WO2020226233A1 - 햅틱 휠을 이용한 vr 또는 게임 컨트롤러 및 그 제어 방법, 이를 구비한 vr 시스템 - Google Patents

햅틱 휠을 이용한 vr 또는 게임 컨트롤러 및 그 제어 방법, 이를 구비한 vr 시스템 Download PDF

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WO2020226233A1
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fluid
haptic wheel
wheel
actuator
game
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PCT/KR2019/011091
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최형회
윤인호
허용해
김상연
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한국기술교육대학교 산학협력단
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Definitions

  • the present invention relates to a VR or game controller using a haptic wheel, a method for controlling the same, and a VR system having the same, and more specifically, to allow a user to feel a sense of rotation in a VR controller housing that forms the appearance of the VR or game controller.
  • a virtual reality, graphic environment, or game environment by including a control unit that controls the operation of an actuator based on MR fluid or ER fluid so that the user can feel the rotational sensation of the haptic wheel.
  • the present invention relates to a VR or game controller using a haptic wheel that enables a user to realistically feel a rotational sensation according to the execution of a base service with a rotational sensation of various speeds, a control method thereof, and a VR system having the same.
  • haptic technology that delivers touch and power.
  • This haptics is one of the research fields for delivering information to users through tactile sensation. Most of the information is transmitted through sight or hearing.
  • research on haptics is rapidly being conducted due to the increasing user's need for other sensory information as the computer interface or virtual environment develops.
  • vibration is transmitted by driving a vibration motor with audio-visual information generated from the electronic device using a vibration motor.
  • haptic technology can be widely applied in various fields such as game simulators, medical simulators, aircraft simulators, and vehicle simulators.
  • Such digital devices include devices with emphasis on convenience such as smart phones, mobile phones, PDAs, PMPs, digital cameras, portable game consoles, MP3 players, and smart TVs.
  • Various wearable devices are being developed according to the trend of lightening and miniaturization of digital devices.
  • Smart glasses or head-mounted displays which are types of wearable devices currently in use, refer to devices that users can wear on their heads and receive multimedia contents.
  • the smart glasses or head-mounted display is worn on the user's body and can provide images to the user in various environments as the user moves, and a virtual reality-based service becomes possible.
  • a conventional VR controller for providing a VR-based service is used to execute and manipulate a virtual reality service provided through a display device, a smart glass or a head-mounted display that provides an image on which a virtual reality-based service is executed. have.
  • the present invention has been proposed to solve the above-described problems of the previously proposed methods, and a haptic wheel in which some wheels are exposed so that a user can feel a sense of rotation in a VR controller housing that forms the exterior of a VR or game controller.
  • Magnetic rheological fluid (MR fluid) based or driven according to an event driving signal according to the execution of a virtual reality or graphic environment or game environment-based service so that the user can feel a sense of rotation through the haptic wheel by being connected to one end of the haptic wheel
  • An ER fluid-based actuator, an encoder that is fastened to the other end of the haptic wheel to sense the rotation of the haptic wheel, and a virtual reality, graphic environment, or game environment-based service allows the user to sense the rotation of the haptic wheel.
  • control unit that controls the operation of an actuator based on MR fluid or ER fluid so that you can feel it, it provides a sense of rotation according to the execution of services based on virtual reality, graphic environment, or game environment. It is an object of the present invention to provide a VR or game controller using a haptic wheel, a control method thereof, and a VR system having the same, allowing a user to feel realistically with a sense of rotation of various speeds.
  • an actuator based on a magnetorheological fluid (MR fluid) or an actuator based on an electrorheological fluid (ER fluid) coupled with a haptic wheel partially exposed to a VR controller housing that can be held by a user is a driving control signal of the controller.
  • MR fluid magnetorheological fluid
  • ER fluid electrorheological fluid
  • the user can experience the rotational sensation of each situation in a virtual reality, graphic environment, or game environment-based service execution in a more realistic sense of vibration.
  • Another object of the present invention is to provide a VR or game controller using a haptic wheel, a method of controlling the same, and a VR system having the same.
  • the present invention provides a haptic for each situation according to the execution of a virtual reality or graphic environment or game environment-based service through a VR or game controller in a rotational sense, so that the user can perform a virtual reality or graphic environment or a game environment-based service.
  • a VR or game controller using a haptic wheel and a control method thereof, which enables the haptic performance of the rotation sensation of the user's sensation to be further improved, and a method of controlling the same.
  • Another purpose is to provide a VR system.
  • a haptic wheel installed in a VR controller housing that forms the exterior of a VR or game controller, wherein some of the wheels are exposed so that a user can feel a sense of rotation in the VR controller housing;
  • MR fluid which is connected to one end of the haptic wheel and is driven according to an event driving signal according to the execution of a virtual reality, graphic environment, or game environment-based service so that the user can feel a sense of rotation through the haptic wheel Or an ER fluid-based actuator;
  • a control unit that controls the operation of an actuator based on the MR fluid or ER fluid so that the user can feel the rotational sensation of the haptic wheel according to the execution of a virtual reality, graphic environment, or game environment based service It is characterized in its configuration to include.
  • the VR controller housing Preferably, the VR controller housing,
  • a rotational sensation can be transmitted by driving the MR fluid-based or ER fluid-based actuator in a state in which the user is in contact with the haptic wheel partially exposed while being held by hand. It can be configured in the form of a motion remote control having a handle shape.
  • the haptic wheel Preferably, the haptic wheel,
  • the wheel body It is installed in the VR controller housing, and some wheels are exposed and rotated so that the rotation sensation is transmitted to the user's hand, but one surface of the wheel body includes the actuator based on the MR fluid or the ER fluid. It may be formed of a plastic material that forms a shaft ball to which the shaft is coupled, and forms a wheel shaft that is inserted and coupled to the encoder on the other surface of the wheel body.
  • the magnetorheological fluid (MR fluid)-based or electrorheological fluid (ER fluid)-based actuator Preferably, the magnetorheological fluid (MR fluid)-based or electrorheological fluid (ER fluid)-based actuator,
  • a solenoid coil and a shaft are sequentially inserted into the cylindrical housing, and a cover and a bearing are sequentially fastened to an upper portion of the shaft.
  • the magnetorheological fluid (MR fluid)-based or electrorheological fluid (ER fluid)-based actuator More preferably, the magnetorheological fluid (MR fluid)-based or electrorheological fluid (ER fluid)-based actuator,
  • the user who holds the VR controller housing by hand is driven to feel a rotational sensation suitable for execution of a virtual reality, graphic environment, or game environment-based service, and the rotational sensation is the rotational speed of the haptic wheel to be.
  • control unit Even more preferably, the control unit,
  • the sense of rotation is transmitted to the user through the haptic wheel partially exposed to the VR controller housing, but the magnetoresistive
  • the haptic wheel rotational sensation can be varied and provided by controlling a frequency or voltage through pulse power applied to an MR fluid-based or ER fluid-based actuator.
  • step (2) so that the user can feel the sense of the haptic wheel partially exposed to the VR controller housing as a rotational sensation by an actuator based on a magnetorheological fluid (MR fluid) or an electrorheological fluid (ER fluid). It is characterized in that it comprises a step of being driven according to the event driving signal output from the control unit.
  • MR fluid magnetorheological fluid
  • ER fluid electrorheological fluid
  • the VR or game controller Preferably, the VR or game controller,
  • the VR controller housing has a rotational sensation by driving an actuator based on the magnetorheological fluid (MR fluid) or based on the electrorheological fluid (ER fluid) in a state in contact with the haptic wheel partially exposed while being held by the user. It is composed of a structure in the form of a motion remote control having a handle shape that allows the transmission of
  • the haptic wheel is installed in the VR controller housing so that some wheels are exposed and rotated so that a rotational sensation is transmitted to the user's hand, but the MR fluid-based or electrorheological fluid (ER fluid) is rotated on one surface of the wheel body.
  • ER fluid electrorheological fluid
  • It is composed of a plastic material that forms a shaft ball to which the shaft of the based actuator is coupled, and forms a wheel shaft that is inserted and coupled to the encoder on the other surface of the wheel body,
  • MR fluid magnetorheological fluid
  • ER fluid electro-rheological fluid
  • step (3) More preferably, in the step (3),
  • the MR fluid-based or electro-rheological fluid (ER fluid)-based actuator is controlled by the control unit, and the user who holds the VR controller housing by hand executes a service based on a virtual reality, graphic environment, or game environment. It is driven to feel a sense of rotation according to, but the sense of rotation is the rotational speed of the haptic wheel,
  • the controller allows the sense of rotation to be transmitted to the user through the haptic wheel partially exposed to the VR controller housing through drive control of the actuator based on the MR fluid or ER fluid,
  • the haptic wheel rotational sensation can be varied and provided by controlling a frequency or voltage through a pulse power applied to an actuator based on the magnetorheological fluid (MR fluid) or based on the ER fluid. .
  • MR fluid magnetorheological fluid
  • It is characterized in that it comprises a VR or a game controller, and a VR device that performs a service based on a virtual reality or graphic environment or a game environment in connection with the VR or game controller.
  • a VR or game controller using a haptic wheel proposed in the present invention and a control method thereof, and a VR system having the same some wheels so that a user can feel a sense of rotation in a VR controller housing that forms the exterior of a VR or game controller.
  • a virtual reality, graphic environment, or game environment-based service by including a control unit that controls the driving of an actuator based on MR fluid or ER fluid so that you can feel the rotational sensation of the haptic wheel. It is possible to make the user feel the sense of rotation according to the execution realistically with the sense of rotation of various speeds.
  • a VR or game controller using a haptic wheel proposed in the present invention and a control method thereof, and a VR system having the same, magnetic rheology coupled with a haptic wheel partially exposed to a VR controller housing that can be gripped by a user
  • the MR fluid-based or ER fluid-based actuator By allowing the MR fluid-based or ER fluid-based actuator to generate a rotational sensation in which the speed varies according to the frequency or voltage control signal, which is the drive control signal of the control unit, the user can use virtual reality or graphics. It is possible to experience and feel the rotational sensation of each situation of the environment or game environment-based service execution in a more realistic sense of vibration.
  • a situation according to the execution of a virtual reality or graphic environment or a game environment-based service through a VR or game controller By providing the star haptic as a rotational sense, the user can experience a more diverse sense of rotation with a speed optimized for the execution of services based on virtual reality, graphic environment, or game environment, and the haptic performance of the rotational sense of the user's experience accordingly You can make it better.
  • FIG. 1 is a view showing a perspective view of a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention as a function block.
  • FIG 3 is an exploded perspective view showing a configuration of an actuator based on a magnetorheological fluid (MR fluid) or based on an electrorheological fluid (ER fluid) applied to a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention.
  • MR fluid magnetorheological fluid
  • ER fluid electrorheological fluid
  • FIG. 4 is a view showing the configuration of a combined perspective view of an actuator based on an MR fluid or an ER fluid applied to a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention .
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a magnetic flux path simulation of an actuator based on a MR fluid or an ER fluid applied to a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention. drawing.
  • FIG. 6 is a fastening of a haptic wheel applied to a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention, an actuator based on MR fluid or based on an electrorheological fluid (ER fluid), and an encoder A view showing a front perspective configuration.
  • ER fluid electrorheological fluid
  • FIG. 7 is a fastening configuration of a haptic wheel of a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention, an actuator based on a magnetorheological fluid (MR fluid) or an actuator based on an electrorheological fluid (ER fluid), and an encoder.
  • MR fluid magnetorheological fluid
  • ER fluid electrorheological fluid
  • FIG. 7 A diagram showing a perspective configuration of an applied VR or game controller.
  • FIG. 8 is a view showing a flow of a control method of a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a VR system using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention.
  • MR fluid magnetorheological fluid
  • ER fluid electrorheological fluid
  • control unit 140 control unit
  • S110 Step of detecting an execution event based on virtual reality or graphic environment or game environment for generating a sense of rotation according to the execution of virtual reality or graphic environment or game environment-based service
  • S120 Outputting an event driving signal corresponding to a virtual reality or graphic environment or game environment-based execution event according to the execution of a virtual reality or graphic environment or game environment-based service
  • S130 A step of driving according to an event driving signal so that the user can feel the sense of the haptic wheel partially exposed to the VR controller housing as a sense of rotation
  • FIG. 1 is a view showing a perspective view of a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a configuration of a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention
  • 3 is a diagram showing a functional block
  • FIG. 3 is a diagram of an actuator based on MR fluid or ER fluid applied to a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention.
  • An exploded perspective view is a diagram showing the configuration
  • FIG. 4 is a MR fluid-based or electrorheological fluid-based actuator applied to a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention Fig.
  • FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a combined perspective view
  • FIG. 5 is a MR fluid-based or electro-rheological fluid-based VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a haptic wheel applied to a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention, and a magnetic rheological fluid (MR fluid) based or electric
  • MR fluid magnetic rheological fluid
  • a VR or game controller 100 using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention includes a haptic wheel 110, MR fluid based or electrorheological It may be configured to include an ER fluid-based actuator 120, an encoder 130, and a control unit 140.
  • the haptic wheel 110 is installed in the VR controller housing 101 that forms the exterior of the VR or game controller 100, but some wheels are exposed so that the user can feel a sense of rotation in the VR controller housing 101 to be.
  • the haptic wheel 110 is installed in the VR controller housing 101, as shown in FIGS.
  • the haptic wheel 110 is a wheel body in which the actuator 120 and the encoder 130 based on magnetorheological fluid (MR fluid) or electrorheological fluid (ER fluid) are fastened to both ends, respectively, so that the user feels sense. Unevenness that can be effectively transmitted can be formed.
  • the haptic wheel 110 may be formed of a plastic wheel.
  • the VR controller housing 101 which forms an exterior such that a part of the haptic wheel 110 is exposed, is partially exposed while being held by the user by hand, as shown in FIGS. 1 and 7 respectively.
  • ER fluid electro-rheological fluid
  • the VR controller housing 101 which forms an exterior such that a part of the haptic wheel 110 is exposed, includes a handle portion gripped by the user, and a haptic wheel at a portion where the user's thumb portion is located outside the handle portion. 110) may be exposed to allow contact with the user.
  • the actuator 120 based on a magnetorheological fluid (MR fluid) or based on an electrorheological fluid (ER fluid) is fastened with one end of the haptic wheel 110 so that the user can feel a sense of rotation through the haptic wheel 110. It is a configuration of an actuator that is driven according to an event driving signal according to the execution of a virtual reality, graphic environment, or game environment-based service.
  • the actuator 120 based on such magnetorheological fluid (MR fluid) or based on electrorheological fluid (ER fluid) is a solenoid coil 122 and a shaft 123 into the inside of the cylindrical housing 121 as shown in FIG. 3. ) Are sequentially inserted and fastened, and the cover 124 and the bearing 125 are sequentially fastened to the upper portion of the shaft 123.
  • the actuator 120 based on a magnetorheological fluid (MR fluid) or based on an electrorheological fluid (ER fluid) is controlled by a control unit 140, which will be described later, by a user holding the VR controller housing 101 by hand. It is driven to feel a sense of rotation according to the execution of a virtual reality, graphic environment, or game environment-based service, and the rotation sense is the rotation speed of the haptic wheel 120. That is, the actuator 120 based on a magnetorheological fluid (MR fluid) or based on an electrorheological fluid (ER fluid) is coupled to the haptic wheel 110 made of a plastic material, so that rotation can be transmitted to the haptic wheel 110. have.
  • MR fluid magnetorheological fluid
  • ER fluid electrorheological fluid
  • the actuator 120 based on such a magnetorheological fluid (MR fluid) or based on an electrorheological fluid (ER fluid) rotates according to an event driving signal from the controller 140, that is, a frequency or voltage control signal generated by pulse power application.
  • the speed is variable, so that a sense of rotational speed accordingly can be provided as a haptic.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing the configuration of an actuator based on MR fluid or ER fluid applied to a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention.
  • 4 shows the configuration of a combined perspective view of an actuator based on a MR fluid or an ER fluid applied to a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention.
  • 5 shows an example of a magnetic flux path simulation of an actuator based on MR fluid or ER fluid applied to a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention.
  • the actuator 120 based on a magnetorheological fluid (MR fluid) or based on an electrorheological fluid (ER fluid) is fastened to a haptic wheel 110 made of a plastic material, and the controller 140 ) Can be operated to provide a variety of different rotational sensations to the user by adjusting the frequency or voltage according to the pulse power application.
  • MR fluid magnetorheological fluid
  • ER fluid electrorheological fluid
  • the encoder 130 is fastened to the other end of the haptic wheel 110 and senses the rotation of the haptic wheel 110.
  • the encoder 130 may sense the rotation of the haptic wheel 110 and output it to the controller 140. That is, the encoder 130 generates an event driving signal according to the execution of a virtual reality, graphic environment, or game environment-based service by the control unit 140, and the actuator based on a magnetorheological fluid (MR fluid) or an electrorheological fluid (ER fluid)
  • MR fluid magnetorheological fluid
  • ER fluid electrorheological fluid
  • the encoder 130 senses the rotation of the haptic wheel 110 with respect to the rotational sensation felt by the user and outputs it to the control unit 140.
  • the rotation of the haptic wheel 110 sensed by the encoder 130 may be controlled in a manner of varying the speed, thereby providing a user with a sense of rotation of various speeds.
  • the controller 140 is based on MR fluid or ER fluid so that the user can feel the rotational sensation of the haptic wheel 110 according to the execution of a virtual reality, graphic environment, or game environment-based service. It is a configuration that controls the drive of the actuator 120 of.
  • the control unit 140 is a haptic wheel 110 in which a sense of rotation is partially exposed to the VR controller housing 101 through the driving control of the actuator 120 based on a magnetorheological fluid (MR fluid) or an electrorheological fluid (ER fluid). ) Can be delivered to the user.
  • MR fluid magnetorheological fluid
  • ER fluid electrorheological fluid
  • control unit 140 rotates the haptic wheel 110 by adjusting the frequency or voltage through pulse power applied to the actuator 120 based on a magnetorheological fluid (MR fluid) or based on an electrorheological fluid (ER fluid). It can be controlled so that the senses can be varied and provided. Through this, the sensation that the user feels in the haptic wheel 110 can sense various rotational speeds of the wheel.
  • MR fluid magnetorheological fluid
  • ER fluid electrorheological fluid
  • control unit 140 is a haptic wheel 110 and a magnetorheological fluid (MR fluid)-based or electro-rheological fluid (ER fluid)-based actuator 120 and an encoder ( 130) may be disposed on the PCB plate to be combined.
  • MR fluid magnetorheological fluid
  • ER fluid electro-rheological fluid
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a flow of a method for controlling a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention.
  • a method of controlling a VR or game controller using a haptic wheel according to an embodiment of the present invention includes a virtual reality or a virtual reality for generating a rotational sensation according to a graphic environment or a game environment-based service execution.
  • Detecting a graphic environment or game environment-based execution event (S110), outputting an event driving signal corresponding to a virtual reality or graphic environment or game environment-based execution event according to the execution of the virtual reality or graphic environment or game environment-based service (S120), and a step (S130) of driving according to an event driving signal so that the user can feel the sense of the haptic wheel 110 partially exposed to the VR controller housing 101 as a rotational sense.
  • the method of controlling a VR or game controller using a haptic wheel includes a haptic wheel 110 shown in FIGS. 1 to 7, respectively, and an actuator 120 based on a magnetorheological fluid or an ER fluid. ), and the encoder 130 and the controller 140 may be understood as being applied to the VR or game controller 100.
  • the controller 140 may detect an execution event based on a virtual reality (VR), a graphic environment, or a game environment for generating a rotational sensation according to the execution of a service based on a virtual reality (VR) environment or a game environment.
  • a virtual reality or graphic environment or a game environment executed in the VR device 200 by interlocking with the VR device 200 performing a virtual reality or graphic environment or game environment-based service execution Can detect base events.
  • the VR device 200 is based on a virtual reality or graphic environment or a smart glass, HMD, and a virtual reality or graphic environment or game environment that is used for manipulation of a service execution based on a game environment or VR or game controller 100 It can be understood that a display device for service execution is applied.
  • step S120 the controller 140 may output an event driving signal corresponding to a virtual reality, graphic environment, or game environment-based execution event according to the execution of a virtual reality, graphic environment, or game environment-based service through step S110.
  • the control unit 140 drives the rotation sensing information of the haptic wheel 110 of the encoder 130 and the actuator 120 based on a magnetorheological fluid (MR fluid) or an electrorheological fluid (ER fluid).
  • MR fluid magnetorheological fluid
  • ER fluid electrorheological fluid
  • step S130 the user may change the sense of the haptic wheel 110 partially exposed to the VR controller housing 101 by the actuator 120 based on a magnetorheological fluid (MR fluid) or an electrorheological fluid (ER fluid). It may be driven according to an event driving signal output from the control unit 140 through step S120 so that it can be felt.
  • the actuator 120 based on the magnetorheological fluid (MR fluid) or based on the ER fluid is controlled by the control unit 140, and the user who holds the VR controller housing 101 by hand is virtually It can be driven and controlled to feel a sense of rotation according to the actual, graphic environment, or game environment-based service execution.
  • the sense of rotation may be a rotation speed of the haptic wheel 110.
  • control unit 140 in step S130 is partially exposed to the VR controller housing 101 through the driving control of the actuator 120 based on a magnetorheological fluid (MR fluid) or an ER fluid (ER fluid).
  • MR fluid magnetorheological fluid
  • ER fluid ER fluid
  • the haptic wheel 110 may be provided with a variable sense of rotation.
  • the VR controller housing 101 of the VR or game controller 100 is a magnetic rheological fluid (MR fluid)-based or electrorheological fluid in a state in contact with the haptic wheel 110 partially exposed while the user is holding it by hand. It may be configured in a motion remote control type structure having a handle shape that enables a sense of rotation to be transmitted by driving the (ER fluid)-based actuator 120.
  • MR fluid magnetic rheological fluid
  • ER fluid ER fluid
  • the haptic wheel 110 of the VR or game controller 100 is installed in the VR controller housing 101 so that some of the wheels are exposed and rotated so that the user's hand can transmit a sense of rotation.
  • the actuator 120 based on a magnetorheological fluid (MR fluid) or an ER fluid (ER fluid) of the VR or game controller 100 is provided in the solenoid coil 122 and the shaft ( 123) may be sequentially inserted and fastened, and the cover 124 and the bearing 125 may be sequentially fastened to an upper portion of the shaft 123.
  • MR fluid magnetorheological fluid
  • ER fluid ER fluid
  • a VR system using a haptic wheel is a VR controller that forms an exterior structure in the form of a motion remote control having a handle structure that a user can hold by hand so that the user can feel the rotation sensation of the haptic wheel 110.
  • the actuator 120 based on MR fluid or ER fluid driven according to an event driving signal according to the execution of an environment-based service, and is fastened to the other end of the haptic wheel 110, and a haptic wheel
  • An encoder 130 that senses the rotation of the 110, and a MR fluid-based or MR fluid-based or MR fluid-based device so that the user can feel the rotational sensation of the haptic wheel 110 according to the execution of a virtual reality, graphic environment, or game environment-based service.
  • VR or game controller 100 including a control unit 140 that controls driving of the actuator 120 based on ER fluid, VR or game controller 100 in conjunction with virtual reality or graphic environment or game It may include a VR device 200 that performs environment-based service execution.
  • the VR device 200 is a configuration of a device in which a virtual reality or graphic environment or game environment-based service executable through the VR or game controller 100 is driven, and the VR device 200 is a virtual reality or graphic environment or It can be implemented with various devices for running game environment-based services.
  • a virtual reality or graphic environment or a game environment-based service may be provided to a user who holds the VR or game controller 100 through a smart glass or HMD.
  • the VR device 200 may be implemented as a smart glass, an HMD, and a display device for executing a service based on a virtual reality or graphic environment or a game environment.
  • the user can sense of rotation in the VR controller housing that forms the appearance of the VR or game controller. Part of the wheel is exposed so that the user can feel the haptic wheel and one end of the haptic wheel, so that the user can feel the sense of rotation through the haptic wheel.
  • MR fluid-based or ER fluid-based actuators driven accordingly, encoders that are connected to the other end of the haptic wheel to sense the rotation of the haptic wheel, and based on virtual reality or graphic environments or game environments
  • a control unit that controls the operation of an actuator based on MR fluid or ER fluid so that the user can feel the rotational sensation of the haptic wheel according to the service execution, virtual reality or graphic
  • the user can realistically feel the rotational sensation according to the environment or game environment-based service execution with a rotational sensation of various speeds.
  • the haptic wheel that is partially exposed to the VR controller housing that the user can grasp
  • the MR fluid-based or ER fluid-based actuator to generate a rotational sensation in which the speed varies according to the frequency or voltage control signal, which is the driving control signal of the controller,
  • the user has a speed optimized for the execution of virtual reality or graphic environment or game environment-based services. It is possible to experience the sense of rotation in a variety of ways, and accordingly, the haptic performance of the sense of rotation of the user's sense of experience can be further improved.

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Abstract

본 발명에서 제안하고 있는 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러 및 그 제어 방법, 이를 구비한 VR 시스템에 따르면, 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 회전 감각을 사용자가 다양한 속도의 회전 감각으로 현실감 있게 느낄 수 있도록 할 수 있다.

Description

햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러 및 그 제어 방법, 이를 구비한 VR 시스템
본 발명은 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러 및 그 제어 방법, 이를 구비한 VR 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 VR 또는 게임 컨트롤러의 외관을 형성하는 VR 컨트롤러 하우징에서 사용자가 회전 감각을 느낄 수 있도록 일부 휠이 노출되는 햅틱 휠과, 햅틱 휠의 일단과 체결되어 사용자가 상기 햅틱 휠을 통해 회전 감각을 느낄 수 있도록 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 이벤트 구동 신호에 따라 구동되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터와, 햅틱 휠의 타단에 체결되어 햅틱 휠의 회전을 센싱하는 엔코더와, 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따라 사용자가 햅틱 휠의 회전 감각을 느낄 수 있도록 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 구동을 제어하는 제어부를 포함하여 구성함으로써, 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 회전 감각을 사용자가 다양한 속도의 회전 감각으로 현실감 있게 느낄 수 있도록 하는 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러 및 그 제어 방법, 이를 구비한 VR 시스템에 관한 것이다.
기존의 컴퓨터 기술은 인간과 컴퓨터가 정보를 주고받는데 시청각 정보가 주로 이용되었다. 그러나 사용자가 가상현실을 통해 더욱 구체적이고 실감나는 정보를 원하게 되고, 이를 충족시키기 위해 개발된 기술이 촉감과 힘까지 전달하는 햅틱 기술이다. 이러한 햅틱스(haptics)는 촉각을 통하여 사용자에게 정보를 전달하기 위한 연구 분야의 하나이다. 대부분의 정보 전달은 시각 또는 청각을 통하여 주로 이루어졌으나 컴퓨터 인터페이스 혹은 가상 환경의 발전에 따라 또 다른 감각 정보에 대한 사용자의 니즈 증대로 인하여 햅틱스에 대한 연구가 급속히 이루어지고 있다.
통상적인 햅틱을 제공하는 전자 디바이스에서는 진동 모터를 이용하여 전자 디바이스에서 발생하는 시청각 정보와 함께 진동 모터를 구동시켜 진동을 전달하게 된다. 이러한 햅틱 기술은 게임 시뮬레이터, 의료 시뮬레이터, 항공기 시뮬레이터, 차량 시뮬레이터 등의 여러 분야에 폭넓게 응용될 수 있다.
최근에는 디지털 기기에도 햅틱 기술을 도입하여 적용시키기 위한 노력을 하고 있다. 이와 같은 디지털 기기에는 스마트폰, 휴대폰, PDA, PMP, 디지털 카메라, 휴대용 게임기, MP3 플레이어 및 스마트TV 등과 같이 편리성이 강조된 기기들이 있다. 이러한 디지털 디바이스의 경량화 및 소형화 추세에 따라 다양한 웨어러블 디바이스(wearable device)들이 개발되고 있다.
현재 사용되고 있는 웨어러블 디바이스의 일종인 스마트글라스 또는 헤드 마운티드 디스플레이는 사용자가 머리에 착용하여 멀티미디어 콘텐츠 등을 제공받을 수 있는 디바이스를 의미한다. 여기서 스마트글라스 또는 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)는 사용자의 신체에 착용되어 사용자가 이동함에 따라서 다양한 환경에서 사용자에게 영상을 제공할 수 있으며, 가상현실(Virtual Reality) 기반의 서비스가 가능하게 된다.
즉, 종래의 VR 기반 서비스를 제공하기 위한 VR 컨트롤러는, 가상현실 기반 서비스가 실행되는 영상을 제공하는 디스플레이 장치, 스마트글라스 또는 헤드마운티드 디스플레이를 통해 제공되는 가상현실 서비스의 실행을 진행하고 조작하는데 사용되고 있다.
이러한 종래의 VR 컨트롤러는 가상현실 서비스의 실행을 사용자가 조작할 수 있는 기능에만 한정되어 사용되고 있으며, 가상현실 서비스 실행에 맞는 단순하고 고정된 형태의 진동의 햅틱 만을 단순 제공함에 따른 보다 사실적인 진동 감각을 사용자가 느낄 수 있도록 제공하지 못하는 문제가 있었다. 대한민국 등록특허공보 제10-1878588호가 선행기술 문헌으로 개시되고 있다.
본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, VR 또는 게임 컨트롤러의 외관을 형성하는 VR 컨트롤러 하우징에서 사용자가 회전 감각을 느낄 수 있도록 일부 휠이 노출되는 햅틱 휠과, 햅틱 휠의 일단과 체결되어 사용자가 상기 햅틱 휠을 통해 회전 감각을 느낄 수 있도록 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 이벤트 구동 신호에 따라 구동되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터와, 햅틱 휠의 타단에 체결되어 햅틱 휠의 회전을 센싱하는 엔코더와, 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따라 사용자가 햅틱 휠의 회전 감각을 느낄 수 있도록 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 구동을 제어하는 제어부를 포함하여 구성함으로써, 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 회전 감각을 사용자가 다양한 속도의 회전 감각으로 현실감 있게 느낄 수 있도록 하는, 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러 및 그 제어 방법, 이를 구비한 VR 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 사용자가 파지할 수 있는 VR 컨트롤러 하우징에 일부가 노출되는 햅틱 휠과 체결되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터가 제어부의 구동 제어 신호인 주파수 혹은 전압 조절 신호에 따라 속도가 가변되는 회전 감각이 발생될 수 있도록 함으로써, 사용자는 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행의 상황별 회전 감각을 보다 사실적인 진동 감각으로 다양하게 체험하고 느낄 수 있도록 하는, 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러 및 그 제어 방법, 이를 구비한 VR 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
뿐만 아니라, 본 발명은, VR 또는 게임 컨트롤러를 통한 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 상황별 햅틱을 회전 감각으로 제공함으로써, 사용자는 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 최적화된 속도를 갖는 회전 감각을 보다 다양하게 체감할 수 있으며, 그에 따른 사용자 체감의 회전 감각의 햅틱 성능이 더욱 향상될 수 있도록 하는, 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러 및 그 제어 방법, 이를 구비한 VR 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러는,
햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러로서,
VR 또는 게임 컨트롤러의 외관을 형성하는 VR 컨트롤러 하우징에 설치하되, 상기 VR 컨트롤러 하우징에서 사용자가 회전 감각을 느낄 수 있도록 일부 휠이 노출되는 햅틱 휠;
상기 햅틱 휠의 일단과 체결되며, 사용자가 상기 햅틱 휠을 통해 회전 감각을 느낄 수 있도록 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 이벤트 구동 신호에 따라 구동되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터;
상기 햅틱 휠의 타단에 체결되며, 상기 햅틱 휠의 회전을 센싱하는 엔코더; 및
가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따라 사용자가 햅틱 휠의 회전 감각을 느낄 수 있도록 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 VR 컨트롤러 하우징은,
사용자가 손으로 파지한 상태에서 일부 노출되는 상기 햅틱 휠에 접촉된 상태에서 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 구동으로 회전 감각이 전달될 수 있도록 하는 손잡이 형상을 갖는 모션 리모컨 형태 구조로 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 햅틱 휠은,
상기 VR 컨트롤러 하우징에 설치되어 사용자의 손에 회전 감각이 전달되도록 일부 휠이 노출되어 회전하되, 휠 본체의 일면으로 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 축이 결합되는 축 공을 형성하고, 휠 본체의 타면으로는 상기 엔코더에 삽입 결합되는 휠 축을 형성하는 플라스틱 소재로 구성할 수 있다.
바람직하게는, 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터는,
원통형의 하우징의 내부로 솔레노이드 코일과 샤프트가 순차로 삽입 체결되고, 상기 샤프트의 상부로 커버와 베어링이 순차로 체결되는 구조로 구성될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터는,
상기 제어부의 구동 제어 하에, 상기 VR 컨트롤러 하우징을 손으로 파지한 사용자가 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 맞게 회전 감각을 느낄 수 있도록 구동하며, 상기 회전 감각은 상기 햅틱 휠의 회전 속도이다.
더욱 더 바람직하게는, 상기 제어부는,
상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 구동 제어를 통해 회전 감각이 상기 VR 컨트롤러 하우징에 일부 노출되는 상기 햅틱 휠을 통해 사용자에게 전달되도록 하되, 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터로 인가되는 펄스 전원을 통한 주파수 또는 전압의 조절을 통해 상기 햅틱 휠의 회전 감각이 가변되어 제공될 수 있도록 할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러의 제어 방법은,
햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러의 제어 방법으로서,
(1) 제어부가 가상현실(VR)이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 회전 감각 생성을 위한 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 실행 이벤트를 감지하는 단계;
(2) 제어부가 상기 단계 (1)을 통해 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 실행 이벤트에 상응하는 이벤트 구동신호를 출력하는 단계; 및
(3) 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터가 VR 컨트롤러 하우징에 일부 노출되는 햅틱 휠의 감각을 사용자가 회전 감각으로 느낄 수 있도록 상기 단계 (2)를 통해 제어부에서 출력되는 이벤트 구동 신호에 따라 구동되는 단계를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 VR 또는 게임 컨트롤러는,
상기 VR 컨트롤러 하우징은, 사용자가 손으로 파지한 상태에서 일부 노출되는 상기 햅틱 휠에 접촉된 상태에서 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 구동으로 회전 감각이 전달될 수 있도록 하는 손잡이 형상을 갖는 모션 리모컨 형태 구조로 구성되고,
상기 햅틱 휠은, 상기 VR 컨트롤러 하우징에 설치되어 사용자의 손에 회전 감각이 전달되도록 일부 휠이 노출되어 회전하되, 휠 본체의 일면으로 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 축이 결합되는 축 공을 형성하고, 휠 본체의 타면으로는 상기 엔코더에 삽입 결합되는 휠 축을 형성하는 플라스틱 소재로 구성되며,
상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터는, 원통형의 하우징의 내부로 솔레노이드 코일과 샤프트가 순차로 삽입 체결되고, 상기 샤프트의 상부로 커버와 베어링이 순차로 체결되는 구조로 구성될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 단계 (3)에서는,
상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터가 상기 제어부의 구동 제어 하에, 상기 VR 컨트롤러 하우징을 손으로 파지한 사용자가 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 맞게 회전 감각을 느낄 수 있도록 구동하되, 상기 회전 감각은 상기 햅틱 휠의 회전 속도이고,
상기 제어부가 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 구동 제어를 통해 회전 감각이 상기 VR 컨트롤러 하우징에 일부 노출되는 상기 햅틱 휠을 통해 사용자에게 전달되도록 하되, 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터로 인가되는 펄스 전원을 통한 주파수 또는 전압의 조절을 통해 상기 햅틱 휠의 회전 감각이 가변되어 제공될 수 있도록 할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 시스템은,
VR 또는 게임 컨트롤러와, 상기 VR 또는 게임 컨트롤러와 연동하여 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행을 수행하는 VR 장치를 구비하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러 및 그 제어 방법, 이를 구비한 VR 시스템에 따르면, VR 또는 게임 컨트롤러의 외관을 형성하는 VR 컨트롤러 하우징에서 사용자가 회전 감각을 느낄 수 있도록 일부 휠이 노출되는 햅틱 휠과, 햅틱 휠의 일단과 체결되어 사용자가 상기 햅틱 휠을 통해 회전 감각을 느낄 수 있도록 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 이벤트 구동 신호에 따라 구동되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터와, 햅틱 휠의 타단에 체결되어 햅틱 휠의 회전을 센싱하는 엔코더와, 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따라 사용자가 햅틱 휠의 회전 감각을 느낄 수 있도록 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 구동을 제어하는 제어부를 포함하여 구성함으로써, 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 회전 감각을 사용자가 다양한 속도의 회전 감각으로 현실감 있게 느낄 수 있도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에서 제안하고 있는 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러 및 그 제어 방법, 이를 구비한 VR 시스템에 따르면, 사용자가 파지할 수 있는 VR 컨트롤러 하우징에 일부가 노출되는 햅틱 휠과 체결되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터가 제어부의 구동 제어 신호인 주파수 혹은 전압 조절 신호에 따라 속도가 가변되는 회전 감각이 발생될 수 있도록 함으로써, 사용자는 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행의 상황별 회전 감각을 보다 사실적인 진동 감각으로 다양하게 체험하고 느낄 수 있도록 할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에서 제안하고 있는 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러 및 그 제어 방법, 이를 구비한 VR 시스템에 따르면, VR 또는 게임 컨트롤러를 통한 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 상황별 햅틱을 회전 감각으로 제공함으로써, 사용자는 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 최적화된 속도를 갖는 회전 감각을 보다 다양하게 체감할 수 있으며, 그에 따른 사용자 체감의 회전 감각의 햅틱 성능이 더욱 향상될 수 있도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러의 사시도 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러의 구성을 기능블록으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러에 적용되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 분해사시도 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러에 적용되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 결합사시도의 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러에 적용되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 자속 경로 시뮬레이션의 일례를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러에 적용되는 햅틱 휠과, 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터, 및 엔코더의 체결 전 사시도 구성을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러의 햅틱 휠과, 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터, 및 엔코더의 체결 구성이 적용된 VR 또는 게임 컨트롤러의 사시도 구성을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러의 제어 방법의 흐름을 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면.
<부호의 설명>
100: 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러
101: VR 컨트롤러 하우징
110: 햅틱 휠
120: 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터
121: 하우징
122: 솔레노이드 코일
123: 샤프트
124: 커버
125: 베어링
130: 엔코더
140: 제어부
200: VR 장치
S110: 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 회전 감각 생성을 위한 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 실행 이벤트를 감지하는 단계
S120: 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 실행 이벤트에 상응하는 이벤트 구동신호를 출력하는 단계
S130: VR 컨트롤러 하우징에 일부 노출되는 햅틱 휠의 감각을 사용자가 회전 감각으로 느낄 수 있도록 이벤트 구동 신호에 따라 구동되는 단계
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결 되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 간접적으로 연결 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러의 사시도 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러의 구성을 기능블록으로 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러에 적용되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 분해사시도 구성을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러에 적용되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 결합사시도의 구성을 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러에 적용되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 자속 경로 시뮬레이션의 일례를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러에 적용되는 햅틱 휠과, 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터, 및 엔코더의 체결 전 사시도 구성을 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러의 햅틱 휠과, 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터, 및 엔코더의 체결 구성이 적용된 VR 또는 게임 컨트롤러의 사시도 구성을 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 7에 각각 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러(100)는, 햅틱 휠(110), 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120), 엔코더(130), 및 제어부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
햅틱 휠(110)은, VR 또는 게임 컨트롤러(100)의 외관을 형성하는 VR 컨트롤러 하우징(101)에 설치하되, VR 컨트롤러 하우징(101)에서 사용자가 회전 감각을 느낄 수 있도록 일부 휠이 노출되는 구성이다. 이러한 햅틱 휠(110)은 도 6 및 도 7에 각각 도시된 바와 같이, VR 컨트롤러 하우징(101)에 설치되어 사용자의 손에 회전 감각이 전달되도록 일부 휠이 노출되어 회전하되, 휠 본체(미도시)의 일면으로 후술하게 될 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 축이 결합되는 축 공(미도시)을 형성하고, 휠 본체의 타면으로는 후술하게 될 엔코더(130)에 삽입 결합되는 휠 축(미도시)을 형성할 수 있다.
또한, 햅틱 휠(110)은 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)와 엔코더(130)가 양단에 각각 체결되어 결합되는 휠 본체에는 사용자에게 감각이 효과적으로 전달될 수 있는 요철이 형성될 수 있다. 이러한 햅틱 휠(110)은 플라스틱 소재의 휠로 구성될 수 있다.
또한, 햅틱 휠(110)의 일부가 노출되도록 외관을 형성하는 VR 컨트롤러 하우징(101)은 도 1 및 도 7에 각각 도시된 바와 같이, 사용자가 손으로 파지한 상태에서 일부 노출되는 햅틱 휠(110)에 접촉된 상태에서 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 구동으로 회전 감각이 전달될 수 있도록 하는 손잡이 형상을 갖는 모션 리모컨 형태 구조로 구성될 수 있다.
즉, 햅틱 휠(110)의 일부가 노출되도록 외관을 형성하는 VR 컨트롤러 하우징(101)은 사용자가 파지하는 손잡이 부분과, 손잡이 부분의 외부에 사용자의 엄지손가락 부분이 위치하게 되는 부분에 햅틱 휠(110)의 일부가 노출되어 사용자와 접촉될 수 있도록 할 수 있다.
자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)는, 햅틱 휠(110)의 일단과 체결되며, 사용자가 햅틱 휠(110)을 통해 회전 감각을 느낄 수 있도록 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 이벤트 구동 신호에 따라 구동되는 액추에이터의 구성이다. 이러한 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)는 도 3에 도시된 바와 같이, 원통형의 하우징(121)의 내부로 솔레노이드 코일(122)과 샤프트(123)가 순차로 삽입 체결되고, 샤프트(123)의 상부로 커버(124)와 베어링(125)이 순차로 체결되는 구조로 구성될 수 있다.
또한, 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)는 후술하게 될 제어부(140)의 구동 제어 하에, VR 컨트롤러 하우징(101)을 손으로 파지한 사용자가 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 맞게 회전 감각을 느낄 수 있도록 구동하며, 회전 감각은 햅틱 휠(120)의 회전 속도이다. 즉, 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)는 플라스틱 소재로 구현되는 햅틱 휠(110)에 체결 결합되어, 햅틱 휠(110)에 회전을 전달할 수 있다. 이러한 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)는 제어부(140)의 이벤트 구동 신호, 즉 펄스 전원 인가에 의해 발생되는 주파수 혹은 전압의 조절신호에 따라 회전 속도가 가변되고, 그에 따른 회전 속도 감각이 햅틱으로 제공될 수 있도록 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러에 적용되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 분해사시도 구성을 나타내고 있으며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러에 적용되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 결합사시도의 구성을 나타내고 있으며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러에 적용되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 자속 경로 시뮬레이션의 일례를 나타내고 있다. 도 3 내지 도 5에 각각 도시된 바와 같이, 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)는 플라스틱 소재의 햅틱 휠(110)에 체결되고, 제어부(140)의 펄스 전원 인가에 따른 주파수 혹은 전압 조절로 사용자에게 다양한 서로 다른 회전 감각을 제공할 수 있도록 동작될 수 있다.
엔코더(130)는, 햅틱 휠(110)의 타단에 체결되며, 햅틱 휠(110)의 회전을 센싱하는 구성이다. 이러한 엔코더(130)는 햅틱 휠(110)의 회전을 센싱하여 제어부(140)로 출력할 수 있다. 즉, 엔코더(130)는 제어부(140)가 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 이벤트 구동 신호를 생성하여 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)로 인가하고, 이벤트 구동 신호를 인가받은 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)가 구동되어 구동력을 햅틱 휠(110)로 전달하면, 햅틱 휠(110)과 접촉하는 사용자는 회전 감각을 느낄 수 있게 되며, 이때 엔코더(130)에서는 사용자가 느끼는 회전 감각에 대한 햅틱 휠(110)의 회전을 센싱하여 제어부(140)로 출력하게 되며, 제어부(140)에서는 엔코더(130)에서 센싱되는 햅틱 휠(110)의 회전에 대해 속도를 가변시키는 방식으로 제어하여 사용자에게 다양한 속도의 회전 감각을 제공할 수 있다.
제어부(140)는, 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따라 사용자가 햅틱 휠(110)의 회전 감각을 느낄 수 있도록 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 구동을 제어하는 구성이다. 이러한 제어부(140)는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 구동 제어를 통해 회전 감각이 VR 컨트롤러 하우징(101)에 일부 노출되는 햅틱 휠(110)을 통해 사용자에게 전달되도록 할 수 있다. 여기서, 제어부(140)는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)로 인가되는 펄스 전원을 통한 주파수 또는 전압의 조절을 통해 햅틱 휠(110)의 회전 감각이 가변되어 제공될 수 있도록 제어할 수 있다. 이를 통해 햅틱 휠(110)에서 사용자가 느끼는 감각은 휠의 다양한 회전 속도를 감각으로 느낄 수 있게 된다.
또한, 제어부(140)는 도 6 및 도 7에 각각 도시되는 바와 같이, 햅틱 휠(110)과 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)와 엔코더(130)가 배치되어 결합되는 PCB 플레이트 상에 구비될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러의 제어 방법의 흐름을 도시한 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러의 제어 방법은, 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 회전 감각 생성을 위한 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 실행 이벤트를 감지하는 단계(S110), 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 실행 이벤트에 상응하는 이벤트 구동신호를 출력하는 단계(S120), 및 VR 컨트롤러 하우징(101)에 일부 노출되는 햅틱 휠(110)의 감각을 사용자가 회전 감각으로 느낄 수 있도록 이벤트 구동 신호에 따라 구동되는 단계(S130)를 포함하여 구현될 수 있다. 여기서, 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러의 제어 방법은 도 1 내지 도 7에 각각 도시되는 햅틱 휠(110)과 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)와 엔코더(130)와 제어부(140)를 포함하는 VR 또는 게임 컨트롤러(100)가 적용되는 것으로 이해될 수 있다.
단계 S110에서는, 제어부(140)가 가상현실(VR)이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 회전 감각 생성을 위한 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 실행 이벤트를 감지할 수 있다. 이러한 단계 S110에서는 도 9에 도시된 바와 같이, 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행을 수행하는 VR 장치(200)와 연동하여 VR 장치(200)에서 실행되는 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 이벤트를 감지할 수 있다. 여기서, VR 장치(200)는 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행의 조작을 위해 사용되는 VR 또는 게임 컨트롤러(100)와 연동하는 스마트글라스, HMD, 및 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행을 위한 디스플레이 장치가 적용되는 것으로 이해될 수 있다.
단계 S120에서는, 제어부(140)가 단계 S110을 통해 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 실행 이벤트에 상응하는 이벤트 구동신호를 출력할 수 있다. 이러한 단계 S120에서의 제어부(140)는 엔코더(130)의 햅틱 휠(110)의 회전 센싱 정보와, 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 구동 제어를 통해 회전 감각이 VR 컨트롤러 하우징(101) 상에 일부 노출되는 햅틱 휠(110)을 통해 사용자가 전달받을 수 있도록 이벤트 구동신호를 생성 출력할 수 있다.
단계 S130에서는, 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)가 VR 컨트롤러 하우징(101)에 일부 노출되는 햅틱 휠(110)의 감각을 사용자가 회전 감각으로 느낄 수 있도록 단계 S120을 통해 제어부(140)에서 출력되는 이벤트 구동 신호에 따라 구동될 수 있다. 이러한 단계 S130에서는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)가 제어부(140)의 구동 제어 하에, VR 컨트롤러 하우징(101)을 손으로 파지한 사용자가 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 맞게 회전 감각을 느낄 수 있도록 구동 제어할 수 있다. 여기서, 회전 감각은 햅틱 휠(110)의 회전 속도일 수 있다.
또한, 단계 S130에서의 제어부(140)는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 구동 제어를 통해 회전 감각이 VR 컨트롤러 하우징(101)에 일부 노출되는 햅틱 휠(110)을 통해 사용자에게 전달되도록 하되, 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)로 인가되는 펄스 전원을 통한 주파수 또는 전압의 조절을 통해 햅틱 휠(110)의 회전 감각이 가변되어 제공될 수 있도록 할 수 있다.
또한, VR 또는 게임 컨트롤러(100)의 VR 컨트롤러 하우징(101)은 사용자가 손으로 파지한 상태에서 일부 노출되는 햅틱 휠(110)에 접촉된 상태에서 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 구동으로 회전 감각이 전달될 수 있도록 하는 손잡이 형상을 갖는 모션 리모컨 형태 구조로 구성될 수 있다.
또한, VR 또는 게임 컨트롤러(100)의 햅틱 휠(110)은 VR 컨트롤러 하우징(101)에 설치되어 사용자의 손에 회전 감각이 전달되도록 일부 휠이 노출되어 회전하되, 휠 본체의 일면으로 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 축이 결합되는 축 공을 형성하고, 휠 본체의 타면으로는 상기 엔코더(130)에 삽입 결합되는 휠 축을 형성하는 플라스틱 소재로 구성될 수 있다.
또한, VR 또는 게임 컨트롤러(100)의 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)는 원통형의 하우징(121)의 내부로 솔레노이드 코일(122)과 샤프트(123)가 순차로 삽입 체결되고, 상기 샤프트(123)의 상부로 커버(124)와 베어링(125)이 순차로 체결되는 구조로 구성될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 햅틱 휠을 이용한 VR 시스템은 햅틱 휠(110)의 회전 감각을 느낄 수 있도록 사용자가 손으로 파지할 수 있는 손잡이 구조를 갖는 모션 리모컨 형태의 외관 구조를 형성하는 VR 컨트롤러 하우징(101)에 일부 휠이 노출되는 햅틱 휠(110)과, 햅틱 휠(110)의 일단과 체결되며, 사용자가 햅틱 휠(110)을 통해 회전 감각을 느낄 수 있도록 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 이벤트 구동 신호에 따라 구동되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)와, 햅틱 휠(110)의 타단에 체결되며, 햅틱 휠(110)의 회전을 센싱하는 엔코더(130)와, 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따라 사용자가 햅틱 휠(110)의 회전 감각을 느낄 수 있도록 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 구동을 제어하는 제어부(140)를 포함하는 VR 또는 게임 컨트롤러(100), VR 또는 게임 컨트롤러(100)와 연동하여 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행을 수행하는 VR 장치(200)를 포함할 수 있다.
또한, VR 장치(200)는 VR 또는 게임 컨트롤러(100)를 통해 실행 가능한 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스가 구동되는 디바이스의 구성으로, 이러한 VR 장치(200)는 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행을 위한 다양한 디바이스로 구현될 수 있다. 예를 들면, 스마트글라스, HMD를 통해 VR 또는 게임 컨트롤러(100)를 파지한 사용자에게 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스를 실행하여 제공할 수 있다. 또한, VR 장치(200)는 스마트글라스, HMD, 및 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행을 위한 디스플레이 장치로 구현될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러 및 그 제어 방법, 이를 구비한 VR 시스템은, VR 또는 게임 컨트롤러의 외관을 형성하는 VR 컨트롤러 하우징에서 사용자가 회전 감각을 느낄 수 있도록 일부 휠이 노출되는 햅틱 휠과, 햅틱 휠의 일단과 체결되어 사용자가 상기 햅틱 휠을 통해 회전 감각을 느낄 수 있도록 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 이벤트 구동 신호에 따라 구동되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터와, 햅틱 휠의 타단에 체결되어 햅틱 휠의 회전을 센싱하는 엔코더와, 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따라 사용자가 햅틱 휠의 회전 감각을 느낄 수 있도록 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터의 구동을 제어하는 제어부를 포함하여 구성함으로써, 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 회전 감각을 사용자가 다양한 속도의 회전 감각으로 현실감 있게 느낄 수 있도록 할 수 있으며, 특히, 사용자가 파지할 수 있는 VR 컨트롤러 하우징에 일부가 노출되는 햅틱 휠과 체결되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터가 제어부의 구동 제어 신호인 주파수 혹은 전압 조절 신호에 따라 속도가 가변되는 회전 감각이 발생될 수 있도록 함으로써, 사용자는 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행의 상황별 회전 감각을 보다 사실적인 진동 감각으로 다양하게 체험하고 느낄 수 있도록 할 수 있게 된다. 또한, VR 또는 게임 컨트롤러를 통한 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 상황별 햅틱을 회전 감각으로 제공함으로써, 사용자는 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 최적화된 속도를 갖는 회전 감각을 보다 다양하게 체감할 수 있으며, 그에 따른 사용자 체감의 회전 감각의 햅틱 성능이 더욱 향상될 수 있도록 할 수 있게 된다.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러(100)로서,
    VR 또는 게임 컨트롤러(100)의 외관을 형성하는 VR 컨트롤러 하우징(101)에 설치하되, 상기 VR 컨트롤러 하우징(101)에서 사용자가 회전 감각을 느낄 수 있도록 일부 휠이 노출되는 햅틱 휠(110);
    상기 햅틱 휠(110)의 일단과 체결되며, 사용자가 상기 햅틱 휠(110)을 통해 회전 감각을 느낄 수 있도록 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 이벤트 구동 신호에 따라 구동되는 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120);
    상기 햅틱 휠(110)의 타단에 체결되며, 상기 햅틱 휠(110)의 회전을 센싱하는 엔코더(130); 및
    가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따라 사용자가 햅틱 휠(110)의 회전 감각을 느낄 수 있도록 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 구동을 제어하는 제어부(140)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러.
  2. 제1항에 있어서, 상기 VR 컨트롤러 하우징(101)은,
    사용자가 손으로 파지한 상태에서 일부 노출되는 상기 햅틱 휠(110)에 접촉된 상태에서 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 구동으로 회전 감각이 전달될 수 있도록 하는 손잡이 형상을 갖는 모션 리모컨 형태 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는, 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러.
  3. 제1항에 있어서, 상기 햅틱 휠(110)은,
    상기 VR 컨트롤러 하우징(101)에 설치되어 사용자의 손에 회전 감각이 전달되도록 일부 휠이 노출되어 회전하되, 휠 본체의 일면으로 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 축이 결합되는 축 공을 형성하고, 휠 본체의 타면으로는 상기 엔코더(130)에 삽입 결합되는 휠 축을 형성하는 플라스틱 소재로 구성하는 것을 특징으로 하는, 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러.
  4. 제1항에 있어서, 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)는,
    원통형의 하우징(121)의 내부로 솔레노이드 코일(122)과 샤프트(123)가 순차로 삽입 체결되고, 상기 샤프트(123)의 상부로 커버(124)와 베어링(125)이 순차로 체결되는 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는, 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러.
  5. 제4항에 있어서, 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)는,
    상기 제어부(140)의 구동 제어 하에, 상기 VR 컨트롤러 하우징(101)을 손으로 파지한 사용자가 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 맞게 회전 감각을 느낄 수 있도록 구동하며, 상기 회전 감각은 상기 햅틱 휠(120)의 회전 속도인 것을 특징으로 하는, 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제어부(140)는,
    상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 구동 제어를 통해 회전 감각이 상기 VR 컨트롤러 하우징(101)에 일부 노출되는 상기 햅틱 휠(110)을 통해 사용자에게 전달되도록 하되, 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)로 인가되는 펄스 전원을 통한 주파수 또는 전압의 조절을 통해 상기 햅틱 휠(110)의 회전 감각이 가변되어 제공될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는, 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러.
  7. 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러(100)의 제어 방법으로서,
    (1) 제어부(140)가 가상현실(VR)이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 회전 감각 생성을 위한 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 실행 이벤트를 감지하는 단계;
    (2) 제어부(140)가 상기 단계 (1)을 통해 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 따른 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 실행 이벤트에 상응하는 이벤트 구동신호를 출력하는 단계; 및
    (3) 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)가 VR 컨트롤러 하우징(101)에 일부 노출되는 햅틱 휠(110)의 감각을 사용자가 회전 감각으로 느낄 수 있도록 상기 단계 (2)를 통해 제어부(140)에서 출력되는 이벤트 구동 신호에 따라 구동되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러의 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 VR 또는 게임 컨트롤러(100)는,
    상기 VR 컨트롤러 하우징(101)은, 사용자가 손으로 파지한 상태에서 일부 노출되는 상기 햅틱 휠(110)에 접촉된 상태에서 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 구동으로 회전 감각이 전달될 수 있도록 하는 손잡이 형상을 갖는 모션 리모컨 형태 구조로 구성되고,
    상기 햅틱 휠(110)은, 상기 VR 컨트롤러 하우징(101)에 설치되어 사용자의 손에 회전 감각이 전달되도록 일부 휠이 노출되어 회전하되, 휠 본체의 일면으로 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 축이 결합되는 축 공을 형성하고, 휠 본체의 타면으로는 상기 엔코더(130)에 삽입 결합되는 휠 축을 형성하는 플라스틱 소재로 구성되며,
    상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)는, 원통형의 하우징(121)의 내부로 솔레노이드 코일(122)과 샤프트(123)가 순차로 삽입 체결되고, 상기 샤프트(123)의 상부로 커버(124)와 베어링(125)이 순차로 체결되는 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는, 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러의 제어 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 단계 (3)에서는,
    상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)가 상기 제어부(140)의 구동 제어 하에, 상기 VR 컨트롤러 하우징(101)을 손으로 파지한 사용자가 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행에 맞게 회전 감각을 느낄 수 있도록 구동하되, 상기 회전 감각은 상기 햅틱 휠(110)의 회전 속도이고,
    상기 제어부(140)가 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)의 구동 제어를 통해 회전 감각이 상기 VR 컨트롤러 하우징(101)에 일부 노출되는 상기 햅틱 휠(110)을 통해 사용자에게 전달되도록 하되, 상기 자기유변유체(MR fluid) 기반 또는 전기유변유체(ER fluid) 기반의 액추에이터(120)로 인가되는 펄스 전원을 통한 주파수 또는 전압의 조절을 통해 상기 햅틱 휠(110)의 회전 감각이 가변되어 제공될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는, 햅틱 휠을 이용한 VR 또는 게임 컨트롤러의 제어 방법.
  10. 제1항 내지 제6항 기재의 VR 또는 게임 컨트롤러(100)와, 상기 VR 또는 게임 컨트롤러(100)와 연동하여 가상현실이나 그래픽 환경 또는 게임 환경 기반 서비스 실행을 수행하는 VR 장치(200)를 구비하는 햅틱 휠을 이용한 VR 시스템.
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