KR20180058209A - 햅틱 효과를 변경하기 위한 디바이스 및 방법 - Google Patents

햅틱 효과를 변경하기 위한 디바이스 및 방법 Download PDF

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윌리엄 린
스테판 랭크
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임머숀 코퍼레이션
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Abstract

햅틱 효과를 변경하기 위한 디바이스 및 방법이 제공된다. 디바이스는 컴퓨터 시스템 및 햅틱 실행가능 디바이스를 포함할 수 있다. 요구되는 햅틱 효과를 생성하도록 구성되는 햅틱 출력 커맨드가 결정될 수 있다. 피로 수준은 수행되는 햅틱 효과의 햅틱 효과 밀도 및 제어 디바이스로부터 수신되는 입력에 따라 결정될 수 있다. 피로 수준에 따라, 변경된 햅틱 효과가 요구되는 햅틱 효과를 대체하도록 결정될 수 있으며, 대응하는 햅틱 출력 커맨드가 생성되어 햅틱 출력 디바이스에 출력될 수 있다.

Description

햅틱 효과를 변경하기 위한 디바이스 및 방법{DEVICES AND METHODS FOR MODIFYING HAPTIC EFFECTS}
관련 출원의 교차 참조
본 출원은, 2016년 11월 23일 출원되었으며 모든 목적에 대해 그 전체가 참조로서 본원에 합체된, 앞선 미국 가특허출원 번호 62/425,795의 이익을 청구한다.
본 발명의 실시예는 햅틱 효과를 변경하기 위한, 특히 사용자 피로 수준에 따라 햅틱 효과를 변경하기 위한 디바이스 및 방법에 관한 것이다.
비디오 게임 및 가상 현실 시스템은 캐주얼 게이머에 대한 마케팅 및 캐주얼 게이머로부터의 그로 인한 참여로 인해 점점 더 인기를 얻고 있다. 통상의 구현예에서, 컴퓨터 시스템은 디스플레이 디바이스 상에 사용자에 대한 시각적 또는 그래픽 환경을 표시한다. 사용자는 컨트롤러 또는 주변기기 디바이스로부터 커맨드 또는 데이터를 입력함으로써 표시된 환경과 상호작용할 수 있다. 컴퓨터는 조이스틱 손잡이와 같은 피동식 피조작부의 사용자의 조작에 응답하여 상기 환경을 업데이트하고 디스플레이 스크린을 이용하여 사용자에 대한 시각적 피드백을 제공한다.
종래의 비디오 게임 디바이스 또는 컨트롤러는 사용자에게 피드백을 제공하기 위해 시각 및 청각적 큐를 사용한다. 일부 컨트롤러 또는 주변기기 디바이스에서는, 운동감각 피드백(예컨대, 활성 및 저항성 햅틱 피드백) 및/또는 촉감 피드백(예컨대, 진동, 질감 및 열)이 또한 사용자에 제공되는데, 이는 일괄적으로 "햅틱 피드백" 또는 "햅틱 효과"로서 더 일반적으로 알려져 있다. 햅틱 피드백은 사용자 컨트롤러 또는 주변기기 디바이스를 강화하고 단순하게 하는 큐를 제공할 수 있다. 예컨대, 진동 효과 또는 진동촉각 햅틱 효과는, 특정 이벤트를 사용자에게 경고하거나 또는 모의 환경 또는 가상 환경 내에서 더 큰 감각 몰입을 생성하도록 실감나는 피드백을 제공하도록 전자 디바이스의 사용자에게 큐를 제공하는데 유용할 수 있다. 게이밍 및 다른 디바이스를 위한 종래의 햅틱 피드백 시스템은 일반적으로, 컨트롤러/주변기기의 하우징에 부착된, 햅틱 피드백을 생성하기 위한 액추에이터를 포함한다. 더욱 구체적으로는, 컨트롤러 또는 주변기기 디바이스의 모터 또는 다른 액추에이터는 컨트롤러 내에 수납되고 제어 컴퓨터 시스템에 연결된다. 컴퓨터 시스템은 컨트롤러 또는 주변기기 디바이스로부터 센서 신호를 수신하고, 적절한 햅틱 피드백 제어 신호를 액추에이터에 송출한다. 이후, 액추에이터는 컨트롤러의 사용자에게 햅틱 피드백을 제공한다. 따라서, 컴퓨터 시스템은 다른 시각 및 청각적 피드백과 함께 사용자에게 물리적 감각을 반송할 수 있다.
게이밍 주변기기는, 게임에서 이벤트를 제어하는데 사용되는 트리거, 버튼, 조이스틱, 조이패드 등을 포함할 수 있다. 이러한 트리거는 플레이어를 위한 더욱 몰입적인 경험을 추가로 강화 및 제공하는 햅틱 특성을 포함할 수 있다. 게이밍 주변기기는 하나 이상의 트리거를 가질 수 있으며, 트리거 액추에이터는 진동촉각 및/또는 운동감각 햅틱 효과를 제공할 수 있다.
게이밍 주변기기 트리거 상의 햅틱 효과는 비디오 게임 내의 몰임감을 증가시킬 수 있지만, 또한 긴 게임플레이 기간 중에 피로를 유발할 수도 있다. 피로는, 햅틱 효과가 과도한 시뮬레이션(overstimulation)으로 인해 강하게 인지되지 않는 인지 피로 및 장기간의 햅틱 피드백으로 인한 물리적 피로를 포함하는 많은 방식으로 나타날 수 있다. 다른 이들은 햅틱 효과 전체를 약하게 하거나 효과로부터 감쇠되는 사전 프로그램에 의해 이를 해결하려고 시도하였다. 하지만, 이는 사용자가 주어진 비디오 게임에서 어떻게 진행할 것인지를 예측하는 것이 매우 어렵기 때문에, 가장 큰 수의 상황에서 최적의 햅틱 및 몰입 경험을 제공하지 않는다.
일 실시예에서, 햅틱 실행가능 디바이스에 대한 햅틱 출력을 변경을 변경하기 위한 디바이스가 제공된다. 상기 디바이스는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 원래 햅틱 효과를 수행하도록 햅틱 출력 디바이스를 활성화하는 명령어를 포함하는 햅틱 출력 커맨드를 결정하고, 햅틱 출력 디바이스로 전송되는 햅틱 출력 커맨드 및 제어 디바이스로부터 수신되는 입력 중 적어도 하나에 기초하여 사용자 피로의 양을 나타내는 피로 수준을 결정하고, 피로 역치에 피로 수준을 비교하고, 피로 역치에 대한 피로 수준의 비교에 기초하여, 원래 햅틱 효과 대신에, 변경된 햅틱 효과를 수행하도록 햅틱 출력 디바이스를 활성화하는 명령어를 포함하는 대체 햅틱 출력 커맨드를 결정하는 컴퓨터 명령어를 실행하도록 구성된다.
다른 실시예에서는, 햅틱 출력을 변경하기 위한 컴퓨터 구현 방법이 제공된다. 상기 방법은 컴퓨터 명령어를 실행하는 적어도 하나의 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 방법은, 적어도 하나의 프로세서에 의해 원래 햅틱 효과를 수행하도록 햅틱 출력 디바이스를 활성화하는 명령어를 포함하는 햅틱 출력 커맨드를 결정하는 단계와, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 햅틱 출력 디바이스로 전송되는 햅틱 출력 커맨드 및 제어 디바이스로부터 수신되는 입력에 기초하여 사용자 피로의 양을 나타내는 피로 수준을 결정하는 단계와, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 피로 역치에 피로 수준을 비교하는 단계와, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 피로 역치에 대한 피로 수준의 비교에 기초하여, 원래 햅틱 효과 대신에, 변경된 햅틱 효과를 수행하도록 햅틱 출력 디바이스를 활성화하는 명령어를 포함하는 대체 햅틱 출력 커맨드를 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 전술된 그리고 다른 구성 및 장점은 첨부된 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예의 후속하는 설명으로부터 명확해질 것이다. 본원에 포함되며 명세서의 일부를 형성하는 첨부 도면들은 추가로, 발명의 원리들을 설명하고 관련 기술분야의 기술자가 발명을 제작 및 사용할 수 있도록 설명하는 역할을 한다. 도면은 축척에 맞지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 실행가능 디바이스에 햅틱 출력 커맨드를 제공하기 위한 시스템의 블록 선도이다.
도 2는 햅틱 실행가능 디바이스가 햅틱 조이스틱인 도 1의 시스템의 개략도이다.
도 3 및 도 4는 햅틱 실행가능 디바이스가 휴대용 게이밍 컨트롤러인, 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 실행가능 디바이스의 사시도이다.
도 5는 도 3 및 도 4의 게이밍 컨트롤러의 블록 선도를 도시한다.
도 6은, 햅틱 실행가능 디바이스가 태블릿 컴퓨터와 함께 사용될 수 있는 게이밍 태블릿 컨트롤러인, 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 실행가능 디바이스에 햅틱 출력 커맨드를 제공하기 위한 시스템의 사시도이다.
도 7은 도 6의 시스템의 블록 선도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예와 합치되는, 햅틱 효과를 변경하기 위한 시스템의 동작을 도시하는 프로세스 다이어그램이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예와 합치되는, 햅틱 효과를 변경하기 위한 시스템의 동작을 도시하는 프로세스 다이어그램이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예와 합치되는, 햅틱 효과를 변경하기 위한 시스템의 동작을 도시하는 프로세스 다이어그램이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예와 합치되는, 햅틱 효과를 변경하기 위한 시스템의 동작을 도시하는 프로세스 다이어그램이다.
후속하는 상세한 설명은 사실상 예시일 뿐이며 본 발명 또는 본 발명의 적용 및 용도를 제한하려고 의도되지 않았다. 또한, 상기 기술분야, 발명의 배경이 되는 기술, 과제의 해결 수단 또는 후속하는 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 제공된 어떠한 표현 또는 암시된 이론에 의해서 구속되려는 의도는 존재하지 않는다. 또한, 후속하는 설명은 주로 게이밍 디바이스 및 게이밍 디바이스용 컨트롤러에 관한 것이지만, 본 기술의 일반적인 기술자라면, 그러한 설명이 가상 현실 시스템 및 가상 현실 시스템용 주변기기를 포함하는 다른 시스템에도 동일하게 적용된다는 것을 인정할 것이다.
본 발명의 실시예는 제어 디바이스 및/또는 햅틱 액추에이터를 포함하는 디바이스의 사용 도중 사용자의 피로 또는 무감각을 방지 또는 감소시키기 위한 트래킹 시스템 또는 자동화 릴리프 시스템에 관한 것이다. 해결책은 소프트웨어 및/또는 펌웨어 구성요소를 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 프로세서에 의해 수행되는 컴퓨터 명령어에 의해 구현될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는 제어 디바이스, 햅틱 디바이스 및/또는 그러한 디바이스들이 연결된 중앙 콘솔 내에 위치될 수 있다. 제안된 해결책은, 사용자 피로를 나타내는 햅틱 밀도 및 다른 측정에 따라 계산될 수 있는, 계산된 피로 수준에 기초하여 햅틱 피드백의 자동 변경을 가능하게 한다. 햅틱 밀도란, 세기 또는 크기, 지속시간, 수, 반복의 빈도수 및 햅틱 효과의 임의의 다른 특성을 포함하는 햅틱 효과를 규정하는 상이한 값들의 조합을 의미한다. 사용자 피로의 다른 측정은, 트리거 당김 및 버튼 누름과 같은 제어 디바이스 활성화의 측정을 포함하는 제어 디바이스 사용, 조이패드 및 조이스틱 사용 그리고 제어 디바이스를 능동적으로 사용하는데 소비된 전체 시간의 측정을 포함할 수 있다. 계산된 피로 수준에 따라, 시스템은 세기, 수, 지속시간, 빈도수(frequency) 등을 감소시키도록 햅틱 효과를 변경할 수 있으며, 및/또는 사용자에게 햅틱 보조를 제공할 수 있다. 따라서, 시스템은 사용자가 게임 플레이를 반영하는 햅틱 효과를 최적으로 느낄 수 있도록, 햅틱 효과가 동적으로 그리고 자동으로 조절되는 방식으로 렌더링되게 할 수 있다.
본원에 기술된 실시예는 컴퓨터 시스템 및 햅틱 실행가능 디바이스 중 하나 이상을 포함할 수 있는 디바이스 및 시스템에 관한 것이다.
본 발명과 합치되는 컴퓨터 시스템은 서버(예컨대, 하나 이상의 서버 블레이드, 프로세서 등을 포함함), 게이밍 콘솔, 휴대용 게이밍 디바이스, 개인용 컴퓨터(예컨대, 데스크톱 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터 등, 스마트폰, 태블릿 컴퓨팅 디바이스 및/또는 햅틱 출력 커맨드를 제공하도록 프로그램될 수 있는 다른 디바이스로 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 본 발명과 합치되는 컴퓨터 시스템은 클라우드 기반 컴퓨터 플랫폼을 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템은 하나 이상의 프로세서(또한 편의상 본원에서 프로세서들, 프로세서(들) 또는 프로세서로 상호 호환가능하게 지칭됨), 하나 이상의 스토리지 디바이스, 햅틱 통신 유닛 또는 유닛들 및/또는 다른 구성요소를 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템 프로세서는 본원에 기술된 방법을 수행하도록 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 명령어에 의해 프로그램될 수 있다. 편의상 본원에서 사용될 때, 다양한 명령어는 사실상 다양한 명령어가 동작을 수행하도록 프로세서(및 그에 따라 컴퓨터 시스템)를 프로그램할 때, 동작을 수행하는 것으로 기술될 수 있다. 본 발명과 합치되는 햅틱 통신 유닛은, 햅틱 출력 커맨드를 전송 또는 통신할 수 있는, 임의의 유선 또는 무선 연결 디바이스일 수 있다. 예컨대, 햅틱 통신 유닛은 무선 디바이스, 예컨대 햅틱 효과가 햅틱 실행가능 주변기기 디바이스에 의해 수행될 수 있게 하기 위한 햅틱 출력 커맨드를 전달하도록 햅틱 실행가능 주변기기 디바이스와 통신하게 구성되는 블루투스 안테나를 포함할 수 있다. 햅틱 통신 유닛은 햅틱 출력 커맨드를 통신하기 위한 유선 포트를 더 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 햅틱 통신 유닛은 햅틱 출력 커맨드를 전달하기 위해 단독으로 구성된 전용 유닛일 수 있다. 일부 구현예에서, 햅틱 통신 유닛은 외부 디바이스에 대한 수많은 다른 통신을 유선 또는 무선으로 전달하도록 추가로 기능할 수 있다.
햅틱 실행가능 디바이스는 햅틱 효과를 사용자에게 전달하기 위한 하나 이상의 햅틱 출력 디바이스를 갖는 디바이스를 포함한다. 일부 구현예에서, 햅틱 실행가능 디바이스는 예컨대 작동을 위해 컴퓨터 시스템으로부터 햅틱 커맨드를 직접 수신하는 하나 이상의 햅틱 출력 디바이스를 포함하는 디바이스일 수 있다. 일부 구현예에서, 햅틱 실행가능 디바이스는, 하나 이상의 햅틱 액추에이터에 작동 신호를 전달하기 전에 수신된 햅틱 출력 신호를 처리 또는 해석할 수 있는 하나 이상의 프로세서를 더 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 햅틱 실행가능 디바이스는, 사용자가 컴퓨터 시스템과 상호작용하는 것을 허용하기 위해, 사용자 입력 요소, 예컨대 트리거, 버튼, 조이스틱, 조이패드 등과 같은 제어 요소를 더 포함할 수 있다. 햅틱 실행 가능 디바이스는 햅틱 실행가능 디바이스, 즉 본 발명의 실시예와 합치하는 컴퓨터 시스템과 같은 중앙 디바이스에 대해 액세서리 또는 주변기기 유닛으로 기능하도록 설계된 디바이스일 수 있다. 햅틱 실행가능 디바이스는 또한, 일부 실시예에서 본 발명과 합치되는 컴퓨터 시스템의 기능(functionality) 전부를 더 포함할 수 있다. 따라서, 햅틱 실행가능 디바이스는 컴퓨터 시스템으로 기능할 수 있으며, 햅틱 출력 디바이스 및 제어 요소를 포함할 수 있다.
햅틱 출력 커맨드를 햅틱 출력 디바이스의 작동 및/또는 활성화를 직접 또는 간적으로 유발하도록 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 햅틱 출력 커맨드는, 햅틱 출력 디바이스로 하여금 햅틱 효과를 생성하게 하는, 유선 또는 무선을 통해 전송된 햅틱 출력 신호를 포함할 수 있다. 햅틱 출력 신호는 햅틱 효과를 유발하기 위해 햅틱 출력 디바이스에 의해 수신된 작동 신호를 포함할 수 있다. 또한, 햅틱 출력 신호는 요구되는 햅틱 효과에 대한 정보와 함께 다른 시스템 구성요소들 사이에서 전송되는 신호를 포함할 수 있다. 예컨대, 컴퓨터 시스템 프로세서는, 발생하는 햅틱 효과에 대한 정보를 포함하는 햅틱 출력 신호를 햅틱 실행가능 디바이스와 연관된 프로세서로 출력할 수 있다. 햅틱 실행가능 디바이스는 햅틱 출력 신호를 수신하고, 이를 처리하고, 햅틱 효과를 유발하도록 햅틱 출력 디바이스에 다른 햅틱 출력 신호를 출력할 수 있다. 따라서, 햅틱 출력 신호는 햅틱 효과를 생성하는데 사용되는 임의의 신호를 포함할 수 있다. 햅틱 출력 커맨드는 소프트웨어 커맨드를 더 포함할 수 있다. 즉, 소프트웨어 상호작용은 햅틱 출력 디바이스 작동을 유발하기 위한 정보를 포함하는 햅틱 출력 커맨드를 생성할 수 있다. 소프트웨어 커맨드 형태의 햅틱 출력 커맨드는 프로세서에 의해 햅틱 출력 신호 형태인 햅틱 출력 커맨드의 생성을 유발할 수 있다.
일부 구현예에서, 햅틱 출력 커맨드는 햅틱 트랙, 즉 유발될 일련의 햅틱 효과를 나타내는 정보를 구성할 수 있다. 햅틱 트랙은 순서대로 실행되도록 의도된 햅틱 출력 커맨드의 사전 결정된 시퀀스를 포함할 수 있다. 변경된 햅틱 출력 커맨드를 생성하기 위해 본원에 기술된 방법, 시스템 및 디바이스는 변경된 햅틱 트랙을 생성하는데에도 유사하게 적용될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 햅틱 실행가능 디바이스 및/또는 컴퓨터 시스템과 연관된 프로세서는 결정된 피로 수준에 따라 햅틱 출력 디바이스를 위한 햅틱 출력 커맨드를 변경하도록 구성될 수 있다. 결정된 피로 수준에 따라 햅틱 효과를 변화 또는 변경하는 것은 본원에 기술된 디바이스 및 시스템의 다양한 조합을 이용하여 수행될 수 있다. 예컨대, 예시적 컴퓨터 시스템이 햅틱 실행가능 디바이스의 프로세서에 햅틱 출력 커맨드를 통신할 수 있는데, 이는 이후에 햅틱 출력 디바이스로 변경된 햅틱 출력 커맨드를 출력하기 전 햅틱 출력 커맨드를 변경할 수 있다. 다른 예에서, 컴퓨터 시스템 프로세서는, 햅틱 출력 디바이스 작동을 유발하기 위한 햅틱 출력 커맨드를 생성 및 전송하기 전에 소프트웨어 기반 햅틱 출력 커맨드를 내부적으로 변경할 수 있다. 본원에 기술된 디바이스 및 시스템의 다양한 다른 조합이 피로 수준에 따른 햅틱 커맨드 변경을 제공하는데 사용될 수 있으며, 본원에 기술된 임의의 특정한 예는 제한하는 것으로 의도되지 않았다.
도 1 내지 도 7은 사용자 피로를 나타내는 결정된 피로 수준에 따라 햅틱 커맨드를 변경하기 위한 본 발명의 실시예와 합치되는 시스템 및 디바이스를 도시한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 실행가능 디바이스(102)에 햅틱 피드백을 제공하기 위한 시스템(100)의 블록 선도이며, 도 2는 도 1의 시스템의 개략도이다. 도 1 및 도 2의 실시예에서, 햅틱 실행가능 디바이스(102)는 피조작부(manipulandum)(122)를 갖는 햅틱 조이스틱을 포함한다. 본 기술 분야의 일반적 기술자라면, 햅틱 조이스틱이 단지 햅틱 실행가능 디바이스의 예시적 실시예일 뿐이며 다른 구성, 형상 및 크기를 갖는 햅틱 실행가능 디바이스가 사용될 수 있다는 것을 인정할 것이다. 예컨대, 본원에서 더욱 상세히 기술되는 바와 같이, 햅틱 실행가능 디바이스는 현재 비디오 게임 콘솔 시스템용으로 구입 가능한 많은 "게임패드"와 유사한 형상 및 크기를 갖는 도 3 내지 도 5에 도시된 게이밍 시스템을 위한 휴대용 게이밍 컨트롤러(302), 도 6 및 도 7에 도시된 태블릿 컴퓨터(604)와 함께 사용될 수 있는 햅틱 실행가능 디바이스(602), 또는 휴대폰, PDA(personal digital assistants), 태블릿, 컴퓨터, 게이밍 주변기기 및 본 기술 분야에서 일반적 기술자에게 공지된 가상 현실 시스템용 다른 컨트롤러와 같은 사용자 입력(UI) 요소를 구비하지만 이에 제한되지 않는 다른 컨트롤러일 수 있다.
도 1 및 도 2의 실시예를 참조하면, 햅틱 실행가능 디바이스(102)는 컴퓨터 시스템(104)과 유선 또는 무선으로 통신할 수 있다. 컴퓨터 시스템(104)은 시각적 디스플레이(106)를 더 포함할 수 있으며, 디스플레이, 예컨대 스크린 및/또는 헤드세트 상에 사용자에 대한 가상 환경을 생성하도록 구성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 시스템(104)은 적어도 하나의 프로세서(108), 메모리(110) 및 시각적 디스플레이(106)를 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템(104)은 메모리(110) 내에 저장되어 프로세서(108)에 의해 실행되는 소프트웨어 명령어를 실행할 수 있다. 프로세서(108)는 임의 유형의 범용 프로세서 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 햅틱 효과 신호를 제공하도록 특정적으로 설계된 프로세서일 수도 있다. 프로세서(108)는 전체 컴퓨터 시스템(104)을 동작하는 동일 프로세서일 수 있으며, 및/또는 별개 프로세서일 수도 있다. 프로세서(108)는 햅틱 실행가능 디바이스(102)에 송출하기 위한 햅틱 커맨드 및 햅틱 커맨드를 어떤 순서로 송출할지를 결정하기 위해 컴퓨터 명령어를 실행할 수 있다. 메모리(110)는, RAM(random access memory) 또는 ROM(read-only memory)와 같은 그러나 이에 제한되지는 않는, 임의 유형의 스토리지 디바이스 또는 비-일시적 컴퓨터-판독 가능 매체 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 메모리(110)는 호스트 프로세서 내부에 위치될 수도 있거나, 또는 내부 및 외부 메모리의 임의의 조합일 수도 있다.
컴퓨터 시스템(104)은 유선 또는 무선 수단을 통해 시각적 디스플레이(106)에 결합될 수 있다. 시각적 디스플레이(106)는, 하나 이상의 모니터, 텔레비전 스크린, 플라스마 LCD, 프로젝터 또는 임의의 다른 디스플레이 디바이스와 같지만 이에 제한되지 않는, 사용자에게 그래픽 정보를 제공하는 임의 유형의 매체를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 컴퓨터 시스템(104)은 게이밍 디바이스 콘솔일 수 있으며, 시각적 디스플레이(106)는 본 기술 분야에 공지된, 게이밍 디바이스 콘솔에 결합된 모니터일 수 있다. 다른 실시예에서는, 본 기술 분야의 일반적 기술자에게 공지된 바와 같이, 컴퓨터 시스템(104) 및 시각적 디스플레이(106)가 단일 디바이스로 조합될 수도 있다.
컴퓨터 시스템(104)은 또한 햅틱 통신 유닛(105)을 포함할 수 있다. 햅틱 통신 유닛(105)은 유선 또는 무선 통신 유닛을 포함할 수 있다. 햅틱 통신 유닛(105)은 햅틱 실행가능 디바이스(102)에 햅틱 커맨드를 전송 또는 반송하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 햅틱 통신 유닛(105)은 햅틱 커맨드 제공에 전용될 수 있다. 일부 구현예에서, 햅틱 통신 유닛(105)은 햅틱 커맨드 제공을 포함하지만 이에 제한되지 않는 매우 다양한 통신 작업을 위해 구성될 수 있다. 추가적인 통신 작업은 예컨대, 제어 입력 및 출력, 추가 액세서리 디바이스에 대한 출력 및 기타를 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 시스템(104)은 유선 연결(103)을 통해 햅틱 실행가능 디바이스(102)와 통신할 수 있다. 다른 실시예에서, 햅틱 실행가능 디바이스(102)는 본 기술 분야의 일반적 기술자에게 공지된 유선 또는 무선 통신 수단을 이용하는 컴퓨터 시스템(104)과 통신할 수 있다. 이들은 직렬 또는 블루투스 연결을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 또한, 컴퓨터 시스템(104)은 클라우드 내에 존재할 수 있어서, 국지적 방식으로 유선연결되거나 또는 무선 접속될 필요가 없을 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 햅틱 실행가능 디바이스(102)는 하우징 또는 베이스(120) 및 1 이상의 자유도 내에서 물리적으로 이동할 수 있는 피조작부 또는 사용자 입력 디바이스(122)를 포함할 수 있다. 피조작부 및/또는 다른 입력 수신 구조체를 포함하는 햅틱 실행가능 디바이스(102)는 제어 디바이스로도 지칭될 수 있다. 피조작부(122)는 하우징(120)으로부터 연장될 수 있다. 도 2가 햅틱 실행가능 디바이스의 피조작부로서 조이스틱을 도시하고 있지만, 본 기술 분야의 일반적 기술자 중 하나라면, 본 개수내용이 조이스틱 피조작부에 제한되는 것이 아닐 뿐만 아니라 전체적으로 또는 부분적으로 1 이상의 자유도로 이동가능한 임의의 디바이스를 포함한다는 것을 이해할 것이다. 본 기술 분야의 일반적 기술자라면, 조이스틱이 컨트롤러의 피조작부의 일 예시적 실시예일 뿐이며, 본원에서 더욱 상세하게 기술되는 바와 같이, 다른 구성을 갖는 피조작부, 예컨대 트리거, 버튼, 또는 다른 사용자 입력 요소가 사용될 수 있다는 것을 인정할 것이다. 일부 구현예에서, 햅틱 실행가능 디바이스(102)는 어떠한 입력 수신 구조체를 포함하지 않을 수 있으며, 단지 햅틱 출력을 위해 구성될 수도 있다.
도 1을 추가로 참조하면, 햅틱 실행가능 디바이스(102)는 프로세서(112), 메모리(114), 피조작부 센서(123) 및 적어도 하나의 햅틱 출력 디바이스(118)를 포함할 수 있다. 햅틱 실행가능 디바이스(102)는 대안적으로 프로세서(112)를 포함하지 않도록 구성될 수 있으며, 그에 따라 햅틱 실행가능 디바이스(102)로부터의 모든 입력/출력 신호는 컴퓨터 시스템(104)에 의해 직접적으로 취급 및 처리된다. 프로세서(112)는, 컴퓨터 시스템(104)으로부터 수신된 햅틱 출력 커맨드에 기초하여 햅틱 출력 디바이스에 햅틱 출력 커맨드를 제공하도록 햅틱 출력 디바이스(118)에 결합될 수 있다. 프로세서(108)와 유사하게, 프로세서(112)는 햅틱 효과를 유발하기 위해 하나 이상의 햅틱 출력 디바이스(118)에 송출될 햅틱 커맨드를 결정할 수 있다. 또한, 햅틱 실행가능 디바이스(102)는 하나보다 많은 햅틱 출력 디바이스를 포함하며, 프로세서(112)는 햅틱 출력 디바이스가 햅틱 출력 커맨드를 수신할 것을 결정할 수 있다. 또한, 컴퓨터 시스템(104)의 메모리(110)와 유사하게, 임의 유형의 스토리지 디바이스 또는 컴퓨터-판독가능 매체일 수 있는 로컬 메모리(114)는 RAM(random access memory) 또는 ROM(read-only memory)일 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 로컬 메모리(114)는 로컬 프로세서 내부에 위치될 수도 있거나, 또는 내부 및 외부 메모리의 임의의 조합일 수도 있다.
햅틱 실행가능 디바이스(102)의 피조작부(122)는 1 이상의 자유도 내에서 물리적으로 이동될 수 있다. 예컨대, 사용자는 전방, 후방, 좌측 또는 우측으로 피조작부(122)를 이동시킬 수 있다. 사용자가 피조작부(122)를 이동시킬 때, 피조작부 센서(123)는 피조작부의 이동 및/또는 위치를 검출할 수 있으며, 프로세서(112)에 센서 신호를 전송한다. 이후, 프로세서(112)는 센서 신호를 컴퓨터 시스템(104)에 대해 통신 또는 전송할 수 있다. 수신된 센서 신호에 기초하여, 컴퓨터 시스템(104)은 비디오 게임 내의 작용을 수행할 수 있으며, 가상 환경을 업데이트할 수 있다. 햅틱 실행가능 디바이스(102)의 피조작부(122)의 이동은 사용자로부터의 입력을 나타내는데, 이는 1인칭 슈팅 게임, 3인칭 캐릭터 상호관계, 차량 관련 게임 또는 컴퓨터 시뮬레이션에 관한 비디오 게임을 포함하지만 이에 제한되지 않는, 컴퓨터 시스템(104) 상에서 작동하는 소프트웨어 애플리케이션과 사용자가 상호작용하는 것을 가능하게 한다. 피조작부(122)의 이동은 커서 또는 다른 이미지와 같은 컴퓨터 생성 그래픽 객체, 또는 시각적 디스플레이(106)를 통해 컴퓨터 시스템(104)에 의해 표시되는 일부 다른 그래픽 객체의 이동에 대응하거나, 또는 사람, 차량, 또는 게임 또는 컴퓨터 시뮬레이션에서 발견될 수 있는 일부 다른 개체와 같은 가상 캐릭터 또는 게이밍 아바타를 제어하는 입력을 컴퓨터 시스템(104)에 제공할 수 있다.
피조작부 센서(123)로부터 센서 신호를 수신하는 것에 추가하여, 프로세서(112)는 또한 햅틱 출력 디바이스(118)로부터 출력되는 햅틱 효과와 관련된 컴퓨터 시스템(104)으로부터의 햅틱 출력 커맨드를 수신할 수 있다. 프로세서(112)는 햅틱 출력 커맨드를 수신 및 처리하여, 컴퓨터 시스템(104)으로부터 수신된 높은 수준의 햅틱 출력 커맨드에 기초하여 햅틱 출력 디바이스(118)에 대한 제어, 작동 및/또는 구동 신호의 형태로 햅틱 출력 커맨드를 제공한다. 컴퓨터 시스템(104)은 햅틱 출력 디바이스(118)에 의해 출력되는 임의 유형의 햅틱 효과(예컨대, 진동, 졸트, 디텐트, 펑하는 소리)와 같은, 프로세서(112)에 대한 높은 수준의 햅틱 출력 커맨드를 제공할 수 있다. 프로세서(112)는 햅틱 출력 커맨드에 합치되는 출력 예정 햅틱 효과의 특정한 특성(예컨대, 크기, 빈도수, 지속시간 등)에 관해 햅틱 출력 디바이스(118)에 지시할 수 있다. 프로세서(112)는 결합된 로컬 메모리(114)로부터의 햅틱 출력 커맨드에 합치되는 햅틱 효과의 유형, 크기, 빈도수, 지속시간 또는 다른 특성을 검색할 수 있다. 컴퓨터 시스템(104)으로부터 수신된 게임 행동 및 제어 신호에 따라, 프로세서(112)는 진동, 디텐트, 질감, 졸트 또는 펑하는 소리를 포함하는 매우 다양한 햅틱 효과 또는 감각 중 하나를 출력하도록 햅틱 출력 디바이스(118)에 햅틱 출력 커맨드를 송출할 수 있다.
햅틱 출력 디바이스(118)는 가상 현실 시스템의 기술 분야의 일반적 기술자에게 공지된 관성 또는 운동감각 액추에이터(kinesthetic actuator)일 수 있다. 가능한 액추에이터는, 편심 질량이 모터에 의해 이동되는 "ERM"(eccentric rotating mass) 액추에이터, 스프링에 부착된 질량이 전후방으로 구동되는 "LRAs"(linear resonant actuators), 압전 액추에이터, 편심 질량이 모터에 의해 이동되는 전자기 모터, 진동촉각 액추에이터, 관성 액추에이터(inertial actuator), 형상 기억 합금, 신호에 응답하여 변형되는 전자-활성 중합체, 강성 변화를 위한 기구, ESF(electrostatic friction), USF(ultrasonic surface friction) 또는 상술된 액추에이터들의 임의의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 가능한 액추에이터는 운동감각 및 반-운동감각 힘-피드백 액추에이터(kinesthetic and semi-kinesthetic force-feedback actuators)를 더 포함한다. 그러한 힘-피드백 액추에이터는 직접적으로 또는 전송 링키지 또는 기어장치를 통해 피조작부(122)에 연결되는 전자기 모터를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 액추에이터는 예컨대, 피조작부(122) 및/또는 하우징(120)의 강성/감쇄를 변경하기 위한 솔레노이드, 피조작부(122) 및/또는 하우징(120) 내의 크기를 변경하는 작은 에어 백 또는 형상 변경 재료를 포함하는 운동감각 햅틱 피드백을 사용할 수 있다. 햅틱 실행가능 디바이스(102)가 트리거 또는 버튼을 포함하는 일부 구현예에서, 햅틱 출력 디바이스(118)는 트리거 당김 및 버튼 누름을 위한 저항 또는 보조를 제공하도록 구성된 디바이스일 수 있다.
일부 실시예에서, 햅틱 실행가능 디바이스(102)는 도 1에 도시된 바와 같이 추가적인 센서(126)를 더 포함할 수 있다. 추가적인 센서(126)는 대상의 잠재적 피로 수준에 관한 추가적인 데이터를 수집하도록 구성된 센서일 수 있다. 추가적인 센서(126)는 예컨대, 온도 센서, 습도 센서, 갈바닉 피부 반응 센서, 카메라 및 기타와 같은 생물측정 센서를 포함할 수 있다. 추가적인 센서(126)는 사용자에 의해 하우징(120) 상에 가해지는 파지력의 양을 측정하도록 구성된 힘 센서를 더 포함할 수 있다.
전술된 바와 같이, 햅틱 실행가능 디바이스(102)는 햅틱 실행가능 디바이스의 일 예시적 실시예일 뿐이며, 다른 구성, 형상 및 크기를 갖는 햅틱 실행가능 디바이스가 사용될 수도 있다. 예컨대, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 합치되는 실시예에서 사용될 수 있는 햅틱 실행가능 디바이스(302)의 다른 실시예를 도시한다. 도 3 및 도 4는 햅틱 실행가능 디바이스가 휴대용 게이밍 컨트롤러인 햅틱 실행가능 디바이스(302)의 다른 사시도인 반면에, 도 5는 컴퓨터 시스템(104), 햅틱 통신 유닛(105) 및 시각적 디스플레이(106)를 더 포함하는 게이밍 시스템(300) 내에 사용되는 햅틱 실행가능 디바이스(302)의 블록 선도를 도시한다. 햅틱 실행가능 디바이스(302)의 하우징(324)은, 왼손잡이 사용자 또는 오른손잡이 사용자에 의해 상기 디바이스를 파지하고 있는 두 손을 용이하게 수용하는 형성을 갖는다. 본 기술 분야의 일반적 기술자라면, 햅틱 실행가능 디바이스(302)가 비디오 게임 콘솔 시스템용으로 현재 구입 가능한 많은 "게임패드"와 유사한 형상 및 크기의 컨트롤러의 일 예시적 실시예일 뿐이며, WiiTM 리모트 또는 WiiTM U 컨트롤러, Sony® SixAxisTM 컨트롤러 또는 Sony® 완드 컨트롤러, XboxTM 컨트롤러 또는 유사한 컨트롤러와 같은 컨트롤러 뿐만 아니라 실생활 물체(예컨대, 테니스 라켓, 골프 클러, 야구 배트 등)와 같은 형상의 컨트롤러 및 다른 형상을 포함하지만 이에 제한되지는 않는, 다른 구성의 사용자 입력 요소, 형상 및 크기를 갖는 컨트롤러가 사용될 수 있다는 것을 인정할 것이다.
햅틱 실행가능 디바이스(302)는 조이스틱(322), 버튼(330) 및 트리거(332)를 포함하는 몇몇 사용자 입력 요소 또는 피조작부 포함한다. 본원에 사용된 바와 같이, 사용자 입력 요소는, 컴퓨터 시스템(104)과 상호작용하기 위해 사용자에게 조작되는 인터페이스 디바이스, 예컨대 트리거, 버튼, 조이스틱을 지칭한다. 본 기술 분야에 공지되었으며 도 3 및 도 4에서 도시된 바와 같이, 하나보다 많은 각 사용자 입력 요소 및 추가적인 사용자 입력 요소가 햅틱 실행가능 디바이스(302) 상에 포함될 수 있다. 따라서, 예컨대 트리거(332)의 본 기술은 햅틱 실행가능 디바이스(302)를 단일 트리거에 제한하지 않는다. 또한, 도 5의 블록 선도는 각각의 조이스틱(322), 버튼 및 지향적 컨트롤러(330), 및 트리거(332) 중 단지 하나만을 도시한다. 하지만, 본 기술 분야의 일반적 기술자라면, 다중 조이스틱, 버튼 및 트리거 뿐만 아니라 다른 사용자 입력 요소가 상술된 바와 같이 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 5의 블록 선도에 도시된 바와 같이, 햅틱 실행가능 디바이스(302)는 그 사용자 입력 요소(322, 330, 332)의 각각을 직접 구동하기 위해 타겟 햅틱 출력 디바이스 또는 모터(318A, 318B, 318C) 뿐만 아니라, 사용자의 손이 일반적으로 위치되는 위치에서 하우징(324)에 결합된 하나 이상의 일반적인 햅틱 출력 디바이스(326, 328)를 포함할 수 있다. 조이스틱(322)은 그에 결합되는 타겟 햅틱 출력 디바이스 또는 모터(318A)를 포함할 수 있으며, 버튼(330)은 그에 결합되는 타겟 햅틱 출력 디바이스 또는 모터(318B)를 포함할 수 있으며, 트리거(332)는 그에 결합되는 타겟 햅틱 출력 디바이스 또는 모터(318C)를 포함할 수 있다. 복수의 타겟 햅틱 출력 디바이스에 추가하여, 햅틱 실행가능 디바이스(302)는 그의 사용자 입력 요소 각각에 결합되는 위치 센서를 포함할 수 있다. 조이스틱(322)은 그에 결합되는 위치 센서(323)를 포함할 수 있으며, 버튼(330)은 그에 결합되는 위치 센서(331)를 포함할 수 있으며, 트리거(332)는 그에 결합된 위치 센서(333)를 포함할 수 있다. 프로세서(312)는 타겟 햅틱 출력 디바이스(318A, 318B, 318C) 뿐만 아니라 조이스틱(322), 버튼(330) 및 트리거(332)의 위치 센서(323, 331, 333)에 개별적으로 결합될 수 있다. 위치 센서(323, 331, 333)로부터 수신된 신호에 응답하여, 프로세서(312)는 개별적으로 조이스틱(322), 버튼(330) 및 트리거(332)에 직접적으로 지향식 또는 타겟 효과를 제공하도록 타겟 햅틱 출력 디바이스(318A, 318B, 318C)에 지시할 수 있다. 그러한 타겟 효과는 컨트롤러의 전체 몸체를 따라 일반적인 햅틱 출력 디바이스(326, 328)에 의해 생성되는 일반적 또는 럼블 햅틱 효과로부터 식별 또는 구별가능하다. 예를 들어, 비디오, 오디오 및 햅틱들과 같은 다수의 양상들이 동시에 연관되어 있음에 따라, 총체적인 햅틱 효과들은 사용자에게 게임에 대한 더 큰 몰입감을 제공할 수 있다. 햅틱 실행가능 디바이스(102) 및 컴퓨터 시스템(104)과 유사하게, 햅틱 실행가능 디바이스(302)는 예컨대, 햅틱 통신 유닛(105)을 통해 컴퓨터 시스템(104)과 통신하도록 구성될 수 있다. 햅틱 실행가능 디바이스(302)의 프로세서(312)는, 컴퓨터 시스템(104)으로부터 수신된 높은 수준의 햅틱 출력 커맨드에 기초한 햅틱 출력 커맨드를 제공하도록 각각의 햅틱 출력 디바이스에 결합될 수 있다. 햅틱 실행가능 디바이스(302)의 햅틱 출력 디바이스는 햅틱 실행가능 디바이스(102)의 햅틱 출력 디바이스(118)에 대해 본원에서 열거된 임의 유형의 햅틱 출력 디바이스일 수 있다. 햅틱 실행가능 디바이스(102)와 유사하게, 햅틱 실행가능 디바이스(302)는 도 5에 도시된 바와 같이, 대상의 잠재적 피로 수준에 관련된 추가적인 데이터를 수집하도록 구성되는 추가적인 센서(126)를 포함할 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 햅틱 실행가능 디바이스(602)를 도시하는데, 여기서 햅틱 실행가능 디바이스(602)는 태블릿 컴퓨터(604)와 함께 사용할 수 있는 게이밍 태블릿 컨트롤러이며, 이는 본 기술 분야의 일반적 기술자 중 하나라면 이해하는 바와 같이 통합식 시각 및 청각 출력을 포함한다. 태블릿 컴퓨터(604)는 예컨대 Razer Inc.로부터 구입 가능한 게이밍 활동을 위해 특정적으로 설계된 디바이스, 및 Apple® iPad®, Kindle® Fire® 및 Samsung® Galaxy Tab®을 포함하지만 이에 제한되지 않는 상업적으로 구입 가능한 디바이스를 포함하는 임의 유형의 태블릿형 컴퓨팅 디바이스일 수 있다. 햅틱 실행가능 디바이스(602)는, 사용자가 태블릿 컴퓨터(604) 상의 게임을 제어하도록 피조작부가 그 위에 배치되는 손잡이(642, 644) 및 태블릿 컴퓨터(604)를 수용하도록 구성된 도킹 부분(640)을 포함할 수 있다. 도킹 부분(640)은, 손잡이(642, 644)에 대한 사용자의 행동, 예컨대 버튼 누름, 조이스틱 이동, 트리거 압박 등이 태블릿 컴퓨터(604) 상에서 플레이되고 있는 게임 상에서의 행동을 유발하도록, 태블릿 컴퓨터(604)에 햅틱 실행가능 디바이스(602)를 연결할 수 있다.
손잡이(642, 644)는 컨트롤러 상에서 발견되는 통상의 피조작부 또는 사용자 입력 요소를 포함한다. 피조작부가 손잡이(644)에 대하여 기술될 것이다. 하지만, 본 기술 분야의 일반적 기술자라면, 동일하거나 유사한 피조작부가 손잡이(642) 상에서 사용될 수 있다는 것을 인정할 것이다. 특히, 손잡이(644)는 조이스틱(622), 버튼(630) 및 트리거(632)를 포함할 수 있다. 도 6에 도시되고, 본 기술 분야의 일반적 기술자에게 공지된 바와 같이, 각각의 이들 사용자 입력 요소 중 하나보다 많은 요소가 각 손잡이(642, 644) 상에 포함될 수 있다. 또한, 손잡이(642, 644)는, 일반 또는 럼블 햅틱 출력 디바이스(326, 328)와 관련하여 전술된 바와 같이, 사용자의 손이 손잡이(642, 644)에 일반 또는 럼블 햅틱 효과들을 제공하기 위해 일반적으로 위치되는 위치에서 그에 부착되는 일반 또는 럼블 햅틱 출력 디바이스(626, 628)를 포함한다.
도 7의 블록 선도에 도시된 바와 같이, 햅틱 실행가능 디바이스(602)는 도킹 부분(640)을 통해 태블릿 컴퓨터(604)와 통신하는 프로세서(612)를 포함할 수 있다. 또한, 도 7의 블록 선도는 각각의 조이스틱(622), 버튼 및 지향식 컨트롤러(630), 및 트리거(632) 중 단지 하나만을 도시한다. 하지만, 본 기술 분야의 일반적 기술자라면, 다중 조이스틱, 버튼 및 트리거 뿐만 아니라 다른 사용자 입력 요소가 상술된 바와 같이 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 프로세서(612)는 타겟 햅틱 출력 디바이스(618A, 618B, 618C) 뿐만 아니라 조이스틱(622), 버튼(630) 및 트리거(632)의 위치 센서(623, 631, 633)에 개별적으로 결합될 수 있다. 위치 센서(623, 631, 633)로부터 수신된 신호에 응답하여, 프로세서(612)는 개별적으로 조이스틱(622), 버튼(630) 및 트리거(632)에 직접적으로 지향식 또는 타겟 효과를 제공하도록 타겟 햅틱 출력 디바이스(618A, 618B, 618C)에 지시할 수 있다. 햅틱 실행가능 디바이스(602)의 프로세서(612)는, 태블릿 컴퓨터(604)로부터의 높은 수준의 햅틱 출력 커맨드에 기초하여 그에 대해 햅틱 출력 커맨드를 제공하도록 각각의 햅틱 출력 디바이스에 결합될 수 있다. 햅틱 실행가능 디바이스(602)의 햅틱 출력 디바이스는 햅틱 실행가능 디바이스(102)의 햅틱 출력 디바이스(118)에 대해 본원에서 열거된 임의 유형의 햅틱 출력 디바이스일 수 있다. 햅틱 실행가능 디바이스(102)와 유사하게, 햅틱 실행가능 디바이스(602)는 도 7에 도시된 바와 같이, 대상의 잠재적 피로 수준에 관련된 추가적인 데이터를 수집하도록 구성되는 추가적인 센서(126)를 포함할 수 있다.
도 6 및 도 7이 태블릿 컴퓨터(604)와 함께 사용될 수 있는 게이밍 태블릿 컨트롤러로 햅틱 실행가능 디바이스(602)를 도시하였지만, 본 기술 분야의 일반적인 기술자라면, 햅틱 실행가능 디바이스 및 호스트 또는 태블릿 컴퓨터가 동일한 디바이스 또는 하우징 내에 존재할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 게이밍 태블릿 컨트롤러는 연관된 주변기기를 갖는 것이 아니라 오히려 햅틱 출력 디바이스가 단일 디바이스로서 게이밍 태블릿 자체에 통합되는 게이밍 태블릿일 수 있다.
어떠한 햅틱 실행가능 디바이스 구성 또는 실시예가 사용되는지와 무관하게, 햅틱 실행가능 디바이스의 프로세서 및/또는 컴퓨터 시스템 프로세서는 사용자 피로를 나타내는 결정된 피로 수준에 따라 햅틱 출력 커맨드를 변경하도록 구성될 수 있다. 시스템 프로세서 및/또는 디바이스 프로세서는 원래 의도된 것에 비해 변경된 햅틱 효과를 생성하도록 구성되는 햅틱 출력 커맨드를 생성할 수 있다. 예컨대, 컴퓨터 시스템 프로세서 상에서 실행된 소프트웨어 명령어는 의도된 햅틱 효과 또는 효과들을 생성하기 위한 원래의 햅틱 출력 커맨드를 포함할 수 있다. 적절한 햅틱 출력 디바이스에 대한 원래의 햅틱 출력 커맨드의 전송 전에, 변경된 햅틱 효과를 생성하도록 구성된 대체 햅틱 출력 커맨드가 다양한 양태의 시스템에 의해 결정될 수 있다. 예컨대, 컴퓨터 시스템 프로세서는 피로 수준을 결정하고 변경된 햅틱 출력 효과를 나타내는 대체 햅틱 출력 커맨드를 생성하기 위한 추가적인 소프트웨어 명령어를 포함할 수 있다. 즉, 요구되는 햅틱 효과 및 변경된 햅틱 효과 양자 모두는 애플리케이션 내에서 실행가능한 소프트웨어 명령어에 의해 결정될 수 있다. 다른 예에서, 컴퓨터 시스템 프로세서는 연결된 햅틱 실행가능 디바이스와 연관된 다른 프로세서에 원래 의도된 햅틱 효과를 나타내는 햅틱 출력 커맨드를 출력할 수 있다. 햅틱 실행가능 디바이스의 프로세서는 피로 수준을 결정할 수 있으며, 유발되는 햅틱 효과 또는 효과들을 변경할 것인지를 결정하는데 필요한 비교를 수행한다. 햅틱 효과 및 햅틱 효과 변경을 유발하기 위한 햅틱 출력 커맨드의 결정에 관해 후술되는 동작 중 임의의 동작 또는 모든 동작은 컴퓨터 시스템 및/또는 햅틱 실행가능 디바이스와 연관된 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 또한, 햅틱 출력 커맨드는 소프트웨어 명령어의 수준 및/또는 전기 신호의 수준에서 처리 및 변경될 수 있다.
도 8 및 도 9는 햅틱 변경 프로세스를 수행함에 있어서 본원에 기술된 시스템의 기능을 도시한 프로세스 다이어그램이다. 실시예에서, 도 8 및 도 9의 프로세스 다이어그램의 기능은, 컴퓨터 시스템의 메모리 내에 저장되고 컴퓨터 시스템의 프로세서의 의해 실행되는 소프트웨어 및/또는 펌웨어 및/또는 햅틱 실행가능 디바이스의 메모리 내에 저장되고 햅틱 실행가능 디바이스의 프로세서의 의해 실행되는 소프트웨어 및/또는 펌웨어에 의해 구현될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 기능은 "ASIC"(application specific integrated circuit), "PGA"(programmable gate array), "FPGA"(field programmable gate array)의 사용을 통해 하드웨어에 의해 및/또는 하드웨어 및 소프트웨어의 임의 조합에 의해 수행될 수 있다. 일부 실시예에서, 도 8 및 도 9의 프로세스 다이어그램의 기능은 컴퓨터 시스템 및 햅틱 실행가능 디바이스 양자 모두와 관련된 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 본 기술분야의 일반적 기술자라면, 도 8 및 도 9의 기능이 컴퓨터 시스템(104), 햅틱 실행가능 디바이스(102), 햅틱 실행가능 디바이스(302), 햅틱 실행가능 디바이스(602)와 합치되는 디바이스 및 시스템에 의해 및/또는 본 기술분야에 공지된 다른 구성을 갖는 햅틱 실행가능 디바이스 또는 컴퓨터 시스템에 의해 수행될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 다른 햅틱 변경 결정 프로세스의 제어 루프(800)를 도시하는 프로세스 다이어그램이다. 도 8에 도시된 일 실시예에서, 시스템은 연속적 현재진행을 기초로(on a continuous ongoing basis) 계산된 피로 수준을 모니터링 및 업데이트하도록 동작할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이 제어 루프(800)는 햅틱 효과의 발생에 따라 요구되는 바와 같이 결정된 피로 수준의 값을 모니터링 및 증감시키도록 동작할 수 있다. 피로 수준이 역치를 초과할 때, 햅틱 출력 커맨드 변경 플래그가 설정될 수 있으며, 후속하여 햅틱 출력 커맨드가 햅틱 출력 커맨드 변경 플래그의 설정에 따라 변경될 수 있다. 피로 수준이 역치 아래로 감소될 때 햅틱 출력 커맨드 변경 플래그가 제거될 수 있다. 다른 실시예에서는, 후술되는 바와 같이, 햅틱 신호가 햅틱 디바이스에 의해 수신될 때에만 시스템이 피로 수준을 모니터링 및 업데이트하도록 동작할 수 있다.
햅틱 변경 결정 프로세스의 제어 루프(800)는 본원에 기술된 시스템 및 디바이스와 연관된 하나 이상의 프로세서에 의해 실행되는 프로세스 루프일 수 있다. 제어 루프(800)는 본원에 기술된 바와 같은 컴퓨터 시스템과 연관된 프로세서에 의해 실행될 수 있으며, 및/또는 본원에 기술된 바와 같은 햅틱 실행가능 디바이스와 연관된 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 일부 구현예에서, 제어 루프(800)의 상이한 동작들은, 상이한 디바이스들/시스템들 내에 위치되는 상이한 프로세서들을 포함하는 상이한 프로세서들에 의해 통신상태에서 수행될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 햅틱 효과 변경 프로세스는 햅틱 출력 커맨드 인식 동작(801)에서 프로세서에 의해 햅틱 출력 커맨드의 인식과 함께 시작할 수 있다. 햅틱 출력 커맨드는 하나 이상의 햅틱 액추에이터에서 하나 이상의 햅틱 효과를 유발하도록 구성될 수 있다. 햅틱 출력 커맨드의 인식은 햅틱 출력 커맨드의 전송, 수신 및/또는 발신(origination)이 발생되었다는 인식을 포함할 수 있다.
전송된 햅틱 출력 커맨드는, 예컨대 컴퓨터 시스템의 프로세서로부터 햅틱 실행가능 디바이스의 프로세서로 및/또는 동일 시스템 및 디바이스 내에 위치되는 2개의 프로세서 사이에서, 하나의 프로세서로부터 다른 프로세서로 전송되는 햅틱 출력 커맨드를 포함할 수 있다. 햅틱 출력 커맨드는 프로세서로부터 햅틱 액추에이터로 직접 전송되는 햅틱 출력 커맨드를 포함할 수 있다.
햅틱 출력 커맨드의 수신은 제2 프로세서로부터 제1 프로세서에 의해 수신되는 햅틱 커맨드를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 프로세서는 동일한 시스템 또는 디바이스의 일부 일 수 있으며, 및/또는 상이한 시스템 또는 디바이스 내에 위치될 수 있다.
햅틱 출력 커맨드의 발신은 실행되는 소프트웨어 명령어에 기초하여, 특정 햅틱 출력 커맨드가 적절한지를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 따라서, 예컨대 비디오 게임의 플레이를 위한 컴퓨터 시스템 실행 소프트웨어 명령어는 비디오 게임의 플레이에 기초하여 햅틱 효과를 생성하기 위한 햅틱 출력 커맨드를 발신할 수 있다.
또한, 햅틱 출력 커맨드는 햅틱 출력 트랙의 일부일 수도 있으며, 상기 트랙은 여러 개의 햅틱 출력 커맨드를 순서대로 포함한다. 이러한 햅틱 출력 트랙은 본원에 기술된 바와 같이 햅틱 출력 커맨드와 같은 동일한 방식으로 인식(예컨대, 수신, 전송 및 발신)될 수 있다.
프로세서들 사이에서 전송되는 햅틱 출력 커맨드는, 유형(예컨대, 럼블, 진동, 플렉스 등), 크기, 지속시간, 빈도수, 패턴 및 햅틱 효과를 기술하는데 필요한 임의의 다른 정보를 포함하는, 요구되는 햅틱 효과에 관한 정보를 보유하는 햅틱 정보 신호일 수 있다. 햅틱 출력 디바이스에 의해 수신될 때 햅틱 효과를 직접적으로 생성하도록 구성되는 햅틱 출력 커맨드(예컨대, 햅틱 모터로 전송되는 전압 신호)는 햅틱 작동 신호로 지칭될 수 있다. 일부 구현예에서, 햅틱 정보 신호로서 햅틱 출력 커맨드를 수신하는 프로세서는 수신된 커맨드를 해석할 수 있으며, 햅틱 액추에이터에 직접적으로 작동 신호로서 대체 햅틱 출력 커맨드를 출력할 수 있다. 일부 구현예에서, 프로세서는 실행된 소프트웨어 명령어에 응답하여 햅틱 정보 신호 및/또는 햅틱 작동 신호로서 햅틱 출력 커맨드를 생성할 수 있다.
예컨대, 햅틱 실행가능 디바이스는 2개의 햅틱 출력 디바이스, 즉 ERM 및 LRA를 포함할 수 있다. 이러한 디바이스의 각각은 특정한 입력 요건 및 특정한 출력 특성을 가질 수 있다. 햅틱 실행가능 디바이스 프로세서는 컴퓨터 시스템으로부터 햅틱 정보 신호를 수신할 수 있으며, 햅틱 실행가능 디바이스의 특정 햅틱 출력 디바이스에 의해 수행됨에 따라 햅틱 정보 신호의 요구되는 햅틱 효과를 달성하도록 구성된 햅틱 작동 신호를 출력할 수 있다. 제2 햅틱 실행가능 디바이스에서는, 동일한 햅틱 정보 신호가 제2 햅틱 실행가능 디바이스와 연관된 햅틱 출력 디바이스의 특성의 차이로 인해 상이한 햅틱 작동 신호로 처리될 수 있다.
일부 구현예에서, 햅틱 작동 신호 형태의 햅틱 출력 커맨드는 적절한 햅틱 출력 디바이스로 라우팅되기 전에 하나의 프로세서로부터 다른 프로세서로 전송될 수 있다.
햅틱 출력 커맨드 인식 동작(801)에서 수행된 햅틱 출력 커맨드 인식은 하나 이상의 햅틱 출력 커맨드가 제어 루프의 가장 최근의 반복(iteration) 내에서 수신, 전송 및/또는 발신되었는지를 결정할 수 있다. 그러한 결정은 예컨대, 제어 루프의 일부로서 연속적 반복을 기초로(on a continual iterative basis) 이루어질 수 있다.
이전 제어 루프 반복이 인식된 이후 발생하는 임의의 햅틱 출력 커맨드 이후에, 피로 수준은 동작(802)에서 업데이트될 수 있다. 상술된 바와 같이 피로 수준은 햅틱 효과 밀도 및 측정된 사용자 활동성 중 적어도 하나에 기초할 수 있다. 측정된 사용자 활동성은 제어 디바이스 사용의 측정을 포함할 수 있다. 제어 디바이스 사용은 제어 디바이스와 연관된 제어의 사용자 활동 및/또는 제어 디바이스가 사용 중인 시간의 양에 의해 특징지어질 수 있다. 제어 디바이스 사용 및 햅틱 효과 밀도의 개별 값들이 피로 수준을 결정하기 위해 조합될 수 있다. 일부 실시예에서, 햅틱 효과 밀도의 값만 및/또는 제어 디바이스 사용의 값만이 사용될 수도 있다. 상술된 바와 같이, 햅틱 효과 밀도의 계산된 값은 햅틱 출력 디바이스로 전송된 햅틱 출력 커맨드로부터 결정될 수 있으며, 제어 디바이스 사용의 값은 제어 디바이스로부터 수신된 입력에 기초하여 결정될 수 있다. 따라서, 사용자 피로의 양을 나타내는 피로 수준은 햅틱 출력 디바이스로 전송되는 햅틱 출력 커맨드 및 제어 디바이스로부터 수신되는 입력 중 하나 또는 양자 모두에 기초하여 결정될 수 있다.
햅틱 효과 밀도 및/또는 제어 디바이스 사용 뿐만 아니라 피로 수준은 총괄적으로 제어 시스템에 대해, 개별적인 액추에이터에 대해, 개별적인 사용자 입력 요소에 대해 및/또는 햅틱 효과가 가해지는 개별 몸체 부분에 대해 계산될 수 있다. 피로 수준은 시스템 내에서의 제어 디바이스 사용의 전체 및/또는 시스템에 의해 플레이된 햅틱 효과의 전체를 고려함으로써 총괄적으로 제어 시스템에 대해 계산될 수 있다. 피로 수준은 개별 액추에이터에 대해 개별적으로 계산될 수 있는데, 즉 개별 피로 수준 계산을 만들 수 있는데, 이는 특정 사용자 입력 요소와 연관된 상이한 액추에이터에 대해 햅틱 효과 밀도 및/또는 제어 디바이스 사용 모두를 포함한다. 예컨대, 사용자 입력 요소가 힘-피드백 액추에이터(force-feedback actuator) 및 진동촉각 액추에이터 각각을 갖는 경우, 피로 수준은 상기 각각에 대해 개별적으로 계산될 수 있다. 피로 수준은 특정 사용자 입력 요소에 대해 계산될 수 있는데, 즉 특정 사용자 입력 요소에 연관된 모든 액추에이터에 대해 제어 디바이스 사용 및/또는 햅틱 효과 밀도를 포함하는 피로 수준 값들을 조합할 수 있다. 햅틱 효과 밀도 및/또는 제어 디바이스 사용을 포함하는 피로 수준은 개별 몸체 부분에 대해 계산될 수도 있다. 예컨대, 사용자 입력 요소가 특정 몸체 부분이 하나보다 많은 사용자 입력 요소, 예컨대 엄지 손가락에 의해 작동되는 다중 버튼을 동작하려는 의도로 배열되는 경우, 각 버튼의 피로 수준 값은 나머지 버튼의 피로 수준 값과 조합될 수 있어서, 이들 전부를 작동하려고 의도된 엄지 손가락에 대한 누적 피로 수준 값을 생성한다.
햅틱 효과 밀도는 모니터링되는 햅틱 실행가능 디바이스와 연관된 하나 이상의 햅틱 출력 디바이스의 활성화에 따라 결정될 수 있다. 햅틱 효과 밀도는 또한 햅틱 효과를 유발하기 위해 프로세서에 의해 전송된 햅틱 출력 커맨드에 따라 결정될 수 있다. 일부 구현예에서, 햅틱 효과 밀도는, 햅틱 커맨드가 햅틱 출력 디바이스에 의해 실행되었는지 그리고 어떻게 실행되었는지를 인지하지 않은 상태에서 프로세서에 의해 전송되는 햅틱 출력 커맨드에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 비디오 게임 컨트롤러는 컨트롤러의 각 측부에 2개의 액추에이터, 및 각 트리거에 2개의 추가적인 액추에이터를 가질 수 있는데, 이는 진동촉각 및 운동감각 햅틱 피드백 양자 모두를 제공할 수 있다. 이 예에서, 각 액추에이터는 그 자체의 계산된 햅틱 효과 밀도를 가질 수 있으며, 그들 각각의 햅틱 효과 밀도 값은 필요에 따라 조합될 수도 있다.
햅틱 효과 밀도는 다양한 변수를 사용하여 계산될 수 있다. 이러한 인자는 효과 크기, 효과 지속시간, 효과 빈도수 또는 기간, 얼마나 많은 햅틱 피드백을 사용자가 원하는지에 대한 사용자 선호 설정, 및/또는 이전에 실행되었던 하나 이상의 햅틱 효과, 예컨대 이전 햅틱 효과의 특성을 나타내는 임의의 다른 인자를 포함할 수 있다. 또한, 햅틱 효과 밀도 계산은 예컨대, 트리거가 얼마나 많이 눌리는가, 사용 시 트리거의 발사(throw) 또는 거리의 백분율, 액추에이터의 강도 및 사용자의 손가락 상의 후속하는 충격 힘, 및/또는 트리거 상의 사용자 손가락의 위치 등과 같은 제어 활용과 연관된 인자를 포함할 수 있다. 또한, 햅틱 효과 밀도는 하나 이상의 인자와 다른 인자들을 조합함으로써 변경될 수 있다. 예컨대, 트리거가 완전히 눌렸을 때, 트리거를 통해 계산된 햅틱 효과의 인지된 강도는 트리거가 반만 눌렸을 때에 비해 감소될 수 있다. 따라서, 트리거 진동의 계산된 햅틱 효과 밀도는 예컨대, 절반이 눌려진 트리거에 비해 완전히 눌려진 트리거에 대해 감소될 수 있다. 상기 예시적 인자 중 임의의 인자 또는 전체 인자가 햅틱 효과 밀도를 계산하기 위해 조합될 수 있다.
햅틱 효과 밀도 계산에 대한 각각의 햅틱 효과의 효과는 햅틱 밀도 축적 인자 및 햅틱 밀도 감쇠 인자(haptic density decay factor)에 기초할 수 있다. 햅틱 밀도 축적 인자는 얼마나 강하게 햅틱 효과가 햅틱 효과 밀도 값에 기여하는지를 나타내는 반면에, 햅틱 밀도 감쇠 인자는 이러한 기여가 햅틱 효과 밀도 값으로부터 얼마나 빨리 제거되는지를 나타낸다.
햅틱 효과의 햅틱 밀도 축적 인자는 상술된 인자에 기초하여, 상기 효과가 햅틱 효과 밀도의 측정을 증가시키는 양을 지칭한다. 햅틱 밀도 축적 인자는, 상이한 종류 및 특성의 햅틱 효과에 대한 햅틱 효과 밀도의 측정을 제공하는 역할을 할 수 있기 때문에, 동일한 스케일 측정을 가능하게 하는 정규화 인자로 간주될 수 있다. 예컨대, 큰 크기와 긴 지속시간을 갖는 햅틱 효과는 동일한 크기지만 더 짧은 지속시간을 갖는 효과보다 더 높은 햅틱 밀도 축적 인자를 가질 수 있다. 다른 예에서, 햅틱 밀도 축적 인자는 다른 유형의 햅틱 효과로부터의 햅틱 효과 밀도에 대한 추가를 정규화하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 진동촉각 효과 및 운동감각 효과가 상이한 파라미터를 특징으로 하지만, 각각은 햅틱 밀도 축적 인자를 가져서, 이러한 상이한 유형의 효과가 동일한 스케일로 측정될 수 있다. 햅틱 효과 밀도는, 이전에 플레이되었던 각각의 햅틱 효과에 대한 햅틱 밀도 감쇠 인자에 의해 조정되기 때문에, 이전에 플레이되었던 각 햅틱 효과에 대한 햅틱 밀도 축적 인자의 합산에 의해 결정될 수 있다.
각 햅틱 효과는 또한 햅틱 밀도 감쇠 인자를 포함할 수도 있다. 햅틱 밀도 감쇠 인자는, 햅틱 효과 밀도에 대한 햅틱 효과의 영향이 얼마나 빨리 감소되는 가의 측정일 수 있다. 햅틱 밀도 감쇠 인자는, 햅틱 효과의 영향이 유지되는 동안 지정된 감쇠 기간에 걸쳐 햅틱 효과 밀도에 대한 햅틱 효과의 영향의 감쇠 속도 및 유형 양자 모두에 의해 결정될 수 있다. 햅틱 효과는 햅틱의 햅틱 밀도 축적 인자에 기초하여 햅틱 효과 밀도를 증가시킬 수 있다. 햅틱 효과에 의해 유발되는 햅틱 효과 밀도에 대해 증가는 이후, 햅틱 밀도 감쇠 인자의 감쇠 속도에 따라, 햅틱 효과의 지정된 감쇠 기간에 걸쳐 감소될 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 햅틱 밀도 감쇠 인자는 선형일 수 있으며, 감쇠하는 햅틱 효과의 기여가 0이 될 때까지 지정된 감쇠 기간에 걸쳐 일정 속도로의 햅틱 효과 밀도의 감소를 야기할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 햅틱 밀도 감쇠 인자는 지수적일 수 있어서, 지정된 감쇠 기간에 걸쳐 지수적 증가 또는 감소 속도로 햅틱 효과 밀도의 감소를 야기한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 햅틱 밀도 감쇠 인자는 대수적일 수 있어서, 지정된 감쇠 기간에 걸쳐 대수적 증가 또는 감소 속도로 햅틱 밀도의 감소를 유발할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 햅틱 밀도 감쇠 인자는 또한 이진성일 수 있어서, 햅틱 효과의 전체 기여를 지정된 감쇠 기간 이후에 햅틱 효과 밀도로부터 한번에 제거할 수 있다. 햅틱 밀도 감쇠 인자는 또한 특정 햅틱 효과에 의해 햅틱 효과 밀도에 기여된 양을 감소하도록 적용될 수 있는 임의의 다른 적절한 수학적 함수를 포함할 수 있다. 햅틱 밀도 감쇠 인자, 예컨대 감쇠의 속도 및 유형 및 지정된 감쇠 기간은 햅틱 효과의 성질에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 진동촉각 효과는 운동감각 효과와 다른 크기 및 유형의 감쇠를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 햅틱 효과에 대한 햅틱 밀도 감쇠 인자 및 지정된 감쇠 기간은 사용자 활동에 따라 동적으로 지정될 수 있다. 증가된 사용자 활동은 지정된 감쇠 기간을 연장시키고, 및/또는 햅틱 밀도 감쇠 인자가 햅틱 효과 밀도에 대한 햅틱 효과의 기여를 감소시키는 속도를 감소시키는 역할을 할 수 있다. 따라서, 높은 사용자 활동, 예컨대 빠른 트리거 당김 또는 버튼 누름의 조건 하에서, 임의의 개별적인 햅틱 효과의 햅틱 효과 밀도에 대한 기여는 더 길게 유지될 수 있으며 더 늦은 속도로 감소될 수 있다.
구체적인 예로서, 밀도 범위는 0에서 10일 수 있는데, 이때 0은 햅틱 밀도/피로가 없는 것을 나타내며, 10은 최대 햅틱 밀도/최대 피로를 나타낸다. 예에서, 2초 동안 10 ms 간격으로 반복하는 특정 햅틱 출력 디바이스에 대한 최대 크기 효과는 3의 햅틱 밀도 축적 인자를 산출할 수 있다. 35% 크기에서 100 ms로 작동된 추가적인 효과가 2의 햅틱 밀도 축적 인자를 산출할 수 있다. 발생된 효과들이 서로에 대해 적절한 시기에 근접하는 경우, 대략 5의 햅틱 효과 밀도가 얻어질 것이다. 효과가 30초의 선형 햅틱 밀도 감쇠 인자를 갖는 경우, 피로 수준에 대한 각 효과의 기여는 일정한 속도로 감쇠를 즉시 시작할 것이며, 이로 인해 각각의 기여는 30초 후 0이될 것이다. 이 예에서, 15초 후에 피로 수준은 대략 2.5가 될 것이다.
상술된 바와 같이, 피로 수준은 햅틱 효과 밀도 계산 및 제어 디바이스 사용의 측정 양자 모두를 포함할 수 있다. 제어 디바이스 사용의 측정은, 사용자가 제어 디바이스를 얼마나 오래 사용하였는지 및/또는 디바이스가 얼마나 자주 사용되었는지를 반영한다. 따라서, 높은 피로 수준은 더 짧은 시간동안 컨트롤러를 동작하였던 사용자에 비해 긴 시간동안 컨트롤러를 동작한 사용자에 대해 결정될 수 있다. 제어 디바이스 사용의 측정은 제어 디바이스가 얼마나 빈번하게 사용되었는지, 예컨대 트리거 당김, 버튼 누름, 조이스틱/조이패드 이동 등이 얼마나 많이 수행되었는지의 측정을 포함할 수도 있다. 일부 구현예에서, 트리거 당김, 버튼 누름 등의 깊이가 제어 디바이스 사용의 특정에 포함될 수 있다. 일부 구현예에서, 이러한 작용 각각에 요구되는 힘의 양이 제어 디바이스 사용의 측정에 포함될 수 있다. 제어 디바이스 사용의 특정은, 햅틱 효과에 대해 상술된 바와 유사하게, 제어 디바이스 사용 축적 인자 및 제어 디바이스 사용 감쇠 인자에 의해 결정될 수 있다. 즉, 상이한 제어 측정이 제어 디바이스 사용의 측정에 대해 상대적으로 더 높은 양을 기여할 수 있으며, 각 제어 이동은 시간이 흐름에 따라 제어 디바이스 사용의 측정으로부터 감쇠할 수 있다. 제어 디바이스 사용 감쇠 인자는 크기와 유형이 변경될 수 있는데, 이는 햅틱 밀도 감쇠 인자와 동일한 유형 모두를 포함한다.
동작(802)에서, 피로 수준은, 피로 수준의 이전 반복 및 업데이트 이후 발생되었던 햅틱 효과 및/또는 제어 디바이스 사용에 기초하여 업데이트될 수 있다. 발생된 각 햅틱 효과는 그 햅틱 밀도 축적 인자에 따른 햅틱 효과 밀도의 값에 기여할 수 있다. 각 제어 디바이스 사용은 그 제어 디바이스 사용 축적 인자에 따라 제어 디바이스 사용의 값에 기여할 수 있다.
또한, 동작(802)에서, 햅틱 효과 밀도 및 제어 디바이스 사용 측정은 그들이 발생된 이후의 시간에 기초하여 햅틱 효과로부터의 기여의 감쇠에 따라 감소될 수 있다. 일부 구현예에서, 피로 수준에 기여하는 각 햅틱 효과 및 제어 디바이스 사용은 그들의 축적 인자, 감쇠 인자 및 발생 시간에 따라 저장될 수 있다. 일부 구현예에서, 발생된 햅틱 효과 및/또는 제어 디바이스 사용의 모든 특성이 저장될 수 있다. 감쇠 인자, 발생 시간 및 현재 시각에 기초하여, 예컨대 그 축적 인자에 기초한 피로 수준에 대한 각 햅틱 효과 및/또는 제어 디바이스 사용의 기여가 현재 피로 수준을 결정하도록 감소될 수 있다.
상술된 바와 같이, 시스템은 피로 수준 계산에 사용되기 위한 추가적인 데이터를 수집하도록 추가적인 센서를 포함할 수 있다. 예컨대, 추가적인 센서는 생물측정 센서를 포함할 수 있다. 생물측정 센서로부터의 생물측정 데이터는 일부 실시예에서 피로 수준 계산에 포함될 수 있다. 예컨대, 특정 몸체 부분의 온도 변화가 햅틱 효과의 결과로서 증가 또는 감소된 혈류를 나타낼 수 있다. 다른 생물측정 데이터는 피로 수준을 계산하기 위해 모니터링될 수 있는데, 이는 땀 수준, 동공 팽창, 갈바닉 피부 반응 및 기타를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 이들 각각은, 사용자 피로에 기여할 수 있는 사용자의 활동 및/또는 스트레스를 측정할 수 있다. 일부 실시예에서, 시스템은 컨트롤러의 하우징 내에 추가적인 힘 센서를 포함할 수 있다. 그러한 힘 센서는 컨트롤러를 파지 또는 보유하기 위해 사용자가 사용하는 힘의 양을 측정할 수 있다. 예컨대, 움켜쥔 주먹 또는 손과 같이 활성화된 근육군으로부터의 증가된 파지력은 사용자 피로를 증가시킬 수 있다.
피로 수준은 동작(803)에서 피로 역치에 비교될 수 있다. 피로 수준과 피로 역치 사이의 비교는 햅틱 효과가 변경될 것인지 변경되지 않을지를 결정하는데 사용될 수 있다. 피로 역치는 하나 이상의 역치 수준을 포함할 수 있다. 느슨한 역치 수준이 햅틱 효과의 감소를 결정하는데 사용될 수 있다. 엄격한 역치가 하나 이상의 유형의 햅틱 효과를 제거할 것인지를 결정하는데 사용될 수 있다. 피로 수준과 피로 역치 사이의 비교에 기초하여, 시스템은 일부 또는 모든 햅틱 출력 커맨드를 변경할 것인지 예컨대, 햅틱 효과 재생으로부터 계획된 햅틱 효과를 감소 또는 제거할 것인지, 및/또는 일부 또는 모든 햅틱 출력 커맨드를 변경하지 않을 것인지를 결정할 수 있다.
햅틱 효과 변경을 결정하기 위해 피로 수준과의 비교에 사용된 피로 역치는 사전 결정될 수 있으며, 동적으로 결정될 수 있으며, 및/또는 사용자 규정될 수 있다. 일부 구현예에서, 사전 결정된 피로 역치는 평균 사용자 피로 경험에 따라 결정된 기본 설정에 따라 설정될 수 있다. 일부 구현예에서, 사용자는 사전 결정된 피로 역치를 조정하도록 허용될 수 있는데, 이는 사용자 규정 피로 역치를 설정하는 사용자 선호에 따라 역치가 증가 또는 감소될 수 있게 한다. 일부 구현예에서, 사용자는 특정 햅틱 출력 디바이스 및/또는 특정 햅틱 효과에 대한 역치를 조정하도록 허용될 수 있다. 일부 구현예에서, 피로 역치는 동적으로 결정될 수 있다. 동적 피로 역치는 예컨대, 측정된 사용자 활동에 따라 결정될 수 있다. 특정 사용자 입력 요소, 액추에이터, 몸체 부분 및/또는 전체 컨트롤러의 증가된 사용자 활동을 포함하는 사용자 활동은 햅틱 효과 변경에 요구되는 피로 역치를 낮출 수 있다. 반대로, 감소된 사용자 활동은 햅틱 효과 변경에 요구되는 피로 역치를 상승시킬 수 있다. 예컨대, 일부 게이밍 상황은 빠른 트리거 당김과 같은 빠르고 반복적인 작용을 요구한다. 이러한 유형의 사용자 활동은 예컨대, 더 낮은 피로 역치를 동적으로 조정하도록 사용될 수 있다. 따라서, 빠른 트리거 당김과 연관된 햅틱 효과가 햅틱 효과 밀도의 빠른 축적을 야기할 수 있지만, 빠른 트리거 당김은 또한 햅틱 효과 변경을 위한 동적 역치를 낮출 수도 있다.
상술된 바와 같이, 특정 피로 수준은, 전체적으로 제어 시스템에 대해, 개별 액추에이터에 대해, 개별 사용자 입력 요소에 대해, 및/또는 햅틱 효과가 가해지는 개별 몸체 부분에 대해 계산될 수 있다. 피로 역치는 유사하게, 전체적으로 제어 시스템에 대해, 개별 액추에이터에 대해, 개별 사용자 입력 요소에 대해, 및/또는 개별 몸체 부분에 대해 특정될 수 있다. 이러한 양태의 각각은, 햅틱 효과가 특정 양태에 대해 변경되게 되는 피로 역치를 규정하는 연관된 피로 프로파일을 가질 수 있다. 예컨대, 트리거 피로 수준을 비교하기 위한 피로 역치는 조이스틱 피로 수준을 비교하기 위한 피로 역치와 상이하다. 유사하게, 엄지 손가락 피로 수준에 대한 피로 역치는 검지 손가락 피로 수준에 대한 피로 역치와 상이하다.
피로 수준과 피로 역치 사이의 비교가 피로 수준이 피로 역치를 초과하였다고 결정할 때, 햅틱 효과를 변경하는 결정이 동작(804)에서 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 비교가 피로 수준이 느슨한(soft) 역치를 초과하였다는 것을 결정하면, 햅틱 효과 변경 플래그가 설정될 수 있다. 햅틱 효과 변경 플래그는, 연관된 햅틱 효과의 햅틱 밀도 축적 인자의 감소를 실시하기 위해 임의의 또는 모든 햅틱 출력 커맨드를 변경하도록 시스템의 프로세서(예컨대 컴퓨터 시스템 또는 연관된 햅틱 실행가능 디바이스의 프로세서)에 신호발신하는 역할을 할 수 있다. 햅틱 효과 변경 플래그는 이진성일 수 있는데, 이는 햅틱 효과가 변경될 것인지 변경되지 않을 것인지만을 나타낸다. 이 경우, 햅틱 효과의 변경 양은 사전에 결정될 수 있으며, 및/또는 사용자에 의해 결정될 수 있다. 햅틱 효과 변경 플래그는, 햅틱 효과가 감소될 양을 나타내는 값을 포함할 수도 있다. 일부 실시예에서, 햅틱 변경 플래그의 값은, 피로 수준이 느슨한 역치를 초과하는 양에 따라 결정될 수 있다. 다른 예에서, 피로 수준과 피로 역치 사이의 비교가 피로 수준이 엄격한 피로 역치를 초과하였다고 결정하면, 햅틱 효과 변경 플래그는 미래의 햅틱 효과가 취소되는 것을 지시하도록 설정될 수 있다.
햅틱 효과 변경은 햅틱 출력 디바이스에 의해 생성되는 효과를 변경하는 햅틱 출력 커맨드에 대한 변화를 포함할 수 있다. 이러한 변경은 그 햅틱 밀도 축적 인자를 감소시키고 그에 따라 미래의 햅틱 효과 밀도 수준을 감소시키기 위한, 계획된 햅틱 효과에 대한 조정을 포함할 수 있다. 따라서, 햅틱 출력 커맨드는 햅틱 효과의 세기, 크기, 지속시간 및/또는 빈도수를 감소시키기 위해 변경될 수 있다. 햅틱 출력 커맨드는, 특정한 양만큼 계획된 햅틱 효과의 햅틱 밀도 축적 인자를 감소시키기 위해, 사전에 결정된 수준으로 햅틱 효과를 감소시키기 위해 및/또는 원래 의도된 값의 일정 백분율만큼 햅틱 효과를 감소시키기 위해 변경될 수 있다. 일부 구현예에서, 햅틱 출력 커맨드는 개별 햅틱 효과의 햅틱 밀도 축적 인자를 변경하기 위해 변경될 수 있다. 예컨대, 일련의 진동의 총 햅틱 밀도 축적 인자는 시리즈로 각 진동의 세기 및/또는 지속시간을 감소시킴으로써 감소될 수 있다. 일부 구현예에서, 햅틱 출력 커맨드는 개별 햅틱 효과의 그룹화의 햅틱 밀도 축적 인자를 변경하기 위해 변경될 수 있다. 예컨대, 일련의 진동의 총 햅틱 밀도 축적 인자는 매번의 다른 진동을 제거함으로써 감소될 수 있다.
일부 실시예에서, 햅틱 효과 변경은 원래의 햅틱 출력 트랙으로부터 변경된 햅틱 출력 트랙으로의 스위칭을 포함할 수 있다. 원래의 햅틱 출력 트랙은 변경되지 않은 햅틱 효과를 유발하기 위해 사용되는 표준 햅틱 출력 트랙일 수 있다. 햅틱 변경 플래그가 설정되고 햅틱 효과 변경이 요구되면, 대안적이고 변경된 햅틱 출력 트랙은 피로 수준이 다시 역치 아래로 떨어질 때까지 변경된 햅틱 효과를 유발하는데 사용될 수 있다. 원래의 햅틱 출력 트랙 및 변경된 햅틱 출력 트랙 모두는 사전기록될 수 있다.
일부 실시예에서, 햅틱 효과 변경은 제어 디바이스 사용 축적 인자를 감소시키기 위한 햅틱 출력 커맨드에 대한 변경을 포함할 수 있다. 예컨대, 트리거 당김의 발사 또는 거리의 증가는 제어 디바이스 사용 축적 인자의 증가를 야기한다. 햅틱 출력 커맨드의 변경은 사용자에 의해 플레이되고 있는 게임에서 요구되는 효과를 유발하는데 필요한 트리거 발사의 양을 감소시키는 것을 포함할 수 있다. 햅틱 출력 커맨드에 대한 변경은 트리거 당김에 요구되는 힘의 양을 감소시킴으로써 및/또는 사용자가 트리거 당김을 완료하는 것을 돕는 힘을 제공하도록 힘 피드백 햅틱 출력 디바이스를 사용함으로써 사용자의 트리거 당김을 보조하는 것을 포함할 수 있다. 유사한 변경이 버튼 및 조이스틱/조이패드를 포함하는 사용자 입력 방법의 다른 유형과 연관하여 햅틱 출력 디바이스를 수반하여 수행될 수 있다.
일부 실시예에서, 햅틱 효과 변경은 교호식 액추에이터, 교호식 사용자 입력 요소, 및/또는 교호식 몸체 부분에서 햅틱 효과를 유발하기 위한 햅틱 출력 커맨드에 대한 변경을 포함할 수 있다. 특정 액추에이터, 사용자 입력 요소 및/또는 몸체 부분과 연관된 피로 수준이 그러한 액추에이터, 사용자 요소 및/또는 몸체 부분과 연관된 피로 역치를 초과하였을 대, 햅틱 효과는 상이한 액추에이터, 사용자 요소 및/또는 몸체 부분에서 구현될 수 있다. 예컨대, 사용자의 우측 검지 손가락이 피로 역치를 초과하는 연관된 피로 수준을 갖는다는 것을 결정하는 경우, 햅틱 출력 커맨드는 사용자의 우측 엄지 손가락이 휴식하도록 의도된 곳에 위치되는 액추에이터를 활성화함으로써 우측 검지 손가락에 대해 의도된 햅틱 효과가 사용자의 우측 엄지 손가락에 의해 경험되도록 변경될 수 있다. 따라서, 사용자는, 임의의 한 손가락에서 과도한 피로를 경험하지 않으면서 원래 의도된 햅틱 효과와 적어도 어느 정도 유사한 햅틱 효과를 경험한다.
일부 실시예에서, 햅틱 효과 변경은 원래 의도된 햅틱 효과를 청각 및/또는 다른 효과로 대체하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 전체 컨트롤러와 연관된 피로 수준이 피로 역치를 초과한 경우, 햅틱 효과 변경은 증가된 크기의 청각 효과와 낮춰진 크기의 럼블 효과를 조합하는 것을 포함할 수 있다.
동작(803)에서의 피로 수준과 피로 역치 사이의 비교가 피로 수준이 피로 역치를 초과하지 않았다고 결정할 때, 햅틱 출력 커맨드를 변경하지 않는 결정이 동작(805)에서 이루어질 수 있다. 이러한 결과가 발생하면, 임의의 사전에 설정된 햅틱 변경 플래그는 제거될 수 있으며, 모든 미래의 햅틱 효과는 새로운 햅틱 변경 플래그가 설정될 때까지 초기에 의도된 바에 따라 발생될 수 있다.
일부 구현예에서, 시스템은 다중 햅틱 출력 디바이스 그룹에 따라 복수의 햅틱 변경 플래그를 결정할 수 있다. 상술된 바와 같이, 시스템과 연관된 제어 디바이스는 하나보다 많은 햅틱 출력 디바이스를 포함할 수 있다. 도 8의 햅틱 변경 결정 프로세스의 제어 루프(800) 동안, 피로 수준은 다중 햅틱 출력 디바이스 그룹에 대해 결정될 수 있는데, 이러한 그룹은 제어 디바이스 내의 각각의 햅틱 출력 디바이스에 대한 그룹을 개별적으로, 햅틱 출력 디바이스의 그룹을 조합으로 및/또는 모든 햅틱 출력 디바이스에 대한 그룹을 포함할 수 있다. 각각의 결정된 피로 수준은 그와 연관된 햅틱 출력 디바이스 그룹에 적합한 피로 역치에 비교될 수 있으며, 시스템은 각각의 햅틱 출력 디바이스 그룹에 대해 개별적인 햅틱 변경 플래그를 설정할 수 있다. 따라서, 사실상 시스템은 예컨대, 좌측 트리거에 부속된 햅틱 출력 커맨드가 변경 대상인 반면에, 우측 트리거에 부속된 햅틱 출력 커맨드는 변경되지 않고 유지될 것을 결정할 수 있다. 일부 구현예에서, 단일 프로세스 제어 루프(800)는 모든 햅틱 출력 디바이스 그룹에 대한 햅틱 출력 변경을 결정하도록 수행될 수 있다. 일부 구현예에서, 다중 프로세스 제어 루프(800)가 실행될 수 있는데, 극 각각은 하나 이상의 햅틱 출력 디바이스 그룹에 대한 햅틱 변경을 결정하는 것과 연관된다.
도 8의 햅틱 변경 결정 프로세스의 제어 루프(800)는 루프 반복 동작(806)에서 완료된다. 이후, 제어 루프는 햅틱 출력 커맨드 인식 동작(801)으로 복귀하여, 이전 햅틱 출력 커맨드 인식 동작(801) 이후에 햅틱 출력 커맨드가 발생되었는지를 결정한다.
그 결과, 도 8의 햅틱 변경 결정 프로세스의 제어 루프(800)는 피로 수준의 연속적으로 업데이트되는 결정을 유지할 수 있으며, 그 피로 수준을 기초로 햅틱 변경 플래그를 설정할 수 있다. 햅틱 변경 플래그는 도 9에 도시된 햅틱 커맨드 프로세스(900)에 도시된 바와 같이 햅틱 출력 커맨드를 변경할 것인지 변경하지 않을 것인지를 결정하기 위해 시스템과 연관된 프로세서에 의해 참조될 수 있다.
도 9는 햅틱 출력 커맨드를 변경 및 출력할 수 있는 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능한 햅틱 커맨드 프로세스(900)를 도시한다.
동작(902)에서, 햅틱 출력 커맨드는 컴퓨터 시스템 및/또는 연결된 햅틱 실행가능 디바이스와 연관된 적어도 하나의 프로세서에 의해 결정될 수 있다. 결정된 햅틱 출력 커맨드는 햅틱 실행가능 디바이스와 연관된 하나 이상의 햅틱 출력 디바이스에 의해 하나 이상의 햅틱 효과를 유발하도록 구성될 수 있다. 햅틱 출력 커맨드는 따라서 원래 햅틱 효과를 수행하도록 햅틱 출력 디바이스를 활성화하는 명령어를 포함할 수 있다. 햅틱 출력 커맨드의 결정은 햅틱 출력 커맨드를 유발 및/또는 수신하는 것을 포함할 수 있다. 햅틱 커맨드를 유발하는 것은 상술된 바와 같이, 소프트웨어 명령어의 실행에 기초한 햅틱 출력 커맨드의 생성을 포함할 수 있다. 햅틱 출력 커맨드를 수신하는 것은 다른 프로세서로부터 하나의 프로세서에 의해 햅틱 출력 커맨드를 수신하는 것을 포함할 수 있다.
동작(904)에서, 햅틱 커맨드 변경 상태는 컴퓨터 시스템 및/또는 연결된 햅틱 실행가능 디바이스와 연관된 적어도 하나의 프로세서에 의해 결정될 수 있다. 햅틱 커맨드 변경 상태는 특정 햅틱 커맨드를 변경할 것인지 그리고 어떻게 변경할 것인지에 대한 정보를 포함할 수 있다. 도 9의 구현예에서, 햅틱 커맨드 변경 상태는 햅틱 출력 커맨드를 변경할 것인지 그리고 어떻게 변경할 것인지에 대한 정보를 포함할 수 있다. 상술된 바와 같이, 햅틱 커맨드 변경은 햅틱 출력 커맨드에 의해 구체화된 하나 이상의 햅틱 효과의 세기, 크기, 빈도수 및 지속시간에 대한 변경을 포함할 수 있다. 햅틱 커맨드 변경은 하나 이상의 특정된 햅틱 효과의 제거를 더 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 햅틱 커맨드 변경 상태의 결정은 결정된 햅틱 출력 커맨드에 대응하는 햅틱 변경 플래그를 확인하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 진동 햅틱 효과를 특정 햅틱 출력 디바이스에 제공하기 위한 햅틱 출력 커맨드는 특정 햅틱 출력 디바이스와 연관된 모든 햅틱 변경 플래그의 확인으로 이어질 수 있다. 상술된 바와 같이, 햅틱 출력 디바이스는 변경 플래그 목적을 위해 하나 이상의 햅틱 출력 디바이스 그룹에 포함될 수 있다. 또한, 상술된 바와 같이, 햅틱 변경 플래그는, 햅틱 커맨드가 예컨대 효과의 감소 및/또는 효과의 취소에 의해 변경되는 방식을 나타낼 수 있다. 햅틱 변경 플래그에 따라, 햅틱 커맨드 변경 상태가 결정될 수 있다.
동작(906)에서, 대체 햅틱 출력 커맨드가 컴퓨터 시스템 및/또는 연결된 햅틱 실행가능 디바이스와 연관된 적어도 하나의 프로세서에 의해 결정될 수 있다. 대체 햅틱 커맨드는 햅틱 출력 커맨드 및 햅틱 커맨드 변경 상태에 기초하여 결정될 수 있다.
햅틱 커맨드 변경 상태가 변경이 필요하지 않다는 것을 지시하는 경우, 대체 햅틱 출력 커맨드는 원래 햅틱 출력 커맨드에 의해 지시된 것과 동일한 햅틱 출력 효과를 유발하도록 구성되는 햅틱 출력 커맨드일 수 있다. 이 경우, 원래 햅틱 출력 커맨드 및 대체 햅틱 출력 커맨드는 동일할 수 있다. 이 시나리오에서, 원래 햅틱 출력 커맨드 및 대체 햅틱 출력 커맨드는 상이할 수도 있다. 상술된 바와 같이, 햅틱 출력 커맨드는 그들의 소스 및 목표에 따라 상이할 수 있다. 예컨대, 햅틱 실행가능 디바이스와 연관된 프로세서는 컴퓨터 시스템과 연관된 프로세서로부터의 햅틱 출력 커맨드를 수신할 수 있다. 햅틱 실행가능 디바이스 프로세서는 햅틱 커맨드 변경 상태에 기초하여 햅틱 효과 변경이 필요하지 않다고 결정할 수 있지만, 햅틱 실행가능 디바이스와 연관된 햅틱 출력 디바이스에 의한 수신에 대해 개조된 대체 햅틱 커맨드를 출력할 수 있다. 예컨대, 햅틱 실행가능 디바이스 프로세서는 계획된 햅틱 효과의 특정 설정을 요구하는 햅틱 정보 신호를 수신할 수 있다. 햅틱 실행가능 디바이스 프로세서는 햅틱 출력 디바이스에 의해 수신되었을 때 햅틱 정보 신호를 처리할 수 있으며 계획된 햅틱 효과의 특정 세트를 유발하도록 구성된 햅틱 작동 신호를 출력할 수 있다. 따라서, 이 상황에서, 제1 수신 햅틱 출력 커맨드 및 제2 전송 햅틱 출력 커맨드는 상이하지만, 대체 햅틱 출력 커맨드는 햅틱 효과 변경을 위해 개조되지 않는다.
햅틱 커맨드 변경 상태가 변경이 필요하다는 것을 지시하는 경우, 대체 햅틱 출력 커맨드는 원래 햅틱 출력 커맨드에 의해 지시된 것에 대해 변경된 햅틱 효과를 유발하도록 구성되는 햅틱 출력 커맨드일 수 있다. 본원에 기술된 임의의 그리고 모든 햅틱 효과 변경은 대체 햅틱 출력 커맨드에 적용될 수 있다.
일부 구현예에서, 햅틱 커맨드 변경 상태가 햅틱 효과 변경이 필요하다는 것을 지시하는 경우, 프로세서는 원래 햅틱 출력 커맨드의 무효화 지시자(override indicator)에 기초하여, 원래 햅틱 출력 커맨드에 의해 지시된 것과 동일한 햅틱 효과를 유발하도록 구성된 대체 햅틱 출력 커맨드를 출력한다. 예컨대, 비디오 게임에서, 특정 햅틱 효과는 게임플레이에 필수적이어서, 그것을 변경하는 것은 사용자 경험에 해로울 수 있다. 그러한 햅틱 효과를 나타내는 햅틱 출력 커맨드는 무효화 지시자를 포함할 수 있다. 무효화 지시자를 식별하면, 프로세서는 효과 변경이 요구되는 것을 지시하는 햅틱 커맨드 변경 상태에도 불구하고 원래 햅틱 효과를 나타내는 대체 햅틱 출력 커맨드를 결정할 수 있다.
동작(908)에서, 대체 햅틱 출력 커맨드가 컴퓨터 시스템 및/또는 연결된 햅틱 실행가능 디바이스와 연관된 적어도 하나의 프로세서에 의해 출력될 수 있다. 상술된 바와 같이, 대체 햅틱 출력 커맨드는 햅틱 효과를 생성하기 위한 커맨드를 지시하고, 동작(906)의 결과에 따라 변경되거나 변경되지 않은 햅틱 효과를 생성하는 커맨드일 수 있다. 대체 햅틱 출력 커맨드는 변경되거나 변경되지 않은 햅틱 효과를 직접 또는 간접으로 유발하도록 프로세서의 의해 출력될 수 있다. 대체 햅틱 출력 커맨드는 예컨대, 작동을 유발하기 위해 햅틱 출력 디바이스를 작동시키도록 햅틱 출력 디바이스에 직접적으로 송출된 햅틱 제어 신호를 포함한다. 또한, 대체 햅틱 출력 커맨드는 예컨대, 다른 프로세서를 통해 햅틱 출력 디바이스에 간접적으로 송출된 커맨드를 포함할 수 있다.
도 9와 합치되는 대안적 구현예에서, 피로 수준은 업데이트될 수 있으며, 역치 비교는 햅틱 출력 커맨드가 수신될 때 발생할 수 있다. 본 시스템의 그러한 구현예에서, 도 8의 햅틱 변경 결정 프로세스의 제어 루프(800)는 요구되지 않는다. 대신에, 동작(904)에서 햅틱 커맨드 변경 상태는 피로 수준의 업데이트하는 것과, 햅틱 출력 커맨드를 변경할 것인지를 결정하기 위한 피로 역치에 업데이트된 피로 수준을 비교하는 것을 포함할 수 있다. 피로 수준 업데이트 및 역치 비교는 햅틱 출력 커맨드가 수신될 때 발생할 수 있다. 이러한 구현예에서, 피로 수준은 동작(802)에 대해 기술된 것과 동일한 방식으로 업데이트될 수 있다. 이전 피로 수준 업데이트 이후로 발생되었던 모든 이전 햅틱 효과는 그 각각의 햅틱 밀도 축적 인자에 따라 피로 수준을 업데이트하도록 처리될 수 있다. 이전 피로 수준 업데이트 이후로의 제어 디바이스 사용은 각각의 제어 디바이스 사용 축적 인자에 따라 피로 수준을 업데이트하도록 처리될 수 있다. 피로 수준은 햅틱 밀도 감쇠 인자, 제어 디바이스 사용 감쇠 인자, 및 각각의 햅틱 효과 및 제어 디바이스 사용의 발생 이후 경과된 시간에 따라 추가로 업데이트될 수 있다. 업데이트 후에, 피로 수준은 동작(803)에 대해 상술된 것과 유사하게, 햅틱 커맨드 변경 상태를 결정하기 위해 피로 역치에 비교될 수 있다. 결정된 햅틱 커맨드 변경 상태는 원래 햅틱 출력 커맨드를 변경할 것인지 그리고 어떻게 변경할 것인지에 대한 정보를 포함할 수 있다. 상술된 바와 같이, 햅틱 커맨드 변경은 햅틱 출력 커맨드에 의해 구체화된 하나 이상의 햅틱 효과의 세기, 크기, 빈도수 및 지속시간에 대한 변경을 포함할 수 있다. 햅틱 커맨드 변경은 하나 이상의 특정된 햅틱 효과의 제거를 더 포함할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예와 합치되는, 햅틱 효과를 변경하기 위한 시스템의 동작을 도시하는 프로세스 다이어그램이다. 햅틱 시스템 커맨드 프로세스(1000)는 시스템 내의 햅틱 밀도를 변경하기 위해 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 햅틱 시스템 커맨드 프로세스(1000)는 햅틱 재생 시스템의 사용 도중 연속적으로 작동할 수 있으며, 햅틱 밀도를 연속적으로 계산할 수 있으며, 필요에 따라 햅틱 출력 수준을 조정할 수 있다.
동작(1002)에서, 햅틱 재생 시스템이 시작된다. 햅틱 재생 시스템은 시스템과 함께 사용하는 다양한 햅틱 실행가능 디바이스를 포함한다. 예컨대, 햅틱 재생 시스템은, 그 내부에 포함되는 임의의 럼블 유형 진동 액추에이터 뿐만 아니라 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같은 하나 이상의 한손 또는 양손 컨트롤러의 햅틱 실행가능 트리거, 버튼 및 조이스틱을 포함할 수 있다.
동작(1004)에서, 도 10을 참조하면 햅틱 재생의 밀도 또는 햅틱 재생 밀도로도 지칭될 수 있는 햅틱 효과 밀도가 계산될 수 있다. 햅틱 재생의 밀도는 전체적으로 시스템에 대해, 시스템 내의 개별 햅틱 실행가능 디바이스 각각에 대해, 그리고 특정 사용자 몸체 부분에 대해 계산될 수 있다. 예컨대, 좌우 햅틱 실행가능 트리거뿐만 아니라 좌우 럼블 디바이스를 갖는 컨트롤러를 포함하는 시스템에서, 각각의 럼블 디바이스 및 트리거는 그 자체의 햅틱 효과 밀도를 가질 수 있는 반면에, 상기 디바이스 전부의 조합이 전체 시스템의 햅틱 효과 밀도를 나타낼 수 있다. 시스템이 동일 몸체 부분, 예컨대 우측 검지 손가락에 의해 활성화되도록 의도된 우측 범퍼 및 우측 트리거에 의해 사용되도록 의도된 다중 피조작부를 갖는 컨트롤러를 포함하는 경우, 시스템은 우측 검지 손가락에 의해 경험되는 햅틱 효과 밀도를 결정하기 위해 트리거와 범퍼 양자 모두와 연관된 햅틱 효과 밀도를 조합할 수 있다. 햅틱 효과 밀도는 실행되는 햅틱 효과의 크기, 지속시간, 및 빈도수 또는 기간에 따라 계산될 수 있다. 햅틱 실행가능 힘-피드백 트리거에 대해, 햅틱 효과 밀도는 트리거 눌림의 백분율, 트리거 이동의 발사 또는 거리의 백분율, 사용자 손가락에 대한 충격 힘의 양, 트리거 상의 사용자 손가락의 위치 및 기타에 따라 계산될 수 있다. 각각의 실행된 햅틱 효과는 실행 후 지정된 기간 예컨대, 감쇠 기간 동안 햅틱 재생 밀도에 기여할 수 있다. 감쇠 기간 동안, 햅틱 재생 밀도에 대한 특정 햅틱 효과의 기여는 실행 이후의 시간을 기초로 감소될 수 있다. 일부 구현예에서, 햅틱 재생 밀도에 대한 특정 햅틱 효과의 기여는 감쇠 기간 전체를 통해 동일하게 유지될 수 있다. 감쇠 기간이 만료된 후, 재생 밀도에 대한 각각의 햅틱 효과의 기여는 제거된다.
동작(1006)에서, 시스템은 시스템 내의 햅틱 재생의 밀도가 조정을 요구하는 지를 결정할 수 있다. 조정 결정은 사전 결정된 밀도 역치 또는 사용자 선호 밀도 역치 중 하나와 전체 시스템의 계산된 햅틱 재생 밀도 사이의 비교에 기초하여 이루어질 수 있다. 햅틱 재생 밀도가 역치를 초과하는 경우, 햅틱 재생의 밀도를 감소하는 결정이 이루어질 수 있다. 햅틱 재생 밀도가 역치를 초과하지 않는 경우, 기본 또는 원래 햅틱 출력 수준에 대응하도록 햅틱 재생의 밀도를 증가시키는 결정이 이루어질 수 있다.
동작(1008)에서, 시스템은 동작(1006)에서 수행된 결정에 따라 햅틱 출력 수준을 조정할 수 있다. 햅틱 재생 밀도가 (사전에 결정된 또는 사용자 선호의) 역치를 초과한 경우, 햅틱 출력 수준은 미래 햅틱 재생 밀도를 감소시키기 위해 조정될 수 있다. 햅틱 출력 수준은 각 햅틱 효과의 크기, 지속시간, 및 빈도수 또는 기간을 변경함으로써 조정될 수 있다. 힘 피드백 트리거의 경우, 허용가능한 발사 거리(throw distance)가 최대 발사 거리의 백분율로 감소될 수 있다. 예컨대, 힘 피드백 액추에이터는 각 트리거 당김에 대해 이용될 수 있는 총 거리를 제한할 수 있다. 동작(1008)의 결론에서, 시스템 흐름은 햅틱 재생 밀도를 계산하기 위해 동작(1004)으로 복귀할 수 있다.
햅틱 커맨드 프로세스(1000)의 실행 도중, 다른 시스템 작용, 예컨대 게임-플레이는 햅틱 커맨드 프로세스(1000)와 별개로 연속될 수 있다. 햅틱 커맨드 프로세스(1000)는 동작(1004, 1006, 1008)을 통해 연속적으로 순환할 수 있어서, 현재 햅틱 재생 밀도를 계산하고 그에 따라 햅틱 출력 수준을 상하 조정할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예와 합치되는, 햅틱 효과를 변경하기 위한 제어 루프의 동작을 도시하는 프로세스 다이어그램이다. 햅틱 제어 루프(1100)는 시스템 내의 햅틱 효과 밀도를 변경하기 위한 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 수 있다.
동작(1102)에서, 햅틱 효과가 현재 실행되고 있는지가 결정된다. 효과가 현재 실행중이라는 결정이 이루어지면, 동작(1103)에서 효과의 밀도 값 또는 등급(rating)으로도 지칭되는 햅틱 밀도 축적 인자가 시스템 내의 총 햅틱 효과 밀도 또는 피로 값에 추가되고, 제어 루프는 햅틱 효과 실행을 위한 확인을 계속하도록 동작(1102)으로 복귀할 수 있으며, 햅틱 효과 또는 이전 햅틱 효과가 그들의 지정된 감쇠 기간 도는 감쇠 역치 내에서 발생하였는지를 결정하기 위해 동작(1105)으로 진행하는데, 이는 후술될 것이다.
효과가 동작(1102)에서 플레이되고 있지 않다고 결정되면, 동작(1104)에서 최근 실행된 햅틱 효과의 밀도 값 또는 등급이 결정될 수 있다. 이후, 이러한 밀도 값 또는 등급은 그들의 햅틱 밀도 감쇠 인자에 기초하여 평가되어, 동작(1105)에서 그 지정된 감쇠 기간 또는 감쇠 역치 내에서 효과가 발생하였는지를 결정한다. 지정된 감쇠 기간 내에서 플레이된 효과의 햅틱 밀도 값 또는 등급은 동작(1103)에서 총 햅틱 효과 밀도 값에 계속 기여할 수 있다. 일부 구현예에서, 이러한 햅틱 효과 밀도 등급은 실행 이후의 시간에 따라, 즉 지정된 감쇠 기간에 대한 감쇠 속도에 따라 감소될 수 있다. 지정된 감쇠 기간 외측에서 플레이된 효과의 햅틱 효과 밀도 등급은 햅틱 효과 밀도 값으로부터 제거될 수 있으며, 햅틱 효과 밀도 값은 동작(1106)에서 적절한 양만큼 감소될 수 있다.
동작(1107)에서, 총 햅틱 효과 밀도 값은, 햅틱 효과 밀도 값이 용인될 수 있는 파라미터 내에 잔류하는 지를 결정하기 위해 사전에 결정된 피로, 역치, 동적 피로 역치 및/또는 사용자 규정 피로 역치와 비교될 수 있다. 햅틱 효과 밀도 값이 역치를 초과하는 경우, 추가의, 다음의 또는 미래의 햅틱 효과가 동작(1109)에서 변경, 예컨대 감소, 약화 또는 제거될 수 있다. 햅틱 효과 밀도 값이 역치를 초과하지 않는 경우, 추가의, 다음의 또는 미래의 햅틱 효과는 동작(1108)에서 변경되지 유지될 수 있다. 동작(1109, 1108)에 후속하여, 제어가 햅틱 제어 루프(1100)의 시작으로 복귀할 수 있다.
따라서, 사용자 피로를 나타내는 피로 수준에 따라 햅틱 효과 변경을 수행하는 시스템, 디바이스 및 방법이 제공된다. 본 발명에 따른 다양한 실시예가 상술되었지만, 이는 단지 도시 및 예시를 위해서 제공되었으며 제한을 위해 제공되지 않았다는 것이 이해되어야 한다. 형태 및 세부 사항의 다양한 변화가 본 발명의 사상 및 범주 내에서 이루어질 수 있다는 것은 관련 분야의 기술자에게 명확할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위 및 범주는 상술된 예시적 실시예 중 어느 것에 의해서도 제한되지 않으며, 단지 첨부된 청구항 및 그 균등물에 따라 규정되어야 한다. 본원에 인용된 각각의 참조문헌 및 본원에 기술된 각 실시예의 각각의 구성은 임의의 다른 실시예의 구성과 조합하여 사용될 수 있다는 것도 이해될 것이다. 즉, 햅틱 효과를 렌더링하는 상기 방법의 양태는 본원에 기술된 다른 방법과의 임의의 조합에서 사용될 수 있으며, 상기 방법은 개별적으로 사용될 수 있다. 본원에 기술된 모든 특허 및 공보는 그 전체가 본원에 참조로서 포함된다.

Claims (26)

  1. 햅틱 실행가능 디바이스의 햅틱 효과를 변경하기 위한 디바이스이며,
    적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는
    원래 햅틱 효과를 수행하도록 햅틱 출력 디바이스를 활성화하는 명령어를 포함하는 햅틱 출력 커맨드를 결정하고,
    햅틱 출력 디바이스로 전송되는 햅틱 출력 커맨드 및 제어 디바이스로부터 수신되는 입력 중 적어도 하나에 기초하여 사용자 피로의 양을 나타내는 피로 수준을 결정하고,
    사전에 결정된 피로 역치에 상기 피로 수준을 비교하고,
    상기 사전에 결정된 피로 역치에 대한 상기 피로 수준의 비교에 기초하여, 원래 햅틱 효과 대신에, 변경된 햅틱 효과를 수행하도록 햅틱 출력 디바이스를 활성화하는 명령어를 포함하는 대체 햅틱 출력 커맨드를 결정하는
    컴퓨터 명령어를 실행하도록 구성되는
    디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 피로 수준은 햅틱 출력 디바이스에 의해 출력되는 이전 햅틱 효과의 특성에 따라 결정되는 햅틱 효과 밀도에 기초하여 결정되고, 상기 특성은 이전 햅틱 효과의 빈도수, 크기 및 지속시간 중 적어도 하나를 포함하는 디바이스.
  3. 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는
    이전 햅틱 효과의 특성에 따라 햅틱 효과 밀도의 값을 증가시키는 명령어를 더 포함하는 디바이스.
  4. 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는
    이전 햅틱 효과의 발생 이후 경과된 시간에 따라 햅틱 효과 밀도의 값을 감소시키는 명령어를 더 포함하는 디바이스.
  5. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 제어 디바이스를 사용하는 시간의 양 및 제어 디바이스와 연관된 제어의 활성화 중 적어도 하나를 포함하는 측정된 사용자 활동에 따라 피로 수준을 증가시키는 명령어를 더 포함하는 디바이스.
  6. 제5항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 제어 디바이스와 연관된 제어의 가장 최근 활성화 이후의 시간의 양에 따라 피로 수준을 감소시키는 명령어를 더 포함하는 디바이스.
  7. 제1항에 있어서, 대체 햅틱 출력 커맨드를 결정하기 위한 프로세서 명령어는 변경된 햅틱 효과를 생성하기 위한 명령어를 포함하는 대체 햅틱 출력 커맨드를 결정하는 명령어를 포함하고, 변경된 햅틱 효과는 원래 햅틱 효과의 크기, 지속시간 및 빈도수 중 적어도 하나의 감소를 포함하는 디바이스.
  8. 제1항에 있어서, 대체 햅틱 출력 커맨드를 결정하는 프로세서 명령어는 원래 햅틱 효과를 제거하는 명령어를 포함하는 디바이스.
  9. 제1항에 있어서, 대체 햅틱 출력 커맨드를 결정하는 프로세서 명령어는 사용자에게 햅틱 보조를 제공하는 명령어를 포함하는 디바이스.
  10. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 사전에 결정된 피로 역치를 결정하기 위해 사용자 입력을 수신하는 명령어를 더 포함하는 디바이스.
  11. 제1항에 있어서, 상기 디바이스는 햅틱 출력 디바이스를 포함하는 디바이스.
  12. 제11항에 있어서, 상기 디바이스는 제어 디바이스를 포함하는 디바이스.
  13. 제1항에 있어서, 햅틱 통신 유닛을 더 포함하고,
    상기 햅틱 통신 유닛은
    햅틱 액추에이터를 포함하는 햅틱 실행가능 디바이스에 연결되고,
    연결된 햅틱 실행가능 디바이스에 햅틱 출력 커맨드를 출력하도록 구성되는
    디바이스.
  14. 컴퓨터 명령어를 실행하는 적어도 하나의 프로세서에 의해 수행되는, 햅틱 효과를 변경하기 위한 컴퓨터-구현 방법이며, 상기 방법은
    상기 적어도 하나의 프로세서에 의해, 원래 햅틱 효과를 수행하도록 햅틱 출력 디바이스를 활성화하는 명령어를 포함하는 햅틱 출력 커맨드를 결정하는 단계와,
    상기 적어도 하나의 프로세서에 의해, 햅틱 출력 디바이스로 전송되는 햅틱 출력 커맨드 및 제어 디바이스로부터 수신되는 입력 중 적어도 하나에 기초하여 사용자 피로의 양을 나타내는 피로 수준을 결정하는 단계와,
    상기 적어도 하나의 프로세서에 의해, 사전에 결정된 피로 역치에 상기 피로 수준을 비교하는 단계와,
    상기 적어도 하나의 프로세서에 의해, 상기 사전에 결정된 피로 역치에 대한 상기 피로 수준의 비교에 기초하여, 원래 햅틱 효과 대신에, 변경된 햅틱 효과를 수행하도록 햅틱 출력 디바이스를 활성화하는 명령어를 포함하는 대체 햅틱 출력 커맨드를 결정하는 단계를 포함하는, 컴퓨터-구현 방법.
  15. 제14항에 있어서, 피로 수준은 햅틱 출력 디바이스에 의해 출력되는 이전 햅틱 효과의 특성에 따라 결정되는 햅틱 효과 밀도에 기초하여 결정되고, 상기 특성은 이전 햅틱 효과의 빈도수, 크기 및 지속시간 중 적어도 하나를 포함하는 컴퓨터-구현 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    이전 햅틱 효과의 특성에 따라 햅틱 효과 밀도의 값을 증가시키는 단계를 더 포함하는 컴퓨터-구현 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    이전 햅틱 효과의 발생 이후 경과된 시간에 따라 햅틱 효과 밀도의 값을 감소시키는 단계를 더 포함하는 컴퓨터-구현 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    제어 디바이스를 사용하는 시간의 양 및 제어 디바이스와 연관된 제어의 활성화 중 적어도 하나를 포함하는 사용자의 측정된 활동에 따라 피로 수준을 증가시키는 단계를 더 포함하는 컴퓨터-구현 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    제어 디바이스와 연관된 제어의 가장 최근의 활성화 이후 경과된 시간의 양에 따라 피로 수준을 감소시키는 단계를 더 포함하는 컴퓨터-구현 방법.
  20. 제14항에 있어서, 대체 햅틱 출력 커맨드를 결정하는 단계는 변경된 햅틱 효과를 생성하는 명령어를 포함하는 대체 햅틱 출력 커맨드를 결정하는 단계를 포함하고, 상기 변경된 햅틱 효과는 원래 햅틱 효과의 크기, 지속시간 및 빈도수 중 적어도 하나의 감소를 포함하는 컴퓨터-구현 방법.
  21. 제14항에 있어서, 대체 햅틱 출력 커맨드를 결정하는 단계는 원래 햅틱 효과를 제거하는 단계를 포함하는 컴퓨터-구현 방법.
  22. 제14항에 있어서, 대체 햅틱 출력 커맨드를 결정하는 단계는 사용자에게 햅틱 보조를 제공하는 명령어를 포함하는 대체 햅틱 출력 커맨드를 결정하는 단계를 포함하는 컴퓨터-구현 방법.
  23. 제14항에 있어서, 사전에 결정된 피로 역치를 결정하기 위해 사용자 입력을 수신하는 단계를 더 포함하는 컴퓨터-구현 방법.
  24. 제14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 햅틱 출력 디바이스를 포함하는 햅틱 실행가능 디바이스 내에 포함되는 컴퓨터-구현 방법.
  25. 제24항에 있어서, 햅틱 실행가능 디바이스는 제어 디바이스를 더 포함하는 컴퓨터-구현 방법.
  26. 제14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 햅틱 출력 포트를 포함하는 컴퓨팅 디바이스 내에 포함되고,
    상기 햅틱 출력 포트는
    햅틱 출력 디바이스를 포함하는 햅틱 실행가능 디바이스에 연결되고,
    연결된 햅틱 실행가능 디바이스에 햅틱 출력 커맨드를 출력하도록 구성되는
    컴퓨터-구현 방법.
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