WO2011139093A2 - 촉각 발생을 위한 다중 액튜에이터 구동 제어장치 - Google Patents

촉각 발생을 위한 다중 액튜에이터 구동 제어장치 Download PDF

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WO2011139093A2
WO2011139093A2 PCT/KR2011/003340 KR2011003340W WO2011139093A2 WO 2011139093 A2 WO2011139093 A2 WO 2011139093A2 KR 2011003340 W KR2011003340 W KR 2011003340W WO 2011139093 A2 WO2011139093 A2 WO 2011139093A2
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driving
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배한얼
서준혁
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(주)이미지스테크놀로지
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    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors

Definitions

  • the actuator when the actuator is controlled to drive the tactile generation, two or more actuators having the same or different characteristics, such as driving time, driving strength, and driving response speed, are simultaneously driven, thereby failing to be felt in the conventional single actuator controller.
  • the present invention relates to a driving control method and apparatus that enables a user to feel a realistic touch, and is applied to a portable terminal and an electronic product using all actuators including a DC motor, an AC motor, and a piezo.
  • a specific event a button is pressed, a call is received, etc.
  • a user may add a haptic function to create various rhythms in the existing simple vibration, bell, and LED lighting methods.
  • Haptic phones such as those that sense this, have been released and are gaining popularity.
  • the present applicant has been registered in Korean Patent No. 891145 by proposing a technology for improving the performance of the main processor by reducing the load of the main processor by directly generating various tactile rhythms without additional control of the main processor. .
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an effect generator using a vibration motor according to the registered patent, the main processor 10, the effect generator 40, the D / A converter 50, the vibration motor drive control unit ( 60) and the vibration motor 70 is configured.
  • the main processor 10 transmits an event generation signal to the effect generator 40 when an event occurs in order to generate an effect (tactile rhythm of the vibration motor), and the effect generator 40 extracts and analyzes the prestored effect data. Outputs the effect digital data corresponding to the created effect data.
  • the effect generator 40 is connected to a clock generator 30 that applies an external clock and operates in synchronization with the external clock.
  • the effect generator 40 analyzes the parameter information included in the effect data and the effect data storage unit 41, which stores the effect data including parameter information necessary for generating the tactile rhythm, that is, effect generation, in detail.
  • the D / A converter 50 converts the effect digital data output from the state machine 42 into an analog signal and applies it to the vibration motor drive control unit 60, and the vibration motor drive control unit 60 converts the analog signal into an effect signal. And outputs a motor driving signal corresponding thereto, and the vibration motor 70 is driven by the motor driving signal to generate a tactile rhythm corresponding to the effect data.
  • the registered patent is limited to the realism or realism of the provided tactile sensation because only a single vibration motor is driven as an actuator and generates an effect by controlling only a driving time, a driving direction, and a driving intensity when the vibration motor is driven.
  • an object of the present invention is to provide a characteristic of a single actuator by adding a variable frequency item to a parameter required for controlling the actuator drive without fixing DC or a specific frequency when controlling each actuator. It is possible to take advantage of the change, and by simultaneously driving multiple actuators to combine a number of characteristics to implement a single touch to make the user feel a wider, more diverse, and improved than conventional driving devices.
  • Another object of the present invention is to reduce the CPU burden by implementing a drive waveform generator for generating a pattern in consideration of the drive characteristics of various actuators by using the parameters required for driving control, and to realize a realistic sensation according to quick feedback. This makes it easier and faster to drive actuators and develop systems than traditional driving methods.
  • the interface unit for receiving an event generation signal from the main processor, the tactile generation It stores the effect parameter groups in which the effect parameters necessary for effect generation are recorded, including the actuator type information for each channel and the driving frequency information for each actuator type.
  • the effect parameter group of one of the effect parameter groups stored when the event occurrence signal is received
  • a parameter storage unit for selecting and outputting an effect parameter analysis unit analyzing an effect parameter of an effect parameter group received from the parameter storage unit, and a channel-specific actuator analyzed by the effect parameter analysis unit
  • Multiple actuators for tactile generation characterized in that it comprises a drive waveform generator for generating a drive waveform corresponding to each channel according to the type and drive frequency information and an actuator driver for driving the actuator for each channel according to the drive waveform
  • a drive control device is provided.
  • the parameter storage unit selects and outputs an effect parameter group storage unit for storing effect parameter groups in which effect parameters necessary for generating an effect and one effect parameter group selected from the stored effect parameter groups when the event occurrence signal is received.
  • the parameter selection unit may receive an effect parameter group selection signal through an interface unit, and extract and output an effect parameter group corresponding to the received effect parameter group selection signal.
  • each of the effect parameter groups includes main frequency information for each channel, variable frequency information for each channel, actuator type information for each channel, basic waveform information for each channel, and actuator response speed for each channel, and further, actuator response for each channel. More preferably, it further includes intensity information and channel-specific actuator operating mode information.
  • the driving waveform generator may further include a basic waveform storage unit for storing basic waveforms for driving each type of actuator, modulating the basic waveforms according to actuator type and driving frequency information for each channel analyzed by the effect parameter analyzer.
  • the controller may further include a main controller for generating a driving waveform for each channel and a channel controller for outputting the generated driving waveform for each channel for each channel.
  • the built-in drive waveform generator that generates patterns in consideration of drive characteristics by various actuators using drive control parameters reduces CPU burden and enables fast tactile response, and also enables users to easily drive actuators and develop systems. It has an effect.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an effect generator using a vibration motor according to the prior art.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a multi-actuator drive control apparatus for generating tactile sensations according to the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an internal configuration of a parameter storage unit.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an internal configuration of a drive waveform generation unit.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a multi-actuator drive control apparatus for generating tactile sensations according to the present invention
  • FIG. 3 is a block diagram showing the internal configuration of the parameter storage unit
  • FIG. 4 is a diagram showing the internal configuration of the drive waveform generation unit. It is a block diagram.
  • the multi-actuator drive control apparatus for generating tactile sensations includes an interface unit 2, a parameter storage unit 3, an effect parameter analyzer 4, and a drive waveform generator 5. And a D / A converter 6 and an actuator driver 7.
  • the interface unit 2 provides an interface between the main processor 1 and the multi-actuator driving control device.
  • the interface unit 2 receives the event generation signal including the effect parameter group selection information from the main processor 1 and stores the parameter storage unit 3. To send.
  • the parameter storage unit 3 stores effect parameter groups in which effect parameters necessary for tactile generation, that is, effect generation, are recorded, and selects and outputs one effect parameter group among the stored effect parameter groups when the event generation signal is received.
  • the parameter storage unit 3 stores an effect parameter group storage unit 100 that stores effect parameter groups in which effect parameters necessary for generating an effect are recorded, and one of effect parameter groups stored when an event occurrence signal is received.
  • the parameter selector 110 selects and outputs an effect parameter group. In addition to selectively outputting one or more of the stored effect parameter groups, the effect selector 110 may output the stored effect parameter groups in order.
  • effect parameter group may include approximately 16 parameters as shown in Table 1 below, and the meaning of each parameter is shown in Table 1 below.
  • a faster frequency gives a lighter feeling
  • a slower one gives a heavy feeling
  • a mixed or variable frequency gives a mixed feeling
  • the piezoelectric element represents a sine wave
  • the vibration motor represents square wave or DC voltage
  • the response speed and the reaction operation intensity are different for each actuator when the driving waveform is applied, it is preferable to vary the driving waveform according to the parameter value.
  • the piezoelectric element reacts immediately when the driving waveform is applied, whereas in the case of the vibration motor, a delay time occurs until the reaction after the driving waveform is applied. It is preferable to synchronize the period of driving the oscillating motor or to appropriately adjust the amplitude of the waveform according to the reaction operation intensity.
  • the effect parameter analyzer 4 analyzes the effect parameters of the effect parameter group received from the parameter storage and transmits the effect parameters to the driving waveform generator 5.
  • the drive waveform generator 5 generates a drive waveform corresponding to each channel according to the result analyzed by the effect parameter analyzer.
  • the driving waveform generator 5 includes a timer 120, a basic waveform storage 130, a main controller 140, and a channel controller 150.
  • the timer unit 120 applies an interrupt to the main controller 140 at regular intervals so that the effect driving waveform is generated at each interrupt interval.
  • the basic waveform storage unit 130 stores basic waveforms for generating an effect pattern, and stores basic waveforms such as DC voltage, sine wave, square wave, ladder wave, and processed square wave.
  • the piezoelectric element is a sine wave
  • the vibration motor is a square wave or a DC voltage, and the like information about the basic driving waveforms suitable for each type of actuator.
  • the main controller 140 generates an effect driving waveform according to the effect parameter value received from the parameter analyzer 4 and generates a corresponding basic waveform from the basic waveform storage unit 130 based on driving basic waveform information for each channel. After extraction, the basic waveform is modulated according to the remaining parameter information to generate a specific effect driving waveform.
  • the main controller 140 receives the analysis result of the number of effect parameter groups as many as the number of channels from the parameter analyzer 4, generates an effect driving waveform corresponding to the number of channels according to the parameter value in each effect parameter group, and then generates the result.
  • the effect driving waveform is transmitted to the channel controller 150 together with the channel information.
  • the channel controller 150 When the channel controller 150 receives the channel information and the effect driving waveform from the main controller 140, the channel controller 150 outputs an effect driving waveform corresponding to each channel.
  • the D / A converter 6 is provided for each channel to convert the effect driving waveform of the digital format output from the channel controller 150 into an analog signal, and the actuator driver 7 according to the converted analog drive waveform. Drive the actuator for each channel.
  • the main processor 1 transmits an event generation signal through the interface unit 2.
  • the main processor 1 may transmit a selection signal for selecting an effect pattern.
  • the parameter storage unit 3 When the event generation signal is received from the main processor 1, the parameter storage unit 3 selectively outputs an effect parameter group corresponding to the effect pattern selection signal. When the effect pattern selection signal is not received from the main processor 1, the stored effect parameter groups are output in order.
  • the number of output effect parameter groups may be the same as the number of actuators, or when there are a plurality of actuators of the same type, may be equal to the number of actuator types.
  • the effect parameter analyzer 4 analyzes the parameters in the output effect parameter group and provides them to the drive waveform generator 5.
  • the drive waveform generator 5 analyzes the parameter values and modulates a basic waveform suitable for the actuator. It outputs for each channel to drive the actuator 8 for each channel.
  • the actuator 8 for each channel is driven at a basic waveform, main frequency, and period suitable for each actuator 8, and the driving frequency is varied, thereby making it more diverse and realistic. To provide tactile sensation.
  • main processor 2 interface unit
  • drive waveform generator 6 D / A converter

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Abstract

본 발명은 촉각 발생을 위한 다중 액튜에이터 구동 제어장치에 관한 것으로서, 메인 프로세서로부터 이벤트 발생 신호를 수신하는 인터페이스부, 촉각 발생을 위한 것으로서 채널별 액튜에이터 유형 정보와 액튜에이터 유형별 구동 주파수 정보를 포함하여 이펙트 발생에 필요한 이펙트 파라미터가 기록된 이펙트 파라미터 그룹들을 저장하고, 상기 이벤트 발생 신호 수신 시 저장된 이펙트 파라미터 그룹들 중 하나의 이펙트 파라미터 그룹을 선택하여 출력하는 파라미터 저장부, 상기 파라미터 저장부로부터 수신되는 이펙트 파라미터 그룹의 이펙트 파라미터를 분석하는 이펙트 파라미터 분석부, 상기 이펙트 파라미터 분석부에서 분석된 채널별 액튜에이터 유형 및 구동 주파수 정보에 따라 각 채널별로 그에 상응하는 구동 파형을 생성하는 구동 파형 생성부 및 상기 구동 파형에 따라 각 채널별 액튜에이터를 구동하는 액튜에이터 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기와 같은 본 발명에 따르면, 단일 액추에이터를 구동할 때 고정된 주파수에 제어 파라미터로 구동 시간, 구동 세기, 구동 방향을 사용하는데, 주파수를 고정하지 않고 제어 파라미터에 추가하여 액추에이터를 제어함으로써 새로운 촉각 구현이 가능한 효과가 있다.

Description

촉각 발생을 위한 다중 액튜에이터 구동 제어장치
본 발명은 촉각 발생을 위해 액튜에이터를 구동 제어할 때, 구동 시간, 구동 세기 및 구동 응답 속도 등의 특성이 서로 동일하거나 서로 다른 두 개 이상의 액튜에이터를 동시에 구동함으로써 종래 단일 액튜에이터 제어 장치에서 느낄 수 없었던 다양하고, 현실감 있는 촉감을 사용자가 느낄 수 있게 하는 구동 제어 방법 및 장치에 관한 것으로 DC 모터, AC 모터 및 피에조를 포함한 모든 액튜에이터를 사용하는 휴대 단말기 및 전자 제품에 적용된다.
최근 휴대 단말기 등에 특정 이벤트(버튼이 눌러진 경우, 전화가 걸려온 경우 등)가 발생한 경우 기존의 단순한 진동, 벨, LED 점등 등의 방식에 다양한 리듬을 만들기 위한 햅틱(Haptic) 기능을 부가하여 사용자에게 감각적으로 이를 알려주는 햅틱폰 등이 출시되어 인기를 끌고 있다.
본 출원인은 메인 프로세서의 별도의 제어 없이 다양한 촉각리듬을 직접 만들어 낼 수 있도록 함으로써 메인 프로세서의 부하를 감소시켜 메인 프로세서의 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 기술을 제안하여 특허등록 제891145호로 등록받은 바가 있다.
도 1은 상기 등록특허에 따른 진동모터를 이용한 이펙트 발생장치의 구성을 도시한 블록도로서, 메인 프로세서(10), 이펙트 발생기(40), D/A 변환부(50), 진동모터 구동 제어부(60) 및 진동모터(70)를 포함하여 구성된다.
메인 프로세서(10)는 이펙트(진동모터의 촉각리듬) 발생을 위해 이벤트 발생 시 이벤트 발생 신호를 이펙트 발생기(40)로 전송하면, 이펙트 발생기(40)가 미리 저장된 이펙트 데이터를 추출 및 분석하고, 분석된 이펙트 데이터에 상응하는 이펙트 디지털 데이터를 출력한다. 이펙트 발생기(40)는 외부 클럭을 인가하는 클럭 발생기(30)에 연결되어 외부 클럭에 동기되어 동작한다.
이펙트 발생기(40)는 세부적으로 촉각리듬 생성 즉, 이펙트 발생에 필요한 파라미터 정보들을 포함하는 이펙트 데이터를 저장하는 이펙트 데이터 저장부(41), 이펙트 데이터에 포함된 파라미터 정보들을 분석하여 그에 상응하는 이펙트 디지털 데이터를 출력하는 스테이트 머신(42) 및 일정 시간 간격으로 인터럽트를 스테이트 머신(42)으로 인가하여 인터럽트 간격마다 이펙트 디지털 데이터가 출력되도록 하는 타이머부(43)를 포함하여 구성된다.
D/A 변환부(50)는 스테이트 머신(42)으로부터 출력되는 이펙트 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 진동모터 구동 제어부(60)로 인가하고, 진동모터 구동 제어부(60)는 아날로그 변환된 이펙트 신호를 수신하고, 그에 상응하는 모터 구동 신호를 출력하며, 진동모터(70)는 상기 모터 구동신호에 의해 구동되어 이펙트 데이터에 상응하는 촉각리듬을 발생시킨다.
그러나, 상기 등록특허는 액튜에이터로서 단일 진동모터만이 구동되고, 진동모터 구동 시 구동시간, 구동 방향과 구동 세기만을 제어하여 이펙트를 발생시키므로 제공되는 촉각의 현실감이나 현장감이 제한적인 한계가 있었다.
특히, 단일 유형의 액튜에이터 사용으로 인해 기기 전체가 진동하므로 제한된 촉각만을 제공하는 한계가 있다.
본 발명의 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 각 액튜에이터를 제어할 때 DC나 특정 주파수로 고정시키지 않고, 가변주파수 항목을 액튜에이터 구동 제어 시 필요한 파라미터에 추가함으로써 단일 액튜에이터의 특성 변화를 이용할 수 있고, 다중 액튜에이터를 동시에 구동함으로써 여러 특성이 결합되어 하나의 촉감으로 구현하여 종래 구동 장치보다 광범위하고 다양하며, 향상된 촉감을 사용자가 느낄 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 구동 제어 시 필요한 파라미터를 이용하여 여러 액튜에이터 별 구동 특성을 고려한 패턴을 생성시키는 구동 파형 생성부를 추가함으로써 CPU 부담을 줄이고, 빠른 피드백에 따른 현실감 있는 촉감을 구현할 수 있으며, 사용자가 기존 구동방법보다 쉽고 빠르게 액튜에이터를 구동하고 시스템을 개발할 수 있도록 하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 다중 액튜에이터 구동을 위해 각 액튜에이터별로 채널이 설정된 다중 액튜에이터 구동 제어장치에 있어서, 메인 프로세서로부터 이벤트 발생 신호를 수신하는 인터페이스부, 촉각 발생을 위한 것으로서 채널별 액튜에이터 유형 정보와 액튜에이터 유형별 구동 주파수 정보를 포함하여 이펙트 발생에 필요한 이펙트 파라미터가 기록된 이펙트 파라미터 그룹들을 저장하고, 상기 이벤트 발생 신호 수신 시 저장된 이펙트 파라미터 그룹들 중 하나의 이펙트 파라미터 그룹을 선택하여 출력하는 파라미터 저장부, 상기 파라미터 저장부로부터 수신되는 이펙트 파라미터 그룹의 이펙트 파라미터를 분석하는 이펙트 파라미터 분석부, 상기 이펙트 파라미터 분석부에서 분석된 채널별 액튜에이터 유형 및 구동 주파수 정보에 따라 각 채널별로 그에 상응하는 구동 파형을 생성하는 구동 파형 생성부 및 상기 구동 파형에 따라 각 채널별 액튜에이터를 구동하는 액튜에이터 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 발생을 위한 다중 액튜에이터 구동 제어장치가 제공된다.
여기서, 상기 파라미터 저장부는 이펙트 발생에 필요한 이펙트 파라미터가 기록된 이펙트 파라미터 그룹들을 저장하는 이펙트 파라미터 그룹 저장부 및 상기 이벤트 발생 신호 수신 시 저장된 이펙트 파라미터 그룹들 중 하나의 이펙트 파라미터 그룹을 선택하여 출력하는 파라미터 선택부를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 파라미터 선택부는 인터페이스부를 통해 이펙트 파라미터 그룹 선택 신호를 수신하고, 상기 수신된 이펙트 파라미터 그룹 선택 신호에 상응하는 이펙트 파라미터 그룹을 추출하여 출력할 수 있다.
여기서, 상기 각 이펙트 파라미터 그룹은 채널별 메인 주파수 정보, 채널별 가변 주파수 정보, 채널별 액튜에이터 유형 정보, 채널별 구동 기본 파형 정보 및 채널별 액튜에이터 반응 속도 정보를 포함하고, 더 나아가 채널별 액튜에이터 반응 동작 세기 정보 및 채널별 액튜에이터 동작 모드 정보를 더 포함하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 구동파형 생성부는 각 유형의 액튜에이터를 구동하기 위한 기본 파형을 저장하는 기본 파형 저장부, 상기 이펙트 파라미터 분석부에서 분석된 채널별 액튜에이터 유형 및 구동 주파수 정보에 따라 상기 기본 파형을 변조하여 각 채널별로 구동파형을 생성하는 메인 제어부 및 상기 생성된 각 채널별 구동파형을 해당 채널별로 출력하는 채널 제어부를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 단일 액추에이터를 구동할 때 고정된 주파수에 제어 파라미터로 구동 시간, 구동 세기, 구동 방향을 사용하는데, 주파수를 고정하지 않고 제어 파라미터에 추가하여 액추에이터를 제어함으로써 새로운 촉각 구현이 가능한 효과가 있다.
또한, 물리적 공정기술이 따른 구동 특성이 다른 액추에이터들, 예를 들면 DC 모터와 AC 모터, AC 모터와 피에조 등을 동시 구동하여 상기에 언급한 주파수에 따른 새로운 촉각에 1차원을 더한 시너지 효과로 종래에 느낄 수 없었던 다양하고 현실감이 존재하는 느낌의 촉각을 구현할 수 있다.
또한, 구동 제어 파라미터를 사용하여 여러 액추에이터 별 구동 특성을 고려한 패턴을 생성시키는 구동 파형 생성부를 내장함으로써 CPU 부담을 줄이고 빠른 촉각 응답을 구현할 수 있으며, 또한, 사용자가 쉽게 액추에이터를 구동하고 시스템을 개발할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 진동모터를 이용한 이펙트 발생장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 촉각 발생을 위한 다중 액튜에이터 구동 제어장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 파라미터 저장부의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 구동 파형 생성부의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 촉각 발생을 위한 다중 액튜에이터 구동 제어장치의 구성을 도시한 블록도, 도 3은 파라미터 저장부의 내부 구성을 도시한 블록도, 도 4는 구동 파형 생성부의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 촉각 발생을 위한 다중 액튜에이터 구동 제어장치는 인터페이스부(2), 파라미터 저장부(3), 이펙트 파라미터 분석부(4), 구동 파형 생성부(5), D/A 변환부(6), 액튜에이터 구동부(7)를 포함하여 구성된다.
인터페이스부(2)는 메인 프로세서(1)와 다중 액튜에이터 구동 제어장치 간의 인터페이스를 제공하는 것으로서, 메인 프로세서(1)로부터 이펙트 파라미터 그룹 선택 정보를 포함하는 이벤트 발생 신호를 수신하여 파라미터 저장부(3)로 전송한다.
파라미터 저장부(3)는 촉각 발생 즉, 이펙트 발생에 필요한 이펙트 파라미터가 기록된 이펙트 파라미터 그룹들을 저장하고, 상기 이벤트 발생 신호 수신 시 저장된 이펙트 파라미터 그룹들 중 하나의 이펙트 파라미터 그룹을 선택하여 출력한다.
도 3을 참조하면, 파라미터 저장부(3)는 이펙트 발생에 필요한 이펙트 파라미터가 기록된 이펙트 파라미터 그룹들을 저장하는 이펙트 파라미터 그룹 저장부(100)와 이벤트 발생 신호 수신 시 저장된 이펙트 파라미터 그룹들 중 하나의 이펙트 파라미터 그룹을 선택하여 출력하는 파라미터 선택부(110)로 구성된다. 이펙트 선택부(110)는 저장된 이펙트 파라미터 그룹 중 하나 이상을 선택적으로 출력하는 방식 외에 저장된 이펙트 파라미터 그룹이 순서대로 출력되도록 하는 것도 가능하다.
여기서, 이펙트 파라미터 그룹은 하기 표 1과 같이 대략 16가지의 파라미터를 포함할 수 있으며, 각 파라미터의 의미는 표 1에 나타나 있다.
*표 1을 참조하면, 본 발명에서는 종래 기술에서 사용되지 않은 새로운 파라미터들, 즉, 채널별 메인 주파수 정보, 채널별 가변 주파수 정보, 채널별 액튜에이터 유형 정보, 채널별 구동 기본 파형 정보 및 채널별 액튜에이터 반응 속도 정보, 채널별 액튜에이터 반응 동작 세기 정보 및 채널별 액튜에이터 동작 모드 정보 등을 추가하여 단일 액튜에이터내에서의 주파수 가변에 의한 진동 특성 변화를 이용함과 아울러, 다중 액튜에이터를 동시에 구동에 따라 여러 진동 특성이 결합된 하나의 촉감을 구현하여 광범위하고 다양하며, 향상된 촉감을 사용자에게 제공할 수 있는 것이 특징이다.
표 1
Figure PCTKR2011003340-appb-T000001
예를 들어, 주파수를 빠르게 하는 경우 가벼운 느낌을 주고, 느린 주파수는 무거운 느낌을 주며, 혼합된 주파수 또는 가변 주파수는 혼합된 느낌을 주게 된다.
채널별 기본 구동 파형의 경우 압전소자는 정현파, 진동모터는 구형파 또는 DC 전압 등으로 각 액튜에이터의 유형에 적합한 기본 구동파형들에 대한 정보를 나타낸다.
또한, 액튜에이터마다 구동 파형 인가시 반응 속도와 반응 동작 세기가 상이하므로 이러한 파라미터값에 따라 구동 파형을 가변시키는 것이 바람직하다. 예를 들어 진동모터와 압전소자를 같이 구동하는 경우 압전소자는 구동 파형 인가시 바로 반응하는데 반해, 진동모터의 경우 구동 파형 인가후 반응시까지 다소 지연시간이 발생하므로 압전 소자의 구동 파형에서 압전소자를 구동하는 주기를 진동 모터에 동기되도록 하거나 반응 동작 세기에 따라 파형의 진폭을 적절하게 조절하는 것이 바람직하다.
이펙트 파라미터 분석부(4)는 파라미터 저장부로부터 수신되는 이펙트 파라미터 그룹의 이펙트 파라미터를 분석하여 구동 파형 생성부(5)로 전송한다.
구동 파형 생성부(5)는 이펙트 파라미터 분석부에서 분석된 결과에 따라 각 채널별로 그에 상응하는 구동 파형을 생성하는 것이다.
도 4를 참조하면, 구동 파형 생성부(5)는 타이머부(120), 기본 파형 저장부(130), 메인 제어부(140) 및 채널 제어부(150)를 포함하여 구성된다.
타이머부(120)는 일정 간격마다 인터럽트를 메인 제어부(140)로 인가하여 인터럽트 간격마다 이펙트 구동 파형이 생성되도록 하는 것이다.
기본 파형 저장부(130)는 이펙트 패턴을 생성하기 위한 기본 파형을 저장하는 것으로서, DC 전압, 정현파, 구형파, 사다리파, 가공된 구형파 등의 기본 파형을 저장하고 있다. 압전소자는 정현파, 진동모터는 구형파 또는 DC 전압 등으로 각 액튜에이터의 유형에 적합한 기본 구동파형들에 대한 정보를 나타낸다.
메인 제어부(140)는 파라미터 분석부(4)로부터 수신된 이펙트 파라미터값에 따라 이펙트 구동 파형을 생성하는 것으로서, 채널별 구동 기본 파형정보에 기초하여 기본 파형 저장부(130)로부터 해당하는 기본 파형을 추출한 후, 나머지 파라미터 정보에 따라 기본 파형을 변조하여 특정 이펙트 구동 파형을 생성하게 된다. 메인 제어부(140)는 파라미터 분석부(4)로부터 채널 수만큼의 이펙트 파라미터 그룹의 분석 결과를 수신하고, 각 이펙트 파라미터 그룹 내의 파라미터값에 따라 채널 수에 상응하는 이펙트 구동 파형을 생성한 후, 생성된 이펙트 구동 파형을 채널 정보와 함께 채널 제어부(150)로 전송한다.
채널 제어부(150)는 메인 제어부(140)로부터 채널 정보 및 이펙트 구동 파형을 수신하면, 채널별로 해당하는 이펙트 구동 파형을 출력한다.
D/A 변환부(6)는 채널별로 구비되어, 채널 제어부(150)에서 출력된 디지털 포맷의 이펙트 구동 파형을 아날로그 신호로 변환하고, 액튜에이터 구동부(7)는 변환된 아날로그 형태의 구동 파형에 따라 각 채널별 액튜에이터를 구동한다.
이하에서는 도 2 ~ 4를 참조하여 다중 액튜에이터 구동 제어장치의 동작을 설명한다.
촉각 제공을 위한 이벤트가 발생한 경우(사용자가 터치 스크린을 접촉한 경우, 전화가 걸려온 경우 등), 메인 프로세서(1)는 이벤트 발생 신호를 인터페이스부(2)를 통해 전송한다. 이때, 메인 프로세서(1)는 이펙트 패턴 선택을 위한 선택 신호를 같이 전송할 수 있다.
메인 프로세서(1)로부터 이벤트 발생 신호가 수신되면, 파라미터 저장부(3)는 이펙트 패턴 선택 신호에 상응하는 이펙트 파라미터 그룹을 선택적으로 출력하게 된다. 메인 프로세서(1)로부터 이펙트 패턴 선택 신호가 수신되지 않는 경우에는 저장된 이펙트 파라미터 그룹이 순서대로 출력되도록 한다. 이때, 출력되는 이펙트 파라미터 그룹의 개수는 액튜에이터의 개수와 동일할 수도 있고, 동일 유형의 액튜에이터가 복수 개 존재하는 경우에는 액튜에이터 유형의 개수와 같을 수도 있다.
이펙트 파라미터 분석부(4)는 출력된 이펙트 파라미터 그룹 내의 파라미터 들을 분석하여 구동 파형 생성부(5)로 제공하고, 구동 파형 생성부(5)는 파라미터값들을 분석하여 액튜에이터에 맞는 기본 파형을 변조하여 각 채널별로 출력하여 각 채널별 액튜에이터(8)를 구동하게 된다.
상술한 바와 같이, 액튜에이터(8)의 구동에 있어 각 액튜에이터(8)에 따라 적합한 기본파형, 메인 주파수, 주기로 각 채널별 액튜에이터(8)를 구동함과 아울러 구동 주파수를 가변시킴으로써 보다 다양하고 현실감 있는 촉각을 제공할 수 있게 된다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
1 : 메인 프로세서 2 : 인터페이스부
3 : 파라미터 저장부 4 : 이펙트 파라미터 분석부
5 : 구동 파형 생성부 6 : D/A 변환부
7 : 액튜에이터 구동부 8 : 액튜에이터
100 : 이펙트 파라미터 그룹 저장부
110 : 이펙트 파라미터 선택부
120 : 타이머부 130 : 기본 파형 저장부
140 : 메인 제어부 150 : 채널 제어부

Claims (6)

  1. 다중 액튜에이터 구동을 위해 각 액튜에이터별로 채널이 설정된 다중 액튜에이터 구동 제어장치에 있어서,
    메인 프로세서로부터 이벤트 발생 신호를 수신하는 인터페이스부;
    촉각 발생을 위한 것으로서 채널별 액튜에이터 유형 정보와 액튜에이터 유형별 구동 주파수 정보를 포함하여 이펙트 발생에 필요한 이펙트 파라미터가 기록된 이펙트 파라미터 그룹들을 저장하고, 상기 이벤트 발생 신호 수신 시 저장된 이펙트 파라미터 그룹들 중 하나의 이펙트 파라미터 그룹을 선택하여 출력하는 파라미터 저장부;
    상기 파라미터 저장부로부터 수신되는 이펙트 파라미터 그룹의 이펙트 파라미터를 분석하는 이펙트 파라미터 분석부;
    상기 이펙트 파라미터 분석부에서 분석된 채널별 액튜에이터 유형 및 구동 주파수 정보에 따라 각 채널별로 그에 상응하는 구동 파형을 생성하는 구동 파형 생성부; 및
    상기 구동 파형에 따라 각 채널별 액튜에이터를 구동하는 액튜에이터 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 발생을 위한 다중 액튜에이터 구동 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 파라미터 저장부는
    이펙트 발생에 필요한 이펙트 파라미터가 기록된 이펙트 파라미터 그룹들을 저장하는 이펙트 파라미터 그룹 저장부; 및
    상기 이벤트 발생 신호 수신 시 저장된 이펙트 파라미터 그룹들 중 하나 이상의 이펙트 파라미터 그룹을 선택적 또는 순차적으로 출력하는 파라미터 선택부를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 발생을 위한 다중 액튜에이터 구동 제어장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 파라미터 선택부는 인터페이스부를 통해 이펙트 파라미터 그룹 선택 신호를 수신하고, 상기 수신된 이펙트 파라미터 그룹 선택 신호에 상응하는 이펙트 파라미터 그룹을 추출하여 출력하는 것을 특징으로 하는 촉각 발생을 위한 다중 액튜에이터 구동 제어장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 각 이펙트 파라미터 그룹은
    채널별 메인 주파수 정보, 채널별 가변 주파수 정보, 채널별 액튜에이터 유형 정보, 채널별 구동 기본 파형 정보 및 채널별 액튜에이터 반응 속도 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 발생을 위한 다중 액튜에이터 구동 제어장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 각 이펙트 파라미터 그룹은
    채널별 액튜에이터 반응 동작 세기 정보 및 채널별 액튜에이터 동작 모드 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 발생을 위한 다중 액튜에이터 구동 제어장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동파형 생성부는
    각 유형의 액튜에이터를 구동하기 위한 기본 파형을 저장하는 기본 파형 저장부;
    상기 이펙트 파라미터 분석부에서 분석된 채널별 액튜에이터 유형 및 구동 주파수 정보에 따라 상기 기본 파형을 변조하여 각 채널별로 구동파형을 생성하는 메인 제어부; 및
    상기 생성된 각 채널별 구동파형을 해당 채널별로 출력하는 채널 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 발생을 위한 다중 액튜에이터 구동 제어장치.
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