KR20170033230A - 햅틱 잡음 환경에서의 햅틱 피드백 - Google Patents

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KR20170033230A
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후안 마누엘 크루즈-헤르난데즈
빈센트 레베스크
자말 사보네
대니 그랜트
로버트 라크로익
압델와하브 하맘
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임머숀 코퍼레이션
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Abstract

동작하고 있는 동안에 잡음들 및 진동들을 생성하는 전기 모터를 갖는 전동 도구와 같이 햅틱 잡음을 생성하는 디바이스에 대해 햅틱 피드백을 제공하기 위한 방법이 제공된다. 디바이스가 동작하고 있으며 햅틱 잡음을 발생시키고 있는 동안에, 디바이스의 환경 상태가 감지될 수 있다. 디바이스의 햅틱 잡음 특성이 결정될 수 있다. 환경 상태 및 햅틱 잡음 특성에 기초하여 햅틱 구동 신호가 발생될 수 있다. 햅틱 구동 신호는 디바이스와 연관된 햅틱 출력 디바이스에 인가될 수 있다.

Description

햅틱 잡음 환경에서의 햅틱 피드백{HAPTIC FEEDBACK IN A HAPTICALLY NOISY ENVIRONMENT}
일 실시예는 햅틱 출력 시스템에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 일 실시예는 햅틱 잡음을 생성하는 디바이스들을 위한 햅틱 출력 시스템에 관한 것이다.
일부 핸드헬드 도구들은 그들의 통상의 동작을 통해 햅틱 출력을 생성한다. 예를 들어, 전동 드릴은, 진동들을 생성하고 그러한 진동들을 그것의 핸들을 통해 사용자에게 전달하는 모터를 갖는다. 드릴링 액션에 의해 야기되는 이러한 진동들은 소정의 햅틱 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 드릴에 익숙한 사용자는 드릴링될 재료 및 트리거에 인가되는 압력의 소정의 양에 대하여 드릴의 모터가 평소보다 더 느리게 돌 때 인식할 수 있다. 사용자는 비트가 너무 뜨겁거나 무딘 것, 재료가 다른 재료들보다 더 단단한 것, 또는 드릴의 배터리가 재충전될 필요가 있는 것을 추측할 수 있다. 추측되게 내버려 두는 것보다는, 사용자는 잡음 도구를 이용하는 동안에 보다 의미있는 햅틱 피드백을 원할 수 있다. 일부 햅틱 신호들(haptic cues)이 인식될 수 있지만, 잡음 도구들은 특히 그들의 수동 대응물들과 비교하여 많은 의미있는 햅틱 신호들을 제공하지는 않는다.
전형적으로, 전동 도구와 같은 핸드헬드 도구가 동작할 때, 그것은 햅틱 잡음 환경을 생성한다. 즉, 그것은 이러한 강한 햅틱들을 자연적으로 제공하는데, 이는 다른 햅틱 피드백을 압도할 수 있다. 예를 들어, 나무를 드릴링하는 사용자는, 셀 폰의 진동의 위치가 드릴 가까이에 있지 않더라도, 드릴링 동안에 그 포켓에 있는 셀 폰의 진동을 느끼지 못할 수 있다.
도구에 의해 자연적으로 제공되는 햅틱 피드백에 부가하여 도구로부터 햅틱 피드백 정보를 수신하는 것은 사용자에게 편리할 수 있다. 그러나, 통상의 시스템들은 경합할 핸드헬드 도구의 다른 햅틱 출력이 존재하지 않을 때에만 햅틱 정보를 제공할 수 있다.
실시예들은, 동작하고 있는 동안에 잡음들 및 진동들을 생성하는 전기 모터를 갖는 전동 도구와 같이 햅틱 잡음을 생성하는 디바이스에 대해 햅틱 피드백을 제공하기 위한 방법을 포함한다. 디바이스가 동작하고 있으며 햅틱 잡음을 발생시키고 있는 동안에, 디바이스의 환경 상태가 감지될 수 있다. 디바이스의 햅틱 잡음 특성이 결정될 수 있다. 환경 상태 및 햅틱 잡음 특성에 기초하여 햅틱 구동 신호가 발생될 수 있다. 햅틱 구동 신호는 디바이스와 연관된 햅틱 출력 디바이스에 인가될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 가능 시스템(haptically-enabled system)의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 가능 시스템의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 가능 시스템의 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 햅틱 잡음 환경에서 햅틱 효과를 제공하기 위한 흐름도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스를 이용하여 햅틱 잡음 환경에서 햅틱 효과를 제공하기 위한 흐름도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 센서 및 햅틱 출력 디바이스들에 대한 일부 가능한 위치들을 도시하는 전동 도구의 예시이다.
전동 도구들과 같은 일부 디바이스들은 그들의 통상의 또는 의도된 방식으로 이용될 때 잡음 햅틱 출력을 생성할 수 있다. 예를 들어, 전동 도구들은 그들이 그들의 모터들 및 전동 도구가 동작하는 재료와의 상호작용으로부터 강한 진동들 및 큰 사운드들을 생성함으로써 작동하고 있을 때 많은 햅틱 잡음을 전형적으로 발생시킨다. 전동 도구의 동작 동안, 잡음 진동들은 세기가 변할 수 있지만, 일반적으로 오퍼레이터들이 도구의 동작 동안에 받게 되는 임의의 피드백을 마스킹할 수 있다. 일정한 진동들은 가능한 있을까 말까 한 정도의 피드백을 지각하는 오퍼레이터의 능력을 약하게 할 수 있다. 따라서, 오퍼레이터는 도구가 의도된 바와 같이 동작하고 있다는 것을 결정하기 위해 시력 및 그들의 경험에 의존하여야 한다. 취미생활자나 초보자와 같이 경험이 적은 오퍼레이터들은 전형적으로 제공되는 극미한 피드백에 의존하는 숙련성을 갖고 있지 않다. 훨씬 숙련되고 경험이 많은 작업자들도 이러한 디바이스들의 동작에 관한 도움이 되는 햅틱 피드백으로 개선할 수 있다.
햅틱 잡음 레벨은 임의의 환경에서의 햅틱 잡음의 배경 레벨이다. 햅틱 잡음은 레벨, 주파수, 패턴 등과 같은 수개의 특성들을 가질 수 있다. 예를 들어, 에어 컨디셔닝 유닛은 매우 낮은 레벨로 청각 및 진동 촉각 잡음의 레벨을 생성하고 동작할 수 있다. 이러한 환경에서의 다른 항목들은 환경에서의 햅틱 잡음의 전체 레벨을 일반적으로 증가시키도록 함께 더해질 수 있는 햅틱 잡음을 또한 생성할 수 있다. 예를 들어, 빌딩 건축은 인근 사무실들에 잡음과 진동들을 생성할 수 있고, 컴퓨터 팬도 잡음과 진동들을 생성할 수 있다. 햅틱 잡음은 또한 전체 배경 잡음에 기여하는 디바이스들의 이용으로부터 기인할 수 있다. 예를 들어, 드릴은 햅틱 잡음으로서 진동들과 잡음을 생성할 것이다. 동일한 환경에서 동시에 작동하는 톱은 또한 환경의 햅틱 잡음에 기여하는 잡음과 진동들을 생성할 것이다. 디바이스의 이용에 기인하는 햅틱 잡음은 특성화될 수 있다. 이러한 타입의 햅틱 잡음은 디바이스의 동작을 통해 디바이스에 의해 생성되고, 디바이스 자체 또는 디바이스와 상호작용하는 재료들로부터 비롯될 수 있다. 햅틱 잡음은 환경 내의 어디에서 햅틱 잡음이 생성되고 있는지 및 사용자가 햅틱 잡음 소스로부터 얼마나 멀리 있는지에 기초하여 변화할 수 있다. 또한, 사용자가 햅틱 잡음을 생성하는 디바이스와 직접 물리적으로 접촉하는 경우, 햅틱 잡음 레벨 또는 세기는 지각가능하게 더 높을 것이다.
햅틱 신호는 햅틱 출력 디바이스에 의해 제공된다. 그것은 햅틱 출력 디바이스의 아날로그 출력으로 고려될 수 있다. 햅틱 신호의 기능은 그것의 이용 컨텍스트를 통해 결정될 수 있다. 예를 들어, 사용자 액션에 응답하여 생성되는 햅틱 신호는 "햅틱 피드백"으로 고려될 수 있다. 비디오 신호 컨텐츠에 관련되는 비디오 신호를 동반하도록 생성되는 햅틱 신호는 "햅틱 효과"로 고려될 수 있다. 햅틱 신호는 원하는 햅틱 출력으로 간주될 수 있지만, 햅틱 제어 신호는 햅틱 출력의 형상을 제어하는 디지털 신호로 고려될 수 있다. 다시 말하면, 햅틱 제어 신호는 햅틱 출력 디바이스 상에 햅틱 신호를 출력하는데 필요한 정보를 포함하는 메모리 또는 제어기에 의해 제공된다. 햅틱 제어 신호는 햅틱 출력 디바이스에 인가되는 실제 전압 신호인 햅틱 구동 신호로 변환될 수 있다. 본 명세서에서 이용된 바와 같이, "도구"는 임의의 유용한 디바이스를 포함하고; "전동 도구"는 모터를 포함하는 도구이다.
햅틱 잡음 레벨에서의 증가는 햅틱 지각 장벽들과 간섭할 수 있다. 햅틱 지각 장벽들은 지각, 주의 돌파 및 고통에 대한 임계치들을 포함한다. 지각 장벽은 햅틱 신호가 사람에게 지각가능하게 되는 장벽이다. 주의 돌파 장벽은, 사람이 이전에 다른 것에 주의를 끌었을 때 햅틱 신호를 지각하기 위해 햅틱 신호가 사람으로 하여금 햅틱 신호에 주의를 끌게 하는 장벽이다. 고통 장벽은 햅틱 신호가 사람으로 하여금 고통을 지각하게 하는 장벽이다. 이러한 장벽들 각각은, 햅틱 신호가 지각, 주의 돌파 또는 고통에 대한 임계치를 초과할 때, 그것이 장벽들 각각을 각각 돌파하도록 각각의 임계치에 관하여 표현될 수 있다. 일부 경우들에, 이러한 임계치들은 동일할 수 있다. 예를 들어, 사람이 조용한 방에 있는 경우, 진동하는 전화기는 동일한 임계치에서 지각가능하며 주의 돌파를 할 수 있다. 반대로, 사람이 햅틱 잡음 방에 있는 경우, 주의 돌파를 달성하기 위해서, 햅틱 출력 디바이스는 고통을 야기시킬 필요가 있을 수 있고, 그에 의해 주위 돌파와 고통에 대한 임계치는 동일하고, 지각의 이러한 2개의 상태는 본질적으로 중첩한다. 지각, 주의 돌파 및 고통 임계치들은 개별적으로 변하고, 체온, 손 온도, 스트레스 레벨, 수화(hydration) 등과 같은 다른 인자들에 종속한다.
지각, 주의 돌파 또는 고통을 달성하는데 필요한 임계치들은 햅틱 잡음을 포함하여 환경 인자들에 종속할 수 있다. 햅틱 잡음의 레벨이 낮은 경우, 일반적으로 이러한 임계치들은 낮을 수 있다. 햅틱 잡음의 레벨이 높은 경우, 일반적으로 이러한 임계치들은 높을 수 있다. 관련 예로서, 사람이 어두운 방에 있으며, 어두운 방에 익숙해지기 위해 사람의 눈이 커졌다고 추정한다. 누군가가 조명을 턴 온한다. 고통을 야기시키는데 필요한 조명의 레벨은 환하게 조명되는 방에 있는 사람에 대한 것보다 훨씬 더 낮다.
지각, 주의 돌파 및 고통은 햅틱 신호의 정량적 및 정성적 양태들 둘 다를 포함한다. 정량적 양태들은, 다른 것들 중에서, 햅틱 신호의 세기, 크기 및/또는 레벨을 포함할 수 있다. 정성적 양태들은, 다른 것들 중에서, 햅틱 신호의 주파수, 패턴 및/또는 가변성을 포함할 수 있다. 햅틱 신호의 정량적 및 정성적 양태들은 상이한 햅틱 출력 디바이스들에 대해 상이할 수 있다. 예를 들어, 더 높은 세기로 제공되는 햅틱 신호는 지각 임계치를 초과할 수 있지만, 더 낮은 세기로 제공되는 햅틱 신호는 그것의 위치 및 특성(character)에 따라 지각 임계치를 초과할 수 있다. 햅틱 신호의 특성이 햅틱 잡음의 특성과 상이한 경우, 햅틱 신호의 세기는 그렇지 않은 경우만큼 큰 것이 요구되지 않을 수 있다. 햅틱 출력 디바이스에 따라, 햅틱 신호는 환경에서 햅틱 잡음과 상이한 속성을 갖도록 모델링될 수 있다. 예를 들어, 콘크리트를 드릴링하는 사람은 여전히 어깨에서 비교적 가벼운 탭을 느낄 수 있다. 대부분의 햅틱 잡음과는 상이한 장소에 위치되는 햅틱 신호(탭)뿐만 아니라, 햅틱 잡음의 특성도 또한 상이한데, 이는 진동보다는 탭이다.
햅틱 신호들과 유사하게, 햅틱 잡음의 정량적 양태들, 즉 레벨 또는 세기에 부가하여, 햅틱 잡음의 정성적 양태들이 존재한다. 정성적 양태들은 햅틱 잡음 환경에 존재할 수 있는 상이한 타입의 잡음을 포함한다. 화이트 잡음은 모든 주파수에서 이상적으로 동일한(그러나 이와 같이 지각되지 않음) 전력을 갖는 평탄 전력 스펙트럼을 제공한다. 핑크 잡음은 옥타브 당 3dB만큼 감소하는 스펙트럼 전력 밀도를 제공한다. 레드 잡음(또는 브라운 잡음)은 옥타브 당 6dB만큼 감소하는 스펙트럼 전력 밀도를 제공한다. 블루 잡음은 옥타브 당 3dB만큼 증가하는 스펙트럼 전력 밀도를 제공한다. 바이올렛 잡음은 옥타브 당 6dB만큼 증가하는 스펙트럼 전력 밀도를 제공한다. 그레이 잡음은 모든 주파수에서 동일하게 소리가 크다는 지각을 제공하기 위해 동일한 음량 곡선을 겪는 랜덤 화이트 잡음이다. 전술한 것의 변형들인 다른 잡음 프로파일들이 존재한다.
일부 실시예들에서, 햅틱 잡음 프로파일들은 잡음의 타입을 닮을 수 있다. 햅틱 신호는 더 구별되기 위해 상이한 잡음 타입의 햅틱 효과를 제공하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 햅틱 잡음이 블루 잡음과 유사한 경우, 브라운 잡음 햅틱 출력을 제공하는 햅틱 효과는 더 지각가능하도록 선택될 수 있다.
본 명세서에 설명된 실시예들은 지각, 주의 돌파 및/또는 고통의 임계치를 넘어서기 위해 햅틱 잡음의 환경에서 햅틱 신호들을 제공한다. 예를 들어, 실시예들은, 도구와 같은 로컬 디바이스에 의해 생성된 햅틱 잡음 중에서 의미있는 햅틱 신호들을 제공한다. 제공된 햅틱 신호들은 통지들, 햅틱 효과들 또는 디바이스의 동작에 관련된 다른 햅틱 피드백, 예컨대 경보들, 태스크 피드백 또는 안전 위험들의 경고들일 수 있다. 일부 실시예들은 아래에 논의되는 바와 같이 원격 동작 디바이스들에서의 햅틱 잡음을 또한 고려한다.
예를 들어 핸드헬드 도구를 이용하는 동안 핸들 또는 웨어러블 디바이스를 통해 제공되는 구별적인 햅틱 신호들은 가까운 곳에서의 태스크에 관한 정보를 도구의 오퍼레이터에게 제공하기 위해 감각 증강 햅틱 신호들의 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 전기 드릴의 경우에, 정보 디스플레이는 특정 깊이에서 중지하기를 원한다면 얼마나 깊게 드릴링되고 있는지를 사용자에게 알릴 수 있다. 그러나, 드릴링을 중지하기 위해 오퍼레이터에게 알리는 구별적인 햅틱 신호는 오퍼레이터가 디스플레이 스크린보다는 작업을 주시하는 것을 가능하게 할 것이다.
일부 실시예들에서, 햅틱 액추에이터와 같은 햅틱 출력 디바이스가 도구 상에 위치될 수 있다. 햅틱 출력 디바이스는 햅틱 출력 디바이스로부터의 햅틱 신호가 주변 햅틱 잡음에 비해 그리고 디바이스에 의해 생성된 햅틱 잡음에 비해 사용자에 의해 지각가능하게 되도록 설계될 수 있게 크기가 정해지고 위치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서는 디바이스의 햅틱 잡음, 동작 상태들 또는 태스크-관련 상태를 검출하거나 특성화하거나 또는 모델링하기 위해 도구 상에 위치될 수 있다. 도구의 이러한 환경 상태 및 햅틱 잡음에 기초한 햅틱 신호는 햅틱 피드백으로서 제공될 수 있다. 햅틱 피드백은 햅틱 잡음과 구별되도록 또는 다시 말하면 지각의 임계치, 주의 돌파의 임계치, 및/또는 고통의 임계치를 넘어서도록 맞추어질 수 있다. 예를 들어, 센서는 특정 세기에서 진동하는 주파수로서 햅틱 잡음을 측정할 수 있다. 도구 상에 위치된 햅틱 출력 디바이스는 사용자에게 지각가능하도록 상이한 주파수 및/또는 세기로 햅틱 피드백을 발생시킬 수 있다.
햅틱 잡음은 아래에 설명되는 것들과 같이 디바이스 상에 또는 디바이스 가까이에 위치된 센서들을 이용하여 감지될 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서들은 햅틱 잡음에 대한 프록시일 수 있고, 햅틱 잡음을 특성화하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 햅틱 잡음을 생성하고 있는 디바이스는, 진공에 있지 않은 경우에, 청각 잡음을 또한 생성하고 있다. 청각 잡음을 포착하고 햅틱 잡음의 레벨 및 특성을 추정하기 위해 마이크로폰이 이용될 수 있다. 프록시 센서의 다른 예는 모터의 태코미터이다. 모터의 분당 회전수("RPM")는 햅틱 잡음을 추정하기 위해 이용될 수 있다. 프록시 센서의 다른 예는 모터에 부착된 전압계 및/또는 전류계이다. 전압은 모터의 회전 속도를 추정하기 위해 이용될 수 있고, 전류 인출은 모터 상의 부하를 추정하기 위해 이용될 수 있다. 속도 및 부하는 햅틱 잡음의 레벨 및 특성을 추론하기 위해 이용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 디바이스에 대한 햅틱 잡음 프로파일은 동작하고 있을 때 디바이스에 의해 생성되는 전형적인 햅틱 잡음의 범위를 제공하기 위해 이러한 센서들을 이용하여 모델링되거나 특성화될 수 있다. 모델링은 직접적으로 햅틱 잡음을 검출하거나 프록시 센서들을 이용하여 햅틱 잡음을 검출하기 위해 센서 데이터를 이용할 수 있다. 햅틱 잡음을 모델링하는 것은 전동 드릴들 또는 톱들과 같은 도구들의 클래스에 대해 일반화될 수 있다. 도구들의 특정 모델들은 특정 햅틱 잡음 프로파일들을 갖도록 설계될 수 있다.
일부 실시예들에서, 햅틱 잡음 프로파일들은 다른 재료 또는 표면과의 디바이스의 상호작용에 기초하여 조정될 수 있다. 예를 들어, 드릴은 나무를 통해 드릴링하고 있을 수 있고, 햅틱 잡음은 금속을 드릴링하는 드릴과 비교하여 변경될 수 있다.
다른 실시예에서, 햅틱 출력 디바이스는 도구로부터 원격에, 예컨대 손목 스트랩과 같은 웨어러블 디바이스 상에, 또는 전화기 상에, 또는 다른 방식으로 사용자와 접촉하는 햅틱 출력 디바이스 상에 위치될 수 있다. 햅틱 효과와 같은 햅틱 신호는 원격 디바이스 상에서 플레이될 수 있다. 웨어러블 디바이스 상에 제공되는 햅틱 효과들은 햅틱 잡음과 구별되도록, 즉 지각, 주의 돌파 또는 고통 임계치 장벽들을 넘어서도록 맞추어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서는 특정 세기에서 진동하는 주파수로서 햅틱 잡음을 측정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 특정 디바이스에서의 햅틱 잡음의 모델은 디바이스에 의해 발생되는 햅틱 잡음을 예측하기 위해 이용될 수 있다. 웨어러블 상에 위치된 햅틱 출력 디바이스는 사용자에게 더 지각가능하도록 상이한 주파수 및/또는 세기로 햅틱 피드백을 발생시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서는, 예를 들어, 햅틱 잡음 레벨이 더 낮은 세기에 또는 특정 주파수에 있을 때, 또는 다시 말하면 지각, 주의 돌파 및/또는 고통 임계치들이 햅틱 출력 디바이스의 능력들 내에 있을 때, 햅틱 효과들을 이용하여 통신하기에 가장 적절한 시간을 결정하기 위해 이용될 수 있는 햅틱 잡음을 측정할 수 있다. 웨어러블 디바이스는 오퍼레이터의 우세 손(dominant hand), 비우세 손(non-dominant hand), 또는 신체의 다른 부분들 상에, 예컨대 (예를 들어, 모자 또는 고글에서와 같이) 오퍼레이터의 머리, 팔, 발목, 신발, 셔츠 또는 손 상에 착용되도록 설계될 수 있다.
다른 실시예에서, 햅틱 신호는 햅틱 잡음의 특성을 수정함으로써 제공될 수 있다. 예를 들어, 햅틱 잡음은 도구를 동작시키기 위해 이용되는 전기 모터에 의해 핸드헬드 도구에서 생성될 수 있다. 햅틱 신호는 햅틱 잡음의 소스를 이용하여 제공될 수 있다. 예를 들어, 모터의 경우에, 모터 출력은 속도를 올리거나 속도를 내리고, 중지하고 시작하고, 또는 시동을 걸기 위해 변조될 수 있다. 다른 예에서, 모터 출력은 햅틱 신호를 발생시키기 위해 주파수 또는 세기와 같은 햅틱 잡음의 특성을 변경하도록 동적으로 댐프닝될 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서는 디바이스에 의해 생성되는 햅틱 잡음에 대한 피드백을 제공하기 위해 디바이스 상에 위치될 수 있다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, 웨어러블 디바이스는, 장갑, 모자, 안경, 신발, 셔츠, 손목 스트랩, 발목 스트랩 등과 같이 사용자에 의해 착용될 수 있고, 사용자의 신체 부분과 직접적으로 또는 간접적으로, 영구적으로 또는 간헐적으로 접촉하는 임의의 디바이스이다. (손으로) 잡을 수 있는 디바이스는, 전화기 또는 핸들과 같이 잡혀지는 한 "웨어러블"일지라도 웨어러블 디바이스로 또한 고려된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 가능 시스템(10)의 블록도이다. 시스템(10)은 햅틱 잡음 소스(19)에 의해 햅틱 잡음을 생성하는 디바이스(30)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 햅틱 잡음 소스(19)는 모터 또는 나무와 같은 재료들과의 디바이스(30)의 상호작용일 수 있다. 시스템(10) 내부에는, 시스템(10) 상에 햅틱 신호들을 발생시키는 햅틱 신호 출력 시스템이 있다. 일부 실시예들에서, 햅틱 신호는 햅틱 잡음 소스(19)에 의해 발생될 수 있다.
햅틱 신호 출력 시스템은 프로세서 또는 제어기(12)를 포함한다. 프로세서(12)에는 메모리(20) 및 햅틱 출력 디바이스 구동 회로(16)가 결합되고, 햅틱 출력 디바이스 구동 회로는 디바이스(30) 상에 또는 내에 위치된 햅틱 출력 디바이스(18)에 결합된다. 햅틱 출력 디바이스(18)는, 모터들, 액추에이터들, 정전 마찰(electrostatic friction)("ESF") 디바이스들, 초음파 주파수("USF") 디바이스들, 가열 요소들, 및 사용자에 대해 햅틱 피드백을 제공하는데 이용될 수 있는 임의의 다른 햅틱 출력 디바이스를 포함하는 임의의 타입의 햅틱 출력 디바이스를 포함할 수 있다. 본 출원은 햅틱 출력 디바이스 상에 햅틱 효과 또는 햅틱 피드백과 같은 햅틱 신호를 출력하는 것을 논의하지만, 통상의 기술자라면, 다수의 햅틱 출력 디바이스 또는 햅틱 출력 디바이스들의 조합들이 단 하나의 햅틱 출력 디바이스 대신에 이용될 수 있다는 점을 이해할 것이다.
다른 이러한 햅틱 출력 디바이스들(18)은 스마트 유체 액추에이터들(smart fluids actuators), 레올로지 유동성 액추에이터들(rheological fluidic actuators), 매크로-파이버 복합재(Macro-Fiber Composite)("MFC") 액추에이터들, 형상 기억 합금("SMA") 액추에이터들, 압전 액추에이터들, 및 마이크로-일렉트로-메커니컬 시스템(Micro-Electro-Mechanical System)("MEMS) 액추에이터들을 포함하는 가요성, 반-강성 또는 강성 재료들을 포함할 수 있다.
시스템(10)은 센서(17)를 포함할 수 있다. 센서(17)는 햅틱 잡음 소스(19)에 의해 제공되는 햅틱 잡음을 검출하거나 모델링할 수 있다. 센서(17)는, 가속도계, 심전도(electrocardiogram), 뇌전도(electroencephalogram), 근전계(electromyograph), 안구전도(electrooculogram), 전자구개도(electropalatograph), 전기 피부 반응 센서, 용량성 센서, 홀 효과 센서, 적외선 센서, 초음파 센서, 압력 센서, 광 섬유 센서, 굴곡 센서(또는 만곡 센서), 힘 감응성 저항기, 로드 셀, LuSense CPS2 155, 소형 압력 트랜스듀서, 압전 센서, 스트레인 게이지, 습도계, 선형 위치 터치 센서, 선형 전위차계(또는 슬라이더), 선형 가변 차동 변환기, 나침반, 경사계, 자기 태그(또는 무선 주파수 식별 태그), 회전식 인코더, 회전식 전위차계, 자이로스코프, 온-오프 스위치, 온도 센서(예컨대 온도계, 열전대, 저항 온도 검출기, 서미스터, 또는 온도 변환 집적 회로), 마이크로폰, 광도계, 고도계, 바이오 모니터, 카메라, 또는 광 종속 저항기와 같지만 이에 제한되지는 않는 임의의 감지 디바이스일 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 시스템(10)은, 센서(17)에 부가하여, 하나 이상의 부가적인 센서(도 1에 예시되지 않음)를 포함할 수 있다. 이러한 실시예들 중 일부 실시예들에서, 센서(17) 및 하나 이상의 부가적인 센서는 센서 어레이의 일부이거나, 또는 일부 다른 타입의 센서 집합일 수 있다. 센서(17)는 프로세서(12)에 센서 정보를 제공할 수 있다. 센서(17)로부터의 센서 정보는 통상의 유선 또는 무선 기술들에 의해 프로세서(12)에 제공될 수 있다.
프로세서(12)는 임의의 타입의 범용 프로세서일 수 있거나, 또는 주문형 집적 회로("ASIC")와 같이 햅틱 효과들을 제공하도록 특별히 설계된 프로세서일 수 있다. 프로세서(12)는 전체 시스템(10)을 동작시키는 동일한 프로세서일 수 있거나, 또는 별개의 프로세서일 수 있다. 프로세서(12)는 어떤 햅틱 신호들이 플레이되어야 하는지, 및 하이 레벨 파라미터들에 기초하여 이러한 햅틱 신호들이 플레이되는 순서를 결정할 수 있다. 햅틱 신호는, 그것이 햅틱 출력 디바이스(들) 사이에 햅틱 신호들의 발생에서의 소정의 변동 또는 디바이스(30)와의 사용자의 상호작용 또는 시스템(10)의 일부 다른 양태에 기초한 햅틱 신호들의 발생에서의 변동을 포함하는 경우에 "동적"인 것으로 고려될 수 있다.
프로세서(12)는 햅틱 제어 신호들을 햅틱 출력 디바이스 구동 회로(16)에 출력하고, 햅틱 출력 디바이스 구동 회로는, 원하는 햅틱 신호를 야기시키기 위해 요구된 전기 전류 및 전압과 같은 햅틱 구동 신호를 햅틱 출력 디바이스(18)에 공급하기 위해 이용되는 전자 컴포넌트들 및 회로를 포함한다. 시스템(10)은 하나보다 많은 햅틱 출력 디바이스(18)를 포함할 수 있고, 각각의 햅틱 출력 디바이스는 공통의 프로세서(12)에 모두 결합되는 별개의 구동 회로(16)를 포함할 수 있다. 메모리 디바이스(20)는 랜덤 액세스 메모리("RAM") 또는 판독 전용 메모리("ROM")와 같은 임의의 타입의 저장 디바이스 또는 컴퓨터 판독가능 매체일 수 있다. 메모리(20)는 프로세서(12)에 의해 실행되는 명령어들을 저장한다. 명령어들 중에서, 메모리(20)는, 프로세서(12)에 의해 실행될 때, 햅틱 제어 신호들, 및 후속하여 햅틱 효과와 같은 햅틱 신호들을 제공하는 햅틱 출력 디바이스(18)에 대한 햅틱 구동 신호들을 발생시키는 명령어들인 햅틱 효과 모듈(22)을 포함한다. 메모리(20)는 또한 프로세서(12) 내부에 위치되거나, 또는 내부 메모리와 외부 메모리의 임의의 조합일 수 있다.
일부 실시예들에서, 햅틱 효과 모듈(22)은 식별 번호에 의해 식별될 수 있는 사전 설정된 햅틱 효과를 갖도록 구성될 수 있다. 각각의 사전 설정된 햅틱 효과는, 이 효과를 프롬프트한 상황이 주어지는 경우에(예를 들어, 이벤트나 통지의 긴급성 또는 햅틱 잡음 파라미터들이 주어지는 경우에) 어떤 파라미터들(예를 들어, 세기, 주파수, 지속기간 등)을 조정할지 및 그들의 값들을 특정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 햅틱 효과 모듈(22)은 하이 레벨 파라미터들(예를 들어, 효과 타입 및 세기 레벨)을 수신하고, 하이 레벨 효과들을 달성하는데 필요한 값들 및 로우 레벨 파라미터들(예를 들어, 세기, 주파수, 지속기간 등)을 결정하도록 구성될 수 있다.
도 1의 시스템(10)에 대응하는 예시적인 실시예에서, 오퍼레이터는 개간된 나무를 자르기 위해 디바이스(30)와 같은 전기 톱을 이용하고 있다. 나무는 톱날에 의해 부딪히면 위험할 수 있는 금속 파편을 포함한다. 톱은 진동촉각 햅틱 피드백을 제공하기 위해 톱의 핸들 내로 매립되는 액추에이터와 같은 햅틱 출력 디바이스(18)를 갖는다. 액추에이터는 톱의 모터(즉, 햅틱 잡음 소스(19))와 상이한 주파수로 동작한다. 톱에는 또한 금속 센서와 같은 센서(17)가 장착된다. 오퍼레이터가 톱질을 시작할 때, 금속 센서는 나무에서 금속 조각을 검출한다. 센서(17)가 금속 조각을 검출하자마자, 구별되는 햅틱 효과로서 핸들 상에서 오퍼레이터에 의해 느껴질 수 있는 일련의 강한 구별적인 진동들로서 햅틱 신호가 생성된다. 일부 실시예들에서, 햅틱 신호는 지각, 주의 돌파 및/또는 고통에 대한 오퍼레이터의 임계치를 넘어서도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 오퍼레이터는 햅틱 신호가 액추에이터에 의해 생성될 수 있다고 예상하고 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 햅틱 신호는 오퍼레이터의 주의 돌파 장벽을 넘어서도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 햅틱 신호는 햅틱 신호에 주의를 돌리기에 충분히 구별적이도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 햅틱 신호는 오퍼레이터의 고통 장벽을 넘어서도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 금속 파편을 톱질하는 것은 극도로 위험할 수 있고, 고통은 햅틱 신호 자극에 더 신속하게 반응하도록 오퍼레이터를 프롬프트할 수 있다. 반응 시에, 오퍼레이터는 금속 조각을 피하도록 계획된 경로로부터 톱을 빗나가게 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 가능 시스템(210)의 블록도이다. 시스템(210)은 도 1의 컴포넌트들의 대안적인 배열이고, 적용가능한 경우에 동일한 라벨들을 공유한다. 도 1의 것들과 동일하게 라벨링된 시스템(210)의 컴포넌트들에 대해, 아래에 언급되는 것을 제외하고는 특징들 및 능력들은 위에서 설명된 것과 동일하다.
시스템(210)은 웨어러블 디바이스(31)를 포함한다. 웨어러블 디바이스(31)는 햅틱 출력 디바이스(18)를 포함하고, 햅틱 출력 디바이스 구동 회로(16)와 인터페이스한다. 시스템(210)에서, 햅틱 잡음 소스(19)는 디바이스(30) 상에 또는 내에 위치된다. 프로세서(12)는 웨어러블(31)과 무선 통신할 수 있다.
도 2의 시스템(210)에 대응하는 하나의 예시적인 실시예에서, 오퍼레이터는 전기 드릴로 2인치 깊이의 구멍을 드릴링하는 것을 계획하고 있다. 중지 깊이를 측정하기 위한 한가지 방식은 드릴 비트의 팁으로부터 2인치를 측정하고, 마커로서 이 비트의 샤프트 상의 그 지점에서 비트 둘레에 테이프를 붙이는 것이다. 그러나, 이 경우, 상태들은 그것을 행하기에 최적이 아니다. 비트가 작아서, 테이프가 잘 붙지 않고, 조명은 열등하고, 톱밥은 오퍼레이터의 시력과 간섭할 수 있다. 정밀성이 필요하다. 오퍼레이터는 그 손목 둘레에 웨어러블(31)과 같이 변형가능한 웨어러블 디바이스를 갖는다. 이 디바이스는 스퀴즈로서 손목 둘레에서 느껴지는 햅틱 신호를 생성할 수 있다. 또한, 드릴에는 근접 센서와 같은 센서(17)가 장착된다. 드릴링이 시작함에 따라, 근접 센서는 관통 거리를 측정하고, 2인치를 측정하자마자, 일련의 짧고 격렬한 스퀴즈가 웨어러블 디바이스를 통해 오퍼레이터에 의해 느껴진다. 오퍼레이터는 드릴링을 즉시 중지하여, 원하는 결과를 달성한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 가능 시스템(310)의 블록도이다. 시스템(310)은 도 1의 컴포넌트들의 대안적인 배열이고, 적용가능한 경우에 동일한 라벨들을 공유한다. 도 1의 것들과 동일하게 라벨링된 시스템(310)의 컴포넌트들에 대해, 아래에 언급되는 것을 제외하고는 특징들 및 능력들은 위에서 설명된 것과 동일하다.
시스템(310)에서, (예를 들어 도 1의) 햅틱 출력 디바이스(18)는 햅틱 출력 조작기(21)를 포함할 수 있다. 햅틱 출력 조작기(21)는 햅틱 잡음 소스(19)를 직접적으로 또는 간접적으로 변경할 수 있다. 예를 들어, 직접 조작에 있어서, 햅틱 출력 조작기(21)는 햅틱 잡음 소스(19)에 제공되는 전력을 인터럽트하거나 제어하도록 접속될 수 있다. 간접 조작에 있어서, 예를 들어, 햅틱 출력 조작기(21)는 (햅틱 잡음 소스(19)를 직접적으로 변경하지 않고도) 햅틱 잡음 소스(19)에 의해 생성된 햅틱 잡음을 댐프닝 또는 변화시키기 위해 흡수 재료(도시되지 않음)에 접속될 수 있다. 구동 회로(16)는, 햅틱 출력 디바이스를 직접 구동하지 않고 대신에 햅틱 출력 조작기(21)를 구동하는 것을 제외하고는, 도 1과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이 동작한다.
도 3의 시스템(310)에 대응하는 예시적인 실시예에서, 오퍼레이터는 드라이월에 스크류를 박기 위해 디바이스(30)와 같은 스크류 건을 동작시킬 수 있다. 전동 도구의 모터는 스크류가 과하게 박히는 것을 피하도록 오퍼레이터에게 도움을 주기 위해 햅틱 신호로서 설정되는 토크를 감소시킨다. 다른 예에서, 스크류 건의 오퍼레이터는 이제 데크 스크류를 박고 있다. 전동 드릴의 진동은 댐프닝되고, 그에 의해 스크류가 해체(strip)되려는 것을 오퍼레이터에게 통지한다.
도 1, 도 2 및 도 3에 따른 일부 실시예들에서, 햅틱 잡음 소스(19)는 "햅틱 잡음"으로서 통상적으로 고려되지 않는 일부 햅틱 효과들을 제공하기 위한 제어된 햅틱 출력 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 모바일 디바이스에 고유한 햅틱 액추에이터가 햅틱 잡음 소스(19)에 대응할 수 있다. 도 1과 관련하여, 이 실시예에서, 햅틱 출력 디바이스(18)는 다른 햅틱 효과들을 제공하기 위해 고유한 햅틱 잡음 소스에 부가하여 제공될 수 있거나, 또는 도 2와 관련하여 웨어러블(31) 상에 제공될 수 있다. 도 3과 관련하여, 이 실시예에서, 구동 회로(16)와 햅틱 출력 조작기(21)의 조합은 고유한 햅틱 잡음 소스의 햅틱 신호들이 그 다른 시스템의 햅틱 출력 로직 이전에 또는 이후에 변경되게 함으로써 프로세서(12)에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 고유한 햅틱 잡음 소스에 송신되는 햅틱 구동 또는 햅틱 제어 신호들은 인터럽트되거나 변경될 수 있다. 또는, 예를 들어, 햅틱 출력 조작기는 고유한 햅틱 잡음 소스에 의해 생성되는 햅틱 신호의 특성을 댐프닝하거나 변화시킬 수 있다.
본 명세서에 논의된 특정 실시예들이 편의상 예들로서 전동 도구들 또는 핸드헬드 도구들을 참조할 수 있지만, 본 기술분야의 통상의 기술자라면, 본 명세서에 논의된 개념들은 또한 햅틱 잡음을 발생시키는 임의의 "도구" 또는 디바이스에 적용될 수 있다는 점을 이해할 것이다. 이러한 도구들은 그것의 통상의 이용(예를 들어, 전화 통화 또는 통지를 수신하는 것)을 통해 작동될 수 있는 햅틱 잡음 소스(19)와 같은 햅틱 출력 디바이스를 갖는 모바일 디바이스들을 포함할 수 있다. 유사하게, 특정 실시예들은, 핸드헬드는 아니지만, 햅틱 출력 디바이스로부터의 햅틱 신호를 마스킹하는 경향이 있는 햅틱 잡음을 생성할 수 있는 전동 도구들을 또한 포함할 수 있다.
전동 도구들을 이용하여 구현되는 실시예들은 도구의 동작 상태들에 기초하여 햅틱 효과들을 제공하기 위해 본 명세서에 설명된 기술들을 이용하는 "지능형" 도구들의 일부일 수 있다. 전동 도구들은 시스템(10, 210 또는 310)과 같은 시스템에 지능형 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 지능형 도구들은 사물 인터넷("IoT") 패러다임을 통해 함께 접속될 수 있다. 이것은 오퍼레이터 또는 오퍼레이터의 감시자와 같은 다른 사람들을 위한 웨어러블 디바이스들과 전동 도구 사이의 통신을 용이하게 할 수 있다. 이러한 컨텍스트에서의 지능형 도구들은 그것과 연관된 햅틱 잡음 레벨을 갖는 임의의 것일 수 있다. 이러한 지능형 도구들 상에 위치된 센서들은 햅틱 잡음을 모니터링하고, 햅틱 잡음을 특성화하고, 지각, 주의 돌파 및/또는 고통의 임계치들을 초과할 수 있는 햅틱 신호들을 결정하기 위해 이용될 수 있는 햅틱 잡음 프로파일을 제공할 수 있다. 햅틱 잡음 프로파일들은 주기적으로 또는 연속적으로 업데이트되고, 디바이스의 인터페이스를 통해 제어기나 다른 디바이스에 또는 직접적으로 시스템(10, 210 또는 310)과 같은 시스템에 제공될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 햅틱 잡음 환경에서 햅틱 신호를 제공하기 위한 흐름도이다. 일 실시예에서, 도 4(및 아래의 도 5)의 흐름도의 기능성은 메모리 또는 다른 컴퓨터 판독가능 또는 유형의(tangible) 매체에 저장되고 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어에 의해 구현된다. 다른 실시예들에서, 이 기능성은 하드웨어에 의해(예를 들어, 주문형 집적 회로("ASIC"), 프로그래머블 게이트 어레이("PGA"), 필드 프로그래머블 게이트 어레이("FPGA") 등의 이용을 통해), 또는 하드웨어와 소프트웨어의 임의의 조합에 의해 수행될 수 있다.
410에서, 햅틱 잡음 환경에서 사용자에 의해 도구 태스크가 시작된다. 햅틱 잡음 환경은, 지각, 주의 돌파 및 고통의 임계치들이 햅틱 잡음으로 인해 상승된 것이다. 도구에 의해 자연적으로 제공된 것을 넘는 부가적인 햅틱 감각이 없는 전통적인 루트에서, 사용자는 도구 태스크를 완료할 것이고, 도구 태스크는 420에서 종료할 것이다. 부가적인 햅틱 감각이 제공되는 루트에서, 430에서, 환경의 상태가 감지된다. 환경 감지는 도 1 내지 도 3의 센서(17)와 같은 하나 이상의 센서에 따라 달성될 수 있다. 환경 감지는 도구 또는 그것의 환경에 관련된 상태들인 환경 상태들을 검출할 수 있다. 예를 들어, 햅틱 피드백으로서 이용할 햅틱 신호를 결정하기 위해 햅틱 잡음의 진동과 세기, 도구의 위치 또는 배향, 도구의 동작 상태, 또는 태스크 관련 이벤트가 이용될 수 있다.
예를 들어, 환경 감지는 햅틱 잡음에 관련된 특성들을 검출하기 위해 이용될 수 있다. 잡음 특성들은 어떤 종류의 햅틱 신호를 생성할지 또는 언제 이러한 신호들을 생성할지를 결정하기 위해 이용될 수 있다. 햅틱 신호들은, 예를 들어, 보다 큰 세기 및/또는 상이한 주파수로 되는 것에 의해 햅틱 잡음과 구별가능하도록 맞추어질 수 있다. 다시 말하면, 햅틱 신호들은, 지각가능하고, 주의 돌파를 하고/하거나, 고통을 생성하기 위해서 지각, 주의 돌파 및/또는 고통의 임계치들을 초과하도록 선택될 수 있다. 햅틱 신호들의 선택은 사용자가 햅틱 신호를 수신하고 인식할 긴급성에 기초하여 달성될 수 있다. 예를 들어, 낮은 긴급성의 햅틱 신호들은 지각 장벽 임계치를 충족하도록 선택될 수 있는 한편, 높은 긴급성의 햅틱 신호들은 고통 장벽 임계치를 충족하도록 선택될 수 있다. 일부 실시예들에서, 햅틱 신호들은, 그렇게 하는 것이 보다 바람직할 때의 특성에 햅틱 잡음이 있을 때, 예를 들어 햅틱 잡음 세기가 이전의 상태보다 낮을 때의 특정 시간에 트리거될 수 있다. 특정 도구들은 예들 들어 상당한 햅틱 잡음을 야기시키는 액션과 약간의 일시정지 사이에 반복적으로 교대함으로써 이용된다. 드릴링은 예를 들어 때때로 다수의 짧은 푸시로 행해진다. 시스템은 유익한 햅틱 신호들을 제공하기 위해 햅틱 잡음의 이러한 감쇠 기간들 동안 대기할 것이다. 유사하게, 시스템은 저주파수 햅틱 잡음의 낮은 세기 부분들 동안 햅틱 신호들을 생성할 수 있다. 사슬톱이 예를 들어 유휴 상태에 있는 동안에 저주파수의 웅웅거리는 소리를 생성할 수 있다. 햅틱 신호들은, 지각되고, 주의 돌파를 하고/하거나, 고통을 주는 원하는 임계치들을 달성하는데 필요한 햅틱 신호의 레벨 또는 세기를 감소시키기 위해 이러한 진동들에서의 짧은 일시정지들에서 발생하도록 시간 조정될 수 있는데, 그 이유는 이러한 더 낮은 햅틱 잡음 시간들에서 이러한 임계치들이 또한 더 낮을 것이기 때문이다.
다른 예들은, 근접 센서, 금속 센서 또는 환경의 일부 다른 양태와 같이 위에서 이미 논의된 것들을 포함한다.
일부 실시예들에서, 햅틱 잡음에 관련된 특성들은 특정 디바이스에 대해 모델링된 햅틱 잡음으로부터 결정될 수 있다. 예를 들어, 위에서 설명된 바와 같이, 특정 모터를 이용하는 드릴은 주파수 및 세기로 모델링될 수 있고, 그 정보는 구별가능한 햅틱 신호들을 제공하기 위해 동일하거나 유사한 모델 드릴을 위해 이용될 수 있다. 다른 예는 원형 또는 왕복 톱의 잡음 특성들을 모델링하는 것을 포함한다. 잡음 특성들은 각각의 디바이스에 대한 잡음 프로파일로서 저장될 수 있다.
일부 실시예들에서, 환경 감지는 햅틱 잡음의 특성들을 검출하고, 그러한 특성들을 이용하여 햅틱 잡음에 이미 존재하는 사용자 지각된 햅틱 신호들을 강조하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 드릴을 이용하고 있을 때, 사용자는 그것의 모터가 전형적인 것보다 더 느리게 돌고 있다는 피드백을 드릴로부터 감지할 수 있다. 이러한 감각으로부터, 사용자는, 배터리가 거의 소비되고, 드릴 비트가 무뎌지고, 재료가 단단하다는 것 등을 추측할 수 있다. 이러한 자연적으로 발생하는 햅틱 신호는 햅틱 효과들을 이용하여 강조될 수 있다. 일부 실시예들에서, 햅틱 잡음은 지각하는 것을 더 용이하게 하거나 다른 방식으로 그것을 더 구별적이게 하기 위해 햅틱 잡음을 증폭함으로써 강조될 수 있다. 일부 실시예들에서, 햅틱 잡음은 사용자의 주의를 햅틱 잡음으로 이끌도록 설계된 부가적인 햅틱 출력을 제공함으로써 강조될 수 있다. 예를 들어, 배터리가 거의 소비되는 경우, 모터로의 전력은 도 3의 햅틱 출력 조작기(21)와 같은 햅틱 출력 조작기를 이용하여 반복적으로 인터럽트될 수 있다. 예를 들어, 드릴링되고 있는 재료가 단단한 경우, 사용자가 더 낮은 압력을 인가하거나 드릴 속도를 감소시켜야 한다는 것을 표시하기 위해 햅틱 효과가 도 2의 웨어러블 디바이스(31)와 같은 웨어러블 디바이스 상에 플레이될 수 있다. 예를 들어, 드릴 비트가 손톱 또는 드릴링되는 재료에 매립된 다른 이물질과 부딪히는 경우, 비트의 절단 에지들이 이물질과 부딪힘에 따라 반복적인 "틱" 사운드와 같이 일반적이지 않은 진동이 발생할 수 있다. 햅틱 잡음에서 이러한 변화를 격리하고 증폭하기 위해 필터들이 이용될 수 있다. 햅틱 출력 디바이스는, 그것이 원래의 햅틱 잡음과 동일하게 느끼지만, 더 지각가능하거나 또는 지각, 주의 돌파 및/또는 고통의 임계치들을 초과하도록 햅틱 신호로서 격리된 햅틱 잡음의 보다 더 크고 더 구별적인 버전을 플레이하기 위해 이용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 센서들은 정밀한 환경 상태들을 검출하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 의료용 드릴과 같은 일부 의료용 디바이스들은 그들의 오퍼레이터들이 다수의 층의 장갑, 마스크, 안면 가리개 및 다른 보호 장구를 착용하는 것이 요구되는 동안에 전형적으로 이용되는데, 이들 모두는 감각을 감소시키고, 그에 대응하여 디바이스를 동작시키는 고유한 햅틱 신호, 즉 자연적인 디바이스 피드백의 역할을 하는 햅틱 잡음에 대한 지각, 주의 돌파 및 고통의 임계치들을 증가시킬 수 있다. 또한, 의료용 장비는 깨끗하고 무균성이어야 한다. 드릴 비트 상에 테이프를 이용하는 것은 드릴링 깊이 거리를 결정하는데 부적절할 것이다. 근접 센서 또는 형광 투시 센서가 드릴의 환경 상태, 즉 목표 깊이까지의 거리를 감지할 수 있고, 오퍼레이터가 웨어러블 디바이스와 같은 햅틱 출력 디바이스에 의해 변경되게 할 수 있다.
도 4를 다시 참조하면, 440에서, 로직은 감지된 환경에 기초하여 도구의 사용자에게 통지되어야 하는지를 결정한다. 예를 들어, 환경의 상태가 사용자에게 통지되어야 하도록 이루어지는 경우, 흐름은 이와 같이 결정할 것이고, 햅틱 신호를 제공하라는 명령어가 주어질 수 있다. 햅틱 신호를 제공하라는 명령어는 환경 상태에 기초할 수 있다. 예를 들어, 근접 센서는 작업되고 있는 재료의 표면에 대한 도구 위치 환경에 관한 정보를 제공할 수 있다. 또는, 예를 들어, 금속 검출기는 작업되고 있는 재료 내에서 금속이 검출되는지에 관한 정보를 제공할 수 있다. 다음에, 햅틱 제어 신호 또는 햅틱 구동 신호가 햅틱 신호를 생성하기 위해 발생될 수 있다. 별개의 햅틱 출력 디바이스가 제공되는 실시예들에서, 이 신호는 햅틱 출력 디바이스를 구동하기 위한 햅틱 구동 신호일 수 있다. 햅틱 잡음 소스가 햅틱 출력 디바이스로서 이용되는 실시예들에서, 이 신호는 디바이스 모터와 같은 햅틱 잡음 소스를 제어하는 햅틱 구동 신호일 수 있다. 예를 들어, 햅틱 잡음 소스가 전동 도구에서의 모터인 경우, 햅틱 구동 신호는 모터에 의해 생성되는 통상의 햅틱 잡음과는 상이한 구별적인 햅틱 신호를 생성하도록 변경되거나 수정될 수 있는 모터에 대한 전기 전원을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 이 신호는 모터에 의해 생성되는 통상의 햅틱 잡음에 대해 구별적인 햅틱 신호를 생성하기 위해 특정 방식으로 거동하도록 모터를 제어하기 위한 모터로의 햅틱 구동 신호일 수 있다. 햅틱 출력 디바이스가 햅틱 잡음을 댐프닝하도록 설계된 재료 또는 액추에이터인 실시예들에서, 이 신호는 댐프닝 재료 또는 댐프닝 액추에이터를 제어하기 위한 댐프닝 재료 또는 댐프닝 액추에이터로의 햅틱 구동 신호일 수 있다.
440을 다시 참조하면, 로직이 사용자에게 통지되지 않아야 한다고 결정하는 경우, 흐름은 420으로 진행하고, 여기서 도구 태스크가 종료된다. 사용자에게 통지되어야 하는 경우, 흐름은 450으로 진행하고, 여기서 햅틱 신호가 디바이스의 핸들을 통해 또는 사용자에 의해 착용된 웨어러블 디바이스에 의해 디바이스 상에 제공된다. 햅틱 신호를 제공하는 것은 햅틱 구동 회로(18)와 같은 햅틱 구동 회로에 햅틱 제어 신호를 제공함으로써 달성될 수 있으며, 햅틱 구동 회로는 결국 햅틱 구동 신호를 액추에이터, 댐프너, 모터 제어 또는 모터 전력 신호와 같은 햅틱 출력 디바이스에 제공할 수 있다. 구별가능한 햅틱 효과가 햅틱 출력 디바이스를 통해 제공될 수 있다. 구별가능한 햅틱 효과는 햅틱 신호에 대응할 수 있고, 위에서 논의된 바와 같이 지각, 주의 돌파 또는 고통에 대한 임계치에 따라 햅틱 잡음에 대해 지각가능할 수 있다.
일부 실시예들에서, 햅틱 신호들은 도구의 핸들 내에 또는 가까이 위치된 햅틱 출력 디바이스들에 의해 제공될 수 있다. 핸들은 오퍼레이터와 도구 사이의 즉각적인 접촉 지점이다. 이와 같이, 핸들은 도구 상에 햅틱 신호들을 제공하기 위해 디바이스 상의 최상의 위치일 수 있다. 햅틱 신호들은 진동들, 변형들, 온도 변화들, 또는 전기 촉각 피드백과 같은 임의의 적절한 피드백을 포함할 수 있다. 예를 들어, 더 작거나 더 크거나 더 짧거나 또는 더 길게 하는 핸들의 변형은 통지를 위한 햅틱 신호로서 이용될 수 있다. 예를 들어 모터가 과열되기 시작하는 경우 도구를 터치하기에 더 뜨겁게 하기 위해 열 피드백이 제공될 수 있다.
일부 실시예들에서, 햅틱 신호들은 도 1의 시스템(10)에 따른 시스템을 통해 디바이스 상에 제공될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 햅틱 신호들은 사용자에 의해 디바이스의 핸들에서 느껴지는 햅틱 효과를 제공하기 위해 디바이스 상에 또는 내에 위치되는 도 1의 햅틱 출력 디바이스(18)와 같은 햅틱 출력 디바이스 상에 제공될 수 있다. 예를 들어, 도구는 전동 도구가 상호작용하고 있는 재료(예를 들어, 나무, 금속, 플라스틱 등) 및/또는 모터를 통해 햅틱 잡음을 제공하는 전동 도구일 수 있다. 햅틱 신호는 햅틱 효과 및 감지된 환경을 제공하라는 명령어에 기초하여 결정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 햅틱 신호는 동작 시에 도구의 햅틱 잡음과 동일한 주파수 범위에서 햅틱 신호를 출력하는 것을 피하도록 결정될 수 있다. 유사한 도구들의 잡음 특성들이 이용될 수 있거나, 또는 도구의 잡음 특성들이 감지되어, 햅틱 신호를 위해 이용할 세기, 주파수, 편향 등과 같은 적절한 파라미터들을 결정할 수 있다. 예를 들어, 상당히 높은 분당 회전수("RPM")를 갖는 전동 도구들에서, 약 40㎐ 이하의 진동 범위에서 진동 촉각 햅틱 효과가 제공될 수 있다.
일부 실시예들에서, 햅틱 신호들은 도 2의 시스템(210)에 따른 시스템을 통해 디바이스 상에 제공될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 햅틱 신호들은 웨어러블 디바이스 상에 위치된 햅틱 출력 디바이스에 의해 제공될 수 있다. 예를 들어, 햅틱 출력 디바이스는 위에서 설명된 바와 같이 액추에이터, 가열 요소 또는 다른 햅틱 출력 디바이스일 수 있다. 일부 타입들 또는 구성들의 웨어러블 디바이스들은 햅틱 출력에 따라 다른 것들보다 더 적절할 것이다. 예를 들어, 햅틱 신호가 열적이며 손등에 인가되는 경우에 장갑이 주효할 수 있는데, 그 이유는 그들이 감응성이기 때문이다. 웨어러블 디바이스들이 아래에 더 상세하게 논의된다.
일부 실시예들에서, 햅틱 신호들은 도 3의 시스템(310)에 따른 시스템을 통해 디바이스 상에 제공될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 햅틱 신호들은 통지들, 토크 조정 또는 다른 메시지들을 제공하기 위해 도구와 연관된 자연적인 햅틱 잡음을 변경하거나 댐프닝함으로써 제공될 수 있다. 특히, 햅틱 잡음을 변경하거나 변조하는 것은 오퍼레이터에게 잘못된 또는 최적이 아닌 도구 동작을 경보하기 위해 행해질 수 있다. 햅틱 잡음을 변경하는 것은 도구의 성능에 악영향을 미치지 않으면서 짧은 시간 기간 동안 더 약한 그리고/또는 더 강한 햅틱 잡음을 생성하도록 전동 도구의 모터의 구동력을 변화시키기 위해 도 3의 조작기(21)와 같은 햅틱 출력 조작기를 이용하는 것을 포함할 수 있다. 구동력의 변경은 일부 상태에 대해 도구의 오퍼레이터에게 신호하기 위해 햅틱 신호의 역할을 할 수 있는 햅틱 효과를 생성할 것이다.
일부 실시예들에서, 햅틱 잡음을 변경하는 것은, 전기 차단기들(electrical breakers)이 햅틱 잡음 소스에 대한 전력 온/오프를 토글링하는 것을 가능하게 함으로써 짧은 시간 기간 동안 모터의 회전을 중지하기 위해 도구의 모터와 같은 잡음의 소스에서 이러한 차단기들을 도 3의 출력 조작기(21)로서 이용할 수 있다. 예를 들어, 차단기들은 총 1 초의 지속기간 동안 5 밀리초마다 모터를 턴 온 및 턴 오프하기 위해 200㎐로 동작할 수 있다. 주파수 및 지속기간은 조정될 수 있고, 사용자에게 주어질 정보의 타입에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 고도로 긴급한 정보에 대해, 차단기들은 매우 높은 주파수에서 인에이블될 수 있다. 덜 긴급한 정보에 대해, 차단기들은 더 낮은 주파수에서 인에이블될 수 있다. 또한, 차단기들은 제공된 정보의 타입들을 추가로 변화시키기 위해 동일하지 않은 간격들로 인에이블될 수 있다(예를 들어, 배터리가 다 되었다는 통지는 5 밀리초 동안 모터를 턴 오프하고, 10 밀리초 동안 모터를 인에이블하며, 이는 일부 지속기간 동안 반복될 수 있다). 배터리가 다 되었다는 것에 관한 초기 통지 및 후속 통지와 같은 반복 통지들에 대해, 동일하지 않은 간격들이 추가로 변할 수 있다. 배터리 예에 대해, 배터리가 다 되어 가고 주의를 요구하는 지각을 사용자에게 주기 위해 오프 기간은 5 밀리초로부터 12 밀리초로 점차적으로 증가될 수 있다. 다른 예들에서, 차단기들은 이러한 메시지가 더 중요한 것이라는 것을 나타내기 위해 주파수에 있어서 증가할 수 있다.
일부 실시예들에서, 햅틱 잡음을 댐프닝하거나 마스킹하는 것은 신호를 댐프닝하기 위해 이용되는 주파수에 따라 햅틱 신호를 사용자에게 제공하는 주파수로 달성될 수 있다. 댐프닝은, 예컨대, 디바이스 핸들을 더 단단하게 하거나 더 부드럽게 하는 것 또는 핸들에서의 댐프닝 재료를 액추에이터 또는 서보를 통해 더 효과적이거나 덜 효과적이게 하는 것과 같이, 햅틱 정보를 전달하는 재료의 강성도를 변경함으로써 달성될 수 있다.
도 1 내지 도 3의 시스템들의 일부 실시예들에서, 디바이스는 통합된 햅틱 잡음 소스를 갖지 않을 수 있지만, 대신에 디바이스의 이용 및 그것의 환경과의 상호작용을 통해 햅틱 잡음을 생성할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 햅틱 잡음 소스(19)는 이러한 환경적 상호작용에 의해 야기된 잡음일 수 있다. 특히, 임의의 물체는 다른 물체와 상호작용하는 경우에 햅틱 잡음을 생성할 수 있다. 이러한 실시예들의 일례는 스포츠 장비의 이용을 포함한다. 예를 들어, 스키를 타고 있는 스키어는 스키와 눈 사이의 접촉을 통해 상당한 양의 햅틱 잡음을 발생시킬 수 있다. 디바이스(30)와 같은 디바이스는 스키로 고려될 수 있다. 도 1에 따른 실시예들에서, 햅틱 출력 디바이스는 디바이스(예를 들어, 스키) 상에 위치될 수 있다. 도 2에 따른 실시예들에서, 햅틱 출력 디바이스는 웨어러블 상에 위치될 수 있다. 도 3에 따른 실시예들에서, 디바이스의 이용(예를 들어, 스키를 타는 것)에 의해 발생된 햅틱 출력은 디바이스의 햅틱 잡음 레벨에 기초하여 (예를 들어, 스키-부츠 커넥터를 통해) 구별적인 햅틱 효과를 제공하도록 수정되거나 변경될 수 있다. 이러한 구별적인 햅틱 효과들은 디바이스 오퍼레이터에게 알려질 수 있다. 예를 들어, 구별적인 햅틱 효과들은 스키어에게 눈 또는 얼음 상태들, 경사 각도, 위험 요소들, 자세 또는 위치에 관한 코칭 조언 등을 알릴 수 있다. 센서(17)와 같은 센서들은 햅틱 효과가 추가로 기반을 두는 바이오-모니터링을 제공할 수 있다. 바이오-모니터링은 심박수 모니터, 전기 피부 반응 센서, 또는 다른 생물학적 감지를 포함할 수 있다. 햅틱 효과는 바이오-모니터링에 기초하여 변경될 수 있다. 예를 들어, 증가된 심박수는 주의 돌파를 달성하는데 더 강한 햅틱 효과가 필요하다는 것을 표시할 수 있다. 다른 예에서, 디바이스는 테니스 공을 칠 때 햅틱 잡음을 발생시키는 테니스 라켓일 수 있다. 이 경우, 라켓은 디바이스로 고려될 것이고, 구현은 스키를 타는 예와 유사하게 따를 수 있다. 구별적인 햅틱 효과는, 예를 들어, 플레이어의 타격을 개선하는데 도움을 주는 순시적인 피드백을 제공하기 위해 어떤 조정이 라켓 면 각도, 속도 및 위치에서 이루어져야 하는지를 운동하는 플레이어에게 통지할 수 있다. 다른 예들은 사이클을 타는 사람, 수영하는 사람, 러너, 타자, 리시버, 포수 등을 포함할 수 있다.
물체가 다른 물체와 상호작용함에 따라 햅틱 잡음을 생성하는 이러한 물체의 다른 예는 자동차 시트를 포함할 수 있다. 시트가 자동차의 플로어팬에 기계적으로 결합될 때 - 이는 결국 자동차의 서스펜션 시스템에 기계적으로 결합되고, 이는 결국 도로와 상호작용하는 타이어들에 기계적으로 결합됨 - 시트에 있는 드라이버에 의해 진동이 느껴질 수 있다. 도로 진동들(및 다른 서스펜션 시스템 진동들)은 햅틱 잡음을 생성할 수 있다. 햅틱 출력 디바이스는 햅틱 효과들을 제공하기 위해 이러한 물체들 내로 통합될 수 있다. 예를 들어, 액추에이터는 환경 상태들 또는 통지들에 따라 햅틱 효과들을 제공하기 위해 자동차 시트 내로 통합될 수 있으며, 여기서 햅틱 효과들은 환경 상태들 및 햅틱 잡음에 기초하여 선택된다. 햅틱 효과들은 지각, 주의 돌파 및/또는 고통의 임계치를 넘어서도록 또한 선택될 수 있다.
도 4를 참조하면, 460에서, 사용자는 수신된 햅틱 신호에 따라 선택적인 정정 액션을 취할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 햅틱 신호에 응답하여 도구의 이용을 변경하거나, 도구의 이용을 중지하거나, 또는 도구에 직접 관련되지 않은 일부 다른 액션을 수행할 수 있다. 흐름은 도구 이용이 계속되는 경우에는 430에서의 감지를 다시 계속할 수 있거나, 또는 420에서 도구 태스크의 종료를 계속할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스를 이용하여 햅틱 잡음 환경에서 햅틱 효과를 제공하기 위한 흐름도이다. 도 2의 웨어러블 디바이스(31)와 같은 웨어러블 디바이스들은 통합된 햅틱 출력 디바이스를 갖는 웨어러블 물목일 수 있다. 웨어러블 물품들은 손목, 팔 또는 손가락 웨어러블, 반지, 장갑, 고글, 또는 모자와 같은 것들을 포함할 수 있다. 일부 타입의 웨어러블 디바이스들은 특정 타입의 효과들을 전달하기에 더 적합하다. 웨어러블 디바이스들은 응용에 따라 더 효과적이거나 덜 효과적일 수 있는 다양한 햅틱 효과들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 디바이스들은 진동성 햅틱 액추에이터들을 이용하여 진동할 수 있거나, 또는 스트랩을 짧게 하거나 조이기 위해 햅틱 출력 디바이스들을 이용하여 스퀴징할 수 있다. 웨어러블 디바이스 상에 제공되는 햅틱 신호들은 그들을 자연적으로 발생되는 햅틱 잡음에 비해 인식가능하게 하기 위해 구별적인 특성을 갖거나 충분히 강할 수 있다. 햅틱 신호들은 위에서 논의된 바와 같이 지각, 주의 돌파 및/또는 고통의 임계치들 중 하나 이상을 충족시키도록 선택될 수 있다. 오퍼레이터는 한 손 또는 다른 손 상의 또는 우세 또는 비우세 손 상의 웨어러블을 선호할 수 있고, 이와 같은 선호들을 특정하여 웨어러블 디바이스가 어디에 착용되는지를 시스템에 알릴 수 있다.
도 5를 다시 참조하면, 510에서, 웨어러블 디바이스가 비우세 손 상에 있는지, 우세 손 상에 있는지 또는 신체의 일부 다른 위치 상에 있는지가 결정된다. 웨어러블의 위치는 사용자에 의해 특정된 선호들에 따라 설정될 수 있는 디바이스에서의 설정들에 의해 결정될 수 있다. 515에서, 웨어러블이 비우세 손 상에 있는 경우, 웨어러블이 비우세 손 상에 있다는 것을 수용하기 위해 햅틱 제어 신호 또는 햅틱 구동 신호에 대해 조정들이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 아마도 한 손 도구는 사용자의 우세 손을 이용하여 사용자에 의해 동작될 것이다. 이와 같이, 햅틱 잡음이 전형적으로 발생되고, 우세 손보다 비우세 손으로부터 더 멀리 위치되고, 결과적으로 지각, 주의 돌파 및 고통의 임계치들은 웨어러블이 우세 손 상에 착용된 경우보다 더 낮을 것이다. 햅틱 신호들은 햅틱 효과에 대한 햅틱 제어 신호 또는 햅틱 구동 신호를 조정함으로써 우세 손에 착용된 웨어러블들에 대해서는 증폭되거나 또는 비우세 손에 착용된 웨어러블들에 대해서는 감쇠될 수 있다. 520에서, 우세 손 웨어러블들이 고려된다. 하부 로직은 우세 손에 착용된 웨어러블들 또는 비우세 손에 착용된 웨어러블들 중 어느 하나에 대해 동일하게 유지되지만, 논의된 바와 같이 햅틱 효과들의 세기는 조정될 수 있다. 525에서의 다른 옵션은 웨어러블이 예컨대 모자, 고글, 발찌 등을 이용하여 다른 신체 부분 상에 착용될 수 있다는 것이다. 이러한 경우들은 비우세 손 경우와 유사하게 고려될 수 있는데, 그 이유는 웨어러블이 햅틱 잡음의 소스로부터 더 멀리 있으며 아마도 지각하기가 더 용이할 가능성이 있기 때문인데, 즉 지각, 주의 돌파 및 고통에 대한 임계치는 웨어러블이 햅틱 잡음의 소스에 더 가깝게 착용된 경우보다 더 낮을 것이기 때문이다.
도 5의 흐름은 다시 이동하고, 530에서, 햅틱 효과가 진동 촉각 액추에이터에 의해 제공된 것과 같은 진동 기반인 경우, 위에서 논의된 바와 같이, 도구 자체로부터의 햅틱 잡음과 유사하지만 이러한 햅틱 잡음과는 구별되는 햅틱 신호가 제공될 수 있다. 특히, 상당히 낮은 주파수 진동은 도구의 햅틱 잡음에 의해 자연적으로 발생되는 주파수들과 더 많이 중첩할 수 있는 더 높은 주파수 진동들보다 더 효과적일 수 있다. 540에서, 햅틱 효과가 열적인 경우, 열 햅틱 효과가 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 545에서, 열 햅틱들은 오퍼레이터에게 도구의 가능한 과열 또는 오작동 상태를 알리기 위해 (화상에 대한 안전 예방책으로 또는 비례하여) 도구의 열 상태를 모방하도록 웨어러블 내로 통합될 수 있다. 도구의 상태는 센서에 의해 감지될 수 있고, 열 햅틱 피드백을 결정하는데 이용되도록 무선 매체에 의해 무선으로 또는 유선을 통해 웨어러블에 전송될 수 있다.
550에서, 햅틱 효과가 스퀴즈 효과와 같은 변형인 경우, 햅틱 신호는 손목 스트랩 상에 또는 장갑 상에 제공될 수 있다. 스퀴즈 효과들의 일부 속성들은 552, 554 및 556에 의해 예시되어 있다. 552에서, 연속하여(예를 들어, 연달아 9회) 강하고 격렬한 스퀴즈 가해질 수 있다. 554에서, 약 200㎐의 고주파수 스퀴즈들은 짧고 격렬한 스퀴징 효과에 잘 맞을 수 있다. 556에서, 스퀴징되는 밴드와 같은 웨어러블은 강한 합성 섬유 또는 고무와 같이 강하지만 가요성인 재료로 이루어져야 한다.
일부 실시예들(도시되지 않음)에서, 웨어러블들은 도구 또는 디바이스의 원격 동작에 기초하여 햅틱 신호들을 위해 효과적으로 이용될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 디바이스(30)와 같이 피드백이 도출되는 도구 또는 디바이스는 웨어러블에 아주 근접할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 햅틱 잡음은 디바이스(30) 및/또는 웨어러블의 환경에서의 다른 디바이스들 또는 햅틱 잡음 소스들로부터 나올 수 있다. 햅틱 신호는 대화형 네트워크에서 웨어러블 또는 다수의 웨어러블을 통해 오퍼레이터 또는 다른 사람, 예컨대 오퍼레이터의 감시자 또는 다른 관심 당사자에게 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 웨어러블을 갖는 사용자는 어느 디바이스 상에서 어떤 종류의 햅틱 신호들(및 통지들)을 수신하기를 원하는지를 특정하는 선호들을 선택할 수 있다. 예를 들어, 오퍼레이터의 감시자는 웨어러블 디바이스를 착용하고, 즉각적인 통지를 위해 고도로 긴급한 경보 통지들을 수신하도록 그것을 구성하는 한편, 가능하게는 지연된 뷰잉을 위해 덜 긴급한 통지들을 수신하도록 그 전화기를 구성할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 도 1 내지 도 3의 센서(17) 및 도 1의 햅틱 출력 디바이스들(18)에 대한 일부 가능한 위치들을 도시하는 전동 도구의 예시이다. 센서(17) 중 하나 이상 및 햅틱 출력 디바이스들(18) 중 하나 이상은 디바이스 상의 어디든지 배치될 수 있다. 특히, 예시된 바와 같이, 햅틱 출력 디바이스들(18)은 드릴의 트리거 버튼, 핸들, 배터리 또는 모터 케이싱 상에 배치될 수 있다. 그들은 드릴의 바디 내부에 또는 외부에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 햅틱 출력 디바이스(18)는 코인 타입 ERM 액추에이터일 수 있다.
개시된 바와 같이, 실시예들은 햅틱 잡음에 대해 지각가능한 햅틱 잡음 시스템에서 햅틱 효과들을 발생시키기 위한 시스템을 제공한다. 햅틱 효과들은 햅틱 잡음을 변경하거나 댐프닝함으로써 디바이스 상에 위치된 별개의 햅틱 출력 디바이스, 디바이스로부터 분리되거나 또는 디바이스 상에 있는 웨어러블 디바이스에 의해 발생될 수 있다. 센서들은 디바이스의 동작 상태들을 모니터링하기 위해 디바이스 내로 통합될 수 있다. 햅틱 효과들은 디바이스의 동작에 관련된 통지 정보를 제공할 수 있다.
수개의 실시예들이 본 명세서에서 구체적으로 예시 및/또는 설명되었다. 그러나, 본 발명의 사상 및 의도된 범위로부터 벗어나지 않고서 첨부 청구항들의 범위 내에서 그리고 전술한 교시들에 의해 개시된 실시예들의 수정들 및 변형들이 커버된다는 점이 인식될 것이다.

Claims (35)

  1. 햅틱 효과를 생성하는 방법으로서,
    디바이스의 환경 상태를 감지하는 단계;
    상기 디바이스의 햅틱 잡음 특성을 결정하는 단계;
    상기 디바이스의 상기 환경 상태 및 상기 햅틱 잡음 특성에 기초하여 햅틱 구동 신호를 발생시키는 단계; 및
    상기 디바이스와 연관된 햅틱 출력 디바이스에 상기 햅틱 구동 신호를 인가하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디바이스는 모터를 갖는 전동 도구이고, 상기 햅틱 잡음은 상기 모터에 의해 발생되는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 신호는 햅틱 신호이고, 상기 햅틱 출력 디바이스는 상기 모터와는 구별되는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 햅틱 출력 디바이스는 상기 전동 도구 상에 또는 내에 위치되는 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 햅틱 출력 디바이스는 상기 전동 도구로부터 원격에 위치되는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 햅틱 출력 디바이스는 웨어러블 디바이스 상에 위치되는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 웨어러블 디바이스가 우세 손에 착용되도록 설정되는지 또는 비우세 손에 착용되도록 설정되는지를 표시하는 손 표시 설정을 수신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 햅틱 구동 신호는 상기 손 표시 설정에 기초하여 또한 발생되는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 햅틱 출력 디바이스는 상기 햅틱 잡음 특성을 수정하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 햅틱 출력 디바이스는 햅틱 잡음의 소스에 대응하고, 상기 햅틱 구동 신호는 상기 햅틱 잡음의 소스에 대한 전기 또는 제어 입력을 포함하는 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 햅틱 출력 디바이스는 댐프너(dampener)에 대응하고,
    상기 수정하는 것은 상기 디바이스의 적어도 하나의 햅틱 잡음 특성을 변경하는 것을 포함하고, 상기 적어도 하나의 햅틱 잡음 특성은 상기 햅틱 잡음의 주파수 또는 상기 햅틱 잡음의 세기 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 햅틱 구동 신호는 상기 햅틱 잡음과 연관된 지각의 임계치, 주의 돌파(attention breakthrough)의 임계치 또는 고통의 임계치에 기초하여 발생되는 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 햅틱 잡음 특성은 세기 레벨 또는 주파수 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 햅틱 잡음 특성은 프록시 센서 값에 기초하는 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 햅틱 잡음은 상기 디바이스가 다른 디바이스 또는 물체와 상호작용하는 것에 의해 생성되는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 디바이스는 스포츠 장비인 방법.
  16. 햅틱 효과를 생성하는 시스템으로서,
    디바이스의 환경 상태를 감지하도록 구성된 센서;
    상기 디바이스의 햅틱 잡음 특성을 결정하도록 구성된 센서;
    상기 디바이스의 상기 환경 상태 및 상기 햅틱 잡음 특성에 기초하여 햅틱 구동 신호를 제공하도록 구성된 햅틱 신호 구동 회로; 및
    상기 디바이스와 연관되며, 상기 햅틱 구동 신호를 인가하도록 구성된 햅틱 출력 디바이스
    를 포함하는 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 디바이스는 모터를 갖는 전동 도구이고, 상기 햅틱 잡음은 상기 모터에 의해 발생되는 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 햅틱 출력 디바이스는 상기 모터와는 구별되는 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 햅틱 출력 디바이스는 상기 전동 도구 상에 또는 내에 위치되는 시스템.
  20. 제18항에 있어서,
    원격 디바이스를 더 포함하고, 상기 햅틱 출력 디바이스는 상기 원격 디바이스 상에 위치되는 시스템.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 원격 디바이스가 우세 손에 착용되도록 설정되는지 또는 비우세 손에 착용되도록 설정되는지를 표시하는 손 표시 설정을 수신하도록 구성된 손 표시 모듈을 더 포함하고, 상기 햅틱 구동 신호는 상기 손 표시 설정에 기초하여 또한 제공되는 시스템.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 햅틱 출력 디바이스는 상기 햅틱 잡음의 소스에 대응하고, 상기 햅틱 구동 신호는 상기 햅틱 잡음의 소스에 대한 전기 또는 제어 입력을 포함하는 시스템.
  23. 제16항에 있어서,
    상기 햅틱 출력 디바이스는 댐프너에 대응하고, 상기 햅틱 잡음 특성을 수정하는 것은 상기 디바이스의 적어도 하나의 햅틱 잡음 특성을 변경하는 것을 포함하고, 상기 적어도 하나의 햅틱 잡음 특성은 상기 햅틱 잡음의 주파수 또는 상기 햅틱 잡음의 세기 중 적어도 하나를 포함하는 시스템.
  24. 제16항에 있어서,
    상기 햅틱 구동 신호는 상기 햅틱 잡음과 연관된 지각의 임계치, 주의 돌파의 임계치 또는 고통의 임계치에 기초하여 발생되는 시스템.
  25. 제16항에 있어서,
    상기 햅틱 잡음 특성은 프록시 센서 값에 기초하는 시스템.
  26. 햅틱 효과를 생성하기 위한 명령어들이 저장되어 있는 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    상기 생성하는 것은,
    디바이스의 환경 상태를 감지하는 것;
    상기 디바이스의 햅틱 잡음 특성을 결정하는 것;
    상기 디바이스의 상기 환경 상태 및 상기 햅틱 잡음 특성에 기초하여 햅틱 구동 신호를 발생시키는 것; 및
    상기 디바이스와 연관된 햅틱 출력 디바이스에 상기 햅틱 구동 신호를 인가하는 것
    을 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 디바이스는 모터를 갖는 전동 도구이고, 상기 햅틱 잡음은 상기 모터에 의해 발생되는 컴퓨터 판독가능 매체.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 신호는 햅틱 신호이고, 상기 햅틱 출력 디바이스는 상기 모터와는 구별되는 컴퓨터 판독가능 매체.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 햅틱 출력 디바이스는 상기 전동 도구 상에 또는 내에 위치되는 컴퓨터 판독가능 매체.
  30. 제28항에 있어서,
    상기 햅틱 출력 디바이스는 상기 전동 도구로부터 원격에 위치되는 컴퓨터 판독가능 매체.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 햅틱 출력 디바이스는 웨어러블 디바이스 상에 위치되고,
    상기 생성하는 것은, 상기 웨어러블 디바이스가 우세 손에 착용되도록 설정되는지 또는 비우세 손에 착용되도록 설정되는지를 표시하는 손 표시 설정을 수신하는 것을 더 포함하고,
    상기 햅틱 구동 신호는 상기 손 표시 설정에 기초하여 또한 발생되는 컴퓨터 판독가능 매체.
  32. 제26항에 있어서,
    상기 햅틱 출력 디바이스는 햅틱 잡음의 소스에 대응하고, 상기 햅틱 구동 신호는 상기 햅틱 잡음의 소스에 대한 전기 또는 제어 입력을 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  33. 제26항에 있어서,
    상기 햅틱 출력 디바이스는 댐프너에 대응하고,
    상기 수정하는 것은, 상기 디바이스의 적어도 하나의 햅틱 잡음 특성을 변경하는 것을 포함하고, 상기 적어도 하나의 햅틱 잡음 특성은 상기 햅틱 잡음의 주파수 또는 상기 햅틱 잡음의 세기 중 적어도 하나를 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  34. 제26항에 있어서,
    상기 햅틱 구동 신호는 상기 햅틱 잡음과 연관된 지각의 임계치, 주의 돌파의 임계치 또는 고통의 임계치에 기초하여 발생되는 컴퓨터 판독가능 매체.
  35. 제26항에 있어서,
    상기 햅틱 잡음 특성은 프록시 센서 값에 기초하는 컴퓨터 판독가능 매체.
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