KR20190091218A - 액추에이터 모델에 기반하여 액추에이터 제어를 수행하는 방법 및 디바이스 - Google Patents

액추에이터 모델에 기반하여 액추에이터 제어를 수행하는 방법 및 디바이스 Download PDF

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haptic
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haptic actuator
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에이. 로버트 라크로익스
카니야랄 샤애
크리스토퍼 울리치
마누엘 쥬안 크루즈-헤르난데즈
에이. 대니 그랜트
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임머숀 코퍼레이션
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Abstract

햅틱 액추에이터, 센서, 저장 디바이스, 및 제어 회로를 갖는 사용자 인터페이스 디바이스가 제시된다. 센서는 햅틱 액추에이터에 의해 출력되는 운동을 측정하도록 구성된다. 제어 회로는 제1 햅틱 효과를 생성하기 위하여 제1 구동 신호를 햅틱 액추에이터에 인가하고, 제1 구동 신호에 응답하는 햅틱 액추에이터의 운동을 표현하는 센서 측정치를 수신하고, 측정치에 기반하여, 구동 신호에 응답하여 햅틱 액추에이터가 움직이는 방법을 표현하는 액추에이터 모델을 생성 또는 갱신하도록 구성된다. 제어 회로는 제2 햅틱 효과에 대한 바람직한 운동에 기반하여 및 액추에이터 모델에 기반하여 제2 구동 신호를 생성하고, 제2 구동 신호를 햅틱 액추에이터에 인가함으로써 제2 햅틱 효과를 생성하기 위하여 햅틱 액추에이터를 제어하도록 더 구성된다.

Description

액추에이터 모델에 기반하여 액추에이터 제어를 수행하는 방법 및 디바이스{METHOD AND DEVICE FOR PERFORMING ACTUATOR CONTROL BASED ON AN ACTUATOR MODEL}
연관된 출원에 대한 상호참조
이 출원은 "햅틱 액추에이터의 특성화에 기반한 액추에이터 제어 방법"이라는 명칭의 2018년 1월 26일에 출원된 미국 가출원 제62/622,648호의 우선권을 주장하며, 그 전체 개시가 본원에서 전체로서 포함된다.
기술분야
본 발명은 액추에이터 모델에 기반하여 액추에이터 제어를 수행하는 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이며, 모바일 디바이스, 웨어러블 디바이스, 차량내 시스템, 또는 다른 사용자 인터페이스 디바이스 또는 다른 소비자 전자제품에 사용될 수 있다.
전자 사용자 인터페이스 시스템이 보급됨에 따라, 사람이 이들 시스템과 상호 작용하는 인터페이스의 품질이 점차 중요해지고 있다. 햅틱 피드백, 또는 더 일반적으로 햅틱 효과는 사용자에게 신호(cues)를 제공하거나, 특정 이벤트에 대한 알림을 제공하거나, 가상 환경 내에서 더 감각적인 몰입을 창출하기 위해 실감나는 피드백을 제공함으로써 인터페이스의 품질을 개선할 수 있다. 햅틱 효과의 예는 "운동 감각 햅틱 효과(예컨대 활동력 및 저항력 햅틱 피드백)" 및/또는 진동촉감(vibrotactile) 햅틱 효과 및 정전기 마찰 햅틱 효과를 포함한다. 햅틱 효과는 구동 신호를 생성하고 구동 신호를 햅틱 액추에이터로 인가함으로써 생성될 수 있다.
본 발명의 실시예의 일 양상은 햅틱 액추에이터, 센서, 저장 디바이스, 및 제어 회로를 포함하는 사용자 인터페이스 디바이스에 관한 것이다. 센서는 햅틱 액추에이터에 의해 출력되는 운동을 측정하도록 구성된다. 제어 회로는 제1 햅틱 효과를 생성하기 위하여 제1 구동 신호를 햅틱 액추에이터에 인가하고, 센서로부터, 제1 구동 신호에 응답하는 햅틱 액추에이터의 운동을 표현하는 측정치를 수신하도록 구성된다. 제어 회로는, 측정치에 기반하여, 구동 신호에 응답하여 햅틱 액추에이터가 움직이는 방법을 표현하는 액추에이터 모델을 생성 또는 갱신하고, 액추에이터 모델을 저장 디바이스에 저장하도록 더 구성된다. 제어 회로는, 액추에이터 모델이 생성 또는 갱신된 후에, 햅틱 액추에이터에 의해 제2 햅틱 효과가 생성될 것인지 결정하도록 더 구성된다. 제어 회로는 또한 제2 햅틱 효과에 대한 바람직한 운동에 기반하여 및 액추에이터 모델에 기반하여 제2 구동 신호를 생성하고, 제2 구동 신호를 햅틱 액추에이터에 인가함으로써 제2 햅틱 효과를 생성하기 위하여 햅틱 액추에이터를 제어하도록 구성된다.
본원의 실시예의 특징, 목적 및 이점은 첨부된 도면에 대한 참조가 이루어지는 이하의 상세한 설명을 읽음으로써 통상의 기술자에게 명백해질 것이다.
발명의 상기 및 다른 특징 및 이점은 첨부 도면에 도시된 실시예의 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다. 본원에 통합되어 명세서의 일부를 형성하는 첨부 도면은 발명의 원리를 설명하고 통상의 기술자가 발명을 제조하고 사용할 수 있게 한다. 도면은 축적에 맞게 도시된 것이 아니다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 실시예에 따라 햅틱 액추에이터의 제어를 용이하게 하는 햅틱 액추에이터의 액추에이터 모델 결정 시스템을 도시하는 블록도를 제공한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 액추에이터 모델을 생성 또는 갱신하고 액추에이터 모델에 기반하여 햅틱 효과를 생성하도록 구성되는 사용자 인터페이스 디바이스의 블록도를 제공한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 액추에이터의 개루프 제어를 도시하는 도면을 제공한다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 액추에이터의 폐루프 제어를 도시하는 도면을 제공한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 폐루프 방식으로 햅틱 액추에이터를 제어하는 방법을 도시한다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 액추에이터 모델에 기반한 햅틱 액추에이터의 제어를 도시하는 도면을 제공한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 액추에이터 모델을 결정하고 액추에이터 모델에 기반하여 햅틱 액추에이터를 제어하는 방법을 도시한다.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 구동 신호 및 구동 신호에 응답하여 햅틱 액추에이터에 의해 출력되는 가속 측정치를 도시한다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 액추에이터 모델을 도시한다.
다음의 상세한 설명은 본질적으로 단지 예시적인 것이며, 본 발명 또는 본 발명의 응용 및 용도를 제한하고자 하는 것은 아니다. 또한 앞의 기술 분야, 배경, 간단한 설명 또는 다음의 상세한 설명에 제시된 임의의 표현되거나 암시된 이론에 구속될 의도는 없다.
본 발명의 실시예는 햅틱 액추에이터의 액추에이터 모델을 생성함으로써 햅틱 액추에이터의 제어를 용이하게 하는 것에 관한 것으로, 액추에이터 모델은 햅틱 액추에이터의 특성을 표현한다. 특성은, 예를 들어, 햅틱 액추에이터의 출력(예를 들어, 가속)이 입력(예를 들어, 구동 신호)에 응답하는 방법을 표현할 수 있다. 특성은 햅틱 액추에이터의 거동 또는 특징을 표현하는 매개변수 값, 햅틱 액추에이터의 출력을 입력의 함수로 표현하는 전달 함수 또는 다른 방식과 같은 다양한 방식으로 표현될 수 있다. 일부 경우에서, 햅틱 액추에이터 특성에 대한 정보가 햅틱 액추에이터의 제조사 또는 다른 공급사로부터 이용 가능하지 않을 수 있다. 일부 경우에서, 제조사 또는 다른 공급사가 햅틱 액추에이터의 공칭 매개변수 값 또는 다른 공칭 특성만을 제공할 수 있으며, 공칭 매개변수 값이 햅틱 액추에이터를 특징짓는 데에 충분히 정확하지 않을 수 있다. 예를 들어, 햅틱 액추에이터는 햅틱 액추에이터에 대한 비용을 낮게 유지하기 위해 매우 엄격한 허용 오차로 제조되지 않은 특정 유형의 햅틱 액추에이터에 속할 수 있다. 그러한 경우에, 동일한 유형의 햅틱 액추에이터에 속하더라도, 제조된 햅틱 액추에이터 사이에는 상당량의 편차가 존재할 수 있다. 또한, 햅틱 액추에이터의 특성은 연령, 과도한 사용 또는 다른 요인으로 인해 시간에 따라 변할 수 있다. 따라서, 제조업자가 특정 유형의 햅틱 액추에이터에 대해 공칭 매개변수 값 또는 다른 공칭 특성을 제공할 수 있지만, 그 유형에 속하는 개별 햅틱 액추에이터가 공칭 매개변수 값으로부터 벗어나는 특성을 가질 수 있다. 이러한 편차는 상이한 햅틱 액추에이터가 동일한 입력(예를 들어, 동일한 구동 신호)에 응답하여 다르게 거동할 수 있기 때문에, 정확하고 뚜렷한 햅틱 효과를 생성하도록 개별 햅틱 액추에이터를 제어하는 데 어려움을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 동일한 제조사의 상이한 햅틱 액추에이터는 명목상 동일하지만, 동일한 구동 신호에 응답하여 각각 상이한 속도로 실제로 가속하거나, 인덕턴스 또는 관성 모멘트의 상이한 수준을 각각 나타내거나, 또는 각각 상이한 공진 주파수를 가질 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 특정 햅틱 액추에이터의 실제 특성을 결정하기 위해 개별 햅틱 액추에이터를 특성화하는 것에 관한 것이다. 액추에이터 모델의 형태일 수 있는 그 특성화로부터의 정보는 특정 햅틱 액추에이터를 더욱 정확하게 제어하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 특정 햅틱 액추에이터에 대한 구동 신호 또는 다른 입력이 그 햅틱 액추에이터의 특정한 특성에 적응될 수 있다. 일부 경우에, 햅틱 액추에이터를 특성화하는 것은 나중에 햅틱 액추에이터를 사용하여 진동의 하나 또는 두 개의 사이클만을 포함하거나, 햅틱 액추에이터가 정상 상태 응답 또는 피크 응답에 도달하기도 전에 종료될 수 있는 짧은 햅틱 효과를 생성하는 데 특히 유용할 수 있다.
일부 경우에서, 햅틱 액추에이터의 결정된 특성은 햅틱 액추에이터의 개루프 제어를 용이하게 하기 위하여 사용될 수 있으며, 이는 또한 피드-포워드 제어(feed-forward control)로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 결정된 특성이 구동 신호의 진폭, 주파수 또는 지속시간과 같은 구동 신호의 매개변수 값, 또는 구동 신호가 브레이크 부분의 킥-인(kick-in) 부분을 갖는지 여부를 결정하는 데 사용될 수 있다. 개루프 제어는 그 자체로(햅틱 액추에이터가 완전 개루프 방식으로 제어되도록), 또는 폐루프 제어와 조합하여 사용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 일부 경우에서 햅틱 액추에이터의 특성은 햅틱 액추에이터의 액추에이터 모델에 반영될 수 있다. 일 실시예에서, 액추에이터 모델은 햅틱 액추에이터의 입력과 햅틱 액추에이터의 출력 사이의 관계를 표현하는 매개변수에 대한 값을 특정할 수 있다. 예를 들어, 매개변수는 햅틱 액추에이터의 전기적 및/또는 기계적 특징을 나타낼 수 있으며, 이는 이하에서 더 상세히 논의된다. 또한, 액추에이터 모델은 그 햅틱 액추에이터에 특정한 것일 수 있다. 따라서 모든 햅틱 액추에이터가 동일한 유형의 햅틱 액추에이터에 속하더라도 상이한 햅틱 액추에이터가 상이한 매개변수 값 또는 상이한 전달 함수를 지정하는 각 액추에이터 모델을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 햅틱 액추에이터의 특성을 결정하는 과정은 제조 또는 사용의 임의의 다양한 단계에서 이루어질 수 있다. 예를 들어, 햅틱 액추에이터의 특성이 제조 과정의 일부로서, 햅틱 액추에이터의 제조사에 의해 공장 내에서 결정될 수 있다. 이 상황에서, 특성화로부터 결정된 정보는 햅틱 액추에이터 내에 저장되거나, 데이터베이스에 저장되거나 다른 방식으로 처리될 수 있다.
일부 경우에서, 햅틱 액추에이터의 특성은 햅틱 액추에이터가 최종 사용자 디바이스(또한 최종 사용자 제품으로 지칭됨)인 사용자 인터페이스 디바이스 내로 통합된 이후, 사용 중에 결정될 수 있다. 이러한 사용자 인터페이스 디바이스의 예는 휴대전화, 게임 컨트롤러, 웨어러블 디바이스(예를 들어, 스마트 시계), 대화형 차량 대시보드 또는 다른 차량내 시스템, 또는 다른 사용자 인터페이스 디바이스를 포함한다. 이들 경우에서, 햅틱 액추에이터의 특성 결정 과정은, 예를 들어, 사용자 인터페이스 디바이스 상에서 실행되는 운영체제 또는 디바이스 드라이버에 의해 개시될 수 있다. 과정은 한 번만 수행되거나, 또는 햅틱 액추에이터의 수명에 걸쳐 이루어질 수 있다. 예를 들어, 특성화 과정은 주기적으로, 햅틱 액추에이터의 특성이 가장 최근에 결정된 이후에 정의된 수의 날짜 후에, 햅틱 액추에이터의 특성이 가장 최근에 결정된 이후에 정의된 수의 햅틱 효과가 제공된 후에 수행될 수 있다. 일부 경우에서, 후자의 조건은 충분히 길었던 햅틱 효과만을 셀 수 있다. 달리 말하자면, 햅틱 액추에이터의 특성화는 햅틱 액추에이터의 특성이 가장 최근에 결정된 이후에 정의된 지속시간보다 긴 햅틱 효과가 정해진 수만큼 수행된 때 촉발될 수 있다. 그 수명에 걸쳐 햅틱 액추에이터의 특성화를 여러 번 수행함으로써, 햅틱 액추에이터 거동 및 더 구체적으로 입력에 대해 햅틱 액추에이터가 응답하는 방법의 임의의 변화가 탐지될 수 있다. 이러한 변화는 햅틱 액추에이터의 노후화로부터, 또는 온도 변화 또는 햅틱 액추에이터 상에 배치되는 부하의 변화와 같은 환경적 변화로부터 일어날 수 있다. 또한, 햅틱 액추에이터의 수명에 걸친 상이한 시점에서 햅틱 액추에이터 특성화를 수행하는 것은 또한 액추에이터 모델의 정확성을 개선할 수 있는데, 액추에이터 모델이 더 최근의 측정을 포함하여, 더 긴 시간 범위를 커버하는 더 많은 측정으로부터 생성되기 때문이다.
일 실시예에서, 햅틱 액추에이터의 액추에이터 모델은 햅틱 액추에이터의 기계적 특징 또는 전기적 특징을 표현하는 매개변수 값을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 매개변수는 햅틱 액추에이터의 인덕턴스, 저항, 질량, 관성 모멘트 및 감쇠 계수를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 액추에이터 모델은
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을 표현하는 함수와 같은 전달 함수를 포함할 수 있다. 일부 경우에서, 액추에이터 모델은 햅틱 액추에이터의 구성요소를 표현할 수 있다. 예를 들어, 액추에이터 모델은 햅틱 액추에이터가 스프링, 전자기 코일, 모터, 또는 압전 재료층을 포함한다는 것을 나타낼 수 있다. 액추에이터 모델은 또한 스프링 상수 K 와 같은 이러한 구성요소의 매개변수 값을 나타낼 수 있다. 일부 구현에서, 액추에이터 모델은 햅틱 액추에이터의 구조를 나타낼 수 있다.
액추에이터 모델은 일 실시예에서 햅틱 액추에이터의 구성요소 또는 특성의 단순화된 표현일 수 있다. 예를 들어, 액추에이터 모델은 햅틱 액추에이터 내의 구성요소의 인덕턴스 또는 관성의 영향을 무시할 만한 것으로 가정할 수 있어, 액추에이터 모델이 인덕턴스 또는 관성에 의해 야기될 수 있는 2차 또는 고차 영향을 무시하도록 할 수 있다. 이러한 실시예에서, 액추에이터 모델은 햅틱 액추에이터의 구성요소 또는 특성에 의해 야기될 수 있는 1차 영향만을 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 액추에이터 모델은 적어도 햅틱 액추에이터에 대한 과도(transient) 모델일 수 있다. 과도 모델은 적어도 햅틱 액추에이터의 과도 특성(용어 과도 특성은 또한 과도 역학으로 지칭될 수 있음)을 표현한다. 특정한 햅틱 액추에이터에 대한 과도 특성은, 예를 들어, 구동 신호와 같은 입력에 대해 햅틱 액추에이터가 얼마나 빨리 응답하는지를 표현할 수 있다. 응답의 빠르기는, 예를 들어, 햅틱 액추에이터가 임의의 운동을 출력하기 위하여 얼마나 긴 시간이 걸리는지, 햅틱 액추에이터가 얼마나 빨리 움직이거나 진동하는지, 햅틱 액추에이터가 얼마나 빨리 가속 또는 가속 변경하는지, 햅틱 액추에이터가 얼마나 빨리 진동 진폭을 변화시키는지, 또는 응답의 빠르기를 표현하는 임의의 다른 매개변수를 지칭할 수 있다. 일부 경우에서, 과도 특성은 입력이 인가된 직후, 햅틱 액추에이터가 피크 응답 또는 정상 상태 응답에 도달하기 전의 짧은 시간 주기 내의 햅틱 액추에이터의 응답을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 이 시간 주기는, 가속이 피크 값 또는 정상 상태 값에 도달하기 전에, 시간의 함수에 따라, 햅틱 액추에이터에 의해 출력되는 가속의 양에 초점을 맞출 수 있다. 일 실시예에서, 시간 주기는 햅틱 액추에이터의 공칭 상승 시간보다 길지 않게 유지될 수 있다. 공칭 상승 시간은, 예를 들어, 특정 진폭(예를 들어, 정의된 정격 최대 전압과 같이 정의된 정격 최대 진폭)의 구동 신호 인가의 결과로 햅틱 액추에이터가 피크 응답 또는 정상 상태 응답에 도달하기에 걸리는 시간을 지정하는 제조사-제공 값일 수 있다. 이 예에서, 시간 주기는 입력 구동 신호의 시작과 동시에 시작하고 햅틱 액추에이터의 공칭 상승 시간이 지난 후에 종료할 수 있다. 이 예에서 과도 특성은 이 시간 주기 내에서 햅틱 액추에이터로부터의 가속이 얼마나 빨리 증가하는지를 측정할 수 있다.
일 실시예에서, 햅틱 액추에이터의 과도 특성은 햅틱 액추에이터의 반응을 입력으로 버퍼링하는 햅틱 액추에이터의 하나 이상의 관성 특징을 통해 표현될 수 있다. 이러한 관성 특징은, 예를 들어, 전압 입력 신호의 시작과 전압 입력 신호의 결과인 햅틱 액추에이터 내로의 전류 흐름 사이의 제1 시간 지연을 생성하는 인덕턴스, 또는 힘 또는 토크를 생성하는 전류의 시작과 햅틱 액추에이터 출력 운동의 시작 사이의 제2 시간 지연을 생성하는 관성 모멘트를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 과도 특성은 햅틱 액추에이터의 전기적 과도 특성을 포함하거나 이에 기반할 수 있다. 전기적 과도 특성은, 예를 들어, 햅틱 액추에이터가 전압 구동 신호 또는 다른 입력에 응답하여 전류를 인출하거나 인출되는 전류의 양을 변경하기 시작하는 데 얼마나 시간이 걸리는지 표현할 수 있다. 이 특성은 햅틱 액추에이터 내로 전류를 구동하기 위하여 전압 신호에 필요한 시간의 양으로 또한 표현될 수 있다. 일 실시예에서, 전기적 과도 특성은 햅틱 액추에이터의 전기적 특성(또한 전기적 특징으로 지칭됨)을 나타내는 매개변수(예를 들어, 인덕턴스 및 저항)을 통해, 상승 시간 또는 감쇠 시간을 표현하는 시간 상수를 통해, 또는 다른 방식으로 표현될 수 있다. 시간 상수는 예를 들어, 정의된 전압 진폭 또는 전류 진폭과 연관될 수 있다. 일 실시예에서, 햅틱 액추에이터는 전기자(예를 들어, 모터 전기자) 또는 전기자와 유사한 구성요소를 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 전기적 과도 특성은 전기자 과도 특성으로 지칭될 수 있고, 상술한 시간 상수는 전기자 과도 시간 상수로 지칭될 수 있다.
일 실시예에서, 과도 특성은 햅틱 액추에이터의 기계적 또는 전기기계적(electromechanical) 과도 특성을 포함하거나 이에 기반할 수 있다. 기계적 또는 전기기계적 과도 특성은, 예를 들어, 햅틱 액추에이터가 햅틱 액추에이터 내에서 생성되는 힘 또는 토크에 응답하여 운동 또는 운동의 변화를 출력하는 데 얼마나 시간이 걸리는지를 표현할 수 있다. 힘 또는 토크는, 예를 들어, 전압 신호에 응답하여 햅틱 액추에이터에 의해 인출되는 전류에 의해 생성될 수 있다. 일 실시예에서, 기계적 과도 특성은 질량, 관성 모멘트, 또는 감쇠 계수와 같은 햅틱 액추에이터의 기계적 특성을 근사(approximate)하거나 또는 다른 방식으로 표현하는 매개변수를 통해, 햅틱 액추에이터 또는 그 구성요소에 의해 출력되는 운동 또는 운동의 변화에 대한 상승 시간 또는 감쇠 시간을 표현하는 시간 상수를 통해 표현될 수 있거나, 또는 다른 방식으로 표현될 수 있다.
일 실시예에서, 특정한 햅틱 액추에이터에 대한 액추에이터 모델은 햅틱 액추에이터의 하나 이상의 과도 특성만을 표현하는 과도 모델로 제한될 수 있다. 일 실시예에서, 모델은 햅틱 액추에이터의 정상 상태 특성을 표현하는 정보를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 햅틱 액추에이터가 진동을 생성하도록 구성되는 구성요소 또는 구조(예를 들어, 스프링)를 포함하면, 모델은 그 구성요소 또는 구조 또는 더 일반적으로 햅틱 액추에이터의 하나 이상의 공진 주파수를 표현할 수 있다.
일 실시예에서, 특정 햅틱 액추에이터의 액추에이터 모델은 더(more) 개루프 방식(또한 피드 포워드 방식으로 지칭됨)이며 덜(less) 폐루프 방식으로 햅틱 액추에이터를 제어하는 것을 용이하게 할 수 있다. 폐루프 제어는 햅틱 액추에이터의 출력을 조정하기 위하여 실시간 피드백의 사용을 수반할 수 있다. 일부 경우에서, 폐루프 제어는 햅틱 액추에이터의 특성에 대한 정보를 필요로 하지 않는다. 일부 상황에서, 폐루프 제어의 최적 동작은 고속 조정(예를 들어, 1 kHz 이상), 고속 측정, 정확한 측정을 제공하는 고품질 센서 및/또는 정확한 방식으로 그 출력을 신속하게 조정할 수 있는 고품질 햅틱 액추에이터에 의존할 수 있다. 예를 들어, 햅틱 효과의 바람직한 지속시간이 시작하기에 짧으면, 특히 폐루프 제어에 대한 조정 속도가 느리면, 폐루프 제어가 독자적으로 충분히 햅틱 액추에이터의 출력을 바람직한 출력으로 수렴하도록 만들 수 있기 전에 햅틱 효과가 이미 끝난다. 짧은 햅틱 효과는, 예를 들어, 버튼 클릭을 시뮬레이션하기 위하여 사용된다. 이러한 상황에서, 햅틱 액추에이터로부터의 바람직한 출력은 1 사이클 또는 2 사이클을 넘지 않는 바람직한 지속시간을 가지며 바람직한 지속 시간이 경과한 후에 갑자기 끝나는 진동과 같은 짧고 선명한 운동을 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 폐루프 제어로 이러한 출력을 달성하는 것은 어려울 수 있거나, 또는 고품질 센서 및/또는 고품질 햅틱 액추에이터를 수반할 수 있으며, 이는 비용을 증가시킬 수 있다. 일 실시예에서, 햅틱 액추에이터가 단지 평균 또는 저품질인 때에도, 이러한 바람직한 출력을 생성하기 위한 햅틱 액추에이터의 제어를 용이하게 하기 위하여 액추에이터 모델이 사용될 수 있다. 더 구체적으로, 햅틱 액추에이터의 액추에이터 모델이 상술한 과도 특성과 같은 햅틱 액추에이터의 특성에 대한 정보를 포함하기 때문에, 이러한 특성을 고려한 구동 신호를 생성하기 위하여 이러한 특성이 사용될 수 있다. 구동 신호가 바람직한 출력에 기반할 뿐 아니라, 햅틱 액추에이터의 특성에 기반하여 생성되기 때문에, 이는 햅틱 액추에이터가 바람직한 출력을 달성하기 쉽게 할 수 있다. 일부 경우에서, 구동 신호는 구동 신호를 폐루프 피드백 기반으로 실시간 조정하지 않고 구동 신호가 햅틱 액추에이터로 인가되는 완전 개루프 제어(또한 피드 포워드(feed forward) 제어로 지칭됨)를 위해 사용될 수 있다. 일부 경우에서, 구동 신호는 구동 신호가 초기에 액추에이터 모델에 기반하여 생성되고, 폐루프 제어 기반으로 실시간 조정되는 개루프 제어 및 폐루프 제어의 조합으로 사용될 수 있다. 구동 신호가 초기에 액추에이터 모델에 기반하여 생성되므로, 이러한 구동 신호는 구동 신호를 조정하지 않고도 이미 바람직한 출력에 가까운 출력에 이를 수 있다. 따라서, 바람직한 출력을 달성하기 위한 구동 신호의 조정량이 상대적으로 적을 수 있다. 결과적으로, 개루프 제어가 폐루프 제어와 조합되면, 폐루프 제어는 햅틱 액추에이터의 출력이 바람직한 출력으로 수렴하는 지점으로 구동 신호를 더 빨리 조정할 수 있다.
도 1a는 햅틱 액추에이터(110)의 제어를 용이하게 할 수 있는 햅틱 액추에이터(110)의 액추에이터 모델을 결정하기 위해 사용될 수 있는 시스템(100)을 도시한다. 더 구체적으로, 시스템(100)은 햅틱 액추에이터(110), 센서(120) 및 제어 회로(140)를 포함한다. 일 실시예에서, 제어 회로(140)는 햅틱 액추에이터(110)의 액추에이터 모델을 결정하기 위해 센서(120)를 사용하도록 구성될 수 있다. 이하에서 더 자세히 논의될 바와 같이, 시스템(100)은 햅틱 액추에이터(110)의 특성을 결정하기 위한 제조사 시스템의 일부일 수 있거나, 햅틱 액추에이터(110)(사용자 인터페이스 디바이스 내에 내장될 수 있음) 제어를 위한 사용자 인터페이스 디바이스의 일부, 또는 다른 시스템일 수 있다. 일 실시예에서, 제어 회로(140)는 또한 이어서 액추에이터 모델에 기반하여 햅틱 액추에이터(110)를 제어하도록 구성된다.
일 실시예에서, 햅틱 액추에이터(110)는 선형 공진 액추에이터(LRA), 선형 모터, 편심 회전 질량(ERM) 액추에이터, 압전 액추에이터, 전기활성 폴리머(EAP) 액추에이터, 보이스 코일 액추에이터, 또는 임의의 다른 햅틱 액추에이터일 수 있다. 일 실시예에서, 센서(120)는 가속도계, 위치 센서(예를 들어, 감지 코일), 진동계, 전류 센서, 제로 교차 센서, 임의의 다른 센서, 또는 이들의 조합일 수 있다. 제어 회로(140)는, 센서(120)로부터, 햅틱 액추에이터(110)의 운동을 표현하는 측정치를 수신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(140)는 햅틱 액추에이터(110)에 의해 출력되는 가속의 값을 수신하도록 구성될 수 있다. 센서(120)는 햅틱 액추에이터(110)의 일부가 되도록 햅틱 액추에이터로 통합되거나, 제어 회로(140)의 일부이거나, 햅틱 액추에이터(110) 및 제어 회로(140)와 별개의 독립형 구성요소일 수 있다.
일 실시예에서, 제어 회로(140)는 하나 이상의 프로세서, 하나 이상의 프로세서 코어, 프로그래머블 로직 어레이(PLA), 필드 프로그래머블 게이트 어레이 (FPGA), 애플리케이션 특정 집적 회로(ASIC), 마이크로컨트롤러, 또는 임의의 다른 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제어 회로(140)는 휴대전화 또는 다른 최종 사용자 디바이스 상의 범용 프로세서와 같은 범용 프로세서일 수 있거나, 햅틱 피드백 제어를 위한 전용 프로세서일 수 있다.
도 1b는 시스템(100)의 실시예인 시스템(100A)을 도시한다. 시스템(100A)은, 예를 들어, 햅틱 액추에이터(110)의 제조사가 햅틱 액추에이터(110)의 액추에이터 모델을 결정하는 공장의 일부일 수 있다. 시스템(100A)은 햅틱 액추에이터(110), 센서(120), 구동 회로(130), 및 컴퓨터(200)를 포함한다.
일 실시예에서, 컴퓨터(200)는, 예를 들어, 공장에서 햅틱 액추에이터의 품질 관리 시험 또는 측정을 수행하도록 구성되는 컴퓨터일 수 있다. 컴퓨터(200)는 제어 회로(240), 저장 디바이스(250) 및 통신 인터페이스(270)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제어 회로(240)는 제어 회로(140)의 실시예일 수 있으며, 햅틱 액추에이터(110)의 액추에이터 모델(160)을 결정하기 위하여 사용될 수 있다. 저장 디바이스(250)는 액추에이터 모델(160)을 저장하기 위하여 사용될 수 있다. 저장 디바이스(250)는, 예를 들어, 동적 임의 접근 메모리(DRAM), 솔리드 스테이트 메모리, 하드 디스크 드라이브(HDD), 테이프 드라이브, 또는 임의의 다른 저장 디바이스를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(270)는, 도 1b에 도시된 바와 같이, 액추에이터 모델이 데이터베이스로, 또는 사용자 인터페이스 디바이스(300)로 통신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스 디바이스(300)는 저장 디바이스(350) 및 통신 인터페이스(370)를 포함하는 휴대전화일 수 있다. 사용자 인터페이스 디바이스(300)는 컴퓨터(200)로부터 또는 액추에이터 모델(160)이 업로드된 데이터베이스로부터 액추에이터 모델(160)을 수신하고, 액추에이터 모델(160)을 저장 디바이스(350)에 저장하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 시스템(100A)은, 제어 회로(240)에 대한 버퍼 또는 증폭기의 역할을 할 수 있으며, 전압 신호, 전류 신호, 또는 다른 구동 신호를 생성하는 데에 제어 회로(240)를 보조할 수 있는 구동 회로(130)를 포함한다. 일부 경우에서, 구동 회로(130)는 제어 회로(240)의 일부일 수 있다. 다른 경우에서, 구동 회로(130)는 드라이버 집적 회로(드라이버 IC)와 같은 독립형 구성요소일 수 있다. 이하에서 더 상세히 논의될 바와 같이, 제어 회로(240)는, 구동 회로(130)를 통해, 구동 신호를 햅틱 액추에이터(110)로 인가하고, 센서(120)로부터, 구동 신호에 응답하여 햅틱 액추에이터(110)에 의해 출력되는 운동을 표현하는 측정치를 수신하도록 구성될 수 있다. 제어 회로(240)는 측정치에 기반하여 액추에이터 모델(160)을 생성하고 액추에이터 모델(160)을 저장 디바이스(250)에 저장하도록 구성될 수 있다.
도 1c는 시스템(100)의 실시예일 수 있는 시스템(100B)을 도시한다. 시스템(100B)은 햅틱 액추에이터(110A), 센서(120), 구동 회로(130) 및 컴퓨터(200)를 포함한다. 햅틱 액추에이터(110A)는 햅틱 액추에이터(110)의 실시예일 수 있다. 도 1c의 실시예에서, 햅틱 액추에이터(110A)는 액추에이터 모델(160)을 저장하기 위한 저장 디바이스(112)를 포함할 수 있다. 햅틱 액추에이터(110A)가, 예를 들어, 휴대전화와 같은 사용자 인터페이스 디바이스 내로 통합될 때, 사용자 인터페이스 디바이스는 저장 디바이스(112)를 통해 액추에이터 모델(160)에 접근하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 저장 디바이스(112)는, 예를 들어, 솔리드 스테이트 메모리 또는 프로그래머블 읽기-전용 메모리(PROM)를 포함할 수 있다.
도 1d는 햅틱 액추에이터의 액추에이터 모델 결정을 위한 예시적인 셋업을 도시한다. 예시적인 셋업은 햅틱 액추에이터(110)의 실시예인 햅틱 액추에이터(110B)를 포함한다. 일 실시예에서, 햅틱 액추에이터(110B)는 햅틱 액추에이터(110B) 상의 부하를 시뮬레이션하는 구성요소(170)에 장착된다. 예를 들어, 구성요소(170)는 100g의 질량을 갖는 블록일 수 있다. 예시적인 셋업은, 센서(120)의 실시예일 수 있는, 센서(120A)를 더 포함한다. 예를 들어, 센서(120A)는 햅틱 액추에이터(110B)에 의해 출력되는 진동 운동을 측정하도록 구성되는 진동계일 수 있다. 예시적인 셋업은 추가로 컴퓨터(200)를 포함할 수 있으며, 이는 제어 회로(240) 및 구동 회로(130)를 포함할 수 있다. 제어 회로(240)는 구동 신호를 햅틱 액추에이터(110B)로 인가하기 위해 구동 회로(130)를 제어하고, 센서(120A)로부터 햅틱 액추에이터(110B)의 결과적인 출력인 측정치를 수신하도록 구성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 일부 경우에서 액추에이터 모델은 사용자 인터페이스 디바이스에 의해 결정될 수 있다. 도 2는 액추에이터 모델(160)을 생성하거나 갱신하도록 구성될 수 있는 사용자 인터페이스 디바이스(300)를 도시한다. 사용자 인터페이스 디바이스(300)는, 예를 들어, 휴대전화 또는 태블릿 컴퓨터, 게임 콘솔 컨트롤러, 전자시계 또는 헤드 마운티드 디바이스(HMD)와 같은 웨어러블 디바이스, 가상 현실(VR) 또는 증강 현실(AR) 디바이스, 엔터테인먼트 시스템과 같은 차량 대시보드 또는 센터 콘솔을 통해 제어되는 차량내 시스템, 또는 임의의 다른 사용자 인터페이스 디바이스일 수 있다.
도 2에 나타난 바와 같이, 사용자 인터페이스 디바이스(300)는 햅틱 액추에이터(310), 구동 회로(330), 센서(320), 제어 회로(340) 및 저장 디바이스(350)를 포함한다. 햅틱 액추에이터(310), 구동 회로(330) 및 센서(320)는 각각 햅틱 액추에이터(110), 구동 회로(130) 및 센서(120)의 실시예일 수 있다. 일 실시예에서, 사용자 인터페이스 디바이스(300)는 가상 버튼을 표시하도록 구성되는 터치스크린을 포함할 수 있으며, 햅틱 액추에이터(310)는 가상 버튼을 클릭하는 기계적 감각을 시뮬레이션하기 위한 햅틱 피드백을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 저장 디바이스(350)는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체일 수 있으며, 동적 임의 접근 메모리(RAM), 하드 디스크 드라이브(HDD), 솔리드 스테이트 메모리 또는 그 조합일 수 있다. 일 실시예에서, 저장 디바이스(350)는 본 발명의 기능을 수행하는 컴퓨터 실행 가능 명령을 저장할 수 있으며, 컴퓨터 실행 가능 명령은 제어 회로(340)에 의해 실행될 수 있다.
일 실시예에서, 제어 회로(340)는 구동 회로(330)를 통해 햅틱 액추에이터(310)를 구동하고, 센서(320)를 통해 햅틱 액추에이터(310)의 응답을 측정할 수 있다. 제어 회로(340)는 액추에이터 모델(160)을 생성 또는 갱신하기 위해 응답을 사용할 수 있으며, 이는 그런 다음 저장 디바이스(350)에 저장될 수 있다. 일 실시예에서, 제어 회로(340) 및 저장 디바이스(350)는 모두 햅틱 액추에이터(310)의 하위 수준 제어를 수행하는 전용 마이크로컨트롤러의 일부일 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(340)는 햅틱 효과를 생성하기 위해 사용자 애플리케이션으로부터 상위 수준 명령을 수신할 수 있으며, 하위 수준 명령을 구동 신호로 변환할 수 있다. 일 실시예에서, 저장 디바이스(350)는 햅틱 액추에이터(310)를 제어하는 디바이스 드라이버를 저장할 수 있으며, 액추에이터 모델(160)은 디바이스 드라이버의 일부로서 저장될 수 있다. 일 실시예에서, 사용자 인터페이스 디바이스(300)는 상이한 시점에서 액추에이터 모델(160)을 갱신하도록 구성될 수 있다.
도 2의 실시에에서, 제어 회로(340)는 햅틱 효과를 위한 구동 신호를 생성하기 위해 액추에이터 모델(160)을 사용하도록 구성될 수 있다. 일부 경우에서, 구동 신호는 저장 디바이스(350)에 저장된 액추에이터 모델(160) 및 햅틱 트랙(314)에 기반하여 생성될 수 있다. 햅틱 트랙(314)은 햅틱 효과에 대한 바람직한 운동을 표현할 수 있다. 예를 들어, 햅틱 트랙(314)은, 예를 들어, 햅틱 효과에 대한 지속시간, 진폭(예를 들어 피크-대-피크 진폭) 및/또는 주파수를 지정할 수 있다. 일부 경우에서, 햅틱 트랙(314)은 햅틱 효과의 바람직한 가속을 시간의 함수에 따라 지정하는 가속 파형을 표현할 수 있다. 일부 경우에서, 햅틱 트랙은 햅틱 효과의 바람직한 속도 또는 바람직한 위치를 시간의 함수에 따라 지정할 수 있다. 바람직한 가속, 속도, 또는 위치는, 예를 들어, 사용자 인터페이스 디바이스(300)의 터치스크린과 같은 햅틱 액추에이터(310)에 의해 움직이는 부하에 대해 측정될 수 있다. 일 실시예에서, 제어 회로(340)는 도 2의 점선으로 나타난 바와 같이, 센서(320)로부터의 측정치에 기반하여 액추에이터 모델(160)을 갱신할 수 있다.
본 발명의 실시예가 더 나은 햅틱 효과를 생성하기 위하여 액추에이터 모델을 생성하고 사용하는 것에 관한 것인 한편, 도 3, 도 4a 및 도 4b는 햅틱 액추에이터가 햅틱 액추에이터의 액추에이터 모델을 결정하지 않고 제어되는 시나리오를 나타내는 도면을 제공한다. 도 3은 액추에이터 모델을 결정하지 않는 햅틱 액추에이터의 개루프 제어를 도시하는 도면을 제공하는 반면, 도 4a 및 도 4b는 액추에이터 모델을 결정하지 않는 햅틱 액추에이터의 폐루프 제어를 도시한다.
더 구체적으로, 도 3의 햅틱 액추에이터는 가속을 출력할 수 있는 모터를 포함한다. 도 3에서, 제어 회로는 바람직한 햅틱 효과, 또는 더 구체적으로는 햅틱 효과의 바람직한 운동에 기반하여 구동 신호를 생성할 수 있다. 바람직한 운동은, 예를 들어, 햅틱 트랙에서 특정될 수 있다. 제어 회로는 드라이버 집적 회로(IC) 칩과 같은 구동 회로를 통해 구동 신호를 생성할 수 있다. 일부 경우에서, 제어 회로 또한 드라이버 IC 칩의 일부일 수 있다. 드라이버 IC는 구동 신호를 모터에 인가하고, 이는 모터가 가속을 출력하도록 한다.
도 3의 예에서, 구동 신호는 제어 회로가 모터의 액추에이터 모델을 결정하지 않고 생성될 수 있다. 예를 들어, 구동 신호는 저장 디바이스에 이미 저장된 정의된 신호일 수 있다. 그러면 제어 회로는 단순히 저장 디바이스로부터 구동 신호를 가져올 수 있다. 다른 예에서, 구동 신호는 모터의 공칭 특성에 기반하여 생성될 수 있다. 공칭 특성은, 예를 들어, 제어 회로 내로 사전 프로그램된 매개변수 값일 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 그러나, 특정 모터의 실제 특성은 모터의 공칭 특성으로부터 벗어날 수 있는데, 특정한 제조사가 명목상으로 동일한 다수의 모터를 제조하였더라도, 매우 엄격한 공차로 제조되지 않는 한 이들 모터는 실제로 차이를 나타내기 때문이다. 결과적으로, 구동 신호가 햅틱 액추에이터의 공칭 특성 기반으로 생성되면, 햅틱 효과를 위해 바람직한 또는 다른 방식으로 이와 같이 의도된 가속으로부터 벗어나는 실제 가속을 출력하게 될 수 있다.
도 4a는 모터가 가속되는 방법, 또는 모터에 부착된 부하가 가속되는 방법의 측정치에 기반한 모터의 폐루프 제어의 블록도를 도시한다. 더 구체적으로, 도 4a는 모터가 가속을 출력하도록 제어하기 위하여, 구동 회로를 통해, 구동 신호를 인가하도록 구성되는 제어 회로를 도시한다. 도 4a는 모터에 의해 출력되는 가속을 실시간 측정하고, 가속 측정치를 제어 회로로 제공할 수 있는 가속도계를 더 도시한다. 제어 회로는 가속 측정치에 기반하여 구동 신호를 조정하기 위하여 비례-적분-미분(PID) 제어 구성을 구현할 수 있다. 더 일반적으로, 제어 회로는 비례 제어 구성, 비례 미분(PD) 제어 구성, 비례 적분(PI) 제어 구성, 또는 비례-적분-미분(PID) 제어 구성을 구현할 수 있다. 일 실시예에서, 제어 회로는 모터에 의해 출력되는 가속과 바람직한 가속 사이의 편차(또한 오류로 지칭됨)를 결정하기 위하여 가속의 측정치를 사용할 수 있다. 제어 회로는 오류를 보상하기 위하여 오류의 값 또는 그 값의 비율, 오류의 변화율(예를 들어, 오류의 미분), 오류의 누적량(예를 들어, 오류의 적분), 또는 그 조합에 기반하여 구동 신호를 조정할 수 있다. 일 실시예에서, 제어 회로는 오류 값의 비율에 대해서만, 오류의 미분에 대해서만, 또는 오류의 비율 및 미분의 조합에 대해서만 특별히 기반하여, 구동 신호를 조정할 수 있다.
도 4b는 모터에 의해 인출되는 전류량을 측정할 수 있는 전류 센서로부터의 측정치에 기반한 모터의 폐루프 제어의 블록도를 도시한다. 일부 예에서, 제어 회로는 전류 센서로부터의 측정치에 기반하여 모터에 의해 출력되는 가속을 추정하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 전류 센서로부터의 측정치는 가속계로부터의 측정치를 대체 또는 증강할 수 있다.
도 5는 햅틱 액추에이터를 제어하기 위하여 폐루프 제어를 사용하는 예시적인 방법(400)을 도시하는 흐름도이다. 일부 경우에서, 방법(400)은 도 4a 및 도 4b에 도시된 접근법에 기반할 수 있다. 방법(400)은 제어 회로(140/240/340)와 같은 제어 회로에 의해 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 방법(400)은 디바이스 드라이버에 의해 수행될 수 있으며, 이는 저장 디바이스(250/350)에 저장된 명령과 같이 컴퓨터 실행 가능 명령을 통해 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 방법(400)은 단계(402)에서 시작하며, 햅틱 액추에이터(110/310)에 의해 햅틱 효과가 생성될 것인지를 제어 회로(140/240/340)가 결정한다. 예를 들어, 제어 회로(140/240/340)는 사용자 인터페이스 디바이스(300)의 가상 버튼이 눌러졌는지 결정할 수 있으며, 가상 버튼을 누르는 것은 햅틱 효과의 촉발 조건이다. 단계(404)에서, 제어 회로(140/240/340)는 햅틱 효과와 연관된 바람직한 가속의 양을 결정한다. 예를 들어, 저장 디바이스(350)는 햅틱 효과와 연관된 바람직한 가속의 양을 정의하는 햅틱 프로파일을 저장할 수 있다.
단계(406)에서, 제어 회로(140/240/340)는 전압 신호와 같은 제1 구동 신호를 햅틱 액추에이터로 인가하여 햅틱 효과 생성을 시작한다. 제1 구동 신호는 햅틱 액추에이터(110/310)의 특성을 고려하지 않고 생성될 수 있거나, 또는 대안적으로 햅틱 액추에이터(110/310)의 특성에 기반하여 생성될 수 있으며, 특성은 햅틱 액추에이터의 액추에이터 모델(160) 내에 표현될 수 있다. 일 실시예에서, 단계(406)의 제1 구동 신호는 햅틱 효과의 시작 부분을 생성할 수 있으며, 시작 부분은 햅틱 효과의 시작 시간 주기에 대응하는 부분일 수 있다. 일 실시예에서, 단계(406)는 햅틱 효과에 대한 시작 시간 주기에 대응하는 제1 구동 신호의 시작 부분만을 인가하는 것을 수반할 수 있다. 예를 들어, 제1 구동 신호가 전압 파형 v(t)으로 표현되면, 단계(406)는 t=0에서 t=2ms까지 제1 구동 신호의 부분을 인가하는 것을 수반할 수 있다. 일부 경우에서, 제1 구동 신호는 이산 전압 신호 값들의 시퀀스로 표현될 수 있으며, 단계(406)는 시퀀스의 시작에 있는 전압 신호의 서브셋을 인가하는 것을 수반할 수 있다.
일 실시예에서, 또한 햅틱 효과의 나머지 시간 주기일 수 있는 제1 구동 신호의 나머지 부분에 대해 제1 구동 신호를 조정하기 위하여 단계(408) 내지 단계(414)가 수행될 수 있다. 예를 들어, 제1 구동 신호가 t=0에서 t=100ms까지 연장되는 저장된 신호이거나, 또는 햅틱 효과가 100ms의 바람직한 지속시간을 가지면, 제1 구동 신호의 나머지 부분은 t=2ms에서 t=100ms까지의 시간 주기일 수 있다. 단계(408) 내지 단계(414)는 폐루프 제어를 제공하는 실시간 피드백을 제공할 수 있으며, 이는 햅틱 효과가 생성됨에 따라 구동 신호에 조정을 가할 수 있다. 일부 경우에서, 단계(408) 내지 단계(414)는 적어도 1kHz의 속도(즉, 매 밀리초마다 한 번) 또는 적어도 10 kHz의 속도로 복수의 반복에 걸쳐 수행될 수 있다.
단계(408)에서, 제어 회로(140/240/340)는 햅틱 액추에이터(110/310)에 의해 출력되는 가속, 또는 햅틱 액추에이터(110/310)에 의해 인출되는 전류의 양을 측정할 수 있다. 단계(408)의 가속은, 예를 들어, 가속도계, 전류 센서, 또는 다른 센서로부터의 측정치에 기반하여 결정될 수 있다. 단계(410)에서, 제어 회로(140/240/340)는, 측정된 가속 또는 전류에 기반하여, 햅틱 액추에이터에 의해 출력되는 가속과 햅틱 효과와 연관된 바람직한 가속의 양 사이의 편차를 결정할 수 있다. 단계(412)에서, 제어 회로는 햅틱 액추에이터에 의해 출력되는 가속과 햅틱 효과와 연관된 바람직한 가속의 양 사이의 편차에 기반하여 제1 구동 신호를 조정할 수 있다. 예를 들어, 단계(412)가 t=2ms에서 수행되면, 단계는 단계(410)에서 결정된 편차에 기반한 양만큼(예를 들어, 편차의 변화율에 기반하여) 신호 값을 증가 또는 감소시키는 것과 같이 t=2ms에서 제1 구동 신호의 신호 값(예를 들어, 전압 값)을 조정하는 것을 수반할 수 있다. 신호 값은 시간의 상이한 순간에 대응하는 제1 구동 신호에 대한 복수의 신호를 결정하는 단계(406)에서 이미 결정되었을 수 있다. 신호 값은 그런 다음, 예를 들어, 가속 오류에 기반한 복수의 반복에 걸쳐 단계(412)에서 조정될 수 있다. 단계(412)에서 특정한 신호 값이 조정된 후에, 이는 즉시 햅틱 액추에이터(110/310)에 인가될 수 있다. t=3ms, 4ms 등과 같은 다음 반복에서 단계(412)가 다시 수행되면, 단계는 그 시간에서 동일한 방식으로 제1 구동 신호의 신호 값을 조정하는 것을 수반할 수 있다. 일 실시예에서, 단계(412)는 더 일반적으로 단계(410)의 편차에 기반하여 시간 상의 특정한 순간에 햅틱 액추에이터(110/310)에 인가하기 위한 구동 신호의 신호 값을 결정하는 것을 수반할 수 있다. 예를 들어, 단계(412)가 t=2ms에 대응하는 특정한 반복 순간에 수행되면, 반복 동안 가장 최근에(예를 들어, t=1ms에) 햅틱 액추에이터에 인가된 이전 신호 값에 가속 오류에 기반한 양을 더함으로써 햅틱 액추에이터에 인가할 신호 값을 결정하는 것을 수반할 수 있다. 결과적인 신호 값은 즉시 햅틱 액추에이터(110/310)로 인가될 수 있다. 유사하게, 단계(412)가 나중의 반복에서(예를 들어, t=3ms, 4ms 등에서) 다시 적용되면 단계는 그 각각의 반복 동안 가장 최근의 반복에서 햅틱 액추에이터에 인가된 이전 신호 값에 가속 오류에 기반한 양을 더함으로써 햅틱 액추에이터에 인가될 신호 값을 결정하는 것을 수반할 수 있다.
단계(414)에서, 제어 회로(140/240/340)는 제1 구동 신호가 종료되었는지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 단계(406)은 복수의 신호 값을 갖는 구동 신호를 생성하였을 수 있고, 복수의 신호 모두가 햅틱 액추에이터가 인가되었을 때 제1 구동 신호가 종료된다. 제1 구동 신호가 종료되면, 방법(400)이 종료될 수 있다. 그렇지 않으면, 단계(408) 내지 단계(414)가 반복될 수 있다. 일 실시예에서, 단계(414)는 햅틱 효과에 대해 정의된 지속시간이 경과했는지 여부를 결정할 수 있으며, 이는 방법(400)이 종료되게 할 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 모터를 포함하는 햅틱 액추에이터의 개루프 제어-또한 피드 포워드(FF) 제어로 지칭됨-를 나타내는 블록도를 포함한다. 모터는 개루프 제어만으로 제어되거나, 개루프 제어 및 폐루프 제어의 조합(예를 들어, 개루프 및 PD 제어의 조합)으로 제어될 수 있다. 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어는 제어 회로(140/340)에 의해 제공될 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(140/340)는 FF 컨트롤러의 역할을 할 수 있다. FF 컨트롤러는 모델 추정 기능에 의해 제공되는 액추에이터 모델에 의존할 수 있다. 일 실시예에서, 모델 추정 기능은 또한 FF 컨트롤러에 의해 구현될 수 있다. 더 상세히 논의되는 바와 같이, FF 컨트롤러는 모터의 액추에이터 모델을 생성 또는 갱신하고, 모터에 대한 구동 신호를 (구동 회로를 통해) 생성하기 위해 갱신 또는 생성된 액추에이터 모델을 사용할 수 있다.
일 실시예에서, 도 6a 내지 도 6c의 액추에이터 모델은 모터 모델일 수 있다. 모터 모델은 제어 회로에 의해 제어되는 특정 모터에 지정된 것일 수 있으며, 이는 모터의 유형 또는 클래스에 대해 일반적인 모델인 것과 반대된다. 모터 모델은 특정한 모터가 구동 신호에 응답하는 방법을 표현한다. 일부 예에서, 모터 모델은 모터의 과도 특성만을 표현할 수 있다. 일부 예에서, 모터 모델은 모터의 과도 특성 및 정상 상태 특성 모두를 표현할 수 있다. 일 실시예에서, FF 컨트롤러는, 모터 모델로부터, 역전달 함수를 생성하도록 구성될 수 있으며, 그 입력은 바람직한 가속(상수 값 또는 시간의 함수로서)이며 출력은 구동 신호이다. FF 컨트롤러는 특정한 햅틱 효과에 대한 바람직한 가속에 기반하여 구동신호를 생성하기 위해 역전달 함수를 사용하고, 바람직한 가속을 얻고자 시도하기 위해 구동 신호를 모터에 인가한다.
도 6a 의 실시예에서, FF 컨트롤러가 특정한 구동 신호에 응답하여 모터에 의해 출력되는 가속을 표현하는 가속계로부터의 측정치에 기반하여 모델 추정 기능을 수행할 수 있다. 일부 구현에서, FF 컨트롤러는 햅틱 효과가 생성될 때마다 모델 추정 기능을 실행할 수 있다. 일부 구현에서, FF 컨트롤러는 주기적으로 (예를 들어, 매달) 모델 추정 기능을 실행할 수 있다. 일부 구현에서, FF 컨트롤러는 가장 최근의 모델 추정 기능 이후에 정의된 수의 햅틱 효과 후에(예를 들어, 매 50개의 햅틱 효과마다) 모델 추정 기능을 실행할 수 있다. 정의된 수는 모델 추정 기능의 가장 최근 실행 이후에 생성된 모든 햅틱 효과를 계산하거나, 정의된 지속시간을 초과하는 햅틱 효과만을 계산할 수 있다. 일 실시예에서, FF 컨트롤러는 모터 모델의 매개변수에 대한 새로운 값을 결정하기 위해 가속 측정치를 사용하고, 매개변수의 오래된 값을 새로운 값과 평균하여 모터 모델을 갱신할 수 있으며, 평균된 값이 매개변수의 갱신된 값이 된다. 일부 경우에서, 평균은 오래된 값에 비해 새로운 값이 더 큰 가중치를 갖는 가중 평균일 수 있는데, 새로운 값이 더 최근의 가속 측정치에 기반하기 때문이다. 일 실시예에서, FF 컨트롤러는 모터 모델에 대한 매개변수의 새로운 값을 결정하기 위해 가속 측정치를 사용하고, 매개변수에 대한 오래된 값을 새로운 값으로 대체할 수 있으며, 새로운 값이 갱신된 값이 된다.
도 6b는 도 6a의 실시예와 유사하지만, 가속도계 대신 전류 센서를 포함한다. FF 컨트롤러는 모터 내로 흐르는 전류의 측정치에 기반하여 모델 추정 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 도 6c는 전류 센서와 가속도계 모두를 포함하는 실시예를 도시하며, FF 컨트롤러는 가속의 측정치 및 전류의 측정치에 기반하여 모델 추정 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 모터 모델은 모터의 전기적 과도 특성(예를 들어, 인덕턴스), 모터의 기계적 과도 특성(예를 들어, 관성 모멘트), 모터의 전기기계적 과도 특성, 또는 그 조합을 표현할 수 있다. 일 실시예에서, 모터 모델은 구동 신호인 입력을 햅틱 효과의 바람직한 운동인 출력과 연관시키는 전달 함수, 또는 바람직한 운동인 입력 함수를 출력인 구동 신호와 연관시키는 역전달 함수를 포함할 수 있다.
도 7은 햅틱 액추에이터의 액추에이터 모델로 액추에이터 제어를 수행하는 방법(500)을 도시한다. 방법(500)은 방법(400)으로부터의 단계(예를 들어, 단계(408) 내지 단계(414))를 통합할 수 있거나, 방법(400)의 단계를 통합하지 않고 수행될 수 있다. 방법(500)은, 예를 들어, 제어 회로(140/240/340)에 의해 수행될 수 있다. 일부 경우에서, 제어 회로(140/240/340)는 액추에이터 제어를 수행하기 위하여 배선처리될 수 있다. 일부 경우에서, 제어 회로(140/240/340)는 저장 디바이스(350)와 같은 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 컴퓨터 실행가능 명령을 실행함으로써 액추에이터 제어를 수행할 수 있다. 컴퓨터 실행가능 명령은, 예를 들어, 디바이스 드라이버의 일부인 코드일 수 있다. 일 실시예에서, 방법(500)은 단계(502)에서 시작하여, 제어 회로(140/240/340)가 제1 햅틱 효과를 생성하기 위한 제1 구동 신호를 햅틱 액추에이터(110/310)로 인가한다. 제1 구동 신호는 전압 신호, 전류 신호, 또는 임의의 다른 구동 신호일 수 있다. 제1 구동 신호는 일정한 값을 가질 수 있거나, 복수의 펄스를 포함할 수 있거나(펄스는 0 전류 또는 0 전압 구간에 의해 분리됨), 정현파 또는 다른 주기적 신호일 수 있거나, 임의의 다른 구동 신호일 수 있다. 일부 경우에서, 제1 구동 신호를 생성하기 위해 드라이버 IC가 사용될 수 있다. 제어 회로(140/240/340)는 구체적으로 액추에이터 모델을 결정하기 위한 요청(예를 들어, 사용자 인터페이스 디바이스(300) 상에서 실행되는 운영체제로부터)에 응답하여 또는 햅틱 효과를 생성하기 위한 더 일반적인 요청에 응답하여 제1 구동 신호를 인가할 수 있다. 예를 들어, 더 일반적인 요청은 사용자 인터페이스 디바이스(300) 상에서 실행되는 사용자 애플리케이션(예를 들어, 모바일 앱)으로부터일 수 있으며, 이는 사용자 인터페이스 디바이스(300) 상의 시각적 콘텐츠와 함께, 또는 일부 다른 목적을 위해 사용자 인터페이스 디바이스(300)의 사용자에게 알림을 제공하는 것과 같이, 사용자 인터페이스 디바이스(300)의 일반적인 동작의 일부로서 제1 햅틱 효과가 생성되어야 하는 것을 요청할 수 있다.
단계(504)에서, 제어 회로(140/240/340)는, 센서(120/320)로부터, 제1 구동 신호에 응답하여 햅틱 액추에이터(110/310)의 운동을 표현하는 측정치를 수신한다. 센서는 가속도계, 전류 센서 또는 임의의 다른 센서일 수 있다. 일 실시예에서, 측정치는 제1 구동 신호에 응답하여 햅틱 액추에이터(110/310)에 의해 출력된 가속을 표현할 수 있다. 예를 들어, 측정치는 햅틱 액추에이터(110/310)에 의해 작동되는 터치스크린 패널과 같이 햅틱 액추에이터(110/310)의 부하의 가속을 시간의 함수에 따라 표현할 수 있다. 일 실시예에서, 측정치는 부하의 속도 또는 위치를 시간의 함수로 표현할 수 있다.
도 8a 내지 도 8c는 제1 구동 신호 및 제1 구동 신호에 응답하여 햅틱 액추에이터(110/310)에 의해 출력되는 가속 측정치의 예를 나타낸다. 도 8a에서 제1 구동 신호는 정의된 지속시간, 예를 들어, 1초 동안 인가되는 9V 전압 신호(702)일 수 있다. 도 8a의 측정치는 햅틱 액추에이터(110/310)로부터의 가속이 정상 상태 부분(704)에 도달할 때까지 햅틱 액추에이터에 의해 출력되는 가속의 증가를 표현하는 가속 파형을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 가속의 거동은 햅틱 액추에이터(110/310)의 과도 특성에 기반할 수 있다. 과도 특성은, 예를 들어, 햅틱 액추에이터의 가속이 정상 상태 부분(704)에 도달하기 전에 시간 주기(712)에서 햅틱 액추에이터의 가속 또는 다른 거동을 표현할 수 있다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 이 시간 주기(712)는 Δt의 지속시간을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 과도 특성은 햅틱 액추에이터로부터의 가속이 얼마나 빨리 정상 상태 부분(704)을 향해 상승하는지를 나타내는 매개변수 값을 포함할 수 있다. 예를 들어, 햅틱 액추에이터의 가속 출력은
Figure pat00002
에 대략 비례할 수 있으며, 여기에서 t는 시간을 나타내고 τ는 시간 상수를 나타낸다. 이러한 예에서, 과도 특성은 매개변수 값으로 시간 상수 τ 를 포함할 수 있다. 매개변수 값 τ는, 예를 들어, 햅틱 액추에이터의 가속에 대해 특정한 목표 값에 도달하기 위해 시간이 얼마나 걸릴 것인지를 계산하기 위해 사용될 수 있다.
도 8b는 제1 구동 신호가 5V 전압 신호(705)인 다른 예와 제1 구동 신호에 응답하여 햅틱 액추에이터(110/310)에 의해 출력되는 가속의 예를 도시한다. 일 실시예에서, 가속은 진동 거동을 포함하는 정상 상태 응답 부분(706)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 구동 신호는 햅틱 액추에이터(110/310)의 가속을 일으켜 초기에 목표 값을 지나치게 하고 그런 다음 목표 값 주위를 진동하도록 할 수 있다. 일부 경우에서, 과도 특성은 가속이 처음으로 목표 값에 도달하기 전에 주기(714) 내의 햅틱 액추에이터 응답을 고려할 수 있다. 가속이 목표 값을 교차한 후의 주기는, 일 실시예에서, 정상 상태 부분(706)의 일부로 간주될 수 있다.
도 8c는 제1 구동 신호가 전압 신호(707)이고, 햅틱 액추에이터(110/310)로부터의 가속이 피크 응답(708)(또한 피크 부분으로 지칭됨)을 갖는 예를 도시한다. 이 예의 과도 특성은 햅틱 액추에이터로부터의 가속이 피크 응답(708)에 도달하기 전에 햅틱 액추에이터가 주기(716) 내의 제1 구동 신호에 응답하는 방법을 표현할 수 있다. 예를 들어, 과도 특성은 피크 응답(708)에 도달하기 위해 필요한 시간 Δt, 주기(716) 내에서 가속의 경사 또는 임의의 다른 과도 특성을 표현할 수 있다.
도 8d는 제1 구동 신호가 킥-인 부분(709a) 및 브레이크 부분(709b)을 포함하는 전압 신호인 예를 도시한다. 킥-인 부분(709a)은, 예를 들어, 킥-인 부분(709a) 바로 앞의 전압 값 또는 전류 값보다 크고 킥-인 부분(709a) 바로 뒤의 전압 값 또는 전류 값보다 큰 진폭(예를 들어, 8 V)을 갖는 펄스일 수 있다. 브레이크 부분(709b)은 킥-인 부분(709a)과 반대 극성을 가질 수 있지만, 브레이크 부분(709b)의 바로 앞 및 바로 뒤의 전압 값 또는 전류 값보다 큰 진폭을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 킥-인 부분(709a)은 햅틱 액추에이터(110/310)의 부하가 진동하도록 할 수 있다. 일 실시예에서, 과도 특성은 킥-인 부분(709a)의 시작으로부터 부하가 그 진동에서 최대 변위에 도달하는 시간까지의 시간의 양 Δt1을 표현할 수 있다. 브레이크 부분(709b)은 부하의 운동을 멈출 수 있다. 일 실시예에서, 과도 특성은 브레이크 부분(709b)의 시작으로부터 부하의 운동이 멈추는 시간까지의 시간의 양 Δt2을 표현할 수 있다.
도 7로 돌아가면, 단계(506)에서 제어 회로(140/240/340)는, 측정치에 기반하여, 구동 신호에 응답하여 햅틱 액추에이터(110/310)가 움직이는 방법을 표현하는 액추에이터 모델(160)을 생성 또는 갱신한다. 일 실시예에서, 햅틱 액추에이터(110/310)는 제1 유형 햅틱 액추에이터에 속하고, 햅틱 액추에이터(110/310)의 액추에이터 모델(160)은 또한 제1 유형 햅틱 액추에이터에 속하는 다른 햅틱 액추에이터의 액추에이터 모델과 상이하다. 상술한 바와 같이, 액추에이터 모델(160)은, 일 실시예에서 햅틱 액추에이터(110/310)의 과도 특성을 표현할 수 있다. 과도 특성은, 예를 들어, 햅틱 액추에이터가 얼마나 빨리 구동 신호에 응답하는지를 표현할 수 있다. 일부 경우에서, 과도 특성은, 구동 신호에 응답하여, 햅틱 액추에이터가 얼마나 빨리 정상 상태 응답 또는 피크 응답에 도달하는지, 또는 햅틱 액추에이터가 얼마나 빨리 정상 상태 응답 또는 피크 응답의 정의된 비율(예를 들어, 80%)에 도달하는지 표현할 수 있다. 일 실시예에서, 햅틱 액추에이터(110/310)는 모터를 포함하고, 액추에이터 모델(160)은 모터가 구동 신호에 응답하는 방법을 표현한다. 일 실시예에서, 과도 특성은 모터의 인덕턴스 또는 관성 모멘트를 표현하고, 구동 신호는 복수의 전압 신호이다. 일 실시예에서, 햅틱 액추에이터(110/310)는 햅틱 액추에이터의 출력이 피크 응답 또는 정상 상태 응답에 도달하기 위하여 정의된 시간의 양인 공칭 상승 시간을 가질 수 있으며, 과도 특성은 공칭 상승 시간보다 짧은 시간 주기 내의 햅틱 액추에이터의 운동을 표현할 수 있다. 즉, 시간 주기는 구동 신호의 시작과 함께 시작되고, 시간 주기는 공칭 상승 시간보다 짧은 지속시간을 가질 수 있다. 단계(508)에서, 제어 회로(140/240/340)는 액추에이터 모델(160)을 저장 디바이스(250/350)에 저장할 수 있다.
도 9a 내지 도 9c는 저장된 액추에이터 모델의 다양한 예를 도시한다. 더 구체적으로, 도 9a는 햅틱 액추에이터(110/310)의 과도 특성을 표현하거나 나타내는 과도 액추에이터 모델(또한 과도 응답 모델로 지칭됨)을 도시한다. 일 실시예에서, 액추에이터 모델은 햅틱 액추에이터(110/310)의 전기적 과도 특성 및 기계적 과도 특성을 표현한다. 도 9a에서, 기계적 과도 특성은 기계적 과도 시간 상수 τmechanical 를 통해 표현되고, 전기적 과도 특성은 전기적 과도 시간 상수 τelectrical 를 통해 표현된다. 일부 경우에서, 이들 시간 상수는 전압 신호에 응답하여 햅틱 액추에이터(110/310)가 얼마나 빨리 전류 인출을 시작하는지(또는 전압 신호가 전류를 얼마나 빨리 햅틱 액추에이터(110/310) 내로 구동하는지), 전류가 햅틱 액추에이터(110/310) 내에서 힘 또는 토크를 생성한 후에 얼마나 빨리 가속이 증가하는지를 표현하는 함수의 매개변수일 수 있다. 일부 경우에서, 인출되는 전류는
Figure pat00003
에 비례하는 속도로 증가하고, 가속은
Figure pat00004
에 비례하는 속도로 증가할 수 있다. 일 실시예에서, 시간 상수는 도 8a 내지 도 8d에서 측정된 τ 또는 Δt와 동일하거나, 이들 측정치로부터 유도될 수 있다.
도 9b에서, 액추에이터 모델은 또한 햅틱 액추에이터(110/310)의 전기적 특성 또는 기계적 특성을 표현하는 매개변수에 대한 각 값을 포함한다. 예를 들어, 매개변수는 햅틱 액추에이터의 인덕턴스, 저항, 질량, 관성 모멘트, 또는 감쇠 계수, 및 하나 이상의 상수 K 를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 액추에이터 모델에 대한 인덕턴스는 전류 센서로부터의 측정치에 기반하여 표현될 수 있고, 관성 모멘트는 가속계로부터의 측정치에 기반하여 결정될 수 있다. 인덕턴스는 모터에 인가되는 복수의 전압 신호의 전압 신호 시작과 전압 신호에 응답하여 모터 내로 흐르는 전류의 시작 사이의 제1 시간 지연을 표현할 수 있다. 관성 모멘트는 힘 또는 토크를 생성하는 전류의 시작과 힘 또는 토크에 응답하여 운동을 출력하는 모터의 시작 사이의 제2 시간 지연을 표현할 수 있다. 일 실시예에서, 상수 K는, 예를 들어, 스프링 상수, 액추에이터 속도와 역기전력 전압 Vemf 사이의 상수, 전류를 힘 또는 토크와 연관시키는 상수, 또는 햅틱 액추에이터의 특성을 표현하는 임의의 다른 상수를 나타낼 수 있다. 햅틱 액추에이터(110/310)는, 예를 들어, 인덕턴스, 저항 및/또는 스프링 상수에 의해 표현되는 특성을 가질 수 있으며, 실제 인덕터, 레지스터, 스프링 또는 기타 구성 요소를 가질 필요는 없다. 일부 경우에서, 이들 매개변수는 구동 신호 또는 다른 입력이 인가될 때 햅틱 액추에이터에 지연된 응답을 생성하는 햅틱 액추에이터의 관성 특성을 나타낼 수 있다.
도 9c는 도 9b의 액추에이터 모델과 유사하지만 전달 함수를 더 포함하는 액추에이터 모델의 예를 제공한다. 전달 함수는, 예를 들어, 햅틱 액추에이터(110/310)의 출력(예를 들어, 가속)과 햅틱 액추에이터(110/310)의 입력(예를 들어, 구동 신호) 사이의 비를 표현한다. 더 일반적으로 말하자면, 전달 함수는 햅틱 액추에이터의 출력을 입력의 함수로 표현한다. 일 실시예에서, 전달 함수는 가속계의 측정치에 기반하여 결정될 수 있다. 일부 경우에서, 액추에이터 모델은 햅틱 액추에이터(110/310)의 입력을 그 출력의 함수로 표현하는 역함수를 포함할 수 있다. 역전달 함수는 바람직한 가속 또는 다른 출력을 달성하기 위하여 어떤 구동 신호 또는 다른 입력이 햅틱 액추에이터(110/310)로 인가되어야 하는지 나타낼 수 있다. 액추에이터 모델에 저장된 전달 함수 또는 역전달 함수는, 도 9c에서와 같이, 시간 영역에서, 주파수 영역에서(예를 들어, 라플라스 영역), 또는 일부 다른 방식으로 표현될 수 있다. 일 실시예에서, 전달 함수는 햅틱 액추에이터(110/310)의 과도 특성 및 정상 상태 특성 모두를 표현할 수 있다.
일 실시예에서, 전달 함수는 햅틱 액추에이터(110/310)의 과도 특성만을 표현할 수 있다. 일 실시예에서, 햅틱 액추에이터(110/310)는 제1 유형 햅틱 액추에이터에 속하고, 액추에이터 모델은 햅틱 액추에이터(110/310)가 구동 신호에 응답하는 방법을 표현하는 특성의 측정 값과 특성에 대한 공칭 값 사이의 편차의 양을 표현한다. 공칭 값은 제1 유형 햅틱 액추에이터에 속하는 햅틱 액추에이터가 구동 신호에 응답하는 방법의 정의된 근사일 수 있다. 예를 들어, 특성은 구동 신호에 응답하여 햅틱 액추에이터가 피크 응답에 도달하는 상승 시간일 수 있다. 이러한 예에서, 액추에이터 모델은 햅틱 액추에이터의 상승 시간에 대한 측정 값과 상승 시간의 공칭 값 사이의 편차의 양을 표현한다.
도 7을 다시 참조하면, 방법(500)은 단계(510)를 더 포함할 수 있으며, 여기에서 제어 회로(140/240/340)는 액추에이터 모델(160)이 생성 또는 갱신된 후에 햅틱 액추에이터(110/310)에 의해 제2 햅틱 효과가 생성될 것인지 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 단계(510)이 단계(508) 직후에 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 단계(510)이 단계(508)의 몇 시간 또는 며칠 후에 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 햅틱 효과에 대한 바람직한 운동은 2 사이클 이하의 지속시간을 갖는 진동이다. 예를 들어, 햅틱 효과는 단지 1.5 사이클의 지속시간을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 제2 햅틱 효과는 휴대전화 또는 차량내 시스템의 터치스크린과 같은 터치스크린 상에서 가상 버튼이 클릭되는 것에 대한 응답일 수 있다. 일 실시예에서, 제2 햅틱 효과에 대한 바람직한 지속시간은 햅틱 액추에이터에 대해 정의된 공칭 상승 시간보다 짧다.
단계(512)에서, 제어 회로(140/240/340)는 제2 햅틱 효과에 대한 바람직한 운동에 기반하여 및 액추에이터 모델(160)에 기반하여 제2 구동 신호를 생성한다. 일 실시예에서, 단계(512)는 햅틱 액추에이터(110/310)의 액추에이터 모델(160)에 기반하여 제2 구동 신호의 진폭, 지속시간 또는 듀티 사이클 중 적어도 하나를 결정하는 것을 수반한다. 예를 들어, 액추에이터 모델(160)이 햅틱 액추에이터(110/310)의 상승 시간의 측정 값과 상승 시간의 공칭 값 사이의 편차의 양을 표현하면, 제어 회로(140/240/340)는 제2 구동 신호가 제2 구동 신호의 시작에서 킥-인 부분을 포함하도록 결정할 수 있다. 공칭 상승 시간이 제1 진폭을 갖는 구동 신호와 연관되면, 제어 회로(140/240/340)는 편차에 기반하여 제2 구동 신호가 제1 진폭보다 높은 제2 진폭을 갖도록 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 액추에이터 모델(160)이 햅틱 액추에이터(110/310)에 대한 감쇠 계수를 포함하면, 제어 회로(140/240/340)는 감쇠 계수에 기반하여 제2 구동 신호에 대해 브레이크 부분을 포함할 것인지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 제어 회로(140/240/340)는 정의된 기준 진폭에 대해 제2 구동 신호의 진폭을 증가시키도록 구성될 수 있다.
단계(514)에서, 제어 회로(140/240/340)는 햅틱 액추에이터(110/310)에 제2 구동 신호를 인가하여 제2 햅틱 효과를 생성하기 위해 햅틱 액추에이터(110/310)를 제어한다. 일 실시예에서, 단계(512) 및 단계(514)는 완전 개루프 방식으로 수행되며 제2 구동 신호는 실시간 피드백으로 조정되지 않는다. 일 실시예에서, 제어 회로는, 센서(120/320)로부터, 제2 구동 신호에 응답하는 햅틱 액추에이터의 운동을 표현하는 제2 측정치를 수신하고, 액추에이터 모델 및 폐루프 피드백의 조합에 기반하여 제2 구동 신호가 생성되도록 제2 측정치에 기반하여 제2 구동 신호를 조정함에 의하여, 폐루프 피드백으로 제2 구동 신호를 생성하도록 구성된다.
일 실시예에서, 제어 회로(140/240/340)는 제1 햅틱 효과 이후에 햅틱 액추에이터가 생성한 햅틱 효과의 수를 추적함으로써 액추에이터 모델(160)을 갱신하도록 구성될 수 있다. 제어 회로는 제1 햅틱 효과 이후에 햅틱 액추에이터가 정의된 수의 햅틱 효과를 생성하였음을 결정할 수 있다. 햅틱 액추에이터가 정의된 수의 햅틱 효과를 생성하였다는 결정에 응답하여, 제어 회로는 추가 구동 신호를 인가하고, 센서로부터, 추가 구동 신호에 응답하는 햅틱 액추에이터의 운동을 표현하는 추가 측정치를 수신하여 액추에이터 모델을 갱신할 수 있으며, 액추에이터 모델은 추가 측정치 기반으로 갱신된다.
다양한 실시예의 추가 논의
본 개시의 실시예 1은 사용자 인터페이스 디바이스에 관한 것이다. 사용자 인터페이스 디바이스는 햅틱 액추에이터, 센서, 저장 디바이스, 및 제어 회로를 포함한다. 센서는 햅틱 액추에이터에 의해 출력되는 운동을 측정하도록 구성된다. 제어 회로는 제1 햅틱 효과를 생성하기 위하여 제1 구동 신호를 햅틱 액추에이터에 인가하고, 센서로부터, 제1 구동 신호에 응답하는 햅틱 액추에이터의 운동을 표현하는 측정치를 수신하도록 구성된다. 제어 회로는, 측정치에 기반하여, 구동 신호에 응답하여 햅틱 액추에이터가 움직이는 방법을 표현하는 액추에이터 모델을 생성 또는 갱신하고, 액추에이터 모델을 저장 디바이스에 저장하도록 더 구성된다. 제어 회로는, 액추에이터 모델이 생성 또는 갱신된 후에, 햅틱 액추에이터에 의해 제2 햅틱 효과가 생성될 것인지 결정하도록 더 구성된다. 제어 회로는 또한 제2 햅틱 효과에 대한 바람직한 운동에 기반하여 및 액추에이터 모델에 기반하여 제2 구동 신호를 생성하고, 제2 구동 신호를 햅틱 액추에이터에 인가함으로써 제2 햅틱 효과를 생성하기 위하여 햅틱 액추에이터를 제어하도록 구성된다.
실시예 2는 실시예 1의 사용자 인터페이스 디바이스를 포함하며, 액추에이터 모델은 햅틱 액추에이터의 과도 특성을 표현하고, 과도 특성은 햅틱 액추에이터가 얼마나 빨리 구동 신호에 응답하는지 표현한다.
실시예 3은 실시예 2의 사용자 인터페이스 디바이스를 포함하며, 과도 특성은, 구동 신호에 응답하여, 햅틱 액추에이터가 얼마나 빨리 정상 상태 응답 또는 피크 응답에 도달하는지, 또는 햅틱 액추에이터가 얼마나 빨리 정상 상태 응답 또는 피크 응답의 정의된 비율에 도달하는지 표현한다.
실시예 4는 실시예 1 내지 실시예3 중 어느 하나의 사용자 인터페이스 디바이스를 포함하며, 햅틱 액추에이터는 모터를 포함하고, 액추에이터 모델은 모터가 구동 신호에 응답하는 방법을 표현한다.
실시예 5는 실시예 4의 사용자 인터페이스 디바이스를 포함하며, 과도 특성은 모터의 인덕턴스 또는 관성 모멘트를 표현하고, 구동 신호는 복수의 전압 신호이다. 인덕턴스는 모터에 인가되는 복수의 전압 신호의 전압 신호의 시작과 전압 신호에 응답하여 모터 내로 흐르는 전류의 시작 사이의 제1 시간 지연을 표현한다. 관성 모멘트는 힘 또는 토크를 생성하는 전류의 시작과 힘 또는 토크에 응답하여 운동을 출력하는 모터의 시작 사이의 제2 시간 지연을 표현한다.
실시예 6은 실시예 1 내지 실시예 5 중 어느 하나의 사용자 인터페이스 디바이스를 포함하며, 제어 회로는 햅틱 액추에이터의 액추에이터 모델에 기반하여 제2 구동 신호의 진폭, 지속시간 또는 듀티 사이클 중 적어도 하나를 결정함으로써 제2 구동 신호를 생성하도록 구성된다.
실시예 7은 실시예 1 내지 실시예 6 중 어느 하나의 사용자 인터페이스 디바이스를 포함하며, 햅틱 액추에이터는 제1 유형 햅틱 액추에이터에 속하고, 액추에이터 모델은 햅틱 액추에이터가 구동 신호에 응답하는 방법을 표현하는 특성의 측정 값과 특성에 대한 공칭 값 사이의 편차를 표현하며, 공칭 값은 제1 유형 햅틱 액추에이터에 속하는 햅틱 액추에이터가 구동 신호에 응답하는 방법의 정의된 근사이다.
실시예 8은 실시예 7의 사용자 인터페이스 디바이스를 포함하며, 특성은 구동 신호에 응답하여 햅틱 액추에이터가 피크 응답에 도달하는 상승 시간으로서, 액추에이터 모델은 햅틱 액추에이터의 상승 시간에 대한 측정 값과 상승 시간에 대한 공칭 값 사이의 편차를 표현하며, 제어 회로는, 햅틱 액추에이터의 상승 시간에 대한 측정 값과 상승 시간에 대한 공칭 값 사이의 편차의 양에 기반하여, 제2 구동 신호가 제2 구동 신호의 시작 부분에 킥-인 부분을 포함할지 여부를 결정하도록 구성된다.
실시예 9는 실시예 8의 사용자 인터페이스 디바이스를 포함하며, 액추에이터 모델은 햅틱 액추에이터가 제1 진폭을 갖는 구동 신호에 응답하는 제1 유형 햅틱 액추에이터에 대한 공칭 상승 시간보다 제1 진폭을 갖는 구동 신호에 응답하는 더 긴 측정된 상승 시간을 갖는 것으로 표현하며, 제어 회로는 킥-인 부분이 제1 진폭보다 큰 제2 진폭을 갖는 것으로 결정하도록 더 구성된다.
실시예 10은 실시예 7의 사용자 인터페이스 디바이스를 포함하며, 특성은 구동 신호에 응답하는 햅틱 액추에이터의 가속이다.
실시예 11은 실시예 1 내지 실시예 10 중 어느 하나의 사용자 인터페이스 디바이스를 포함하며, 제2 햅틱 효과에 대한 바람직한 운동은 2 사이클 이하의 지속시간을 갖는 진동이다.
실시예 12는 실시예 1 내지 실시예 11 중 어느 하나의 사용자 인터페이스 디바이스를 포함하며, 가상 버튼을 표시하도록 구성되는 터치스크린을 더 포함하고, 제2 햅틱 효과는 가상 버튼의 클릭에 응답하는 것이다.
실시예 13은 실시예 1 내지 실시예 12 중 어느 하나의 사용자 인터페이스 디바이스를 포함하며, 사용자 인터페이스 디바이스는 휴대전화 또는 차량내 시스템이다.
실시예 14는 실시예 1 내지 실시예 13 중 어느 하나의 사용자 인터페이스 디바이스를 포함하며, 제2 햅틱 효과에 대한 바람직한 지속시간은 햅틱 액추에이터에 대한 정의된 공칭 상승 시간보다 짧다.
실시예 15는 실시예 1 내지 실시예 14 중 어느 하나의 사용자 인터페이스 디바이스를 포함하며, 제2 구동 신호는 제2 구동 신호가 실시간 피드백으로 조정되지 않는 완전 개루프 방식으로 생성 및 햅틱 액추에이터에 인가된다.
실시예 16은 실시예 1 내지 실시예 14 중 어느 하나의 사용자 인터페이스 디바이스를 포함하며, 센서는 가속도계이며, 측정치는 제1 구동 신호에 응답하여 햅틱 액추에이터에 의해 출력된다.
실시예 17은 실시예 1 내지 실시예 14 중 어느 하나의 사용자 인터페이스 디바이스를 포함하며, 제어 회로는, 센서 또는 다른 센서로부터, 제2 구동 신호에 응답하는 햅틱 액추에이터의 운동을 표현하는 제2 측정치를 수신하고, 제2 구동 신호가 액추에이터 모델 및 폐루프 피드백의 조합에 기반하여 생성되도록 제2 측정치에 기반하여 제2 구동 신호를 조정(adjusting)함으로써 폐루프 피드백으로 제2 구동 신호를 생성하도록 구성된다.
실시예 18은 실시예 1 내지 실시예 17 중 어느 하나의 사용자 인터페이스 디바이스를 포함하며, 전류 센서를 더 포함하고, 제1 구동 신호는 전압 구동 신호이고, 제어 회로는, 전류 센서로부터, 전압 구동 신호가 햅틱 액추에이터 내로 전류가 흐르도록 하는 방식을 표현하는 제2 측정치를 수신하도록 구성되고, 제어 회로는 제2 측정치에 더 기반하여 액추에이터 모델을 결정하도록 구성된다.
실시예 19는 실시예 1 내지 실시예 18 중 어느 하나의 사용자 인터페이스 디바이스를 포함하며, 제어 회로는 햅틱 액추에이터가 제1 햅틱 효과 이후에 몇 개의 햅틱 효과를 생성하였는지 추적하도록 구성된다. 제어 회로는 햅틱 액추에이터가 제1 햅틱 효과 이후에 정의된 수의 햅틱 효과를 생성하였는지 결정하도록 더 구성된다. 햅틱 액추에이터가 정의된 수의 햅틱 효과를 생성하였다는 결정에 응답하여, 제어 회로는 추가 구동 신호를 인가하고, 센서로부터, 추가 구동 신호에 응답하는 햅틱 액추에이터의 운동을 표현하는 추가 측정치를 수신함으로써 액추에이터 모델을 갱신하도록 구성된다. 액추에이터 모델은 추가 측정치에 기반하여 갱신된다.
실시예 20은 햅틱 액추에이터 제어 방법에 관한 것이다. 방법은 제어 회로에 의해 수행되고, 제1 햅틱 효과를 생성하기 위하여 제1 구동 신호를 햅틱 액추에이터에 인가하는 것, 및, 센서로부터, 제1 구동 신호에 응답하는 햅틱 액추에이터의 운동을 표현하는 측정치를 수신하는 것을 포함한다. 방법은, 측정치에 기반하여, 구동 신호에 응답하여 햅틱 액추에이터가 움직이는 방법을 표현하는 액추에이터 모델을 생성 또는 갱신하는 것, 및 액추에이터 모델을 저장 디바이스에 저장하는 것을 더 포함한다. 방법은 또한, 액추에이터 모델이 생성 또는 갱신된 후에, 햅틱 액추에이터에 의해 제2 햅틱 효과가 생성될 것인지 결정하는 것을 포함한다. 방법은 또한 제2 햅틱 효과에 대한 바람직한 운동에 기반하여 및 액추에이터 모델에 기반하여 제2 구동 신호를 생성하는 것, 및 제2 구동 신호를 햅틱 액추에이터에 인가함으로써 제2 햅틱 효과를 생성하도록 햅틱 액추에이터를 제어하는 것을 포함한다. 실시예에서, 햅틱 액추에이터는 제1 유형 햅틱 액추에이터에 속하고, 햅틱 액추에이터의 액추에이터 모델은 제1 유형 햅틱 액추에이터에 또한 속하는 다른 햅틱 액추에이터의 액추에이터 모델과 상이하다.
다양한 실시예가 상술되었지만, 이들은 단지 본 발명의 예시 및 예로서 제시된 것일뿐, 제한하려는 것이 아님을 이해하여야 한다. 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 형태 및 세부 사항에서의 다양한 변화가 이루어질 수 있음은 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 폭 및 범위는 상술한 예시적인 실시예 중 어느 것에 의해서도 제한되어서는 안되며, 첨부된 청구 범위 및 그 균등물에 따라서만 정의되어야 한다. 본원에서 논의된 각 실시예의 각 특징 및 본원에서 인용된 각 참조의 각 특징은 임의의 다른 실시예의 특징과 조합하여 사용될 수 있음이 또한 이해될 것이다. 본원에서 논의된 모든 특허 및 간행물은 전체로서 본원에 참조로 포함된다.

Claims (20)

  1. 햅틱 액추에이터;
    상기 햅틱 액추에이터에 의해 출력되는 운동을 측정하도록 구성되는 센서;
    저장 디바이스;
    제1 햅틱 효과를 생성하기 위하여 제1 구동 신호를 상기 햅틱 액추에이터에 인가하고,
    상기 센서로부터, 상기 제1 구동 신호에 응답하는 상기 햅틱 액추에이터의 운동을 표현하는 측정치를 수신하고,
    상기 측정치에 기반하여, 구동 신호에 응답하여 상기 햅틱 액추에이터가 움직이는 방법을 표현하는 액추에이터 모델을 생성 또는 갱신하고,
    상기 액추에이터 모델을 상기 저장 디바이스에 저장하고,
    상기 액추에이터 모델이 생성 또는 갱신된 후에, 상기 햅틱 액추에이터에 의해 제2 햅틱 효과가 생성될 것인지 결정하고,
    상기 제2 햅틱 효과에 대한 바람직한 운동에 기반하여 및 상기 액추에이터 모델에 기반하여 제2 구동 신호를 생성하고, 및
    상기 제2 구동 신호를 상기 햅틱 액추에이터에 인가함으로써 상기 제2 햅틱 효과를 생성하기 위하여 상기 햅틱 액추에이터를 제어하도록 구성되는 제어 회로를 포함하는 사용자 인터페이스 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 액추에이터 모델은 상기 햅틱 액추에이터의 과도(transient) 특성을 표현하고, 상기 과도 특성은 상기 햅틱 액추에이터가 얼마나 빨리 구동 신호에 응답하는지 표현하는 사용자 인터페이스 디바이스.
  3. 제2항에 있어서, 상기 과도 특성은, 구동 신호에 응답하여, 상기 햅틱 액추에이터가 얼마나 빨리 정상 상태 응답 또는 피크 응답에 도달하는지, 또는 상기 햅틱 액추에이터가 얼마나 빨리 상기 정상 상태 응답 또는 상기 피크 응답의 정의된 비율에 도달하는지 표현하는 사용자 인터페이스 디바이스.
  4. 제2항에 있어서, 상기 햅틱 액추에이터는 모터를 포함하고, 상기 액추에이터 모델은 상기 모터가 구동 신호에 응답하는 방법을 표현하는 사용자 인터페이스 디바이스.
  5. 제4항에 있어서, 상기 과도 특성은 상기 모터의 인덕턴스 또는 관성 모멘트를 표현하고, 상기 구동 신호는 복수의 전압 신호이며,
    상기 인덕턴스는 상기 모터에 인가되는 상기 복수의 전압 신호의 전압 신호의 시작과 상기 전압 신호에 응답하여 상기 모터 내로 흐르는 전류의 시작 사이의 제1 시간 지연을 표현하고, 및
    상기 관성 모멘트는 힘 또는 토크를 생성하는 전류의 시작과 상기 힘 또는 토크에 응답하여 운동을 출력하는 상기 모터의 시작 사이의 제2 시간 지연을 표현하는 사용자 인터페이스 디바이스.
  6. 제2항에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 햅틱 액추에이터의 상기 액추에이터 모델에 기반하여 상기 제2 구동 신호의 진폭, 지속시간 또는 듀티 사이클 중 적어도 하나를 결정함으로써 상기 제2 구동 신호를 생성하도록 구성되는 사용자 인터페이스 디바이스.
  7. 제1항에 있어서, 상기 햅틱 액추에이터는 제1 유형 햅틱 액추에이터에 속하고, 상기 액추에이터 모델은 상기 햅틱 액추에이터가 구동 신호에 응답하는 방법을 표현하는 특성의 측정 값과 상기 특성에 대한 공칭 값 사이의 편차의 양을 표현하며, 상기 공칭 값은 상기 제1 유형 햅틱 액추에이터에 속하는 햅틱 액추에이터가 구동 신호에 응답하는 방법의 정의된 근사인 사용자 인터페이스 디바이스.
  8. 제7항에 있어서, 상기 특성은 구동 신호에 응답하여 상기 햅틱 액추에이터가 피크 응답에 도달하는 상승 시간으로서, 상기 액추에이터 모델은 상기 햅틱 액추에이터의 상기 상승 시간에 대한 측정 값과 상기 상승 시간에 대한 공칭 값 사이의 편차의 양을 표현하며, 상기 제어 회로는, 상기 햅틱 액추에이터의 상기 상승 시간에 대한 상기 측정 값과 상기 상승 시간에 대한 상기 공칭 값 사이의 상기 편차의 양에 기반하여, 상기 제2 구동 신호가 상기 제2 구동 신호의 시작 부분에 킥-인(kick-in) 부분을 포함할지 여부를 결정하도록 구성되는 사용자 인터페이스 디바이스.
  9. 제8항에 있어서, 상기 액추에이터 모델은 햅틱 액추에이터가 제1 진폭을 갖는 구동 신호에 응답하는 상기 제1 유형 햅틱 액추에이터에 대한 공칭 상승 시간보다 상기 제1 진폭을 갖는 구동 신호에 응답하는 더 긴 측정된 상승 시간을 갖는 것으로 표현하며, 상기 제어 회로는 상기 킥-인 부분이 상기 제1 진폭보다 큰 제2 진폭을 갖는 것으로 결정하도록 더 구성되는 사용자 인터페이스 디바이스.
  10. 제7항에 있어서, 상기 특성은 구동 신호에 응답하는 상기 햅틱 액추에이터의 가속인 사용자 인터페이스 디바이스.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제2 햅틱 효과에 대한 상기 바람직한 운동은 2 사이클 이하의 지속시간을 갖는 진동(oscillation)인 사용자 인터페이스 디바이스.
  12. 제11항에 있어서, 가상 버튼을 표시하도록 구성되는 터치스크린을 더 포함하고, 상기 제2 햅틱 효과는 상기 가상 버튼의 클릭에 응답하는 것인 사용자 인터페이스 디바이스.
  13. 제12항에 있어서, 상기 사용자 인터페이스 디바이스는 휴대전화 또는 차량내 시스템인 사용자 인터페이스 디바이스.
  14. 제1항에 있어서, 상기 제2 햅틱 효과에 대한 바람직한 지속시간은 상기 햅틱 액추에이터에 대한 정의된 공칭 상승 시간보다 짧은 사용자 인터페이스 디바이스.
  15. 제1항에 있어서, 상기 제2 구동 신호가 실시간 피드백으로 조정되지 않는 완전 개루프 방식으로, 상기 제2 구동 신호가 생성되고 상기 햅틱 액추에이터에 인가되는 사용자 인터페이스 디바이스.
  16. 제1항에 있어서, 상기 센서는 가속도계이며, 상기 측정치는 상기 제1 구동 신호에 응답하여 상기 햅틱 액추에이터에 의해 출력되는 가속인 사용자 인터페이스 디바이스.
  17. 제1항에 있어서, 상기 제어 회로는: 상기 센서 또는 다른 센서로부터, 상기 제2 구동 신호에 응답하는 상기 햅틱 액추에이터의 운동을 표현하는 제2 측정치를 수신하고, 및 상기 제2 구동 신호가 상기 액추에이터 모델 및 폐루프 피드백의 조합에 기반하여 생성되도록 상기 제2 측정치에 기반하여 상기 제2 구동 신호를 조정(adjusting)함으로써 상기 폐루프 피드백으로 상기 제2 구동 신호를 생성하도록 구성되는 사용자 인터페이스 디바이스.
  18. 제1항에 있어서, 전류 센서를 더 포함하며, 상기 제1 구동 신호는 전압 구동 신호이고, 상기 제어 회로는, 상기 전류 센서로부터, 상기 전압 구동 신호가 상기 햅틱 액추에이터 내로 전류가 흐르도록 하는 방식을 표현하는 제2 측정치를 수신하도록 구성되고, 및 상기 제어 회로는 상기 제2 측정치에 더 기반하여 상기 액추에이터 모델을 결정하도록 구성되는 사용자 인터페이스 디바이스.
  19. 제1항에 있어서, 상기 제어 회로는
    상기 햅틱 액추에이터가 상기 제1 햅틱 효과 이후에 몇 개의 햅틱 효과를 생성하였는지 추적하고,
    상기 햅틱 액추에이터가 상기 제1 햅틱 효과 이후에 정의된 수의 햅틱 효과를 생성하였는지 결정하고,
    상기 햅틱 액추에이터가 상기 정의된 수의 햅틱 효과를 생성하였다는 결정에 응답하여, 추가 구동 신호를 인가하고, 상기 센서로부터, 상기 추가 구동 신호에 응답하는 상기 햅틱 액추에이터의 운동을 표현하는 추가 측정치를 수신함으로써 상기 액추에이터 모델을 갱신하도록 구성되며, 상기 액추에이터 모델은 상기 추가 측정치에 기반하여 갱신되는 사용자 인터페이스 디바이스.
  20. 햅틱 액추에이터 제어 방법에 있어서, 상기 방법은 제어 회로에 의해 수행되고, 상기 방법은:
    제1 햅틱 효과를 생성하기 위하여 제1 구동 신호를 상기 햅틱 액추에이터에 인가하는 것;
    센서로부터, 상기 제1 구동 신호에 응답하는 상기 햅틱 액추에이터의 운동을 표현하는 측정치를 수신하는 것;
    상기 측정치에 기반하여, 구동 신호에 응답하여 상기 햅틱 액추에이터가 움직이는 방법을 표현하는 액추에이터 모델을 생성 또는 갱신하는 것;
    상기 액추에이터 모델을 저장 디바이스에 저장하는 것;
    상기 액추에이터 모델이 생성 또는 갱신된 후에, 상기 햅틱 액추에이터에 의해 제2 햅틱 효과가 생성될 것인지 결정하는 것;
    상기 제2 햅틱 효과에 대한 바람직한 운동에 기반하여 및 상기 액추에이터 모델에 기반하여 제2 구동 신호를 생성하는 것; 및
    상기 제2 구동 신호를 상기 햅틱 액추에이터에 인가함으로써 상기 제2 햅틱 효과를 생성하도록 상기 햅틱 액추에이터를 제어하는 것을 포함하며,
    상기 햅틱 액추에이터는 제1 유형 햅틱 액추에이터에 속하고, 상기 햅틱 액추에이터의 상기 액추에이터 모델은 상기 제1 유형 햅틱 액추에이터에 또한 속하는 다른 햅틱 액추에이터의 액추에이터 모델과 상이한 햅틱 액추에이터 제어 방법.
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