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KR102154337B1 - Method for providing customized haptic effects and system using the same - Google Patents

Method for providing customized haptic effects and system using the same Download PDF

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KR102154337B1
KR102154337B1 KR1020200055462A KR20200055462A KR102154337B1 KR 102154337 B1 KR102154337 B1 KR 102154337B1 KR 1020200055462 A KR1020200055462 A KR 1020200055462A KR 20200055462 A KR20200055462 A KR 20200055462A KR 102154337 B1 KR102154337 B1 KR 102154337B1
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KR
South Korea
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haptic
user
pressure level
main terminal
gripping force
Prior art date
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KR1020200055462A
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고기남
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플레이스비 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a method for providing a customized haptic effect, and a system using the same. According to the present invention, the method for providing a customized haptic effect comprises the steps of: transmitting a sensing signal to a main terminal and determining a pressure level; and receiving a haptic signal from the main terminal and operating a main haptic unit. According to the present invention, various haptic feedback can be provided using a plurality of haptic controllers.

Description

맞춤형 햅틱 효과를 제공하는 방법 및 그를 이용한 시스템{METHOD FOR PROVIDING CUSTOMIZED HAPTIC EFFECTS AND SYSTEM USING THE SAME}Method of providing customized haptic effects and system using the same {METHOD FOR PROVIDING CUSTOMIZED HAPTIC EFFECTS AND SYSTEM USING THE 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.In the present invention, in a method of providing a customized haptic effect, there is a body part providing a place for gripping by a user's hand in a haptic controller, and the user holds the body part and interacts with a virtual object on the screen of the main terminal. In the active state, there is a main haptic part located inside the body part and providing haptic feedback corresponding to the displacement generated according to the gripping force of the user's finger, and the main haptic part detects the gripping force of the user's finger When it is said that it includes a pressure sensor for generating a force to push the user's finger according to a displacement generated by the user's gripping force and a haptic actuator, the haptic controller uses the pressure sensor to determine the magnitude of the gripping force. Acquiring a sensing signal corresponding to, and 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 in contact with the user's finger portion, an actuator portion providing a rectilinear 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 receiving the It relates to a method, characterized in that the contact portion comprises a housing that accommodates a predetermined distance forward and backward within the body portion.

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 realism in a virtual reality environment in connection with virtual reality, natural user interface technologies using both hands and various technologies for providing haptic feedback such as tactile sensation and muscle 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 pattern of vibration, such as notifying the start/end or end of an interaction or notifying whether the interface is manipulated. However, this method has a disadvantage in that it is difficult to provide realistic feedback due to the absence of muscle sensory 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 muscular sensation such as grasping or pressing with force, but in this case, due to problems such as complexity of wearing and the size of an external device. There are restrictions on use.

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 only assumed that the user does not hold or hold the finger with a finger. That is, since feedback according to the degree of the user's finger gripping force is not provided, the sense of immersion and the sense of reality may be somewhat deteriorated.

이에 본 발명자는 맞춤형 햅틱 효과를 제공하는 방법 및 그를 이용한 시스템을 제공하고자 한다.Accordingly, the present inventor intends 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-described 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 the 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.In addition, another object of the present invention is to provide haptic feedback corresponding to each user in consideration of different pressures (holding forces) for each user.

또한, 본 발명은 복수의 햅틱 컨트롤러를 이용하여 다양한 햅틱 피드백을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, 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 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 a state of interacting with the virtual object on the image, there is a main haptic part located inside the body part and providing haptic feedback corresponding to a displacement generated according to the gripping force of the user's finger, and the main haptic part Assuming that it includes a pressure sensor for detecting a gripping force of a finger and a haptic actuator that generates a force pushing the user's finger according to a displacement generated by the gripping force of the user, 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 in contact with the user's finger portion, an actuator portion providing a rectilinear 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 receiving the A method is provided, wherein the contact portion includes a housing that accommodates a predetermined distance forward and backward within 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.In addition, according to another aspect of the present invention, in a haptic system that provides a customized haptic effect, there is a body portion that provides a place for gripping by a user's hand, and the user holds the body portion while holding the screen of the main terminal. In a state of interacting with the virtual object on the image, i) the body portion; It is located inside the body part and provides a 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 gripping force of the user. A main haptic unit including a haptic actuator for generating a force pushing the user's finger accordingly; And 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, receives a haptic signal from the main terminal, and operates the main haptic unit, wherein the The haptic actuator includes a contact portion in contact with the user's finger portion, an actuator portion that provides a straight forward and backward movement force of the contact portion according to the gripping force of the user's finger, and the contact portion while receiving the contact portion and the actuator portion therein. A haptic controller including a housing that accommodates a predetermined distance forward and backward within the body part, ii) determining a pressure level based on the sensing signal, and haptic based on the pressure level and the characteristics of the virtual object A haptic system is provided, comprising the main terminal determining an effect and transmitting a haptic signal corresponding thereto 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 the 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 the effect of providing haptic feedback corresponding to each user in consideration of different pressures (holding forces) 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 feedbacks by using a plurality of haptic controllers.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 햅틱 컨트롤러를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 사용자가 햅틱 컨트롤러를 파지하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 햅틱 액츄에이터의 작동 원리를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 햅틱 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 몸체부(110)와 보조 몸체부(120)가 결합되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 햅틱 효과가 제공되기까지의 과정을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 파지력 및 가상 객체에 따라 저장된 햅틱 효과를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 다운로드된 가상 객체와 관련된 햅틱 효과를 제공하는 과정을 나타낸 도면이다.
1 is a diagram showing a haptic controller according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a state in which a user grips a haptic controller according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing an operating principle of a haptic actuator according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing a schematic configuration of a haptic system according to an embodiment of the present invention.
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.
6 is a diagram showing a process until a haptic effect is provided according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram showing a haptic effect stored according to a gripping force and a virtual object according to an embodiment of the present invention.
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 INVENTION The detailed description of the present invention to be described later refers to the accompanying drawings, which illustrate specific embodiments in which the present invention may be practiced. These embodiments are described in detail sufficient to enable a person skilled in the art to practice the present invention. It is to be understood that the various embodiments of the present invention are different from each other, but need not be mutually exclusive. For example, specific shapes, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the present invention in relation to one embodiment. 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 to be described below is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is limited only by the appended claims, along with all scopes equivalent to those claimed by the claims. Like reference numerals in the drawings refer to the same or similar functions over several 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 implement the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 햅틱 컨트롤러를 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing 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 a user's hand, (B) a state in which the motion sensor unit is in contact with the thumb, and (C) a thumb is positioned at the thumb position of the first haptic unit. Each shows the state.

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.1 and 2, the haptic controller 100 according to the present invention includes a body portion 110 providing a place for gripping by a user's hand, and on one side of the body portion 110 Combined and separated, it may include an auxiliary body portion 120 to form one overall body together with the body portion 110. The auxiliary body portion 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 part 110. The main terminal 400 is a device separate from the haptic controller, and is equipped with 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, and a main device. Thus, any digital device with computing power may be adopted 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 one 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 a setting of a 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 part 110 may include a main haptic part 112, an auxiliary haptic part 113, a motion sensor part 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 at the upper end of the body unit 110. The motion sensor unit 111 may be configured to include an IMU (Inertial Measurement Unit) as a sensor for detecting the position and posture of the entire body composed of 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 part 112 is located inside the body part 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 a gripping force of the user's finger and a haptic actuator 300 that generates a force pushing the user's finger according to a displacement generated by the gripping force of the user. have. In some cases, a displacement sensor for detecting a displacement generated according to a gripping force of a 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 showing 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 in contact with a user's finger portion, and an actuator portion that provides a linear movement force of backward and forward movement 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, but the contact part 310 may be configured to include a housing 330 that accommodates the contact part 310 forward and backward by a predetermined distance inside and outside the body. Here, a displacement sensor or a pressure sensor may be built into 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.FIG. 3(A) shows a state in which the contact part 310 advances and protrudes by receiving a repulsive force, and FIG. 3(B) shows a state in which the contact part 310 is moved backward by receiving a pressing force of a finger.

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, vibration of a corresponding pattern according to the user's gesture or content There may be an auxiliary haptic unit 113 that provides a.

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 part 113 vibrates the entire body part 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 part 110 It may be configured to include a vibration element that generates. In this case, a piezoelectric vibrator or the like may be used as the vibration element.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 햅틱 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.4 is a diagram showing 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 providing virtual reality or the like must 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 portion 110, an auxiliary body portion 120, and the like. The body portion 110 may be further provided with a fixing band 114 for securing a gripping state of the user's hand by covering the back of the user's hand when the user holds the body portion 110.

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 part 120. The control unit 121 includes a sensing signal corresponding to the magnitude of the gripping force obtained using a pressure sensor provided in the main haptic unit 112 and a posture and position of the controller obtained using the motion sensor 111. A motion signal is transmitted to the main terminal 400, and feedback according to an interaction between a user and a virtual object is received from the main terminal 400 to operate the main haptic unit 112 and the auxiliary haptic unit 113. .

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, the controller 121 processes the signals obtained from i) the motion sensor 111 and the pressure sensor, transmits the processed signals to the main terminal 400, and obtains the signals from the main terminal 400. The controller 121a outputs a signal for driving the main haptic unit 112 and the auxiliary haptic unit 113 according to the information, ii) the main haptic unit 112 and the auxiliary haptic unit 113 from the controller 121a. The driver module 121b that receives and drives a signal for driving the driver module 121b, iii) receives a signal from the controller 121a and transmits the signal to the main terminal 400, and receives a signal from the main terminal 400, and 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 It may include a power supply device (121d) for supplying driving power to the vibration element 300, respectively located in the auxiliary haptic unit 113. Here, a microcontroller may be used as the controller 121a, and a battery, a battery, a rechargeable battery, or the like may be used as the power supply device 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.Above, it is assumed that the components of the control unit 121 (ex. controller, driver module, communication module, power supply device) are included in the auxiliary body part 120, but in some cases, it is not the auxiliary body part 120. It may be included in the body portion 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 portion 110 and the auxiliary body portion 120 can be disassembled/assembled. For such disassembly/assembly, a coupling protrusion 120t is formed in the auxiliary body part 120, and a coupling hole 110h corresponding to the coupling protrusion 120t is formed in the lower end of the body part 110 Can be. In some cases, on the contrary, a coupling protrusion may be formed at the lower end of the body portion 110 and a coupling hole may be formed in the auxiliary body portion 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 of 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 showing 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 using a pressure sensor. The pressure sensor may be located on the main haptic part 112 and may detect the magnitude of a force pressed by a finger. Although the magnitude of the force measured by the pressure sensor may be set as a sensing signal, as another embodiment, a displacement value moved by a haptic actuator by a finger may be measured through a displacement sensor, and the displacement value may be set as a 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 can be measured for each finger, and can be measured by separating the thumb and the remaining fingers, and the measurement method can 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 equal to or greater than a predetermined threshold, ii) a second pressure level corresponding to a pressure less than a predetermined threshold, and iii) a third pressure level at which no pressure is detected. . 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 above, it may be divided into three levels, but depending on the setting, it may be divided into more than one level.

참고로, 상기 제1 압력 레벨 및 제2 압력 레벨을 구분하는 기준인 소정 임계치는 사용자에 따라 다를 수 있다.For reference, a predetermined threshold, which is a criterion for classifying the first pressure level and the second pressure level, may be different depending on the 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 allows the user to hold the body portion 110 with the maximum gripping force, and may sense the magnitude of the maximum gripping force through the pressure sensor. The haptic controller 100 transmits the sensed maximum gripping force to the main terminal, and the main terminal 400 may determine a predetermined threshold for classifying the first pressure level and the second pressure level based on 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 sensed maximum gripping force is 10kgf, the predetermined threshold is 5kgf, which may be classified into a first pressure level for a pressure of 5 to 10kgf and a second pressure level for a pressure of 0 to 5kgf. In addition, if the sensed maximum gripping force is 20 kgf, the predetermined threshold is 10 kgf, and may be classified 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.Therefore, even if the users apply the same force, the first user provides a 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 vary.

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 per user, each predetermined threshold value, and pressure level range may be stored in advance before providing 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 the characteristics of the virtual object (S620). According to another embodiment, the main terminal 400 may also consider a 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 the 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 showing 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 haptic effect as described above 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 by considering each parameter such as a pressure level, a characteristic of a virtual object, and a motion signal, and the main terminal 400 includes a predetermined pressure level, a characteristic of a predetermined virtual object, and a predetermined motion signal. When a signal such as, for example, is input from the haptic controller 100, a matching haptic effect may be found in the lookup table and transmitted to the haptic controller 100 as a haptic signal.

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, when the virtual object is a balloon, when the main terminal 400 receives gripping force information corresponding to the first pressure level, it is possible to set a haptic effect for popping the virtual balloon, corresponding to the second pressure level. When the holding force information is received, a haptic effect in which the balloon is crushed can be set, and when the holding force information corresponding to the third pressure level is received, a haptic effect in which the size of the balloon is maintained and flying 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, it is possible to set a haptic effect at which the gun is fired, and obtain gripping force information corresponding to the second pressure level. When received, a haptic effect in which the gun is loaded may 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 may 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.In FIG. 7, only virtual objects and pressure levels are described, but a haptic effect can be set for a motion signal. 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 held away from the floor, the virtual object appears (on state). It 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 the first pressure level is provided, drawing a black line with the pen can be expressed, and a gripping force corresponding to the 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 that there is a gun as a virtual object, when the haptic controller 100 is placed on the floor, it is in the shape 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 may be foamed.

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 inverse 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 haptic controller 100 holds the user in a virtual space, when a gripping force corresponding to the second and third pressure levels is provided, the shape of the hard ball does not change, When the actuator unit 320 is fixed so that it does not move inside, and a gripping force corresponding to the first pressure level is provided, the shape of the rigid ball contracts, and the actuator unit 320 may also move inside.

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 vehicle, when a gripping force corresponding to the second pressure level is provided to the haptic controller 100, the engine of the vehicle can be started (the vehicle engine sound can also be made). 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, and accordingly, vibration is generated by the auxiliary haptic unit 113 and the main The actuator unit 320 of the haptic unit 112 may also generate a haptic effect in which displacement is moved inside and outside.

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.In addition, 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. 1 When a gripping force corresponding to the pressure level is provided, vibration is generated by the auxiliary haptic unit 113 while the gun is shot, and the actuator unit 320 of the main haptic unit 112 also moves to the outside corresponding to the repulsive force. This haptic effect can occur.

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 considering the vibration generated by the auxiliary haptic unit 113, when a 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 may occur in which a low-sized vibration having a short duration is generated.

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. The etc. can be operated (S630). In addition, 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 movement. In this case, the plurality of haptic actuators may include at least a haptic actuator corresponding to a movement of a 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 an area 112b corresponding to the thumb and an area 112a corresponding to the other finger, and may include a haptic actuator for each. Accordingly, it is possible to sense a gripping force for each of the regions 112b and 112a, measure each pressure level, and determine a haptic effect accordingly. That is, the pressure corresponding to the first pressure level is sensed in the area 112b corresponding to the thumb, the pressure corresponding to the second pressure level is sensed in the area 112a corresponding to the other finger, and the corresponding haptic effect You can also provide

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 the first pressure level is sensed in the area 112b corresponding to the thumb and the pressure corresponding to the second pressure level is sensed in the area 112a corresponding to the other finger, , Provides a haptic effect in which a large vibration occurs, a pressure corresponding to the second pressure level is sensed in the area 112b corresponding to the thumb, and the first pressure level is applied to the area 112a corresponding to the other finger. When the 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, there are actuators for each finger in the region 112a corresponding to the remaining fingers, so that four actuators may be included, and 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.Hereinafter, a method in which haptic feedback is provided to a user will be reviewed together with the haptic system 10.

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 a user holds the body portion 110 of the haptic controller 100, the user can use the motion sensor 111 and the pressure sensor. It can detect the movement, position, and gripping force of your 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 control unit 121 of the haptic controller 100 transmits the information sensed by the sensors to the main terminal 400, and the main terminal 400 can determine 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 having determined the haptic effect may display the movement and change of the virtual object on the screen, and may calculate pressure, displacement, vibration, etc. to be provided to the user and transmit it to the control unit 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 detecting the pressure holding the main haptic unit 112, 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 a displacement that occurs when the corresponding pressure is applied to a target object in a virtual environment, and ii) grips the main haptic part 112. When detecting the displacement that occurs during the time, the haptic controller 100 senses the displacement that occurs when the user holds the main haptic unit 112 with a finger and transmits it to the main terminal 400, and the main terminal 400 The pressure or displacement to be provided to the user can 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 above, when the main terminal 400 calculates the pressure, displacement, or vibration to be provided to the user and transmits it to the control unit 121 of the haptic controller 100, the control unit 121 provides the pressure or displacement from the main terminal 400. , Vibration information may be received, a driving signal may be generated based on the vibration information, and transmitted 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 (repulsive force) pushing 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 a vibration element of the auxiliary haptic unit 113. The repulsive force and vibration as described above allow the user to feel the same sense of force, grip, 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 The distance from the ground of the haptic controller and the distance from the ground of the second haptic controller 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 Schiphol in the virtual reality, and if the distance between the two haptic controllers decreases, they move quickly, and if the distance increases, they move slowly. I 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.In addition, as another example, when the two haptic controllers come into 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, some of the plurality of virtual objects uploaded on the web may be selected, and the selected virtual object may be downloaded (S810) and recorded 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 a related 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, and the like, 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 in the computer-readable recording medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and usable to those skilled in the computer software field. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, magnetic-optical media such as floptical disks. media), and a hardware device specially configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of the program instructions include not only machine language codes such as those produced 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 by specific matters such as specific elements and limited embodiments and drawings, but this is provided only to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments. , Anyone with ordinary knowledge in the technical field 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 것이다.Therefore, the spirit of the present invention is limited to the above-described embodiments and should not be defined, and all modifications that are equally or equivalent to the claims as well as the claims to be described later fall within the scope of the spirit of the present invention. I would say.

10: 햅틱 시스템
100: 햅틱 컨트롤러
110: 몸체부
111: 모션 센서
112: 메인 햅틱부
113: 보조 햅틱부
114: 고정용 밴드
120: 보조 몸체부
120t: 결합용 돌기
110h: 결합용 홀
121: 제어부
121a: 제어기
121b: 드라이버 모듈
121c: 통신 모듈
121d: 전원 공급장치
300: 햅틱 액츄에이터
310: 접촉부
320: 액츄에이터부
330: 하우징
400: 메인 단말기
410: 메모리
10: Haptic system
100: haptic controller
110: body
111: motion sensor
112: main haptic unit
113: auxiliary haptic unit
114: fixing band
120: auxiliary body part
120t: coupling protrusion
110h: coupling hole
121: control unit
121a: controller
121b: driver module
121c: communication module
121d: power supply
300: haptic actuator
310: contact
320: actuator part
330: housing
400: main terminal
410: memory

Claims (8)

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,
(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
(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;
를 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 포함하며,
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,
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,
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.
In the method of providing a customized haptic effect,
In a state in which the haptic controller has 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
There is a main haptic part located inside the body part and providing haptic feedback corresponding to a displacement generated according to a gripping force of the user's finger, and the main haptic part includes a pressure sensor for detecting a gripping force of the user's finger, and Assuming that it includes a haptic actuator that generates a force to push the user's finger according to the displacement generated by the user's gripping force,
(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 generate a pressure level based on the sensing signal. Allowing to determine; And
(b) receiving, by the haptic controller, a haptic signal for a haptic effect determined based on the pressure level and the characteristics of the virtual object from the main terminal, and operating the main haptic unit using the haptic signal;
Including,
The haptic actuator includes a contact portion in contact with the user's finger portion, an actuator portion providing a rectilinear 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 receiving the It includes a housing that accommodates the contact portion to be able to move forward and backward a predetermined distance inside and outside the body portion,
When the user interacts with the virtual object, an auxiliary haptic part that provides vibration of a corresponding pattern is present inside the body part, and a motion sensor that detects the position and posture of the user's hand is present at the top of the body part. In the state,
It is assumed 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 detected. time,
The haptic controller receives from the main terminal the haptic signal for the haptic effect determined based on the pressure level, the characteristic of the virtual object, and a motion signal detected by the motion sensor, and uses the haptic signal. And operating the main haptic unit and the auxiliary haptic unit, and changing a state of the virtual object on the screen of the main terminal.
삭제delete 제1항에 있어서,
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,
상기 메인 단말기가, 상기 룩업 테이블을 기초로 상기 햅틱 효과를 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 1,
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,
Wherein the main terminal determines the haptic effect based on the lookup table.
제1항에 있어서,
복수의 햅틱 컨트롤러가 존재하고 상기 복수의 햅틱 컨트롤러가 제1 햅틱 컨트롤러 및 제2 햅틱 컨트롤러를 포함하고 있다고 할 때,
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 method of claim 1,
Assuming that a plurality of haptic controllers exist and the plurality of haptic controllers include a first haptic controller and a second haptic controller,
The motion signal is determined based on i) a distance between the first haptic controller and the second haptic controller, ii) a distance from the ground of the first haptic controller, and iii) a distance from the ground of the second haptic controller. The method characterized in that the.
제1항에 있어서,
상기 (a) 단계 이전에,
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 method of claim 1,
Before step (a),
The haptic controller allows the user to hold the body part with a maximum gripping force, senses a maximum gripping force level through the pressure sensor, and transmits it to the main terminal, causing the main terminal to hold the maximum gripping force level And determining the predetermined threshold for dividing the first pressure level and the second pressure level based on.
제1항에 있어서,
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 method of claim 1,
The main haptic unit includes a plurality of haptic actuators for interaction with the movement of the user's fingers, and the plurality of haptic actuators include at least a haptic actuator corresponding to the movement of the user's thumb. Way.
제1항에 있어서,
상기 몸체부의 일측에 결합 및 분리되는 보조 몸체부가 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 1,
A method, characterized in that there is an auxiliary body portion coupled and separated on one side of the body portion.
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 단말기
를 포함하고,
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,
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,
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 햅틱 시스템.
In a haptic system that provides a customized haptic effect,
In a state in which 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) the body portion;
It is located inside the body part and provides a 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 gripping force of the user. A main haptic unit including a haptic actuator for generating a force pushing the user's finger accordingly; And
A control unit for acquiring a sensing signal corresponding to the magnitude of the gripping force using the pressure sensor, transmitting the sensing signal to a main terminal, receiving a haptic signal from the main terminal, and operating the main haptic unit,
The haptic actuator includes a contact portion in contact with the user's finger portion, an actuator portion providing a rectilinear 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 receiving the A haptic controller including a housing for accommodating a contact portion to be moved forward and backward by a predetermined distance inside and outside the body portion,
ii) the main terminal determining a pressure level based on the sensing signal, determining a haptic effect based on the pressure level and the characteristics of the virtual object, and transmitting a haptic signal to the haptic controller
Including,
When the user interacts with the virtual object, an auxiliary haptic part that provides vibration of a corresponding pattern is present inside the body part, and a motion sensor that detects the position and posture of the user's hand is present at the top of the body part. In the state,
It is assumed 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 detected. time,
The haptic controller receives from the main terminal the haptic signal for the haptic effect determined based on the pressure level, the characteristic of the virtual object, and a motion signal detected by the motion sensor, and uses the haptic signal. And operating the main haptic unit and the auxiliary haptic unit, and changing a state of the virtual object on the screen of the main terminal.
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