WO2021225241A1 - Method for providing customized haptic effect, and system using same - Google Patents

Method for providing customized haptic effect, and system using same Download PDF

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WO2021225241A1
WO2021225241A1 PCT/KR2020/016801 KR2020016801W WO2021225241A1 WO 2021225241 A1 WO2021225241 A1 WO 2021225241A1 KR 2020016801 W KR2020016801 W KR 2020016801W WO 2021225241 A1 WO2021225241 A1 WO 2021225241A1
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WO
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haptic
user
main terminal
gripping force
pressure level
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PCT/KR2020/016801
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Inventor
고기남
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플레이스비 주식회사
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input 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
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input 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
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality

Definitions

  • the present invention relates to a method for providing a customized haptic effect, wherein a body portion providing a place for gripping by a user's hand is present in a haptic controller, and the user interacts with a virtual object on a screen of a main terminal while holding the body portion In the working state, there is a main haptic unit located inside the body unit and providing haptic feedback corresponding to a displacement generated according to a gripping force of the user's finger, wherein the main haptic unit detects a gripping force of the user's finger.
  • the haptic controller uses the pressure sensor to determine the magnitude of the gripping force. obtaining a sensing signal corresponding to , transmitting the sensing signal to the main terminal, and allowing the main terminal to determine a pressure level based on the sensing signal; and receiving, by the haptic controller, a haptic signal for a haptic effect determined based on the pressure level and characteristics of the virtual object from the main terminal, and operating the main haptic unit using the haptic signal
  • the haptic actuator includes a contact portion that comes into contact with the user's finger portion, an actuator portion that provides linear movement force of the contact portion backward and forward according to the gripping force of the user's finger, and the contact portion and the actuator portion while accommodating the contact portion therein. It relates to a method characterized in that the contact portion comprises a housing for accommodating the inside and outside of the body portion to advance and backward
  • haptic feedback is provided by modulating a vibration pattern, such as notifying the start/end or end of an interaction or whether an interface is operated.
  • this method has a disadvantage in that it is difficult to provide realistic feedback due to the absence of kinesthetic feedback.
  • a glove or exoskeleton type user interface has been proposed to provide a sense of gripping an object in virtual reality, and a kinesthetic sense such as gripping or pressing with force. Use restrictions apply.
  • the present inventors intend to provide a method for providing a customized haptic effect and a system using the same.
  • An object of the present invention is to solve all of the above problems.
  • Another object of the present invention is to provide different haptic feedbacks according to a user's finger gripping force.
  • Another object of the present invention is to provide haptic feedback corresponding to each user in consideration of different pressures (holding force) for each user.
  • Another object of the present invention is to provide various haptic feedbacks using a plurality of haptic controllers.
  • the characteristic configuration of the present invention is as follows.
  • a body portion providing a place for gripping by a user's hand in a haptic controller, and the user holds the body portion while holding the screen of the main terminal
  • a main haptic unit located inside the body unit and providing haptic feedback corresponding to a displacement generated according to a gripping force of the user's finger
  • the main haptic unit comprising: Assuming that it includes a pressure sensor for detecting a gripping force of a finger and a haptic actuator that generates a force to push the user's finger according to a displacement generated by the user's gripping force, the haptic controller uses the pressure sensor obtaining a sensing signal corresponding to the magnitude of the gripping force, transmitting the sensing signal to the main terminal, and causing the main terminal to determine a pressure level based on the sensing signal; and receiving, by the haptic controller
  • the haptic system for providing a customized haptic effect there is a body portion that provides a place for gripping by the user's hand, and the user holds the body portion while holding the screen of the main terminal.
  • the body portion In a state interacting with the virtual object on the image, i) the body portion; It is located inside the body portion and provides haptic feedback corresponding to the displacement generated according to the gripping force of the user's finger, and a pressure sensor for detecting the gripping force of the user's finger and the displacement generated by the user's gripping force.
  • a main haptic unit including a haptic actuator that generates a force to push the user's finger in response; and a control unit configured to acquire a sensing signal corresponding to the magnitude of the gripping force using the pressure sensor, transmit the sensing signal to a main terminal, and receive a haptic signal from the main terminal to operate the main haptic unit, wherein
  • the haptic actuator includes a contact portion that comes into contact with the user's finger portion, an actuator portion that provides rectilinear movement force of the contact portion backward and forward according to the gripping force of the user's finger, and the contact portion while accommodating the contact portion and the actuator portion therein.
  • a haptic controller including a housing for accommodating the body to move forward and backward by a predetermined distance, ii) determine a pressure level based on the sensing signal, and haptic based on the pressure level and characteristics of the virtual object
  • a haptic system comprising the main terminal for determining an effect and transmitting a haptic signal to the haptic controller.
  • the present invention has an effect of providing different haptic feedbacks according to the user's finger gripping force.
  • the present invention has an effect of providing haptic feedback corresponding to each user in consideration of different pressures (holding force) for each user.
  • the present invention has an effect of providing various haptic feedback using a plurality of haptic controllers.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a haptic controller according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which a user grips a haptic controller according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an operating principle of a haptic actuator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a schematic configuration of a haptic system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 5 is a view showing a state in which the body portion 110 and the auxiliary body portion 120 are coupled according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a process until a haptic effect is provided according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a haptic effect stored according to a gripping force and a virtual object according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a process of providing a haptic effect related to a downloaded virtual object according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a haptic controller according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which a user grips a haptic controller according to an embodiment of the present invention. Specifically, in Fig. 2(A), a general gripping state by the user's hand, (B) a state in which the thumb is in contact with the motion sensor unit, and (C) a thumb position at the thumb position of the first haptic unit Each state is indicated.
  • the haptic controller 100 includes a body part 110 that provides a place for gripping by the user's hand, and at one side of the body part 110 . It may include an auxiliary body portion 120 that is combined and separated to form one whole body together with the body portion 110 .
  • the auxiliary body 120 will be described later.
  • the user may interact with the virtual object on the screen of the main terminal 400 while holding the body portion 110 .
  • the main terminal 400 is a device separate from the haptic controller, and includes a memory means and a microprocessor while performing communication such as a desktop computer, a notebook computer, a workstation, a PDA, a web pad, a mobile phone, a main device, etc.
  • any digital device having computational capability may be employed as the main terminal 400 according to the present invention.
  • wearable devices such as a head mounted device (HMD) may also correspond to the main terminal 400 , and in this case, haptic feedback may be provided by the HMD and the haptic controller 100 .
  • the main terminal and the haptic controller may form a single body.
  • the virtual object on the screen of the main terminal 400 may correspond to various objects, such as a gun, a tennis racket, and a baseball, and may vary according to the setting of the background displayed on the screen.
  • the body unit 110 may include a main haptic unit 112 , an auxiliary haptic unit 113 , a motion sensor unit 111 , and the like.
  • the motion sensor unit 111 may detect the position and posture of the user's hand while being included in the upper end of the body unit 110 .
  • the motion sensor unit 111 may include an Inertial Measurement Unit (IMU) as a sensor for detecting the position and posture of the entire body including the body unit 110 and the auxiliary body unit 120 .
  • IMU Inertial Measurement Unit
  • the main haptic unit 112 is located inside the body unit 110 , and may provide haptic feedback corresponding to a displacement generated according to a gripping force of a user's finger.
  • the main haptic unit 112 may include a pressure sensor for detecting the gripping force of the user's finger and a haptic actuator 300 for generating a force to push the user's finger according to the displacement generated by the user's gripping force. have.
  • a displacement sensor for detecting displacement generated according to the gripping force of the user's finger may also be included in the main haptic unit 112 .
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an operating principle of a haptic actuator according to an embodiment of the present invention.
  • the haptic actuator 300 includes a contact portion 310 that is in contact with the user's finger portion, and an actuator portion that provides rectilinear movement force of the contact portion 310 according to the gripping force of the user's finger.
  • the contact part 310 and the actuator part 320 are accommodated therein, and the contact part 310 may be configured to include a housing 330 for accommodating it to move forward and backward by a predetermined distance in and out of the body.
  • a displacement sensor or a pressure sensor may be built in the actuator unit 320 .
  • FIG. 3(A) shows a state in which the contact part 310 protrudes forward by receiving a repulsive force
  • auxiliary haptic unit 113 that provides
  • the auxiliary haptic unit 113 vibrates the entire body unit 110 in response to the user's gesture or content when the user interacts with an object on the screen of the main terminal 400 while holding the body unit 110 .
  • It may be configured to include a vibrating element that generates In this case, a piezoelectric vibrator or the like may be used as the vibrating element.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a schematic configuration of a haptic system according to an embodiment of the present invention.
  • the haptic system 10 can be broadly divided into a haptic controller 100 and a main terminal 400 .
  • the main terminal 400 does not include a display device, a separate display device that provides virtual reality or the like should be included in the haptic system 10 .
  • the haptic controller 100 may include a body part 110 , an auxiliary body part 120 , and the like.
  • a fixing band 114 may be further installed in the body portion 110 to cover the back of the user's hand when the user holds the body portion 110 to strengthen the gripping state of the user's hand.
  • a control unit 121 may be included in the auxiliary body 120 .
  • the control unit 121 corresponds to a sensing signal corresponding to the magnitude of the gripping force obtained using the pressure sensor provided in the main haptic unit 112 and the posture and position of the controller obtained using the motion sensor 111. It is possible to operate the main haptic unit 112 and the auxiliary haptic unit 113 by transmitting a motion signal to the main terminal 400 and receiving feedback according to the interaction between the user and the virtual object from the main terminal 400 . .
  • the control unit 121 processes the signals obtained from the motion sensor 111 and the pressure sensor and transmits them to the main terminal 400 , and obtains the signals obtained from the main terminal 400 .
  • a controller 121a that outputs a signal for driving the main haptic unit 112 and the auxiliary haptic unit 113 according to information, ii) the main haptic unit 112 and the auxiliary haptic unit 113 from the controller 121a driver module 121b to receive and drive a signal for driving, iii) receive a signal from the controller 121a and transmit it to the main terminal 400, and receive a signal from the main terminal 400 to receive a signal from the controller 121a communication module 121c, iv) motion sensor 111, pressure sensor, controller 121a, driver module 121b, communication module 121c, haptic actuator located inside the main haptic unit 112 (300), the auxiliary haptic unit 113 may include a power supply unit 121d for respectively supplying driving power to
  • the components (ex controller, driver module, communication module, power supply) of the control unit 121 are included in the auxiliary body unit 120 , but in some cases, it is not the auxiliary body unit 120 . It may be included in the body part 110 .
  • FIG 5 is a view showing a state in which the body portion 110 and the auxiliary body portion 120 are coupled according to an embodiment of the present invention.
  • the haptic controller 100 is configured such that the body part 110 and the auxiliary body part 120 can be disassembled/assembled.
  • a coupling protrusion 120t is formed in the auxiliary body 120
  • a coupling hole 110h corresponding to the coupling protrusion 120t is formed at the lower end of the body 110 .
  • a coupling protrusion may be formed at the lower end of the body 110 and a coupling hole may be formed in the auxiliary body 120 .
  • the body portion 110 and the auxiliary body portion 120 are separated, the body portion 110 (or the auxiliary body portion 120 ) may be used in combination with an external game controller or the like.
  • the haptic system 10 including the haptic controller 100 and the main terminal 400 of the present invention has been described.
  • a method for providing haptic feedback using the haptic system 10 will be described.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a process until a haptic effect is provided according to an embodiment of the present invention.
  • the haptic controller 100 may acquire a sensing signal corresponding to the magnitude of the user's finger gripping force by using the pressure sensor.
  • the pressure sensor may be located in the main haptic unit 112 and may detect the magnitude of the force pressed by the finger.
  • the magnitude of the force measured by the pressure sensor may be set as a sensing signal, but as another embodiment, the displacement value moved by the haptic actuator by the finger may be measured through the displacement sensor, and the displacement value may be set as the sensing signal. will be.
  • the pressure sensor or the displacement sensor may be measured for each finger, may be measured separately from the thumb and the rest of the fingers, and a measurement method may be diversified according to settings.
  • the haptic controller 100 may transmit a sensing signal to the main terminal 400 ( S610 ), and cause the main terminal 400 to determine a pressure level based on the sensing signal.
  • the pressure level may include i) a first pressure level corresponding to a pressure above a predetermined threshold, ii) a second pressure level corresponding to a pressure below a predetermined threshold, and iii) a third pressure level at which no pressure is sensed. . That is, the first pressure level considers a strong pressure, the second pressure level considers a soft pressure, and the third pressure level considers a case where no pressure is applied. As described above, it may be divided into three levels, but may be divided into a plurality of more levels depending on the setting.
  • a predetermined threshold that is a criterion for classifying the first pressure level and the second pressure level may be different for each user.
  • the haptic controller 100 may allow the user to grip the body portion 110 with the maximum gripping force, and sense the magnitude of the maximum gripping force through the pressure sensor.
  • the haptic controller 100 transmits the sensed magnitude of the maximum gripping force to the main terminal, and the main terminal 400 determines a predetermined threshold for separating the first pressure level and the second pressure level based on the magnitude of the maximum gripping force. have.
  • the predetermined threshold value is 5 kgf, and may be divided into a first pressure level for a pressure of 5 to 10 kgf and a second pressure level for a pressure of 0 to 5 kgf.
  • the predetermined threshold value is 10 kgf, and may be divided into a first pressure level for a pressure of 10 to 20 kgf and a second pressure level for a pressure of 0 to 10 kgf.
  • the first user provides the gripping force corresponding to the first pressure level and the second user provides the gripping force corresponding to the second pressure level, and a haptic effect to be described later may be different.
  • the magnitude of the maximum gripping force for each user, each predetermined threshold value, and the pressure level range may be stored in advance before providing the haptic feedback.
  • the main terminal 400 may determine a haptic effect based on the determined pressure level and characteristics of the virtual object (S620). According to another embodiment, the main terminal 400 may also consider the motion signal detected by the motion sensor 111 to determine the haptic effect.
  • the characteristics of the virtual object may include a size, width, length, color, texture, material, trajectory, type, movement, pattern, or position of the virtual object.
  • a haptic effect including vibration may be provided.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a haptic effect stored according to a gripping force and a virtual object according to an embodiment of the present invention.
  • a lookup table included in the memory 410 may be used.
  • the lookup table may set at least one of a pressure level, a characteristic of a virtual object, and a motion signal as a parameter, and record a haptic effect matching the parameter.
  • a matching haptic effect is recorded in advance in consideration of each parameter such as a pressure level, a characteristic of a virtual object, a motion signal, and the like, and the main terminal 400 provides a predetermined pressure level, a characteristic of a predetermined virtual object, and a predetermined motion signal.
  • a matching haptic effect may be found in the lookup table and transmitted as a haptic signal to the haptic controller 100 .
  • the main terminal 400 may set a haptic effect of popping the virtual balloon when receiving gripping force information corresponding to the first pressure level, and corresponding to the second pressure level
  • a haptic effect of crushing the balloon can be set
  • a haptic effect of flying while maintaining the size of the balloon can be set.
  • a haptic effect in which the gun is fired may be set, and gripping force information corresponding to the second pressure level may be set.
  • a haptic effect in which the gun is loaded can be set, and when gripping force information corresponding to the third pressure level is received, a haptic effect in which the gun is placed on the floor can be set.
  • a haptic effect may be set for a motion signal as well.
  • a haptic controller 100 when the haptic controller 100 is placed on the floor, no virtual object appears (off state), and when the haptic controller 100 is gripped and moves away from the floor, a virtual object appears (on state) is set.
  • a haptic effect is determined based on a pressure level, a characteristic of a virtual object, a motion signal, and the like, and the haptic effect in terms of a user interface may include deleting, updating, changing, removing, or outputting a virtual object.
  • a gun as a virtual object
  • the haptic controller 100 when the haptic controller 100 is placed on the floor, it is in the form of a gift box, and when the haptic controller 100 is simply lifted from the floor, it is changed to a gun shape, When the gripping force corresponding to the second pressure level is provided, the gun is loaded, and when the gripping force corresponding to the first pressure level is provided, the gun is fired.
  • the haptic effect of the present invention may also include a negative feedback, that is, a tactile haptic effect.
  • the shape of the hard ball does not change
  • the actuator unit 320 is fixed so as not to move inward, and a gripping force corresponding to the first pressure level is provided, the shape of the hard ball contracts, and the actuator unit 320 also moves inward.
  • the virtual object is a virtual car
  • the engine of the car may be started (and the car engine may also be sounded) Accordingly, vibration may be generated by the auxiliary haptic unit 113 , and when a gripping force corresponding to the first pressure level is provided, the virtual vehicle may be accelerated. Accordingly, vibration is generated by the auxiliary haptic unit 113 and the main The actuator part 320 of the haptic part 112 may also generate a haptic effect in which displacement movement occurs in and out.
  • the virtual object is a gun
  • a gripping force corresponding to the second pressure level is provided to the haptic controller 100
  • vibration is generated by the auxiliary haptic unit 113 while the gun is loaded
  • vibration is generated by the auxiliary haptic unit 113 while the gun is fired
  • the actuator unit 320 of the main haptic unit 112 is also displaced to the outside corresponding to the repulsive force.
  • a haptic effect may occur where this occurs.
  • a haptic effect with a low amplitude vibration with a short duration can occur.
  • the main terminal 400 may transmit a haptic signal for the set haptic effect to the haptic controller 100, and the haptic controller 100 uses the haptic signal to the main haptic unit 112 and the auxiliary haptic unit 113. and the like may be operated (S630). Also, the state of the virtual object on the screen of the main terminal 400 may be changed.
  • the main haptic unit 112 may include a plurality of haptic actuators for interaction with the user's finger-specific movements.
  • the plurality of haptic actuators may include at least a haptic actuator corresponding to the movement of the user's thumb.
  • the main haptic unit 112 may include a region 112b corresponding to the thumb and a region 112a corresponding to the remaining fingers, and may include a haptic actuator for each. Accordingly, the gripping force may be sensed for each of the regions 112b and 112a, the respective pressure levels may be measured, and the haptic effect may be determined accordingly. That is, the pressure corresponding to the first pressure level is sensed in the region 112b corresponding to the thumb, the pressure corresponding to the second pressure level is sensed in the region 112a corresponding to the remaining fingers, and the corresponding haptic effect is obtained. may be provided.
  • a pressure corresponding to a first pressure level is sensed in the area 112b corresponding to the thumb and a pressure corresponding to a second pressure level is detected in the area 112a corresponding to the remaining fingers, , provides a haptic effect in which a large vibration is generated
  • the pressure corresponding to the second pressure level is sensed in the region 112b corresponding to the thumb
  • the first pressure level is applied to the region 112a corresponding to the remaining fingers.
  • a haptic effect in which a small vibration is generated may be provided.
  • actuators exist for each finger in the region 112a corresponding to the remaining fingers, four actuators may be included, different pressure levels may be sensed for each, and different haptic effects may be set for this. may be
  • the haptic system 10 includes a haptic controller 100 and a main terminal 400 , and when the user holds the body 110 of the haptic controller 100 , the user It can detect the movement, position, and gripping force of the hand.
  • the controller 121 of the haptic controller 100 transmits the information sensed by the sensors to the main terminal 400, and the main terminal 400 determines a haptic effect based on the sensed information. have.
  • the main terminal that has determined the haptic effect may display the movement and change of the virtual object on the screen, calculate the pressure, displacement, vibration, etc. to be provided to the user and transmit it to the controller 121 of the haptic controller 100 .
  • the haptic controller 100 controls the main haptic unit 112 .
  • the gripping pressure is sensed and transmitted to the main terminal 400, and the main terminal 400 calculates the displacement that occurs when a corresponding pressure is applied to an arbitrary target object in a virtual environment, ii) grips the main haptic unit 112.
  • detecting the displacement occurring when The pressure or displacement to be provided to the user may be calculated by calculating the repulsive force (pressure) when an arbitrary target object is deformed by the corresponding displacement in the virtual environment.
  • the controller 121 controls the pressure or displacement from the main terminal 400 . , may receive the vibration information, generate a driving signal based on it, and transmit it to the main haptic unit 112 and the auxiliary haptic unit 113 through the driver module 121b.
  • a force (repulsion force) to push the user's finger may be generated by the haptic actuator 300 of the main haptic unit 112 and/or vibration may be generated by the vibration element of the auxiliary haptic unit 113 . Due to the above repulsive force and vibration, the user can feel the same sense of force, gripping, and vibration as when interacting with an actual object.
  • haptic controllers 100 there may be a plurality of haptic controllers 100 , and it may be assumed that a first haptic controller and a second haptic controller exist.
  • each motion sensor 111 may measure the posture and position of each of the first haptic controller and the second haptic controller, and specifically, the distance between the first haptic controller and the second haptic controller, the first A distance of the haptic controller from the ground and a distance of the second haptic controller from the ground may be measured.
  • a haptic effect may be determined according to the measurement result.
  • the user can hold the two haptic controllers 100 like ski poles in the virtual reality, and move quickly when the distance between the two haptic controllers becomes narrower, and move slowly when the distance increases.
  • the screen of the main terminal 400 may be turned off, and when the two haptic controllers are separated, the screen of the main terminal 400 may be turned on.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a process of providing a haptic effect related to a downloaded virtual object according to an embodiment of the present invention.
  • the virtual object may correspond to various objects, and the range is not determined. Accordingly, from the user's point of view, it is possible to select a part of a plurality of virtual objects uploaded on the web, download the selected virtual object (S810), and record the selected virtual object in the memory 410 of the main terminal 400 .
  • the haptic effect of the selected virtual object may also be downloaded together, and the main terminal 400 may search for the associated haptic effect ( S820 ).
  • the main terminal 400 may interact with the virtual object to provide a corresponding haptic effect to the haptic controller 100 and generate haptic feedback.
  • the embodiments according to the present invention described above may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components and recorded in a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
  • the program instructions recorded on the computer-readable recording medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and used by those skilled in the computer software field.
  • Examples of the computer-readable recording medium include hard disks, magnetic media such as floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, and magneto-optical media such as floppy disks. media), and hardware devices specially configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • the hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform processing according to the present invention, and vice versa.

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Abstract

According to the present invention, proposed is a method characterized by comprising the steps in which: when assuming that a main haptic unit includes a pressure sensor for detecting a gripping force of a finger of a user and a haptic actuator which generates a force to push the finger of the user according to a displacement generated by the gripping force of the user, the main haptic unit causes a haptic controller to acquire a sensing signal corresponding to the magnitude of the gripping force using the pressure sensor so as to transmit the sensing signal to a main terminal, and causes the main terminal to determine a pressure level on the basis of the sensing signal; and the haptic controller receives, from the main terminal, a haptic signal for a haptic effect determined on the basis of the pressure level and the characteristics of a virtual object, and operates the main haptic unit using the haptic signal.

Description

맞춤형 햅틱 효과를 제공하는 방법 및 그를 이용한 시스템Method for providing customized haptic effect and system using same
본 발명은 맞춤형 햅틱 효과를 제공하는 방법에 있어서, 햅틱 컨트롤러에 사용자의 손에 의한 파지를 위한 장소를 제공하는 몸체부가 존재하고, 상기 사용자가 상기 몸체부를 쥐면서 메인 단말기의 화면상의 가상 객체와 상호 작용하는 상태에서, 상기 몸체부의 내부에 위치하며 상기 사용자의 손가락의 파지력에 따라 발생하는 변위에 대응하는 햅틱 피드백을 제공하는 메인 햅틱부가 존재하고, 상기 메인 햅틱부는, 상기 사용자의 손가락의 파지력을 검출하기 위한 압력 센서 및 상기 사용자의 파지력에 의해 발생하는 변위에 따라 상기 사용자의 손가락을 밀어내는 힘을 발생시키는 햅틱 액츄에이터를 포함한다고 할 때, 상기 햅틱 컨트롤러가, 상기 압력 센서를 이용하여 상기 파지력의 크기에 해당하는 센싱 신호를 획득하여 상기 메인 단말기에 상기 센싱 신호를 송신하고, 상기 메인 단말기로 하여금 상기 센싱 신호를 기초로 압력 레벨을 결정하도록 하는 단계; 및 상기 햅틱 컨트롤러가, 상기 압력 레벨 및 상기 가상 객체의 특성에 기초하여 결정된 햅틱 효과에 대한 햅틱 신호를 상기 메인 단말기로부터 수신하고, 상기 햅틱 신호를 이용하여 상기 메인 햅틱부를 작동시키는 단계를 포함하고, 상기 햅틱 액츄에이터는 상기 사용자의 손가락 부분과 접촉되는 접촉부, 상기 사용자의 손가락의 파지력에 따라 상기 접촉부의 후진 및 전진의 직선 이동력을 제공하는 액츄에이터부, 및 상기 접촉부와 상기 액츄에이터부를 내부에 수납하면서 상기 접촉부가 상기 몸체부의 내외부로 일정 거리 전진 및 후진이 가능하도록 수납하는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for providing a customized haptic effect, wherein a body portion providing a place for gripping by a user's hand is present in a haptic controller, and the user interacts with a virtual object on a screen of a main terminal while holding the body portion In the working state, there is a main haptic unit located inside the body unit and providing haptic feedback corresponding to a displacement generated according to a gripping force of the user's finger, wherein the main haptic unit detects a gripping force of the user's finger. When a haptic actuator for generating a force for pushing the user's finger according to a displacement generated by the user's gripping force is included, the haptic controller uses the pressure sensor to determine the magnitude of the gripping force. obtaining a sensing signal corresponding to , transmitting the sensing signal to the main terminal, and allowing the main terminal to determine a pressure level based on the sensing signal; and receiving, by the haptic controller, a haptic signal for a haptic effect determined based on the pressure level and characteristics of the virtual object from the main terminal, and operating the main haptic unit using the haptic signal, The haptic actuator includes a contact portion that comes into contact with the user's finger portion, an actuator portion that provides linear movement force of the contact portion backward and forward according to the gripping force of the user's finger, and the contact portion and the actuator portion while accommodating the contact portion therein. It relates to a method characterized in that the contact portion comprises a housing for accommodating the inside and outside of the body portion to advance and backward a predetermined distance possible.
가상 현실과 연계하여 가상 현실 환경에서의 몰입감과 실재감을 높이기 위해, 양 손을 이용한 자연스러운 사용자 인터페이스 기술과, 이를 통해 촉감각, 근감각 등과 같은 햅틱 피드백을 제공하기 위한 다양한 기술이 연구 및 개발되고 있다.In order to increase the sense of immersion and presence in the virtual reality environment in connection with virtual reality, natural user interface technology using both hands and various technologies to provide haptic feedback such as tactile sensation and kinesthetic sensation are being researched and developed. .
진동 소자를 탑재한 사용자 인터페이스의 경우 상호작용의 개시/종료 또는 종료를 알리거나 인터페이스의 조작 여부를 알리는 등 진동의 패턴을 변조하여 햅틱 피드백을 제공한다. 그러나, 이 방식은 근감각 피드백의 부재로 인한 실감 있는 피드백 제공이 어려운 단점이 있다.In the case of a user interface equipped with a vibration element, haptic feedback is provided by modulating a vibration pattern, such as notifying the start/end or end of an interaction or whether an interface is operated. However, this method has a disadvantage in that it is difficult to provide realistic feedback due to the absence of kinesthetic feedback.
가상 현실 상의 객체를 파지하는 감각, 힘을 주어 쥐거나 누르는 등의 근감각을 제공하기 위해 장갑 또는 외골격 형태의 사용자 인터페이스가 제시되고 있으나, 이 경우는 착용의 복잡성 및 외부 장치의 크기 등의 문제로 사용 상의 제약이 따른다.A glove or exoskeleton type user interface has been proposed to provide a sense of gripping an object in virtual reality, and a kinesthetic sense such as gripping or pressing with force. Use restrictions apply.
또한, 햅틱 액츄에이터 및 진동 액츄에이터를 통해 상호작용 컨트롤러의 움직임에 따른 촉각 및 진동 피드백을 제공하는 기술이 존재하나, 여기서는 단순히 사용자가 손가락을 이용해 쥐거나, 쥐지 않는 경우를 상정할 뿐이었다. 즉, 사용자의 손가락 파지력의 정도에 따른 피드백이 제공되지는 않아 몰입감과 실재감이 다소 떨어질 수 있다.In addition, there is a technology that provides tactile and vibration feedback according to the movement of the interaction controller through a haptic actuator and a vibration actuator, but here, it is assumed that the user simply grips with his or her fingers or does not grip. That is, feedback according to the degree of the user's finger gripping force is not provided, and thus immersion and a sense of reality may be somewhat reduced.
이에 본 발명자는 맞춤형 햅틱 효과를 제공하는 방법 및 그를 이용한 시스템을 제공하고자 한다.Accordingly, the present inventors intend to provide a method for providing a customized haptic effect and a system using the same.
본 발명은 상술한 문제점을 모두 해결하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to solve all of the above problems.
본 발명은 사용자의 손가락 파지력에 따라 서로 다른 햅틱 피드백을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide different haptic feedbacks according to a user's finger gripping force.
또한, 본 발명은 사용자별 서로 다른 압력(파지력)을 고려하여 각각에 대응하는 햅틱 피드백을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide haptic feedback corresponding to each user in consideration of different pressures (holding force) for each user.
또한, 본 발명은 복수의 햅틱 컨트롤러를 이용하여 다양한 햅틱 피드백을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide various haptic feedbacks using a plurality of haptic controllers.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 효과를 실현하기 위한, 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.In order to achieve the object of the present invention as described above and to realize the characteristic effects of the present invention to be described later, the characteristic configuration of the present invention is as follows.
본 발명의 일 태양에 따르면, 맞춤형 햅틱 효과를 제공하는 방법에 있어서, 햅틱 컨트롤러에 사용자의 손에 의한 파지를 위한 장소를 제공하는 몸체부가 존재하고, 상기 사용자가 상기 몸체부를 쥐면서 메인 단말기의 화면상의 가상 객체와 상호 작용하는 상태에서, 상기 몸체부의 내부에 위치하며 상기 사용자의 손가락의 파지력에 따라 발생하는 변위에 대응하는 햅틱 피드백을 제공하는 메인 햅틱부가 존재하고, 상기 메인 햅틱부는, 상기 사용자의 손가락의 파지력을 검출하기 위한 압력 센서 및 상기 사용자의 파지력에 의해 발생하는 변위에 따라 상기 사용자의 손가락을 밀어내는 힘을 발생시키는 햅틱 액츄에이터를 포함한다고 할 때, 상기 햅틱 컨트롤러가, 상기 압력 센서를 이용하여 상기 파지력의 크기에 해당하는 센싱 신호를 획득하여 상기 메인 단말기에 상기 센싱 신호를 송신하고, 상기 메인 단말기로 하여금 상기 센싱 신호를 기초로 압력 레벨을 결정하도록 하는 단계; 및 상기 햅틱 컨트롤러가, 상기 압력 레벨 및 상기 가상 객체의 특성에 기초하여 결정된 햅틱 효과에 대한 햅틱 신호를 상기 메인 단말기로부터 수신하고, 상기 햅틱 신호를 이용하여 상기 메인 햅틱부를 작동시키는 단계를 포함하고, 상기 햅틱 액츄에이터는 상기 사용자의 손가락 부분과 접촉되는 접촉부, 상기 사용자의 손가락의 파지력에 따라 상기 접촉부의 후진 및 전진의 직선 이동력을 제공하는 액츄에이터부, 및 상기 접촉부와 상기 액츄에이터부를 내부에 수납하면서 상기 접촉부가 상기 몸체부의 내외부로 일정 거리 전진 및 후진이 가능하도록 수납하는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention, in a method for providing a customized haptic effect, there is a body portion providing a place for gripping by a user's hand in a haptic controller, and the user holds the body portion while holding the screen of the main terminal In the state of interacting with the virtual object on the upper body, there is a main haptic unit located inside the body unit and providing haptic feedback corresponding to a displacement generated according to a gripping force of the user's finger, the main haptic unit comprising: Assuming that it includes a pressure sensor for detecting a gripping force of a finger and a haptic actuator that generates a force to push the user's finger according to a displacement generated by the user's gripping force, the haptic controller uses the pressure sensor obtaining a sensing signal corresponding to the magnitude of the gripping force, transmitting the sensing signal to the main terminal, and causing the main terminal to determine a pressure level based on the sensing signal; and receiving, by the haptic controller, a haptic signal for a haptic effect determined based on the pressure level and characteristics of the virtual object from the main terminal, and operating the main haptic unit using the haptic signal, The haptic actuator includes a contact portion that comes into contact with the user's finger portion, an actuator portion that provides linear movement force of the contact portion backward and forward according to the gripping force of the user's finger, and the contact portion and the actuator portion while accommodating the contact portion therein. There is provided a method, characterized in that the contact portion includes a housing for accommodating the body portion so as to be moved forward and backward a predetermined distance in and out of the body portion.
또한, 본 발명의 다른 태양에 따르면, 맞춤형 햅틱 효과를 제공하는 햅틱 시스템에 있어서, 사용자의 손에 의한 파지를 위한 장소를 제공하는 몸체부가 존재하고, 상기 사용자가 상기 몸체부를 쥐면서 메인 단말기의 화면상의 가상 객체와 상호 작용하는 상태에서, i) 상기 몸체부; 상기 몸체부의 내부에 위치하며 상기 사용자의 손가락의 파지력에 따라 발생하는 변위에 대응하는 햅틱 피드백을 제공하고, 상기 사용자의 손가락의 파지력을 검출하기 위한 압력 센서 및 상기 사용자의 파지력에 의해 발생하는 변위에 따라 상기 사용자의 손가락을 밀어내는 힘을 발생시키는 햅틱 액츄에이터를 포함하는 메인 햅틱부; 및 상기 압력 센서를 이용하여 상기 파지력의 크기에 해당하는 센싱 신호를 획득하여 메인 단말기에 상기 센싱 신호를 송신하고, 햅틱 신호를 상기 메인 단말기로부터 수신하여 상기 메인 햅틱부를 작동시키는 제어부를 포함하며, 상기 햅틱 액츄에이터는 상기 사용자의 손가락 부분과 접촉되는 접촉부, 상기 사용자의 손가락의 파지력에 따라 상기 접촉부의 후진 및 전진의 직선 이동력을 제공하는 액츄에이터부, 및 상기 접촉부와 상기 액츄에이터부를 내부에 수납하면서 상기 접촉부가 상기 몸체부의 내외부로 일정 거리 전진 및 후진이 가능하도록 수납하는 하우징을 포함하는 햅틱 컨트롤러, ii) 상기 센싱 신호를 기초로 압력 레벨을 결정하고, 상기 압력 레벨 및 상기 가상 객체의 특성에 기초하여 햅틱 효과를 결정하고, 이에 대한 햅틱 신호를 상기 햅틱 컨트롤러에 송신하는 상기 메인 단말기를 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 시스템이 제공된다.Further, according to another aspect of the present invention, in the haptic system for providing a customized haptic effect, there is a body portion that provides a place for gripping by the user's hand, and the user holds the body portion while holding the screen of the main terminal. In a state interacting with the virtual object on the image, i) the body portion; It is located inside the body portion and provides haptic feedback corresponding to the displacement generated according to the gripping force of the user's finger, and a pressure sensor for detecting the gripping force of the user's finger and the displacement generated by the user's gripping force. a main haptic unit including a haptic actuator that generates a force to push the user's finger in response; and a control unit configured to acquire a sensing signal corresponding to the magnitude of the gripping force using the pressure sensor, transmit the sensing signal to a main terminal, and receive a haptic signal from the main terminal to operate the main haptic unit, wherein The haptic actuator includes a contact portion that comes into contact with the user's finger portion, an actuator portion that provides rectilinear movement force of the contact portion backward and forward according to the gripping force of the user's finger, and the contact portion while accommodating the contact portion and the actuator portion therein. a haptic controller including a housing for accommodating the body to move forward and backward by a predetermined distance, ii) determine a pressure level based on the sensing signal, and haptic based on the pressure level and characteristics of the virtual object There is provided a haptic system comprising the main terminal for determining an effect and transmitting a haptic signal to the haptic controller.
본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention, the following effects are obtained.
본 발명은 사용자의 손가락 파지력에 따라 서로 다른 햅틱 피드백을 제공하는 효과가 있다.The present invention has an effect of providing different haptic feedbacks according to the user's finger gripping force.
또한, 본 발명은 사용자별 서로 다른 압력(파지력)을 고려하여 각각에 대응하는 햅틱 피드백을 제공하는 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect of providing haptic feedback corresponding to each user in consideration of different pressures (holding force) for each user.
또한, 본 발명은 복수의 햅틱 컨트롤러를 이용하여 다양한 햅틱 피드백을 제공하는 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect of providing various haptic feedback using a plurality of haptic controllers.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 햅틱 컨트롤러를 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a haptic controller according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 사용자가 햅틱 컨트롤러를 파지하는 모습을 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a state in which a user grips a haptic controller according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 햅틱 액츄에이터의 작동 원리를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating an operating principle of a haptic actuator according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 햅틱 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a schematic configuration of a haptic system according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 몸체부(110)와 보조 몸체부(120)가 결합되는 모습을 나타낸 도면이다.5 is a view showing a state in which the body portion 110 and the auxiliary body portion 120 are coupled according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 햅틱 효과가 제공되기까지의 과정을 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a process until a haptic effect is provided according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 파지력 및 가상 객체에 따라 저장된 햅틱 효과를 나타낸 도면이다.7 is a diagram illustrating a haptic effect stored according to a gripping force and a virtual object according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 다운로드된 가상 객체와 관련된 햅틱 효과를 제공하는 과정을 나타낸 도면이다.8 is a diagram illustrating a process of providing a haptic effect related to a downloaded virtual object according to an embodiment of the present invention.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0010] DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0010] DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0023] Reference is made to the accompanying drawings, which show by way of illustration specific embodiments in which the present invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different but need not be mutually exclusive. For example, certain shapes, structures, and characteristics described herein with respect to one embodiment may be embodied in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention. In addition, it should be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the detailed description set forth below is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the invention, if properly described, is limited only by the appended claims, along with all scope equivalents to those claimed. Like reference numerals in the drawings refer to the same or similar functions throughout the various aspects.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to enable those of ordinary skill in the art to easily practice the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 햅틱 컨트롤러를 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a haptic controller according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 사용자가 햅틱 컨트롤러를 파지하는 모습을 나타낸 도면이다. 구체적으로는, 도 2(A)에서는 사용자의 손에 의한 일반적인 파지 상태, (B)는 엄지 손가락으로 모션 센서부를 접촉한 상태, (C)는 제1 햅틱부의 엄지 손가락 위치부에 엄지 손가락을 위치시킨 상태를 각각 나타낸 것이다.2 is a diagram illustrating a state in which a user grips a haptic controller according to an embodiment of the present invention. Specifically, in Fig. 2(A), a general gripping state by the user's hand, (B) a state in which the thumb is in contact with the motion sensor unit, and (C) a thumb position at the thumb position of the first haptic unit Each state is indicated.
도 1 및 도 2를 참조할 때, 본 발명에 따른 햅틱 컨트롤러(100)는 사용자의 손에 의한 파지를 위한 장소를 제공하는 몸체부(110)를 포함하고, 상기 몸체부(110)의 일측에 결합 및 분리되어, 상기 몸체부(110)와 함께 하나의 전체적인 몸체를 이루는 보조 몸체부(120)를 포함할 수 있다. 상기 보조 몸체부(120)에 대해서는 뒤에서 살펴보도록 하겠다.Referring to FIGS. 1 and 2 , the haptic controller 100 according to the present invention includes a body part 110 that provides a place for gripping by the user's hand, and at one side of the body part 110 . It may include an auxiliary body portion 120 that is combined and separated to form one whole body together with the body portion 110 . The auxiliary body 120 will be described later.
사용자는 상기 몸체부(110)를 쥐면서 메인 단말기(400)의 화면상의 가상 객체와 상호 작용을 할 수 있다. 상기 메인 단말기(400)는 상기 햅틱 컨트롤러와 별개의 기기로서, 데스크탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 워크스테이션, PDA, 웹 패드, 이동 전화기, 메인기기 등과 같이 통신을 수행하면서 메모리 수단을 구비하고 마이크로 프로세서를 탑재하여 연산 능력을 갖춘 디지털 기기라면 얼마든지 본 발명에 따른 메인 단말기(400)로서 채택될 수 있을 것이다. The user may interact with the virtual object on the screen of the main terminal 400 while holding the body portion 110 . The main terminal 400 is a device separate from the haptic controller, and includes a memory means and a microprocessor while performing communication such as a desktop computer, a notebook computer, a workstation, a PDA, a web pad, a mobile phone, a main device, etc. Thus, any digital device having computational capability may be employed as the main terminal 400 according to the present invention.
또한, HMD(head mounted device) 등의 웨어러블 기기들 역시 상기 메인 단말기(400)에 해당할 수 있으며, 이 경우 HMD와 햅틱 컨트롤러(100)에 의해서 햅틱 피드백이 제공될 수 있는 것이다. 경우에 따라서는, 상기 메인 단말기와 햅틱 컨트롤러가 하나의 몸체를 이루는 경우도 있을 것이다.In addition, wearable devices such as a head mounted device (HMD) may also correspond to the main terminal 400 , and in this case, haptic feedback may be provided by the HMD and the haptic controller 100 . In some cases, the main terminal and the haptic controller may form a single body.
참고로, 메인 단말기(400)의 화면상의 가상 객체는 총, 테니스 라켓, 야구공 등 다양한 물체에 해당할 수 있고, 상기 화면 상에 나타나는 배경의 설정에 따라 달라질 수 있다. For reference, the virtual object on the screen of the main terminal 400 may correspond to various objects, such as a gun, a tennis racket, and a baseball, and may vary according to the setting of the background displayed on the screen.
다음으로, 몸체부(110)는 메인 햅틱부(112), 보조 햅틱부(113), 모션 센서부(111) 등을 포함할 수 있다. 참고로, 상기 모션 센서부(111)는 몸체부(110)의 상단에 포함되어 있으면서, 사용자의 손의 위치와 자세를 검출할 수 있다. 상기 모션 센서부(111)는 몸체부(110) 및 보조 몸체부(120)로 이루어지는 전체 몸체의 위치 및 자세를 검출하기 위한 센서로서의 IMU(Inertial Measurement Unit)를 포함하여 구성될 수 있다.Next, the body unit 110 may include a main haptic unit 112 , an auxiliary haptic unit 113 , a motion sensor unit 111 , and the like. For reference, the motion sensor unit 111 may detect the position and posture of the user's hand while being included in the upper end of the body unit 110 . The motion sensor unit 111 may include an Inertial Measurement Unit (IMU) as a sensor for detecting the position and posture of the entire body including the body unit 110 and the auxiliary body unit 120 .
메인 햅틱부(112)는 몸체부(110)의 내부에 위치하며, 사용자의 손가락의 파지력에 따라 발생하는 변위에 대응하는 햅틱 피드백을 제공할 수 있다. The main haptic unit 112 is located inside the body unit 110 , and may provide haptic feedback corresponding to a displacement generated according to a gripping force of a user's finger.
상기 메인 햅틱부(112)는 사용자의 손가락의 파지력을 검출하기 위한 압력 센서 및 상기 사용자의 파지력에 의해 발생하는 변위에 따라 사용자의 손가락을 밀어내는 힘을 발생시키는 햅틱 액츄에이터(300)를 포함할 수 있다. 경우에 따라서는 사용자의 손가락의 파지력에 따라 발생하는 변위를 검출하기 위한 변위 센서 역시 상기 메인 햅틱부(112)에 포함될 수 있다.The main haptic unit 112 may include a pressure sensor for detecting the gripping force of the user's finger and a haptic actuator 300 for generating a force to push the user's finger according to the displacement generated by the user's gripping force. have. In some cases, a displacement sensor for detecting displacement generated according to the gripping force of the user's finger may also be included in the main haptic unit 112 .
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 햅틱 액츄에이터의 작동 원리를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating an operating principle of a haptic actuator according to an embodiment of the present invention.
도 3에서 도시된 바와 같이, 햅틱 액츄에이터(300)는 사용자의 손가락 부분과 접촉되는 접촉부(310), 사용자의 손가락의 파지력에 따라 접촉부(310)의 후진 및 전진의 직선 이동력을 제공하는 액츄에이터부(320), 상기 접촉부(310)와 액츄에이터부(320)를 내부에 수납하되, 접촉부(310)가 몸체 내외부로 일정 거리 전진 및 후진 가능하도록 수납하는 하우징(330)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 액츄에이터부(320) 내부에는 변위 센서 또는 압력 센서가 내장될 수 있다.As shown in FIG. 3 , the haptic actuator 300 includes a contact portion 310 that is in contact with the user's finger portion, and an actuator portion that provides rectilinear movement force of the contact portion 310 according to the gripping force of the user's finger. 320, the contact part 310 and the actuator part 320 are accommodated therein, and the contact part 310 may be configured to include a housing 330 for accommodating it to move forward and backward by a predetermined distance in and out of the body. Here, a displacement sensor or a pressure sensor may be built in the actuator unit 320 .
도 3(A)는 접촉부(310)가 반발력을 받아 전진하여 돌출한 상태를 의미하고, 도 3(B)에서는 접촉부(310)가 손가락의 누름력을 받아 후진된 상태를 나타내는 것이다.3(A) shows a state in which the contact part 310 protrudes forward by receiving a repulsive force, and in FIG.
또한, 상기 몸체부(110)의 내부에는 사용자가 몸체부(110)를 쥔 상태에서 사용자가 메인 단말기(400)의 화면상의 객체와 상호작용할 때 사용자의 제스처나 콘텐츠에 따라 그에 상응하는 패턴의 진동을 제공하는 보조 햅틱부(113)가 존재할 수 있다.In addition, when the user interacts with an object on the screen of the main terminal 400 while the user holds the body part 110 inside the body part 110 , the vibration of a pattern corresponding to the user's gesture or content There may be an auxiliary haptic unit 113 that provides
상기 보조 햅틱부(113)는 사용자가 몸체부(110)를 쥔 상태에서 메인 단말기(400)의 화면상의 객체와 상호작용할 때 사용자의 제스처나 콘텐츠에 상응하여 몸체부(110) 전체를 진동시키는 진동을 발생하는 진동 소자를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 진동 소자로는 압전형 진동자(piezoelectric vibrator) 등이 사용될 수 있다.The auxiliary haptic unit 113 vibrates the entire body unit 110 in response to the user's gesture or content when the user interacts with an object on the screen of the main terminal 400 while holding the body unit 110 . It may be configured to include a vibrating element that generates In this case, a piezoelectric vibrator or the like may be used as the vibrating element.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 햅틱 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a schematic configuration of a haptic system according to an embodiment of the present invention.
우선, 햅틱 시스템(10)은 햅틱 컨트롤러(100)와 메인 단말기(400)로 크게 구분할 수 있다. 다만, 상기 메인 단말기(400)가 디스플레이 장치를 포함하고 있지 않다면, 가상 현실 등을 제공하는 별도의 디스플레이 장치까지 상기 햅틱 시스템(10)에 포함되어야 할 것이다.First, the haptic system 10 can be broadly divided into a haptic controller 100 and a main terminal 400 . However, if the main terminal 400 does not include a display device, a separate display device that provides virtual reality or the like should be included in the haptic system 10 .
상기 햅틱 컨트롤러(100)는 몸체부(110), 보조 몸체부(120) 등을 포함할 수 있다. 상기 몸체부(110)에는 사용자가 몸체부(110)를 쥐었을 때 사용자의 손등 부분을 감싸주어 사용자의 손의 파지 상태를 견고하게 해주기 위한 고정용 밴드(114)가 더 설치될 수 있다.The haptic controller 100 may include a body part 110 , an auxiliary body part 120 , and the like. A fixing band 114 may be further installed in the body portion 110 to cover the back of the user's hand when the user holds the body portion 110 to strengthen the gripping state of the user's hand.
상기 보조 몸체부(120)의 내부에는 제어부(121)가 포함될 수 있다. 상기 제어부(121)는 상기 메인 햅틱부(112)에 구비된 압력 센서를 이용하여 획득한 파지력의 크기에 해당하는 센싱 신호 및 모션 센서(111)를 이용하여 획득한 컨트롤러의 자세와 위치에 해당하는 모션 신호를 메인 단말기(400)에 전송하고, 상기 메인 단말기(400)로부터 사용자와 가상 객체 간의 상호 작용에 따른 피드백을 수신하여 메인 햅틱부(112) 및 보조 햅틱부(113)를 작동시킬 수 있다.A control unit 121 may be included in the auxiliary body 120 . The control unit 121 corresponds to a sensing signal corresponding to the magnitude of the gripping force obtained using the pressure sensor provided in the main haptic unit 112 and the posture and position of the controller obtained using the motion sensor 111. It is possible to operate the main haptic unit 112 and the auxiliary haptic unit 113 by transmitting a motion signal to the main terminal 400 and receiving feedback according to the interaction between the user and the virtual object from the main terminal 400 . .
상기 제어부(121)는 도 4에 도시된 바와 같이, i) 상기 모션 센서(111) 및 압력 센서로부터 획득한 신호를 처리하여 상기 메인 단말기(400)로 전송하고, 메인 단말기(400)로부터 획득한 정보에 따라 메인 햅틱부(112), 보조 햅틱부(113)를 구동하기 위한 신호를 출력하는 제어기(121a), ii) 상기 제어기(121a)로부터 메인 햅틱부(112), 보조 햅틱부(113)를 구동하기 위한 신호를 수신하여 구동하는 드라이버 모듈(121b), iii) 제어기(121a)로부터 신호를 전달받아 메인 단말기(400)로 전송하고, 메인 단말기(400)로부터 신호를 수신하여 제어기(121a)로 전달하는 통신 모듈(121c), iv) 모션 센서(111), 압력 센서, 제어기(121a), 드라이버 모듈(121b), 통신 모듈(121c), 메인 햅틱부(112)의 내부에 위치하는 햅틱 액츄에이터(300), 보조 햅틱부(113)에 위치하는 진동 소자에 구동 전원을 각각 공급하는 전원 공급장치(121d)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제어기(121a)로 마이크로 컨트롤러가 사용될 수 있고, 전원 공급장치(121d)로 건전지, 배터리, 충전식 전지 등이 사용될 수 있다.As shown in FIG. 4 , i) the control unit 121 processes the signals obtained from the motion sensor 111 and the pressure sensor and transmits them to the main terminal 400 , and obtains the signals obtained from the main terminal 400 . A controller 121a that outputs a signal for driving the main haptic unit 112 and the auxiliary haptic unit 113 according to information, ii) the main haptic unit 112 and the auxiliary haptic unit 113 from the controller 121a driver module 121b to receive and drive a signal for driving, iii) receive a signal from the controller 121a and transmit it to the main terminal 400, and receive a signal from the main terminal 400 to receive a signal from the controller 121a communication module 121c, iv) motion sensor 111, pressure sensor, controller 121a, driver module 121b, communication module 121c, haptic actuator located inside the main haptic unit 112 (300), the auxiliary haptic unit 113 may include a power supply unit 121d for respectively supplying driving power to the vibrating element (113). Here, a microcontroller may be used as the controller 121a, and a dry cell, a battery, a rechargeable battery, etc. may be used as the power supply 121d.
위에서는 상기 제어부(121)의 구성들(ex 제어기, 드라이버 모듈, 통신 모듈, 전원 공급장치)이 보조 몸체부(120)에 포함된 것으로 상정하였으나, 경우에 따라서는 보조 몸체부(120)가 아닌 몸체부(110)에 포함될 수도 있을 것이다.In the above, it was assumed that the components (ex controller, driver module, communication module, power supply) of the control unit 121 are included in the auxiliary body unit 120 , but in some cases, it is not the auxiliary body unit 120 . It may be included in the body part 110 .
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 몸체부(110)와 보조 몸체부(120)가 결합되는 모습을 나타낸 도면이다.5 is a view showing a state in which the body portion 110 and the auxiliary body portion 120 are coupled according to an embodiment of the present invention.
도 5를 살펴보면, 햅틱 컨트롤러(100)는 몸체부(110)와 보조 몸체부(120)가 분해/조립이 가능하도록 구성된다. 이와 같은 분해/조립을 위해, 보조 몸체부(120)에는 결합용 돌기(120t)가 형성되고, 몸체부(110)의 하단부에는 결합용 돌기(120t)에 대응하는 결합용 홀(110h)이 형성될 수 있다. 경우에 따라서는 이와 반대로 몸체부(110)의 하단부에 결합용 돌기가 형성되고 보조 몸체부(120)에 결합용 홀이 형성될 수도 있다. 여기서, 또한 몸체부(110)와 보조 몸체부(120)를 분리했을 경우, 몸체부(110)(또는 보조 몸체부(120))를 외부의 게임 컨트롤러 등과 결합하여 사용할 수도 있다.Referring to FIG. 5 , the haptic controller 100 is configured such that the body part 110 and the auxiliary body part 120 can be disassembled/assembled. For such disassembly/assembly, a coupling protrusion 120t is formed in the auxiliary body 120 , and a coupling hole 110h corresponding to the coupling protrusion 120t is formed at the lower end of the body 110 . can be Conversely, in some cases, a coupling protrusion may be formed at the lower end of the body 110 and a coupling hole may be formed in the auxiliary body 120 . Here, when the body portion 110 and the auxiliary body portion 120 are separated, the body portion 110 (or the auxiliary body portion 120 ) may be used in combination with an external game controller or the like.
이때까지 본 발명의 햅틱 컨트롤러(100), 메인 단말기(400) 등을 포함하는 햅틱 시스템(10)에 대해서 서술하였고, 이하에서는 햅틱 시스템(10)을 이용한 햅틱 피드백 제공 방법에 대해서 살펴보도록 하겠다.Up to this point, the haptic system 10 including the haptic controller 100 and the main terminal 400 of the present invention has been described. Hereinafter, a method for providing haptic feedback using the haptic system 10 will be described.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 햅틱 효과가 제공되기까지의 과정을 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a process until a haptic effect is provided according to an embodiment of the present invention.
우선, 햅틱 컨트롤러(100)가 압력 센서를 이용하여 사용자의 손가락 파지력의 크기에 해당하는 센싱 신호를 획득할 수 있다. 상기 압력 센서는 메인 햅틱부(112)에 위치할 수 있으며, 손가락에 의해 눌리는 힘의 크기를 검출할 수 있다. 상기 압력 센서에 의해 측정된 힘의 크기를 센싱 신호로 설정할 수도 있지만, 다른 실시예로서 손가락에 의해 햅틱 액츄에이터가 이동한 변위값을 변위 센서를 통해 측정하고, 상기 변위값을 센싱 신호로 설정할 수도 있을 것이다.First, the haptic controller 100 may acquire a sensing signal corresponding to the magnitude of the user's finger gripping force by using the pressure sensor. The pressure sensor may be located in the main haptic unit 112 and may detect the magnitude of the force pressed by the finger. The magnitude of the force measured by the pressure sensor may be set as a sensing signal, but as another embodiment, the displacement value moved by the haptic actuator by the finger may be measured through the displacement sensor, and the displacement value may be set as the sensing signal. will be.
상기 압력 센서 내지 변위 센서는 손가락별로 측정도 가능하고, 엄지 손가락과 나머지 손가락을 구분하여 측정도 가능하며, 설정에 따라 측정 방식을 다양화할 수 있다.The pressure sensor or the displacement sensor may be measured for each finger, may be measured separately from the thumb and the rest of the fingers, and a measurement method may be diversified according to settings.
다음으로, 햅틱 컨트롤러(100)는 메인 단말기(400)에 센싱 신호를 송신(S610)할 수 있고, 상기 메인 단말기(400)로 하여금 센싱 신호를 기초로 압력 레벨을 결정하도록 할 수 있다.Next, the haptic controller 100 may transmit a sensing signal to the main terminal 400 ( S610 ), and cause the main terminal 400 to determine a pressure level based on the sensing signal.
여기서, 압력 레벨은 i) 소정 임계치 이상의 압력에 해당하는 제1 압력 레벨, ii) 소정 임계치 미만의 압력에 해당하는 제2 압력 레벨 및 iii) 압력이 감지되지 않는 제3 압력 레벨을 포함할 수 있다. 즉, 상기 제1 압력 레벨은 강한 압력을 고려하고 있고, 상기 제2 압력 레벨은 소프트한 압력을 고려하고 있으며, 제3 압력 레벨은 아무런 압력이 가해지지 않는 경우를 고려하고 있다. 위와 같이, 3개의 레벨로 구분할 수도 있으나, 설정에 따라서는 더 많은 복수의 레벨로 구분할 수도 있을 것이다.Here, the pressure level may include i) a first pressure level corresponding to a pressure above a predetermined threshold, ii) a second pressure level corresponding to a pressure below a predetermined threshold, and iii) a third pressure level at which no pressure is sensed. . That is, the first pressure level considers a strong pressure, the second pressure level considers a soft pressure, and the third pressure level considers a case where no pressure is applied. As described above, it may be divided into three levels, but may be divided into a plurality of more levels depending on the setting.
참고로, 상기 제1 압력 레벨 및 제2 압력 레벨을 구분하는 기준인 소정 임계치는 사용자에 따라 다를 수 있다.For reference, a predetermined threshold that is a criterion for classifying the first pressure level and the second pressure level may be different for each user.
구체적으로, 햅틱 컨트롤러(100)는 사용자로 하여금 최대한의 파지력으로 몸체부(110)를 쥐도록 하고, 압력 센서를 통해 최대 파지력의 크기를 센싱할 수 있다. 햅틱 컨트롤러(100)는 상기 센싱한 최대 파지력의 크기를 메인 단말기에 송신하고, 메인 단말기(400)에서는 최대 파지력의 크기를 기초로 제1 압력 레벨 및 제2 압력 레벨을 구분하는 소정 임계치를 결정할 수 있다.Specifically, the haptic controller 100 may allow the user to grip the body portion 110 with the maximum gripping force, and sense the magnitude of the maximum gripping force through the pressure sensor. The haptic controller 100 transmits the sensed magnitude of the maximum gripping force to the main terminal, and the main terminal 400 determines a predetermined threshold for separating the first pressure level and the second pressure level based on the magnitude of the maximum gripping force. have.
예를 들어, 센싱한 최대 파지력의 크기가 10kgf라면, 상기 소정 임계치가 5kgf로서 5~10kgf의 압력에 대해서는 제1 압력 레벨, 0~5kgf의 압력에 대해서는 제2 압력 레벨로 구분될 수 있다. 또한, 센싱한 최대 파지력의 크기가 20kgf라면, 상기 소정 임계치가 10kgf로서 10~20kgf의 압력에 대해서는 제1 압력 레벨, 0~10kgf의 압력에 대해서는 제2 압력 레벨로 구분될 수 있다. For example, if the magnitude of the sensed maximum gripping force is 10 kgf, the predetermined threshold value is 5 kgf, and may be divided into a first pressure level for a pressure of 5 to 10 kgf and a second pressure level for a pressure of 0 to 5 kgf. In addition, if the magnitude of the sensed maximum gripping force is 20 kgf, the predetermined threshold value is 10 kgf, and may be divided into a first pressure level for a pressure of 10 to 20 kgf and a second pressure level for a pressure of 0 to 10 kgf.
따라서, 사용자들이 같은 힘을 주더라도 제1 사용자는 제1 압력 레벨, 제2 사용자는 제2 압력 레벨에 해당하는 파지력을 제공하게 되는 것이고, 후술할 햅틱 효과가 달라질 수 있다.Accordingly, even if the users apply the same force, the first user provides the gripping force corresponding to the first pressure level and the second user provides the gripping force corresponding to the second pressure level, and a haptic effect to be described later may be different.
메인 단말기(400)의 메모리(410)에는 사용자별 최대 파지력의 크기, 각각의 소정 임계치 및 압력 레벨 범위 등이 햅틱 피드백을 제공하기 전에 미리 저장될 수 있을 것이다.In the memory 410 of the main terminal 400 , the magnitude of the maximum gripping force for each user, each predetermined threshold value, and the pressure level range may be stored in advance before providing the haptic feedback.
상기 압력 레벨을 결정한 후, 메인 단말기(400)는 상기 결정된 압력 레벨 및 가상 객체의 특성에 기초하여 햅틱 효과를 결정(S620)할 수 있다. 다른 실시예에 의할 때, 메인 단말기(400)는 모션 센서(111)에 의해 검출된 모션 신호 역시 상기 햅틱 효과를 결정하는데 고려할 수 있다.After determining the pressure level, the main terminal 400 may determine a haptic effect based on the determined pressure level and characteristics of the virtual object (S620). According to another embodiment, the main terminal 400 may also consider the motion signal detected by the motion sensor 111 to determine the haptic effect.
참고로, 상기 가상 객체의 특성은 가상 객체의 크기, 폭, 길이, 컬러, 텍스처, 재료, 궤적, 타입, 움직임, 패턴 또는 위치 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가상 객체와 연관된 색이 청색인 경우 진동을 포함하는 햅틱 효과가 제공될 수 있는 것이다.For reference, the characteristics of the virtual object may include a size, width, length, color, texture, material, trajectory, type, movement, pattern, or position of the virtual object. For example, when the color associated with the virtual object is blue, a haptic effect including vibration may be provided.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 파지력 및 가상 객체에 따라 저장된 햅틱 효과를 나타낸 도면이다.7 is a diagram illustrating a haptic effect stored according to a gripping force and a virtual object according to an embodiment of the present invention.
메인 단말기(400)에서 위와 같은 햅틱 효과를 결정함에 있어서, 메모리(410)에 포함된 룩업 테이블을 이용할 수 있다. 상기 룩업 테이블은 압력 레벨, 가상 객체의 특성 및 모션 신호 중 적어도 하나를 파라미터로 설정하며, 상기 파라미터에 매칭하는 햅틱 효과를 기록할 수 있다.In determining the above haptic effect in the main terminal 400 , a lookup table included in the memory 410 may be used. The lookup table may set at least one of a pressure level, a characteristic of a virtual object, and a motion signal as a parameter, and record a haptic effect matching the parameter.
상기 룩업 테이블에서는 압력 레벨, 가상 객체의 특성, 모션 신호 등 각각의 파라미터를 고려하여 매칭하는 햅틱 효과를 미리 기록하고 있고, 메인 단말기(400)는 소정 압력 레벨, 소정 가상 객체의 특성, 소정 모션 신호 등의 신호가 햅틱 컨트롤러(100)로부터 입력되는 경우, 상기 룩업 테이블에서 매칭하는 소정 햅틱 효과를 찾고 이를 햅틱 신호로서 상기 햅틱 컨트롤러(100)에 전송할 수 있다.In the lookup table, a matching haptic effect is recorded in advance in consideration of each parameter such as a pressure level, a characteristic of a virtual object, a motion signal, and the like, and the main terminal 400 provides a predetermined pressure level, a characteristic of a predetermined virtual object, and a predetermined motion signal. When such a signal is input from the haptic controller 100 , a matching haptic effect may be found in the lookup table and transmitted as a haptic signal to the haptic controller 100 .
도 7을 살펴보면, 가상 객체가 풍선인 상태에서, 메인 단말기(400)는 제1 압력 레벨에 해당하는 파지력 정보를 수신한 경우, 가상 풍선을 터뜨리는 햅틱 효과를 설정할 수 있고, 제2 압력 레벨에 해당하는 파지력 정보를 수신한 경우, 풍선이 찌그러지는 햅틱 효과를 설정할 수 있으며, 제3 압력 레벨에 해당하는 파지력 정보를 수신한 경우, 풍선의 크기가 유지되면서 날아가는 햅틱 효과를 설정할 수 있다.Referring to FIG. 7 , in a state in which the virtual object is a balloon, the main terminal 400 may set a haptic effect of popping the virtual balloon when receiving gripping force information corresponding to the first pressure level, and corresponding to the second pressure level When gripping force information is received, a haptic effect of crushing the balloon can be set, and when gripping force information corresponding to the third pressure level is received, a haptic effect of flying while maintaining the size of the balloon can be set.
또한, 가상 객체가 총인 상태에서, 메인 단말기(400)는 제1 압력 레벨에 해당하는 파지력 정보를 수신한 경우, 총이 발사되는 햅틱 효과를 설정할 수 있고, 제2 압력 레벨에 해당하는 파지력 정보를 수신한 경우, 총이 장전되는 햅틱 효과를 설정할 수 있으며, 제3 압력 레벨에 해당하는 파지력 정보를 수신한 경우, 총이 바닥에 놓이는 햅틱 효과를 설정할 수 있다.In addition, in a state in which the virtual object is a gun, when the main terminal 400 receives gripping force information corresponding to the first pressure level, a haptic effect in which the gun is fired may be set, and gripping force information corresponding to the second pressure level may be set. When received, a haptic effect in which the gun is loaded can be set, and when gripping force information corresponding to the third pressure level is received, a haptic effect in which the gun is placed on the floor can be set.
도 7에서는 가상 객체, 압력 레벨에 대해서만 기술하고 있으나, 모션 신호에 대해서도 햅틱 효과를 설정할 수 있다. 가령, 햅틱 컨트롤러(100)가 바닥에 놓인 경우에는 아무런 가상 객체가 나타나지 않다가(off 상태), 햅틱 컨트롤러(100)가 파지되어 바닥에서 멀어지는 경우에는 가상 객체가 나타나는(on 상태) 햅틱 효과가 설정될 수도 있다.Although only a virtual object and a pressure level are described in FIG. 7 , a haptic effect may be set for a motion signal as well. For example, when the haptic controller 100 is placed on the floor, no virtual object appears (off state), and when the haptic controller 100 is gripped and moves away from the floor, a virtual object appears (on state) is set. could be
즉, 압력 레벨, 가상 객체의 특성, 모션 신호 등에 기초하여 햅틱 효과가 결정되며, 사용자 인터페이스 측면에서의 상기 햅틱 효과는 가상 객체가 삭제, 업데이트, 변경, 제거 또는 출력되는 것을 포함할 수 있다.That is, a haptic effect is determined based on a pressure level, a characteristic of a virtual object, a motion signal, and the like, and the haptic effect in terms of a user interface may include deleting, updating, changing, removing, or outputting a virtual object.
예를 들어, 가상 객체로서 펜이 있다고 가정할 때, 제1 압력 레벨에 해당하는 파지력이 제공되는 경우 상기 펜으로 흑색 선을 드로잉하는 것을 표현할 수 있고, 제2 압력 레벨에 해당하는 파지력이 제공되는 경우 가상 그림의 일부를 지우는 효과가 발생할 수 있다.For example, assuming that there is a pen as a virtual object, when a gripping force corresponding to a first pressure level is provided, drawing a black line with the pen may be expressed, and a gripping force corresponding to a second pressure level is provided. In this case, the effect of erasing part of the virtual picture may occur.
또한, 다른 예로서, 가상 객체로서 총이 있다고 가정할 때, 햅틱 컨트롤러(100)가 바닥에 놓여있을 때는 선물박스 형태이고, 햅틱 컨트롤러(100)가 바닥에서 단순히 들려졌을 때는 총 모양으로 변경되고, 제2 압력 레벨에 해당하는 파지력이 제공되는 경우 총이 장전되고, 제1 압력 레벨에 해당하는 파지력이 제공되는 경우 총이 발포되는 효과가 발생할 수 있다.In addition, as another example, assuming there is a gun as a virtual object, when the haptic controller 100 is placed on the floor, it is in the form of a gift box, and when the haptic controller 100 is simply lifted from the floor, it is changed to a gun shape, When the gripping force corresponding to the second pressure level is provided, the gun is loaded, and when the gripping force corresponding to the first pressure level is provided, the gun is fired.
또한, 본 발명의 햅틱 효과는 역감 피드백, 즉 촉감적인 햅틱 효과 역시 포함할 수 있다.In addition, the haptic effect of the present invention may also include a negative feedback, that is, a tactile haptic effect.
예를 들어, 가상 객체가 단단한 공이고, 햅틱 컨트롤러(100)로 가상 공간에서 사용자가 쥐었다고 할 때, 제2, 3 압력 레벨에 해당하는 파지력이 제공되는 경우 단단한 공의 형상이 변화가 없고, 액츄에이터부(320)가 내부로 이동되지 않도록 고정되고, 제1 압력 레벨에 해당하는 파지력이 제공되는 경우 단단한 공의 형상이 수축하고, 액츄에이터부(320) 역시 내부로 이동하는 효과가 발생할 수 있다.For example, when the virtual object is a hard ball and the user holds it in a virtual space with the haptic controller 100, when gripping forces corresponding to the second and third pressure levels are provided, the shape of the hard ball does not change, When the actuator unit 320 is fixed so as not to move inward, and a gripping force corresponding to the first pressure level is provided, the shape of the hard ball contracts, and the actuator unit 320 also moves inward.
또 다른 예로서, 가상 객체가 가상 자동차라고 할 때, 햅틱 컨트롤러(100)에 제2 압력 레벨에 해당하는 파지력이 제공되는 경우 자동차의 엔진을 시동시킬 수 있고(자동차 엔진 소리도 나게 할 수 있음)이에 따라 보조 햅틱부(113)에 의해 진동이 발생할 수 있고, 제1 압력 레벨에 해당하는 파지력이 제공되는 경우 가상 자동차가 가속화될 수 있고 이에 따라 보조 햅틱부(113)에 의해 진동이 발생하고 메인 햅틱부(112)의 액츄에이터부(320)도 내외부로 변위 이동이 일어나는 햅틱 효과가 발생할 수 있다.As another example, when the virtual object is a virtual car, if a gripping force corresponding to the second pressure level is provided to the haptic controller 100, the engine of the car may be started (and the car engine may also be sounded) Accordingly, vibration may be generated by the auxiliary haptic unit 113 , and when a gripping force corresponding to the first pressure level is provided, the virtual vehicle may be accelerated. Accordingly, vibration is generated by the auxiliary haptic unit 113 and the main The actuator part 320 of the haptic part 112 may also generate a haptic effect in which displacement movement occurs in and out.
또한, 다른 예로서, 가상 객체가 총이라고 할 때, 햅틱 컨트롤러(100)에 제2 압력 레벨에 해당하는 파지력이 제공되는 경우 총이 장전되면서 보조 햅틱부(113)에 의해 진동이 발생하고, 제1 압력 레벨에 해당하는 파지력이 제공되는 경우 총이 쏴지면서 보조 햅틱부(113)에 의해 진동이 발생하고, 메인 햅틱부(112)의 액츄에이터부(320)도 반발력에 해당하는 외부로의 변위 이동이 일어나는 햅틱 효과가 발생할 수 있다.Also, as another example, when the virtual object is a gun, when a gripping force corresponding to the second pressure level is provided to the haptic controller 100, vibration is generated by the auxiliary haptic unit 113 while the gun is loaded, When a gripping force corresponding to 1 pressure level is provided, vibration is generated by the auxiliary haptic unit 113 while the gun is fired, and the actuator unit 320 of the main haptic unit 112 is also displaced to the outside corresponding to the repulsive force. A haptic effect may occur where this occurs.
참고로, 상기 보조 햅틱부(113)에 의해 발생하는 진동을 고려할 때, 제1 압력 레벨에 해당하는 파지력이 제공되는 경우 긴 지속시간을 갖는 높은 크기의 진동이 생길 수 있고, 제2 압력 레벨에 해당하는 파지력이 제공되는 경우 짧은 지속시간을 갖는 낮은 크기의 진동이 생기는 햅틱 효과가 발생할 수 있다.For reference, when the vibration generated by the auxiliary haptic unit 113 is considered, when the gripping force corresponding to the first pressure level is provided, a high-magnitude vibration having a long duration may occur, and the second pressure level When a corresponding gripping force is provided, a haptic effect with a low amplitude vibration with a short duration can occur.
메인 단말기(400)는 상기 설정된 햅틱 효과에 대한 햅틱 신호를 햅틱 컨트롤러(100)에 송신할 수 있고, 햅틱 컨트롤러(100)는 햅틱 신호를 이용하여 메인 햅틱부(112) 및 보조 햅틱부(113) 등을 작동(S630)시킬 수 있다. 또한, 메인 단말기(400)의 화면상의 가상 객체의 상태를 변경시킬 수도 있다.The main terminal 400 may transmit a haptic signal for the set haptic effect to the haptic controller 100, and the haptic controller 100 uses the haptic signal to the main haptic unit 112 and the auxiliary haptic unit 113. and the like may be operated (S630). Also, the state of the virtual object on the screen of the main terminal 400 may be changed.
한편, 상기 메인 햅틱부(112)는 사용자의 손가락별 움직임에 대한 상호작용을 위해 복수의 햅틱 액츄에이터를 포함할 수 있다. 이때, 복수의 햅틱 액츄에이터는 적어도 사용자의 엄지 손가락의 움직임에 대응하는 햅틱 액츄에이터를 포함할 수 있다.Meanwhile, the main haptic unit 112 may include a plurality of haptic actuators for interaction with the user's finger-specific movements. In this case, the plurality of haptic actuators may include at least a haptic actuator corresponding to the movement of the user's thumb.
즉, 메인 햅틱부(112)는 엄지 손가락에 대응하는 영역(112b) 및 나머지 손가락에 대응하는 영역(112a)을 포함할 수 있고, 각각에 대해 햅틱 액츄에이터를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 영역(112b, 112a) 각각에 대해 파지력을 감지하고, 각각의 압력 레벨을 측정한 후 이에 따라 햅틱 효과를 결정할 수도 있다. 즉, 엄지 손가락에 대응하는 영역(112b)에 제1 압력 레벨에 해당하는 압력을 감지하고, 나머지 손가락에 대응하는 영역(112a)에 제2 압력 레벨에 해당하는 압력을 감지하고, 해당하는 햅틱 효과를 제공할 수도 있는 것이다. That is, the main haptic unit 112 may include a region 112b corresponding to the thumb and a region 112a corresponding to the remaining fingers, and may include a haptic actuator for each. Accordingly, the gripping force may be sensed for each of the regions 112b and 112a, the respective pressure levels may be measured, and the haptic effect may be determined accordingly. That is, the pressure corresponding to the first pressure level is sensed in the region 112b corresponding to the thumb, the pressure corresponding to the second pressure level is sensed in the region 112a corresponding to the remaining fingers, and the corresponding haptic effect is obtained. may be provided.
예를 들어, 상기 엄지 손가락에 대응하는 영역(112b)에 제1 압력 레벨에 해당하는 압력이 감지되고, 나머지 손가락에 대응하는 영역(112a)에 제2 압력 레벨에 해당하는 압력이 감지되는 경우에는, 큰 진동이 발생하는 햅틱 효과를 제공하고, 상기 엄지 손가락에 대응하는 영역(112b)에 제2 압력 레벨에 해당하는 압력이 감지되고, 나머지 손가락에 대응하는 영역(112a)에 제1 압력 레벨에 해당하는 압력이 감지되는 경우에는 작은 진동이 발생하는 햅틱 효과를 제공할 수 있다.For example, when a pressure corresponding to a first pressure level is sensed in the area 112b corresponding to the thumb and a pressure corresponding to a second pressure level is detected in the area 112a corresponding to the remaining fingers, , provides a haptic effect in which a large vibration is generated, the pressure corresponding to the second pressure level is sensed in the region 112b corresponding to the thumb, and the first pressure level is applied to the region 112a corresponding to the remaining fingers. When a corresponding pressure is sensed, a haptic effect in which a small vibration is generated may be provided.
참고로, 상기 나머지 손가락에 대응하는 영역(112a)에서 손가락별로 액츄에이터가 존재하여 4개의 액츄에이터가 포함될 수 있고, 각각에 대해 서로 다른 압력 레벨이 감지될 수 있으며, 이에 대해서도 서로 다른 햅틱 효과가 설정될 수도 있다.For reference, since actuators exist for each finger in the region 112a corresponding to the remaining fingers, four actuators may be included, different pressure levels may be sensed for each, and different haptic effects may be set for this. may be
아래에서는 햅틱 피드백이 사용자에 제공되는 방법을 햅틱 시스템(10)과 함께 다시 살펴보도록 하겠다.In the following, a method in which haptic feedback is provided to a user will be reviewed together with the haptic system 10 again.
햅틱 시스템(10)은 햅틱 컨트롤러(100)와 메인 단말기(400)를 포함하고 있고, 사용자가 햅틱 컨트롤러(100)의 몸체부(110)를 쥐게 되면, 모션 센서(111) 및 압력 센서 등에 의해 사용자의 손의 움직임, 위치, 파지력 등을 감지할 수 있다.The haptic system 10 includes a haptic controller 100 and a main terminal 400 , and when the user holds the body 110 of the haptic controller 100 , the user It can detect the movement, position, and gripping force of the hand.
다음으로, 햅틱 컨트롤러(100)의 제어부(121)는 상기 센서들에 의해 센싱된 정보를 메인 단말기(400)에 전송하고, 메인 단말기(400)는 상기 센싱된 정보들을 기초로 햅틱 효과를 결정할 수 있다. Next, the controller 121 of the haptic controller 100 transmits the information sensed by the sensors to the main terminal 400, and the main terminal 400 determines a haptic effect based on the sensed information. have.
햅틱 효과를 결정한 메인 단말기는 화면 상에서 가상 객체의 움직임 및 변화를 디스플레이할 수 있고, 사용자에게 제공할 압력 또는 변위, 진동 등을 계산하여 햅틱 컨트롤러(100)의 제어부(121)로 전송할 수도 있다.The main terminal that has determined the haptic effect may display the movement and change of the virtual object on the screen, calculate the pressure, displacement, vibration, etc. to be provided to the user and transmit it to the controller 121 of the haptic controller 100 .
여기서, 메인 단말기(400)에 의해 사용자에게 제공할 압력 또는 변위를 계산함에 있어서, i) 메인 햅틱부(112)를 쥐는 압력을 감지한 경우, 햅틱 컨트롤러(100)는 메인 햅틱부(112)를 쥐는 압력을 감지하여 메인 단말기(400)로 전송하고, 메인 단말기(400)는 가상 환경 상에서 임의의 대상 물체에 해당 압력이 가해질 경우 발생하는 변위를 계산하며, ii) 메인 햅틱부(112)를 쥘 때 발생하는 변위를 감지한 경우, 햅틱 컨트롤러(100)는 사용자가 손가락으로 메인 햅틱부(112)를 쥠에 따라 발생하는 변위를 감지하여 메인 단말기(400)로 전송하고, 메인 단말기(400)는 가상 환경상에서 임의의 대상 물체가 해당 변위만큼 변형될 경우의 반발력(압력)을 계산함으로써 사용자에게 제공할 압력 또는 변위를 계산할 수 있다.Here, in calculating the pressure or displacement to be provided to the user by the main terminal 400 , i) When the pressure to grip the main haptic unit 112 is sensed, the haptic controller 100 controls the main haptic unit 112 . The gripping pressure is sensed and transmitted to the main terminal 400, and the main terminal 400 calculates the displacement that occurs when a corresponding pressure is applied to an arbitrary target object in a virtual environment, ii) grips the main haptic unit 112. When detecting the displacement occurring when The pressure or displacement to be provided to the user may be calculated by calculating the repulsive force (pressure) when an arbitrary target object is deformed by the corresponding displacement in the virtual environment.
위와 같이, 메인 단말기(400)가 사용자에게 제공할 압력 또는 변위, 진동을 계산하여 햅틱 컨트롤러(100)의 제어부(121)로 전송하면, 제어부(121)는 메인 단말기(400)로부터의 압력 또는 변위, 진동 정보를 수신하고, 그를 바탕으로 구동 신호를 생성하여 드라이버 모듈(121b)을 통해 메인 햅틱부(112), 보조 햅틱부(113)로 전송할 수 있다.As described above, when the main terminal 400 calculates the pressure, displacement, or vibration to be provided to the user and transmits it to the controller 121 of the haptic controller 100 , the controller 121 controls the pressure or displacement from the main terminal 400 . , may receive the vibration information, generate a driving signal based on it, and transmit it to the main haptic unit 112 and the auxiliary haptic unit 113 through the driver module 121b.
이에 따라 메인 햅틱부(112)의 햅틱 액츄에이터(300)에 의해 사용자의 손가락을 밀어내는 힘(반발력)을 발생 및/또는 보조 햅틱부(113)의 진동 소자에 의해 진동을 발생할 수 있다. 위와 같은 반발력, 진동에 의해 사용자는 실제 사물과 상호작용할 때와 같은 역감, 파지감, 진동 등의 실감을 느낄 수 있게 되는 것이다.Accordingly, a force (repulsion force) to push the user's finger may be generated by the haptic actuator 300 of the main haptic unit 112 and/or vibration may be generated by the vibration element of the auxiliary haptic unit 113 . Due to the above repulsive force and vibration, the user can feel the same sense of force, gripping, and vibration as when interacting with an actual object.
한편, 햅틱 컨트롤러(100)가 복수 개일 수도 있으며, 제1 햅틱 컨트롤러, 제2 햅틱 컨트롤러가 존재한다고 상정할 수 있다.Meanwhile, there may be a plurality of haptic controllers 100 , and it may be assumed that a first haptic controller and a second haptic controller exist.
이때, 각각의 모션 센서(111)는 상기 제1 햅틱 컨트롤러 및 상기 제2 햅틱 컨트롤러 각각의 자세 및 위치를 측정할 수 있고, 구체적으로, 제1 햅틱 컨트롤러 및 제2 햅틱 컨트롤러 사이의 거리, 제1 햅틱 컨트롤러의 지면으로부터의 거리, 제2 햅틱 컨트롤러의 지면으로부터의 거리를 측정할 수 있다. 상기 측정 결과에 따라 햅틱 효과가 결정될 수도 있을 것이다.At this time, each motion sensor 111 may measure the posture and position of each of the first haptic controller and the second haptic controller, and specifically, the distance between the first haptic controller and the second haptic controller, the first A distance of the haptic controller from the ground and a distance of the second haptic controller from the ground may be measured. A haptic effect may be determined according to the measurement result.
예를 들어, 가상 현실이 스키장이라고 할 때, 사용자는 가상 현실 상에서 2개의 햅틱 컨트롤러(100)를 스키폴처럼 쥘 수 있고, 2개의 햅틱 컨트롤러 사이의 거리가 좁아지면 빠르게 움직이고, 거리가 멀어지면 천천히 움직일 수 있다. For example, when the virtual reality is a ski resort, the user can hold the two haptic controllers 100 like ski poles in the virtual reality, and move quickly when the distance between the two haptic controllers becomes narrower, and move slowly when the distance increases. can
또한, 다른 예로서, 2개의 햅틱 컨트롤러가 접촉되면 메인 단말기(400)의 화면이 off상태가 되고, 2개의 햅틱 컨트롤러가 떨어지면 메인 단말기(400)의 화면이 on상태가 될 수도 있다.Also, as another example, when the two haptic controllers are in contact, the screen of the main terminal 400 may be turned off, and when the two haptic controllers are separated, the screen of the main terminal 400 may be turned on.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 다운로드된 가상 객체와 관련된 햅틱 효과를 제공하는 과정을 나타낸 도면이다.8 is a diagram illustrating a process of providing a haptic effect related to a downloaded virtual object according to an embodiment of the present invention.
한편, 가상 객체는 다양한 물체에 해당할 수 있고, 범위가 정해진 것이 아니다. 따라서, 사용자의 입장에서는 웹 상에 업로드된 다수의 가상 객체 중 일부를 선택하고 선택된 가상 객체를 다운로드(S810)하여 메인 단말기(400)의 메모리(410)에 기록할 수 있다.On the other hand, the virtual object may correspond to various objects, and the range is not determined. Accordingly, from the user's point of view, it is possible to select a part of a plurality of virtual objects uploaded on the web, download the selected virtual object (S810), and record the selected virtual object in the memory 410 of the main terminal 400 .
이 경우, 상기 선택된 가상 객체의 햅틱 효과 역시 함께 다운로드 될 수 있을 것이며, 메인 단말기(400)에서는 연관된 햅틱 효과를 검색(S820)할 수 있다.In this case, the haptic effect of the selected virtual object may also be downloaded together, and the main terminal 400 may search for the associated haptic effect ( S820 ).
메인 단말기(400)는 압력 레벨, 모션 신호 등을 수신한 뒤, 상기 가상 객체와 상호작용을 하여 대응하는 햅틱 효과를 햅틱 컨트롤러(100)에 제공하고, 햅틱 피드백을 발생시킬 수 있을 것이다.After receiving a pressure level, a motion signal, etc., the main terminal 400 may interact with the virtual object to provide a corresponding haptic effect to the haptic controller 100 and generate haptic feedback.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The embodiments according to the present invention described above may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components and recorded in a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the computer-readable recording medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and used by those skilled in the computer software field. Examples of the computer-readable recording medium include hard disks, magnetic media such as floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, and magneto-optical media such as floppy disks. media), and hardware devices specially configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform processing according to the present invention, and vice versa.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.In the above, the present invention has been described with specific matters such as specific components and limited embodiments and drawings, but these are provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments. , those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can make various modifications and variations from these descriptions.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, and not only the claims described below, but also all modifications equivalently or equivalently to the claims described below belong to the scope of the spirit of the present invention. will do

Claims (8)

  1. 맞춤형 햅틱 효과를 제공하는 방법에 있어서,A method for providing a customized haptic effect, comprising:
    햅틱 컨트롤러에 사용자의 손에 의한 파지를 위한 장소를 제공하는 몸체부가 존재하고, 상기 사용자가 상기 몸체부를 쥐면서 메인 단말기의 화면상의 가상 객체와 상호 작용하는 상태에서, In a state where there is a body part providing a place for gripping by the user's hand in the haptic controller, and the user interacts with a virtual object on the screen of the main terminal while holding the body part,
    상기 몸체부의 내부에 위치하며 상기 사용자의 손가락의 파지력에 따라 발생하는 변위에 대응하는 햅틱 피드백을 제공하는 메인 햅틱부가 존재하고, 상기 메인 햅틱부는, 상기 사용자의 손가락의 파지력을 검출하기 위한 압력 센서 및 상기 사용자의 파지력에 의해 발생하는 변위에 따라 상기 사용자의 손가락을 밀어내는 힘을 발생시키는 햅틱 액츄에이터를 포함한다고 할 때,There is a main haptic unit located inside the body and providing haptic feedback corresponding to a displacement generated according to the gripping force of the user's finger, wherein the main haptic unit includes a pressure sensor for detecting the gripping force of the user's finger and When a haptic actuator that generates a force to push the user's finger according to the displacement generated by the user's gripping force is included,
    (a) 상기 햅틱 컨트롤러가, 상기 압력 센서를 이용하여 상기 파지력의 크기에 해당하는 센싱 신호를 획득하여 상기 메인 단말기에 상기 센싱 신호를 송신하고, 상기 메인 단말기로 하여금 상기 센싱 신호를 기초로 압력 레벨을 결정하도록 하는 단계; 및(a) the haptic controller acquires a sensing signal corresponding to the magnitude of the gripping force using the pressure sensor, transmits the sensing signal to the main terminal, and causes the main terminal to obtain a pressure level based on the sensing signal to determine; and
    (b) 상기 햅틱 컨트롤러가, 상기 압력 레벨 및 상기 가상 객체의 특성에 기초하여 결정된 햅틱 효과에 대한 햅틱 신호를 상기 메인 단말기로부터 수신하고, 상기 햅틱 신호를 이용하여 상기 메인 햅틱부를 작동시키는 단계;(b) receiving, by the haptic controller, a haptic signal for a haptic effect determined based on the pressure level and characteristics of the virtual object from the main terminal, and operating the main haptic unit using the haptic signal;
    를 포함하고,including,
    상기 햅틱 액츄에이터는 상기 사용자의 손가락 부분과 접촉되는 접촉부, 상기 사용자의 손가락의 파지력에 따라 상기 접촉부의 후진 및 전진의 직선 이동력을 제공하는 액츄에이터부, 및 상기 접촉부와 상기 액츄에이터부를 내부에 수납하면서 상기 접촉부가 상기 몸체부의 내외부로 일정 거리 전진 및 후진이 가능하도록 수납하는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The haptic actuator includes a contact portion that comes into contact with the user's finger portion, an actuator portion that provides linear movement force of the contact portion backward and forward according to the gripping force of the user's finger, and the contact portion and the actuator portion while accommodating the contact portion therein. The method of claim 1, wherein the contact portion includes a housing for accommodating the body to move forward and backward by a predetermined distance.
  2. 제1항에 있어서,According to claim 1,
    상기 사용자가 상기 가상 객체와 상호 작용할 때 상응하는 패턴의 진동을 제공하는 보조 햅틱부가 상기 몸체부의 내부에 존재하고, 상기 몸체부의 상단에 상기 사용자의 손의 위치와 자세를 검출하는 모션 센서가 존재하는 상태에서,When the user interacts with the virtual object, an auxiliary haptic unit for providing a vibration of a corresponding pattern is present inside the body, and a motion sensor for detecting the position and posture of the user's hand is located at the upper end of the body. in state,
    상기 압력 레벨이 i) 소정 임계치 이상의 압력에 해당하는 제1 압력 레벨, ii) 상기 소정 임계치 미만의 압력에 해당하는 제2 압력 레벨 및 iii) 압력이 감지되지 않는 제3 압력 레벨을 포함하고 있다고 할 때,that the pressure level includes i) a first pressure level corresponding to a pressure above a predetermined threshold, ii) a second pressure level corresponding to a pressure below the predetermined threshold, and iii) a third pressure level at which no pressure is sensed at the time,
    상기 햅틱 컨트롤러는, 상기 압력 레벨, 상기 가상 객체의 특성 및 상기 모션 센서에 의해 검출된 모션 신호에 기초하여 결정된 상기 햅틱 효과에 대한 상기 햅틱 신호를 상기 메인 단말기로부터 수신하고, 상기 햅틱 신호를 이용하여 상기 메인 햅틱부 및 상기 보조 햅틱부를 작동시키며, 상기 메인 단말기의 화면상의 상기 가상 객체의 상태를 변경시키는 것을 특징으로 하는 방법.The haptic controller receives the haptic signal for the haptic effect determined based on the pressure level, the characteristic of the virtual object, and the motion signal detected by the motion sensor from the main terminal, and uses the haptic signal The method of claim 1, wherein the main haptic unit and the auxiliary haptic unit are operated, and the state of the virtual object on the screen of the main terminal is changed.
  3. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2,
    상기 메인 단말기의 메모리에 룩업 테이블이 포함되어 있고, 상기 룩업 테이블은 상기 압력 레벨, 상기 가상 객체의 특성 및 상기 모션 신호 중 적어도 하나를 파라미터로 설정하며, 상기 파라미터에 매칭하는 햅틱 효과를 기록하고 있다고 할 때,A lookup table is included in the memory of the main terminal, and the lookup table sets at least one of the pressure level, the characteristic of the virtual object, and the motion signal as a parameter, and records a haptic effect matching the parameter. when doing,
    상기 메인 단말기가, 상기 룩업 테이블을 기초로 상기 햅틱 효과를 결정하는 것을 특징으로 하는 방법. The method, characterized in that the main terminal determines the haptic effect based on the lookup table.
  4. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2,
    복수의 햅틱 컨트롤러가 존재하고 상기 복수의 햅틱 컨트롤러가 제1 햅틱 컨트롤러 및 제2 햅틱 컨트롤러를 포함하고 있다고 할 때,When there are a plurality of haptic controllers and the plurality of haptic controllers include a first haptic controller and a second haptic controller,
    상기 모션 신호는 i) 상기 제1 햅틱 컨트롤러 및 상기 제2 햅틱 컨트롤러 사이의 거리, ii) 상기 제1 햅틱 컨트롤러의 지면으로부터의 거리 및 iii) 상기 제2 햅틱 컨트롤러의 지면으로부터의 거리를 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.The motion signal is determined based on i) a distance between the first haptic controller and the second haptic controller, ii) a distance of the first haptic controller from the ground, and iii) a distance of the second haptic controller from the ground A method characterized by being.
  5. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2,
    상기 (a) 단계 이전에,Before step (a),
    상기 햅틱 컨트롤러는, 상기 사용자로 하여금 최대한의 파지력으로 상기 몸체부를 쥐도록 하고, 상기 압력 센서를 통해 최대 파지력의 크기를 센싱하여 이를 상기 메인 단말기에 송신하며, 상기 메인 단말기로 하여금 상기 최대 파지력의 크기를 기초로 상기 제1 압력 레벨 및 상기 제2 압력 레벨을 구분하는 상기 소정 임계치를 결정하도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.The haptic controller causes the user to grip the body portion with a maximum gripping force, senses the magnitude of the maximum gripping force through the pressure sensor and transmits it to the main terminal, and causes the main terminal to grip the maximum gripping force and determining the predetermined threshold value that distinguishes the first pressure level and the second pressure level based on .
  6. 제1항에 있어서,According to claim 1,
    상기 사용자의 손가락별 움직임에 대한 상호작용을 위해 상기 메인 햅틱부가 복수의 햅틱 액츄에이터를 포함하고, 상기 복수의 햅틱 액츄에이터는 적어도 상기 사용자의 엄지 손가락의 움직임에 대응하는 햅틱 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The main haptic unit includes a plurality of haptic actuators for interaction with each finger movement of the user, and the plurality of haptic actuators comprises at least a haptic actuator corresponding to the movement of the user's thumb. Way.
  7. 제1항에 있어서,According to claim 1,
    상기 몸체부의 일측에 결합 및 분리되는 보조 몸체부가 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.Method characterized in that there is an auxiliary body portion coupled to and separated from one side of the body portion.
  8. 맞춤형 햅틱 효과를 제공하는 햅틱 시스템에 있어서,In the haptic system for providing a customized haptic effect,
    사용자의 손에 의한 파지를 위한 장소를 제공하는 몸체부가 존재하고, 상기 사용자가 상기 몸체부를 쥐면서 메인 단말기의 화면상의 가상 객체와 상호 작용하는 상태에서, In a state where there is a body portion providing a place for gripping by the user's hand, and the user interacts with a virtual object on the screen of the main terminal while holding the body portion,
    i) 상기 몸체부; i) the body part;
    상기 몸체부의 내부에 위치하며 상기 사용자의 손가락의 파지력에 따라 발생하는 변위에 대응하는 햅틱 피드백을 제공하고, 상기 사용자의 손가락의 파지력을 검출하기 위한 압력 센서 및 상기 사용자의 파지력에 의해 발생하는 변위에 따라 상기 사용자의 손가락을 밀어내는 힘을 발생시키는 햅틱 액츄에이터를 포함하는 메인 햅틱부; 및It is located inside the body and provides haptic feedback corresponding to the displacement generated according to the gripping force of the user's finger, and a pressure sensor for detecting the gripping force of the user's finger and the displacement generated by the user's gripping force. a main haptic unit including a haptic actuator that generates a force to push the user's finger in response; and
    상기 압력 센서를 이용하여 상기 파지력의 크기에 해당하는 센싱 신호를 획득하여 메인 단말기에 상기 센싱 신호를 송신하고, 햅틱 신호를 상기 메인 단말기로부터 수신하여 상기 메인 햅틱부를 작동시키는 제어부를 포함하며, A control unit that acquires a sensing signal corresponding to the magnitude of the gripping force using the pressure sensor, transmits the sensing signal to a main terminal, and receives a haptic signal from the main terminal to operate the main haptic unit,
    상기 햅틱 액츄에이터는 상기 사용자의 손가락 부분과 접촉되는 접촉부, 상기 사용자의 손가락의 파지력에 따라 상기 접촉부의 후진 및 전진의 직선 이동력을 제공하는 액츄에이터부, 및 상기 접촉부와 상기 액츄에이터부를 내부에 수납하면서 상기 접촉부가 상기 몸체부의 내외부로 일정 거리 전진 및 후진이 가능하도록 수납하는 하우징을 포함하는 햅틱 컨트롤러,The haptic actuator includes a contact portion that comes into contact with the user's finger portion, an actuator portion that provides rectilinear movement force of the contact portion in accordance with the gripping force of the user's finger, and the contact portion and the actuator portion while accommodating the contact portion therein. A haptic controller including a housing for accommodating the contact portion so as to move forward and backward by a predetermined distance in and out of the body portion;
    ii) 상기 센싱 신호를 기초로 압력 레벨을 결정하고, 상기 압력 레벨 및 상기 가상 객체의 특성에 기초하여 햅틱 효과를 결정하고, 이에 대한 햅틱 신호를 상기 햅틱 컨트롤러에 송신하는 상기 메인 단말기ii) the main terminal determines a pressure level based on the sensing signal, determines a haptic effect based on the pressure level and a characteristic of the virtual object, and transmits the haptic signal to the haptic controller
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 시스템.Haptic system comprising a.
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