함한다. 프레임(138) 및 모터 케이싱(139)은 서로 인접하게 또는 서로 직렬로 배치되며, 햅틱 주변 장치(102)의 하우징(116)이 단일 장치가 되도록 함께 결합된다. 모터 케이싱(139)은 햅틱 출력 장치(120)의 모터(124)를 수용한다. 프레임(138)은 원주 방향으로 이격된 복수의 윈도우(144)를 가지며, 각각의 변형 가능 막(122)은 프레임(138)의 원주 방향으로 이격된 복수의 윈도우(144) 중 하나 내에 배치된다. 이 실시예에서, 햅틱 주변 장치(102)는 6개의 변형 가능 막(122)을 포함하고, 따라서 프레임(138) 내의 원주 방향으로 이격된 6개의 대응하는 윈도우(144)를 또한 포함한다. 그러나, 이 분야의 기술자가 이해하듯이, 햅틱 주변 장치는 더 적거나 많은 수의 변형 가능 막을 갖도록 수정될 수 있다. 각각의 변형 가능 막(122)은 사용자와 접촉하도록 구성되며, 네오프렌 또는 다른 적절한 중합체와 같은 합성 고무와 같은 가요성 재료로 형성되지만 이에 한정되지는 않는다. 변형 가능 막 및 상응하는 이격된 윈도우가 원통형 레이아웃으로 도시되어 있지만, 즉 원통형 핸들 주위로 연장하고/하거나 그의 둘레를 형성하지만, 이 분야의 기술자가 이해하듯이, 변형 가능 막 및 대응 윈도우는 임의의 형상 또는 프로파일을 갖는 핸들을 커버하거나 그 주위로 연장할 수 있으며, 따라서 변형 가능 막 및 대응하는 윈도우는 임의로 만곡된 표면을 포함하거나 형성할 수 있다. 환언하면, 프레임(138)은 원통형이고 변형 가능한 막(122)일 필요가 없고, 대응하는 이격된 윈도우(144)는 원통형 레이아웃으로 배치될 필요가 없다.
프레임(138)은 원주 방향으로 이격된 윈도우(144)를 형성하기 위해 제1 환형 베이스(140A), 제2 대향 환형 베이스(140B), 및 제1 및 제2 환형베이스(140A, 140B) 사이에서 종방향으로 연장되는 복수의 분리기 또는 슬랫(142)을 포함한다. 여기서는 개별적으로 설명되지만, 제1 및 제2 환형 베이스(140A, 140B) 및 슬랫(142)은 단일 구성 요소 또는 구조로서 일체로 형성될 수 있다. 도 6의 분해도에 가장 잘 도시된 바와 같이, 프레임(138)은 내부에 복수의 방사상으로 연장되는 개구 또는 통로(148)가 형성된 중앙 플레이트 또는 디스크(146)를 추가로 포함한다. 이 실시예에서, 중앙 디스크(146)는 6개의 변형 가능 막(122)에 대응하는 6개의 방사상으로 연장되는 개구 또는 통로(148)를 포함한다. 중앙 디스크(146)는 프레임(138) 내에서 종 방향 중심에 있고 슬랫(142)에 결합 또는 부착된다. 중앙 디스크(146)는 원주 방향으로 배향되며, 따라서 각각의 통로(148)는 프레임(138)의 그의 대응하는 윈도우(144) 내에서 원주 방향으로 중심에 배치된다. 중앙 디스크(146)는 본 명세서에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이 햅틱 출력 장치(120)의 캠 샤프트(150)를 수용하기 위한 중앙 개구 또는 통로(149)도 포함한다. 하우징(116)은 프레임(138)의 제1 및 제2 환형 베이스(140A, 140B) 각각에 인접하여 배치되고 결합되는 제1 또는 상부 커버 플레이트(128A) 및 제2 또는 하부 커버 플레이트(128B)를 추가로 포함한다. 상부 및 하부 커버 플레이트(128A, 128B)은 프레임(138) 내에 수용된 내부 구성 요소를 둘러싸고 보호하기 위한 기능을 한다.
햅틱 출력 장치(120)가 이제 더 상세히 설명될 것이다. 도 4는 햅틱 주변 장치(102)의 일부의 확대 사시도이고, 도 5는 하우징(116)의 프레임(138) 및 하우징(116)의 하부 커버 플레이트(128B)가 프레임(138) 내에 수용된 내부 구성 요소를 나타내기 위해 가상선으로 도시된 점 외에는 도 4와 동일한 도면이다. 햅틱 출력 장치(120)는 모터(124)(도 6의 분해도 참조), 캠 샤프트(150), 캠 샤프트(150)를 통해 모터(124)에 결합된 캠 플레이트(130), 복수의 롤러(134), 및 복수의 방사상으로 연장되는 샤프트 또는 핀(136)을 포함한다. 캠 샤프트(150)의 구동 단부(151)는 모터(124)의 구동 샤프트에 동작 가능하게 접속된다. 모터(124)는 예로서 샤프트 커플러(126)를 이용하여 캠 샤프트(150)에 직접 접속될 수 있다. 모터(124)는 역방향으로 구동 가능하거나 양방향일 수 있다. 일 실시예에서, 모터(124)는 스위스의 Maxon Motor, Ag로부터 입수 가능한 맥슨 모터 모델 Maxon-DCX22L 18V-10W와 같은 DC 모터이며, 샤프트 커플러(126)는 44의 기어비의 유성 기어 박스(모델 GPX22)이다. 다른 실시예에서, 모터(124)는 EC-max 16 브러시리스 5W이고, 샤프트 커플러(126)는 19의 기어비의 유성 기어 박스(GP 16A)이다.
캠 플레이트(130)는 그를 통과하는 복수의 트랙(132)을 정의한다. 도 5에 가장 잘 도시된 바와 같이, 각각의 트랙(132)은 만곡된 개구이거나 달리 말하면 만곡된 또는 콩팥 형상의 경로 또는 통로를 형성하는 개구이다. 이 실시예에서, 캠 플레이트(130)는 햅틱 주변 장치(102)의 6개의 변형 가능 막(122)에 대응하는 6개의 트랙(132)을 포함한다. 캠 플레이트(130)는 본 명세서에서 보다 상세히 기술될 바와 같이 회전 운동을 직선 운동으로 변환 또는 변형하는 회전 구성 요소 또는 요소이다. 각각의 롤러(134)는 캠 플레이트(130)의 복수의 트랙(132) 중 하나 내에 슬라이딩 가능하게 배치된다. 각각의 롤러(134)는 캠 플레이트(130)의 트랙(132) 내에 배치되도록 크기가 정해지고, 캠 플레이트(130)가 회전함에 따라 그의 각각의 트랙(132)을 따라 또는 그 안에서 앞뒤로 이동하도록 구성된다. 각각의 방사상으로 연장되는 핀(136)은 복수의 롤러(134) 중 하나에 부착된 제1 단부(137A) 및 변형 가능 막(122) 중 하나에 부착된 제2 대향 단부(137B)를 갖는다. 따라서, 방사상으로 연장되는 핀(136)은 롤러(134)와 변형 가능 막(122) 사이에 연장된다. 각각의 방사상으로 연장되는 핀(136)은 프레임(138)의 중앙 디스크(146)의 복수의 방사상으로 연장되는 통로(148) 중 하나 내에 슬라이딩 가능하게 배치된다.
동작시, 모터(124)는 호스트 프로세서(108) 및/또는 로컬 프로세서(112)로부터 제어 신호를 수신하도록 구성되고, 제어 신호에 응답하여 회전하도록 구성된다. 모터(124)의 회전은 모터(124)와 캠 플레이트(130) 양자 사이에서 연장되어 결합되는 캠 샤프트(150)로 인해 캠 플레이트(130)의 회전을 일으킨다. 캠 플레이트(130)는 이 중심에서 선회한다. 캠 플레이트(130)가 회전할 때, 복수의 롤러(134)는 캠 플레이트(130)의 트랙(132) 내에서 전후로 슬라이딩한다. 롤러(134)에 부착된 복수의 핀(136)은 롤러(134)의 이동과 연계하여 방사상 방향으로 이동하며, 따라서 핀(136)에 부착된 복수의 변형 가능 막(122)은 롤러(134)의 이동과 연계하여 방사상 방향으로 또한 이동된다. 따라서, 캠 플레이트(130)의 회전은 복수의 롤러(134)및 복수의 방사상으로 연장되는 핀(136)을 이동시키고, 따라서 하우징(116)에 대해 변형 가능 막(122)을 방사상으로 연장시킨다. 따라서, 캠 플레이트(130)는 모터(124)의 회전 운동을 방사상으로 연장되는 핀(130)은 물론, 그에 부착된 변형 가능 막(122)의 직선 운동으로 변환 또는 변형한다. 따라서, 캠 플레이트(130)의 트랙(132)의 형상 또는 구성은 롤러(134)의 이동을 제어 또는 결정하며, 따라서 방사상으로 연장되는 핀(130) 및 그에 부착된 변형 가능 막(122)의 방사상 이동을 유발하도록 설계된다. 복수의 롤러(134)가 각각의 트랙(132) 내에서 전후로 이동함에 따라, 방사상으로 연장되는 핀(130) 및 그에 부착된 변형 가능 막(122)은 방사상으로 연장되거나 확장되고, 하우징(116)에 대해 방사상으로 단축되거나 수축된다.
롤러(134)는 바람직하게는 스테인리스 스틸과 같은, 그러나 이에 한정되지 않는 저마찰 재료로 형성되는 원통형 구성 요소이다. 또한, 복수의 베어링(152)이 햅틱 출력 장치(120)의 다양한 위치에 배치되어 모터(124) 및 캠 플레이트(130)의 회전 중에 캠 샤프트(150) 상의 부하를 감소시킨다. 베어링(152)은 상대 운동을 원하는 운동으로 제한하고 이동 부품 간의 마찰을 줄이거나 최소화하는 환형 또는 관형 요소이다. 햅틱 출력 장치(120) 내의 베어링(152)의 위치에 따라, 베어링은 이동 부품의 자유로운 직선 이동 또는 고정 축 주위의 자유 회전을 제공할 수 있다.
햅틱 주변 장치(102)의 사용자에 대해 변형 햅틱 효과를 생성하기 위한 햅틱 출력 장치(120)의 동작이 이제 도 7-8과 관련하여 보다 상세히 논의될 것이다. 도 7은 햅틱 주변 장치(102)의 사시도이고, 하우징(116)의 모터 케이싱(139) 및 하우징(116)의 하부 커버 플레이트(128B)는 그의 내부 구성 요소를 도시하기 위해 가상선으로 도시되고, 햅틱 주변 장치(102)는 공칭 또는 비변형 상태로 도시된다. 도 7a는 도 7의 단부도이고, 하우징(116)의 프레임(138)은 명확성을 위해 도시되지 않았다. 유사하게, 도 8은 햅틱 주변 장치(102)의 사시도이고, 하우징(116)의 모터 케이싱(139)과 하우징(116)의 하부 커버 플레이트(128B)는 그 내부 구성 요소를 도시하기 위해 가상선으로 도시된다. 그러나, 도 8에서, 햅틱 주변 장치(102)는 변형 가능 막(122)이 햅틱 출력 장치(120)를 통해 방사상으로 확장되거나 연장되는 확장 또는 변형된 상태로 도시되어 있다. 도 8a는 도 8의 단부도이고, 하우징(116)의 프레임(138)은 명확성을 위해 도시되지 않았다.
호스트 프로세서(108) 및/또는 로컬 프로세서(112)는 미리 결정된 속도 및/또는 미리 결정된 위치로 캠 샤프트(150)를 회전시키도록 모터(124)에 지시하는 제어 신호 또는 출력을 생성하여 햅틱 출력 장치(120)가 변형 가능 막(122)의 원하는 운동을 유발하여 사용자에 대한 햅틱 피드백 또는 효과를 생성하게 한다. 보다 구체적으로, 햅틱 피드백 시스템(100)은 전하를 모터(124)에 공급하기 위한 전원을 포함하고, 햅틱 피드백 시스템(100)은 전원을 제어하여 인가되는 전하의 크기 및 주파수를 결정하는 호스트 프로세서(108) 및/또는 로컬 프로세서(112)도 포함한다. 따라서, 전원은 호스트 프로세서(108) 및/또는 로컬 프로세서(112)로부터 제어 신호를 수신하도록 구성되고, 호스트 프로세서(108) 및/또는 로컬 프로세서(112)로부터 수신된 제어 신호에 따라 모터(124)에 전하를 인가하도록 구성된다. 전원은 햅틱 주변 장치(102) 또는 호스트 컴퓨터(104) 내에 배치될 수 있다.
모터(124)는 호스트 프로세서(108) 및/또는 로컬 프로세서(112)로부터 출력 또는 제어 신호를 수신하고 그것에 응답하여 회전하도록 구성된다. 상기 설명된 바와 같이, 모터(124) 및 캠 플레이트(130)의 회전은 복수의 롤러(134) 및 복수의 방사상으로 연장되는 핀(136)을 이동시켜 변형 가능 막(122)을 하우징(116)에 대해 방사상으로 연장시킨다. 캠(130)의 트랙(132)은 롤러(134)의 운동을 제어 또는 구동하며, 이어서 이 롤러는 방사상으로 연장되는 핀(136)이 프레임(138)의 중앙 디스크(146)의 방사상으로 연장되는 통로(148) 내에 완전히 또는 전체가 수용되는 도 7 및 7a의 공칭 또는 비변형 구성으로부터 방사상으로 연장되는 핀(136)이 프레임(138)의 밖으로 적어도 부분적으로 밀리거나 연장되는 도 8 및 8a의 확장 또는 변형 구성으로 핀(136)을 밀거나 방사상으로 이동시킨다. 방사상으로 연장되는 핀(136)에 부착된 변형 가능 막(122)은 변형 가능 막이 프레임(138)의 원주 방향으로 이격된 윈도우(144) 내에 배치되고 프레임(138)의 외면과 실질적으로 동일 평면을 이루는 도 7 및 7a의 공칭 또는 비변형 구성으로부터 변형 막(122)이 프레임(138)의 외면으로부터 방사상으로 이격되거나 벗어나는 도 8 및 8a의 확장 또는 변형 구성으로 유사하게 이동된다. 방사상으로 연장된 핀(136)이 변형 가능 막(122)을 확장 또는 변형 구성으로 방사상 외측으로 밀 때, 그에 따라 변형 햅틱 효과가 햅틱 주변 장치(102)를 쥐고 있는 사용자의 손에 가해진다. 방사상으로 연장되는 핀(136)이 변형 가능 막(122)을 방사상 내측으로 당겨 공칭 또는 비변형 구성으로 복귀시킬 때, 변형 햅틱 효과가 제거되거나 가해지지 않는다.
따라서, 햅틱 출력 장치(120)는 호스트 프로세서(108) 및/또는 로컬 프로세서(112)로부터의 제어 신호에 응답하여 프레임(138)에 대해 변형 가능 막(122)을 이동시키는 힘을 생성함으로써 햅틱 주변 장치(102)의 사용자에게 햅틱 효과를 제공한다. 햅틱 효과, 즉 변형 가능 막(122)의 변형은 변형 햅틱 효과로 간주될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "변형" 햅틱 효과는 변형 가능 막이 구부러지거나, 변형되거나, 달리 움직여서, 사용자에 의해 느껴지는 변형 햅틱 효과를 유발하는 효과를 포함한다. 변형 가능 막이 사용자와 직접 접촉하기 때문에 본 발명의 실시예에 의해 생성되는 바와 같은 변형 햅틱 효과가 사용자에 의해 느껴진다. 변형 햅틱 효과의 예는 가상 버튼 누름 또는 가상 요소 간의 충돌과 관련된 하나의 비교적 큰 변형을 통한 충격, 또는 스크린을 가로지르는 가상 요소의 이동 또는 다른 유형의 스크린 이동과 관련된 다수의 비교적 작은 변형을 통한 진동을 포함한다. 변형 햅틱 효과의 예로서, 사용자는 가상 현실 안경을 착용하고 비디오 게임, 예로서 야구를 하면서, 변형 가능한 피드백을 제공하기 위한 다수의 변형 가능 막을 갖는 본 명세서에서 설명되는 바와 같은 햅틱 출력 장치가 장착된 야구 방망이를 잡고 있을 수 있다. 사용자가 볼을 때릴 때마다 변형 가능 막은 방사상으로 확장되어 사용자가 야구 방망이의 어느 부분이 볼을 "타격"하는지를 느끼도록 사용자의 손에 힘을 가한다. 다른 예에서, 사용자는 변형 가능한 피드백을 제공하기 위한 다수의 변형 가능 막을 갖는 여기에 설명된 햅틱 출력 장치가 장착된 Razer Hydra를 사용하여 Call of Duty와 같은 비디오 게임을 하고 있다. 사용자가 방아쇠를 당길 때마다, 변형 가능 막은 방사상으로 그리고 빠르게 확장되어 사용자의 손에 힘을 가한다. 변형 햅틱 효과의 추가적인 예는 변형 가능 막의 변형이 크기 및 주파수 모두에서 심장 박동 신호의 패턴을 따르는 심장 박동 햅틱 효과 및/또는 변형 가능 막의 변형이 가상 현실 환경에서 손안에서 숨 쉬고 있는 작은 살아있는 동물의 패턴을 따르는 호흡 햅틱 효과를 포함한다. 이러한 햅틱 피드백 또는 효과는 햅틱 피드백 시스템(100)의 사용자에게 보다 직관적이고, 매력적이고, 자연스러운 경험을 가능하게 하며, 따라서 사용자와 햅틱 피드백 시스템(100) 간의 상호 작용은 햅틱 효과에 의해 제공되는 촉각 피드백을 통해 상당히 향상된다.
햅틱 주변 장치(102)는 햅틱 출력 장치(120)에 인접하게 또는 그와 직렬로 배치된 모터(124)를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 실시예는 이 구성으로 제한되지 않는다. 본 발명의 다른 실시예에서, 햅틱 주변 장치의 모터는 햅틱 주변 장치의 크기를 줄이고 햅틱 주변 장치를 가능한 한 작게 만들기 위해 햅틱 출력 장치 내에 배치된다. 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 하우징(916)을 갖는 햅틱 주변 장치(902)의 개략도가 도시된다. 하우징(916)은 전술한 프레임(138)과 유사한 프레임(938)을 포함한다. 햅틱 주변 장치(902)는 또한 변형 가능 막(122)과 유사한 복수의 변형 가능 막 또는 커버링(922) 및 프레임(938) 내에 배치되고 복수의 변형 가능 막(922)에 결합된 햅틱 출력 장치(920)를 포함한다. 햅틱 출력 장치(920)는 햅틱 출력 장치(120)와 유사하게 동작하고, 모터(924), 캠 샤프트(950), 캠 샤프트(950)를 통해 모터(924)에 결합된 캠 플레이트(930), 복수의 롤러(934) 및 복수의 방사상으로 연장되는 샤프트 또는 핀(936)을 포함한다. 모터(924)는 햅틱 출력 장치와 인접하거나 직렬로 배치되는 것이 아니라, 프레임(938) 내에 배치되어, 별도의 모터 케이싱이 필요하지 않게 된다. 햅틱 주변 장치(902)는 모터(924)를 프레임(938) 내에 동심으로 유지하거나 고정하기 위한 고정구(954)와, 방사상으로 연장되는 복수의 샤프트 또는 핀(936)을 포함한다. 고정구(954)는 고정구(954)가 프레임(138)이 복수의 방사상으로 연장되는 핀(136)을 캡슐화하는 방식과 유사하게 복수의 방사상으로 연장되는 샤프트 또는 핀을 캡슐화한다는 점에서 프레임(138)과 유사한 구조를 갖는다.
본 발명의 다른 실시예에서, 햅틱 출력 장치는 변형 가능 막이 개별적으로 작동 가능하도록, 즉 각각의 변형 가능 막이 독립적으로 또는 개별적으로 변형되거나 연장되게 구성되도록 수정될 수 있다. 예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 햅틱 출력 장치(1020)를 갖는 햅틱 주변 장치(1002)의 개략도가 도시된다. 햅틱 주변 장치(1002)는 변형 가능 막(122)과 유사한 복수의 변형 가능 막 또는 커버링(1022) 및 복수의 변형 가능 막(1022)에 결합되는 햅틱 출력 장치(1020)도 포함한다. 햅틱 출력 장치(120)와 유사하게, 햅틱 출력 장치(1020)는 모터(1024), 캠 샤프트(1050), 캠 샤프트(1050)를 통해 모터(1024)에 결합되는 캠 플레이트(1030), 복수의 롤러(1034) 및 복수의 방사상으로 연장되는 샤프트 또는 핀(1036)을 포함한다. 모터(1024)는 예로서 샤프트 커플러(1026)를 통해 캠 샤프트(1050)에 직접 접속될 수 있다. 햅틱 주변 장치(1002)의 프레임은 명료성을 위해 도시되지 않았지만, 복수의 방사상으로 연장되는 샤프트 또는 핀(1036)을 수용하기 위해 내부에 복수의 방사상으로 연장되는 개구 또는 통로가 형성된 중앙 플레이트 또는 플레이트의 디스크(1046)가 도 10에 도시되어 있다. 캠 플레이트(130)와 유사하게, 캠 플레이트(1030)는 그를 통과하는 복수의 트랙(1032)을 정의한다. 도 10a에 가장 잘 도시된 바와 같이, 각 트랙(1032)은 만곡된 개구이거나, 달리 말하면 만곡된 또는 콩팥 형상의 경로 또는 통로를 형성하는 개구이다. 각각의 롤러(1034)는 릴레이 또는 솔레노이드(1035)에 연결되고, 각각의 릴레이(1035)는 롤러가 캠 플레이트(1030)의 복수의 트랙(1032) 중 하나 내에 선택적으로 배치되도록 그의 각각의 롤러(1034)와 선택적으로 결합 또는 분리하도록 구성된다. 롤러(1034)가 그의 릴레이(1035)를 통해 결합될 때, 롤러는 그의 트랙(1032) 내에 배치되고, 그의 각각의 변형 가능 막(1022)은 변형되거나 방사상으로 연장될 수 있다. 역으로, 롤러(1034)가 그의 릴레이(1035)를 통해 분리될 때, 롤러는 그의 트랙(1032) 내에 배치되지 않고, 그의 각각의 변형 가능 막(1022)은 변형되거나 방사상으로 연장되지 않을 수 있다. 따라서, 캠 플레이트(1030) 내에서 복수의 롤러(1034)와 결합 및 분리하는 복수의 릴레이(1035)는 다수의 독립적으로 작동 가능한 변형 영역을 갖는 햅틱 출력 장치(1020)를 초래한다. 일 실시예에서, 릴레이(1035)는 Ledex 브랜드로 상용화된 선형 솔레노이드이며, 다른 릴레이(1035) 대안으로서 맞춤 설계될 수 있다.
상기 실시예에서, 캠 플레이트 및 롤러는 모터와 방사상으로 연장되는 복수의 핀 사이에서 연장되는 변환기로 간주될 수 있으며, 모터의 회전 운동을 방사상 연장되는 핀에 인가되는 직선 운동으로 변환하는 데 사용된다. 보다 구체적으로, 변환기는 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 복수의 방사상으로 연장되는 핀을 이동시킴으로써 하우징에 대해 변형 가능 막을 방사상으로 연장시키고 햅틱 주변 장치의 사용자에게 햅틱 효과를 제공한다. 도 11 및 도 12는 각각 모터의 회전 운동을 방사상으로 연장되는 핀에 인가되는 직선 운동으로 변환하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 변환기를 갖는 실시예를 도시한다.
보다 상세하게는, 도 11의 실시예에서, 볼 나사(1172) 및 복수의 만곡부(1170)는 모터의 회전 운동을 복수의 방사상으로 연장되는 핀(1136)의 직선 운동으로 변환하는 데 이용된다. 햅틱 출력 장치(1120)는 모터(1124), 볼 나사(1172), 복수의 만곡부(1170) 및 복수의 방사상으로 연장되는 샤프트 또는 핀(1136)을 포함한다. 모터(1124)는 예로서 샤프트 커플러(1126)를 이용하여 볼 나사(1172)에 직접 접속될 수 있다. 볼 나사(1172)는 상용화되어 있으며, 정밀 나사 역할을 하는 볼 베어링용 나선형 주로를 제공하는 나사 샤프트를 통해 거의 마찰 없이 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 기계적 직선 액추에이터이다. 각각의 만곡부(1170)는 볼 나사(1172)와 함께 이동하도록 그에 결합되거나 부착된 제1 단부(1186) 및 사용자가 손에 유지하도록 구성된 프레임(1138)에 고정되고 부착된 제2 또는 대향 단부(1188)를 갖는 로드 또는 샤프트 구성 요소이다. 단부(들)(1188)의 고정은 도 11의 참조 번호 1184로 표시되며, 제2 단부(들)(1188)는 햅틱 출력 장치(1120)의 동작 동안 움직이지 않는다. 방사상으로 연장되는 핀(1136)은 (도 11에 도시되지 않은) 하우징에 대해 변형 가능 막(1122)을 방사상으로 연장시키기 위해 만곡부의 길이를 따라 중간 지점(1182)에서 각 만곡부(1170)에 부착된다. 실시예에서, 중간 지점(1182)은 만곡부(1170)의 길이의 대략 중간 또는 중앙에 있다.
모터(1124)의 동작 중에, 볼 나사(1172)는 방향 화살표(1174, 1178)에 의해 지시된 바와 같이 전후로 이동한다. 볼 나사(1172)가 방향 화살표(1174)로 표시된 바와 같이 모터(1124)로부터 멀어지면, 각각의 만곡부의 대향 단부(1186, 1188) 사이의 거리는 축소 또는 감소되고, 만곡부(1170)는 중간 지점(1182)이 방사상 외측으로 연장되도록 방사상 외측으로 구부리거나 굽어져서 방사상으로 연장되는 복수의 핀과 그에 부착된 변형 가능 막을 방사상으로 연장시킨다. 볼 나사(1172)가 방향 화살표(1178)로 지시된 바와 같이 모터(1124)를 향해 이동할 때, 대향 단부(1186, 1188) 사이의 거리가 증가되고, 만곡부(1170)가 펴지거나 방사상 내측으로 구부러져 중간 지점(1182)이 방사상 내측으로 연장되어, 복수의 방사상으로 연장되는 핀 및 그에 부착된 변형 가능 막을 방사상으로 수축시킨다. 이와 같이, 이 실시예에서, 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 변환기는 볼 나사(1172) 및 복수의 만곡부(1170)이다. 모터(1124)는 호스트 프로세서 및/또는 로컬 프로세서로부터의 제어 신호에 응답하여 하우징에 대해 볼 나사(1172)를 회전시키도록 구성되고, 볼 나사(1172)의 회전은 전술한 바와 같이 변형 가능 막을 하우징에 대해 방사상으로 연장시키기 위해 복수의 만곡부(1170) 및 복수의 방사상으로 연장되는 핀(1136)을 이동시킨다.
도 12의 실시예에서, 볼 나사(1272) 및 복수의 만곡부(1290)는 모터의 회전 운동을 복수의 변형 가능 막(1222)의 직선 운동으로 변환하는 데 이용된다. 햅틱 출력 장치(1220)는 모터(1224), 볼 나사(1272), 복수의 만곡부(1290) 및 복수의 방사상으로 연장되는 샤프트 또는 핀(1236)을 포함한다. 모터(1224)는 예로서 샤프트 커플러(1226)을 이용하여 볼 나사(1272)에 직접 접속될 수 있다. 볼 나사(1172)와 유사하게, 볼 나사(1272)는 상용화되어 있으며, 정밀 나사 역할을 하는 볼 베어링용 나선형 주로를 제공하는 나사 샤프트를 통해 거의 마찰 없이 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 기계적 직선 액추에이터이다. 이 실시예에서, 수평 또는 제1 직선 가이드(1296)는 볼 나사(1172)로부터 연장하고, 수직 또는 제2 직선 가이드(1298)는 제1 직선 가이드(1296)에 수직으로 연장된다. 각각의 만곡부(1290)는 정점 또는 힌지(1295)에서 함께 결합된 2개의 연결부인 제1 연결부(1294) 및 제2 연결부(1296)를 포함한다. 제1 및 제2 연결부(1294, 1296)는 제1 및 제2 직선 가이드(1296, 1298) 위에 슬라이딩 가능하게 배치되고, 제1 연결부(1294)의 제1 단부(1293)는 제1 가이드(1296) 위에 슬라이딩 가능하게 배치되고, 제2 연결부(1292)의 제1 단부(1297)는 제1 가이드(1296) 위에 슬라이딩 가능하게 배치되고, 제1 연결부(1294)의 제1 단부(1293)로부터 이격되며, 정점 또는 힌지(1295)는 제2 연결부(1298) 위에 슬라이딩 가능하게 배치된다.
모터(1224)의 동작 중에, 볼 나사(1272)는 방향 화살표(1274, 1278)에 의해 지시된 바와 같이 전후로 이동한다. 제1 연결부(1294)의 제1 단부(들)(1293)는 볼 나사(1272)에 결합되어 함께 이동한다. 방향 화살표(1274)로 표시된 바와 같이 볼 나사(1272)가 모터(1224)로부터 멀어지면, 연결부(들)(1290)의 힌지(들)(1295)는 방향 화살표(1276)로 표시된 바와 같이 방사상 외측으로 이동하여, 방사상으로 연장되는 복수의 핀(1236) 및 그에 부착된 변형 가능 막(1222)을 방사상으로 연장시킨다. 달리 말하면, 도 12에 가상선으로 도시된 바와 같이, 볼 나사(1272)가 방향 화살표(127)로 표시된 바와 같이 모터(1224)로부터 멀어지면, 제1 및 제2 연결부(1294, 1292)의 제1 및 제2 단부(1293, 1297)는 각각 만곡부(1290)의 대칭성으로 인해 서로를 향해 또는 더 가까워지도록 움직인다. 볼 나사(1272)가 방향 화살표(1278)로 표시된 바와 같이 모터(1224)를 향해 이동할 때, 연결부(들)(1290)의 힌지(들)(1295)는 방향 화살표(1280)로 표시된 바와 같이 방사상 내측으로 이동하여, 복수의 방사상으로 연장되는 핀(1236) 및 그에 부착된 변형 가능 막(1222)을 방사상으로 수축시킨다. 만곡부(1290)는 수평 또는 제1 직선 가이드(1296)를 따르는 볼 나사(1272)의 수평 이동을 수직 또는 제2 직선 가이드(1298)를 따르는 수직 운동으로 변환하여 복수의 방사상으로 연장되는 핀(1236) 및 이에 부착된 변형 가능 막(1222)을 방사상으로 확장 및 수축시킨다. 이와 같이, 이 실시예에서, 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 변환기는 볼 나사(1272) 및 복수의 만곡부(1290)이다. 모터(1224)는 호스트 프로세서 및/또는 로컬 프로세서로부터의 제어 신호에 응답하여 하우징에 대해 볼 나사(1272)를 회전시키도록 구성되며, 볼 나사(1272)의 회전은 전술한 바와 같이 변형 가능 막(1222)을 하우징에 대해 방사상으로 연장시키기 위해 복수의 만곡부(1290) 및 복수의 방사상으로 연장되는 핀(1236)을 움직이거나 슬라이딩시킨다.
전술한 바와 같이, 햅틱 주변 장치(102)는 햅틱 주변 장치의 단지 예시적인 실시예이고, 다른 구성, 형상 및 크기를 갖는 햅틱 주변 장치가 사용될 수 있다. 이 분야의 기술자는 햅틱 주변 장치(102)가 (테니스 라켓, 골프 클럽, 야구 방망이 등과 같은) 실생활 객체 또는 다른 형상으로 형성된 파지 가능한 제어기를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아닌 다양한 유형의 제어기에 통합될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 또한, 도 13-14는 햅틱 주변 장치가 태블릿 컴퓨터(1304)와 함께 사용될 수 있는 게임 태블릿 제어기(1302)인 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 태블릿 컴퓨터(1304)는 Razer Inc.로부터 입수할 수 있는 것과 같이 게임 활동을 위해 특별히 설계될 수 있거나, Apple® Ipad®, Kindle® Fire® 및 Samsung® Galaxy Tab®과 같이 잘 알려지고 시장에서 입수 가능한 태블릿 컴퓨터일 수 있다. 게임 태블릿 제어기(1302)는 태블릿 컴퓨터(1304)를 수용하도록 구성된 도킹부(1360) 및 사용자가 태블릿 컴퓨터(1304)상에서 게임을 제어하기 위해 그 위에 배치된 사용자 입력 요소를 갖는 핸들(1362, 1364)을 포함한다. 도킹부(1360)는 게임 태블릿 제어기(1302)를 태블릿 컴퓨터(1304)에 접속하며, 따라서 버튼을 누르거나 조이스틱을 움직이거나 트리거를 누르는 것 등과 같은 핸들(1362, 1364) 상의 사용자에 의한 동작은 태블릿 컴퓨터(1304)상에서 게임 상의 동작이 실행되게 한다. 햅틱 주변 장치(1302)의 핸들(1362, 1364)은 왼손 사용자 또는 오른손 사용자에 의해 장치를 파지하는 두 손을 쉽게 수용하는 형상을 가지며, 햅틱 출력 장치(1320) 및 변형 가능 막(1322)은 사용자의 손 또는 손바닥이 일반적으로 위치하는 위치에서 핸들(1362, 1364)에 통합되어, 변형 햅틱 효과를 사용자에게 제공한다. 햅틱 출력 장치(1320)는 전술한 햅틱 출력 장치(120)와 유사하고, 변형 가능 막(1322)은 전술한 변형 가능 막(122)과 유사하다.
핸들(1362, 1364)은 제어기 상에서 발견되는 전형적인 사용자 입력 요소를 포함한다. 사용자 입력 요소는 핸들(1364)과 관련하여 설명될 것이다. 그러나, 이 분야의 기술자는 동일하거나 유사한 사용자 입력 요소가 핸들(1362)에서 사용될 수 있음을 인식할 것이다. 특히, 핸들(1364)은 조이스틱(1340), 버튼(1342) 및 트리거(1346)를 포함한다. 도 13에 도시되어 있고 이 분야의 기술자에게 알려진 바와 같이, 이들 각각의 사용자 입력 요소 중 2개 이상이 각각의 핸들(1362, 1364)에 포함될 수 있다. 또한, 핸들(1364)은 일반 또는 럼블(rumble) 햅틱 출력 장치(1318)와 관련하여 전술한 바와 같이 게임 태블릿 제어기(1302)에 일반 또는 럼블 햅틱 효과를 제공하기 위해 그에 부착된 일반 또는 럼블 햅틱 출력 장치(1318)를 포함한다.
도 14는 일 실시예에 따른 도 13의 게임 태블릿 제어기의 블록도를 도시한다. 도 14에 도시된 바와 같이, 게임 태블릿 제어기(1302)는 도킹부(1360)를 통해 태블릿 컴퓨터(1304)와 통신하는 로컬 프로세서(1312)를 포함한다. 유선 또는 무선 접속과 같은 다른 접속이 도킹부(1360) 대신에 사용될 수 있다. 이 실시예의 태블릿 컴퓨터(1304)는 디스플레이 스크린을 포함한다. 게임 태블릿 제어기(1302)는 대안적으로 로컬 프로세서(1312)를 포함하지 않도록 구성될 수 있으며, 이에 의해 게임 태블릿 제어기(1302)로부터의 모든 입력/출력 신호는 태블릿 컴퓨터(1304)에 의해 직접 취급되고 처리된다.
로컬 프로세서(1312)는 조이스틱(1340), 버튼(1342) 및 트리거(1346)에 그리고 조이스틱(1340), 버튼(1342) 및 트리거(1346)에 각각 결합될 수 있는 위치 센서(1341, 1343 및 1347)에 결합된다. 도 17의 블록도는 조이스틱(1340), 버튼(1342) 및 트리거(1346) 각각을 하나씩만 도시하고 있다. 그러나, 이 분야의 기술자는 전술한 바와 같이 다수의 조이스틱, 버튼 및 트리거는 물론 다른 사용자 입력 요소가 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 타겟 액추에이터 또는 햅틱 출력 장치(1350, 1352, 1356)는 각각 조이스틱(1340), 버튼(1342) 및 트리거(1346)에 결합된다. 타겟 햅틱 출력 장치(1350, 1352, 1356) 및 일반 햅틱 출력 장치(1330)는 또한 태블릿 컴퓨터(1304)로부터의 하이 레벨 관리 또는 스트리밍 커맨드에 기초하여 햅틱 출력 장치(1350, 1352, 1356, 1330)에 제어 신호를 제공하는 로컬 프로세서(1312)에 결합된다. 스트리밍 실시예에서, 전압 크기 및 지속 기간은 게임 태블릿 제어기(1302)로 스트리밍되며, 정보가 태블릿 컴퓨터(1304)에 의해 액추에이터에 제공된다. 동작시에, 태블릿 컴퓨터(1304)는 하나 이상의 선택된 액추에이터에 의해 출력될 햅틱 효과의 유형(예를 들어, 진동, 충격, 디텐트, 팝 등)과 같은 하이 레벨 커맨드를 로컬 프로세서(1312)에 제공할 수 있으며, 따라서 로컬 프로세서(1312)는 출력될 햅틱 효과의 특정 특성(예로서, 크기, 주파수, 지속 기간 등)에 대해 액추에이터에 지시한다. 로컬 프로세서(1312)는 로컬 프로세서(1312)에 결합된 메모리(1314)로부터 햅틱 효과의 유형, 크기, 주파수, 지속 기간 또는 다른 특성을 검색할 수 있다. 햅틱 효과는 다수의 양상, 예로서 비디오, 오디오 및 햅틱이 동시에 관련됨에 따라 사용자에게 게임에 대한 더 큰 몰입감을 제공한다.
도 13-14의 태블릿 구성에 더하여, 본원에 기술된 바와 같은 변형 가능 막 및 그에 결합된 햅틱 출력 장치는 사용자에게 변형 햅틱 효과를 제공하기 위해 일반적으로 사용자의 손 또는 손가락이 위치하는 위치에서 임의 유형의 햅틱 주변 장치에 통합될 수 있다. 또한, 여기에 설명된 바와 같은 변형 가능 막 및 그에 결합된 햅틱 출력 장치는 사용자의 신체에 변형 햅틱 효과를 제공하기 위해 착용식 주변 장치에 통합될 수 있다. 변형 가능 막의 스케일 및 상대 치수는 응용에 따라, 즉 변형 가능 막이 사용자의 손가락, 사용자의 손바닥 또는 사용자 신체의 다른 부분과 접촉하도록 구성되는지에 따라 달라질 것이다.
이상, 본 발명에 따른 다양한 실시예가 설명되었지만, 이들 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시 및 예일 뿐인 것으로 이해되어야 한다. 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 형태 및 세부 사항에서의 다양한 변화가 이루어질 수 있음은 이 분야의 기술자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 햅틱 주변 장치(102)는 햅틱 출력 장치(120) 이외에 일반 햅틱 출력 장치를 포함하도록 수정될 수 있으며, 일반 햅틱 출력 장치는 하우징(116) 내에 배치되고, 햅틱 출력 장치(120)에 의해 제공되는 변형 햅틱 효과에 추가하여 진동 햅틱 효과를 사용자에게 제공하도록 구성될 수 있다. 이 분야의 기술자가 이해하는 바와 같이, 일반 햅틱 출력 장치는 햅틱 주변 장치의 전체 하우징에 일반 또는 럼블 햅틱 피드백을 제공하는 역할을 한다. 일반 햅틱 출력 장치는 호스트 프로세서(108) 및/또는 로컬 프로세서(112)로부터 제2 제어 신호를 수신하고 제2 제어 신호에 응답하여 하우징(116)에 제2 햅틱 효과를 출력하도록 구성된다. 일반 햅틱 출력 장치는 호스트 컴퓨터(104)로부터의 하이 레벨 관리 또는 스트리밍 커맨드에 기초하여 호스트 프로세서(108) 및/또는 로컬 프로세서(112)로부터 제어 신호를 수신한다. 예를 들어, 동작 중에 전압 크기 및 지속 기간이 호스트 컴퓨터(104)로부터 햅틱 주변 장치(102)로 스트리밍되며, 정보가 로컬 프로세서(112)를 통해 일반 햅틱 출력 장치에 제공된다. 호스트 컴퓨터(104)는 일반 햅틱 출력 장치에 의해 출력될 햅틱 효과의 유형(예를 들어, 진동, 충격, 디텐트, 팝 등)과 같은 하이 레벨의 커맨드를 로컬 프로세서(112)에 제공할 수 있으며, 따라서 로컬 프로세서(112)는 출력될 햅틱 효과의 특정 특성(예를 들어, 크기, 주파수, 지속 기간 등)에 대해 일반 햅틱 출력 장치에 지시한다. 일반 햅틱 출력 장치는 전자기 모터, 편심 질량이 모터에 의해 이동되는 편심 회전 질량("ERM") 액추에이터, 스프링에 부착된 질량이 앞뒤로 구동되는 선형 공진 액추에이터("LRA"), 진동 촉각 액추에이터, 다른 적절한 유형의 작동 장치를 포함할 수 있다. 일반 햅틱 출력 장치는 사용자에게 진동 촉각 피드백을 제공하는 관성 액추에이터로서 구현된다. 따라서, 햅틱 출력 장치(120)는 일반 햅틱 출력 장치에 의해 생성된 일반 또는 럼블 햅틱 피드백과 독립적이며 보완적인 다양한 변형 햅틱 효과 또는 감각을 사용자에게 제공한다.
따라서, 본 발명의 폭 및 범위는 전술한 예시적인 실시예 중 어느 것에 의해서도 제한되어서는 안 되며, 첨부된 청구 범위 및 그 등가물에 따라서만 정의되어야 한다. 본 명세서에서 논의된 각 실시예의 각 특징 및 본 명세서에 인용된 각각의 참고 문헌의 각 특징은 임의의 다른 실시예의 특징과 조합하여 사용될 수 있음이 또한 이해될 것이다. 본 명세서에서 논의된 모든 특허 및 공보는 그 전체가 본원에 참고로 포함된다.

Claims (20)

  1. 햅틱 주변 장치로서,
    복수의 이격된 윈도우를 갖는 프레임을 포함하는 하우징;
    복수의 변형 가능 막 - 각각의 변형 가능 막은 상기 프레임의 상기 복수의 이격된 윈도우 중 하나의 윈도우 내에 배치됨 -; 및
    상기 하우징 내에 배치되고 상기 복수의 변형 가능 막에 결합된 햅틱 출력 장치
    를 포함하며, 상기 햅틱 출력 장치는 모터, 상기 모터에 결합되고, 복수의 트랙을 정의하는 캠 플레이트, 복수의 롤러 및 복수의 방사상으로 연장되는 핀을 포함하고, 각각의 롤러는 상기 캠 플레이트의 상기 복수의 트랙 중 하나의 트랙 내에 슬라이딩 가능하게 배치되고, 각각의 방사상으로 연장되는 핀은 상기 복수의 롤러 중 하나에 부착된 제1 단부 및 상기 변형 가능 막 중 하나에 부착된 제2 대향 단부를 갖고,
    상기 모터는 프로세서로부터 제어 신호를 수신하도록 구성되고, 상기 프로세서로부터의 상기 제어 신호에 응답하여 상기 하우징에 대해 상기 캠 플레이트를 회전 시키도록 구성되며, 상기 캠 플레이트의 회전은 상기 복수의 롤러 및 상기 복수의 방사상으로 연장되는 핀을 이동시키며, 따라서 상기 하우징에 대해 상기 변형 가능 막을 방사상으로 연장시키고, 상기 햅틱 주변 장치의 사용자에게 햅틱 효과를 제공하는 햅틱 주변 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프레임은 제1 환형 베이스, 제2 대향 환형 베이스 및 상기 제1 및 제2 환형 베이스 사이에서 종방향으로 연장되는 복수의 슬랫(slat)을 포함하는 햅틱 주변 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하우징의 상기 프레임은 또한 복수의 방사상으로 연장되는 통로가 형성된 중앙 디스크를 포함하고, 상기 햅틱 출력 장치의 각각의 방사상으로 연장되는 핀은 상기 중앙 디스크의 상기 복수의 방사상으로 연장되는 통로 중 하나 내에 슬라이딩 가능하게 배치되는 햅틱 주변 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 햅틱 주변 장치는 적어도 6개의 변형 가능 막을 포함하는 햅틱 주변 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    각각의 변형 가능 막은 사용자와 접촉하도록 구성되고, 중합체 재료로 형성되는 햅틱 주변 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 캠 플레이트의 상기 트랙은 만곡된 개구인 햅틱 주변 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 햅틱 출력 장치는 복수의 릴레이를 추가로 포함하고, 각각의 릴레이는 상기 롤러가 상기 캠 플레이트의 상기 복수의 트랙 중 하나의 트랙 내에 선택적으로 배치되도록 상기 롤러 중 하나와 선택적으로 결합 또는 분리하도록 구성되는 햅틱 주변 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 프레임에 인접한 모터 케이싱을 포함하고, 상기 햅틱 출력 장치의 상기 모터는 상기 모터 케이싱 내에 배치되는 햅틱 주변 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 모터는 상기 프레임 내에 배치되는 햅틱 주변 장치.
  10. 햅틱 주변 장치로서,
    복수의 이격된 윈도우를 갖는 프레임을 포함하는 하우징;
    복수의 변형 가능 막 - 각각의 변형 가능 막은 상기 프레임의 상기 복수의 이격된 윈도우 중 하나의 윈도우 내에 배치됨 -; 및
    상기 하우징 내에 배치되고, 상기 복수의 변형 가능 막에 결합된 햅틱 출력 장치
    를 포함하고, 상기 햅틱 출력 장치는 모터, 변환기 및 복수의 방사상으로 연장되는 핀을 포함하며, 상기 변환기는 상기 모터와 상기 복수의 방사상으로 연장되는 핀 사이에서 연장되고, 각각의 방사상으로 연장되는 핀은 상기 변환기에 부착된 제1 단부 및 상기 변형 가능 막 중 하나에 부착된 제2 대향 단부를 가지며,
    상기 모터는 프로세서로부터 제어 신호를 수신하도록 구성되며, 상기 프로세서로부터의 상기 제어 신호에 응답하여 상기 하우징에 대해 회전하도록 구성되고, 상기 변환기는 상기 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 상기 복수의 방사상으로 연장되는 핀을 이동시키고, 따라서 상기 하우징에 대해 상기 변형 가능 막을 방사상으로 연장시키고, 상기 햅틱 주변 장치의 사용자에게 햅틱 효과를 제공하는 햅틱 주변 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 변환기는 상기 모터에 결합되고 복수의 트랙을 정의하는 캠 플레이트, 및 복수의 롤러를 포함하고, 각각의 롤러는 상기 캠 플레이트의 상기 복수의 트랙 중 하나의 트랙 내에 슬라이딩 가능하게 배치되고, 상기 모터는 상기 프로세서로부터의 상기 제어 신호에 응답하여 상기 캠 플레이트를 상기 하우징에 대해 회전시키도록 구성되고, 상기 캠 플레이트의 회전은 상기 복수의 롤러 및 상기 복수의 방사상으로 연장되는 핀을 이동시켜 상기 변형 가능 막을 상기 하우징에 대해 방사상으로 연장시키는 햅틱 주변 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 변환기는 상기 모터에 결합된 볼 나사, 및 복수의 만곡부를 포함하고, 각각의 만곡부는 상기 볼 나사에 결합된 제1 단부 및 상기 프레임에 고정된 제2 단부를 가지며, 각각의 방사상으로 연장되는 핀은 상기 복수의 만곡부 중 하나의 만곡부의 중간 지점에 부착된 제1 단부 및 상기 변형 가능 막 중 하나에 부착된 제2 대향 단부를 가지며, 상기 모터는 상기 프로세서로부터의 상기 제어 신호에 응답하여 상기 하우징에 대해 상기 볼 나사를 회전시키도록 구성되고, 상기 볼 나사의 회전은 상기 만곡부의 상기 중간 지점 및 그에 부착된 상기 방사상으로 연장되는 핀이 상기 하우징에 대해 상기 변형 가능 막을 방사상으로 연장시키기 위해 방사상 외측으로 연장되도록 상기 만곡부를 구부리는 햅틱 주변 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 변환기는 상기 모터에 결합된 볼 나사, 및 복수의 만곡부를 포함하고, 각각의 만곡부는 상기 볼 나사에 결합된 제1 단부, 제1 직선 가이드 위에 슬라이딩 가능하게 배치된 제2 단부, 및 상기 제1 및 제2 단부 사이에 배치되고, 상기 제1 직선 가이드에 수직으로 배치된 제2 직선 가이드 위에 슬라이딩 가능하게 배치된 힌지를 포함하고, 각각의 방사상으로 연장되는 핀은 상기 복수의 만곡부 중 하나의 만곡부의 상기 힌지에 부착된 제1 단부 및 상기 변형 가능 막 중 하나에 부착된 제2 대향 단부를 갖고, 상기 모터는 상기 프로세서로부터의 상기 제어 신호에 응답하여 상기 하우징에 대해 상기 볼 나사를 회전시키도록 구성되고, 상기 볼 나사의 회전은 상기 복수의 만곡부 및 상기 복수의 방사상으로 연장되는 핀을 이동시켜 상기 하우징에 대해 상기 변형 가능 막을 방사상으로 연장시키는 햅틱 주변 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 프레임은 제1 환형 베이스, 제2 대향 환형 베이스, 및 상기 제1 및 제2 환형 베이스 사이에서 종방향으로 연장되는 복수의 슬랫을 포함하는 햅틱 주변 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 하우징의 프레임은 또한 복수의 방사상으로 연장되는 통로가 형성된 중앙 디스크를 포함하고, 상기 햅틱 출력 장치의 각각의 방사상으로 연장되는 핀은 상기 중앙 디스크의 상기 복수의 방사상으로 연장되는 통로 중 하나 내에 슬라이딩 가능하게 배치되는 햅틱 주변 장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 햅틱 주변 장치는 적어도 6개의 변형 가능 영역을 포함하는 햅틱 주변 장치.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 프레임에 인접한 모터 케이싱을 포함하고, 상기 햅틱 출력 장치의 상기 모터는 상기 모터 케이싱 내에 배치되는 햅틱 주변 장치.
  18. 게임 시스템으로서,
    호스트 컴퓨터;
    프로세서; 및
    햅틱 주변 장치
    를 포함하고, 상기 햅틱 주변 장치는
    복수의 이격된 윈도우를 갖는 프레임을 포함하는 하우징,
    복수의 변형 가능 막 - 각각의 변형 가능 막은 상기 프레임의 상기 복수의 이격된 윈도우 중 하나의 윈도우 내에 배치됨 -, 및
    상기 하우징 내에 배치되고, 상기 복수의 변형 가능 막에 결합된 햅틱 출력 장치
    를 포함하고, 상기 햅틱 출력 장치는 모터, 변환기 및 복수의 방사상으로 연장되는 핀을 포함하며, 상기 변환기는 상기 모터와 상기 복수의 방사상으로 연장되는 핀 사이에서 연장되고, 각각의 방사상으로 연장되는 핀은 상기 변환기에 부착된 제1 단부 및 상기 변형 가능 막 중 하나에 부착된 제2 대향 단부를 가지며, 상기 모터는 프로세서로부터 제어 신호를 수신하도록 구성되고, 상기 프로세서로부터의 상기 제어 신호에 응답하여 상기 하우징에 대해 회전하도록 구성되고, 상기 변환기는 상기 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 상기 복수의 방사상으로 연장되는 핀을 이동시키고, 따라서 상기 하우징에 대해 상기 변형 가능 막을 방사상으로 연장시키고, 상기 햅틱 주변 장치의 사용자에게 햅틱 효과를 제공하는 게임 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 햅틱 주변 장치의 상기 하우징 내에 배치되는 게임 시스템.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 호스트 컴퓨터 내에 배치되는 게임 시스템.
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