KR20190000309A - 회전 햅틱 효과를 출력하기 위한 복수의 세그먼트를 갖는 디바이스 - Google Patents

회전 햅틱 효과를 출력하기 위한 복수의 세그먼트를 갖는 디바이스 Download PDF

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KR20190000309A
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윌리엄 에스 린
대니 에이 그랜트
크리스토퍼 제이 울리히
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임머숀 코퍼레이션
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Abstract

회전 햅틱 효과를 출력하기 위한 복수의 세그먼트를 갖는, 핸드헬드 컨트롤러와 같은, 디바이스가 개시된다. 핸드헬드 컨트롤러는 제1 세그먼트, 제2 세그먼트, 사용자 입력 컴포넌트, 액추에이터, 및 제어 유닛을 포함한다. 제2 세그먼트는 제1 세그먼트에 회전가능하게 부착된다. 사용자 입력 컴포넌트는 제1 세그먼트 또는 제2 세그먼트 상에 배치된다. 액추에이터는 제1 세그먼트 또는 제2 세그먼트 내에 위치되고, 회전축을 중심으로 제1 세그먼트와 제2 세그먼트 간의 상대 회전을 발생시키도록 구성되며, 여기서 제1 세그먼트의 적어도 일부분 및 제2 세그먼트의 적어도 일부분은 회전축을 따라 정렬된다. 제어 유닛은 햅틱 효과를 발생시킬지를 결정하고, 이러한 결정에 응답하여, 상대 회전를 발생시키기 위해 액추에이터를 활성화시키도록 구성된다.

Description

회전 햅틱 효과를 출력하기 위한 복수의 세그먼트를 갖는 디바이스{DEVICE HAVING A PLURALITY OF SEGMENTS FOR OUTPUTTING A ROTATIONAL HAPTIC EFFECT}
본 발명은 회전 햅틱 효과를 출력하기 위한 복수의 세그먼트를 갖는 디바이스에 관한 것이며, 게이밍, 사용자 인터페이스들, 모바일 디바이스들, 웨어러블 디바이스들, 및 소비자 전자제품들에 응용된다.
비디오 게임들 및 비디오 게임 시스템들은 캐주얼 게이머(casual gamer)들에 대한 마케팅과 그에 따른 캐주얼 게이머들의 참여로 인해 더욱 더 인기를 끌게 되었다. 컨트롤러 디바이스들(예컨대, 비디오 게임 디바이스들 또는 컨트롤러들)은 사용자에게 피드백을 제공하기 위해 시각적 및 청각적 큐(visual and auditory cue)들을 사용할 수 있다. 일부 인터페이스 디바이스들에서는, 보다 일반적으로 통칭하여 "햅틱 피드백" 또는 "햅틱 효과들"이라고 알려져 있는, 운동감각 피드백(kinesthetic feedback)(작용력(active force) 및 저항력(resistive force) 피드백 등) 및/또는 촉각 피드백(진동, 텍스처(texture), 및 열 등)이 또한 사용자에게 제공된다. 햅틱 피드백은 사용자 인터페이스를 향상시키고 단순화시키는 큐들을 제공할 수 있다. 구체적으로는, 진동 효과들 또는 진동촉각 햅틱 효과들은, 사용자에게 특정 이벤트들을 알리기 위해 또는 시뮬레이트된 또는 가상 환경 내에서 더 큰 감각적 몰입(sensory immersion)을 생성하는 사실적인 피드백을 제공하기 위해, 전자 디바이스들의 사용자들에게 큐(cue)들을 제공하는 데 유용할 수 있다. 사용자가 액션을 야기하기 위해 사용자 입력 요소들과 상호작용하는, 웨어러블 디바이스들, 자동차 컨트롤(automotive control)들, 원격 컨트롤(remote control)들, 및 다른 유사한 디바이스들과 같은, 다른 디바이스들이 또한 햅틱 피드백 또는 햅틱 효과들로부터 이득을 본다.
이하의 상세한 설명은 본질적으로 예시적인 것에 불과하고, 본 발명 또는 본 발명의 응용 및 용도들을 제한하려는 것으로 의도되어 있지 않다. 게다가, 전술한 기술 분야, 배경 기술, 간략한 요약 또는 하기의 상세한 설명에 제시되는 임의의 표현된 또는 암시된 이론에 의해 구속되게 하려는 어떠한 의도도 없다.
본 명세서에서의 실시예들의 일 양태는 제1 세그먼트, 제2 세그먼트, 사용자 입력 컴포넌트, 액추에이터, 및 제어 유닛을 포함하는 핸드헬드 컨트롤러에 관한 것이다. 제2 세그먼트는 제1 세그먼트에 회전가능하게 부착(rotatably attach)된다. 사용자 입력 컴포넌트는 제1 세그먼트 또는 제2 세그먼트 상에 배치된다. 액추에이터는 제1 세그먼트 또는 제2 세그먼트 내에 위치되고, 액추에이터는 회전축을 중심으로 제1 세그먼트와 제2 세그먼트 간의 상대 회전을 발생시키도록 구성된다. 제어 유닛은 액추에이터와 통신하며, 햅틱 효과를 발생시킬지를 결정하고, 햅틱 효과를 발생시키기로 한 결정에 응답하여, 회전축을 중심으로 제1 세그먼트와 제2 세그먼트 간의 상대 회전을 발생시키기 위해 액추에이터를 활성화시키도록 구성된다.
일 실시예에서, 제1 세그먼트의 적어도 일부분 및 제2 세그먼트의 적어도 일부분은 액추에이터의 회전축을 따라 정렬되며, 여기서 제어 유닛은, 햅틱 효과를 발생시키기로 한 결정에 응답하여, 제1 세그먼트와 제2 세그먼트 간의 상대 회전 각도(degree of relative rotation)를 결정하고, 제1 세그먼트와 제2 세그먼트를 결정된 상대 회전 각도만큼 서로에 대해 상대적으로 회전시키기 위해 액추에이터를 활성화시키도록 구성되고, 여기서 결정된 상대 회전 각도는 제1 세그먼트와 제2 세그먼트 간의 상대 회전의 최대 양이다.
일 실시예에서, 제어 유닛은, 햅틱 효과를 발생시키기로 한 결정에 응답하여, 제1 세그먼트와 제2 세그먼트 중 하나의 세그먼트를 제1 세그먼트와 제2 세그먼트 중 다른 세그먼트에 대해 상대적으로 제1 방향으로 한 번만 회전시키도록 구성된다.
일 실시예에서, 액추에이터가 활성화될 때 세그먼트는 제1 위치로부터 제2 위치로 회전되고, 여기서 액추에이터는 세그먼트를 제1 세그먼트 및 제2 세그먼트 중 다른 세그먼트에 대해 상대적으로 제2 반대 방향으로 결정된 상대 회전 각도만큼 회전시키는 것에 의해 세그먼트를 제2 위치로부터 제1 위치로 복귀시키도록 구성된다.
일 실시예에서, 제어 유닛은, i) 제1 세그먼트 또는 제2 세그먼트에 대한 그립 압력(grip pressure), ii) 제1 세그먼트 또는 제2 세그먼트의 외부 표면을 형성하는 재료, 및 iii) 서로에 대해 상대적으로 회전가능한 핸드헬드 컨트롤러의 세그먼트들의 총수 중 적어도 하나에 기초하여 상대 회전 각도를 결정하도록 구성된다.
일 실시예에서, 햅틱 효과를 발생시키기로 한 결정에 응답하여, 제어 유닛은 진동 주파수를 결정하고, 제1 세그먼트와 제2 세그먼트를 결정된 상대 회전 각도인 진폭으로 그리고 결정된 진동 주파수인 주파수로 서로에 대해 상대적으로 전후로 회전시키도록 추가로 구성된다.
일 실시예에서, 핸드헬드 컨트롤러는 액추에이터의 회전축을 따라 그리고 제1 세그먼트로부터 제2 세그먼트까지 길이방향으로 연장되는 샤프트를 추가로 포함하며, 여기서 액추에이터는 액추에이터가 샤프트에 대해 상대적으로 회전가능하도록 샤프트에 회전가능하게 부착되거나, 액추에이터와 샤프트가 함께 회전하도록 샤프트에 고정되게 부착되고, 여기서 회전축은 핸드헬드 컨트롤러의 길이방향으로 연장되는 중심축이다.
일 실시예에서, 액추에이터는 샤프트에 회전가능하게 부착되고 제1 세그먼트 내에 위치된 제1 액추에이터이고, 핸드헬드 컨트롤러는 제2 세그먼트 내에 위치되고 샤프트에 회전가능하게 부착된 제2 액추에이터를 추가로 포함하며, 여기서 제어 유닛은, 햅틱 효과를 발생시키기로 한 결정에 응답하여, 제1 액추에이터로 하여금 제1 세그먼트를 샤프트를 중심으로 제1 방향으로 회전시키게 하고 제2 액추에이터로 하여금 제2 세그먼트를 샤프트를 중심으로 제2 반대 방향으로 회전시키게 하도록 구성된다.
일 실시예에서, 핸드헬드 컨트롤러는 각각이 인접 세그먼트에 회전가능하게 부착되는 하나 이상의 부가 세그먼트를 추가로 포함하며, 여기서 제어 유닛은 핸드헬드 컨트롤러의 제1 세그먼트, 제2 세그먼트, 및 하나 이상의 부가 세그먼트 중 어느 것을 제1 세그먼트에 대해 상대적으로 회전시킬지를 결정하도록 구성된다.
일 실시예에서, 핸드헬드 컨트롤러의 하나 이상의 부가 세그먼트의 각각의 세그먼트는 그 내에 배치된 액추에이터를 갖고, 여기서 각각의 액추에이터는 각자의 세그먼트를 길이방향으로 연장되는 중심축을 중심으로 회전시키도록 구성된다.
일 실시예에서, 핸드헬드 컨트롤러는 하나 이상의 부가 세그먼트 및 하나 이상의 커플링 디바이스(coupling device)를 추가로 포함하며, 여기서 하나 이상의 커플링 디바이스 각각은, 제어 유닛으로부터 제어 신호를 수신할 때, 제1 세그먼트, 제2 세그먼트 및 하나 이상의 부가 세그먼트의 각자의 인접 세그먼트들의 쌍을, 인접 세그먼트들의 쌍이 함께 회전하게끔, 맞물리게 하도록 구성된다.
일 실시예에서, 제2 세그먼트는 제1 세그먼트의 제1 단부에 배치되고, 핸드헬드 컨트롤러는 제1 세그먼트의 제2 대향 단부에 배치된 제3 세그먼트를 추가로 포함한다. 본 실시예에서, 액추에이터는 제1 세그먼트 내에 배치된 제1 액추에이터이고, 제2 세그먼트를 제1 샤프트를 통해 중심축을 중심으로 제1 세그먼트에 대해 상대적으로 제1 방향으로 회전시키도록 구성되며, 핸드헬드 컨트롤러는, 제1 세그먼트 내에 배치되고 제3 세그먼트를 제2 샤프트를 통해 중심축을 중심으로 제1 세그먼트에 대해 상대적으로 제2 반대 방향으로 회전시키도록 구성된, 제2 액추에이터를 포함한다.
일 실시예에서, 핸드헬드 컨트롤러는 제1 세그먼트와 제2 세그먼트 간의 상대 회전을 검출하도록 구성된 회전 센서를 추가로 포함하며, 여기서 제어 유닛은 검출된 상대 회전을 제어 입력 신호로 변환하도록 구성되고, 여기서 핸드헬드 컨트롤러는 제어 입력 신호를 핸드헬드 컨트롤러 외부의 컴퓨터에 통신하도록 구성되는 통신 유닛을 추가로 포함한다.
일 실시예에서, 핸드헬드 컨트롤러는 컴퓨터와 통신하도록 구성되며, 여기서 핸드헬드 컨트롤러의 제어 유닛은 컴퓨터가 정의된 애플리케이션 또는 그의 정의된 부분을 실행하고 있는지를 결정하도록 구성되고, 컴퓨터가 정의된 애플리케이션 또는 그의 정의된 부분을 실행하고 있다는 결정에 응답하여 사용자 입력 컴포넌트를 정의된 위치까지 회전시키기 위해 액추에이터를 활성화시키도록 추가로 구성된다.
일 실시예에서, 정의된 애플리케이션은 게임 애플리케이션이고, 사용자 입력 컴포넌트는 게임 애플리케이션에 대한 입력 신호들을 제공하도록 구성된 버튼 또는 트리거이다.
일 실시예에서, 제1 세그먼트는 저장 디바이스에서 텍스처와 연관되고, 제어 유닛은 텍스처에 기초하여 제1 세그먼트를 제2 세그먼트에 대해 상대적으로 회전시키도록 구성된다.
일 실시예에서, 제1 세그먼트는 저장 디바이스에서 제1 텍스처 및 제2 텍스처와 연관되며, 제1 텍스처는 제1 회전 방향과 연관되고, 제2 텍스처는 제2 반대 회전 방향과 연관되며, 여기서 제어 유닛은 제1 세그먼트를 제2 세그먼트에 대해 상대적으로 제1 방향 또는 제2 방향으로 회전시킬지를 결정하고, 결정된 방향과 연관된 각자의 텍스처에 기초하여 제1 세그먼트를 제2 세그먼트에 대해 상대적으로 회전시키도록 구성된다.
본 명세서에서의 실시예들의 일 양태는 하우징, 사용자 입력 컴포넌트, 하나 이상의 햅틱 효과 영역, 하나 이상의 액추에이터, 및 제어 유닛을 포함하는 핸드헬드 컨트롤러에 관한 것이다. 하우징은 파지가능 표면(graspable surface)인 측면 표면을 갖는다. 사용자 입력 컴포넌트는 하우징 상에 배치된다. 하나 이상의 햅틱 효과 영역은 하우징의 측면 표면 상에 배치되고 측면 표면의 나머지 부분에 대해 상대적으로 회전가능하다. 하나 이상의 액추에이터는 하우징 내에 배치되고 하나 이상의 햅틱 효과 영역을 측면 표면의 나머지 부분에 대해 상대적으로 회전시키도록 구성된다. 제어 유닛은 하나 이상의 액추에이터와 통신하며, 햅틱 효과를 발생시킬지를 결정하고, 햅틱 효과를 발생시키기로 한 결정에 응답하여, 하나 이상의 햅틱 효과 영역을 회전시키기 위해 하나 이상의 액추에이터를 활성화시키도록 구성된다.
일 실시예에서, 하나 이상의 햅틱 효과 영역의 각각의 햅틱 효과 영역은 원형 영역이다.
일 실시예에서, 하나 이상의 햅틱 효과 영역은 복수의 햅틱 효과 영역을 가지며, 여기서 하나 이상의 액추에이터는 단일 액추에이터만을 갖고, 여기서 단일 액추에이터는 복수의 햅틱 효과 영역을 회전시키도록 구성된다.
일 실시예에서, 복수의 햅틱 효과 영역의 각각의 햅틱 효과 영역은 측면 표면의 나머지 부분과 동일 평면상에 있다(coplanar).
일 실시예에서, 제어 유닛은 복수의 햅틱 효과 영역을 동일한 속도(rate)로, 동일한 방향으로, 그리고 동일한 회전 각도(degree of rotation)만큼 회전시키도록 구성된다.
일 실시예에서, 복수의 햅틱 효과 영역은 단일 액추에이터를 공유한다.
일 실시예에서, 복수의 햅틱 효과 영역은 동일 선상에 있는(co-linear) 적어도 3개의 햅틱 효과 영역을 포함한다.
본 발명의 실시예들의 특징들, 목적들, 및 장점들은 첨부 도면들이 참조되는 이하의 상세한 설명을 읽는 것에 의해 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백하게 될 것이다.
본 발명의 전술한 특징들 및 장점들 그리고 다른 특징들 및 장점들이 첨부 도면들에 예시된 바와 같은 본 발명의 실시예들에 대한 이하의 설명으로부터 명백할 것이다. 본 명세서에 포함되어 본 명세서의 일부를 형성하는 첨부 도면들은 추가로 본 발명의 원리들을 설명하고 본 기술분야의 통상의 기술자가 본 발명을 제조 및 사용할 수 있게 하는 역할을 한다. 도면들이 일정한 축척으로 되어 있지 않다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 각각이 회전 햅틱 효과를 출력하기 위해 서로에 대해 상대적으로 회전가능한 적어도 2개의 세그먼트를 갖는 다양한 핸드헬드 컨트롤러들을 도시한 사시도.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 회전 햅틱 효과를 출력하기 위해 서로에 대해 상대적으로 회전가능한 적어도 2개의 세그먼트를 갖는 핸드헬드 컨트롤러를 예시한 측면도.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 회전 햅틱 효과를 출력하기 위해 서로에 대해 상대적으로 회전가능한 적어도 2개의 세그먼트를 갖는 핸드헬드 컨트롤러의 블록 다이어그램도(block diagram view).
도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 서로에 대해 상대적으로 회전가능한 적어도 2개의 세그먼트를 갖는 핸드헬드 컨트롤러에 대한 회전 햅틱 효과를 발생시키는 방법의 흐름 다이어그램.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 핸드헬드 컨트롤러의 2개의 세그먼트 간의 상대 회전을 도시한 도면.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 회전 햅틱 효과를 출력하기 위해 서로에 대해 상대적으로 회전가능한 적어도 2개의 세그먼트를 갖는 핸드헬드 컨트롤러를 예시한 측면도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 회전 햅틱 효과를 출력하기 위해 서로에 대해 상대적으로 회전가능한 적어도 2개의 세그먼트를 갖는 핸드헬드 컨트롤러를 도시한 측면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 제1 세그먼트에 대해 상대적으로 회전가능한 다수의 세그먼트를 갖는 핸드헬드 컨트롤러를 예시한 측면도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 제1 세그먼트에 대해 상대적으로 회전가능한 다수의 세그먼트를 갖는 핸드헬드 컨트롤러를 예시한 측면도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 단일 세그먼트 내에 배치된 2개의 액추에이터를 갖는 핸드헬드 컨트롤러의 측면도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 양손 사용을 위한 핸드헬드 컨트롤러를 도시한 사시도이며, 여기서 핸드헬드 컨트롤러는 회전 햅틱 효과를 출력하기 위해 서로에 대해 상대적으로 회전가능한 2개의 세그먼트를 가짐.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른, 제1 회전축을 따라 회전가능한 세그먼트들 및 제2 회전축을 따라 회전가능한 세그먼트들을 갖는 핸드헬드 컨트롤러를 예시한 도면.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른, 핸드헬드 컨트롤러의 측면 표면 상에 배치되고 측면 표면의 나머지 부분에 대해 상대적으로 회전가능한 햅틱 효과 영역들을 갖는 핸드헬드 컨트롤러의 도면.
도 12a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 핸드헬드 컨트롤러의 측면 표면 상에 배치된 햅틱 효과 영역들을 갖는 핸드헬드 컨트롤러의 블록 다이어그램.
도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 핸드헬드 컨트롤러의 측면 표면 상에 배치된 복수의 햅틱 효과 영역을 갖는 핸드헬드 컨트롤러에 대한 회전 햅틱 효과를 발생시키는 방법의 흐름 다이어그램.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른, 핸드헬드 컨트롤러의 측면 표면 상에 배치된 햅틱 효과 영역들을 갖는 핸드헬드 컨트롤러의 블록 다이어그램.
이하의 상세한 설명은 본질적으로 예시적인 것에 불과하고, 본 발명 또는 본 발명의 응용 및 용도들을 제한하려는 것으로 의도되어 있지 않다. 게다가, 전술한 기술 분야, 배경 기술, 간략한 요약 또는 하기의 상세한 설명에 제시되는 임의의 표현된 또는 암시된 이론에 의해 구속되게 하려는 어떠한 의도도 없다.
본 발명의 실시예들은 햅틱 가능 디바이스(haptic-enabled device)의 적어도 제1 세그먼트와 제2 세그먼트 간의 상대 회전을 통해 비틀기 햅틱(twist haptic)들(회전 햅틱(rotational haptic)들이라고도 지칭됨)을 제공하도록 구성된, 핸드헬드 게임 콘솔 컨트롤러와 같은, 햅틱 가능 디바이스에 관한 것이다. 핸드헬드 컨트롤러는, 예를 들어, 제1 세그먼트와 제2 세그먼트 둘 다가 사용자의 손바닥과 접촉하도록, 컨트롤러가 사용자의 손의 손바닥에 파지될 때, 비틀기 햅틱들을 출력할 수 있다. 햅틱 효과(예컨대, 촉각 햅틱 효과)를 발생시키기 위해, 핸드헬드 컨트롤러가 사용자의 손의 손바닥에 잡혀(hold) 있는 동안 제1 세그먼트와 제2 세그먼트가 서로에 대해 상대적으로 회전될 수 있다. 일부 경우들에서, 제1 세그먼트 및/또는 제2 세그먼트는 서로에 대해 상대적으로 회전하는 동안 사용자의 손의 손바닥에 신장력(stretching force) 또는 핀칭력(pinching force)을 가할 수 있다. 일부 경우들에서, 제1 세그먼트 및/또는 제2 세그먼트는 서로에 대해 상대적으로 회전하는 동안 사용자의 손의 손바닥을 문지를(rub) 수 있다. 일 실시예에서, 핸드헬드 컨트롤러의 제1 세그먼트 및/또는 제2 세그먼트와의, 사용자의 손의 피부와 같은, 피부 접촉이 검출된 경우에만 회전 햅틱 효과가 출력될 수 있다. 일 실시예에서, 핸드헬드 컨트롤러의 제1 세그먼트 및/또는 제2 세그먼트가 사용자의 피부와 접촉하고 있는지 또는 그 대신에, 장갑과 같은, 의류(article of clothing)와 접촉하고 있는지에 관계없이 회전 햅틱 효과가 출력될 수 있다.
본 명세서에서 논의된 회전 햅틱 효과들은 각종의 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 핸드헬드 컨트롤러를 통해 제어되는 가상 현실 또는 다른 게임에서 표면의 텍스처를 전달하도록, 사용자의 손의 손바닥에 촉각 피드백을 제공하기 위해 핸드헬드 컨트롤러에서 회전 햅틱 효과들이 사용될 수 있다. 다른 경우에, 핸드헬드 컨트롤러를 통해 제어되는 게임에서, 가상 무기의 발사 또는 가상 야구 방망이에 의한 가상 볼(virtual ball)에 대한 충격과 같은, 이벤트를 사용자에게 알리기 위해 회전 햅틱 효과들이 사용될 수 있다. 또 다른 경우에, 아바타 또는 아바타에 의해 조작되는 도구들에 가해지고 있는 실제 또는 가상 토크들을 표현하기 위해 회전 햅틱 효과들이 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 핸드헬드 컨트롤러가, 예컨대, 그의 제1 세그먼트 및 제2 세그먼트 둘 다와 접촉하고 있는 손에 의해 파지되어 있는 동안 핸드헬드 컨트롤러에서의 회전 햅틱들이 출력되도록 의도될 수 있으며, 여기서 2개의 세그먼트는 서로에 대해 상대적으로 회전가능하다. 이 유형의 파지는 2개의 세그먼트의 상대 회전이, 직접적으로 또는 장갑을 통해, 사용자의 손에서 느껴지는 것을 가능하게 할 수 있다. 본 명세서에서의 실시예들에서, 회전 햅틱 효과의 상대 회전은 핸드헬드 컨트롤러의 제1 세그먼트 및 제2 세그먼트 둘 다가, 예컨대, 사용자의 손에 대해 상대적으로 회전하는 것을 수반하거나, 제1 및 제2 세그먼트들 중 하나만이 사용자의 손에 대해 상대적으로 회전하는 것을 수반할 수 있다. 일 실시예에서, 손이 핸드헬드 컨트롤러를 파지하는 것으로 인한 그립 압력은 핸드헬드 컨트롤러의 제1 세그먼트 및 제2 세그먼트 둘 다가 손에 대해 상대적으로 회전할 수 있는지 또는 하나의 세그먼트만이 손에 대해 상대적으로 회전할 수 있는지에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 사용자의 손이 핸드헬드 컨트롤러의 제1 세그먼트 및 제2 세그먼트를 느슨하게 파지함으로써 그 세그먼트들에 대한 그립 압력이 낮은 경우, 제1 세그먼트와 제2 세그먼트 둘 다는 사용자의 손에 대해 상대적으로, 각자의 반대 방향들로, 회전할 수 있을 것이다. 제1 세그먼트는, 예컨대, 사용자의 시점(perspective)을 기준으로 시계 방향으로 회전할 수 있고, 제2 세그먼트는, 예컨대, 사용자의 시점을 기준으로 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 사용자의 손이 핸드헬드 컨트롤러의 제1 세그먼트 또는 제2 세그먼트 중 하나를 단단히 파지함으로써 그 세그먼트에 대한 그립 압력이 높은 경우, 파지되는 세그먼트는 사용자의 손에 대해 상대적으로 움직이지 않는(stationary)(그라운딩된(grounded) 이라고도 지칭됨) 채로 있을 수 있다. 그렇지만, 다른 세그먼트에 대한 그립 압력은 다른 세그먼트가 여전히 사용자의 손에 대해 상대적으로 회전할 수 있도록 충분히 낮을 수 있다. 이하에서 논의되는 바와 같이, 제1 세그먼트 및 제2 세그먼트 둘 다에 대한 그립 압력이, 세그먼트들 둘 다가 사용자의 손에 대해 상대적으로 회전하는 것을 방지하도록, 충분히 높은 상황들이 있을 수 있다. 일 실시예에서, 핸드헬드 컨트롤러는 그 상황들을 검출하고 이어서 회전 햅틱 효과를 출력하지 않거나 회전 햅틱 효과의 크기를 감소시키도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 회전 햅틱 효과는 사용자의 손 또는 사용자 신체의 다른 부분과 각종의 방식들로 상호작용할 수 있다. 예를 들어, 핸드헬드 컨트롤러로부터의 회전 햅틱 효과는, 특히 핸드헬드 컨트롤러의 회전하는 세그먼트가 피부를 회전 방향으로 끌어당기도록 핸드헬드 컨트롤러가 충분히 단단히 잡혀 있는 경우, 사용자의 손의 손바닥을 핀칭 또는 신장하거나 사용자의 손의 손바닥에 대해 임의의 다른 형태의 장력을 제공할 수 있다. 다른 경우에, 핸드헬드 컨트롤러로부터의 회전 햅틱 효과는, 특히 핸드헬드 컨트롤러의 회전하는 세그먼트가 사용자의 손의 손바닥에 대해 미끄러질 수 있도록 충분히 느슨하게 유지되는 경우, 회전하는 세그먼트가 사용자의 손의 손바닥을 스쳐 지나가게(brush) 할 수 있다.
일 실시예에서, 특정의 햅틱 효과는 핸드헬드 컨트롤러의 2개의 세그먼트를 원래 위치로부터 서로에 대해 상대적으로 한 번만 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 2개의 세그먼트는 원래 위치로부터 서로에 대해 상대적으로 40o 회전하고, 이어서 정지하거나 원래 위치로 복귀할 수 있다. 다른 경우에, 2개의 세그먼트는, 원래 위치로부터 시계 방향으로 서로에 대해 상대적으로 20o 회전하고, 원래 위치로 복귀하며, 원래 위치로부터 반시계 방향으로 서로에 대해 상대적으로 20o 회전하고, 원래 위치로 복귀하며, 이 움직임을 복수의 사이클 동안 반복하는 것과 같이, 서로에 대해 상대적으로 전후로 회전할 수 있다. 일 실시예에서, 핸드헬드 컨트롤러의 세그먼트들의 움직임은 햅틱 효과를 발생시키기 위해, 예컨대, 게임 콘솔 상에서 실행되는 게임 애플리케이션으로부터의, 햅틱 커맨드에 의해 야기될 수 있다. 이 실시예에서, 제1 햅틱 커맨드에 의해 야기된 움직임은 제1 햅틱 효과로 간주될 수 있는 반면, 후속 햅틱 커맨드로 인한 움직임은 별개의 제2 햅틱 효과로 간주될 수 있다. 일 실시예에서, 핸드헬드 컨트롤러의 세그먼트들의 움직임은 애플리케이션에서의 이벤트에 의해 트리거되는 햅틱 효과의 일부일 수 있다. 이 실시예에서, 제1 이벤트에 의해 트리거된 움직임은 제1 햅틱 효과로 간주될 수 있는 반면, 후속 이벤트에 의해 트리거된 움직임은 별개의 제2 햅틱 효과로 간주될 수 있다.
일 실시예에서, 이하에서 보다 상세히 논의되는 바와 같이, 핸드헬드 컨트롤러의 세그먼트는 세그먼트 상의 피처가 사용자가 액세스하기가 보다 어려울 제1 위치(예컨대, 베이스라인 위치(baseline position)라고도 지칭되는, 기본 위치(default position))로부터 세그먼트 상의 피처가 사용자가 액세스하기 보다 쉬울 제2 위치로 회전될 수 있다. 피처의 예들은 사용자 입력 요소(예컨대, 조이스틱, 버튼, 트리거) 및 텍스처링된 영역(textured region)을 포함한다. 예를 들어, 사용자 입력 요소가 배치되는 세그먼트는 사용자 입력 요소가 도달하기가 보다 어려운 제1 위치로부터 사용자 입력 요소가 도달하기 보다 쉬운 제2 위치로 회전될 수 있다. 예를 들어, 조이스틱의 경우, 제2 위치는 조이스틱이 사용자 쪽으로 향해 있고 사용자의 엄지손가락에 의해 도달하기 가장 쉬운 위치일 수 있다. 예를 들어, 트리거의 경우, 제2 위치는 트리거가 사용자로부터 멀어지는 쪽으로 향해 있고 사용자의 검지손가락에 의해 도달하기 가장 쉬운 위치일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 위치와 제2 위치가 사용자를 기준으로(예컨대, 사용자 쪽으로 또는 사용자로부터 멀어지는 쪽으로 향해 있는 것으로) 정의될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 위치와 제2 위치가 핸드헬드 컨트롤러의 특정의 피처를 기준으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 핸드헬드 컨트롤러를 잡고 있을 때 핸드헬드 컨트롤러 상의 특정의 피처(예컨대, 로고, 전원 버튼 또는 다른 버튼)가 항상 사용자 쪽으로 향해 있을 것으로 예상되는 경우, 그 피처는 다른 피처들에 대한 기준점으로서 사용될 수 있고, 제1 위치와 제2 위치는 그 기준점을 기준으로 정의될 수 있다. 일 실시예에서, 특정의 피처(예컨대, 버튼)가 항상 되돌아가는 기본 또는 베이스라인 위치가 기준점으로서 역할할 수 있다. 다른 위치(예컨대, 제2 위치)는 베이스라인 또는 기본 위치를 기준으로 정의될 수 있다(예컨대, 베이스라인 또는 기본 위치로부터 시계방향으로 90o 또는 180o).
앞서 논의된 바와 같이, 핸드헬드 컨트롤러의 하나 이상의 세그먼트는, 모래 같은 텍스처(sand-like texture), 물 같은 텍스처(water-like texture), 리지 같은 텍스처(ridge-like texture), 또는 임의의 다른 텍스처를 갖는 영역과 같은, 텍스처링된 영역을 가질 수 있다. 텍스처는 물리적 텍스처 또는 시뮬레이트된 텍스처일 수 있다. 물리적 텍스처는 영역의 표면에 있는 물리적 구조물(예컨대, 거친 텍스처를 생성하는 불규칙한 구조물)로부터 발생될 수 있다. 시뮬레이트된 텍스처는, 예컨대, 촉감(tactile sensation)을 제공하기 위해 사용자의 손과 상호작용하도록 구성되는 정전기 마찰(electrostatic friction)(ESF) 전극으로부터 발생될 수 있다. 일 실시예에서, 텍스처링된 영역은 텍스처링된 영역이 사용자와 접촉하지 않는 제1 위치로부터 텍스처링된 영역이 사용자와 접촉하는 제2 위치로 회전될 수 있다. 예를 들어, 텍스처링된 영역은 핸드헬드 컨트롤러의 하부 세그먼트(lower segment)에 위치할 수 있다. 제1 위치는, 텍스처링된 영역이 전형적으로 사용자의 손바닥으로부터 멀어지는 쪽으로 향해 있고 따라서 사용자의 손바닥과 접촉하지 않을 것으로 예상될, 위치일 수 있다. 따라서, 제1 위치에서는, 텍스처링된 영역이 사용자에 의해 느껴지지 않는다. 제2 위치는 텍스처링된 영역이 전형적으로 사용자의 손바닥과 접촉하게 될 위치일 수 있다. 예를 들어, 제2 위치는 제1 위치로부터 180o에 있는 위치일 수 있다. 따라서, 제2 위치에서는, 텍스처링된 영역이 사용자에 의해 느껴질 수 있다.
본 명세서에서의 실시예들의 햅틱 가능 디바이스들은, 핸드헬드 컨트롤러 및 웨어러블 디바이스와 같은, 주변 디바이스들을 포함한다. 도 1a 및 도 1b는 본 명세서에서의 실시예들에 따른, 3개의 핸드헬드 컨트롤러(100, 100A, 및 100B)를 예시하고 있다. 핸드헬드 컨트롤러들(100, 100A, 및 100B)은 (예컨대, 가상 현실(VR) 또는 증강 현실(AR) 게임을 위한) 게임 컨트롤러들일 수 있거나, (예컨대, 원격 제어되는 장난감 차량을 위한) 디바이스 컨트롤러들일 수 있거나, 임의의 다른 유형의 핸드헬드 컨트롤러일 수 있거나, 이들의 임의의 조합일 수 있다. 핸드헬드 컨트롤러들(100, 100A, 및 100B) 각각은 회전축을 중심으로 서로에 대해 상대적으로 회전가능한 적어도 2개의 세그먼트를 가질 수 있으며, 여기서 각각의 세그먼트는 회전축을 따라 정렬되는 적어도 일부분을 갖는다. 도 1a에서, 핸드헬드 컨트롤러(100)는 회전축(110)을 중심으로 서로에 대해 상대적으로 회전가능한 제1 세그먼트(104)와 제2 세그먼트(106)를 가지며, 2개의 세그먼트(104, 106)는 회전축(110)을 따라 정렬된다. 이와 유사하게, 핸드헬드 컨트롤러(100A)는 회전축(110A)을 중심으로 서로에 대해 상대적으로 회전가능한 제1 세그먼트(104A)와 제2 세그먼트(106A)를 가지며, 2개의 세그먼트(104A, 106A)는 회전축(110A)을 따라 정렬된다. 도 1b에서, 핸드헬드 컨트롤러(110B)는 회전축(110B)을 중심으로 서로에 대해 상대적으로 회전가능한 제1 세그먼트(104B)와 제2 세그먼트(106B)를 갖는다. 제1 세그먼트(104B)는 전체적으로 회전축(110B)을 따라 정렬될 수 있는 반면, 제2 세그먼트(106B)의 적어도 일부분이 회전축(110B)을 따라 정렬된다.
일 실시예에서, 회전축(예컨대, 110, 110A, 110B)은 회전 작동(rotational actuation)을 출력하도록 구성된 액추에이터(예컨대, 편심 회전 질량(eccentric rotating mass)(ERM) 모터와 같은, 모터)에 의해 정의될 수 있다. 예를 들어, 모터가 회전자 - 이를 통해 회전이 출력됨 - 를 갖는 경우, 회전축은, 축이 회전자의 중심을 통해 연장되도록, 회전자의 길이방향으로 연장되는 중심축일 수 있다. 길이방향으로 연장되는 중심축은 회전자의 반경방향 축(radial axis)에 수직일 수 있다. 일 실시예에서, 회전축은 핸드헬드 컨트롤러의 중심 부분을 통해 추가로 연장될 수 있으며, 이 경우에 회전축은 핸드헬드 컨트롤러의 길이방향으로 연장되는 중심축이라고 지칭될 수 있다. 예를 들어, 회전축(110)은, 핸드헬드 컨트롤러(100)의 세그먼트들(104, 106)의 중심 부분을 통해 연장되는 것에 의해, 핸드헬드 컨트롤러(100)의 길이방향으로 연장되는 중심축일 수 있다. 회전축(110A)은, 핸드헬드 컨트롤러(100A)의 세그먼트들(104A, 106A)의 중심 부분을 통해 연장되는 것에 의해, 핸드헬드 컨트롤러(100A)의 길이방향으로 연장되는 중심축일 수 있다. 일 실시예에서, 핸드헬드 컨트롤러는 그의 길이방향으로 연장되는 중심축을 중심으로 대칭(예컨대, 회전 대칭)일 수 있다. 일 실시예에서, 핸드헬드 컨트롤러는 그의 길이방향으로 연장되는 중심축을 중심으로 비대칭(예컨대, 회전 비대칭)이다. 일 실시예에서, 액추에이터의(예컨대, 회전자의) 길이방향으로 연장되는 중심축이 핸드헬드 컨트롤러의 중심 부분을 통해 연장되지 않는다.
앞서 논의된 바와 같이, 핸드헬드 컨트롤러들(100, 100A, 및 100B) 각각은 서로에 대해 상대적으로 회전가능한 적어도 2개의 세그먼트를 가질 수 있다. 상대 회전은 세그먼트들 중 하나만이 사용자에 대해 상대적으로 회전하는 것, 또는 세그먼트들 둘 다가 사용자에 대해 상대적으로 반대 방향들로 회전하는 것을 수반할 수 있다. 도 1a는 핸드헬드 컨트롤러(100)의 세그먼트(104)가 사용자를 기준으로, 그리고 보다 구체적으로는 A 방향으로 있는 사용자의 시점을 기준으로 시계 방향으로 회전하고, 핸드헬드 컨트롤러(100)의 세그먼트(106)가 A 방향으로 있는 사용자의 시점을 기준으로 반시계 방향으로 회전하는 상황을 예시하고 있다. 핸드헬드 컨트롤러는 세그먼트(104)와 세그먼트(106) 둘 다가 사용자에 대해 상대적으로 그리고 보다 구체적으로는 손(190)에 대해 상대적으로 회전하는 것을 가능하게 하기 위해 사용자의 손(190)에 의해 충분히 느슨하게 잡혀 있을 수 있다. 도 1a는 핸드헬드 컨트롤러(100A)의 세그먼트(104A)가 사용자에 대해 상대적으로, 그리고 보다 구체적으로는 사용자의 손(191)에 대해 상대적으로 움직이지 않게 잡혀 있는(즉, 손(191)에 의해 그라운딩됨) 반면, 세그먼트(106B)가 A 방향으로 있는 사용자의 시점을 기준으로 반시계 방향으로 회전하는 상황을 추가로 예시하고 있다.
도 1b는 핸드헬드 컨트롤러(100B)의 세그먼트(106B)가 사용자의 손(192)에 대해 상대적으로 움직이지 않게 잡혀 있고(즉, 손(192)에 의해 그라운딩됨), 세그먼트(104B)가 B 방향으로 있는 사용자의 시점을 기준으로 반시계방향으로 회전하는 상황을 예시하고 있다. 일 실시예에서, (도 1a에서의) 핸드헬드 컨트롤러(100A)의 세그먼트(104A) 및 (도 1b에서의) 핸드헬드 컨트롤러(100B)의 세그먼트(106B)가 움직이지 않게 잡혀 있을 수 있는데, 그 이유는 사용자의 각자의 손(191, 192)이 세그먼트(104A)와 세그먼트(106B)가 각자의 손에 대해 상대적으로 회전하는 것을 방지하기에 충분히 높은 레벨의 정지 마찰(static friction)을 생성하기에 충분한 그립 압력으로 세그먼트(104A 또는 106B)를 파지하고 있기 때문이다.
일 실시예에서, 핸드헬드 컨트롤러는 핸드헬드 컨트롤러의 적어도 2개의 세그먼트의 상대 회전을 야기하는 것에 의해 비틀기 햅틱 효과를 출력할 수 있다. 비틀기 햅틱 효과에 의해 주어지는 느낌(sensation)은 회전하는 세그먼트와 이 세그먼트를 잡고 있는 손 사이의 마찰의 레벨에 의존할 수 있다. 회전하는 세그먼트의 외측 표면과 이 세그먼트를 잡고 있는 손의 표면 사이에 충분히 높은 레벨의 마찰이 있을 때, 회전하는 세그먼트는 이 세그먼트가 회전함에 따라 잡고 있는 손을 신장 또는 핀칭할 수 있으며, 이는 피부가 신장 또는 핀칭되는 느낌을 줄 수 있다. 예를 들어, 시계 방향으로의 세그먼트(104)의 회전은 손(190)의 손바닥의 제1 부분 상의 피부를 왼쪽 방향으로 신장시킬 수 있고, 세그먼트(106)의 회전은 손(190)의 손바닥의 제2 부분 상의 피부를 오른쪽 방향으로 신장시킬 수 있다. 손바닥의 제1 부분은 제1 세그먼트(104)와, 직접적으로 또는 간접적으로(예컨대, 장갑 후방에서), 접촉하는 부분일 수 있고, 손바닥의 제2 부분은 제2 세그먼트(106)와 직접적으로 또는 간접적으로 접촉하는 부분일 수 있다. 회전하는 세그먼트의 외측 표면과 이 세그먼트를 잡고 있는 손의 표면 사이에 충분히 낮은 레벨의 마찰이 있을 때, 회전하는 세그먼트는 손의 표면에 대해 미끄러질 수 있으며, 이는 세그먼트가 손을 스쳐 지나가는 느낌을 줄 수 있다. 예를 들어, 세그먼트(104)가 시계방향으로 회전함에 따라 세그먼트(104)는 손(190)의 손바닥의 제1 부분을 왼쪽 방향으로 스쳐 지나갈 수 있고, 세그먼트(106)가 반시계 방향으로 회전함에 따라 세그먼트(106)는 손바닥의 제2 부분을 오른쪽 방향으로 스쳐 지나갈 수 있다. 일 실시예에서, 특정의 세그먼트가 회전하는지 및/또는 얼마나 회전하는지는 세그먼트와 세그먼트를 잡고 있는 손의 표면 사이의 마찰의 레벨을 결정하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 특정의 세그먼트에 대한 햅틱 효과가 명령되지만, 그 세그먼트가 사용자에 대해 그리고/또는 핸드헬드 컨트롤러의 다른 세그먼트에 대해 상대적으로 회전하지 않거나 작은 양만큼만 회전하는 경우, 이 현상은 세그먼트에 대한 그립 강도(grip strength)의 양을 추정하는 데 사용될 수 있다. 그립 강도의 결정은, 핸드헬드 컨트롤러가 게임에서 검(sword) 또는 다른 무기를 나타낼 때와 같은, 다양한 상황들에서 유용할 수 있다. 일 실시예에서, 회전 센서(예컨대, 도 2b에서의 회전 센서(215))는 핸드헬드 컨트롤러의 다른 세그먼트에 대해 상대적인(예컨대, 다른 세그먼트에 회전가능하게 고정된(rotationally fixed) 샤프트에 대해 상대적인) 특정의 세그먼트의 회전의 양 및/또는 속도를 결정하는 데 사용될 수 있다. 회전 센서는 측정치를 특정의 세그먼트에 대한 그립 강도를 결정하는 데 사용될 수 있는 디지털 신호로 인코딩할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예들에 따른, 핸드헬드 컨트롤러(200)의 다양한 컴포넌트들을 예시하고 있다. 핸드헬드 컨트롤러(200)는 제1 세그먼트(204)와 제1 세그먼트(204)에 회전가능하게 부착된 제2 세그먼트(206)로 분할되는 보디(body)를 가질 수 있다. 회전 부착부(rotational attachment)는, 예컨대, 임의의 유형의 회전 조인트(rotational joint)(예컨대, 레볼루트 조인트(revolute joint), 원통형 조인트(cylindrical joint), 볼 조인트(ball joint), 유니버설 조인트(universal joint), 1R 회전 조인트(1R rotation joint), 2R 회전 조인트(2R rotation joint))일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 세그먼트(204)와 제2 세그먼트(206)는 이들이 서로에 대해 상대적으로 회전할 수 있게 하기 위해 약간의 갭에 의해 분리될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 세그먼트(204)와 제2 세그먼트(206)는 이들이 서로에 대해 상대적으로 회전할 수 있게 하기에 충분히 낮은 마찰을 갖는 재료 층에 의해 분리될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 세그먼트(204)와 제2 세그먼트(206)는 이들이 서로에 대해 상대적으로 회전할 수 있게 하기 위해 하나 이상의 베어링 세트에 의해 분리될 수 있다. 핸드헬드 컨트롤러(200)의 보디는 강성(rigid)(예컨대, 강성 셸(rigid shell))일 수 있거나, 가요성일 수 있다.
일 실시예에서, 핸드헬드 컨트롤러(200)는 제1 세그먼트(204) 내에 위치된 제1 액추에이터(214)(예컨대, 제1 모터)를 추가로 포함하고, 제2 세그먼트(206) 내에 위치된 제2 액추에이터(216)(예컨대, 제2 모터)를 추가로 포함할 수 있다. 제1 액추에이터(214) 및 제2 액추에이터(216)의 각각의 액추에이터는 회전축(210)을 중심으로 제1 세그먼트(204)와 제2 세그먼트(206) 간의 상대 회전을 발생시키도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 회전축(210)은 제1 세그먼트(204)와 제2 세그먼트(206)가 그를 따라 분할되는 축일 수 있다. 일 실시예에서, 회전축(210)은 액추에이터(214, 216)가 그를 중심으로 회전하는 길이방향으로 연장되는 중심축일 수 있다. 도 2a에서, 액추에이터들(214, 216)는 동일한 회전축(210)을 공유할 수 있다. 일 실시예에서, 회전축(210)은 제1 세그먼트(204) 및 제2 세그먼트(206)의 길이방향으로 연장되는 중심축일 수 있으며, 세그먼트들(204, 206)은 길이방향으로 연장되는 중심축을 따라 정렬될 수 있다.
도 2a에서, 핸드헬드 컨트롤러(200)는, 제1 세그먼트(204)로부터 제2 세그먼트(206)까지, 회전축(210)을 따라 연장되는 샤프트(208)를 추가로 포함할 수 있다. 제1 액추에이터(214) 및 제2 액추에이터(216)는 샤프트(208)에 부착될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 액추에이터(214)는 (샤프트(208)에 대해 상대적으로 회전가능하도록) 샤프트(208)에 회전가능하게 부착되고, 제1 세그먼트(204)의 보디에 고정되게 부착될 수 있다. 게다가, 제2 액추에이터(216)는 샤프트(208)에 회전가능하게 부착되고, 제2 세그먼트(206)의 보디에 고정되게 부착될 수 있다. 이 구성에서, 제1 액추에이터(214)가 활성화될 때, 제1 액추에이터(214)는 샤프트(208)에 대해 상대적으로 회전하고 따라서 제1 세그먼트(204)를 또한 샤프트(208)에 대해 상대적으로 회전시킬 수 있다. 제2 액추에이터(216)가 활성화될 때, 제2 액추에이터(216)는 샤프트(208)에 대해 상대적으로 회전하고 따라서 제2 세그먼트(206)를 또한 샤프트에 대해 상대적으로 회전시킬 수 있다. 도 2a는 제1 액추에이터(214)가, A 방향에서 관찰되는 바와 같이, 세그먼트(204)를 샤프트(208)를 중심으로 시계 방향으로 회전시키고 있고, 제2 액추에이터(216)가, A 방향에서 관찰되는 바와 같이, 세그먼트(206)를 샤프트(208)를 중심으로 반시계 방향으로 회전시키고 있는 상황을 예시하고 있다.
도 2a는 제1 세그먼트(204) 또는 제2 세그먼트(206) 상에 배치되는 복수의 사용자 입력 컴포넌트(205a 내지 205f)를 추가로 예시하고 있다. 사용자 입력 컴포넌트들(205a 내지 205f)은 제1 세그먼트(204) 상에 배치되는 제1 세트의 버튼들(205a 내지 205d) 및 트리거(205e)를 포함하고, 제2 세그먼트(206) 상에 배치된 버튼(205g) 및 트리거(205f)를 포함한다. 일 실시예에서, 버튼들(205a 내지 205d 및 205g)은 하나 이상의 기계식 버튼 및/또는 하나 이상의 용량성 터치 감지 버튼을 포함할 수 있다.
도 2b는 핸드헬드 컨트롤러(200)의 블록 다이어그램을 예시하고 있다. 도 2b의 블록 다이어그램이 예시하는 바와 같이, 핸드헬드 컨트롤러(200)는 제2 세그먼트(206) 상에 배치된 사용자 입력 컴포넌트들(205a 내지 205e)을 포함하고, 제1 세그먼트(204) 상에 배치된 사용자 입력 컴포넌트들(205f, 205g)을 포함한다. 컨트롤러(200)는 제1 세그먼트(204) 내에 배치된 제1 액추에이터(214), 및 제2 세그먼트(206) 내에 배치된 제2 액추에이터(216)를 추가로 포함한다. 그에 부가하여, 핸드헬드 컨트롤러(200)는 제1 세그먼트(204), 제2 세그먼트(206)에, 핸드헬드 컨트롤러(200)의 다른 세그먼트(있는 경우)에, 또는 이들의 임의의 조합에 배치될 수 있는, 제어 유닛(203), 통신 인터페이스(213), 회전 센서(215), 압력 센서(217), 가속도계/자이로스코프 센서(209), 및 저장 디바이스(240)를 추가로 포함한다.
일 실시예에서, 통신 인터페이스(213)는 외부 컴퓨터(250)와 통신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 외부 컴퓨터(250)는 게임 애플리케이션을 실행하도록 구성된 게임 콘솔 또는 데스크톱 컴퓨터일 수 있다. 핸드헬드 컨트롤러(200)는 제어 입력을, 예컨대, 사용자 입력 컴포넌트들(205a 내지 205g)을 통해, 게임 애플리케이션에 제공하는 데 사용되는 게임 컨트롤러일 수 있다. 일 실시예에서, 사용자 입력 컴포넌트들(205a 내지 205g) 및 가속도계/자이로스코프 센서(219)는 게임 애플리케이션을 제어하기 위한 제어 입력 신호들을 발생시키는 데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 압력 센서(217) 및/또는 회전 센서(215)는 또한 게임 애플리케이션을 제어하기 위한 제어 입력 신호들을 발생시키는 데 사용될 수 있다. 통신 인터페이스(213)는 사용자 입력 컴포넌트들(205a 내지 205g), 가속도계/자이로스코프 센서(219), 압력 센서(217), 및/또는 회전 센서(215)로부터의 제어 입력 신호들을, 무선 또는 유선 연결을 통해, 외부 컴퓨터(250)로 중계할 수 있다.
일 실시예에서, 제어 유닛(203)은 사용자 입력 컴포넌트들(205a 내지 205g)로부터의 그리고 회전 센서(215)로부터의 신호들을 처리하고 그리고/또는 액추에이터들(214, 216) 및 통신 인터페이스(213)를 제어하도록 구성될 수 있다. 제어 유닛(203)은, 도 2b에 예시된 바와 같이, 세그먼트(204)와 세그먼트(206) 사이에 연장되는 유선 연결(260)을 사용하여, 또는 무선 연결을 사용하여 그 컴포넌트들과 통신할 수 있다. 일 실시예에서, 유선 연결(260)은 도 2a의 샤프트(208)를 통과할 수 있다. 제어 유닛(203)은 물론 도 2b에 예시된 다른 컴포넌트들은 핸드헬드 컨트롤러(200) 상의 저장 디바이스로부터의 비일시적 컴퓨터 판독가능 명령어들을 실행하는 범용 프로세서, 또는 FPGA(field programmable gate array) 칩과 같은 특수 목적 프로세서를 포함할 수 있는, 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서는, 결정된 회전 각도와 같은, 값을, 예컨대, 프로그래머 또는 햅틱 설계자의 의도들을 재현(recreate)하기 위해 하나 이상의 액추에이터에 인가되는 전압으로 변환하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 저장 디바이스(240)는 디바이스 프로파일을 펌웨어로서 저장할 수 있다. 디바이스 프로파일은, 예를 들어, 세그먼트들(204, 206)의 외부 표면을 형성하는 재료, 몇 개의 세그먼트가 핸드헬드 컨트롤러(200)를 형성하는지에 관한 정보, 또는 핸드헬드 컨트롤러(200)에 관한 임의의 다른 정보를 저장할 수 있다. 일 실시예에서, 이하에서 보다 상세히 논의되는 바와 같이, 저장 디바이스(240)는 텍스처 프로파일을 저장할 수 있다.
일 실시예에서, 회전 센서(215)는, 상대 회전의 존재 또는, 상대 회전 방향, 상대 회전 속도, 및/또는 상대 회전 각도와 같은, 상대 회전의 파라미터를 비롯한, 제1 세그먼트(204)와 제2 세그먼트(206) 간의 상대 회전을 검출하도록 구성될 수 있다. 회전 센서(215)는 상대 회전의 존재 및/또는 2개의 세그먼트(204, 206) 간의 상대 회전의 파라미터들 중 하나를 감지하도록 구성된, 토크 센서, 전위차계, 태코미터(tachometer), 또는 임의의 다른 센서일 수 있다. 일 실시예에서, 사용자는 한 형태의 입력으로서 세그먼트들(204, 206)을 서로에 대해 상대적으로 회전시킬 수 있다. 입력은 상대 회전이 있는지를 단순히 나타내는 2진 값일 수 있거나, 상이한 회전 방향들, 상이한 회전 속도들, 및/또는 상이한 회전 각도들에 대응하는 보다 많은 값들을 가질 수 있다. 회전 센서(215)는 사용자에 의해 야기된 상대 회전을 검출하고, 상대 회전의 존재 또는 상대 회전의 파라미터를 나타내는 원시 센서 데이터(raw sensor data)를 제어 유닛(203)에 보고하도록 구성될 수 있다. 제어 유닛(203)은 통신 인터페이스(213)로 하여금 원시 센서 데이터를 외부 컴퓨터에 통신하게 하도록 구성될 수 있거나, 먼저 원시 센서 데이터를 외부 컴퓨터(250)가 인식하는 포맷으로(예컨대, 제어 입력 신호의 포맷으로) 변환하고 통신 인터페이스(213)로 하여금 포맷팅된 센서 데이터를 외부 컴퓨터에 통신하게 하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 압력 센서들(217)은 그립 압력을 측정하도록 구성된 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 그립 압력은 핸드헬드 컨트롤러(200)가 얼마나 단단히 또는 느슨하게 파지되고 있는지를 나타낸다. 일 실시예에서, 압력 센서들(217)은 세그먼트(204) 상에 배치되는 적어도 하나의 그립 압력 센서, 및 세그먼트(206) 상에 배치되는 다른 그립 압력 센서를 포함할 수 있다. 2개의 그립 압력 센서는, 제각기, 세그먼트(204) 및 세그먼트(206)에 대한 그립 압력의 정도를 측정할 수 있다. 그립 압력의 측정치들은 원시 센서 데이터로서 제어 유닛(203)에 통신될 수 있다.
일 실시예에서, 제어 유닛(203)은, 도 2c에 예시된 예시적인 방법(270)에서와 같이, 회전 햅틱 효과를 출력시키도록 구성될 수 있다. 도 2c의 단계(271)에서, 액추에이터들(214 및 216)과 통신하는 제어 유닛(203)은 햅틱 효과를 발생시킬지를 결정할 수 있다. 단계(273)에서, 햅틱 효과를 발생시키기로 한 결정에 응답하여, 제어 유닛(203)은 회전축(210)을 중심으로 제1 세그먼트(204)와 제2 세그먼트(206) 간의 상대 회전을 발생시키기 위해 액추에이터(214) 및/또는 액추에이터(216)를 활성화시킨다. 상대 회전은 액추에이터들(214, 216) 중 하나의 액추에이터만이 활성화되는 것을 수반할 수 있거나, 액추에이터들(214, 216) 둘 다가 각자의 반대 방향들로 활성화되는 것을 수반할 수 있다. 일 실시예에서, 제어 유닛은 정의된 지속시간 및/또는 진폭을 갖는 펄스를 포함하는 구동 신호를 액추에이터에 출력하는 것에 의해 액추에이터(예컨대, 액추에이터(214))를 활성화시킬 수 있다. 이 실시예에서, 액추에이터에 의해 야기된 핸드헬드 컨트롤러의 세그먼트(예컨대, 204 또는 206)의 회전의 양(즉, 각도)은 세그먼트와 세그먼트를 파지하는 손 사이의 마찰의 레벨에 따라 변할 수 있다. 마찰의 레벨은, 예를 들어, 그립 압력, 피부 수분, 손이 장갑을 끼고 있는지 및 장갑의 재료, 또는 어떤 다른 인자에 의존할 수 있다.
일 실시예에서, 제어 유닛(203)은, 구동 신호 펄스를 출력하기 전에, 세그먼트들(204, 206)과 세그먼트들(204, 206)을 파지하는 손 사이의 마찰의 양을 추정하기 위해 압력 센서들(217)로부터의 측정치들을 사용하도록 구성될 수 있다. 제어 유닛(203)은 이어서, 추정된 마찰의 양에 기초하여 구동 신호 펄스의 지속시간 및/또는 진폭을 설정하고, 이어서, 구동 신호에서의 유일한 펄스일 수 있는, 구동 신호 펄스를 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 제어 유닛(203)은 세그먼트들(204, 206) 간의 상대 회전이 발생할 때 이를 모니터링하여, 발생한 상대 회전의 양을 결정할 수 있다. 제어 유닛(203)은, 예컨대, 회전 센서(215)를 사용하여 이 모니터링을 수행할 수 있다. 결정된 회전의 양이 원하는 회전의 양에 도달하지 않은 경우, 제어 유닛(203)은 2개의 세그먼트(204, 206)로 하여금 원하는 상대 회전 각도에 도달하게 하기 위해 하나 이상의 부가 구동 신호 펄스를 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 게임 애플리케이션 및/또는 햅틱 제어 유닛(203)은 게임내 환경의 인자들에 기초하여 회전 햅틱 효과를 조정하거나 다른 방식으로 제어하는 햅틱 엔진을 실행하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 제어 유닛(203)은, 햅틱 효과를 발생시키기로 한 결정에 응답하여, 제1 세그먼트(204)와 제2 세그먼트(206) 간의 원하는 상대 회전 각도를 결정하도록 구성된다. 일 실시예에서, 원하는 상대 회전 각도는, 예를 들어, 햅틱 효과를 트리거하는 애플리케이션에서의 이벤트와 연관된 값과 부합할 수 있다. 예를 들어, 애플리케이션은 핸드헬드 컨트롤러(200)와 통신하는 게임 콘솔 상에서 실행되는 게임 애플리케이션일 수 있으며, 여기서 게임 애플리케이션은 핸드헬드 컨트롤러(200)에 의해 제어되고 있다. 햅틱 효과를 트리거하는 예시적인 이벤트들은 게임 애플리케이션에서의 객체의 움직임, 게임 애플리케이션에서의 객체의 충돌, 또는 게임 애플리케이션에서의 폭발을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 회전 각도는, 예컨대, 움직임의 속도, 충돌의 강도, 또는 회전의 강도에 기초할 수 있다. 일 실시예에서, 회전 각도는 애플리케이션에서의 객체 또는 이벤트의 상태에 비례할 수 있다. 예를 들어, 애플리케이션은 사용자가 가상 환경에서 가상 스프링을 스프링의 평형 위치를 넘어서 당기거나 미는 것에 의해 가상 스프링 또는 스프링-유사 객체(spring-like object)와 상호작용할 수 있는 가상 환경을 생성할 수 있다. 이 상호작용에 응답하여, 핸드헬드 컨트롤러(200)는 회전 햅틱 효과를 출력할 수 있고, 햅틱 효과의 회전 각도는 가상 환경에서의 가상 스프링 또는 스프링-유사 객체의 압축 또는 신장의 양에 비례할 수 있다. 일 실시예에서, 회전 방향은 애플리케이션에서의 이벤트를 기초할 수 있다. 예를 들어, 애플리케이션 프로그래머는 애플리케이션에서의 제1 이벤트에 응답하여 세그먼트(204)를 세그먼트(206)에 대해 상대적으로 시계 방향으로 회전하게끔 트리거하고, 애플리케이션에서의 제2 이벤트에 응답하여 세그먼트(204)를 세그먼트(206)에 대해 상대적으로 반시계 방향으로 회전하게끔 트리거하도록 애플리케이션을 프로그램할 수 있다.
일 실시예에서, 핸드헬드 컨트롤러(200)는 외부 컴퓨터(250)와 통신하도록 구성될 수 있으며, 제어 유닛(203)은, 외부 컴퓨터(250)가 정의된 애플리케이션을 실행하는 것에 응답하여, 또는 외부 컴퓨터(250)가 정의된 애플리케이션의 정의된 부분을 실행하는 것에 응답하여, 세그먼트들 중 하나(예컨대, 세그먼트(204/206))를 회전축(210)을 중심으로 회전시키기 위해 액추에이터(예컨대, 214)를 활성화시키도록 구성될 수 있다. 제어 유닛(203)은, 정의된 애플리케이션 또는 애플리케이션의 정의된 부분이 컴퓨터(250) 상에서 실행되고 있다는 결정에 응답하여, 사용자 입력 컴포넌트를 정의된 위치까지 회전시키기 위해 액추에이터를 활성화시킬 수 있다. 예를 들어, 정의된 애플리케이션 또는 그의 정의된 부분은 핸드헬드 컨트롤러의 조이스틱, 버튼, 또는 다른 사용자 입력 컴포넌트와의 상호작용을 수반하는 애플리케이션 또는 부분일 수 있다. 따라서, 정의된 애플리케이션 또는 그의 부분이 실행될 때, 세그먼트(204/206) 상의 사용자 입력 컴포넌트(예컨대, 트리거(205e 또는 205f))를 사용자에 의해 보다 쉽게 조작될 수 있는 정의된 위치로 가져오기 위해, 세그먼트(204/206)가 회전될 수 있다. 예를 들어, 버튼(예컨대, 버튼(205a))에 대한 정의된 위치는 버튼이 사용자의 엄지손가락에 의해 쉽게 도달가능한 위치일 수 있고, 트리거(예컨대, 트리거(205e))에 대한 정의된 위치는 트리거가 사용자의 검지손가락에 의해 쉽게 도달가능한 위치일 수 있다. 일 실시예에서, 정의된 애플리케이션의 정의된 부분은, 트리거로부터의 입력 신호들로 수행될 수 있는, 예컨대, 무기를 조준하는 것 또는 비행체를 조종하는 것을 수반하는 게임 애플리케이션의 일부분일 수 있다. 일 실시예에서, 정의된 위치는 베이스라인 위치를 기준으로 할 수 있다. 예를 들어, 세그먼트(206) 상의 버튼(205a)에 대한 정의된 위치는 베이스라인 위치로부터 반시계방향으로 90o로서 정의될 수 있다. 일 실시예에서, 정의된 애플리케이션 또는 그의 정의된 부분이 실행을 끝낸 후에 제어 유닛(203)은 사용자 입력 컴포넌트를 그의 베이스라인 위치로 복귀시킬 수 있다. 일 실시예에서, 액추에이터(예컨대, 214)는 세그먼트 및 그 상의 사용자 입력 요소를 제1 위치와 제2 위치 사이에서 회전시키도록 구성된다. 제1 위치는 사용자 입력 요소가 사용자에 의해 보다 쉽게 액세스가능한 위치일 수 있는 반면, 제2 위치는 제1 위치로부터 180도 떨어진 위치일 수 있다. 제어 유닛은 사용자 입력 컴포넌트가 정의된 애플리케이션 또는 그의 정의된 부분과 상호작용하는 데 필요한지를 결정하도록 구성될 수 있다. 제어 유닛은 액추에이터로 하여금 사용자 입력 컴포넌트가 상호작용을 위해 필요하다는 결정에 응답하여 사용자 입력 컴포넌트를 제1 위치까지 회전시키게 하고, 사용자 입력 컴포넌트가 상호작용을 위해 필요하지 않다는 결정에 응답하여 사용자 입력 컴포넌트를 제2 위치까지 회전시키게 할 수 있다.
앞서 논의된 바와 같이, 하나 이상의 세그먼트(예컨대, 세그먼트(204))는, 거친 텍스처를 갖는 3 cm x 3 cm 영역과 같은, 텍스처링된 영역을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 세그먼트(204)가 베이스라인 위치에 있을 때는, 텍스처링된 영역이 핸드헬드 컨트롤러(200)를 파지하는 손에 의해 느껴지지 않는다. 일 실시예에서, 제어 유닛(203)은 세그먼트(204)를 베이스라인 위치로부터 정의된 위치(예컨대, 베이스라인 위치로부터 반시계방향으로 180o)로 회전시킬 수 있다. 정의된 위치에서는, 텍스처링된 영역이 핸드헬드 컨트롤러(200)를 파지하는 손에 의해 느껴질 수 있다.
제1 세그먼트(204)와 제2 세그먼트(206) 간의 상대 회전이 도 3a 및 도 3b에 도시되어 있다. 도 3a 및 도 3b는 기준 벡터 - 이로부터 회전각이 측정됨 - 로서 역할하는 벡터(rref)를 예시하고 있다. 도 3a 및 도 3b의 실시예에서, 세그먼트들(204 및 206) 간의 상대 회전 각도는 θRelative로서 표기될 수 있다. θRelative는 θ204와 θ206 간의 차이일 수 있으며, 여기서 θ204는 rref를 기준으로 제1 방향으로의 세그먼트(204)의 회전 각도이고, θ206은 rref를 기준으로 제2 반대 방향으로의 세그먼트(206)의 회전 각도이다. 도 3a에서, θ204와 θ206 둘 다는 0일 수 있다. 도 3b에서, θ204는, 예컨대, 세그먼트(204)가 rref를 기준으로 제1 방향으로(예컨대, 시계방향으로) 15도 회전한 후에 15도의 값을 가질 수 있다. 게다가, 도 3b에서, θ206은, 예컨대, 세그먼트(206)가 rref를 기준으로 제2 반대 방향으로(예컨대, 반시계방향으로) 15도만큼 회전한 후에 -15도의 값을 가질 수 있다. 그 결과, θRelative = θ204 - θ206 = 15도 - (-15 도) = 30도이다. 도 3b에 도시된 세그먼트(204)와 세그먼트(206) 간의 상대 회전은 제1 상대 회전 방향으로 간주될 수 있다. 세그먼트(204)가 반시계 방향으로 회전하고 세그먼트(206)가 시계 방향으로 회전하도록, 세그먼트들(204 및 206)이 그들의 회전 방향들을 반전(reverse)시키는 경우, 세그먼트(204)와 세그먼트(206)의 상대 회전은 제2 반대 방향을 갖는 것으로 간주될 수 있으며, θRelative는 30도(즉, -15도 - 15도)의 값을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 제1 세그먼트(예컨대, 세그먼트(204))만이 rref에 대해 상대적으로 회전하는 반면 다른 세그먼트들(예컨대, 세그먼트(206))은 rref에 대해 상대적으로 움직이지 않은 채로 있는 경우, 상대 회전의 방향은 제1 세그먼트의 회전 방향과 동일할 수 있다. 일 실시예에서, θRelative는 제1 상대 회전 방향에 대해 그리고/또는 제2 상대 회전 방향에 대해 제1 세그먼트(204)와 제2 세그먼트(206) 간의 상대 회전의 최대 양 또는 각도일 수 있다. 각도들(θ204 및 θ206)이 상이할 수 있거나 동일할 수 있다. 일 실시예에서, 제어 유닛(203)은 상대 회전 방향을 결정하도록 추가로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 제어 유닛(203)은, 비틀기 햅틱 효과를 발생시키기로 한 결정에 응답하여 한 번만, 제1 세그먼트(204)와 제2 세그먼트(206) 중 하나의 세그먼트를 제1 세그먼트(204)와 제2 세그먼트(206) 중 다른 세그먼트에 대해 상대적으로 제1 방향으로 회전시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 게임 콘솔 상의 애플리케이션이 햅틱 효과를 발생시키기 위해 햅틱 커맨드를 제어 유닛(203)에 통신하는 경우, 제어 유닛(203)은 세그먼트(204)를 세그먼트(206)에 대해 상대적으로 반시계방향으로 한 번만, 도 3b에 예시된 바와 같이, 30도의 계산된 최댓값만큼 회전시킬 수 있다. 앞서 논의된 바와 같이, 이것은 세그먼트(204)만이 사용자에 대해 상대적으로 회전하는 것, 또는 세그먼트들(204 및 206)이 사용자에 대해 상대적으로 각자의 반대 방향들로 회전하는 것을 수반할 수 있다. 세그먼트(204)가 세그먼트(206)에 대해 상대적으로 반시계 방향으로 30도만큼 회전한 후에, 2개의 세그먼트는 제어 유닛(203)이 애플리케이션으로부터 후속 햅틱 커맨드를 수신할 때까지 정지할 수 있거나, 상대 회전 이전의 위치로(예컨대, 원래 위치로) 복귀할 수 있다. 세그먼트들은 세그먼트(204)를 세그먼트(206)에 대해 상대적으로 시계 방향으로 30도만큼 회전시키는 것에 의한 상대 회전 이전의 위치로 복귀할 수 있다. 보다 일반적으로 말하면, 상대 회전 이전의 세그먼트(204)의 위치는 제1 위치(예컨대, rref)일 수 있고, 상대 회전은 세그먼트(204)를 제1 방향으로 제1 위치로부터 제2 위치로 회전시킬 수 있다. 제1 방향으로의 상대 회전 이후에, 세그먼트(204)는 정지할 수 있거나, 제1 위치로 복귀하기 위해 제2 반대 방향으로 회전할 수 있다. 제2 반대 방향으로의 회전은 햅틱 효과의 일부로 간주될 수 있거나, 세그먼트(204)를 제1 위치로 리셋시키는 별개의 액션으로 간주될 수 있다. 일 실시예에서, 액추에이터(예컨대, 액추에이터(214)) 또는 제어 유닛(203)은 세그먼트(204)를 제1 위치로 자동으로 복귀시킬 수 있다. 이 기능은 전자적으로 또는 기계적으로 구현될 수 있다. 전자적 구현에서, 액추에이터 또는 제어 유닛(203)은 세그먼트(예컨대, 204 또는 206)가 제1 위치로부터 멀어지는 쪽으로 회전한 양(예컨대, rref로부터 멀어지는 쪽으로 30도)을 전자적으로 기록하도록 프로그램될 수 있고, 세그먼트를 제1 위치로 복귀시키기 위해 동일한 양만큼 반대 방향으로 자동으로 회전하도록 구성될 수 있다. 기계적 구현에서, 핸드헬드 컨트롤러(200)는 제1 세그먼트(204) 및 제2 세그먼트(206)에 부착된 기계적 편향 컴포넌트(예컨대, 토션 스프링(torsion spring))를 포함할 수 있다. 기계적 편향 컴포넌트는 제1 위치(예컨대, rref)에 있는 제1 세그먼트(204)에 대응하는 평형 위치를 가질 수 있다. 액추에이터(예컨대, 214)가 활성화될 때, 액추에이터는 세그먼트(204)를 평형 위치로부터 멀어지는 쪽으로 회전시킬 수 있다. 액추에이터가 비활성화되는 경우, 기계적 편향 컴포넌트는 제1 세그먼트(204)를 제1 위치로 자동으로 복귀시킬 수 있다.
대안 실시예에서, 세그먼트를 특정의 방향으로 한 번만 회전시키기보다는, 제어 유닛(203)은, 햅틱 효과를 발생시키기로 한 결정에 응답하여, 제1 세그먼트(204)와 제2 세그먼트(206)를 몇 사이클 동안 서로에 대해 상대적으로 전후로 회전시키도록 구성될 수 있다. 사이클들은 제어 유닛(203)에 의해 결정되는 진폭 및 진동 주파수를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 3b를 참조하면, 제어 유닛(203)에 의해 결정되는 30도의 상대 회전은 각각의 사이클에 대한 진폭일 수 있고, 주파수는, 예컨대, 1 Hz일 수 있다. 이 경우에, 상대 회전의 각각의 사이클에 대해, 제1 세그먼트(204)는 각각의 사이클의 주기(즉, 주파수의 역수)인 1초 내에 0도로부터 15도까지 회전하고, -15도까지 회전하기 위해 방향을 반전시키며, 이어서 다시 0도로 회전할 수 있다. 이와 유사하게, 제2 세그먼트(204)는 1초 내에 0도로부터 -15도까지 회전하고, 15도까지 회전하기 위해 방향을 반전시키며, 이어서 다시 0도까지 회전할 수 있다.
일 실시예에서, 제어 유닛(203)은, i) 제1 세그먼트(204) 또는 제2 세그먼트(206)에 대한 그립 압력, ii) 제1 세그먼트(204) 또는 제2 세그먼트(206)의 외부 표면을 형성하는 재료, 및 iii) 서로에 대해 상대적으로 회전가능한 핸드헬드 컨트롤러의 세그먼트들의 총수 중 적어도 하나에 기초하여 상대 회전 각도를 결정하도록 구성될 수 있다. i) 인자 및 ii) 인자는 제1 세그먼트(204)/제2 세그먼트(206)와 각자의 세그먼트와 접촉하는 손 또는 다른 신체 부위 사이의 마찰의 양에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 손이 핸드헬드 컨트롤러를 파지하는 것으로 인한 증가된 그립 압력이 보다 높은 양의 마찰과 부합할 수 있으며, 특정의 재료들(예컨대, 고무)이 또한 보다 높은 양의 마찰과 부합할 수 있다. 이 마찰이 증가함에 따라, 액추에이터는 제1 세그먼트(204)와 제2 세그먼트(206) 간의 결정된 상대 회전 각도를 달성하기 위해, 보다 높은 진폭 또는 보다 긴 지속시간 또는 듀티 사이클을 갖는 구동 신호를 필요로 하는 것과 같이, 보다 많은 전력을 사용할 필요가 있을 수 있다. 따라서, 에너지 효율적이기 위해, 제1 세그먼트(204) 또는 제2 세그먼트(206)의 그립 압력 또는 재료의 마찰 계수가 문턱 압력 양 또는 문턱 마찰 계수보다 더 높을 때, 제어 유닛(203)은 문턱 상대 회전 각도보다 더 작은 상대 회전 각도를 결정하도록 구성될 수 있다. 문턱 압력 양, 문턱 마찰 계수, 및 문턱 상대 회전 각도는 제어 유닛(203)에 저장된 정의된 값들일 수 있다. ⅲ) 인자는, 본 개시내용에서 나중에 보다 상세히 논의되는 도 6 및 도 7에 예시된 바와 같이, 제1 세그먼트 및 제1 세그먼트에 대해 상대적으로 회전가능한 다수의 세그먼트를 갖는 핸드헬드 컨트롤러에 관련될 수 있다. 일 실시예에서, 제어 유닛(예컨대, 제어 유닛(203))은 서로에 대해 상대적으로 회전가능한 세그먼트들의 총수가 증가함에 따라 각자의 핸드헬드 컨트롤러들에 대한 결정된 상대 회전 각도를 감소시키도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 제어 유닛은 사용자를 기준으로 한 핸드헬드 컨트롤러의 위치에 기초하여 회전 각도를 결정하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 도 2a 및 도 2b에서의 핸드헬드 컨트롤러(200)는, 제1 세그먼트(204) 내에 위치된 액추에이터(214)와 제2 세그먼트(206) 내에 위치된 액추에이터(216)를 비롯한, 2개의 액추에이터를 포함한다. 일 실시예에서, 핸드헬드 컨트롤러는 하나의 액추에이터만을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 4a 및 도 4b는 핸드헬드 컨트롤러(300)의 제2 세그먼트(206) 내에 위치된 하나의 액추에이터(216)만을 갖는 핸드헬드 컨트롤러(300)를 예시하고 있는 반면, 도 5a 및 도 5b는 핸드헬드 컨트롤러의 제1 세그먼트(204) 내에 위치된 하나의 액추에이터(214)만을 갖는 핸드헬드 컨트롤러(400)를 예시하고 있다.
일 실시예에서, 도 4a 및 도 5a를 참조하면, 핸드헬드 컨트롤러들(300, 400) 각각은 세그먼트들(204 및 206) 사이에 연장되는 샤프트(208)를 포함한다. 액추에이터(214/216)는, 샤프트(208)에 대해 상대적으로 회전할 수 있도록, 샤프트(208)에 회전가능하게 부착될 수 있다. 예를 들어, 도 4a를 참조하면, 액추에이터(216)는 샤프트(208)에 회전가능하게 부착되고, 세그먼트(206)의 보디에 고정되게 부착될 수 있다. 게다가, 샤프트(208)는 세그먼트(204)의 보디에 고정되게 부착될 수 있다. 액추에이터(216)가 활성화될 때, 액추에이터(216)와 세그먼트(206)는 함께 세그먼트(204)에 대해 상대적으로 회전한다. 도 5a를 참조하면, 액추에이터(214)는 샤프트(208)에 회전가능하게 부착되고 세그먼트(204)에(예컨대, 세그먼트(204)의 보디에) 고정되게 부착될 수 있다. 게다가, 샤프트(208)는 세그먼트(206)에 고정되게 부착될 수 있다. 액추에이터(214)가 활성화될 때, 액추에이터(214)와 세그먼트(204)는 함께 세그먼트(204)에 대해 상대적으로 회전한다.
다른 실시예에서, 도 4a 및 도 5a를 참조하면, 액추에이터(214/216)와 그 각자의 세그먼트(204/206)가 함께 회전하도록, 액추에이터(214/216)는 그 각자의 세그먼트(204/206)에 고정되게 부착될 수 있다. 예를 들어, 도 4a를 참조하면, 액추에이터(216)는 세그먼트(206)에 고정되게 부착되고, 세그먼트들(204 및 206) 사이에 연장되는 샤프트(208)에 회전가능하게 부착될 수 있다. 샤프트(208)는 세그먼트(204)에 고정되게 부착될 수 있다. 액추에이터(216)가 활성화될 때, 액추에이터(216)는 세그먼트(206)를 세그먼트(204)에 대해 상대적으로 회전시킨다. 도 5a를 참조하면, 액추에이터(214)는 세그먼트(204)에 고정되게 부착되고 샤프트(208)에 회전가능하게 부착될 수 있다. 샤프트(208)는 세그먼트(206)에 고정되게 부착될 수 있다. 액추에이터(214)가 활성화될 때, 액추에이터(214)는 세그먼트(204)를 세그먼트(206)에 대해 상대적으로 회전시킨다.
도 4a, 도 4b, 도 5a, 및 도 5b에 예시된 실시예에서, 사용자가 세그먼트(204 또는 206)를 얼마나 단단히 파지하는지는 어느 세그먼트가 사용자에 대해 상대적으로 회전하는지에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 사용자가 세그먼트(206)를 단단히 파지하고 세그먼트(204)를 느슨하게 파지하는 경우, 도 4a 및 도 5a에 예시된 바와 같이, 세그먼트(206)는 움직이지 않은(즉, 그라운딩된) 채로 있을 수 있는 반면 세그먼트(204)는 사용자에 대해 상대적으로 회전한다. 세그먼트(206)는 그 경우에 베이스 세그먼트(base segment)라고 지칭될 수 있다. 사용자가 세그먼트(204)를 단단히 그리고 세그먼트(206)를 느슨하게 파지하는 경우, 도 4b 및 도 5b에 예시된 바와 같이, 세그먼트(204)는 움직이지 않은(즉, 그라운딩된) 채로 있을 수 있는 반면 세그먼트(206)는 사용자에 대해 상대적으로 회전한다. 세그먼트(204)는 그 경우에 베이스 세그먼트라고 지칭될 수 있다. 사용자가 세그먼트들(204, 206) 둘 다를 충분히 느슨하게 파지하는 경우, 세그먼트들(204, 206) 둘 다는 사용자에 대해 상대적으로 반대 방향들로 회전할 수 있을 것이다. 그 상황에서, 사용자에 대해 상대적인 세그먼트들(204, 206)의 각자의 회전 각도들 또는 회전 속도들은 동일할 수 있거나 상이할 수 있다.
다른 실시예에서, 액추에이터(214 및/또는 216)는 세그먼트들(204 및 206) 간의 상대 회전에 저항할 수 있는 회전 브레이크(rotational brake)로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 제어 유닛(203)은 액추에이터(214 및/또는 216)로 하여금 포지티브 단자와 네거티브 단자 간에 전기적으로 단락되게 할 수 있다. 전기적 단락은, 예컨대, 포지티브 단자와 네거티브 단자 사이에 위치된 스위치를 닫는 것에 의해 수행될 수 있다. 따라서, 제동 모드가 전환가능하게 활성화 및 비활성화될 수 있다. 사용자가 하나의 세그먼트(예컨대, 세그먼트(206))를 다른 세그먼트(예컨대, 세그먼트(204))에 대해 상대적으로 수동으로 회전시키려고 시도할 때, 제어 유닛(203)은, 예컨대, 세그먼트(204) 내의 액추에이터(214)에 대해 제동 모드를 활성화시키는 옵션을 가질 수 있다. 제동 모드가 액추에이터(214)에 대해 활성화될 때, 이는 세그먼트(206)를 세그먼트(204)에 대해 상대적으로 수동으로 회전시키려는 사용자의 시도에 저항할 수 있다. 제어 유닛(203)은 각종의 조건들에 기초하여 제동 모드를 활성화시킬 수 있다. 예를 들어, 수동 회전이 세그먼트(206)를 정의된 각도 범위(예컨대, θ206의 경우 -15 내지 15도) 내에 있게 할 때 제어 유닛(203)은 제동 모드를 활성화시킬 수 있다. 제동은 세그먼트들의 상대 회전에 저항하거나 이를 방지하는 장벽들을 시뮬레이트할 수 있다.
일 실시예에서, 핸드헬드 컨트롤러는, 각각이 핸드헬드 컨트롤러의 인접 세그먼트에 회전가능하게 부착되는, 제1 세그먼트, 제2 세그먼트, 및 하나 이상의 부가 세그먼트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 6은 제1 세그먼트(504), 제2 세그먼트(506), 및 부가 세그먼트들(507 및 509)을 포함하는 핸드헬드 컨트롤러(500)를 예시하고 있다. 이와 유사하게, 도 7은 제1 세그먼트(604), 제2 세그먼트(606), 및 부가 세그먼트들(607 및 609)을 포함하는 핸드헬드 컨트롤러(600)를 예시하고 있다. 일 실시예에서, 부가 세그먼트들(507 및 509)(또는 607 및 609)은 동일한 크기(예컨대, 동일한 반경(R) 및 동일한 두께(T))를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 부가 세그먼트들(507 및 509)(또는 607 및 609)은 상이한 크기들을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 4개의 손가락에 대응하는 4개의 세그먼트가 있다.
일 실시예에서, 핸드헬드 컨트롤러(500/600)는 제1 세그먼트(예컨대, 504 또는 604)와 제2 세그먼트 및 하나 이상의 부가 세그먼트 중 적어도 하나의 세그먼트(즉, 세그먼트들(506, 507, 509) 또는 세그먼트들(606, 607, 609) 중 적어도 하나의 세그먼트) 간의 상대 회전을 야기하도록 구성되는 제어 유닛(예컨대, 제어 유닛(203))을 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 제어 유닛은 컨트롤러(500/600)가 제1 세그먼트(504/604)에 대해 상대적으로(그리고, 사용자가 제1 세그먼트(504/604)를 잡고 있는 경우, 사용자에 대해 상대적으로) 회전하는 퍼센트를 제어하기 위해 제2 세그먼트(506 또는 606) 및 하나 이상의 부가 세그먼트(507, 509 또는 607, 609) 중 어느 세그먼트(들)를 회전시킬지를 결정하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 제1 세그먼트(504/604)는 핸드헬드 컨트롤러(500/600)의 측면 표면 면적의 절반(즉, 50%)을 차지할 수 있는 반면, 제2 세그먼트(506 또는 606) 및 하나 이상의 부가 세그먼트(507, 509 또는 607, 609) 각각은 핸드헬드 컨트롤러(500/600)의 측면 표면 면적의 1/6을 차지하며, 여기서 각각의 세그먼트의 측면 표면 면적은 A = 2 x 세그먼트의 반경 x π x 세그먼트의 두께로서 계산될 수 있다. 제어 유닛이 핸드헬드 컨트롤러(500/600)의 측면 표면 면적의 절반(즉, 50%)이 제1 세그먼트(504/604)에 대해 상대적으로 일제히(예컨대, 동일한 방향으로 그리고 동일한 속도로) 회전해야 하는 것으로 결정한 경우, 제어 유닛은 세그먼트들(506, 507, 509) 또는 세그먼트들(606, 607, 609)의 각각의 세그먼트를 제1 세그먼트(504/604)에 대해 상대적으로 일제히 회전시킬 수 있다. 다른 경우에, 제어 유닛이 핸드헬드 컨트롤러(500/600)의 측면 표면 면적의 2/6(약 33%)가 제1 세그먼트(504/604)에 대해 상대적으로 일제히 회전해야 하는 것으로 결정한 경우, 제어 유닛은 세그먼트들(506, 507, 509)의(또는 세그먼트들(606, 607, 609)의) 2개의 세그먼트만을 제1 세그먼트(504/604)에 대해 상대적으로 일제히 회전시킬 수 있다. 다른 세그먼트(509/609)는 제1 세그먼트(504/604)에 대해 상대적으로 실질적으로 회전하지 않도록 인접한 회전하는 세그먼트(507/607)로부터 충분히 결합해제(uncouple)될 수 있다. 이와 유사하게, 제어 유닛이 핸드헬드 컨트롤러(500/600)의 측면 표면 면적의 1/6(약 16%)이 제1 세그먼트(504/604)에 대해 상대적으로 회전해야 하는 것으로 결정한 경우, 제어 유닛은 세그먼트들(506, 507, 509)의(또는 세그먼트들(606, 607, 609)의) 하나의 세그먼트만을 제1 세그먼트(504/604)에 대해 상대적으로 회전시킬 수 있다. 다른 세그먼트들(507, 509)(또는 세그먼트들(607, 609))은 제1 세그먼트(504/604)에 대해 상대적으로 실질적으로 회전하지 않도록 인접한 회전하는 세그먼트(506/606)로부터 실질적으로 결합해제될 수 있다.
일 실시예에서, 제어 유닛은, 햅틱 효과와 또는 햅틱 효과를 트리거하는 이벤트와 연관된 강도 레벨에 기초하여, 일제히 회전시킬 핸드헬드 컨트롤러의 총 측면 표면 면적의 퍼센트, 또는 보다 구체적으로는 핸드헬드 컨트롤러의 몇 개의 세그먼트를 일제히 회전시켜야 하는지를 결정할 수 있다. 보다 낮은 강도 레벨은 일제히 회전시킬 보다 작은 퍼센트 또는 보다 적은 세그먼트들과 연관될 수 있는 반면, 보다 큰 강도 레벨은 일제히 회전시킬 보다 높은 퍼센트 및 보다 많은 세그먼트들과 연관될 수 있다.
일 실시예에서, 제어 유닛은, 햅틱 효과와 또는 햅틱 효과에 의해 표현되는 가상 객체와 연관된 텍스처에 기초하여, 일제히 회전시킬 핸드헬드 컨트롤러의 총 측면 표면 면적의 퍼센트, 또는 보다 구체적으로는 핸드헬드 컨트롤러의 몇 개의 세그먼트를 일제히 회전시켜야 하는지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 보다 매끄러운 텍스처는 일제히 회전시킬 보다 작은 퍼센트 또는 보다 적은 세그먼트들과 연관될 수 있는 반면, 보다 거친 텍스처는 일제히 회전시킬 보다 큰 퍼센트 또는 보다 많은 세그먼트들과 연관될 수 있다. 이 실시예에서, (예컨대, 저장 디바이스(240) 내의) 텍스처 프로파일은 보다 매끄러운 텍스처를 일제히 회전시킬 보다 작은 퍼센트 또는 보다 적은 세그먼트들과 연관시키고, 보다 거친 텍스처를 일제히 회전시킬 보다 큰 퍼센트 또는 보다 많은 세그먼트들과 연관시킬 수 있다. 이 실시예는 따라서 핸드헬드 컨트롤러의 몇 개의 세그먼트가 일제히 회전되는지를 변화시키는 것에 의해 텍스처를 시뮬레이트할 수 있다. 이하에서 논의되는 바와 같이, 텍스처가 부가적으로 또는 대안적으로 개별 세그먼트에 의해 세그먼트가 어떻게 회전하는지에 기초하여 시뮬레이트될 수 있다.
일 실시예에서, 제어 유닛은, 사용자의 손이 가상 환경에서의 가상 객체(예컨대, VR 게임 애플리케이션에서의 가상 폭포)와 얼마만큼 접촉하는지에 기초하여, 일제히 회전시킬 핸드헬드 컨트롤러의 총 측면 표면 면적의 퍼센트, 또는 보다 구체적으로는 핸드헬드 컨트롤러의 몇 개의 세그먼트를 일제히 회전시켜야 하는지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 손 전체가 가상 환경에서의 가상 객체와 접촉하는 경우, 세그먼트들(506, 507, 및 509) 전부가 세그먼트(504)에 대해 상대적으로 일제히 회전될 수 있다. 사용자의 손의 2/3만이 가상 환경에서의 가상 객체와 접촉하는 경우, 2개의 세그먼트(506, 507)만이 세그먼트(504)에 대해 상대적으로 일제히 회전된다.
위의 구절들이 핸드헬드 컨트롤러(500/600)의 세그먼트들을 제1 세그먼트에 대해 상대적으로 일제히 회전시키는 핸드헬드 컨트롤러(500/600)의 제어 유닛에 관련되어 있지만, 제어 유닛은 또한 세그먼트들을 제1 세그먼트에 대해 상대적으로, 회전 방향 및/또는 속도 및/또는 각도의 면에서, 불균일하게 회전시킬 수 있을 것이다. 예를 들어, 도 6에서의 핸드헬드 컨트롤러(500)에 대한 제어 유닛은 제2 세그먼트(506)를 세그먼트(504)에 대해 상대적으로 제1 방향으로 회전시키고, 세그먼트(507)를 세그먼트(506)보다 2배 빠르게 제1 방향으로 회전시키며, 세그먼트(509)를 세그먼트(504)에 대해 상대적으로 제2 반대 방향으로 회전시키도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 세그먼트는 세그먼트가 어떻게 회전하는지에 기초하여 텍스처를 시뮬레이트할 수 있다. 예를 들어, 저장 디바이스 내의 텍스처 프로파일은 세그먼트의 표면에 대한 보다 거친 텍스처를 많은 일시중지(pause)들에 의해 단속(punctuate)되는 세그먼트의 회전(예컨대, 시작 및 정지(start-and-stop) 방식의 회전)과 연관시킬 수 있다. 텍스처 프로파일은 세그먼트의 표면에 대한 보다 매끄러운 텍스처를 일시중지들 또는 다른 중단(interruption)들을 보다 적게 갖거나 전혀 갖지 않는 세그먼트의 회전과 추가로 연관시킬 수 있다. 일 실시예에서, 세그먼트(예컨대, 도 2a의 세그먼트(204))는 저장 디바이스에서 특정의 텍스처(예컨대, 매끄러운 텍스처)와 연관될 수 있고, 제어 유닛은 텍스처에 기초하여 세그먼트를 (예컨대, 세그먼트(206)와 같은, 다른 세그먼트에 대해 상대적으로) 회전시키도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 세그먼트가 2개 이상의 텍스처와 연관될 수 있다. 예를 들어, 세그먼트가, 하나의 방향으로부터 느껴질 때는 제1 텍스처를 갖고, 제2 상이한 방향으로부터 느껴질 때는 제2 텍스처를 갖는, 가상 객체(예컨대, 래칫(ratchet) 또는 치즈 강판(cheese grater))와 연관될 수 있다. 이 실시예에서, 제1 텍스처는 제1 회전 방향과 연관될 수 있고, 제2 텍스처는 제2 반대 회전 방향과 연관될 수 있다. 세그먼트를 (예컨대, 다른 세그먼트에 대해 상대적으로) 제1 방향 또는 제2 방향으로 회전시킬지를 결정할 수 있는 양방향 제어가 제어 유닛을 통해 제공될 수 있다. 이 결정은, 예컨대, 제어 유닛이 어느 텍스처를 시뮬레이트하려고 시도하는지에 기초할 수 있다. 거친 텍스처를 시뮬레이트하는 것은 세그먼트를 제1 방향으로 회전시키는 것을 수반할 수 있고, 매끄러운 텍스처를 시뮬레이트하는 것은 세그먼트를 제2 방향으로 회전시키는 것을 수반할 수 있다. 제어 유닛은 이어서 결정된 방향과 연관된 각자의 텍스처에 기초하여 세그먼트를 다른 세그먼트에 대해 상대적으로 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 제어 유닛은 회전이 제1 방향인 경우 많은 일시중지들을 수반하는 방식으로 제1 세그먼트를 제2 세그먼트에 대해 상대적으로 회전시킬 수 있고, 회전이 제2 방향인 경우 제1 세그먼트를 보다 매끄러운 방식으로 회전시킬 수 있다.
도 6은 세그먼트의 회전을 개별적으로 제어할 수 있도록 제1 세그먼트(504), 제2 세그먼트(506), 및 부가 세그먼트들(507, 509)의 각각의 세그먼트가 그 안에 배치된 액추에이터를 갖는 일 실시예를 예시하고 있다. 보다 구체적으로는, 도 6에서, 액추에이터들(514, 516, 517, 및 519)은, 제각기, 세그먼트들(504, 506, 507, 및 509) 내에 배치될 수 있고, 그 각자의 세그먼트들을 회전축(510)을 중심으로 회전시키도록 구성될 수 있다. 세그먼트(509)는 인접 세그먼트(즉, 세그먼트(507))에 회전가능하게 부착될 수 있는 반면, 세그먼트(507)는 인접 세그먼트(예컨대, 세그먼트(506))에 회전가능하게 부착될 수 있으며, 세그먼트(506)는 인접 세그먼트(예컨대, 세그먼트(504))에 회전가능하게 부착될 수 있다. 복수의 샤프트 각각이 인접 세그먼트들의 쌍 사이에 연장될 수 있고, 회전축(510)을 따라 연장될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 샤프트(508)는 세그먼트들(504 및 506) 사이에 연장될 수 있고, 제2 샤프트(518)는 세그먼트들(506 및 507) 사이에 연장될 수 있으며, 제3 샤프트(528)는 세그먼트들(507 및 509) 사이에 연장될 수 있다.
일 실시예에서, 도 6에 예시된 바와 같이, 액추에이터(514)는, 세그먼트(504)를 제1 샤프트(508)에 대해 상대적으로 회전시킬 수 있도록, 세그먼트(504)에 고정되게 부착되고 제1 샤프트(508)에 회전가능하게 부착될 수 있다. 액추에이터(516)는, 세그먼트(506)를 제1 샤프트(508)에 대해 상대적으로 회전시킬 수 있도록, 세그먼트(506)에 고정되게 부착되고 제1 샤프트(508)에 회전가능하게 부착될 수 있다. 액추에이터(514)와 액추에이터(516) 둘 다는, 샤프트를 중심으로 회전할 수 있도록, 제1 샤프트(508)의 대향 단부들에 회전가능하게 부착될 수 있다. 2개의 액추에이터(514, 516)는 그 각자의 세그먼트들을 제1 샤프트(508)를 중심으로 반대 방향들로 회전시키는 데 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 도 6에 예시된 바와 같이, 액추에이터(517)는, 세그먼트(507)를 샤프트(518)를 중심으로 회전시킬 수 있도록, 샤프트(518)에 회전가능하게 부착되고 세그먼트(507)에 고정되게 부착될 수 있다. 액추에이터(519)는, 세그먼트(509)를 샤프트(528)를 중심으로 회전시킬 수 있도록, 샤프트(528)에 회전가능하게 부착되고 세그먼트(509)의 보디에 고정되게 부착될 수 있다. 핸드헬드 컨트롤러(500)의 제어 유닛은, 세그먼트들(506, 507, 및 509) 중 어느 세그먼트(들)가 제1 세그먼트(504)에 대해 상대적으로 회전하는지를 제어하기 위해, 액추에이터들(516, 517, 519) 중 어느 액추에이터(들)를 활성화시킬지를 선택하고 선택된 액추에이터(들)를 개별적으로 활성화시키도록 구성될 수 있다.
도 6이 회전 햅틱 효과를 출력하기 위한 다수의 액추에이터를 갖는 핸드헬드 컨트롤러(500)를 예시하지만, 도 7은 단일 액추에이터 - 그의 회전 출력은 회전 햅틱 효과를 출력하기 위해 다양한 세그먼트들에 선택적으로 전송될 수 있음 - 만을 갖는 핸드헬드 컨트롤러(600)를 예시하고 있다. 도 7에서, 핸드헬드 컨트롤러(600)는 제2 세그먼트(606) 및 하나 이상의 부가 세그먼트(607, 609) 중 하나 이상을 제1 세그먼트(604)에 대해 상대적으로 회전시키기 위한 단일 액추에이터(614)를 가질 수 있다. 보다 구체적으로는, 액추에이터(614)는 회전을 제2 세그먼트(606)까지 연장되는 샤프트(608)에 출력할 수 있다. 샤프트(608)는, 액추에이터(614)에 의해 출력되는 회전이 제2 세그먼트(606)를 제1 세그먼트(604)에 대해 상대적으로 회전시키도록, 제2 세그먼트(606)에 고정되게 부착될 수 있다. 따라서, 액추에이터(614)는, 활성화될 때, 적어도 제2 세그먼트(606)를 제1 세그먼트(604)에 대해 상대적으로 작동시킬 수 있다.
일 실시예에서, 도 7을 참조하면, 핸드헬드 컨트롤러(600)의 제어 유닛은 부가 세그먼트(607)를 세그먼트(606)에 선택적으로 회전가능하게 결합(rotationally couple)시키거나 부가 세그먼트들(607, 609) 둘 다를 세그먼트(606)에 선택적으로 회전가능하게 결합시킬 수 있다. 제어 유닛은 따라서 부가 세그먼트들(607, 609) 중 어느 세그먼트(들)가 세그먼트들(604, 606)에 대해 상대적으로 회전하는지를 제어한다. 일 실시예에서, 핸드헬드 컨트롤러(600)는 각각이 세그먼트들의 쌍을 회전가능하게 결합시키기 위해 각자의 인접 세그먼트들의 쌍 사이에 배치되는 복수의 커플링 디바이스를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 커플링 디바이스들 각각은 인접 세그먼트들의 쌍 사이에 배치된 클러치일 수 있으며, 제어 유닛으로부터 신호를 수신할 때, 세그먼트들을 회전가능하게 결합시키기 위해 인접 세그먼트들의 쌍을 맞물리게 할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 커플링 디바이스(616)가 세그먼트들(606 및 607) 사이에 배치될 수 있다. 제어 유닛은 세그먼트(607)가 세그먼트(606)와 함께 회전하는지를 제어하기 위해 커플링 디바이스(616)를 제어할 수 있다. 게다가, 커플링 디바이스(617)가 세그먼트들(607 및 609) 사이에 배치될 수 있다. 제어 유닛은 세그먼트(609)가 또한 세그먼트들(606 및 607)과 함께 회전하는지를 제어하기 위해 커플링 디바이스(617)를 제어할 수 있다. 따라서, 제어 유닛은 몇 개의 세그먼트가 제1 세그먼트(604)에 대해 상대적으로 회전하는지를 제어하기 위해 커플링 디바이스들(616, 617)을 제어할 수 있다.
도 8은 세그먼트(704) 내에 배치된 2개의 액추에이터, 즉 제1 액추에이터(714) 및 제2 액추에이터(716)를 갖는 핸드헬드 컨트롤러(700)의 일 실시예를 예시하고 있다. 2개의 액추에이터(714, 716)는 제2 세그먼트(706)와 제3 세그먼트(707) 간의 상대 회전을 발생시키도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로는, 제1 액추에이터(714)는 제2 세그먼트(706)를 샤프트(708)를 통해 제1 세그먼트(704)에 대해 상대적으로 회전시킬 수 있는 반면, 제2 액추에이터(716)는 제3 세그먼트(707)를 샤프트(718)를 통해 제1 세그먼트(704)에 대해 상대적으로 회전시킬 수 있다. 샤프트(708)는, 액추에이터(714)에 의해 출력된 회전이 제2 세그먼트(706)를 회전시키도록, 제2 세그먼트(706)에 고정되게 부착될 수 있다. 이와 유사하게, 샤프트(718)는, 액추에이터(716)에 의해 출력된 회전이 제3 세그먼트(707)를 회전시키도록, 제3 세그먼트(707)에 고정되게 부착될 수 있다. 일 실시예에서, 핸드헬드 컨트롤러(700)를 파지하는 사용자는 제1 세그먼트(704)와 제2 세그먼트(706) 및 제3 세그먼트(707)의 부분들을 파지할 수 있다. 이 실시예에서, 제1 세그먼트(704)는 사용자에 대해 상대적으로 움직이지 않은 세그먼트로 간주될 수 있는 반면, 제2 세그먼트(706) 및 제3 세그먼트(707)는 회전하는 세그먼트들이다. 제2 세그먼트(706)를 A 방향으로부터 측정되는 바와 같이 사용자에 대해 상대적으로 그리고 제1 세그먼트(704)에 대해 상대적으로 제1 방향(예컨대, 반시계방향)으로 회전시키는 것에 의해 그리고 제3 세그먼트(707)를 A 방향으로부터 측정되는 바와 같이 사용자에 대해 상대적으로 그리고 제1 세그먼트(704)에 대해 상대적으로 제2 반대 방향(예컨대, 시계방향)으로 회전시키는 것에 의해 회전 햅틱 효과가 출력될 수 있다.
도 9는 양손 사용을 위해 의도되어 있는 핸드헬드 게임패드 컨트롤러(800)를 예시하고 있다. 사용자의 왼손은 컨트롤러(800)의 좌측 단부(831)를 파지할 수 있는 반면, 사용자의 오른손은 컨트롤러(800)의 우측 단부(832)를 파지할 수 있다. 일 실시예에서, 게임패드 컨트롤러(800)는 서로에 대해 상대적으로 회전가능한 제1 세그먼트(804)와 제2 세그먼트(806)를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 제1 세그먼트(804) 내에 위치된 제1 액추에이터(814)를 통해 그리고 제2 세그먼트(816) 내에 위치된 제2 액추에이터(816)를 통해 회전이 발생될 수 있다. 제1 세그먼트(804)를 샤프트(808)에 대해 상대적으로 회전시키도록 구성되기 위해, 제1 액추에이터(814)는 제1 세그먼트(804)에 고정되게 부착되고, 제1 세그먼트(804)로부터 제2 세그먼트(806)까지 연장되는 샤프트(808)에 회전가능하게 부착될 수 있다. 이와 유사하게, 액추에이터(816)는, 제2 세그먼트(806)를 샤프트(808)에 대해 상대적으로 회전시키도록 구성되기 위해, 세그먼트(806)에 고정되게 부착되고 샤프트(808)에 회전가능하게 부착될 수 있다. 핸드헬드 컨트롤러(800)는 회전 햅틱 효과를 출력하기 위해 액추에이터들(814, 816) 중 하나를 활성화시키거나, 액추에이터들(814, 816) 둘 다를 샤프트(808)를 중심으로 반대 방향들로 활성화시키도록 구성되는 제어 유닛을 포함할 수 있다.
도 10은 다수의(예컨대, 2개의) 상이한 회전축을 가질 수 있는 핸드헬드 컨트롤러(900)를 예시하고 있다. 핸드헬드 컨트롤러(900)는, 예컨대, 쌍절곤(nunchaku)과 흡사할 수 있으며, 제1 회전축(910)을 중심으로 한 상대 회전을 나타낼 수 있는 제1 세그먼트 쌍(904, 906)을 포함하고, 제2 회전축(920)을 중심으로 한 상대 회전을 나타낼 수 있는 제2 세그먼트 쌍(907, 909)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 세그먼트 쌍(904, 906)과 제2 세그먼트 쌍(907, 909)은 코드(cord)(905)에 의해 부착될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 회전축(910)과 제2 회전축(920)은 평행할 수 있다. 일 실시예에서, 2개의 회전축(910, 920)이 경사져 있을 수 있다.
도 11 내지 도 13은 세그먼트가 그의 표면 상에 배치된 하나 이상의 햅틱 효과 영역(예컨대, 단일 햅틱 효과 영역)을 포함할 수 있는 부가 실시예들을 예시하고 있으며, 여기서 하나 이상의 햅틱 효과 영역 각각은 국소화된 방식으로 사용자의 피부에 응력을 가하기 위해 표면의 나머지 부분에 대해 상대적으로 회전가능하다. 보다 구체적으로는, 도 11은 복수의 햅틱 효과 영역(1004, 1006, 1008)을 회전시키는 것에 의해 회전 햅틱 효과를 출력하도록 구성되는 핸드헬드 컨트롤러(1000)를 예시하고 있다. 일 실시예에서, 핸드헬드 컨트롤러(1000)는 측면 표면(1002a), 상단 표면(1002b), 및 하단 표면(1002c)을 갖는 하우징(1002)을 갖는다. 이 실시예에서, 햅틱 효과 영역들(1004, 1006, 및 1008)은 하우징(1002)의 측면 표면(1002a) 상에 배치되고, 측면 표면(1002a)의 나머지 부분에 대해 상대적으로 회전가능할 수 있다. 일 실시예에서, 측면 표면(1002a)은 핸드헬드 컨트롤러(1000)의 사용 동안 사용자에 의해 파지되도록 의도되어 있는 표면일 수 있다. 측면 표면(1002a)은 추가로 컨트롤러(1000)의 길이방향으로 연장되는 중심축(1010)에 실질적으로 평행한(그리고 그와 교차하지 않는) 표면일 수 있다. 일 실시예에서, 조이스틱(1005)과 같은, 하나 이상의 사용자 입력 요소가 컨트롤러(1000)의 표면(예컨대, 측면 표면(1002a)) 상에 배치될 수 있다. 햅틱 효과 영역들(1004, 1006, 1008) 각각은 원형 영역일 수 있거나, 임의의 다른 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 핸드헬드 컨트롤러(1000)는, 하우징(1002) 내에 배치되고 복수의 햅틱 효과 영역(1004, 1006, 1008)을 측면 표면(1002a)의 나머지 부분에 대해 상대적으로 회전시키도록 구성된, 하나 이상의 액추에이터(예컨대, 단일 액추에이터)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 액추에이터가 도 12a 및 도 13에 예시되어 있다. 도 12a는 액추에이터(1030) 및 복수의 햅틱 효과 영역(1004, 1006, 1008)을 포함하는 블록 다이어그램을 예시하고 있다. 복수의 햅틱 효과 영역(1004, 1006, 및 1008)은 단일 액추에이터(1030)를 공유할 수 있다. 일 실시예에서, 액추에이터(1030)는 토크를, 기어박스와 같은, 변속기 컴포넌트(transmission component)(1020)에 연결될 수 있는 샤프트(1024)에 출력하도록 구성될 수 있다. 변속기 컴포넌트(1020)는 차례로 샤프트(1024)로부터의 출력 토크를 각자의 샤프트들(1014, 1016, 1018)을 통해, 제각기, 햅틱 효과 영역들(1004, 1006, 1008)에 전달할 수 있다. 일 실시예에서, 액추에이터(1030)는 액추에이터(1030)와 신호 통신하는 제어 유닛(1003)에 의해 제어될 수 있다. 제어 유닛(1003)은, 도 12b에 예시된 바와 같이, 햅틱 효과를 발생시킬지를 결정하고, 이러한 결정에 응답하여, 복수의 햅틱 효과 영역(1004, 1006, 및 1008)을 회전시키기 위해 액추에이터(1030)를 활성화시키도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 제어 유닛(1003)은 복수의 햅틱 효과 영역(1004, 1006, 1008)을 동일한 방향으로, 동일한 속도로, 그리고 동일한 회전 각도만큼(즉, 일제히) 회전시키도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 회전 각도는 제어 유닛(1003)에 의해 결정될 수 있고, 몇 도(예컨대, 10도) 내지 다수의 사이클(예컨대, 2 사이클 = 720도)의 범위를 가질 수 있다.
도 13은 핸드헬드 컨트롤러(1100)가 각자의 햅틱 효과 영역들(1104, 1106, 1108)을 작동시키기 위한 다수의 액추에이터(1134, 1136, 1138)를 가질 수 있는 일 실시예를 예시하고 있다. 핸드헬드 컨트롤러(1100)는 햅틱 효과 영역들(1104, 1106, 1108)이 배치되는 측면 표면(1102a)을 가질 수 있는 하우징(1102)을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 다수의 액추에이터(1134, 1136, 및 1138) 각각은 자기 커플링(magnetic coupling)을 통해 각자의 햅틱 효과 영역들(1104, 1106, 및 1108)을 구동할 수 있다. 예를 들어, 다수의 액추에이터(1134, 1136, 및 1138) 각각은 각자의 모터의 고정자일 수 있는 반면, 각자의 햅틱 효과 영역들(1104, 1106, 및 1108)은 각자의 모터의 각자의 회전자일 수 있다. 일 실시예에서, 액추에이터들(1134, 1136, 1138)는 제어 유닛(1103)에 의해 개별적으로 제어될 수 있다. 제어 유닛(1103)은, 예를 들어, 햅틱 효과 영역들(1104, 1106, 1108)을 상이한 때에 회전시키고, 상이한 방향들로 회전시키며, 상이한 속도들로 회전시키고, 그리고/또는 상이한 회전 각도들만큼 회전시킬 수 있다. 대안적으로, 제어 유닛(1103)은 햅틱 효과 영역들(1104, 1106, 및 1108)을 일제히 회전시킬 수 있다.
일 실시예에서, 햅틱 효과 영역은 핸드헬드 컨트롤러의 하우징의 측면 표면의 나머지 부분과 동일 평면상에 있을 수 있다. 즉, 도 12a 및 도 13에 예시된 바와 같이, 햅틱 효과 영역(예컨대, 1008)의 외측 표면 및 측면 표면(예컨대, 1002a)의 나머지 부분이 동일 평면상에 있을 수 있다. 다른 실시예에서, 햅틱 효과 영역은 측면 표면의 나머지 부분에 비해 리세싱될 수 있거나, 측면 표면의 나머지 부분을 넘어 돌출할 수 있다. 일 실시예에서, 핸드헬드 컨트롤러는, 도 11에 예시된 바와 같이, 동일 선상에 있는 방식으로(in a co-linear manner) 그의 측면 표면 상에 배열된 적어도 3개의 햅틱 효과 영역을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 핸드헬드 컨트롤러는 보다 적거나 많은 햅틱 효과 영역들을 가질 수 있다. 햅틱 효과 영역들은 일렬로(in a line), 2D 어레이로, 또는 임의의 다른 패턴으로 배열될 수 있다.
앞서 기술된 다양한 실시예들이 회전 햅틱 효과를 출력하도록 구성된 핸드헬드 컨트롤러를 논의하지만, 다른 실시예들은 회전 햅틱 효과를 출력하도록 구성된 웨어러블 주변 디바이스를 수반할 수 있다. 예를 들어, 도 11 내지 도 13의 햅틱 효과 영역들은 가상 현실(VR) 게이밍 애플리케이션에 사용되는 헤드-마운티드 디바이스(head-mounted device)의 내향 측면 표면(inward-facing side surface) 상에 배치될 수 있다. 햅틱 효과 영역들은 헤드-마운티드 디바이스를 착용한 사용자의 머리에서 감지될 수 있는 회전 햅틱 효과를 출력하도록 구성될 수 있다.
앞서 기술된 다양한 실시예들은 회전 햅틱 효과를 출력하는 핸드헬드 컨트롤러 또는 다른 주변 디바이스를 수반하지만, 핸드헬드 컨트롤러 또는 다른 주변 디바이스는, 진동촉각 햅틱 효과, 정전기 마찰 햅틱 효과, (예컨대, 핸드헬드 컨트롤러의 트리거(있는 경우)에서의) 운동감각 햅틱 효과, 변형 햅틱 효과, 또는 다른 유형의 햅틱 효과와 같은, 다른 유형의 햅틱 효과(들)를 추가로 출력하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예들이 앞서 기술되었지만, 이들이 제한으로서가 아니라 단지 본 발명의 예시들 및 예들로서 제시되어 있다는 것을 잘 알 것이다. 관련 기술분야의 통상의 기술자에게는 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 그 내에서 형태 및 상세의 다양한 변경들이 행해질 수 있다는 것이 명백할 것이다. 이와 같이, 본 발명의 폭 및 범주가 앞서 기술된 예시적인 실시예들 중 어느 것에 의해서도 제한되어서는 안되고, 첨부된 청구항들 및 그들의 등가물들에 따라서만 한정되어야 한다. 본 명세서에서 논의된 각각의 실시예의 각각의 특징 및 본 명세서에서 인용된 각각의 참고문헌의 각각의 특징이 임의의 다른 실시예의 특징들과 조합하여 사용될 수 있다는 것이 또한 이해될 것이다. 본 명세서에서 논의된 특허들 및 간행물들 전부는 참조에 의해 그 전체가 본 명세서에 원용된다.

Claims (24)

  1. 핸드헬드 컨트롤러로서,
    제1 세그먼트;
    상기 제1 세그먼트에 회전가능하게 부착(rotatably attach)된 제2 세그먼트;
    상기 제1 세그먼트 또는 상기 제2 세그먼트 상에 배치된 사용자 입력 컴포넌트;
    상기 제1 세그먼트 또는 상기 제2 세그먼트 내에 위치된 액추에이터 - 상기 액추에이터는 회전축을 중심으로 상기 제1 세그먼트와 상기 제2 세그먼트 간의 상대 회전을 발생시키도록 구성됨 -; 및
    상기 액추에이터와 통신하며,
    햅틱 효과를 발생시킬지를 결정하고, 상기 햅틱 효과를 발생시키기로 한 결정에 응답하여, 상기 회전축을 중심으로 상기 제1 세그먼트와 상기 제2 세그먼트 간의 상기 상대 회전을 발생시키기 위해 상기 액추에이터를 활성화시키도록 구성된 제어 유닛
    을 포함하는, 핸드헬드 컨트롤러.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 세그먼트의 적어도 일부분 및 상기 제2 세그먼트의 적어도 일부분은 상기 액추에이터의 상기 회전축을 따라 정렬되며, 상기 제어 유닛은, 상기 햅틱 효과를 발생시키기로 한 결정에 응답하여, 상기 제1 세그먼트와 상기 제2 세그먼트 간의 상대 회전 각도(degree of relative rotation)를 결정하고, 상기 제1 세그먼트와 상기 제2 세그먼트를 상기 결정된 상대 회전 각도만큼 서로에 대해 상대적으로 회전시키기 위해 상기 액추에이터를 활성화시키도록 구성되고, 상기 결정된 상대 회전 각도는 상기 제1 세그먼트와 상기 제2 세그먼트 간의 상대 회전의 최대 양인, 핸드헬드 컨트롤러.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 햅틱 효과를 발생시키기로 한 상기 결정에 응답하여, 상기 제1 세그먼트와 상기 제2 세그먼트 중 하나의 세그먼트를 상기 제1 세그먼트와 상기 제2 세그먼트 중 다른 세그먼트에 대해 상대적으로 제1 방향으로 한 번만 회전시키도록 구성되는, 핸드헬드 컨트롤러.
  4. 제3항에 있어서, 상기 액추에이터가 활성화될 때 상기 세그먼트는 제1 위치로부터 제2 위치로 회전되고, 상기 액추에이터는 상기 세그먼트를 상기 제1 세그먼트 및 상기 제2 세그먼트 중 상기 다른 세그먼트에 대해 상대적으로 제2 반대 방향으로 상기 결정된 상대 회전 각도만큼 회전시키는 것에 의해 상기 세그먼트를 상기 제2 위치로부터 상기 제1 위치로 복귀시키도록 구성되는, 핸드헬드 컨트롤러.
  5. 제2항에 있어서, 상기 제어 유닛은, i) 상기 제1 세그먼트 또는 상기 제2 세그먼트에 대한 그립 압력(grip pressure), ii) 상기 제1 세그먼트 또는 상기 제2 세그먼트의 외부 표면을 형성하는 재료, 및 iii) 서로에 대해 상대적으로 회전가능한 상기 핸드헬드 컨트롤러의 세그먼트들의 총수 중 적어도 하나에 기초하여 상기 상대 회전 각도를 결정하도록 구성되는, 핸드헬드 컨트롤러.
  6. 제2항에 있어서, 상기 햅틱 효과를 발생시키기로 한 상기 결정에 응답하여, 상기 제어 유닛은 진동 주파수를 결정하고, 상기 제1 세그먼트와 상기 제2 세그먼트를 상기 결정된 상대 회전 각도인 진폭으로 그리고 상기 결정된 진동 주파수인 주파수로 서로에 대해 상대적으로 전후로 회전시키도록 추가로 구성되는, 핸드헬드 컨트롤러.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 액추에이터의 상기 회전축을 따라 그리고 상기 제1 세그먼트로부터 상기 제2 세그먼트까지 길이방향으로 연장되는 샤프트
    를 추가로 포함하며, 상기 액추에이터는 상기 액추에이터가 상기 샤프트에 대해 상대적으로 회전가능하도록 상기 샤프트에 회전가능하게 부착되거나, 상기 액추에이터와 상기 샤프트가 함께 회전하도록 상기 샤프트에 고정되게 부착되고, 상기 회전축은 상기 핸드헬드 컨트롤러의 길이방향으로 연장되는 중심축인, 핸드헬드 컨트롤러.
  8. 제7항에 있어서, 상기 액추에이터는 상기 샤프트에 회전가능하게 부착되고 상기 제1 세그먼트 내에 위치된 제1 액추에이터이고, 상기 핸드헬드 컨트롤러는 상기 제2 세그먼트 내에 위치되고 상기 샤프트에 회전가능하게 부착된 제2 액추에이터를 추가로 포함하며, 상기 제어 유닛은, 상기 햅틱 효과를 발생시키기로 한 상기 결정에 응답하여, 상기 제1 액추에이터로 하여금 상기 제1 세그먼트를 상기 샤프트를 중심으로 제1 방향으로 회전시키게 하고 상기 제2 액추에이터로 하여금 상기 제2 세그먼트를 상기 샤프트를 중심으로 제2 반대 방향으로 회전시키게 하도록 구성되는, 핸드헬드 컨트롤러.
  9. 제8항에 있어서, 상기 핸드헬드 컨트롤러는 각각이 인접 세그먼트에 회전가능하게 부착되는 하나 이상의 부가 세그먼트를 추가로 포함하며, 상기 제어 유닛은 상기 핸드헬드 컨트롤러의 상기 제1 세그먼트, 상기 제2 세그먼트, 및 상기 하나 이상의 부가 세그먼트 중 어느 것을 상기 제1 세그먼트에 대해 상대적으로 회전시킬지를 결정하도록 구성되는, 핸드헬드 컨트롤러.
  10. 제9항에 있어서, 상기 핸드헬드 컨트롤러의 상기 하나 이상의 부가 세그먼트의 각각의 세그먼트는 그 내에 배치된 액추에이터를 갖고, 각각의 액추에이터는 각자의 세그먼트를 상기 길이방향으로 연장되는 중심축을 중심으로 회전시키도록 구성되는, 핸드헬드 컨트롤러.
  11. 제7항에 있어서, 상기 핸드헬드 컨트롤러는 하나 이상의 부가 세그먼트 및 하나 이상의 커플링 디바이스(coupling device)를 추가로 포함하며, 상기 하나 이상의 커플링 디바이스 각각은, 상기 제어 유닛으로부터 제어 신호를 수신할 때, 상기 제1 세그먼트, 상기 제2 세그먼트 및 상기 하나 이상의 부가 세그먼트의 각자의 인접 세그먼트들의 쌍을, 상기 인접 세그먼트들의 쌍이 함께 회전하게끔, 맞물리게 하도록 구성되는, 핸드헬드 컨트롤러.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제2 세그먼트는 상기 제1 세그먼트의 제1 단부에 배치되고, 상기 핸드헬드 컨트롤러는 상기 제1 세그먼트의 제2 대향 단부에 배치된 제3 세그먼트를 추가로 포함하며,
    상기 액추에이터는 상기 제1 세그먼트 내에 배치된 제1 액추에이터이고, 상기 제2 세그먼트를 제1 샤프트를 통해 상기 중심축을 중심으로 상기 제1 세그먼트에 대해 상대적으로 제1 방향으로 회전시키도록 구성되며,
    상기 핸드헬드 컨트롤러는, 상기 제1 세그먼트 내에 배치되고 상기 제3 세그먼트를 제2 샤프트를 통해 상기 중심축을 중심으로 상기 제1 세그먼트에 대해 상대적으로 제2 반대 방향으로 회전시키도록 구성된, 제2 액추에이터를 포함하는, 핸드헬드 컨트롤러.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제1 세그먼트와 상기 제2 세그먼트 간의 상대 회전을 검출하도록 구성된 회전 센서
    를 추가로 포함하며, 상기 제어 유닛은 상기 검출된 상대 회전을 제어 입력 신호로 변환하도록 구성되고, 상기 핸드헬드 컨트롤러는 상기 제어 입력 신호를 상기 핸드헬드 컨트롤러 외부의 컴퓨터에 통신하도록 구성되는 통신 유닛을 추가로 포함하는, 핸드헬드 컨트롤러.
  14. 제1항에 있어서, 상기 핸드헬드 컨트롤러는 컴퓨터와 통신하도록 구성되며, 상기 핸드헬드 컨트롤러의 상기 제어 유닛은 상기 컴퓨터가 정의된 애플리케이션 또는 그의 정의된 부분을 실행하고 있는지를 결정하도록 구성되고, 상기 컴퓨터가 상기 정의된 애플리케이션 또는 그의 상기 정의된 부분을 실행하고 있다는 결정에 응답하여 상기 사용자 입력 컴포넌트를 정의된 위치까지 회전시키기 위해 상기 액추에이터를 활성화시키도록 추가로 구성되는, 핸드헬드 컨트롤러.
  15. 제14항에 있어서, 상기 정의된 애플리케이션은 게임 애플리케이션이고, 상기 사용자 입력 컴포넌트는 상기 게임 애플리케이션에 대한 입력 신호들을 제공하도록 구성된 버튼 또는 트리거인, 핸드헬드 컨트롤러.
  16. 제1항에 있어서, 상기 제1 세그먼트는 저장 디바이스에서 텍스처와 연관되고, 상기 제어 유닛은 상기 텍스처에 기초하여 상기 제1 세그먼트를 상기 제2 세그먼트에 대해 상대적으로 회전시키도록 구성되는, 핸드헬드 컨트롤러.
  17. 제1항에 있어서, 상기 제1 세그먼트는 저장 디바이스에서 제1 텍스처 및 제2 텍스처와 연관되며, 상기 제1 텍스처는 제1 회전 방향과 연관되고, 상기 제2 텍스처는 제2 반대 회전 방향과 연관되며, 상기 제어 유닛은 상기 제1 세그먼트를 상기 제2 세그먼트에 대해 상대적으로 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 회전시킬지를 결정하고, 결정된 상기 방향과 연관된 상기 각자의 텍스처에 기초하여 상기 제1 세그먼트를 상기 제2 세그먼트에 대해 상대적으로 회전시키도록 구성되는, 핸드헬드 컨트롤러.
  18. 제1항에 있어서, 상기 액추에이터는 상기 액추에이터가 상기 제1 세그먼트와 상기 제2 세그먼트 간의 상대 회전에 저항하는 모드를 갖도록 구성되는, 핸드헬드 컨트롤러.
  19. 핸드헬드 컨트롤러로서,
    파지가능 표면(graspable surface)인 측면 표면을 갖는 하우징;
    상기 하우징 상에 배치된 사용자 입력 컴포넌트;
    상기 하우징의 상기 측면 표면 상에 배치되고 상기 측면 표면의 나머지 부분에 대해 상대적으로 회전가능한 하나 이상의 햅틱 효과 영역;
    상기 하우징 내에 배치되고 상기 하나 이상의 햅틱 효과 영역을 상기 측면 표면의 상기 나머지 부분에 대해 상대적으로 회전시키도록 구성된 하나 이상의 액추에이터;
    상기 하나 이상의 액추에이터와 통신하며,
    햅틱 효과를 발생시킬지를 결정하고, 상기 햅틱 효과를 발생시키기로 한 결정에 응답하여, 상기 하나 이상의 햅틱 효과 영역을 회전시키기 위해 상기 하나 이상의 액추에이터를 활성화시키도록 구성된 제어 유닛
    을 포함하는, 핸드헬드 컨트롤러.
  20. 제19항에 있어서, 상기 하나 이상의 햅틱 효과 영역의 각각의 햅틱 효과 영역은 원형 영역인, 핸드헬드 컨트롤러.
  21. 제20항에 있어서, 상기 하나 이상의 햅틱 효과 영역은 복수의 햅틱 효과 영역을 가지며, 상기 하나 이상의 액추에이터는 단일 액추에이터만을 갖고, 상기 단일 액추에이터는 상기 복수의 햅틱 효과 영역을 회전시키도록 구성되는, 핸드헬드 컨트롤러.
  22. 제21항에 있어서, 상기 복수의 햅틱 효과 영역의 각각의 햅틱 효과 영역은 상기 측면 표면의 나머지 부분과 동일 평면상에 있는(coplanar), 핸드헬드 컨트롤러.
  23. 제22항에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 복수의 햅틱 효과 영역을 동일한 속도(rate)로, 동일한 방향으로, 그리고 동일한 회전 각도(degree of rotation)만큼 회전시키도록 구성되는, 핸드헬드 컨트롤러.
  24. 제23항에 있어서, 상기 복수의 햅틱 효과 영역은 동일 선상에 있는(co-linear) 적어도 3개의 햅틱 효과 영역을 포함하는, 핸드헬드 컨트롤러.
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