KR20190142225A

KR20190142225A - 햅틱 액추에이션을 위한 차동 광학 위치 감지를 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20190142225A
Application number: KR1020190069165A
Authority: KR
Inventors: 더그 빌링턴; 벤 에이치 트란; 카니얄랄 샤; 데니 에이 그랜트; 에르난데스 주앙 마뉘엘 크루즈
Original assignee: 임머숀 코퍼레이션
Priority date: 2018-06-15
Filing date: 2019-06-12
Publication date: 2019-12-26
Also published as: EP3582079A1; US10747321B2; JP2019220173A; CN110609614A; US20190384398A1

Abstract

햅틱 액추에이터를 위한 차동 광학 위치 감지를 위한 시스템 및 방법이 개시된다. 일 실시예에서, 시스템은: 구동 신호를 수신하고 물체를 움직여 햅틱 효과를 출력하도록 구성된 액추에이터; 상기 물체의 위치를 모니터링하고 제1 위치 신호를 출력하도록 구성된 제1 센서; 상기 물체의 위치를 모니터링하고 상기 제1 위치 신호와 상이한 제2 위치 신호를 출력하도록 구성된 제2 센서; 상기 제1 위치 신호 및 상기 제2 위치 신호를 수신하고 차분 신호를 출력하도록 구성된 회로; 및 상기 차분 신호를 수신하고 상기 차분 신호에 기초하여 상기 액추에이터에 제어 신호를 출력하도록 구성된 프로세서를 포함한다.

Description

햅틱 액추에이션을 위한 차동 광학 위치 감지를 위한 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS FOR DIFFERENTIAL OPTICAL POSITION SENSING FOR HAPTIC ACTUATION}

본 발명은 일반적으로 햅틱 피드백에 관한 것이고, 더 구체적으로는 햅틱 액추에이터에 대한 차동 광학 위치 감지를 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.

햅틱-인에이블 환경이 대중화됨에 따라 햅틱-인에이블 디바이스들이 점점 더 대중화되고 있다. 예를 들어, 사용자가 터치 감응 디스플레이의 부분들을 터치함으로써 입력을 제공할 수 있도록 모바일 및 다른 디바이스들은 터치 감응 표면을 갖도록 구성될 수 있다. 더 많은 햅틱-인에이블 환경이 이용됨에 따라, 선명한 햅틱 피드백에 대한 희망이 나타났다. 그러나, 이러한 선명한 햅틱 피드백을 달성하기 위해서는, 고가의 액추에이터 및 추가적인 제어 시스템이 이용되어야 한다. 따라서, 선명한 햅틱 피드백을 제공하기 위한 더 저렴하고 더 효율적인 액추에이터 시스템이 필요하다.

일 실시예에서, 본 개시내용의 시스템은: 구동 신호를 수신하고 물체를 움직여 햅틱 효과를 출력하도록 구성된 액추에이터; 상기 물체의 위치를 모니터링하고 제1 위치 신호를 출력하도록 구성된 제1 센서; 상기 물체의 위치를 모니터링하고 상기 제1 위치 신호와 상이한 제2 위치 신호를 출력하도록 구성된 제2 센서; 상기 제1 위치 신호 및 상기 제2 위치 신호를 수신하고 차분 신호를 출력하도록 구성된 회로; 및 상기 차분 신호를 수신하고 상기 차분 신호에 기초하여 상기 액추에이터에 제어 신호를 출력하도록 구성된 프로세서를 포함할 수 있다.

본 개시내용의 다른 실시예는: 물체에 결합되고 상기 물체를 움직여 햅틱 효과를 출력하도록 구성된 액추에이터에 구동 신호를 출력하는 단계; 상기 물체의 위치를 모니터링하도록 구성된 제1 센서로부터 제1 위치 신호를 수신하는 단계; 상기 물체의 위치를 모니터링하도록 구성된 제2 센서로부터 제2 위치 신호를 수신하는 단계 - 상기 제2 위치 신호는 상기 제1 위치 신호와 상이함 -; 차분 신호를 출력하는 단계; 및 상기 차분 신호에 기초하여 상기 액추에이터에 대한 제어 신호를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

또 다른 실시예에서, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체는 프로그램 코드를 포함할 수 있고, 이 프로그램 코드는 프로세서에 의해 실행될 때 상기 프로세서로 하여금: 물체에 결합되고 상기 물체를 움직여 햅틱 효과를 출력하도록 구성된 액추에이터에 구동 신호를 출력하고; 차분 회로로부터 차분 신호를 수신하고 - 상기 차분 회로는: 상기 물체의 위치를 모니터링하도록 구성된 제1 센서로부터 제1 위치 신호를 수신하고; 상기 물체의 위치를 모니터링하도록 구성된 제2 센서로부터 제2 위치 신호를 수신하도록 구성되고, 상기 제2 위치 신호는 상기 제1 위치 신호와 상이함 -; 상기 차분 신호에 기초하여 상기 액추에이터에 제어 신호를 출력하게 하도록 구성된다.

충분하고 실시가능한 개시내용이 명세서의 나머지 부분에 더 구체적으로 기술되어 있다. 본 명세서는 다음의 첨부 도면들을 참조한다.
도 1은 일 실시예에 따른 햅틱 액추에이터에 대한 차동 광학 위치 감지를 위한 예시적인 시스템을 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 햅틱 액추에이터에 대한 차동 광학 위치 감지를 위한 다른 예시적인 시스템을 도시한다.
도 3a는 일 실시예에 따른 햅틱 액추에이터에 대한 차동 광학 위치 감지를 위한 다른 예시적인 시스템을 도시한다.
도 3b는 일 실시예에 따른 햅틱 액추에이터에 대한 차동 광학 위치 감지를 위한 다른 예시적인 시스템을 도시한다.
도 3c는 일 실시예에 따른 햅틱 액추에이터에 대한 차동 광학 위치 감지를 위한 다른 예시적인 시스템을 도시한다.
도 4는 일 실시예에 따른 햅틱 액추에이터에 대한 차동 광학 위치 감지의 동작을 위한 흐름도이다.

지금부터 다양한 그리고 대안적인 예시적인 실시예들 및 첨부 도면들이 상세히 참조될 것이다. 각각의 예는 제한이 아니라 설명으로 제공된다. 본 기술분야의 통상의 기술자들이 볼 때, 수정들 및 변형들이 이루어질 수 있다는 것이 명백할 것이다. 예를 들어, 일 실시예의 일부로서 예시되거나 설명된 특징들을 다른 실시예에서 사용하여 또 다른 실시예를 야기할 수 있다. 따라서, 본 개시내용이 첨부된 청구항들 및 그들의 균등물들의 범위 내에 속하는 수정들 및 변형들을 포함하는 것으로 보아야 한다.

햅틱 액추에이터에 대한 차동 광학 위치 감지의 예시적인 예

본 개시내용의 하나의 예시적인 실시예는 태블릿, e-리더, 모바일 폰, 또는 랩톱 또는 데스크톱 컴퓨터와 같은 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 또는 가상 현실(VR) 또는 증강 현실(AR)을 위한 인터페이스와 같은 컴퓨팅 시스템을 포함한다. 컴퓨팅 시스템은 가속도계와 같은 하나 이상의 센서뿐만 아니라 이 예에서 디바이스의 스크린에 대응하는 디스플레이 영역에 대한 터치의 위치를 결정하는 센서들(예컨대, 광학, 저항성, 또는 용량성)을 포함할 수 있고/있거나 그와 통신할 수 있다.

예시적인 디바이스는 터치를 통해 사용자에게 검출가능한 햅틱 효과들, 예컨대, 진동들 또는 표면 움직임들을 결정하도록 구성된 프로세서를 포함한다. 프로세서는 이러한 햅틱 효과들과 연관된 신호를 햅틱 효과들을 출력하도록 구성된 햅틱 출력 디바이스에 송신한다. 일부 실시예들에서, 이러한 햅틱 효과들은 물체를 움직여 진동을 생성하도록 구성된 액추에이터에 의해 출력되는 진동 기반 효과들을 포함할 수 있다. 사용자는 팝들, 클릭들, 텍스처 또는 마찰의 변동들, 또는 다른 터치 기반 효과들로서 진동들을 경험할 수 있다.

햅틱 액추에이터들은 특정 주파수에서 공진하도록 설계될 수 있다. 일부 실시예들에서, 이러한 햅틱 액추에이터들은 구동 전압이 제거되고 액추에이터가 감속된 후에 "링잉(ring)"할 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로세서는 긴 램프-업 및 램프-다운 기간들을 갖지 않고 시작 및 종료되는 더 "뚜렷한(crisp)" 햅틱 효과를 생성하기 위해 액추에이터를 더 빨리 정지하게 함으로써 링잉을 상쇄시키기 위한 제동 펄스를 출력할 수 있다. 일부 실시예들에서, 링잉은 액추에이터 공진 주파수의 함수이다. 본 개시내용의 예시적인 실시예는 폐쇄 루프 설계를 사용하는 것에 의해 이러한 문제를 해결한다.

본 개시내용의 실시예들은 햅틱 효과를 출력하기 위해 액추에이터에 의해 움직인 물체의 위치를 모니터링하기 위해 광 센서들을 사용한다. 그 후, 이러한 센서들은 프로세서에 하나 이상의 센서 신호를 출력하여 프로세서로 하여금 액추에이터에 출력되는 구동 신호를 수정하여 햅틱 효과를 향상시켜(예컨대, 액추에이터를 오버드라이브하거나 제동 펄스를 출력하기 위해) 더 뚜렷한 햅틱 효과를 야기하는 것을 가능하게 한다.

본 개시내용의 예시적인 실시예는 센서들과 연관된 잡음의 문제를 극복한다(예컨대, 광 센서들은 형광 광들에 의해 출력되는 적외선 광과 같은 주변 광을 검출할 수 있다). 예시적인 실시예는 액추에이터에 의해 움직인 물체의 위치를 각각 모니터링하는 2개의 광 센서를 사용한다. 예시적인 실시예에서, 제1 광 센서는 제1 위치 신호를 출력하고 제2 광 센서는 제1 위치 신호와 상이한 제2 위치 신호를 출력한다(예컨대, 제2 위치 신호는 반전되어, 제1 위치 신호와 180도 위상 차이가 있고/있거나 하나의 위치 신호가 증가하고 있는 동안 다른 하나는 감소하고 있다).

그 후, 2개의 위치 신호는 차동 회로(예컨대, 차동 연산 증폭기 회로)에 입력된다. 임의의 주변 잡음이 양쪽 센서들에 부딪치고, 따라서 차동 회로에 의해 상쇄된다. 차동 회로는 프로세서에 차분 신호를 출력하고, 프로세서는 그 후 이 차분 신호를 사용하여 물체의 위치를 결정하고 그에 따라 액추에이터를 제어하여 햅틱 효과를 개선할 수 있다. 예를 들어, 예시적인 실시예에서, 프로세서는 햅틱 효과를 개선하기 위해 물체의 검출된 위치에 기초하여 구동 신호의 전압, 전류, 주파수, 듀티 사이클, 또는 위상 중 하나 이상을 수정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 구동 신호를 반전시키거나, 원래의 구동 신호와 180도 위상 차이가 있는 구동 신호를 출력할 수 있다.

이 예시적인 예는 본 명세서에서 논의되는 일반적인 주제를 독자에게 소개하기 위해 주어진 것이고, 본 개시내용은 이 예에 제한되지 않는다. 다음의 섹션들은 본 개시내용의 다양한 추가적인 비제한적인 예들을 설명한다.

햅틱 액추에이터에 대한 차동 광학 위치 감지를 위한 예시적인 시스템들

도 1은 과도 응답 특성을 개선하기 위해 액추에이터 구동을 제어하기 위한 예시적인 시스템(100)을 도시한다. 특히, 이 예에서, 시스템(100)은 버스(106)를 통해 다른 하드웨어와 인터페이스된 프로세서(102)를 갖는 모바일 디바이스(101)를 포함한다. RAM, ROM, EEPROM 등과 같은 임의의 적합한 유형의(tangible)(및 비일시적인) 컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수 있는 메모리(104)는 모바일 디바이스(101)의 동작을 구성하는 프로그램 컴포넌트들을 포함한다. 이 예에서, 모바일 디바이스(101)는 하나 이상의 네트워크 디바이스(110), 입력/출력(I/O) 인터페이스 컴포넌트들(112), 및 추가적인 저장소(114)를 추가로 포함한다.

네트워크 디바이스(110)는 네트워크 접속을 용이하게 하는 임의의 컴포넌트들 중 하나 이상을 나타낼 수 있다. 예로는 이더넷, USB, IEEE 1394와 같은 유선 인터페이스, 및/또는 IEEE 802.11, 블루투스, 또는 셀룰러 전화 네트워크에 액세스하기 위한 무선 인터페이스(예컨대, CDMA, GSM, UMTS, 또는 다른 모바일 통신 네트워크에 액세스하기 위한 트랜스시버/안테나)와 같은 무선 인터페이스가 포함되지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

I/O 컴포넌트들(112)은 하나 이상의 디스플레이, 디스플레이들을 포함하는 헤드셋들, 곡면형 디스플레이들(예컨대, 디스플레이는 이미지들이 디스플레이될 수 있는 모바일 디바이스(101)의 하나 이상의 측면 상으로 확장된 각진 표면들을 포함함), 키보드들, 마우스들, 스피커들, 마이크로폰들, 카메라들(예컨대, 모바일 디바이스 상의 전방 및/또는 후방을 향한 카메라), 및/또는 데이터를 입력하거나 데이터를 출력하기 위해 사용되는 다른 하드웨어와 같은 디바이스들과의 접속을 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다. 저장소(114)는 모바일 디바이스(101)에 포함된 자기, 광학, 또는 다른 저장 매체와 같은 비휘발성 저장소를 나타낸다.

오디오/비주얼 출력 디바이스(들)(122)는 프로세서(들)(102)로부터 신호들을 수신하고 오디오 또는 비주얼 출력을 사용자에게 제공하도록 구성된 하나 이상의 디바이스를 포함한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 오디오/비주얼 출력 디바이스(들)(122)는 터치스크린 디스플레이, LCD 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, CRT디스플레이, 프로젝션 디스플레이, 각각의 눈에 대한 디스플레이를 포함하는 헤드셋(혼합 현실 또는 가상 현실에서 사용하기 위한 것), 또는 본 기술분야에 공지된 일부 다른 디스플레이와 같은 디스플레이를 포함할 수 있다. 또한, 오디오/비주얼 출력 디바이스들은 사용자에게 오디오를 출력하도록 구성된 하나 이상의 스피커를 포함할 수 있다.

시스템(100)은, 이 예에서는, 모바일 디바이스(101)에 통합되는 터치 표면(116)을 추가로 포함한다. 터치 표면(116)은 사용자의 터치 입력을 감지하도록 구성된 임의의 표면을 나타낸다. 일부 실시예들에서, 터치 표면(116)은 터치 입력과 연관된 추가적인 정보, 예컨대, 압력, 움직임 속도, 움직임 가속도, 사용자의 피부의 온도, 또는 터치 입력과 연관된 일부 다른 정보를 검출하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 센서(108)가 물체가 터치 표면과 접촉할 때 터치 영역에서 터치를 검출하고 프로세서(102)에 의해 사용되는 적절한 데이터를 제공하도록 구성될 수 있다. 임의의 적합한 수, 타입, 또는 배열의 센서들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 저항성 및/또는 용량성 센서들이 터치 표면(116)에 내장되어 터치의 위치 및 다른 정보, 예컨대 압력을 결정하는 데 사용될 수 있다. 다른 예로서, 터치 표면의 뷰를 갖는 광 센서들이 터치 위치를 결정하는 데 사용될 수 있다.

또한, 일부 실시예들에서, 터치 표면(116) 및/또는 센서(들)(108)는 터치 센서에 의존하지 않고 사용자 상호작용을 검출하는 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 센서는 표면 상에 사용자에 의해 인가된 압력을 검출하기 위해 근전도 검사(EMG) 신호를 사용하도록 구성된 센서를 포함할 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 센서는 RGB 또는 열 카메라들을 포함할 수 있고, 이러한 카메라들에 의해 캡처된 이미지들을 사용하여 사용자가 표면에 가하고 있는 압력의 양을 추정할 수 있다.

일부 실시예들에서, 센서(108) 및 터치 표면(116)은 터치스크린 디스플레이 또는 터치패드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 터치 표면(116) 및 센서(108)는 디스플레이 신호를 수신하고 이미지를 사용자에게 출력하도록 구성된 디스플레이의 상부에 장착된 터치스크린을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 센서(108)는 LED 검출기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 터치 표면(116)은 디스플레이의 측면 상에 장착된 LED 손가락 검출기를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로세서는 단일 센서(108)와 통신하고, 다른 실시예들에서, 프로세서는 복수의 센서(108), 예를 들어, 제1 터치 스크린 및 제2 터치 스크린과 통신한다.

일부 실시예들에서, 하나 이상의 센서(들)(108)는 모바일 디바이스의 움직임을 검출하도록 구성된 하나 이상의 센서(예컨대, 가속도계, 자이로스코프, 카메라, GPS, 또는 다른 센서)를 추가로 포함한다. 이러한 센서들은 X, Y, 또는 Z 평면에서 디바이스를 움직이는 사용자 상호작용을 검출하도록 구성될 수 있다. 센서(108)는 사용자 상호작용을 검출하고, 사용자 상호작용에 기초하여, 신호들을 프로세서(102)에 송신하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 센서(108)는 사용자 상호작용의 다수의 양태들을 검출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 센서(108)는 사용자 상호작용의 속도 및 압력을 검출하고, 이 정보를 인터페이스 신호에 통합할 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 사용자 상호작용은 디바이스로부터 떨어진 다차원 사용자 상호작용을 포함한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 디바이스와 연관된 카메라는 사용자 움직임들, 예컨대, 손, 손가락, 몸, 머리, 눈, 또는 발 모션들 또는 다른 사람 또는 물체와의 상호작용들을 검출하도록 구성될 수 있다.

이 예에서는, 프로세서(102)와 통신하는 햅틱 출력 디바이스(118)가 터치 표면(116)에 결합된다. 일부 실시예들에서, 햅틱 출력 디바이스(118)는 햅틱 신호에 응답하여, 터치 표면(116)과 연관된 햅틱 효과를 출력하도록 구성된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 햅틱 출력 디바이스(118)는 제어된 방식으로 터치 표면을 움직이는 진동촉각 햅틱 효과들을 제공할 수 있다. 일부 햅틱 효과들은 디바이스의 하우징에 결합된 액추에이터를 이용할 수 있고, 일부 햅틱 효과들은 다수의 액추에이터들을 순차적으로 및/또는 일제히 사용할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 상이한 주파수들에서 표면을 진동시킴으로써 표면 텍스처가 시뮬레이션될 수 있다. 그러한 실시예에서, 햅틱 출력 디바이스(118)는, 예를 들어, 선형 공진 액추에이터(LRA), 압전 액추에이터, 편심 회전 질량 모터(ERM), 전기 모터, 전자기 액추에이터, 보이스 코일, 형상 기억 합금, 전기-활성 폴리머, 또는 솔레노이드 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 햅틱 출력 디바이스(118)는 복수의 액추에이터, 예를 들어 ERM 및 LRA를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 햅틱 효과는 사용자 상호작용에 관한 다른 감지된 정보, 예컨대, 가상 환경에서의 손들의 상대적 위치, VR/AR 환경에서의 물체 위치, 물체 변형, GUI, UI, AR, VR에서의 상대적 물체 상호작용 등에 기초하여 변조될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 햅틱 효과들을 생성하는 방법들은, 효과의 크기가 감지된 신호 값(예컨대, 사용자 상호작용과 연관된 신호 값)의 함수로서 달라지는 짧은 지속기간의 효과의 변동을 포함한다. 일부 실시예들에서, 효과의 주파수가 달라질 수 있을 때, 고정된 인지된 크기가 선택될 수 있고, 효과의 주파수는 감지된 신호 값의 함수로서 달라질 수 있다.

비록 단일 햅틱 출력 디바이스(118)가 여기에 도시되어 있지만, 실시예들은 햅틱 효과들을 출력하기 위해 동일하거나 상이한 타입의 다수의 햅틱 출력 디바이스들을 사용할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 예컨대 일부 실시예들에서 20 - 25 kHz보다 큰 주파수들에서 움직이는 액추에이터를 사용하는 것에 의해 초음파 주파수들에서 수직으로 및/또는 수평으로 터치 표면(116)의 일부 또는 전부를 변위시키기 위해 압전 액추에이터가 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상이한 텍스처 및 다른 햅틱 효과들을 제공하기 위해 편심 회전 질량 모터 및 선형 공진 액추에이터와 같은 다수의 액추에이터들이 단독으로 또는 일제히 사용될 수 있다.

모바일 디바이스(101)는 또한 센서들(120) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 센서들(120)은 프로세서(102)에 결합될 수 있고 햅틱 효과를 출력하기 위해 햅틱 출력 디바이스(118)에 의해 움직인 질량 또는 햅틱 출력 디바이스(118)의 위치들을 모니터링하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서들(120)은 광 센서들, 자기장 센서들, 오디오 기반 센서들, 또는 도플러 이동(Doppler shift)을 검출하도록 구성된 센서들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 2개의 센서(120)는 햅틱 출력 디바이스(118)에 의해 움직인 질량 또는 햅틱 출력 디바이스(118)의 위치를 검출할 수 있다. 예를 들어, 제1 센서는 제1 위치 신호를 출력하고 제2 센서는 제2 위치 신호를 출력한다. 일부 실시예들에서, 제2 센서 신호는 제1 위치 신호와 상이하다(예컨대, 제2 위치 신호는 반전되어, 제1 위치 신호와 180도 위상 차이가 있고/있거나 하나의 위치 신호가 증가하고 있는 동안 다른 하나는 감소하고 있다).

그 후, 2개의 위치 신호는 차동 회로(예컨대, 차동 연산 증폭기 회로)에 입력된다. 주변 잡음이 양쪽 센서들에 부딪치고(예컨대, 외부 광원들), 따라서 차동 회로에 의해 상쇄된다. 차동 회로는 또한 다른 타입의 잡음, 예컨대 근처의 전자 디바이스들로부터의 RF 잡음 또는 전원으로부터의 잡음도 상쇄시킬 수 있다. 차동 회로는 프로세서(102)에 차분 신호를 출력하고, 프로세서는 그 후 이 차분 신호를 사용하여 물체의 위치를 결정하고 그에 따라 햅틱 출력 디바이스(118)를 제어하여 햅틱 효과를 개선할 수 있다. 예를 들어, 예시적인 실시예에서, 프로세서(102)는 햅틱 효과를 개선하기 위해 물체의 검출된 위치에 기초하여 햅틱 출력 디바이스(118)에 출력되는 구동 신호의 전압, 전류, 주파수, 듀티 사이클, 또는 위상 중 하나 이상을 수정할 수 있다.

메모리(104)를 참조하면, 디바이스가 어떻게 햅틱 효과들을 결정하고 출력하도록 구성될 수 있는지를 예시하기 위해 예시적인 프로그램 컴포넌트들(124, 126, 및 128)이 묘사되어 있다. 이 예에서, 검출 모듈(124)은 터치의 위치를 결정하기 위해 센서(108)를 통해 터치 표면(116)을 모니터링하도록 프로세서(102)를 구성한다. 예를 들어, 모듈(124)은 터치의 존재 또는 부재를 추적하고, 터치가 존재하는 경우, 시간에 따라 터치의 위치, 경로, 속도, 가속도, 압력, 및/또는 다른 특성들 중 하나 이상을 추적하기 위해 센서(108)를 샘플링할 수 있다.

햅틱 효과 결정 모듈(126)은 터치 특성에 관한 데이터를 분석하여 생성할 햅틱 효과를 선택하는 프로그램 컴포넌트를 나타낸다. 특히, 모듈(126)은 터치의 위치에 기초하여, 터치 표면 상에서 생성할 시뮬레이션된 특징을 결정하는 코드를 포함한다. 모듈(126)은 특징을 시뮬레이션하기 위해 제공할 하나 이상의 햅틱 효과를 선택하는 코드를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 터치 표면(116)의 영역의 일부 또는 전부가 그래픽 사용자 인터페이스에 매핑될 수 있다. 특징의 대응하는 표현이 인터페이스에서 보여질 때 특징이 느껴지도록 터치 표면(116)의 표면 상에 텍스처를 시뮬레이션함으로써 특징의 존재를 시뮬레이션하기 위해 터치의 위치에 기초하여 상이한 햅틱 효과들이 선택될 수 있다. 그러나, 대응하는 요소가 인터페이스에 디스플레이되지 않더라도 터치 표면(116)을 통해 햅틱 효과들이 제공될 수 있다(예컨대, 경계가 디스플레이되지 않더라도 인터페이스에서의 경계를 가로지르는 경우 햅틱 효과가 제공될 수 있다).

햅틱 효과 생성 모듈(128)은 프로세서(102)로 하여금 햅틱 신호를 생성하고 햅틱 출력 디바이스(118)에 송신하게 하는 프로그래밍을 나타내고, 햅틱 신호는 햅틱 출력 디바이스(118)로 하여금 선택된 햅틱 효과를 생성하게 한다. 예를 들어, 생성 모듈(128)은 햅틱 출력 디바이스(118)에 전송할 저장된 파형들 또는 커맨드들에 액세스할 수 있다. 다른 예로서, 햅틱 효과 생성 모듈(128)은 원하는 타입의 햅틱 효과를 수신하고 신호 처리 알고리즘들을 이용하여 햅틱 출력 디바이스(118)에 전송할 적절한 신호를 생성할 수 있다. 추가 예로서, 햅틱 효과를 제공하기 위해 표면(및/또는 다른 디바이스 컴포넌트들)의 적절한 변위를 생성하기 위해 하나 이상의 액추에이터에 전송되는 적절한 파형 및 원하는 햅틱 효과에 대한 목표 좌표와 함께 원하는 햅틱 효과가 지시될 수 있다. 일부 실시예들은 특징을 시뮬레이션하기 위해 다수의 햅틱 출력 디바이스들을 일제히 이용할 수 있다. 예를 들어, 버튼을 누를 때 진동촉각 효과가 응답을 시뮬레이션하는 동안 인터페이스 상의 버튼들 사이의 경계를 가로지르는 것을 시뮬레이션하기 위해 텍스처의 변동이 사용될 수 있다.

시스템(100)은 햅틱 효과들의 폐쇄 루프 제어를 추가로 구현할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 프로세서(102)는 원하는 햅틱 효과에 대응하는 햅틱 신호를 햅틱 출력 디바이스(118)에 출력할 수 있다. 프로세서(102)는 또한 기준 신호를 수신할 수 있다. 기준 신호는 햅틱 출력 디바이스가 햅틱 효과를 정확하게 생성한 경우에 생성되는 센서 신호를 나타낼 수 있다. 동시에, 프로세서(102)는 현재 출력되는 햅틱 효과에 대응하는 센서 신호를 센서(120)로부터 수신할 수 있다.

프로세서(102)는 기준 신호와 센서(120)로부터 수신된 신호 사이의 오차를 결정할 수 있다. 오차에 기초하여, 프로세서(102)는 기준 신호를 더 대표하는 효과를 달성하기 위해 햅틱 신호를 어떻게 수정할지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(102)는 더 강한 효과를 생성하기 위해 햅틱 신호의 이득을 증가시킬 수 있다. 대안적으로, 프로세서(102)는 햅틱 신호를 수정하기 위해 비례 또는 비례 적분 제어기와 같은 상이한 타입의 제어기를 이용할 수도 있다. 또한, 프로세서(102)는 제어기의 이득 및 타입을 변화시키는 조합을 구현할 수 있고, 햅틱 신호를 수정하는 데 사용된다.

이제 일 실시예에 따른 햅틱 액추에이터에 대한 차동 광학 위치 감지를 위한 예시적인 시스템(200)을 도시하는 도 2를 참조한다. 시스템(200)은 태블릿, e-리더, 모바일 폰, 또는 랩톱 또는 데스크톱 컴퓨터와 같은 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 또는 가상 현실(VR) 또는 증강 현실(AR)을 위한 인터페이스와 같은 컴퓨팅 시스템을 포함할 수 있다. 대안적으로, 시스템(200)은 햅틱 기능성을 제공하기 위해 다른 컴퓨팅 디바이스들에 설치되는 햅틱 효과들을 출력하기 위한 별개의 어셈블리를 포함할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 시스템(200)은 액추에이터(202), 물체(204), 2개의 센서(206 및 208), 차동 증폭기(210), 및 프로세서(212)를 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 액추에이터는 프로세서(212)로부터 햅틱 신호를 수신하고 움직이는 물체(204)에 의해 햅틱 효과를 출력하도록 구성된 전자 디바이스를 포함한다. 예를 들어, 액추에이터(202)는 LRA, ERM, 압전 액추에이터, 전기 모터, 전자기 액추에이터, 보이스 코일, 형상 기억 합금, 전기-활성 폴리머, 또는 솔레노이드 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 액추에이터(202)는 물체(204)를 움직여 햅틱 효과를 출력하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 물체(204)는 액추에이터(202)의 컴포넌트를 포함할 수 있다.

시스템(200)은 물체(204)의 위치를 모니터링하고 물체(204)의 위치와 연관된 위치 신호들을 송신하도록 구성된 2개의 센서(206, 208)를 추가로 포함한다. 센서들(206, 208)은 광 센서들, 자기장 센서들, 오디오 기반 센서들, 또는 도플러 이동을 검출하도록 구성된 센서들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 주변 잡음(예컨대, 오디오, RF, 전원, 또는 광 기반 잡음)을 상쇄시키기 위해, 2개의 센서는 반전되는 위치 신호들을 출력한다. 예를 들어, 센서 1(206)은 제1 위치 신호를 출력하고 센서 2(208)는 제1 위치 신호와 상이한 제2 위치 신호를 출력한다(예컨대, 제2 위치 신호는 반전되어, 제1 위치 신호와 180도 위상 차이가 있고/있거나 하나의 위치 신호가 증가하고 있는 동안 다른 하나는 감소하고 있다).

그 후, 이러한 2개의 위치 신호는 차동 회로(210)로 출력되고, 차동 회로는 2개의 신호를 비교하여 차분 신호를 출력한다. 차동 회로(210)는 감산기 또는 가산기 회로(포지티브 신호에 네거티브 신호를 추가하도록 구성됨)와 같은 차동 연산 증폭기 회로, 또는 본 기술분야에 공지된 다른 아날로그 회로 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

차동 회로(210)는 프로세서(212)에 차분 신호를 출력하도록 구성된다. 프로세서(212)는 차분 신호를 수신하고 물체(204)의 위치를 결정한다. 프로세서(212)는 햅틱 효과를 수정하고 개선하기 위해 액추에이터(202)에 대한 구동 신호를 제어하도록 구성된다. 예를 들어, 프로세서(212)는 물체(204)의 검출된 위치에 기초하여 구동 신호의 전압, 전류, 주파수, 듀티 사이클, 또는 위상 중 하나 이상을 수정할 수 있다. 이러한 수정들은 액추에이터(202)의 더 느린 가속/감속에 의해 야기되는 의도하지 않은 효과들을 덜 갖는 원하는 햅틱 효과를 제공하기 위해 물체(204)의 움직임을 가속 또는 감속시키도록 구성될 수 있다.

이제 일 실시예에 따른 햅틱 액추에이터에 대한 차동 광학 위치 감지를 위한 예시적인 시스템(300)을 도시하는 도 3a를 참조한다. 시스템(300)은 액추에이터(302) 및 물체(304)(위에 설명된 액추에이터(202) 및 물체(204)와 유사함)를 포함한다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 액추에이터(302)는 Y 평면 내에서 물체(304)를 움직이도록 구성된다.

시스템(300)은 방사체(306) 및 2개의 수신기(308, 310)를 추가로 포함한다. 시스템(300)에 도시된 실시예는 2개의 광 수신기(306)가 단 하나의 광 방사체(306)만을 사용하여 물체(304)의 위치를 검출하는 것을 가능하게 한다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 광 방사체는 광원, 예컨대, 발광 다이오드(LED), 적외선 소스, 레이저, 레이저 LED, 또는 본 기술분야에 공지된 일부 다른 타입의 광원을 포함한다. 광 수신기들(308, 310)은 각각 물체(304)로부터 반사된 광을 수신하고 반사된 광과 연관된 신호들을 송신하도록 구성된 수신기들을 포함한다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 광 수신기 1(308)은 물체(304)로부터 상대적으로 더 멀리 그리고 광 방사체(306)에 상대적으로 더 가까이 위치된다. 유사하게, 광 수신기 2(310))는 물체에 상대적으로 더 가까이 그리고 광 방사체(306)로부터 상대적으로 더 멀리 위치된다. 일 실시예에서, 물체(304)가 수신기들(308 및 310)을 향해 움직일 때 이 위치설정으로 인해, 광 수신기 1(310)에 입사되는 반사된 광의 원뿔은 증가하는 반면, 광 수신기 2(308)에 입사되는 반사된 광의 원뿔은 감소한다. 유사하게, 물체(304)가 멀어지게 움직일 때, 광 수신기 2(310))에 입사되는 반사된 광의 원뿔은 증가하는 반면, 광 수신기 1(308)에 입사되는 반사된 광의 원뿔은 감소한다. 다른 실시예에서, 움직이는 물체(304)가 2개의 수신기에 접근할 때 수신기 1(308)은 더 높은 강도 신호를 출력할 것이고 수신기 2(310)는 더 낮은 강도 신호를 출력할 것이다. 그러한 실시예에서, 움직이는 물체(304)가 센서들로부터 멀어지게 움직일 때는 수신기 1(308)은 더 낮은 강도 신호를 출력할 것이고 수신기 2(310)는 더 높은 강도 신호를 출력할 것이다.

도 3a에 도시된 실시예에서, 2개의 광 수신기는 단 하나의 광 방사체(306)만을 사용하면서 물체(304)의 위치를 정확하게 검출할 수 있고, 따라서 설계의 비용, 복잡성 및 에너지 사용을 감소시킨다. 도 3a에 도시된 실시예는 예이고, 상이한 구성들 및 위치설정이 가능하다.

이제 일 실시예에 따른 햅틱 액추에이터에 대한 차동 광학 위치 감지를 위한 다른 예시적인 시스템을 도시하는 도 3b를 참조한다. 도 3b는 2개의 수신기(수신기 1(308) 및 수신기 2(310)), 움직이는 물체(304), 및 방사체(방사체 1(306))를 도시하는 측면도를 포함한다. 방사체 1(306)은 광원, 예컨대, LED, 적외선 소스, 레이저, 레이저 LED, 또는 본 기술분야에 공지된 일부 다른 타입의 광원과 같은 좁은 광원을 포함한다. 2개의 수신기(308, 310)는 방사체 1(306)에 의해 생성되고 움직이는 물체(304)로부터 반사된 광을 검출하도록 구성된 수신기들을 포함한다. 반사된 광은 본 명세서에서 광의 "원뿔"이라고 지칭되고, 각각의 수신기(308, 310)는 반사된 광의 별개의 원뿔을 수신한다.

도 3b에 도시된 실시예에서, 수신기 1(308) 및 수신기 2(310)는 각각 방사체 1(306)로부터 X 평면에서 상이한 거리들 및 움직이는 물체로부터 Y 평면에서 상이한 거리들에 위치된다. 2개의 수신기(308, 310)의 위치설정은 움직이는 물체(304)가 움직임에 따라, 반사된 광 원뿔이 (단축된 광 경로로 인해) 수신기들(308, 310) 중 하나의 수신기 상에서 강도가 증가하고 다른 수신기 상의 중첩 영역에서 감소하게 되는 것이다. 대안적으로 물체(304)가 다른 방향으로 움직일 때, 반사된 광 원뿔은(더 긴 광 경로로 인해) 수신기들(308, 310) 중 하나의 수신기 상에서 강도가 감소하고 다른 수신기 상의 중첩 영역에서 증가할 것이다. 이러한 방식에서, 물체(304)가 그의 감지된 작업 공간 전체에 걸쳐 움직이고 있을 때 수신기 1(308) 및 수신기 2(310)로부터 차동 신호가 유도된다.

도 3b의 상면도는 수신기 1(308) 및 수신기 2(310)에 대한 광의 원뿔의 위치를 도시한다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 광 원뿔은 실질적으로 수신기 1(308)의 상부에 있다. 또한, 수신기 1(308) 는 광 원뿔이 이동하는 경로에 비례하는 신호를 출력하도록 구성된다. 따라서, 움직이는 물체(304)가 수신기 1(308)을 향해 더 가까이 움직일수록, 수신기 1(308)에 의해 생성될 신호의 강도는 더 커진다. 그리고 움직이는 물체가 수신기 1(308)로부터 멀어지게 움직임에 따라, 수신기 1(306)에 의해 생성된 신호의 강도는 낮아질 것이다.

유사하게, 도 3b에 도시된 바와 같이, 움직이는 물체(304)로부터 반사된 광의 원뿔은 센서 2와 부분적으로 중첩된다. 수신기 2(310)는 수신기 2(310)와 반사된 광의 원뿔 사이의 중첩의 양에 비례하는 신호를 출력하도록 구성된다. 따라서, 광 원뿔과 수신기 2(310) 사이에 더 큰 중첩이 있을 때, 수신기 2(310)에 의해 출력되는 신호의 강도는 높아질 것이고, 중첩의 양이 적어짐에 따라 수신기 2(310)에 의해 출력되는 신호의 강도는 낮아질 것이다. 또한, 일부 실시예들에서, 수신기들(308, 310) 및 방사체(306)의 위치의 기하학적 구조에 따라 이 결과 물체가 센서에 더 가까이 움직일 때 광 원뿔 및 수신기 영역은 더 적은 중첩을 갖고, 따라서 더 낮은 강도 신호가 야기된다. 그러한 실시예에서, 움직이는 물체가 수신기 2(310)로부터 멀어지게 움직일 때 더 많은 중첩이 있을 것이고, 따라서 수신기 2(310)에 의해 출력되는 더 높은 강도 신호가 존재할 것이다.

이제 일 실시예에 따른 햅틱 액추에이터에 대한 차동 광학 위치 감지를 위한 다른 예시적인 시스템을 도시하는 도 3c를 참조한다. 도 3c의 측면도는 도 3b와 동일한 실시예를 도시하지만, 움직이는 물체의 이전 위치를 예시하는 점선으로 도시된 바와 같이, 움직이는 물체(304)는 수신기들(308, 310) 및 방사체(306)에 더 가까이 움직였다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 수신기 1(308)은 움직이는 물체가 이제 수신기 1(308)에 더 가까이 있기 때문에 더 높은 강도 신호를 출력할 것이다. 유사하게, 수신기 2(310)는 반사된 광의 원뿔과 수신기 2(310)의 영역 사이에 더 적은 중첩이 있기 때문에 더 낮은 강도 신호를 출력할 것이다.

각각의 수신기(308, 310)에 입사되는 광의 원뿔과 연관된 신호들은 프로세서에 의해 움직이는 물체(304)의 움직임과 연관된 데이터를 결정하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 수신기 1(308) 및 수신기 2(310)로부터 수신된 신호들은 도 2와 관련하여 위에 설명된 바와 같은 차동 회로에 의해 차분 신호를 출력하는 데 사용될 수 있다. 프로세서는 이 차분 신호를 사용하여 움직이는 물체의 절대적 위치, 상대적 위치, 움직임의 속도, 또는 가속도 중 하나 이상을 결정할 수 있다.

햅틱 액추에이터에 대한 차동 광학 위치 감지를 위한 예시적인 방법

도 4는 일 실시예에 따른 햅틱 액추에이터에 대한 차동 광학 위치 감지의 동작을 위한 흐름도이다. 일부 실시예들에서, 단계들은 프로세서, 예를 들어, 범용 컴퓨터, 모바일 디바이스, 또는 서버 내의 프로세서에 의해 실행되는 프로그램 코드로 구현될 수 있다. 일부 실시예들에서, 이러한 단계들은 프로세서들의 그룹에 의해 구현될 수 있다. 일부 실시예들에서, 단계들은 상이한 순서로 수행될 수 있다. 대안적으로, 일부 실시예들에서, 단계들 중 하나 이상이 생략될 수 있거나, 도시되지 않은 추가적인 단계들이 수행될 수 있다. 아래의 단계들은 도 2에 도시된 시스템(200)과 관련하여 위에 설명된 컴포넌트들을 참조하여 설명된다.

방법(400)은 프로세서(212)가 구동 신호를 결정할 때 단계 402에서 시작된다. 프로세서는 원하는 햅틱 효과를 출력하기 위한 구동 신호를 결정한다. 프로세서(212)는 액추에이터(202)에 구동 신호를 출력하고, 액추에이터는 구동 신호를 수신하고 물체(204)를 움직여 햅틱 효과를 출력한다.

단계 404에서, 차동 회로(210)는 센서 1(206)로부터 제1 위치 신호를 수신한다. 센서 1(206)는 물체(204)의 위치를 측정하고 차동 회로(210)에 제1 센서 신호를 출력하도록 구성된 센서를 포함한다.

단계 406에서, 차동 회로(210)는 센서 2(208)로부터 제2 위치 신호를 수신한다. 센서 2(208)는 물체(204)의 위치를 측정하고 차동 회로(210)에 제2 센서 신호를 출력하도록 구성된 센서를 포함한다. 제2 센서 신호는 제1 센서 신호와 상이하다(예컨대, 제2 센서 신호는 반전되어, 제1 위치 신호와 180도 위상 차이가 있고/있거나 하나의 위치 신호가 증가하고 있는 동안 다른 하나는 감소하고 있다).

단계 408에서, 차동 회로는 차분 신호를 결정한다. 차분 신호는 제1 센서 신호와 제2 센서 신호 사이의 차이를 포함한다. 제1 센서 신호 및 제2 센서 신호가 반전되기 때문에, 차동 회로는 2개의 센서에 의해 수신된 임의의 주변 잡음을 상쇄시킬 것이다.

단계 410에서 프로세서(212)는 제어 신호를 결정한다. 프로세서(212)는 물체(204)의 위치를 결정하고 이 정보를 사용하여 액추에이터(202)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 더 뚜렷한 햅틱 효과를 제공하기 위해 액추에이터(202)의 가속 또는 감속을 수정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로세서(212)는 햅틱 효과를 개선하기 위해 물체의 검출된 위치에 기초하여 햅틱 출력 디바이스(118)에 출력되는 구동 신호의 전압, 전류, 주파수, 듀티 사이클, 또는 위상 중 하나 이상을 수정하도록 구성될 수 있다.

햅틱 액추에이터에 대한 차동 광학 위치 감지의 이점들

햅틱 액추에이터에 대한 차동 광학 위치 감지의 다수의 이점들이 존재한다. 본 명세서에 개시된 실시예들은 액추에이터들의 더 빠른 가속 및 감속을 허용함으로써 "더 뚜렷한" 햅틱 효과들을 제공할 수 있다. 이러한 기능성은 더 낮은 비용의 하드웨어 컴포넌트들이 더 높은 분해능 햅틱 효과들을 제공하는 것을 가능하게 하여, 비용을 감소시키면서 사용자 만족도를 증가시킬 수 있다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예들은 단일 소스(예컨대, 단일 광원)만을 사용하여 위치 감지를 수행할 수 있고, 따라서 측정들의 정확도에 영향을 미치지 않고 비용을 더 감소시킬 수 있다.

일반 고려 사항

위에서 논의된 방법들, 시스템들 및 디바이스들은 예들이다. 다양한 구성들은 적절하게 다양한 절차들 또는 컴포넌트들을 생략하거나, 치환하거나, 추가할 수 있다. 예를 들어, 대안적인 구성들에서, 방법들은 설명된 것과 상이한 순서로 수행될 수 있고/있거나, 다양한 스테이지들이 추가, 생략 및/또는 조합될 수 있다. 또한, 특정 구성들에 관하여 설명된 특징들은 다양한 다른 구성들에서 조합될 수 있다. 구성들의 상이한 양태들 및 요소들은 유사한 방식으로 조합될 수 있다. 또한, 기술이 진화하고, 따라서 요소들 중 다수가 예들이고, 본 개시내용 또는 청구항들의 범위를 제한하지 않는다.

예시적인 구성들(구현들을 포함함)의 철저한 이해를 제공하기 위해 특정 상세들이 설명에서 주어진다. 그러나, 구성들은 이러한 특정 상세들 없이 실시될 수 있다. 예를 들어, 구성들을 모호하게 하는 것을 피하기 위해 잘 알려진 회로들, 프로세스들, 알고리즘들, 구조들, 및 기법들은 불필요한 상세 없이 제시되었다. 이 설명은 단지 예시적인 구성들을 제공하고, 청구항들의 범위, 적용가능성, 또는 구성들을 제한하지 않는다. 오히려, 구성들의 전술한 설명은 설명된 기법들을 구현하기 위한 실시가능한 설명을 본 기술분야의 통상의 기술자들에게 제공할 것이다. 본 개시내용의 정신 또는 범위로부터 벗어나지 않고 요소들의 기능 및 배열에서 다양한 변경들이 이루어질 수 있다.

또한, 구성들은 흐름도 또는 블록도로서 묘사되는 프로세스로서 설명될 수 있다. 비록 각각은 동작들을 순차적인 프로세스로서 설명할 수 있지만, 동작들 중 다수는 병렬로 또는 동시에 수행될 수 있다. 또한, 동작들의 순서가 재배열될 수 있다. 프로세스는 도면에 포함되지 않은 추가적인 단계들을 가질 수 있다. 또한, 방법들의 예들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어, 마이크로코드, 하드웨어 기술 언어들, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어, 또는 마이크로코드로 구현될 때, 필요한 작업들을 수행하기 위한 프로그램 코드 또는 코드 세그먼트들은 저장 매체와 같은 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있다. 프로세서들은 설명된 작업들을 수행할 수 있다.

여러 예시적인 구성들을 설명하였지만, 본 개시내용의 정신으로부터 벗어나지 않고 다양한 수정들, 대안적인 구성들, 및 균등물들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 위의 요소들은 더 큰 시스템의 컴포넌트들일 수 있고, 여기서 다른 규칙들이 본 발명의 응용보다 우선하거나 달리 그것을 수정할 수 있다. 또한, 위의 요소들이 고려되기 전에, 그 동안에, 또는 그 후에 다수의 단계들이 착수될 수 있다. 따라서, 위의 설명은 청구항들의 범위를 제한하지 않는다.

본 명세서에서 "~하도록 적응된" 또는 "~하도록 구성된"의 사용은 추가적인 작업들 또는 단계들을 수행하도록 적응된 또는 구성된 디바이스들을 배제하지 않는 개방적이고 포괄적인 언어로서 의도되어 있다. 추가적으로, "에 기초한"의 사용은 하나 이상의 열거된 조건들 또는 값들"에 기초한" 프로세스, 단계, 계산, 또는 다른 액션이, 실제로는, 열거된 것들 이외의 추가적인 조건들 또는 값들에 기초할 수 있다는 점에서, 개방적이고 포괄적인 것으로 의도되어 있다. 본 명세서에 포함된 표제들, 리스트들, 및 번호 기재는 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐 제한하는 것으로 의도된 것은 아니다.

본 주제의 양태들에 따른 실시예들은, 디지털 또는 아날로그 전자 회로, 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 전술한 것들의 조합으로 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 컴퓨터는 프로세서 또는 프로세서들을 포함할 수 있다. 프로세서는 프로세서에 결합된 랜덤 액세스 메모리(RAM)와 같은 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하거나 그에 액세스할 수 있다. 프로세서는, 센서 샘플링 루틴, 선택 루틴들, 및 위에 설명된 방법들을 수행하기 위한 다른 루틴들을 포함하는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램을 실행하는 것과 같이, 메모리에 저장된 컴퓨터 실행가능 프로그램 명령어들을 실행한다.

그러한 프로세서들은 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA), 및 상태 머신들을 포함할 수 있다. 그러한 프로세서들은 PLC, 프로그래머블 인터럽트 제어기(PIC), 프로그래머블 로직 디바이스(PLD), 프로그램 가능한 판독 전용 메모리(PROM), 전자적으로 프로그램 가능한 판독 전용 메모리(EPROM 또는 EEPROM), 또는 다른 유사한 디바이스와 같은 프로그램 가능한 전자 디바이스를 추가로 포함할 수 있다.

그러한 프로세서들은 매체, 예를 들어, 프로세서에 의해 실행될 때, 프로세서로 하여금, 프로세서에 의해 수행되거나 도움을 받아 본 명세서에 설명된 단계들을 수행하게 할 수 있는 명령어들을 저장할 수 있는 유형의 컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수 있거나, 그와 통신할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체의 실시예들은 웹 서버 내의 프로세서와 같은 프로세서에 컴퓨터 판독가능 명령어들을 제공할 수 있는 모든 전자, 광학, 자기, 또는 다른 저장 디바이스들을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 매체의 다른 예들은, 플로피 디스크, CD-ROM, 자기 디스크, 메모리 칩, ROM, RAM, ASIC, 구성된 프로세서, 모든 광 매체, 모든 자기 테이프 또는 다른 자기 매체, 또는 컴퓨터 프로세서가 판독할 수 있는 임의의 다른 매체를 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 라우터, 사설 또는 공공 네트워크, 또는 다른 송신 디바이스와 같은 다양한 다른 디바이스들이 컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수 있다. 설명된 프로세서 및 처리는 하나 이상의 구조일 수 있고, 하나 이상의 구조를 통해 분산될 수 있다. 프로세서는 본 명세서에 설명된 방법들(또는 방법들의 부분들) 중 하나 이상을 수행하기 위한 코드를 포함할 수 있다.

본 주제는 그의 특정 실시예들에 관하여 상세히 설명되었지만, 본 기술분야의 통상의 기술자들은, 전술한 내용을 이해하게 되면, 그러한 실시예들의 변경들, 변형들, 및 균등물들을 쉽게 생성할 수 있음이 인정될 것이다. 따라서, 본 개시내용은 제한이라기보다는 오히려 예시의 목적으로 제시되었고, 본 기술분야의 통상의 기술자가 볼 때 즉시 명백할 본 주제에 대한 그러한 수정들, 변형들 및/또는 추가들을 포함하는 것을 배제하지 않는다는 것을 이해해야 한다.

Claims

시스템으로서,
구동 신호를 수신하고 물체를 움직여 햅틱 효과를 출력하도록 구성된 액추에이터;
상기 물체의 위치를 모니터링하고 제1 위치 신호를 출력하도록 구성된 제1 센서;
상기 물체의 위치를 모니터링하고 상기 제1 위치 신호와 상이한 제2 위치 신호를 출력하도록 구성된 제2 센서;
상기 제1 위치 신호 및 상기 제2 위치 신호를 수신하고 차분 신호를 출력하도록 구성된 회로; 및
상기 차분 신호를 수신하고 상기 차분 신호에 기초하여 상기 액추에이터에 제어 신호를 출력하도록 구성된 프로세서를 포함하는, 시스템.
제1항에 있어서, 상기 프로세서는 또한 원하는 햅틱 효과에 부분적으로 기초하여 상기 구동 신호를 결정하도록 구성된, 시스템.
제2항에 있어서, 상기 제어 신호는 상기 구동 신호에 대한 수정을 포함하는, 시스템.
제3항에 있어서, 상기 제어 신호는 상기 액추에이터를 느리게 하도록 구성된 신호 또는 상기 액추에이터가 가속되게 하도록 구성된 신호 중 하나를 포함하는, 시스템.
제4항에 있어서, 상기 제어 신호는 상기 구동 신호와 180도 위상 차이가 있는 신호를 포함하는, 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서는 광 센서들을 포함하는, 시스템.
제6항에 있어서, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서는 단일 광원과 연관되는, 시스템.
제7항에 있어서, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서는 상기 물체의 동일한 측 상에 위치되는, 시스템.
제8항에 있어서, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서는 상기 물체로부터 상이한 거리들에 위치되는, 시스템.
제9항에 있어서, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서는 상기 물체가 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서에 더 가까이 움직일 때 상기 제1 센서에 입사되는 반사된 광의 제1 원뿔이 강도가 증가하고 상기 제2 센서에 입사되는 반사된 광의 제2 원뿔이 강도가 감소하도록 위치되는, 시스템.
방법으로서,
물체에 결합되고 상기 물체를 움직여 햅틱 효과를 출력하도록 구성된 액추에이터에 구동 신호를 출력하는 단계;
상기 물체의 위치를 모니터링하도록 구성된 제1 센서로부터 제1 위치 신호를 수신하는 단계;
상기 물체의 위치를 모니터링하도록 구성된 제2 센서로부터 제2 위치 신호를 수신하는 단계 - 상기 제2 위치는 상기 제1 위치 신호와 상이함 -;
차분 신호를 출력하는 단계; 및
상기 차분 신호에 기초하여 상기 액추에이터에 대한 제어 신호를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
제11항에 있어서, 원하는 햅틱 효과에 부분적으로 기초하여 상기 구동 신호를 결정하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
제12항에 있어서, 상기 제어 신호는 상기 구동 신호에 대한 수정을 포함하는, 방법.
제13항에 있어서, 상기 제어 신호는 상기 액추에이터를 느리게 하도록 구성된 신호 또는 상기 액추에이터가 가속되게 하도록 구성된 신호 중 하나를 포함하는, 방법.
제14항에 있어서, 상기 제어 신호는 상기 구동 신호와 180도 위상 차이가 있는 신호를 포함하는, 방법.
제11항에 있어서, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서는 광 센서들을 포함하는, 방법.
제16항에 있어서, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서는 단일 광원과 연관되는, 방법.
제17항에 있어서, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서는 상기 물체로부터 상이한 거리들에 위치되는, 방법.
제18항에 있어서, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서는 상기 물체가 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서에 더 가까이 움직일 때 상기 제1 센서에 입사되는 반사된 광의 제1 원뿔이 강도가 증가하고 상기 제2 센서에 입사되는 반사된 광의 제2 원뿔이 강도가 감소하도록 위치되는, 방법.
프로그램 코드를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서, 상기 프로그램 코드는 프로세서에 의해 실행될 때 상기 프로세서로 하여금:
물체에 결합되고 상기 물체를 움직여 햅틱 효과를 출력하도록 구성된 액추에이터에 구동 신호를 출력하고;
차분 회로로부터 차분 신호를 수신하고 - 상기 차분 회로는:
상기 물체의 위치를 모니터링하도록 구성된 제1 센서로부터 제1 위치 신호를 수신하고;
상기 물체의 위치를 모니터링하도록 구성된 제2 센서로부터 제2 위치 신호를 수신하도록 구성되고, 상기 제2 위치 신호는 상기 제1 위치 신호와 상이함 -;
상기 차분 신호에 기초하여 상기 액추에이터에 제어 신호를 출력하게 하도록 구성되는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.