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KR-102959535-B1 - HAPTIC APPARATUS FOR CAPACITIVE BUTTON AND CONTROL METHOD THEREOF

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Abstract

본 발명은 정전식 버튼용 햅틱 장치에 관한 것으로, 터치스크린의 앞면에 부착된 정전식 버튼의 눌림을 검출하여 트리거 신호를 햅틱제어모듈에 출력하는 터치제어모듈; 및 상기 터치제어모듈로부터 트리거 신호가 입력되면, 미리 설정된 햅틱 데이터에 따라 진동소자를 구동하고, 아울러 클릭커소자를 구동하여 클릭 사운드를 출력하는 햅틱제어모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Inventors

  • 노태헌
  • 김학현
  • 고빈
  • 이창환

Assignees

  • (주)코텍

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20240813

Claims (14)

  1. 터치스크린의 앞면에 부착된 정전식 버튼의 눌림을 검출하여 트리거 신호를 햅틱제어모듈에 출력하는 터치제어모듈; 및 상기 터치제어모듈로부터 트리거 신호가 입력되면, 미리 설정된 햅틱 데이터에 따라 진동소자를 구동하고, 아울러 클릭커소자를 구동하여 클릭 사운드를 출력하는 햅틱제어모듈;을 포함하되, 상기 터치제어모듈은, 상기 정전식 버튼이 부착된 터치스크린의 좌표 또는 좌표 영역을 바탕으로, 해당하는 좌표 또는 좌표 영역에서 터치가 검출되면 상기 정전식 버튼이 입력된 것으로 판단하여 상기 트리거 신호를 출력하고, 상기 진동소자 및 클릭커소자는, 상기 터치스크린의 뒷면에 부착되며, 상기 정전식 버튼에 대응하는 위치에 부착되고, 상기 클릭커소자는 릴레이를 포함하고, 상기 릴레이의 스위칭 동작에 의해 클릭 사운드를 발생시키는 것을 특징으로 하는 정전식 버튼용 햅틱 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 터치제어모듈은, 상기 정전식 버튼의 입력에 대응하는 트리거 신호는 GPIO(General Purpose Input/Output) 단자 혹은 I2C(Inter Intergrated Circuit) 통신 단자를 통해 상기 햅틱제어모듈에 출력하며, 복수의 정전식 버튼이 부착되어 있을 경우, 각 정전식 버튼에 대응하는 트리거 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 정전식 버튼용 햅틱 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서, 상기 햅틱 데이터는, 햅틱 강도(Haptic Power)와 햅틱 주기(Haptic Cycle)를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전식 버튼용 햅틱 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 터치제어모듈은, 상기 정전식 버튼의 입력에 대응하여 상기 진동소자를 제어하기 위한 햅틱 데이터를, I2C(Inter Intergrated Circuit) 통신 단자를 통해 상기 햅틱제어모듈에 출력하는 것을 특징으로 하는 정전식 버튼용 햅틱 장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 터치제어모듈은, 내부 변수들을 초기화하고, 통신 단자를 초기화하며, 외부 입력 장치의 연결을 체크하고, 햅틱제어모듈의 전원 체크를 위한 단자를 초기화하며, 초기화된 전원 체크를 위한 단자를 이용하여 상기 햅틱제어모듈에 전원이 공급되는지 체크하고, 상기 햅틱제어모듈에 전원이 공급된 상태이면, 상기 햅틱제어모듈의 초기화가 완료되었는지 체크하여 초기화가 완료되지 않았을 경우, 내부 메모리에 저장된 햅틱 데이터 읽어서 상기 햅틱제어모듈에 설정하는 초기화 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 정전식 버튼용 햅틱 장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 터치제어모듈은, 터치 이벤트가 발생하지 않는 경우, 상기 햅틱 데이터를 설정하는 관리용 컴퓨터로부터 업데이트된 햅틱 데이터가 수신되는지 체크하고, 상기 관리용 컴퓨터로부터 업데이트된 햅틱 데이터가 수신되면, 수신된 햅틱 데이터를 내부 메모리에 저장하고, 상기 업데이트된 햅틱 데이터를 상기 햅틱제어모듈에 재설정하는 초기화 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 정전식 버튼용 햅틱 장치.
  9. 제 1항에 있어서, 터치 이벤트가 상기 정전식 버튼이 부착된 좌표 또는 좌표 영역에서의 터치 이벤트 발생이면서 상기 정전식 버튼의 현재 입력 상태가 누름(Press) 상태이고, 누름 플래그(Press Flag)가 0인 경우, 상기 터치제어모듈은 트리거 신호를 상기 햅틱제어모듈에 출력하여 햅틱 기능을 온 시켜 상기 진동소자를 햅틱 데이터에 따라 구동시키고, 상기 클릭커소자를 온시켜 클릭 사운드를 발생시키며, 누름 플래그(Press Flag)를 1로 변경함으로써, 사용자가 상기 정전식 버튼을 계속 누르고 있더라도, 상기 정전식 버튼을 누른 초기에만 진동과 클릭 사운드가 발생되게 하는 것을 특징으로 하는 정전식 버튼용 햅틱 장치.
  10. 터치제어모듈이 터치스크린의 앞면에 부착된 정전식 버튼의 눌림을 검출하여 트리거 신호를 햅틱제어모듈에 출력하는 단계; 및 상기 터치제어모듈로부터 트리거 신호가 입력되면, 상기 햅틱제어모듈은 미리 설정된 햅틱 데이터에 따라 진동소자를 구동하고, 아울러 클릭커소자를 구동하여 클릭 사운드를 출력하는 단계;를 포함하되, 상기 정전식 버튼의 눌림을 검출하는 단계는, 상기 터치제어모듈이 상기 정전식 버튼이 부착된 터치스크린의 좌표 또는 좌표 영역을 바탕으로, 해당하는 좌표 또는 좌표 영역에서 터치가 검출되면 상기 정전식 버튼이 입력된 것으로 판단하여 상기 트리거 신호를 출력하는 것을 포함하고, 상기 진동소자 및 상기 클릭커소자는, 상기 터치스크린의 뒷면에 부착되며, 상기 정전식 버튼에 대응하는 위치에 부착되고, 상기 클릭 사운드를 출력하는 단계는, 상기 클릭커소자에 포함된 릴레이의 스위칭 동작에 의해 클릭 사운드를 발생시키는 것을 특징으로 하는 정전식 버튼용 햅틱 장치의 제어 방법.
  11. 삭제
  12. 제 10항에 있어서, 상기 정전식 버튼의 눌림을 검출하기 전에, 상기 터치제어모듈은, 내부 변수들을 초기화하고, 통신 단자를 초기화하며, 외부 입력 장치의 연결을 체크하고, 햅틱제어모듈의 전원 체크를 위한 단자를 초기화하며, 초기화된 전원 체크를 위한 단자를 이용하여 상기 햅틱제어모듈에 전원이 공급되는지 체크하고, 상기 햅틱제어모듈에 전원이 공급된 상태이면, 상기 햅틱제어모듈의 초기화가 완료되었는지 체크하여 초기화가 완료되지 않았을 경우, 내부 메모리에 저장된 햅틱 데이터 읽어서 상기 햅틱제어모듈에 설정하는 초기화 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 정전식 버튼용 햅틱 장치의 제어 방법.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 정전식 버튼의 눌림을 검출하는 단계에서, 상기 터치제어모듈은, 터치 이벤트가 발생하지 않는 경우, 상기 햅틱 데이터를 설정하는 관리용 컴퓨터로부터 업데이트된 햅틱 데이터가 수신되는지 체크하고, 상기 관리용 컴퓨터로부터 업데이트된 햅틱 데이터가 수신되면, 수신된 햅틱 데이터를 내부 메모리에 저장하고, 상기 업데이트된 햅틱 데이터를 상기 햅틱제어모듈에 재설정하는 초기화 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 정전식 버튼용 햅틱 장치의 제어 방법.
  14. 제 10항에 있어서, 상기 정전식 버튼의 눌림을 검출하는 단계에서, 터치 이벤트가 상기 정전식 버튼이 부착된 좌표 또는 좌표 영역에서의 터치 이벤트 발생이면서 상기 정전식 버튼의 현재 입력 상태가 누름(Press) 상태이고, 누름 플래그(Press Flag)가 0인 경우, 상기 터치제어모듈은, 트리거 신호를 상기 햅틱제어모듈에 출력하여 햅틱 기능을 온 시켜 상기 진동소자를 햅틱 데이터에 따라 구동시키고, 상기 클릭커소자를 온시켜 클릭 사운드를 발생시키며, 누름 플래그(Press Flag)를 1로 변경함으로써, 사용자가 상기 정전식 버튼을 계속 누르고 있더라도, 상기 정전식 버튼을 누른 초기에만 진동과 클릭 사운드가 발생되게 하는 것을 특징으로 하는 정전식 버튼용 햅틱 장치의 제어 방법.

Description

정전식 버튼용 햅틱 장치 및 그 제어 방법{HAPTIC APPARATUS FOR CAPACITIVE BUTTON AND CONTROL METHOD THEREOF} 본 발명은 터치스크린 표면에 부착된 정전식 버튼이 눌림에 따라 물리 버튼이 눌리는 것과 유사한 감각을 사용자에게 제공할 수 있도록 하는, 정전식 버튼용 햅틱 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 일반적으로 전자기기에는 디스플레이부가 설치된다. 디스플레이부에는 버튼장치가 고정된다. 디스플레이부에는 회로기판, 터치패널 및 글라스부를 포함하고, 버튼장치는 전선에 의해 회로기판에 연결된다. 터치패널에는 터치감지라인이 수평방향 및 수직방향으로 교차되게 배선된다. 또한, 버튼장치는 스크류나 래치부에 의해 글라스부(터치 패널의 글라스부)의 상측에 고정된다. 회로기판에 푸시 버튼부의 신호가 입력됨에 따라 전자기기의 특정 기능이 선택된다. 그러나, 종래의 전자기기는 버튼장치를 회로기판에 전선으로 연결하기 위해 글라스부에 전선 통과홀이나 버튼장착홀을 형성하므로, 글라스부의 강성이 저하될 수 있다. 또한, 글라스부에 충격이나 외력이 가해지면 전선 통과홀과 버튼장착홀의 주변에 균열이 발생될 수 있다. 또한, 글라스부의 강성을 보강하기 위해 글라스부의 두께를 증가시키는 경우, 글라스부의 제조 단가가 증가되고, 글라스부의 터치 감도가 저하될 수 있다. 또한, 외부의 습기나 물기가 글라스부의 전선 통과홀 또는 버튼장착홀을 통해 디스플레이부의 내부로 침투될 경우, 디스플레이부가 고장나거나 파손될 수 있다. 또한, 버튼장치가 스크류나 래치부에 의해 글라스부에 고정되므로, 버튼장치의 설치 구조가 복잡해지고, 제조단가가 증가될 수 있다. 또한, 글라스부나 버튼장치를 분해하거나 조립할 경우, 스크류나 래치부를 해제시킨 후 버튼장치를 전체적으로 글라스부에서 분리하고, 글라스부나 버튼장치를 분해해야 한다. 따라서, 글라스부나 버튼장치의 분해와 조립 시간 및 수리 비용이 현저히 증가될 수 있다. 한편 상기 터치패널(Touch panel)은 디스플레이 화면을 직접 터치하여 사용자가 입력하고자 하는 해당 지점을 터치하여 조작할 수 있는 입력장치이다. 이러한 터치패널은 동작방식에 따라 정전용량 방식과 저항막 방식 그리고 적외선, 음파, 압력을 이용한 터치 방식 등이 있는데, 초기에는 주로 누르는 힘에 의해 작동하는 저항막 방식이 주로 사용되었으나, 최근에는 정전용량(Capacitive) 방식이 주류를 이루고 있으며, 이러한 정전용량 방식 터치패널이 적용된 터치스크린(즉, 터치스크린은 디스플레이 패널과 터치 패널 글라스부로 구성됨)을 사용하는 컴퓨팅 장치(예 : 소형 게임기, 카지노의 대형 게임기, 노트북 컴퓨터, 스마트 폰, 스마트 패드 등)가 많이 출시되고 있다. 그런데 사용자가 터치스크린(즉, 터치 패널 글라스부)을 직접 터치하여 컴퓨팅 장치를 제어할 경우(예 : 게임기의 터치스크린을 손가락으로 터치하여 제어할 경우), 터치스크린의 손가락 접촉 부분이 오염될 수 있으며, 실제 버튼을 누르는 느낌이 없기 때문에 물리적으로 입력감이 떨어지는 문제점이 있다. 또한 장갑을 착용한 상태에서는 입력이 어려운 문제점이 있다. 이에 따라 상기 터치스크린 표면에 손쉽게 탈부착 가능하며, 사용자의 손가락으로 터치스크린을 직접 터치하지 않으면서 물리적인 입력감을 느낄 수 있도록 하는 버튼(이하 본 실시예에서는 전자기기용 버튼장치 또는 정전식 버튼으로 기재할 수 있음)이 요구되고 있다. 본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 제10-2520994호(2023.04.07.등록) 및 대한민국 등록특허 제10-2487998호(2023.01.09.등록)에 개시되어 있다. 배경기술들에는 정전식 버튼의 구조와 특징 및 정전식 버튼의 조작에 따라 컴퓨팅 장치의 다양한 기능을 제어하는 방법에 관련된 내용이 개시되어 있다. 그런데 상술한 정전식 버튼은, 구조적 특성상 기존의 물리 버튼을 입력할 경우에 사용자가 느낄 수 있는 감각(예 : 음향, 촉각)을 느낄 수 없는 문제점이 있다. 이에 따라 정전식 버튼의 입력과 연동하여 물리 버튼을 입력한 것과 같은 감각(예 : 음향, 촉각)을 사용자에게 제공할 수 있도록 하는 기술이 필요한 상황이다. 다만 기존의 스마트폰이나 스마트패드와 같이 소형 터치스크린이 포함된 소형 전자기기에는 진동 모터를 내장하고, 사용자가 손가락이나 전자펜을 이용하여 직접 화면(터치스크린)을 터치(눌림이 아님)했을 때 소형 전자기기 전체가 진동함으로써 사용자의 터치가 정확히 입력되었음을 알 수 있도록 구현되어 있다. 그러나 카지노의 대형 게임기와 같이 대형 터치스크린이 포함된 대형 전자기기는, 소형 전자기기와 달리, 대형 전자기기 전체를 진동시킬 수 있을 정도의 큰 진동 모터를 내장할 수 없으며, 큰 진동 모터를 내장할 수 있다고 하더라도 비효율적이며, 더구나 사용자가 손가락을 화면(터치스크린)에 직접 터치하는 것이 아니라, 화면(터치스크린)의 앞면에 부착된 정전식 버튼을 누르는 경우에는 특히 기존의 물리 버튼을 누르는 것과 유사한 감각(예 : 음향, 촉각)을 느끼게 할 수 없는 문제점이 있다. 이에 따라 정전식 버튼이 눌림에 따라 물리 버튼이 눌리는 것과 유사한 감각(예 : 음향, 촉각)을 사용자에게 제공할 수 있도록 하는 기술이 필요한 상황이다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전식 버튼용 햅틱 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다. 도 2는 도 1에 있어서, 햅틱 데이터를 설정하기 위한 사용자 인터페이스 화면을 보인 예시도이다. 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전식 버튼용 햅틱 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전식 버튼용 햅틱 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 5는 도 1에 있어서, 정전식 버튼용 햅틱 장치를 구성하는 터치제어모듈, 햅틱제어모듈, 및 진동소자를 촬영한 사진을 보인 예시도이다. 도 6은 도 1에 있어서, 정전식 버튼용 햅틱 장치가 부착된 터치스크린의 뒷면을 촬영한 사진을 보인 예시도이다. 도 7a 내지 도 7c는 도 1에 있어서, 터치스크린의 앞면에 부착된 정전식 버튼을 촬영한 사진을 보인 예시도이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 정전식 버튼용 햅틱 장치 및 그 제어 방법의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙였다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 또한, 본 발명의 실시 예들을 기술할 때 “~할 수 있다”,”~일 수 있다”는 “본 발명의 하나 이상의 실시 예”를 포함할 수 있다. 또한, 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면을 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 서로 다른 실시예에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호가 부여될 수 있다. 2개의 비교 대상이 ‘동일’하다는 언급은 ‘실질적으로 동일’한 것을 의미한다. 따라서 실질적 동일은 당업계에서 낮은 수준으로 간주되는 편차, 예를 들어 5% 이내의 편차를 가지는 경우를 포함할 수 있다. 또한, 소정 영역에서 어떠한 파라미터가 균일하다는 것은 평균적 관점에서 균일하다는 것을 의미할 수 있다. 비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다. 명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일 수도 복수일 수도 있다. 구성요소의 “상부(또는 하부)” 또는 구성요소의 “상(또는 하)”에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면(또는 하면)에 접하여 배치되는 것 뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에(또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다. 또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결”, “결합” 또는 “접속”된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로