KR20190140836A

KR20190140836A - 디스플레이 스크린에 국소적 햅틱 효과를 제공하는 디바이스 및 방법

Info

Publication number: KR20190140836A
Application number: KR1020190066555A
Authority: KR
Inventors: 바히드 코쉬카바; 주앙 마누엘 크르즈 에르난데즈; 티. 닐 올리엔
Original assignee: 임머숀 코퍼레이션
Priority date: 2018-06-12
Filing date: 2019-06-05
Publication date: 2019-12-20
Also published as: US20190378382A1; US20200184785A1; US10504342B1; JP6878502B2; EP3582076A1; US11100771B2; CN110597380A; JP2019215868A

Abstract

국소적 햅틱 효과를 제공하는 디바이스 및 방법이 제공된다. 디바이스는 하나 이상의 햅틱 액추에이터를 갖는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스를 포함한다. 하나 이상의 햅틱 액추에이터는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스의 디스플레이 스크린의 비시청 영역 내에 위치되며 디스플레이 스크린의 시청 영역 내에서 국소적 햅틱 효과를 발생시킨다. 햅틱 가능 디스플레이 디바이스는 햅틱 액추에이터를 활성화하는 햅틱 제어 신호를 결정하도록 구성되는 프로세서를 포함한다. 햅틱 제어 신호는, 하나 이상의 햅틱 액추에이터의 비시청 영역 위치로부터 원격인 시청 영역 내의 목표 위치에서 국소적 햅틱 효과를 제공하기 위해, 하나 이상의 햅틱 액추에이터를 활성화한다.

Description

디스플레이 스크린에 국소적 햅틱 효과를 제공하는 디바이스 및 방법{DEVICES AND METHODS FOR PROVIDING LOCALIZED HAPTIC EFFECTS TO A DISPLAY SCREEN}

본 발명의 실시예는 디스플레이 스크린에 국소적 햅틱 효과를 제공하는 디바이스 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 실시예는 디스플레이 스크린의 시청 영역 외부에 위치하는 햅틱 액추에이터를 가지며 디스플레이 스크린의 시청 영역 내부에서 국소적 햅틱 효과를 제공하도록 구성되는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스를 포함한다.

종래의 디스플레이 스크린은 디바이스의 사용자에게 햅틱 피드백을 제공하는 디바이스를 종종 포함한다. 디스플레이 스크린 내의 햅틱 피드백은 디스플레이 스크린 전체가 흔들리거나 및/또는 진동하도록 하는 햅틱 액추에이터에 의해 제공될 수 있다. 디스플레이 스크린 전체를 작동시키는 것은 특히 디스플레이 스크린의 크기가 커질수록 어려움을 야기한다. 디스플레이 스크린 전체에 걸쳐 햅틱 효과를 제공하는 것은, 사용자가 디스플레이 스크린의 한 두 지점만을 터치할 때, 비효율적이다. 또한, 디스플레이 스크린 전체에 걸쳐 햅틱 효과를 제공하는 것은 햅틱 효과가 선택적으로 전달되도록 할 수 없다. 디스플레이 스크린을 터치하는 각 신체 부분은, 각 신체 부분에 대해 의도된 햅틱 효과와 무관하게 동일한 햅틱 효과를 경험하게 된다.

종래의 햅틱 가능 디스플레이 디바이스에는 이들 및 다른 단점이 존재한다. 본원에 기술되는 발명에 의해 이들 단점이 다루어진다.

본 발명의 실시예는 국소적 햅틱 효과의 제공을 위해 구성되는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스를 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 가능 디스플레이 디바이스는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스의 디스플레이 스크린의 시청 영역 외부에 위치하는 하나 이상의 햅틱 액추에이터를 갖는다. 디스플레이 디바이스의 특성에 따라 결정된 특정한 진폭 및 주파수에서 활성화될 때, 햅틱 액추에이터는 디스플레이 디바이스의 시청 영역 내의 특정한 목표 위치에서 국소적 햅틱 효과를 제공할 수 있다. 따라서, 햅틱 액추에이터는, 특정한 위치에서만 햅틱 효과를 제공함으로써, 종래의 기술에 비해 더 효율적으로 동작할 수 있다. 추가로, 시청 영역 외부에 위치하는 햅틱 액추에이터는 디스플레이 디바이스에 의해 제공되는 영상의 어떤 부분도 가리지 않을 것이다. 또한, 햅틱 액추에이터는 햅틱 효과를 선택적으로 햅틱 효과의 경험이 요구되는 디스플레이 디바이스의 영역으로만 전달할 수 있다.

일 실시예에서, 햅틱 가능 디스플레이 디바이스가 제공된다. 햅틱 가능 디스플레이 디바이스는 시청 영역 및 비시청 영역을 갖는 디스플레이 스크린을 포함하며, 디스플레이 스크린은 시청 영역에서 시각적 디스플레이를 제공하도록 구성되는 복수의 디스플레이 구성요소를 포함한다. 햅틱 가능 디스플레이 디바이스는 비시청 영역에서 디스플레이 스크린에 고정되는 복수의 햅틱 액추에이터 및 적어도 하나의 프로세서를 더 포함한다. 적어도 하나의 프로세서는 복수의 햅틱 액추에이터로부터 적어도 하나의 햅틱 액추에이터를 선택하고, 적어도 하나의 햅틱 액추에이터를 활성화하고 따라서 디스플레이 스크린의 시청 영역 내의 목표 위치에서 국소적 햅틱 효과를 발생시키도록 구성되는 햅틱 제어 신호를 결정하고, 및 목표 위치에서 국소적 햅틱 효과를 발생시키기 위하여 적어도 하나의 햅틱 액추에이터로 햅틱 제어 신호를 전송하도록 구성된다.

다른 실시예에서, 시청 영역 및 비시청 영역을 갖는 디스플레이 스크린에 햅틱 효과를 전달하는 방법이 제공된다. 디스플레이 스크린은 시청 영역에서 시각적 디스플레이를 제공하도록 구성되는 복수의 디스플레이 구성요소를 포함한다. 방법은, 적어도 하나의 프로세서에 의하여, 비시청 영역에서 디스플레이 스크린에 고정된 복수의 햅틱 액추에이터로부터 적어도 하나의 햅틱 액추에이터를 선택하는 것, 적어도 하나의 프로세서에 의하여, 디스플레이 스크린의 시청 영역 내의 목표 위치에서 국소적 햅틱 효과를 발생시키기 위하여 적어도 하나의 햅틱 액추에이터를 활성화하도록 구성되는 햅틱 제어 신호를 결정하는 것, 햅틱 제어 신호를 적어도 하나의 햅틱 액추에이터로 전송하는 것, 및, 적어도 하나의 햅틱 액추에이터에 의하여, 목표 위치에서 국소적 햅틱 효과를 발생시키는 것을 포함한다.

발명의 상기 및 다른 특징 및 이점은 첨부 도면에 도시된 본 발명의 실시예에 대한 다음의 상세한 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 1은 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 가능 디스플레이 디바이스를 도시한다.
도 2는 도 1의 햅틱 가능 디스플레이 디바이스의 양상을 도시하는 개략도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 가능 디스플레이 디바이스의 구조적 양상을 도시한다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 가능 디스플레이 디바이스의 진동 모드를 도시한다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 스크린 상에서 햅틱 효과를 위한 목표 위치를 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 고정된 목표 위치를 갖는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스를 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 스크린의 디스플레이 영역 내에 위치한 햅틱 액추에이터를 갖는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스를 도시한다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 햅틱 가능 디스플레이 디바이스의 대안적인 실시예를 도시한다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 햅틱 가능 디스플레이 디바이스의 대안적인 실시예를 도시한다.
도 10은 본 발명에 따른 햅틱 가능 디스플레이 디바이스의 대안적인 실시예를 도시한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 국소적 햅틱 효과를 제공하는 방법을 도시하는 프로세스 도면이다.

이제 본 발명의 특정 실시예가 도면을 참조하여 설명된다. 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 국소적 햅틱 효과를 제공하도록 구성되는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스에 관한 것이다. 본원에 기술된 실시예에 따른 햅틱 가능 디스플레이 디바이스는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스의 디스플레이 스크린 또는 디스플레이의 시청 영역 외부에 배열되며 시청 영역 내부에 국소적 햅틱 효과를 발생시키도록 구성되는 햅틱 액추에이터를 포함한다. 햅틱 액추에이터는 디스플레이 스크린의 시청 영역 주변을 둘러싸고 배열될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따르면, 시청 영역으로부터 디스플레이 스크린의 반대측에 배열될 수 있다. 햅틱 가능 디스플레이 디바이스와 연관된 프로세서가 시청 영역의 목표 위치에 국소적 햅틱 효과를 발생시키도록, 시청 영역 내에 정상파(standing wave) 간섭 패턴을 수립하기 위해 하나 이상의 햅틱 액추에이터를 활성화하는 한편, 목표 위치 외부의 영역에는 실질적으로 인지할 수 없는 햅틱 효과만을 발생시킨다. 디스플레이 스크린의 비시청 영역에 위치하는 햅틱 액추에이터는 따라서 디스플레이 스크린의 시청 영역 내에 국소적 햅틱 효과를 제공한다.

예를 들어, 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 가능 디스플레이 디바이스는 차량의 대시보드 내 디스플레이 스크린을 포함할 수 있다. 햅틱 액추에이터는 대시보드 내 디스플레이 스크린의 비시청 영역 내에 위치할 수 있으며, 따라서 가능한 한 큰 시청 영역을 제공한다. 사용자가 대시보드 내 디스플레이 스크린과 상호작용할 때, 도로를 주시한 채로 터치에 의할 수 있다. 대시보드 내 디스플레이 스크린은 사용자가 터치하는 대시보드 내 디스플레이 스크린의 스크린 상 목표 위치로 국소적 햅틱 효과를 제공하도록 구성될 수 있으며, 따라서 사용자가 스크린을 보고 있지 않더라도 정보와 피드백을 제공한다.

다른 예에서, 대화형 지하철 지도가 대형 디지털 디스플레이 스크린을 포함할 수 있다. 전체 디스플레이 스크린을 햅틱 작동시키거나 특정 부분을 작동시키기 위하여 디스플레이 스크린의 특정 부분에 장착되는 충분한 액추에이터를 포함하는 것은 비현실적이거나, 고비용일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 액추에이터는, 디스플레이 스크린의 특정 위치에 국소적 햅틱 효과를 제공하기 위해, 사용자가 상호작용함에 따라 디스플레이 스크린의 비시청 영역에 포함될 수 있다.

또 다른 예에서, 사용자의 태블릿, 스마트폰, 패블릿(phablet) 또는 다른 개인용 디바이스가 디스플레이 스크린의 비시청 영역에 포함된 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 액추에이터를 포함할 수 있다. 액추에이터를 비시청 영역에 위치시킴으로써, 디스플레이 스크린의 어떤 부분도 가려지지 않는다. 또한, 사용자의 상호작용에 기반하여 디스플레이 스크린의 일부만을 활성화함으로써, 적은 전력이 소비되고, 배터리 수명을 보존한다. 또한, 시스템은 독특한 햅틱 경험을 제공할 수 있다. 예를 들어, 시스템은 디바이스의 터치스크린에 대한 사용자의 다중 접촉 터치에 대응하는 다수의 국소적 햅틱 효과를 제공할 수 있다. 다수의 국소적 햅틱 효과는 상이할 수 있으며, 예를 들어, 사용자는 터치스크린과 접촉하는 각 손가락에 대해 더 강하거나 상이한 햅틱 효과를 느낄 수 있다. 다수의 국소적 햅틱 효과는 디바이스 터치스크린 전체의 활성화를 통해서는 가능하지 않은 방식으로 사용자에게 햅틱 피드백을 효율적으로 전달하는 데 사용될 수 있다.

앞의 예 및 다른 것들은 이하에서 논의되는 실시예와 부합한다.

본원에 기술된 실시예는 컴퓨터 시스템 및 디스플레이 스크린을 갖는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스를 포함하는 디바이스 및 시스템에 관한 것이다. 본 발명과 부합하는 컴퓨터 시스템은 게임 콘솔, 휴대용 게임 디바이스, 개인용 컴퓨터(예를 들면, 데스크톱 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터 등), 스마트폰, 태블릿 컴퓨팅 디바이스, 텔레비전, 대화형 신호 및/또는 햅틱 제어 신호를 제공하도록 프로그래밍될 수 있는 다른 디바이스일 수 있다. 컴퓨터 시스템은 하나 이상의 프로세서(편의상 본원에서 프로세서들, 프로세서(들) 또는 프로세서라고도 지칭됨), 하나 이상의 메모리 유닛, 오디오 출력, 사용자 입력 요소, 통신 유닛 또는 유닛들 및/또는 다른 구성 요소를 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템 프로세서는 본원에 기술된 방법을 수행하기 위해 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 명령어에 의해 프로그래밍될 수 있다. 본 발명에 부합하는 통신 유닛은 주변 디바이스로 송신 또는 통신할 수 있는, 유선 또는 무선의, 임의의 접속 디바이스를 포함할 수 있다.

대안적인 실시예에서, 본 발명에 따른 햅틱 가능 디스플레이 디바이스는 햅틱 제어 신호를 햅틱 가능 디스플레이 디바이스에 제공하도록 구성되는 컴퓨터 시스템과 별도로 제공될 수 있다. 이러한 컴퓨터 시스템은 하나 이상의 프로세서, 하나 이상의 메모리 유닛, 오디오 출력, 사용자 입력 요소, 햅틱 통신 유닛 또는 유닛들 및/또는 다른 구성요소를 포함할 수 있다. 이러한 컴퓨터 시스템 프로세서는 햅틱 통신 유닛(들)을 통해 햅틱 가능 디스플레이 디바이스에 전송된 햅틱 제어 신호에 의해 본원에 기술된 방법을 수행하기 위하여 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 명령어에 의해 프로그래밍될 수 있다. 본 발명에 부합하는 햅틱 통신 장치는 햅틱 제어 신호를 프로세서로부터 햅틱 가능 디스플레이 디바이스와 연관된 햅틱 액추에이터로 송신 또는 통신할 수 있는, 유선 또는 무선의, 임의의 접속 디바이스를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 햅틱 통신 유닛은 햅틱 제어 신호를 전달하기 위해 단독으로 구성된 전용 유닛일 수 있다. 다른 실시예에서, 햅틱 통신 유닛은 유선 또는 무선으로 다양한 다른 통신을 외부 디바이스로 전달하도록 더 기능할 수 있다.

햅틱 가능 디스플레이 디바이스는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스의 디스플레이 스크린으로 햅틱 효과를 전달하는 하나 이상의 햅틱 액추에이터를 갖는 디바이스를 포함한다. 본 발명의 실시예에서, 햅틱 가능 디스플레이 디바이스는, 예를 들어, 햅틱 가능 디스플레이 디바이스의 프로세서로부터, 작동을 위한 햅틱 제어 신호를 직접 수신하는 하나 이상의 햅틱 액추에이터를 포함하는 디바이스일 수 있다. 다른 실시예에서, 햅틱 가능 디스플레이 디바이스는 하나 이상의 햅틱 액추에이터로 햅틱 제어 신호를 전달하기 전에 원격 디바이스로부터 수신된 햅틱 출력 신호를 처리 또는 번역할 수 있는 하나 이상의 프로세서를 더 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 햅틱 가능 디스플레이 디바이스는 또한, 사용자가 컴퓨터 시스템과 상호작용하는 것을 허용하기 위해, 사용자 입력 요소, 예를 들어, 트리거, 버튼, 조이스틱, 조이패드 등과 같은 제어 요소를 포함할 수 있다. 햅틱 가능 디스플레이 디바이스는, 본 발명의 실시예와 부합하는 컴퓨터 시스템과 같은 중앙 디바이스에 대한 액세서리 또는 주변 유닛으로 기능하도록 설계된 디바이스인, 햅틱 가능 주변 디바이스를 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)를 도시한다. 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)는 디스플레이 스크린(106) 및 하우징(101)을 포함한다. 디스플레이 스크린(106)은 시청 영역(111) 및 비시청 영역(110)을 포함한다. 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)는 비시청 영역(110)에서 디스플레이 스크린(106)에 고정된 복수의 햅틱 액추에이터(105)를 더 포함한다. 하우징(101) 및 디스플레이 스크린(106)은 가요성이거나 강성일 수 있다.

디스플레이 스크린(106)은 시청 영역(111)에서 시각적 디스플레이를 위한 영상을 제공하도록 구성되는 복수의 디스플레이 구성요소(미도시)를 포함한다. 디스플레이 스크린(106)은 이 기술 분야에서 공지된 임의 유형의 디스플레이 스크린일 수 있으며, 예를 들어, 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), LED-백라이트 LCD, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이, 능동형 유기 발광 다이오드(AMOLED) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 등을 포함한다. 예를 들어, OLED 디스플레이는 디스플레이 구성요소로서 유기 발광 다이오드를 포함하는 한편, LCD는 디스플레이 구성요소로서 액정을 포함한다. 다른 디스플레이 유형은 다른 유형의 디스플레이 구성요소를 포함할 수 있다. 복수의 디스플레이 구성요소는 디스플레이 스크린(106)의 시청 영역(111) 내에서 시각적 디스플레이를 제공하고 디스플레이 스크린(106)의 비시청 영역(110)에서는 시각적 디스플레이가 제공되지 않도록 배열된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 시청 영역(111)은 디스플레이 구성요소를 갖는, 디스플레이 스크린(106)의 영역 위에 위치될 수 있으며 비시청 영역(110)은 디스플레이 구성요소가 없는, 디스플레이 스크린(106)의 영역 위에 위치될 수 있다.

도 1에서 비시청 영역(110)은 시청 영역(111)의 주변을 둘러싸고 그 주위의 경계를 형성한다. 이 배열은 단지 예시적인 것이다. 시청 영역(111) 및 비시청 영역(110)은 도 1에 나타난 바와 같이 일정한 모양으로 형성할 필요는 없으며, 산재되어 있을 수 있다. 예를 들어, 시청 영역(111)이 비시청 영역(110) 내로 불규칙적인 돌출부를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 비시청 영역(110)은 도 1에 나타난 바와 같이 4개 측면이 아니라 시청 영역(111)의 1개 측면, 2개 측면 또는 3개 측면에서만 시청 영역(111)과 접할 수도 있다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 시청 영역(111) 및 비시청 영역(110)의 대안적인 배열이 채용될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 시청 영역(111)은 햅틱 액추에이터(105)를 포함하지 않는, 디스플레이 스크린(106)의 모든 부분으로 연장될 수 있다.

다른 실시예에서, 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)는 하우징(101)이 없는 디스플레이 스크린(106)을 포함할 수 있다. 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)의 하우징이 없는 디스플레이 스크린(106)은 본원에 기술된 임의의 또는 모든 다른 구성요소를 포함할 수 있다. 따라서, 하우징(101)이 없는 디스플레이 스크린(106)을 갖는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)는 외부적으로 제공되거나 맞춤형으로 제작된 하우징으로 설치 또는 장착되도록 구성될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)는 임의 종류의 하우징 없이 사용하도록 적용된 하우징(101)이 없는 디스플레이 스크린(106)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 스크린(106)은 가요성 OLED 디스플레이 또는 전자 종이 디스플레이를 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 비시청 영역(110) 및 시청 영역(111)은, 위에서 논의한 바와 같이, 디스플레이 스크린(106)의 동일한 측에 배열될 수 있거나, 디스플레이 스크린(106)의 대향측에 배열될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 도 8a, 도 8b, 도 9a 및 도 9b에 도시되고 이를 참조로 설명하는 바와 같이, 제1 비시청 영역(110)이 시청 영역(111)으로서의 디스플레이 스크린(106)의 대향측에 위치할 수 있거나, 제2 비시청 영역(110)이 시청 영역(111)으로서의 디스플레이 스크린과 동일한 측에 위치할 수 있다.

햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)는 디스플레이 스크린(106)에 고정된 복수의 햅틱 액추에이터(105)를 포함한다. 햅틱 액추에이터(105)는 이 분야에서 공지된 임의의 적합한 액추에이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 햅틱 액추에이터(105)는 매크로 섬유 복합재(MFC) 액추에이터와 같은 박막 액추에이터, 압전 재료 액추에이터, 스마트 재료 액추에이터, 전기활성 폴리머 액추에이터 등을 포함할 수 있다. 햅틱 액추에이터(105)는 또한 관성 또는 운동감각 햅틱 액추에이터, 편심 질량이 모터에 의해 움직이는 편심 회전 질량("ERM") 햅틱 액추에이터, 스프링에 부착된 질량이 전후로 구동되는 선형 공진 햅틱 액추에이터 ("LRA"), 진동촉감 햅틱 액추에이터, 형상 기억 합금 및/또는 상술한 햅틱 액추에이터의 임의의 조합을 포함할 수 있다.

도 1에 도시된 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)의 모든 4개 측면 상의 햅틱 액추에이터(105)의 배열은 예시이며 한정이 아니다. 본 발명의 다른 실시예에서 대안적인 배열이 사용될 수 있다. 예를 들어, 더 많거나 적은 햅틱 액추에이터(105)가 사용될 수 있으며, 햅틱 액추에이터(105)는 시청 영역(111)의 1개 측면, 2개 측면 또는 3개 측면에만 임의의 수로 배열될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 국소적 햅틱 효과를 제공하기 위하여 필요한 수를 줄이기 위하여 더 큰 햅틱 액추에이터(105)를 사용할 수 있으며, 더 큰 햅틱 액추에이터(105) 각각이 시청 영역(111)의 하나 또는 그 이상의 측면의 전체 길이를 따라 연장될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 단일 연속 햅틱 액추에이터(105)가 사용될 수 있으며, 이하에서 도 10을 참조로 설명된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 디스플레이 스크린(106)은 하우징(101)에 단단히 고정될 수 있다. 햅틱 액추에이터(105)에 의한 국소적 햅틱 효과의 제공은 전체 디스플레이 스크린의 종래의 작동에 의존하지 않기 때문에, 디스플레이 스크린(106)은 현가 요소 없이 하우징에 고정될 수 있다. 그러나, 디스플레이 스크린(106)을 하우징(101)에 단단히 부착하는 것은 선택적이며, 본 발명의 요구조건은 아니다. 다른 실시예에서, 디스플레이 스크린(106)이 현가 요소를 통해 하우징(101)에 장착될 수도 있다.

도 2는 도 1의 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)의 양상을 도시하는 개략도이다. 도 2에 도시된 실시예에서, 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)는 적어도 하나의 프로세서(108), 적어도 하나의 메모리 유닛(120), 하나 이상의 햅틱 액추에이터(105), 디스플레이 스크린(106), 하우징(101), 오디오 출력(109), 사용자 입력 요소(110) 및 통신 유닛(112)을 포함한다.

햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)는 하나 이상의 프로세서(108), 하나 이상의 메모리 유닛(120) 및/또는 다른 구성요소를 포함할 수 있다. 프로세서(108)는 메모리 유닛(들)(120) 내에 저장된 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 명령어에 의해 프로그래밍될 수 있다. 본원에서 기술되는 바에 따르면, 프로세서(108)의 기능은, 메모리 유닛(들)(120) 또는 다른 컴퓨터 판독 가능 또는 유형의 매체 내에 저장되고 프로세서(108)에 의해 실행되는 소프트웨어에 의해 구현될 수 있다. 본원에서 사용되는 바에 따르면, 편의상, 실제로는 다양한 명령어가 동작을 수행하도록 프로세서(108)를 프로그래밍할 때, 다양한 명령어가 동작을 수행하는 것으로 기술될 수 있다. 다른 실시예에서, 프로세서의 기능은 하드웨어(예를 들어, 애플리케이션 특정 집적 회로("ASIC"), 프로그래머블 게이트 어레이("PGA"), 필드 프로그래머블 게이트 어레이("FPGA") 등의 사용을 통해) 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 임의의 조합에 의해 수행될 수 있다.

본원에 기술되는 다양한 명령어는 메모리 유닛(들)(120) 내에 저장될 수 있으며, 이는 임의 접근 메모리(RAM), 읽기 전용 메모리(ROM), 플래시 메모리 및/또는 소프트웨어 명령어를 저장하기에 적합한 임의의 다른 메모리를 포함할 수 있다. 메모리 유닛(들)(120)은 프로세서(108)에 의해 실행될 컴퓨터 프로그램 명령어(예를 들어, 상술한 명령어)뿐 아니라 프로세서(108)에 의해 조작될 수 있는 데이터를 저장할 수 있다.

사용자 입력 요소(110)는 사용자 입력을 받아들이는 데 적합한 임의의 요소를 포함할 수 있다. 이들은 버튼, 스위치, 다이얼, 레버, 터치스크린 등을 포함할 수 있다. 사용자 입력 요소(110)는 또한 마우스, 조이스틱, 게임 컨트롤러, 키보드 등과 같이 주변 접속되는 디바이스를 포함할 수 있다.

통신 유닛(112)은 외부 통신을 위해 구성되는 하나 이상의 디바이스 또는 구성요소를 포함한다. 통신 유닛은 USB 포트, HDMI® 포트, A/V 포트, 광 케이블 포트와 같은 유선 통신 포트 및 유선 방식으로 정보를 수신 또는 송신하도록 구성되는 임의의 다른 구성요소 또는 디바이스를 포함할 수 있다. 통신 유닛은 또한 BLUETOOTH® 안테나, WI-FI® 안테나, 셀룰러 안테나, 적외선 센서, 광 센서와 같은 무선 통신 디바이스 및 무선으로 정보를 수신 및/또는 송신하도록 구성되는 임의의 다른 디바이스를 포함할 수 있다.

도 2에서 하우징(101) 내에 위치하는 것으로 도시되었지만, 다른 실시예에서, 프로세서(108)는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)의 하우징(101) 외부에 위치할 수 있다. 위에서 논의한 바와 같이, 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)의 일부 실시예는 하우징(101)을 포함하지 않을 수 있으며, 따라서 프로세서(108)는 원격으로 위치할 수 있다. 추가 실시예에서, 프로세서(108)는 다수의 서로 연결된 프로세서를 포함할 수 있으며, 이들 중 일부는 하우징(101) 내에 위치할 수 있고 일부는 하우징(101) 외부에 위치할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 프로세서(108)는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)에 햅틱 제어 신호를 제공하도록 구성되는 클라우드 프로세서를 포함할 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)의 디스플레이 스크린(106)의 구성을 도시한다. 도 3a는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)의 평면도이고, 도 3b는 도 3a의 A-A선을 따라 도시한 단면도이다. 도 3a 및 도 3b의 실시예에서, 디스플레이 스크린(106)은 투명층(301) 및 기판(302)으로 구성된다. 복수의 디스플레이 구성요소(303)가 기판(302) 상에 위치한다. 디스플레이 구성요소(303)는 기판(302)의 표시 부분(311)을 정의하기 위해 기판(302) 상에 배열된다. 표시 부분(311)과 맞닿는 기판(302)의 비표시 부분(310)에는 디스플레이 구성요소(303)가 없다. 유리, 플라스틱 및/또는 임의의 다른 투명 물질을 포함하는 투명층(301)은 기판(302)을 덮고, 표시 부분(311) 및 비표시 부분(310) 양자 위로 연장된다. 디스플레이 스크린(106)은 강성 또는 가요성 하우징일 수 있는 하우징(101)에 고정될 수 있다. 도시된 실시예에서, 하우징(101)은 강성 하우징이다. 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)는 하우징(101) 내에 구성요소 공간(320)을 더 포함한다. 구성요소 공간(320)은 예를 들어, 프로세서(108) 및 메모리(120)를 포함하여 햅틱 가능 디스플레이 디바이스가 필요로 하는 추가 구성요소 및 다른 구성요소를 포함하도록 구성된다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)의 구성은 LED 스크린, LCD 스크린, OLED 스크린, 플라즈마 스크린, AMOLED 스크린 및 시각적 디스플레이를 생성하기 위하여 투명 재료, 예컨대, 유리 또는 플라스틱, 중첩 구성요소를 포함하는 다른 유형의 평판 디스플레이의 구성과 부합할 수 있다. 기판(302) 및 디스플레이 구성요소(303)는 상이한 기술에 따른 장착 구조 및 시각적 디스플레이 생성에 사용되는 디스플레이 생성 요소를 대표한다. 논의된 다양한 평판 디스플레이 사이의 기판(302) 및 디스플레이 구성요소(303)의 정확한 세부사항의 차이에도 불구하고, 도 3a 및 도 3b의 실시예에서는, 햅틱 액추에이터(105)가 여전히 투명층(301)과 기판(302) 사이에 위치한다.

실시예에서, 디스플레이 스크린(106)이 기판(302) 및 디스플레이 구성요소(303)를 덮는 투명층(301)을 필요로 하지 않을 수 있다. 이러한 실시예에서, 디스플레이 스크린(106)의 디스플레이 구성요소(303)는 사용자와 직접 접촉하도록 구성될 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 투명층(301), 기판(302), 표시 부분(311) 및 비표시 부분(310)을 포함하는 디스플레이 스크린(106)의 다양한 구성요소의 시청 영역(111) 및 비시청 영역(110)에 대한 위치를 도시한다. 또한 디스플레이 스크린(106)의 다양한 구성요소에 대한 햅틱 액추에이터(105)의 상대 위치가 도시되어 있다. 디스플레이 구성요소(303)의 배열에 의해 정의되는 바와 같이, 기판(302)의 표시 부분(311)은, 도 3a에서 볼 수 있는 바와 같이, 디스플레이 스크린(106)의 시청 영역(111)에 대응한다. 디스플레이 구성요소(303)의 배열은 표시 부분(311)에서 시각적 디스플레이를 제공하며 이는 투명층(301)을 통해 보일 수 있다. 기판(302)의 표시 부분(311)은 디스플레이 스크린(106)의 시청 영역(111)을 정의하며 따라서 실질적으로 동일한 치수를 갖는다. 기판(302)의 비표시 부분(310)은 비시청 영역(110)을 정의하며 따라서 실질적으로 동일한 치수를 갖는다. 비시청 영역(110) 및 비표시 부분(310)은 시청 영역(111) 및 표시 부분(311) 주변을 둘러싸고 위치할 수 있다. 햅틱 액추에이터(105)는 디스플레이 스크린(106)의 비시청 영역(110) 내에 위치하며 따라서 시청 영역(111) 또는 표시 부분(311) 내에서 디스플레이 구성요소(303)에 의해 생성되는 시각적 디스플레이가 햅틱 액추에이터(105)에 의해 가려지거나 방해받지 않는다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 비시청 영역(110) 및 비표시 부분(310)은 시청 영역(111) 및 표시 부분(311)을 4개 측면에서 둘러싸 완전한 울타리 또는 프레임을 형성할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 비시청 영역(110) 및 비표시 부분(310)이 시청 영역(111) 및 표시 부분(311)을 부분적으로 둘러쌀 수 있다. 추가 실시예에서, 비시청 영역(110) 및 비표시 부분(310)이 시청 영역(111) 및 표시 부분(311)의 1개 측면, 2개 측면, 3개 측면 상에만 위치하여 시청 영역이 디스플레이 스크린(106)의 가장자리로 연장되도록 허용할 수 있다. 다른 실시예에서, 비시청 영역(110) 및 비표시 부분(310)이 시청 영역(111) 및 표시 부분(311)의 임의의 1개 측면, 2개 측면, 3개 측면 및/또는 4개 측면 상에서 비연속적으로 되어, 시청 영역(111)이 디스플레이 스크린(106)의 가장자리로 연장되는 측부 세그먼트를 갖도록 허용할 수 있다.

도 3a 및 도 3b의 실시예에서, 햅틱 액추에이터(105)는 투명층(301)과 기판(302) 사이에서 투명층(301)에 고정된다. 햅틱 액추에이터(105)는 박막 햅틱 액추에이터일 수 있다. 도 3b에 나타난 바와 같이, 햅틱 액추에이터(105)는 디스플레이 스크린(106)의 비시청 영역(110)에 대응하는, 기판(302)의 비표시 부분(310) 내에 위치한다. 도 3b는 햅틱 액추에이터(105)의 두께를 수용하기 위하여 절단부 또는 만입부(345)를 갖는 기판(302)을 도시한다. 대안적인 실시예에서, 절단부 또는 만입부(345)가 제공되지 않으며, 햅틱 액추에이터(105)는 기판(302)과 투명층(301) 사이에 삽입된다. 다른 실시예에서, 햅틱 액추에이터(105)는 기판(302)과 접촉하지 않으며, 기판(302)과 햅틱 액추에이터(105) 사이에 간극을 가지면서 투명층(301)에 고정된다. 다른 실시예에서, 햅틱 액추에이터(105)는 접착제를 통해 투명층(301)에 고정된다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 실시예는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100) 및 디스플레이 스크린(106)의 예일 뿐이다. 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100) 및 디스플레이 스크린(106)은 본원에 개시된 추가적인 실시예와 부합하도록 대안적인 방식으로 구성될 수 있다. 일부 설명이 이 실시예의 구성요소 및 양상을 직접 언급하지만, 통상의 기술자는 본 발명의 원리가 다른 실시예에 적용될 수 있음을 이해할 것이며, 이 중 일부가 이하에서 더 설명된다.

이제 도 2, 도 4a 내지 도 4c 및 도 5a 내지 도 5c를 참조하여, 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)의 동작이 설명된다. 프로세서(108)는 디스플레이 스크린(106)의 진동 모드에 따라 시청 영역(111)의 하나 이상의 목표 위치에서 국소적 햅틱 효과를 발생시키기 위하여 하나 이상의 햅틱 액추에이터(105)를 활성화하도록 구성되는 햅틱 제어 신호를 결정한다. 도 4a 내지 도 4c 는 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)의 진동 모드의 원리를 도시하는 한편, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 효과에 대한 목표 위치(400)를 도시한다.

햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)의 디스플레이 스크린(106)은, 모든 구조와 같이, 스크린의 특성(예를 들어, 크기, 두께, 강도 등) 및 그 장착에 의존하는 다수의 진동 모드를 갖는다. 시스템의 발진 모드, 또는 정상 모드는 시스템의 일부가 동일한 주파수 및 위상에서 정현 발진하는 발진(oscillating) 또는 진동(vibrating) 패턴의 움직임을 나타낸다. 시스템의 각 진동 모드는 특정 고정 주파수, 즉 고유 또는 공진 주파수에 대응한다. 시스템은 상이한 주파수에서 다수의 진동 모드를 가지며, 다수의 진동 모드 중 둘 이상의 중첩에 따라 진동할 수 있다. 디스플레이 스크린(106)의 진동 모드는 재료, 크기, 형상, 두께, 장착 구조 및 구성의 다른 양상에 의존한다. 디스플레이 스크린(106)이, 예를 들어, 햅틱 액추에이터(105)의 활성화를 통해, 진동 모드의 고유 주파수와 동일한 특정 주파수의 진동을 받을 때, 디스플레이 스크린(106)의 주파수 응답은 대응하는 진동 모드에 따른 정상파 패턴을 수립하는 정상파를 포함한다. 특정 주파수 및 진폭으로 하나 이상의 햅틱 액추에이터를 활성화함으로써, 프로세서(108)는 함께 정상파 간섭 패턴을 형성하는 다수의 정상파를 일으킬 수 있다. 정상파 간섭 패턴은, 특정 목표 위치(400)에서 국소적 햅틱 효과를 생성하기 위해, 프로세서(108)에 의해 형성될 수 있다.

도 4a 내지 도 4c는 이 원리를 1차원에서 구조(500)의 길이를 따라 도시한다. 도 4a는 구조(500)를 가로질러 연장되는 제1 정상파(521A)를 나타낸다. 제1 정상파(521A)에서, 파절(node)(522A)은 변위의 최소 진폭을 가지며, 파복(antinode)(523A)은 변위의 최대 진폭을 갖는다. 따라서, 구조(500)에서 제1 정상파(521A)를 생성하기 위하여 적합한 주파수에서 햅틱 액추에이터가 활성화될 때, 햅틱 효과는 파복(523A)의 위치에서 가장 세게 느껴지고 파절(522A)의 위치에서 최소한으로 느껴지거나 느껴지지 않을 수 있다. 도 4b는 파절(522B) 및 파복(523B)을 갖는 제2 정상파(521B)의 추가를 도시한다. 제2 정상파(521B)는 점선으로 나타나 있다. 명료함을 위하여, 파절(522A) 및 파복(523A)은 도 4b에서 표시되어 있지 않다. 명료함을 위하여, 9개 중 3개의 파복(523B)만이 도 4b에 표시되어 있다. 제2 정상파(521B)는 제1 정상파(521A) 주파수의 두 배이다. 제2 정상파(521B)는 제2 햅틱 액추에이터에 의해 일어나거나 제1 정상파(521A)를 일으키는 동일한 햅틱 액추에이터에 의해 일어날 수 있다. 각 햅틱 액추에이터는 다수의 중첩된 주파수에서 여기되어, 다수의 정상파를 일으킬 수 있다. 구조(500)가 다수의 정상파를 가질 때, 제1 및 제2 정상파(521A 및 521B)의 진폭의 중첩은 간섭 패턴을 생성한다. 제1 정상파(521A) 및 제2 정상파(521B)의 중첩은 도 4c에 도시된 간섭 정상파(521C)를 생성한다. 간섭 정상파(521C)는 진폭 최대 위치(525) 및 진폭 최소 위치(526)를 포함한다. 도 4c에 도시된 바와 같이, 제1 정상파(521A) 및 제2 정상파(521B)는 증가된 변위 진폭을 형성하도록 보강 간섭할 수 있고, 감소 또는 상쇄된 변위 진폭을 형성하도록 상쇄 간섭할 수 있다. 진폭 최대 위치(525)는 변위가 최대 진폭에 있는 위치를 나타낸다. 진폭 최소 위치(526)는 변위가 최소 진폭에 있는 위치를 나타낸다. 햅틱 효과는 진폭 최대 위치(525)에서 또는 그 근처에서 가장 강하게 느껴질 수 있고 진폭 최소 위치(526)에서 또는 그 근처에서 가장 약하게 느껴질 수 있다. 도 4c는 간섭 정상파 (521C)를 생성하기 위한 두 정상파(521A 및 521B)의 단순한 중첩을 도시한다. 이 원리는 구조(500)를 따라 특정 이산 영역에서 햅틱 효과를 생성하기 위하여 진폭 최대 위치 및 진폭 최소 위치의 바람직한 패턴을 갖는 간섭 정상파를 생성하도록 선택된, 상이한 주파수 및 진폭의 3개 이상의 정상파들을 사용하는 것으로 확장될 수 있다.

도 4a 내지 도 4c는 쉽게 이해하기 위해 정상파의 원리를 1차원으로 도시한다. 나타난 예는 단일 차원에서 가능한 정상파 패턴의 매우 적은 수만을 도시한다. 이들 예는 정상파 패턴의 원리를 도시하며, 이는 본원에서 논의되는 국소적 햅틱 효과를 제공하기 위하여 2차원 디스플레이 스크린(106)에 걸쳐 더 큰 복잡도로 구현된다. 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)의 다양한 구성요소의 질량, 감쇠 및 강성을 포함하는 동역학뿐 아니라, 햅틱 액추에이터(105)의 배치 및 구동 주파수에 따라 더 많은 정상파 패턴이 가능하다. 이제 도 5a 내지 도 5c를 참조하여, 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)에서, 이들 원리가 디스플레이 스크린(106)의 표면을 따라 2차원으로 적용된다.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 스크린(106) 상에서 햅틱 효과를 위한 목표 위치(400)를 도시한다. 도 5a 내지 도 5c 각각은 디스플레이 스크린(106)의 비시청 영역(110) 내에 위치하는 복수의 햅틱 액추에이터(105)를 갖고, 각 시청 영역(111) 내에 목표 위치(들)(400)을 갖는 디스플레이 스크린(106)을 나타낸다. 프로세서(108)는 디스플레이 스크린(106)의 시청 영역(111) 내의 목표 위치(400)에서 국소적 햅틱 효과를 발생시키기 위해, 하나 이상의 햅틱 액추에이터(105)를 활성화하도록 구성된다. 도 5a는 큰 목표 위치(400)에 걸쳐 국소적 햅틱 효과를 제공하는 햅틱 액추에이터(105)를 도시한다. 도 5b는 더 작고 더 집중된 목표 위치(400)에 걸쳐 국소적 햅틱 효과를 제공하는 햅틱 액추에이터(105)를 도시한다. 도 5c는 두 목표 위치(400)에 걸쳐 국소적 햅틱 효과를 제공하는 햅틱 액추에이터(105)를 도시한다. 목표 위치의 크기, 형상 및 수는 변화하는 주파수 및 진폭 패턴에서의 햅틱 액추에이터(105)의 활성화를 통해 프로세서(108)에 의해 조작된다.

디스플레이 스크린(106)의 진동 모드에 대응하는 주파수에서 하나의 햅틱 액추에이터(105)를 활성화하는 것은, 1차원 경우에 대해 위에서 논의한 바와 같이, 디스플레이 스크린(106) 내에 진폭 최대 위치 및 진폭 최소 위치를 갖는 2차원 정상파 패턴을 수립한다. 햅틱 액추에이터(105) 중 하나에 의해 유도되는 정상파 패턴은 햅틱 액추에이터의 위치, 디스플레이 스크린(106)의 진동 모드 및 활성화 주파수에 의존한다. 상이한 활성화 주파수는 상이한 정상파 패턴을 유도한다. 햅틱 액추에이터(105)의 활성화 진폭의 변경은 정상파 패턴의 진폭을 변경한다.

프로세서(108)는 하나 이상의 햅틱 액추에이터(105)의 활성화를 통해 디스플레이 스크린(106) 내에 다수의 정상파 패턴을 일으킴에 의해 목표 위치(400)에서 국소적 햅틱 효과를 발생시키도록 구성된다. 중첩될 때, 다수의 정상파 패턴은 목표 위치(400)에서 국소적 햅틱 효과를 가져오는 정상파 간섭 패턴을 형성한다. 다수의 정상파 패턴은 하나 이상의 주파수에서 다수의 햅틱 액추에이터(105) 활성화에 의해, 다수의 주파수에서 단일 햅틱 액추에이터(105)의 활성화에 의해 또는 각각 다수의 주파수에서 활성화되는 다수의 햅틱 액추에이터(105)의 조합에 의해 야기될 수 있다.

프로세서(108)는 하나 이상의 햅틱 액추에이터(105)를 활성화하기 위하여 햅틱 제어 신호 또는 다수의 햅틱 제어 신호의 특성을 결정한다. 햅틱 제어 신호(들)에 의해 활성화될 때, 햅틱 액추에이터는 시청 영역(111) 내의 목표 위치(또는 위치들)(400)에서 국소적 햅틱 효과를 발생시킨다. 햅틱 효과는 국소화되어, 디스플레이 스크린(106)의 분리된 부분, 즉, 목표 위치(400) 내에서만 일어나며, 목표 위치(400) 외부에서는 실질적으로 인지할 수 없는 햅틱 효과만이 일어난다. 실질적으로 촉감으로 인지할 수 없는 햅틱 효과는 사용자가 촉감으로 탐지하기 어렵거나 불가능한 진동 또는 스크린 움직임뿐 아니라 진동 또는 스크린 움직임이 없는 것을 포함한다. 햅틱 액추에이터(105)로 국소적 햅틱 효과를 발생시키는 것이 비목표 위치를 진동하게 하더라도, 이들 진동은, 사용자에게는 희미하거나 사용자의 촉감 인지 임계치 이하로 내려가기 위해, 정상파 중첩을 통해 최소화되므로, 촉감으로 인지할 수 없다. 실질적으로 촉감으로 인지할 수 없는 햅틱 효과는 따라서 최소 또는 희미한 햅틱 효과, 인지할 수 없는 햅틱 효과 및/또는 0의 햅틱 효과를 포함할 수 있다. 실질적으로 촉감으로 인지할 수 없는 햅틱 효과가 일어나는 디스플레이 스크린(106)의 부분에서, 발생하는 디스플레이 스크린(106)의 진동 또는 움직임은 사용자의 촉감 인지 임계치 이하로 내려가기에 충분히 작거나 단지 희미하게 탐지되기에 충분히 작다. 실시예에서, 목표 위치(400) 외부에서 일어나는 임의의 효과는 실질적으로 촉감으로 인지할 수 없는 햅틱 효과의 수준이거나 그 미만이다. 따라서, 목표 위치(400) 내에서 일어나는 햅틱 효과는 사용자에 의해 쉽게 느껴질 수 있지만, 목표 위치(400) 외부에서 실질적으로 촉감으로 인지할 수 없는 햅틱 효과를 사용자가 느끼는 것은 어렵거나 불가능하다. 실시예에서, 최소로 인지할 수 있는 햅틱 효과는 약 0.5g의 피크 대 피크 가속을 갖는다. 따라서, 실질적으로 촉감으로 인지할 수 없는 햅틱 효과는 약 0.5g미만의 피크 대 피크 가속을 갖는다.

실시예에서, 목표 위치(400) 내에서 일어나는 햅틱 효과는 실질적으로 더 강할 수 있으며, 즉, 목표 위치(400) 외부에서 일어나는 최소로 인지할 수 있는 햅틱 효과 또는 실질적으로 촉감으로 인지할 수 없는 햅틱 효과에 비해, 5, 10, 100, 500배 또는 그 이상 더 강할 수 있다.

햅틱 제어 신호를 결정함에 있어서, 프로세서(108)는 활성화를 위하여 복수의 햅틱 액추에이터(105)로부터 하나 이상의 햅틱 액추에이터(105)를 선택하도록 구성된다. 프로세서(108)는 단지 하나의 햅틱 액추에이터(105)를 선택할 수 있거나 및/또는 임의의 수의 사용 가능한 햅틱 액추에이터(105)를 선택할 수 있다. 햅틱 액추에이터(들)(105)의 선택에 이어, 프로세서는, 목표 위치(400)에서 국소적 햅틱 효과를 발생시키기 위해, 햅틱 제어 신호를 햅틱 액추에이터(105)로 출력하도록 구성된다.

프로세서(108)는 하나 이상의 목표 위치(400)에서 국소적 햅틱 효과를 제공하도록 구성되는 정상파 간섭 패턴을 생성하기 위하여 선택된 햅틱 액추에이터(105)를 활성화한다. 프로세서(108)는 디스플레이 스크린(106)의 진동 모드에 따라 선택된 주파수 및 진폭에서 대응하는 햅틱 액추에이터(105)를 활성화하기 위하여 하나 이상의 햅틱 제어 신호를 결정하고, 하나 이상의 햅틱 제어 신호를 대응하는 햅틱 액추에이터(105)로 전송한다. 프로세서(108)는 이와 같이 디스플레이 스크린 내에 하나 이상의 정상파 패턴을 수립하기 위한 햅틱 액추에이터(105) 및 햅틱 제어 신호를 선택한다. 중첩될 때, 하나 이상의 정상파 패턴은 하나 이상의 진폭 최대 위치를 갖는 간섭 정상파 패턴을 생성한다. 햅틱 제어 신호는 목표 위치(들)(400)에 대응하는 진폭 최대 위치를 갖는 간섭 정상파 패턴을 생성하고, 이에 따라 그 위치에서 국소적 햅틱 효과를 생성하도록 선택된다. 간섭 정상파 패턴은 또한 실질적으로 촉감으로 인지할 수 없는, 즉 최소로 인지할 수 있는 또는 인지할 수 없는 햅틱 효과를 목표 위치(들)(400) 외부에 생성하도록 구성된다.

본 발명의 실시예에서, 하나 이상의 목표 위치(400)는, 도 5c에 나타난 바와 같이, 둘 이상의 목표 위치(400)를 포함할 수 있다. 즉, 프로세서(108)는 제1 및 제2 목표 위치에서 제1 및 제2 국소적 햅틱 효과를 발생시키기 위하여 햅틱 액추에이터(들)(106)을 활성화하기 위한 햅틱 제어 신호(들)을 결정할 수 있다. 제1 및 제2 국소적 햅틱 효과는 중첩되거나 서로 분리될 수 있는 상이한 목표 위치(400)를 가질 수 있다. 목표 위치(400)를 중첩하는 것은 서로 충분히 가까워 그 사이에서 실질적으로 인지할 수 없는 햅틱 효과의 영역이 없는 두 개의 분리된 진폭 최대 위치와 일치할 수 있다. 진폭 최대 위치 사이의 영역은 진폭 최대 위치로부터 감쇠되지만 여전히 촉감으로 인지할 수 있는 햅틱 효과를 갖는다. 서로 분리된 목표 위치(400)는 그 사이에 실질적으로 촉감으로 인지할 수 없는 햅틱 효과의 영역을 갖는다.

프로세서(108)는 또한 특정한 특성을 갖는 국소적 햅틱 효과를 제공하기 위하여 햅틱 액추에이터(105)를 활성화하는 햅틱 제어 신호를 결정하도록 구성된다. 특정한 특성은 국소적 햅틱 효과의 규모, 주파수 및 크기를 포함할 수 있다. 국소적 햅틱 효과의 특정한 특성은 상승(ramp-up) 및 하강(ramp-down) 프로파일을 더 포함할 수 있다. 둘 이상의 국소적 햅틱 효과가 둘 이상의 목표 위치(400)에서 제공될 때, 둘 이상의 햅틱 효과의 특정한 특성은 상이할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 두 위치에서 디스플레이 스크린(106)을 터치할 수 있으며, 두 위치의 각각에 대응하는 목표 위치(400)에서 국소적 햅틱 효과가 전달될 수 있다. 두 개의 국소적 햅틱 효과 각각은 상이한 특정한 특성을 가질 수 있다.

프로세서(108)는 또한 목표 위치(400)를 이동하도록 햅틱 액추에이터(105)를 활성화하는 햅틱 제어 신호를 결정하도록 구성될 수 있다. 프로세서(108)는 목표 위치(400)가 디스플레이 스크린(106)을 가로질러 이동하게 하기 위하여 동적으로 햅틱 제어 신호를 조정할 수 있다. 예를 들어, 목표 위치(400)는 디스플레이 스크린(106)을 가로질러 디스플레이 스크린(106)의 새로운 위치로 사용자의 손가락 또는 다른 신체 부분을 안내하도록 이동될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 목표 위치(400)는 각 목표 위치(400)와 연관된 국소적 햅틱 효과를 발생시키기 위하여 활성화되는 복수의 햅틱 액추에이터(105)의 각각으로부터 원격일 수 있다. 도 5a 내지 도 5c에 나타난 바와 같이, 각 목표 위치(400)는 복수의 햅틱 액추에이터(105)로부터 떨어져 위치한다. 목표 위치(400)는 목표 위치(400) 내에서 국소적 햅틱 효과를 발생시키는 복수의 햅틱 액추에이터(105) 중 어떤 것의 바로 위에도 있지 않도록 위치한다. 또한, 햅틱 액추에이터(105) 위치와 목표 위치(400) 사이에는 실질적으로 촉감으로 인지할 수 없는 또는 0의 햅틱 효과의 영역이 있다. 목표 위치(400)는 시청 영역의 일부를 포함할 수 있다. 프로세서(108)는 목표 위치(400) 외부의 시청 영역 내에서 실질적으로 촉감으로 인지할 수 없는 또는 0의 햅틱 효과를 발생시키도록 하나 이상의 햅틱 제어 신호를 결정 또는 선택하도록 구성된다.

대안적인 실시예에서, 목표 위치(400)는 국소적 햅틱 효과를 생성하는 햅틱 액추에이터(105)로부터 원격으로 위치하지 않을 수 있다. 햅틱 액추에이터(105)는 햅틱 액추에이터(105)의 위치와 일치하는 목표 위치(400)에서 국소적 햅틱 효과를 생성할 수 있다. 이러한 실시예에서, 간섭 정상파 패턴의 사용은 이러한 햅틱 효과가 국소화되고 디스플레이 스크린(106)의 비목표 위치를 가로질러 연장되지 않도록 허용한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 프로세서(108)는 하나 이상의 목표 위치(400) 및 또한 비목표 위치에서 국소적 햅틱 효과를 제공하도록 구성되는 정상파 간섭 패턴을 생성하도록 선택된 햅틱 액추에이터(105)를 활성화한다. 프로세서(108)는, 특정한 목표 위치(400)에서 국소적 햅틱 효과를 생성하기 위해, 선택된 햅틱 액추에이터(105)를 활성화한다. 위에서 논의한 바와 같이, 목표 위치(400)는, 예를 들면, 사용자가 디스플레이 스크린(106)을 접촉하고 있는 디스플레이 스크린(106) 상의 특정 지점에서 사용자에게 햅틱 감각을 제공하도록 선택될 수 있다. 일부 예에서, 프로세서(108)는, 목표 위치(400) 외부에서 추가 햅틱 효과를 생성하는 정상파 간섭 패턴을 생성하기 위해, 햅틱 액추에이터(105)를 활성화할 수 있다. 사용자가 목표 위치에서만 스크린을 접촉하고 있으므로, 이러한 추가 햅틱 효과는 사용자에 의해 인지되지 않을 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 햅틱 액추에이터(105)는 또한 사용자 입력을 수신하도록 구성될 수 있다. 압전 액추에이터와 같은 일부 유형의 햅틱 액추에이터는 기계적 입력을 전기적 출력으로 변환하거나 전기적 입력을 기계적 출력으로 변환할 수 있다. 따라서, 이러한 액추에이터는 햅틱 효과의 제공 및 사용자 입력의 수신 양자를 위해 사용될 수 있다. 스크린에 대한 사용자 입력, 즉, 특정한 위치에서 스크린을 누르거나 두드리는 것은 스크린을 가로질러 사용자의 초기 접촉으로부터 떨어진 영역으로 연장되는 기계적 진동을 일으킨다. 햅틱 액추에이터(105)는 이러한 기계적 진동을 수신하고, 이에 응답하여 진동을 전기적 출력으로 변환할 수 있다. 프로세서(108)는 디스플레이 스크린(106) 상의 사용자 입력 위치를 결정하기 위하여 하나 이상의 햅틱 액추에이터(105)의 전기적 출력을 번역하도록 구성될 수 있다. 따라서, 디스플레이 스크린(106)의 시청 영역(111) 내의 사용자 입력이 디스플레이 스크린의 비시청 영역(110)에 위치한 햅틱 액추에이터(105)에 의해 탐지되고 인식될 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 가능 디스플레이 디바이스의 추가 실시예를 도시한다. 도 6의 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(550)는 하우징(101) 및 디스플레이 스크린(506)을 포함하며 디스플레이 스크린(506)의 비시청 영역(110) 내에 복수의 햅틱 액추에이터(105)가 위치하고, 시청 영역(111) 내에 복수의 고정된 목표 위치(들)(520)이 있다. 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(550)는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)에 대해 기술된 임의의 또는 모든 특징을 더 포함할 수 있다. 고정된 목표 위치(520)는 디스플레이 스크린(506) 상의 고정된 위치이다. 프로세서(108)는 하나 이상의 고정된 목표 위치(520)에서 국소적 햅틱 효과를 발생시키기 위하여 햅틱 액추에이터(105)를 활성화하도록 구성된다. 고정된 목표 위치(520)는 사용자 상호작용 지점, 분리된 소프트 버튼 및/또는 안드로이드(Android®) 사용자 인터페이스의 "메뉴", "홈" 및 "뒤로" 소프트 버튼과 같이, 사용자에 의해 자주 접근되는 스크린 상의 다른 지점을 나타내는 디스플레이 스크린(506) 상의 위치와 대응할 수 있다. 실시예에서, 메모리 유닛(120)은 사전 프로그래밍된 햅틱 제어 신호의 라이브러리를 저장할 수 있다. 사전 프로그래밍된 햅틱 제어 신호의 각각은 고정된 목표 위치(520)에서 하나 이상의 햅틱 효과를 발생시키는 정상파 간섭 패턴을 일으키기 위하여 햅틱 액추에이터(105)를 활성화하도록 구성될 수 있다. 따라서, 프로세서(108)는 알려진, 고정된 목표 위치(520)에서 국소적 햅틱 효과를 발생시키기 위하여 복수의 사전 프로그래밍된 햅틱 제어 신호로부터 선택할 수 있다. 사전 프로그래밍된 햅틱 제어 신호는 고정된 목표 위치(520)에서 그들이 발생시키는 햅틱 효과의 시험을 통해 최적화될 수 있다.

도 7은 디스플레이 스크린(507)의 시청 영역(111) 내에 위치하는 복수의 햅틱 액추에이터(705)와 함께, 하우징(101) 및 디스플레이 스크린(507)을 포함하는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(570)를 포함하는 실시예를 도시한다. 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(570)는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)에 대해 기술한 임의의 또는 모든 특징을 더 포함할 수 있다. 복수의 햅틱 액추에이터(705)는 투명하며, 따라서 스크린의 시청을 간섭하지 않는다. 일부 실시예에서, 시청 영역(111)은 디스플레이 스크린(507)의 전체를 포함하여, 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(570)의 가장자리로 연장되고, 비시청 영역(110)을 완전히 제거할 수 있다. 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(570)는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)와 유사하게 기능하고, 디스플레이 스크린(507)의 하나 이상의 목표 위치(400)에서 국소적 햅틱 효과를 발생시키기 위하여 햅틱 액추에이터(705)의 활성화를 일으키도록 구성되는 프로세서(108)를 포함한다. 실시예에서, 하나 이상의 목표 위치(400)는, 도 6을 참조하여 기술한 바와 같이, 고정된 목표 위치이다.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 가능 디스플레이 디바이스의 대안적인 실시예를 도시한다. 도 8a 및 도 8b의 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(600)는 디스플레이 스크린(106)의 시청 영역(111)으로부터 반대측, 디스플레이 스크린(106)의 후면 상의 비시청 영역(110)에 위치하는 복수의 햅틱 액추에이터(105)를 포함한다. 도 8a는 가장자리로 연장되는 시청 영역(111)을 갖는 디스플레이 스크린(106)의 제1 측면 또는 전면(113)을 도시하며, 도 8b는 비시청 영역(110)을 갖는 디스플레이 스크린(106)의 제2 측면 또는 후면(115)을 도시한다. 다른 점에서는, 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(600)는 도 1에 도시한 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)와 유사할 수 있으며 위에서 논의한 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)의 임의의 또는 모든 구성요소를 포함할 수 있다. 디스플레이 스크린(106)의 후면 상의 비시청 영역(110) 내에 햅틱 액추에이터(105)를 갖는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(600)의 설계는 시청 영역(111)이 가장자리를 디스플레이 스크린(106)의 가장자리로 연장하도록 허용한다. 이러한 형상 요소는 태블릿, 스마트폰, 패블릿 및 게임 디바이스뿐 아니라, 대형 디스플레이 스크린, 정보 키오스크 스크린 등과 같은 고정 애플리케이션에 대해서도 바람직할 수 있다.

디스플레이 스크린(106)의 후면에 위치하여, 햅틱 액추에이터(105)는 보이지 않으며 디스플레이 스크린(106) 전면의 영상을 가리지 않는다. 이러한 실시예에서, 햅틱 액추에이터(105)는 디스플레이 스크린(106)의 주변이 아닌 위치에 배치될 수 있다. 적은 수의 햅틱 액추에이터(105)가 디스플레이 스크린(106)의 임의의 위치에서 햅틱 효과를 제공할 수 있으므로, 본원에서 기술된 햅틱 액추에이터(105)로부터 원격인 목표 위치에서 국소적 햅틱 효과를 생성하는 원리 및 기술이 이 실시예에서 유리하다.

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(700)의 대안적인 실시예를 도시한다. 도 9a 및 도 9b의 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(700)는 도 9a에 도시된 디스플레이 스크린(106)의 시청 영역(111)으로부터 반대측인, 도 9b에 도시된 디스플레이 스크린(106)의 후면(115) 상의 비시청 영역(110) 내에 위치한 복수의 햅틱 액추에이터(105)와 함께, 가요성 디스플레이 스크린(706)을 포함한다. 다른 면에서, 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(700)는 도 1에 도시한 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)와 유사할 수 있으며 위에서 논의한 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)의 임의의 또는 모든 구성요소를 포함할 수 있다. 디스플레이 스크린(106)의 후면(115) 상에 위치하여, 햅틱 액추에이터(105)는 보이지 않으며 디스플레이 스크린(106)의 전면(113) 상의 영상을 가릴 수 없다. 이러한 실시예에서, 햅틱 액추에이터(105)는 디스플레이 스크린(106)의 주변이 아닌 위치에 배치될 수 있다. 적은 수의 햅틱 액추에이터(105)가 디스플레이 스크린(106)의 임의의 위치에서 햅틱 효과를 제공할 수 있으므로, 본원에서 기술된 햅틱 액추에이터(105)로부터 원격인 목표 위치에서 국소적 햅틱 효과를 생성하는 원리 및 기술이 이 실시예에서 유리하다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(800)의 대안적인 실시예를 도시한다. 도 10의 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(800)는 시청 영역(111)을 둘러싸는 비시청 영역(110)에 위치한 단일의 연속 햅틱 액추에이터(805)와 함께, 디스플레이 스크린(106) 및 하우징(101)을 포함한다. 도 10에 도시한 바와 같이, 연속 햅틱 액추에이터(805)는 시청 영역(111)을 둘러싸는 완전한 루프 또는 프레임을 형성하는 디스플레이 스크린(106)에 고정된 박막 액추에이터이다. 대안적인 실시예에서, 연속 햅틱 액추에이터는 이 기술분야에서 알려진 다른 유형의 액추에이터를 포함할 수 있으며 시청 영역(111) 주위의 연속 루프 또는 프레임을 형성하는 액추에이터 하우징을 포함할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 연속 햅틱 액추에이터(805)는 완전한 루프를 형성하지 않으면서 시청 영역(111)의 2개 측면, 3개 측면 또는 4개 측면 주위로 연장될 수 있다. 다른 점에서, 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(800)는 도 1에 도시된 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)와 유사할 수 있으며, 위에서 논의한 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)의 임의의 또는 모든 구성요소를 포함할 수 있다. 본원에서 기술된 햅틱 액추에이터(805)로부터 원격인 목표 위치에서 국소적 햅틱 효과를 생성하는 원리 및 기술이 이 실시예에서 또한 채용되며, 햅틱 액추에이터(805)는 디스플레이 스크린(106)의 임의의 위치에서 햅틱 효과를 제공할 수 있다. 따라서, 연속 햅틱 액추에이터(805)는, 프로세서(108)로부터, 변화하는 진폭에서 하나 이상의 주파수를 포함하는 햅틱 제어 신호를 수신한다. 하나 이상의 주파수가 디스플레이 스크린(106)의 진동 모드에 대응할 때, 각 주파수에 대응하는 정상파 패턴이 유도된다. 다수의 정상파 패턴은, 목표 위치에서 국소적 햅틱 효과를 제공하기 위한 진폭 최대 위치를 갖는 정상파 간섭 패턴을 형성하기 위해, 결합한다.

도 11은 국소적 햅틱 효과를 생성하는 시스템을 도시하는 프로세스 도면이다. 도 11의 다음 설명은 도 1 및 도 2의 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)를 참조하지만, 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(600, 700, 800) 및/또는 본원에서 제시되는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스의 임의의 변형을 사용하여 동등하게 수행될 수 있다. 실시예에서, 도 11의 프로세스 도면의 기능은 메모리 유닛(들)(120)에 저장되는 소프트웨어 및/또는 펌웨어에 의해 구현되고 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100)의 프로세서(108)에 의해 실행될 수 있다. 실시예에서, 도 11의 프로세스 도면의 기능은 원격 컴퓨터 시스템 및 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100) 양자와 연관된 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 통상의 기술자는 도 11의 기능이 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(100), 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(600), 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(700), 햅틱 가능 디스플레이 디바이스(800) 및/또는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스 또는 본원에 부합하는 다른 구성을 갖는 컴퓨터 시스템과 부합하는 디바이스 및 시스템에 의해 수행될 수 있음을 이해할 것이다.

도 11은 디스플레이 스크린의 시청 영역에 햅틱 효과를 전달하는 프로세스(900)를 도시한다. 프로세스(900)는 목표 위치 외부의 시청 영역에서 실질적으로 촉감으로 인지할 수 없는 햅틱 효과만이 발생하는 한편 디스플레이 스크린의 시청 영역의 목표 위치로 국소적 햅틱 효과를 전달하는 것을 포함한다. 이하에서 논의하는 바와 같이, 프로세스(900)는 상술한 바와 같은 햅틱 가능 디스플레이 디바이스 및 그 변형을 사용하여 구현될 수 있다.

902 동작에서, 프로세스(900)는, 프로세서에 의하여, 비시청 영역 내에서 디스플레이 스크린에 고정된 복수의 햅틱 액추에이터로부터 하나 이상의 햅틱 액추에이터를 선택하는 것을 포함한다. 국소적 햅틱 효과를 발생시키는 정상파 간섭 패턴을 수립하기 위하여, 프로세서는 먼저 활성화할 햅틱 액추에이터를 선택할 수 있다. 다양한 햅틱 액추에이터의 상이한 위치로 인하여, 각각에 연관된 정상파 패턴이 변할 수 있다. 프로세서는 하나 이상의 국소적 햅틱 효과를 발생시키기 위한 정상파 패턴을 수립하는 데 필수적인 햅틱 액추에이터를 선택하도록 구성된다.

904 동작에서, 프로세스(900)는, 프로세서에 의하여, 디스플레이 스크린의 시청 영역 내의 하나 이상의 목표 위치에서 하나 이상의 국소적 햅틱 효과를 발생시키기 위하여 하나 이상의 햅틱 액추에이터를 활성화하도록 구성되는 햅틱 제어 신호를 결정하는 것을 포함한다. 햅틱 제어 신호는 디스플레이 스크린의 진동 모드에 따라 하나 이상의 주파수에서 하나 이상의 햅틱 액추에이터를 활성화하도록 결정될 수 있다. 디스플레이 스크린의 고유 진동 모드에 대응하는 주파수에서 하나의 햅틱 액추에이터를 활성화하는 것은 정상파 패턴을 수립한다. 다수의 정상파 패턴의 중첩은 국소적 햅틱 효과를 제공하는 정상파 간섭 패턴을 생성한다. 실시예에서, 하나 이상의 활성화된 햅틱 액추에이터는 복수의 주파수에서 작동될 수 있다. 즉, 햅틱 액추에이터가 상이한 주파수 및 진폭의 둘 이상의 신호의 중첩에 따라 활성화되도록 하는 햅틱 제어 신호를 단일 액추에이터가 수신할 수 있다. 햅틱 제어 신호는 복수의 햅틱 제어 신호를 포함할 수 있으며, 각각이 적어도 하나의 주파수에서 복수의 햅틱 액추에이터로부터 대응하는 햅틱 액추에이터를 활성화하도록 구성된다. 햅틱 제어 신호는 목표 위치 외부에 있는 시청 영역 내의 위치에서 실질적으로 인지할 수 없는 햅틱 효과를 발생시키도록 더 구성될 수 있다.

906 동작에서, 프로세스(900)는 하나 이상의 햅틱 액추에이터로 햅틱 제어 신호를 전송하는 것을 포함한다. 햅틱 제어 신호는 선택된 햅틱 액추에이터의 활성화를 일으키기 위하여 프로세서에 의하여 선택된 햅틱 액추에이터로 전송될 수 있다.

908 동작에서, 프로세스(900)는, 하나 이상의 햅틱 액추에이터에 의하여, 목표 위치에서 국소적 햅틱 효과를 발생시키는 것을 포함한다. 햅틱 액추에이터가 햅틱 제어 신호를 수신할 때, 이들은 활성화된다. 햅틱 제어 신호에 의해 특정된 주파수 및 진폭에서 햅틱 액추에이터의 활성화는 디스플레이 스크린에 정상파 간섭 패턴을 수립한다. 위에서 논의한 바와 같이, 프로세서는 목표 위치(들)에서 국소적 햅틱 효과를 생성하기 위하여 정상파 간섭 패턴의 진폭 최대 위치가 목표 위치(들)에 대응하도록 햅틱 제어 신호를 구성한다.

따라서, 본원에 기술된 바와 같이, 프로세스(900)는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스를 사용하여 햅틱 가능 디스플레이 디바이스의 디스플레이 스크린의 시청 영역에 국소적 햅틱 효과를 생성한다.

이와 같이, 디스플레이 스크린에 국소적 햅틱 효과를 제공하는 시스템, 디바이스 및 방법이 제공된다. 본 발명에 따른 다양한 실시예가 상술되었지만, 이들은 본 발명의 예시 및 예로서 제시되었을 뿐 제한이 아니라는 것을 이해하여야 한다. 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 형태 및 세부사항에서의 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 따라서 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. 햅틱 효과를 제공하는 위의 방법의 양상은 본원에서 기술된 다른 방법과의 임의의 조합으로 사용될 수 있거나 방법들이 별도로 사용될 수 있다. 본원에서 논의된 모든 특허 및 간행물은 전체로서 본원에 참조로 포함된다.

Claims

시청 영역 및 비시청 영역을 갖는 디스플레이 스크린 - 상기 디스플레이 스크린은 상기 시청 영역 내에 시각적 디스플레이를 제공하도록 구성되는 복수의 디스플레이 구성요소를 포함함 -;
상기 비시청 영역에서 상기 디스플레이 스크린에 고정되는 복수의 햅틱 액추에이터; 및
상기 복수의 햅틱 액추에이터로부터 적어도 하나의 햅틱 액추에이터를 선택하고,
상기 적어도 하나의 햅틱 액추에이터를 활성화하고 따라서 상기 디스플레이 스크린의 상기 시청 영역 내의 목표 위치에서 국소적 햅틱 효과를 발생시키도록 구성되는 햅틱 제어 신호를 결정하고, 및
상기 목표 위치에서 상기 국소적 햅틱 효과를 발생시키기 위하여 상기 적어도 하나의 햅틱 액추에이터로 상기 햅틱 제어 신호를 전송하도록 구성되는
적어도 하나의 프로세서를 포함하는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 비시청 영역은 상기 디스플레이 구성요소가 없이 구성되는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 디스플레이 스크린은 투명층 및 기판을 더 포함하고, 상기 기판은 상기 시청 영역을 정의하는 복수의 디스플레이 구성요소를 포함한 표시 부분 및 상기 비시청 영역을 정의하는 비표시 부분을 갖고, 상기 투명층은 상기 기판을 덮고 상기 표시 부분 및 상기 비표시 부분을 넘어 연장되는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스.
제3항에 있어서, 상기 복수의 햅틱 액추에이터는 상기 투명층과 상기 기판 사이에서 상기 투명층에 고정되는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 디스플레이 스크린의 진동 모드에 따라 적어도 하나의 주파수에서 상기 적어도 하나의 햅틱 액추에이터를 활성화하는 상기 햅틱 제어 신호를 결정하도록 구성되는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 햅틱 액추에이터는 상기 복수의 햅틱 액추에이터 중 둘 이상의 햅틱 액추에이터를 포함하고 상기 햅틱 제어 신호는 둘 이상의 햅틱 제어 신호를 포함하며, 상기 둘 이상의 햅틱 제어 신호의 각각은 상기 디스플레이 스크린의 진동 모드에 따라 적어도 하나의 주파수에서 상기 둘 이상의 햅틱 액추에이터 중 대응하는 햅틱 액추에이터를 활성화하도록 결정되는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 목표 위치는 제1 목표 위치이고, 상기 프로세서는 상기 제1 목표 위치와 다른 상기 디스플레이 스크린의 상기 시청 영역 내의 제2 목표 위치에서 제2 국소적 햅틱 효과를 발생시키기 위해, 상기 복수의 햅틱 액추에이터로부터 적어도 하나의 햅틱 액추에이터를 활성화하는 햅틱 제어 신호를 결정하도록 더 구성되는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 디스플레이 스크린은 강성 하우징 내에 고정되는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 비시청 영역은 상기 시청 영역으로부터 상기 디스플레이 스크린의 반대측에 위치하는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 비시청 영역은 상기 시청 영역의 주변에 위치하는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 디스플레이 스크린은 가요성인 햅틱 가능 디스플레이 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 목표 위치는 상기 복수의 햅틱 액추에이터의 각각으로부터 원격인 햅틱 가능 디스플레이 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 목표 위치는 상기 시청 영역의 일부를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 목표 위치의 외부의 상기 시청 영역 내의 위치에서 실질적으로 촉감으로 인지할 수 없는 햅틱 효과만을 발생시키는 햅틱 제어 신호를 결정하도록 구성되는 햅틱 가능 디스플레이 디바이스.
시청 영역 및 비시청 영역을 갖는 디스플레이 스크린에 햅틱 효과를 전달하는 방법에 있어서, 상기 디스플레이 스크린은 상기 시청 영역 내에서 시각적 디스플레이를 제공하도록 구성되는 복수의 디스플레이 구성요소를 포함하고, 상기 방법은:
적어도 하나의 프로세서에 의하여, 상기 비시청 영역에서 상기 디스플레이 스크린에 고정된 복수의 햅틱 액추에이터로부터 적어도 하나의 햅틱 액추에이터를 선택하는 것;
상기 적어도 하나의 프로세서에 의하여, 상기 디스플레이 스크린의 상기 시청 영역 내의 목표 위치에서 국소적 햅틱 효과를 발생시키기 위하여 상기 적어도 하나의 햅틱 액추에이터를 활성화하도록 구성되는 햅틱 제어 신호를 결정하는 것;
상기 햅틱 제어 신호를 상기 적어도 하나의 햅틱 액추에이터로 전송하는 것; 및
상기 적어도 하나의 햅틱 액추에이터에 의하여, 상기 목표 위치에서 상기 국소적 햅틱 효과를 발생시키는 것을 포함하는 방법.
제14항에 있어서, 상기 디스플레이 스크린의 진동 모드에 따라 적어도 하나의 주파수에서 상기 적어도 하나의 햅틱 액추에이터를 활성화하기 위하여 상기 햅틱 제어 신호를 결정하는 것을 더 포함하는 방법.
제14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 햅틱 액추에이터는 복수의 햅틱 액추에이터를 포함하고 상기 햅틱 제어 신호는 복수의 햅틱 제어 신호를 포함하며, 상기 방법은 상기 디스플레이의 진동 모드에 따라 적어도 하나의 주파수에서 상기 복수의 햅틱 액추에이터로부터 대응하는 햅틱 액추에이터를 활성화하기 위하여 상기 복수의 햅틱 제어 신호의 각각을 결정하는 것을 더 포함하는 방법.
제14항에 있어서, 상기 디스플레이 내에서 진동의 간섭 패턴을 수립하기 위하여 복수의 햅틱 제어 신호를 결정하는 것을 더 포함하며, 상기 진동의 간섭 패턴은 상기 목표 위치에서 상기 국소적 햅틱 효과를 제공하도록 구성되는 방법.
제14항에 있어서, 상기 목표 위치는 제1 목표 위치이고, 상기 방법은 상기 상기 디스플레이 스크린의 상기 시청 영역 내에서, 상기 제1 목표 위치와 다른 제2 목표 위치에서 제2 국소적 햅틱 효과를 발생시키기 위해, 상기 복수의 햅틱 액추에이터로부터 적어도 하나의 햅틱 액추에이터를 활성화하는 상기 햅틱 제어 신호를 결정하는 것을 더 포함하는 방법.
제14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 햅틱 액추에이터로부터 원격인 상기 목표 위치에서 상기 국소적 햅틱 효과를 발생시키기 위해 상기 햅틱 제어 신호를 결정하는 것을 더 포함하는 방법.
제14항에 있어서, 상기 목표 위치는 상기 시청 영역의 일부를 포함하고, 상기 방법은 상기 목표 위치의 외부의 상기 시청 영역 내의 위치에서 실질적으로 촉감으로 인지할 수 없는 햅틱 효과만을 발생시키기 위해, 상기 햅틱 제어 신호를 결정하는 것을 더 포함하는 방법.