KR20120074831A - Hapttic apparatus and method of partial vibration - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A haptic device and a local vibration method thereof are provided to generate a vibration or to move into a desired location, by setting a frequency within a first natural frequency range and by arranging the location onto the edge of the haptic device. CONSTITUTION: Vibrators(21-24) transmits a vibration onto a panel(10). Vibration location is adjusted and controlled from the location of the vibrator to the central part of the panel. The vibrator controls the vibration of the specific location through the vibrator.

Description

국부진동이 가능한 햅틱장치 및 햅틱장치의 국부진동 방법 {HAPTTIC APPARATUS AND METHOD OF PARTIAL VIBRATION} Haptic device capable of local vibration and local vibration method of haptic device {HAPTTIC APPARATUS AND METHOD OF PARTIAL VIBRATION}

본 발명은 햅틱장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 진동기의 배치 및 주파수 제어의 방법을 개선하여 햅틱장치의 원하는 위치를 진동시키거나 진동 위치를 조절할 수 있는 국부진동이 가능한 햅틱장치 및 그 국부진동 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a haptic device, and more particularly, a haptic device and a local vibration method capable of local vibration capable of vibrating or adjusting a vibration position of a desired position of the haptic device by improving a method of positioning and controlling frequency of the vibrator. It is about.

최근 인터페이스의 감성적인 구현 조작성 향상에 대한 요청에 따라 터치윈도우를 구비하는 디스플레이 장치의 보급이 확대되고 있다. 터치윈도우는 마우스와 유사한 포인터 입력장치로, LED나 LCD와 같은 화상표시장치와 연동되어서 움직인다. Recently, in response to a request for improving the operability of an emotional implementation of an interface, the spread of display devices having a touch window has been expanded. The touch window is a pointer input device similar to a mouse and moves in conjunction with an image display device such as an LED or an LCD.

상기 터치윈도우는 손으로 직접 위치를 지정하거나 스타일러스 펜과 같은 전용 입력도구를 사용하여 터치윈도우에 접촉한 상태로 포인터를 이동하고 특정 동작을 통해 원하는 지시사항을 입력할 수 있는 장치이다. The touch window is a device that can directly position the hand or use a dedicated input tool such as a stylus pen to move the pointer in contact with the touch window and input desired instructions through a specific operation.

이러한 터치윈도우는 주로 시각과 청각을 중심으로 사용자의 감각을 자극하여 직관적인 사용이 가능하도록 하였으나, 최근에는 촉각을 이용한 햅틱(Haptic) 기술을 적용하는 장치가 점점 증가하고 있다.The touch window is mainly used for stimulating the user's senses mainly on the visual and auditory to enable intuitive use, but in recent years, devices that apply haptic (haptic) technology using tactile sense have been increasing.

이러한 햅틱기술은 모바일장치, 모니터나 텔레비전과 같은 디스플레이가 구비된 장치에 광범위하게 적용되고 있다.This haptic technology is widely applied to devices equipped with displays such as mobile devices, monitors or televisions.

도 1은 종래기술에 따른 모바일 장치에 적용된 터치스크린을 나타내는 도면이다. 모바일장치(1)의 전면은 대부분 화상의 구현과 터치입력을 위한 액정표시장치인 터치스크린(2)이 배치되는데, 터치스크린(2)에 나타난 명령을 수행하기 위해 화상에 포인터가 배치되어 사용자의 동작에 따라 움직이게 되고, 원하는 메뉴나 위치에 도달하게 되면 손가락 등으로 두드리는 등의 동작을 통해 명령을 수행하게 된다.1 is a view showing a touch screen applied to a mobile device according to the prior art. On the front of the mobile device 1, a touch screen 2, which is a liquid crystal display device for implementing an image and a touch input, is disposed on the front surface of the mobile device 1, and a pointer is disposed on the image to perform a command displayed on the touch screen 2. It moves according to an operation, and when a desired menu or position is reached, a command is executed by tapping with a finger or the like.

상기 터치스크린(2)의 감성적인 조작성을 향상하기 위해 진동을 발생하는 장치인 진동기(미도시)를 구비하게 되는데, 일반적으로 모바일장치(1)의 본체 내부에 수용되어 본체나 윈도우에 진동을 전달한다.In order to improve the emotional operability of the touch screen (2) is provided with a vibrator (not shown) which is a device for generating a vibration, it is generally accommodated in the body of the mobile device 1 to transmit the vibration to the body or window do.

사용자가 손가락이나 스타일러스 펜 등을 이용하여 특정 부위를 터치함으로써 명령을 입력하면, 정격전압이 흐르는 진동기에 의해 진동이 발생하여 사용자는 진동을 느끼게 된다.When a user inputs a command by touching a specific region by using a finger or a stylus pen, vibration is generated by a vibrator with a rated voltage, and the user feels the vibration.

진동기는 진동모터나 선형 액추에이터와 같은 장치가 사용될 수 있고, 이러한 진동기는 스크린이나 본체로 진동을 전달하게 된다. The vibrator may be a device such as a vibration motor or a linear actuator, and such a vibrator transmits vibration to the screen or the main body.

그런데, 이러한 진동기를 통해서는 단순히 진동을 전달하는 데 그칠 뿐, 햅틱장치의 본래적 의미에 따른 세밀하고 정확한 진동을 제어할 수 있는 기술 개발은 미미한 실정이다.However, through such a vibrator is merely a transmission of the vibration, the development of technology that can control the precise and accurate vibration according to the original meaning of the haptic device is insignificant.

또한, 진동기의 배치 위치에 따라 스크린의 부위마다 서로 다른 크기의 진동이 발생하는 경우가 많고, 설계배치의 문제로 인해 스크린보다는 기기의 본체부위에서 더 큰 진동이 발생하는 문제가 있었다.
In addition, according to the arrangement position of the vibrator, vibrations of different sizes are often generated for each part of the screen, and there is a problem that greater vibration occurs in the main body of the device than the screen due to the problem of design arrangement.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 햅틱장치의 원하는 부위에 진동이 가능한 범위의 주파수 형태를 설정함으로써 패널의 국부진동과 진동 위치의 이동이 가능한 국부진동이 가능한 햅틱장치와 햅틱장치의 국부진동 방법을 제공하는 데 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, by setting the frequency form of the vibration range to the desired portion of the haptic device, the local vibration of the panel and the haptic device capable of local vibration capable of moving the vibration position and the haptic It is an object to provide a method of local vibration of a device.

또한, 햅틱장치의 전 영역에 걸쳐 원하는 위치에 국부진동이 가능하도록 진동기의 종류 및 배치관계를 개선함으로써 국부진동과 진동 위치의 이동 및 바람직하지 않은 부위의 진동을 제거할 수 있는 햅틱장치와 햅틱장치의 국부진동 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
In addition, the haptic device and the haptic device can remove the local vibration and the vibration position and the vibration of the undesired area by improving the type and arrangement of the vibrator so as to enable local vibration at a desired position over the entire area of the haptic device. The aim is to provide a local oscillation method.

본 발명에 따른 국부진동이 가능한 햅틱장치는, 패널 및 상기 패널에 진동을 전달하는 진동기를 포함하고, 상기 진동기에서 출력되는 진동의 주파수를 상기 패널의 1차 공진 주파수 이하의 영역에서 조절함으로써, 상기 진동기가 배치된 부위에서 상기 패널의 중심부까지의 진동위치가 제어되는 국부진동이 가능한 햅틱장치를 제공한다. 따라서, 햅틱장치 패널의 테두리측에 배치되는 진동기의 주파수 조절을 통해 패널의 진동 위치를 정확하게 제어할 수 있는 이점이 있다.The haptic device capable of local vibration according to the present invention includes a panel and a vibrator for transmitting vibration to the panel, and by adjusting the frequency of the vibration output from the vibrator in a region below the first resonance frequency of the panel, Provided is a haptic device capable of local vibration in which a vibration position from a portion where a vibrator is disposed to a central portion of the panel is controlled. Therefore, there is an advantage that the vibration position of the panel can be accurately controlled by adjusting the frequency of the vibrator disposed on the edge side of the haptic device panel.

또한, 본 발명에 따른 국부진동이 가능한 햅틱장치는, 상기 진동기는 상기 패널의 테두리를 따라 3개 이상이 배치되고, 각각의 진동기로부터 발생하는 진동을 통해 상기 패널의 특정 위치에 진동을 제어할 수 있는 국부진동이 가능한 햅틱장치를 제공한다. 따라서, 복수의 진동기를 통해 패널의 원하는 위치에 진동을 국부화시킬 수 있고, 또한 진동 위치를 이동시킬 수 있는 이점이 있다.In addition, in the haptic device capable of local vibration according to the present invention, three or more vibrators are disposed along the edge of the panel, and the vibration can be controlled at a specific position of the panel through vibrations generated from each vibrator. The present invention provides a haptic device capable of local vibration. Therefore, the vibration can be localized at a desired position of the panel through the plurality of vibrators, and there is an advantage that the vibration position can be moved.

또한, 본 발명에 따른 국부진동이 가능한 햅틱장치는, 상기 패널은 직사각형의 평판 형상으로 이루어지고, 상기 진동기는 상기 패널의 각각의 테두리부의 중심부위에 진동을 전달하도록 배치되는 국부진동이 가능한 햅틱장치를 제공한다. 따라서, 각각의 테두리부의 중심이 진동점이 되므로 정확한 위치에 진동을 제어할 수 있는 이점이 있다.In addition, the haptic device capable of local vibration according to the present invention, the panel is made of a rectangular flat plate shape, the vibrator is a local vibration capable haptic device disposed to transmit the vibration on the center of each rim of the panel to provide. Therefore, since the center of each edge portion is a vibration point, there is an advantage that can control the vibration in the correct position.

또한, 본 발명에 따른 국부진동이 가능한 햅틱장치는, 상기 패널은 직사각형의 평판 형상으로 이루어지고, 상기 진동기는 상기 패널의 각각의 모서리부에 진동을 전달하도록 배치되는 국부진동이 가능한 햅틱장치를 제공한다. 따라서, 각각의 모서리 부위가 진동점이 되므로, 햅틱장치의 전 영역에 걸쳐 정확한 진동 위치 제어가 가능하다.In addition, the local vibration haptic device according to the present invention, the panel is made of a rectangular flat plate shape, the vibrator provides a local vibration capable haptic device is disposed to transmit vibration to each corner of the panel. do. Therefore, since each corner portion is a vibration point, accurate vibration position control is possible over the entire area of the haptic device.

또한, 본 발명에 따른 국부진동이 가능한 햅틱장치는, 상기 진동기에 인가되는 전압의 주파수는 삼각 파형인 국부진동이 가능한 햅틱장치를 제공한다. 따라서, 삼각 파형의 형태를 적절하게 선택하여 1차 공진주파수 성분이 없는 진동이 발진될 수 있으므로 정확한 진동 위치 제어가 가능하다.In addition, the haptic device capable of local vibration according to the present invention provides a haptic device capable of local vibration in which the frequency of the voltage applied to the vibrator is a triangular waveform. Accordingly, by appropriately selecting the shape of the triangular waveform, vibrations without a primary resonant frequency component can be oscillated, thereby enabling accurate vibration position control.

또한, 본 발명에 따른 국부진동이 가능한 햅틱장치는, 상기 삼각 파형의 대칭비는 스펙트럼 분석시 상기 패널의 1차 공진 주파수에 해당하는 주파수 성분이 나타나지 않는 모양에서 선택되는 국부진동이 가능한 햅틱장치를 제공한다. 따라서, 정확한 국부진동이 가능한 가진 주파수의 모양 선택이 가능한 이점이 있다.The haptic device capable of local vibration according to the present invention is a haptic device capable of local vibration, wherein the symmetry ratio of the triangular waveform is selected from a shape in which a frequency component corresponding to the first resonant frequency of the panel does not appear during spectral analysis. to provide. Therefore, there is an advantage that the shape selection of the excitation frequency capable of accurate local vibration is possible.

또한, 본 발명에 따른 국부진동이 가능한 햅틱장치는, 상기 복수의 진동기로부터의 진동은 상호간에 보강하거나 상쇄되어 상기 패널의 특정부위를 진동하거나 진동을 제거하는 국부진동이 가능한 햅틱장치를 제공한다. 따라서, 복수의 진동기를 통해 원하는 위치나 영역에 원하는 크기의 진동을 나타낼 수 있고, 바람직하지 않은 부위의 진동을 제거할 수 있는 이점이 있다.In addition, the haptic device capable of local vibration according to the present invention provides a haptic device capable of local vibration, in which vibrations from the plurality of vibrators reinforce or cancel each other to vibrate or remove vibration of a specific portion of the panel. Therefore, the vibration of the desired size can be exhibited at a desired position or region through the plurality of vibrators, and there is an advantage in that vibrations of undesirable portions can be removed.

또한, 본 발명에 따른 국부진동이 가능한 햅틱장치는, 상기 복수의 진동기 중 어느 하나의 진동기는 상기 패널의 특정부위를 진동하고, 나머지 진동기 중 적어도 어느 하나의 진동기는 나머지 부위의 진동을 상쇄하여 제거하는 국부진동이 가능한 햅틱장치를 제공한다. 따라서, 바람직하지 않은 부위의 진동을 제거하여 촉감을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.In addition, in the haptic device capable of local vibration according to the present invention, any one of the plurality of vibrators vibrate a specific portion of the panel, at least any one of the remaining vibrator cancels the vibration of the remaining portion to remove It provides a haptic device capable of local vibration. Therefore, there is an advantage that can improve the feel by removing the vibration of the undesirable portion.

또한, 본 발명에 따른 국부진동이 가능한 햅틱장치는, 상기 진동기는 압전식 진동기인 국부진동이 가능한 햅틱장치를 제공한다. 따라서, 진동효율이 높으며 주파수에 따른 제어가 정확하게 이루어질 수 있는 이점이 있다.In addition, the haptic device capable of local vibration according to the present invention, the vibrator provides a haptic device capable of local vibration is a piezoelectric vibrator. Therefore, the vibration efficiency is high and there is an advantage that the control according to the frequency can be made accurately.

또한, 본 발명에 따른 국부진동이 가능한 햅틱장치는, 상기 진동기는 진동빔의 양단이 지지되는 바이모프 방식의 압전식 진동기인 국부진동이 가능한 햅틱장치를 제공한다. 따라서, 구조가 단순하고 진동효율이 우수하다.In addition, the haptic device capable of local vibration according to the present invention, the vibrator provides a haptic device capable of local vibration is a bimorph piezoelectric vibrator supported by both ends of the vibration beam. Therefore, the structure is simple and the vibration efficiency is excellent.

또한, 본 발명에 따른 국부진동이 가능한 햅틱장치는, 상기 진동빔은 상기 패널의 테두리부의 하면측에 평행하게 배치되고, 상기 진동빔의 중심부가 상기 테두리부의 중심에 진동을 전달하도록 연결되는 국부진동이 가능한 햅틱장치를 제공한다. 따라서, 변위가 가장 큰 진동기의 부위가 테두리부의 중심에 진동을 전달하므로 패널의 진동 성능이 높고 진동의 제어가 정확히 이루어질 수 있다.In addition, in the haptic device capable of local vibration according to the present invention, the vibration beam is disposed in parallel to the lower side of the edge of the panel, the local vibration of the center of the vibration beam is connected to transmit the vibration to the center of the edge portion It provides this possible haptic device. Therefore, since the portion of the vibrator having the largest displacement transmits vibration to the center of the edge portion, the vibration performance of the panel is high and the control of vibration can be accurately performed.

한편, 본 발명에 따른 햅틱장치의 국부진동 방법은, 패널의 1차 공진 주파수를 결정하는 단계, 상기 패널 테두리부의 하면에 진동기를 연결하는 단계 및 상기 진동기를 상기 1차 공진 주파수 이하의 주파수로 진동시켜 상기 패널의 중심부와 상기 테두리부 사이의 특정 위치를 진동하는 단계를 포함하는 햅틱장치의 국부진동 방법을 제공한다. 따라서, 다양한 종류의 패널에 원하는 위치의 진동 제어가 가능하다.On the other hand, in the local vibration method of the haptic device according to the present invention, determining the first resonant frequency of the panel, connecting the vibrator to the lower surface of the panel edge portion and vibrating the vibrator at a frequency below the first resonant frequency By vibrating a specific position between the center portion of the panel and the edge portion provides a local vibration method of the haptic device. Therefore, vibration control of a desired position on various kinds of panels is possible.

또한, 본 발명에 따른 햅틱장치의 국부진동 방법은, 상기 진동기를 연결하는 단계에서 테두리부에 복수의 진동기가 연결되고, 상기 특정 위치를 진동하는 단계는, 상기 복수의 진동기 중 선택된 어느 두 개 이상의 진동기를 진동시켜 상기 패널의 특정 위치를 진동하는 햅틱장치의 국부진동 방법을 제공한다. 따라서, 패널의 다양한 위치에 진동을 발생할 수 있고, 진동의 위치를 이동시켜 촉감 성능의 향상이 가능하다.In addition, in the local vibration method of the haptic device according to the present invention, a plurality of vibrators are connected to the edge portion in the step of connecting the vibrator, and the step of vibrating the specific position, any two or more selected from the plurality of vibrators It provides a local vibration method of the haptic device for vibrating a specific position of the panel by vibrating the vibrator. Therefore, vibration can be generated at various positions of the panel, and the position of vibration can be moved to improve the tactile performance.

또한, 본 발명에 따른 햅틱장치의 국부진동 방법은, 상기 진동기를 연결하는 단계에서 각각의 테두리부에 진동기가 연결되고, 상기 특정 위치를 진동하는 단계는, 상기 복수의 진동기 중 선택된 어느 하나의 진동기는 상기 패널을 진동하고, 나머지의 진동기 중 적어도 어느 하나의 진동기는 상기 패널의 특정 위치를 제외한 부위의 진동을 상쇄하여 제거하는 햅틱장치의 국부진동 방법을 제공한다. 따라서, 바람직하지 않은 부위의 진동을 제거할 수 있다.In addition, in the local vibration method of the haptic device according to the present invention, in the step of connecting the vibrator, the vibrator is connected to each edge portion, and the step of vibrating the specific position, any one of the plurality of vibrators selected from the vibrator Vibrates the panel, and at least one of the remaining vibrator provides a local vibration method of the haptic device to cancel and remove the vibration of the portion except the specific position of the panel. Therefore, it is possible to eliminate the vibration of the undesirable site.

또한, 본 발명에 따른 햅틱장치의 국부진동 방법은, 상기 특정 위치를 진동하는 단계는, 상기 진동기를 시차를 두고 주파수를 변화하면서 진동시켜 진동 위치를 이동하는 단계를 더 포함하는 햅틱장치의 국부 진동 방법을 제공한다. 따라서, 진동위치를 이동시켜 햅틱 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, in the local vibration method of the haptic device according to the present invention, the step of vibrating the specific position, the local vibration of the haptic device further comprises the step of moving the vibration position by vibrating while changing the frequency at a time parallax Provide a method. Therefore, the haptic performance can be improved by moving the vibration position.

또한, 본 발명에 따른 햅틱장치의 국부진동 방법은, 상기 진동기를 연결하는 단계에서 테두리부에 복수의 진동기가 연결되고, 상기 특정 위치를 진동하는 단계는, 어느 하나의 진동기를 진동시켜 특정 위치를 진동시킨 이후, 시차를 두고 다른 하나의 진동기를 진동시켜 진동 위치를 이동하는 단계를 더 포함하는 햅틱장치의 국부진동 방법을 제공한다. 따라서, 원하는 모양으로 진동 위치를 이동시킴으로써 다양한 느낌의 진동을 전달할 수 있다.In addition, in the local vibration method of the haptic device according to the present invention, in the step of connecting the vibrator, a plurality of vibrator is connected to the edge portion, and the step of vibrating the specific position, by vibrating any one vibrator to a specific position After vibrating, there is provided a local vibration method of the haptic device further comprising the step of moving the vibration position by vibrating another vibrator with a parallax. Thus, by moving the vibration position in the desired shape it is possible to transmit the vibration of the various feelings.

또한, 본 발명에 따른 햅틱장치의 국부진동 방법은, 상기 특정 위치를 진동하는 단계는, 상기 진동기에 인가되는 전압을 삼각 파형의 주파수로 입력하는 단계를 더 포함하는 패널의 국부진동 방법을 제공한다. 따라서, 1차 공진 주파수 성분을 제거한 입력 진동이 사용될 수 있으므로 정확한 국부진동이 가능한 이점이 있다.
In addition, the local vibration method of the haptic device according to the present invention, the step of vibrating the specific position, provides a local vibration method of the panel further comprising the step of inputting the voltage applied to the vibrator at the frequency of the triangular waveform. . Therefore, there is an advantage that accurate local vibration is possible because the input vibration that removes the first resonant frequency component can be used.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 국부진동이 가능한 햅틱장치와 햅틱장치의 국부진동 방법은, 햅틱장치 패널의 1차 고유 주파수 범위 이내에서 가진 주파수를 설정하고 진동이 전달되는 위치를 햅틱장치의 가장자리에 배치함으로써 원하는 위치에 진동을 발생시키거나 이동시킬 수 있어 사용자의 감각적인 만족감이 극대화될 수 있는 효과가 있다.
The local vibration of the haptic device and the haptic device capable of local vibration according to the present invention configured as described above sets a frequency within the first natural frequency range of the haptic device panel and sets the position at which the vibration is transmitted to the edge of the haptic device. By placing in the vibration can be generated or moved to a desired position there is an effect that can maximize the user's sensory satisfaction.

도 1은 종래기술에 따른 터치스크린을 구비한 모바일장치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 실시예의 햅틱장치 패널의 고유 주파수를 나타내는 그래프.
도 3은 본 발명의 개념에 따른 국부진동이 가능한 햅틱장치의 진동 영역의 이동을 도식적으로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 개념에 따른 국부진동이 가능한 햅틱장치의 패널의 모서리에 진동기가 배치된 경우의 진동 영역을 도식적으로 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 개념에 따른 국부진동이 가능한 햅틱장치의 패널의 테두리에 진동기가 배치된 경우의 진동 영역을 도식적으로 나타낸 도면,
도 6은 본 발명에 따른 국부진동이 가능한 햅틱장치의 진동기 위치의 예를 도시한 평면도.
도 7은 입력 파형이 사각파인 경우를 시간 영역에서 나타낸 그래프.
도 8은 입력 파형이 사각파인 경우를 주파수 영역에서 스펙트럼 분석하여 나타낸 그래프.
도 9는 입력 파형이 완전 비대칭의 삼각파인 경우를 시간 영역에서 나타낸 그래프.
도 10은 입력 파형이 완전 비대칭의 삼각파인 경우를 주파수 영역에서 스펙트럼 분석하여 나타낸 그래프.
도 11은 입력 파형이 비대칭의 삼각파인 경우를 시간 영역에서 나타낸 그래프.
도 12는 입력 파형이 비대칭의 삼각파인 경우를 주파수 영역에서 스펙트럼 분석하여 나타낸 그래프.
도 13은 본 발명에 따른 국부진동이 가능한 햅틱장치의 상하방향으로의 진동위치가 이동하는 개념을 나타낸 평면도.
도 14는 본 발명에 따른 국부진동이 가능한 햅틱장치의 좌우방향으로의 진동위치가 이동하는 개념을 나타낸 평면도.
도 15는 본 발명에 따른 국부진동이 가능한 햅틱장치의 상방 및 측방으로의 진동위치가 이동하는 개념을 나타낸 평면도.
도 16은 본 발명에 따른 국부진동이 가능한 햅틱장치의 원형으로의 진동위치가 이동하는 개념을 나타낸 평면도.1 is a view showing a mobile device having a touch screen according to the prior art.
Figure 2 is a graph showing the natural frequency of the haptic device panel of the embodiment according to the present invention.
Figure 3 is a diagram showing the movement of the vibration region of the haptic device capable of local vibration in accordance with the concept of the present invention.
4 is a diagram schematically illustrating a vibration region when a vibrator is disposed at an edge of a panel of a haptic device capable of local vibration according to the concept of the present invention;
5 is a diagram schematically showing a vibration region when a vibrator is disposed at the edge of the panel of the haptic device capable of local vibration according to the concept of the present invention;
Figure 6 is a plan view showing an example of the position of the vibrator of the haptic device capable of local vibration according to the present invention.
7 is a graph showing a case in which the input waveform is a square wave in the time domain.
8 is a graph illustrating spectrum analysis in a frequency domain when an input waveform is a square wave.
9 is a graph showing a case in which the input waveform is a fully asymmetric triangular wave in the time domain;
FIG. 10 is a graph illustrating spectrum analysis in a frequency domain when an input waveform is a fully asymmetric triangular wave; FIG.
11 is a graph showing a case in which the input waveform is an asymmetrical triangle wave in the time domain.
FIG. 12 is a graph illustrating spectrum analysis in a frequency domain when an input waveform is an asymmetric triangle wave; FIG.
FIG. 13 is a plan view illustrating a concept of moving a vibration position in a vertical direction of a haptic device capable of local vibration according to the present invention; FIG.
14 is a plan view showing the concept that the vibration position in the left and right direction of the haptic device capable of local vibration according to the present invention move.
15 is a plan view showing a concept of moving the vibration position to the upper and side of the haptic device capable of local vibration according to the present invention.
Figure 16 is a plan view showing the concept of moving the vibration position in the circle of the haptic device capable of local vibration according to the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 국부진동이 가능한 햅틱장치 및 햅틱장치의 국부진동 방법을 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
The local vibration capable of local vibration and the local vibration method of the haptic device according to the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 햅틱장치에 배치되는 패널의 고유 주파수를 나타내는 그래프이다.Figure 2 is a graph showing the natural frequency of the panel disposed in the haptic device according to the present invention.

본 발명에서 햅틱장치는 터치에 의해 진동 피드백을 전달하거나 진동을 출력하는 패널을 포함한다. 이하, 본 발명의 개념에서는 상기 햅틱장치의 패널은 진동방식의 햅틱기술이 적용된 패널 형태라면 다양한 디스플레이 방식의 터치스크린 또는 단순히 디스플레이만 구현하는 패널에도 적용되며, 또한 영상이 구현되지 않는 경우라도 햅틱기술에 의해 진동에 의한 촉감이 전달되는 다양한 패널의 형태에 적용될 수 있음에 유의하여야 한다. 또한, 상기 패널은 일반적으로 평판 형상으로 이루어지지만, 햅틱장치의 전체 형상에 따라 곡면 또는 입체 형상 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있음은 물론이다.
In the present invention, the haptic device includes a panel that transmits vibration feedback or outputs vibration by touch. Hereinafter, in the concept of the present invention, if the panel of the haptic device is a panel type to which the vibration type haptic technology is applied, it is also applied to a touch screen of various display methods or a panel that merely implements a display. It should be noted that the vibration can be applied to the various types of panels to which the touch is transmitted. In addition, the panel is generally made of a flat plate shape, but can be made of various shapes such as curved or three-dimensional shape according to the overall shape of the haptic device.

햅틱장치의 패널은 외관에서 평판 형상으로 이루어지지만, 다양한 소재와 부품이 결합되어 이루어져 있으므로, 복수의 공진 주파수(Resonant frequency)를 가지는 것이 일반적이다.The panel of the haptic device is formed in the shape of a flat plate, but since a variety of materials and components are combined, it is common to have a plurality of resonant frequencies.

따라서, 도 2에는 햅틱장치의 패널이 여러 단계의 주파수 영역대에서 공진 주파수를 가지는 모습이 나타난다. 이때, 가장 낮은 주파수 영역대에서의 공진 주파수를 1차 공진 주파수(A)로 정의한다. 도 2의 그래프에서 가로축은 주파수(Frequency)를 나타내고 세로축은 크기(Magnitude)를 의미한다.Accordingly, FIG. 2 shows a panel of the haptic device having a resonant frequency in several frequency bands. At this time, the resonance frequency in the lowest frequency range is defined as the primary resonance frequency (A). In the graph of FIG. 2, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents magnitude.

그래프에서 주파수의 변화에 따라 그 진폭이 비약적으로 크게 나타나는 부분 즉, 공진하는 부분이 공진 주파수를 의미하고, 도면에서 1차 공진 주파수(A)는 약 257Hz에서 나타난다. In the graph, a portion in which the amplitude is dramatically increased according to the frequency change, that is, a resonating portion means a resonance frequency, and the primary resonance frequency A is shown at about 257 Hz in the figure.

다만, 도 2에 나타난 공진 주파수는 선택된 햅틱장치에 대한 예시이며, 햅틱장치의 재질, 배치관계 및 질량에 따라 다른 범위의 1차 공진 주파수가 나타날 수 있다. 또한, 상기 햅틱장치의 패널이 케이스, 브라켓 또는 주변장치와 결합되는 경우, 상기 주파수는 패널 자체의 공진 주파수를 의미할 수 있고, 결합된 부재들과의 계(System) 전체의 공진 주파수를 의미할 수도 있음에 유의하여야 한다.However, the resonant frequency shown in FIG. 2 is an example of the selected haptic device, and a range of primary resonant frequencies may appear depending on the material, arrangement, and mass of the haptic device. In addition, when the panel of the haptic device is coupled to the case, bracket or peripheral device, the frequency may refer to the resonance frequency of the panel itself, and may mean the resonance frequency of the entire system with the coupled members. It may be noted that may be.

본 발명의 개념에 따라 상기한 1차 공진 주파수는 햅틱장치의 국부진동을 위해 의미를 가지며, 이러한 개념은 도 3을 기초로 구체적으로 설명된다.
According to the concept of the present invention, the above-described primary resonance frequency has a meaning for local vibration of the haptic device, and this concept is described in detail with reference to FIG. 3.

도 3은 본 발명의 햅틱장치의 주파수에 따른 진동 영역의 이동을 도식적으로 나타내는 도면이다.3 is a diagram schematically illustrating the movement of the vibration region according to the frequency of the haptic device of the present invention.

햅틱장치의 패널(10)은 대략 직사각 형상의 판재로서, 도 3에서는 상면에서 바라본 모습을 도시한다. 이하, 도시된 바를 기준으로 진동기(20)가 배치된 하측의 가장자리를 제1테두리(11)로 정의하고, 그로부터 반시계 방향으로 각각의 가장자리를 제2테두리(12), 제3테두리(13) 및 제4테두리(14)로 정의하여 사용한다. 다만, 상기 햅틱장치의 패널(10)은 원형이나 다각형상 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있음은 물론이다.The panel 10 of the haptic device is a substantially rectangular plate material, and in FIG. 3, it is viewed from the top. Hereinafter, the lower edge where the vibrator 20 is disposed is defined as the first edge 11 based on the illustrated bar, and from the second edge 12 and the third edge 13 in the counterclockwise direction, respectively. And the fourth border 14 is used. However, the panel 10 of the haptic device may be formed in various shapes such as circular or polygonal shape.

본 발명의 개념에 따라 진동기(20)로부터 출력되는 가진 주파수는 1차 공진 주파수 이하의 영역에서 조절된다. According to the concept of the present invention, the excitation frequency output from the vibrator 20 is adjusted in the region below the first resonance frequency.

1차 공진 주파수가 의미를 가지는 이유는, 1차 공진 주파수보다 높은 영역에서의 공진 주파수가 설정되는 경우, 진동기로부터 출력되는 가진 주파수가 설정된 공진 주파수 이하의 영역에서 조절되므로, 설정된 공진 주파수 이하의 범위에서 공진 주파수가 나타나는 되면 이하 살펴볼 바와 같이 설정된 공진 주파수 이하에서 패널의 중심부에 진동 위치가 도달하게 되고, 결국 진동 위치의 제어에 적절하지 않게 됨을 의미하기 때문이다.The reason why the primary resonant frequency is meaningful is that, when the resonant frequency in the region higher than the primary resonant frequency is set, the excitation frequency output from the vibrator is adjusted in the region below the set resonance frequency, and thus the range below the set resonance frequency. This is because when the resonant frequency appears at, the vibration position reaches the center of the panel below the set resonance frequency, which will be described below, which means that it is not suitable for the control of the vibration position.

보다 구체적으로는, 도 6의 (a)와 같이, 가진 주파수가 1차 공진 주파수에 대해 상대적으로 낮을 때는 햅틱장치의 패널(10)의 상면에서 진동이 가장 크게 일어나는 진동 중심(31)은 진동점(41)에 인접한 부위에서 나타난다. More specifically, as shown in FIG. 6A, when the excitation frequency is relatively low with respect to the primary resonant frequency, the vibration center 31 at which the vibration is greatest on the upper surface of the panel 10 of the haptic device is the vibration point. Appear in the region adjacent to (41).

도 6의 (b)는 (a)의 경우보다 가진 주파수를 높였을 때의 진동 중심(31)과 진동 영역(30)을 나타내는데, 상대적으로 진동 중심(31)이 제1테두리(11)에서 햅틱장치의 패널(10)의 중심부 방향으로 이동하였음을 이해할 수 있다.6 (b) shows the vibration center 31 and the vibration region 30 when the excitation frequency is increased than in the case of (a), and the vibration center 31 is relatively haptic in the first edge 11. It can be understood that the movement toward the center of the panel 10 of the device.

도 6의 (c)는 가진 주파수가 1차 공진 주파수와 같을 때의 진동을 나타내는데, 진동 중심(31)이 햅틱장치의 패널(10)의 중심부와 일치하게 된다.6 (c) shows the vibration when the excitation frequency is equal to the primary resonant frequency, where the vibration center 31 coincides with the center of the panel 10 of the haptic device.

즉, 햅틱장치의 패널(10) 상에서 진동 중심(31)은 주파수가 낮을 때는 진동점(41)에 인접하여 형성되고, 주파수가 높아질수록 햅틱장치의 패널(10)의 중심 방향으로 이동하며, 주파수가 1차 공진 주파수와 일치하는 경우에는 패널의 중심부에 진동 중심(31)이 형성된다.That is, the vibration center 31 on the panel 10 of the haptic device is formed adjacent to the vibration point 41 when the frequency is low, and moves toward the center of the panel 10 of the haptic device as the frequency increases. When is equal to the primary resonant frequency, the vibration center 31 is formed in the center of the panel.

따라서, 진동기(20)의 가진 주파수를 햅틱장치의 패널(10)의 1차 공진 주파수 이하의 영역에서 조절함으로써, 햅틱장치의 패널(10)의 테두리부에서 중심부까지 진동 영역을 이동시켜 진동위치를 제어할 수 있는 개념이 제시된다.
Accordingly, by adjusting the excitation frequency of the vibrator 20 in the region below the first resonance frequency of the panel 10 of the haptic device, the vibration position is moved by moving the vibration region from the edge portion of the panel 10 of the haptic device to the center portion. Controllable concepts are presented.

또한, 도 4는 진동점이 모서리부위에 형성될 때의 진동을 도식적으로 나타낸 도면이다.4 is a diagram schematically showing the vibration when the vibration point is formed at the corner portion.

도 4에서는 진동점이 제1테두리(11)와 제4테두리(14)에 의해 형성되는 모서리의 부위에 형성되고, 이 경우 진동 중심(31)은 가진 주파수가 낮을 때는 햅틱장치의 패널(10)의 모서리 부위에 인접하여 형성되고, 주파수가 높아질수록 햅틱장치의 패널(10)의 중심부 측으로 이동하게 된다.
In FIG. 4, the vibration point is formed at a corner of the edge formed by the first border 11 and the fourth border 14, and in this case, the vibration center 31 of the panel 10 of the haptic device has a low frequency. It is formed adjacent to the corner portion, the higher the frequency is moved to the center side of the panel 10 of the haptic device.

한편, 도 5는 진동점이 높이방향의 테두리부위에 형성될 때의 진동을 도식적으로 나타낸 도면이다.On the other hand, Figure 5 is a diagram showing the vibration when the vibration point is formed on the edge portion in the height direction.

도 5에서는 진동점이 제2테두리(12)의 중심에 위치하게 되고, 이 경우 진동 중심(31)은 가진 주파수가 낮을 때는 제2테두리(12)에 인접하여 형성되고, 주파수가 높아질수록 햅틱장치의 패널(10)의 중심부 측으로 이동하게 된다.
In FIG. 5, the vibration point is positioned at the center of the second border 12. In this case, the vibration center 31 is formed adjacent to the second border 12 when the excitation frequency is low. It is moved to the center side of the panel 10.

도 6은 본 발명에 따른 국부진동이 가능한 햅틱장치의 진동기의 배치를 나타내는 평면도이다.6 is a plan view showing the arrangement of a vibrator of a haptic device capable of local vibration according to the present invention.

도 6의 (a)는 진동점들이 각각의 테두리의 중심에 형성될 때의 진동기의 배치를 나타내고, (b) 및 (c)는 진동점들이 모서리에 형성될 때의 진동기의 배치에 대한 예를 나타낸다.6 (a) shows the arrangement of the vibrator when the vibration points are formed at the center of each rim, and (b) and (c) show an example of the arrangement of the vibrator when the vibration points are formed at the corners. Indicates.

본 발명의 개념에 따라, 햅틱장치의 패널(10)의 특정 위치에 진동을 발생하기 위해서는 3개 이상의 진동기가 배치된다. 따라서, 각각의 진동기로부터의 진동을 사용하여, 원하는 위치에 진동을 발생시키거나 진동 위치를 이동할 수 있게 된다.According to the concept of the present invention, three or more vibrators are arranged to generate vibration at a specific position of the panel 10 of the haptic device. Thus, using the vibrations from each vibrator, it is possible to generate vibrations at the desired positions or to move the vibration positions.

바람직하게는 상기 진동기는 4개가 배치되고, 햅틱장치의 패널(10)이 직사각 형상을 이루는 경우 진동기에 의한 진동 중심인 진동점은 각각의 테두리 또는 모서리에 형성될 수 있다.Preferably, four vibrators are disposed, and when the panel 10 of the haptic device has a rectangular shape, vibration points, which are vibration centers of the vibrators, may be formed at respective edges or corners.

상기 진동기는 특정한 부위에 진동점을 형성할 수 있다면 진동 모터 또는 선형 진동기 등 다양한 진동기 중에서 선택되어 사용될 수 있지만, 정밀한 진동제어가 가능한 압전소자(Piezoelectric element) 방식의 진동기가 사용되는 것이 바람직하다. The vibrator may be selected from a variety of vibrators such as a vibration motor or a linear vibrator if a vibration point can be formed at a specific site, but it is preferable to use a piezoelectric element vibrator capable of precise vibration control.

상기 압전방식의 진동기는 압전 또는 자기 비틀림 효과를 이용하여 진동부의 진동을 얻는 방식으로서, 본 발명의 개념에 따른 진동기의 경우 압전소자에 단부가 지지되어 가진하는 진동빔 방식의 압전진동기(PZT beam actuator)가 사용된다.The piezoelectric vibrator is a method of obtaining vibration of the vibrating unit using a piezoelectric or magnetic torsion effect. In the case of the vibrator according to the concept of the present invention, a piezoelectric vibrator of a vibration beam type having an end supported by a piezoelectric element (PZT beam actuator) ) Is used.

상기 진동빔 방식의 진동기는 일단부가 지지되는 일단 지지방식이 적용될 수도 있지만, 더욱 바람직하게는 진동효율을 극대화하면서도 정확한 진동 제어가 가능하도록 하기 위해 양단 지지방식의 바이모프 압전(Bimorph PZT) 진동기가 사용된다. The vibrating beam type vibrator may be applied to one end of the supporting method, but more preferably, a bimorph PZT vibrator of both ends is used to maximize the vibration efficiency while enabling accurate vibration control. do.

또한, 상기 바이모프 압전 진동기에서 진동점은 진동빔의 중심부위에서 변위가 가장 크게 일어나기 때문에 진동기 중심부에 형성된다. 더욱 정확하게는, 상기 햅틱장치의 패널(10)과 바이모프 압전 진동기의 중심부가 상호 연결되어 진등을 전달하고 이 점이 상기한 진동점이 되는 것이다.
In addition, in the bimorph piezoelectric vibrator, the vibration point is formed at the center of the vibrator because the displacement is greatest on the center of the vibration beam. More precisely, the panel 10 of the haptic device and the center of the bimorph piezoelectric vibrator are connected to each other to transmit the roundness, which is the vibration point described above.

도 6의 (a)에서는 테두리부에 진동기가 배치된 예를 나타내는데, 바이모프 압전 진동기의 진동점이 각각의 테두리부의 중심에 형성된다. 6A illustrates an example in which a vibrator is disposed at the edge portion, and the vibration point of the bimorph piezoelectric vibrator is formed at the center of each edge portion.

각각의 테두리(11, 12, 13, 14)에는 진동기(21, 22, 23, 24)가 배치되고, 더욱 정확하게는 각각의 테두리부와 평행하게 진동빔이 배치된 진동기가 배치되고, 각각의 진동기의 중심부에서 햅틱장치의 패널(10)과 연결되어 진동점(41, 42, 43, 44)이 형성된다.Vibrators 21, 22, 23, and 24 are arranged at each of the edges 11, 12, 13, and 14, and more precisely, vibrators are arranged in which vibration beams are arranged in parallel with the respective edges. In the center of the haptic device is connected to the panel 10 of the vibration point (41, 42, 43, 44) is formed.

한편, 도 6의 (b) 및 (c)에서는 진동점이 모서리부에 형성된 것을 도시한 도면이다. On the other hand, Figure 6 (b) and (c) is a view showing that the vibration point is formed in the corner portion.

4개의 진동점은 도 6과 같이 각각의 테두리부의 중심에 형성되거나, 각각의 모서리부에 형성되는 경우 햅틱장치의 패널(10)의 특정 위치에서 국부진동 제어가 가능하다. Four vibration points are formed at the center of each edge portion as shown in FIG. 6, or when formed at each corner portion, local vibration control is possible at a specific position of the panel 10 of the haptic device.

그런데, 상기 진동기(21, 22, 23, 24)가 선형 진동기, 진동모터나 일단 지지방식의 압전 진동기를 이용하는 경우에는 상기의 두 가지 경우에 모두 적용이 가능하나, 바이모프 압전 진동기를 사용하는 경우에는 도 6의 (b) 및 (c)와 같이 진동기의 배치에 어려움이 존재한다. 특히, 모바일장치와 같이 소형화가 요청되는 장치의 경우에는 바이모프 압전 진동기의 햅틱장치의 모서리부위 진동의 전달을 위한 배치는 적용되는 데 한계가 있다.By the way, when the vibrator (21, 22, 23, 24) uses a linear vibrator, a vibration motor or a piezoelectric vibrator of a single support type, it can be applied to both of the above cases, but when using a bimorph piezoelectric vibrator In Fig. 6 (b) and (c) there is a difficulty in the arrangement of the vibrator. In particular, in the case of a device requiring miniaturization such as a mobile device, the arrangement for transmitting the vibration of the edge portion of the haptic device of the bimorph piezoelectric vibrator is limited.

따라서, 바이모프 압전 진동기가 햅틱장치의 테두리부에 평행하게 배치되고, 그 중심에서 햅틱장치와 연결되어 각각의 테두리부의 중심에서 진동점을 형성하게 되는 것이 바람직하다. Accordingly, it is preferable that the bimorph piezoelectric vibrator is disposed parallel to the edge of the haptic device, and connected to the haptic device at the center thereof to form a vibration point at the center of each edge.

다만, 바이모프 압전 진동기의 경우에도 각각의 모서리부에 배치될 수 있음은 물론이다. However, the bimorph piezoelectric vibrator may also be disposed at each corner.

상기에서 설명한 햅틱장치와 진동기의 배치에 따른 진동부위의 제어는 후술하기로 한다.
Control of the vibration part according to the arrangement of the haptic device and the vibrator described above will be described later.

한편, 햅틱장치의 1차 공진 주파수를 이용한 정확한 진동 부위의 제어를 위해서는 진동기에 의해 전달되는 진동의 주파수의 파형을 고려할 필요가 있다. 이하, 압전소자에 인가되는 전압의 주파수를 기준으로 출력 주파수를 살펴본다.On the other hand, for accurate control of the vibration region using the primary resonant frequency of the haptic device, it is necessary to consider the waveform of the frequency of the vibration transmitted by the vibrator. Hereinafter, the output frequency will be described based on the frequency of the voltage applied to the piezoelectric element.

도 7 및 도 8에서는 사각파형을 나타내고, 도 9 및 도 10에서는 대칭비가 1:0인 삼각파형을 나타내며, 도 11 및 도 12에서는 대칭비가 9:1인 삼각파형을 나타낸다.7 and 8 show a square wave, 9 and 10 show a triangular waveform having a symmetrical ratio of 1: 0, and 11 and 12 show a triangular waveform having a symmetrical ratio of 9: 1.

도 7, 9 및 11에서 가로축은 초(Second) 스케일의 시간(Time)축을 나타내고, 세로축은 인가되는 입력의 전압(Volatage) 스케일의 크기(Amplitute)축을 나타낸다.7, 9 and 11, the horizontal axis represents the time axis of the second scale, and the vertical axis represents the amplitude axis of the voltage scale of the input applied.

또한, 도 8, 10, 및 12는 y=f(t) 즉, 시간에 대한 전압의 함수를 주파수에 대한 크기의 함수 |Y(f)|로 변환한, 스펙트럼 분석의 그래프이다. 각각의 도면에서 우측 도면은 오실로스코프에 의한 스펙트럼 결과를 나타낸다.
8, 10, and 12 are also graphs of spectral analysis, where y = f (t), that is, a function of voltage over time is converted to a function | Y (f) | of magnitude over frequency. In each figure the right figure shows the spectral results by the oscilloscope.

도 7은 사각파(Square Wave)를 나타내는데, 여기서 주파수에 대한 함수로 나타낸 스펙트럼에서, 257Hz성분에 해당하는 주파수가 나타나게 된다. 이러한 모습은 도 8의 우측 도면의 점선 영역에서 명확하게 나타난다.7 shows a square wave, in which a frequency corresponding to a 257 Hz component appears in a spectrum expressed as a function of frequency. This is clearly seen in the dotted line area of the right figure of FIG. 8.

따라서, 사각파형을 진동기에 인가되는 전압의 주파수로 사용하는 경우, 햅틱장치의 진동은 이루어지나, 진동점의 진동의 주파수가 1차 공진 주파수 모드를 포함하게 되어 진동점과 실제 원하는 진동 중심의 진동의 차이가 없게 되므로 국부진동의 목적을 달성할 수 없다.
Therefore, when the square wave is used as the frequency of the voltage applied to the vibrator, the vibration of the haptic device is made, but the frequency of the vibration of the vibration point includes the first resonant frequency mode vibration of the vibration point and the actual desired vibration center Since there is no difference between them, the purpose of local vibration cannot be achieved.

또한, 도 8은 삼각파(Ramp Wave)를 나타내는데, 특히 대칭비가 1:0인 즉, 100% 비대칭성을 가진 삼각 파형을 나타낸다. 이러한 완전 비대칭의 삼각파형의 스펙트럼 분석 결과를 나타내는 도 10을 살펴보면, 점선 영역에서 확인되듯이 257Hz의 주파수 성분이 나타나게 되고, 사각파와 마찬가지로 진동점의 진동의 주파수가 1차 공진 주파수 모드를 포함하게 되어 국부진동의 목적을 달성할 수 없다.
In addition, FIG. 8 shows a ramp wave, in particular, a triangular waveform having a symmetry ratio of 1: 0, that is, 100% asymmetry. Referring to FIG. 10, which shows the result of spectral analysis of a perfectly asymmetric triangular waveform, a frequency component of 257 Hz appears as shown in the dotted line region, and the frequency of the vibration of the vibration point includes the first resonant frequency mode as in the square wave. The purpose of local vibration cannot be achieved.

한편, 도 9는 삼각파형을 나타내는데, 특히 대칭비가 9:1인 경우를 나타낸다. 이 경우 스펙트럼 분석 결과를 살펴보면 257Hz의 주파수 성분이 나타나지 않게 되어, 원하는 국부진동의 목적을 달성할 수 있게 된다.
9 shows a triangular waveform, particularly when the symmetry ratio is 9: 1. In this case, looking at the results of the spectrum analysis, the frequency component of 257 Hz does not appear, thereby achieving the desired local vibration object.

따라서, 본 발명의 개념에 따라 국부진동이 가능한 햅틱장치의 진동 제어를 위한 입력 파형은 삼각파형이 바람직하다.Therefore, according to the concept of the present invention, the input waveform for the vibration control of the haptic device capable of local vibration is preferably a triangular waveform.

다만, 상기한 바와 같이 상기 1차 공진 주파수는 선택된 햅틱장치에 대한 예시이며, 햅틱장치나 햅틱장치의 패널의 재질, 배치관계 및 질량에 따라 다른 범위의 1차 공진 주파수가 나타날 수 있고, 이 경우 상기한 삼각파형의 대칭비는 수정되어야 한다. However, as described above, the first resonant frequency is an example of the selected haptic device, and the range of the first resonant frequency may appear depending on the material, arrangement, and mass of the panel of the haptic device or the haptic device. The symmetry ratio of the triangular waveform described above should be corrected.

즉, 상기 진동기에 인가되는 입력 전압의 주파수의 파형의 대칭비는, 스펙트럼 분석시 햅틱장치 또는 디스플레이 계(System)의 1차 공진 주파수 영역의 성분이 나타나지 않는 모양에서 선택될 수 있는 것이다. That is, the symmetry ratio of the waveform of the frequency of the input voltage applied to the vibrator may be selected from the shape in which the component of the primary resonant frequency region of the haptic device or the display system does not appear during spectrum analysis.

다만, 특정 파형을 가진 주파수에서 스펙트럼 분석시 1차 공진 주파수 영역보다 낮은 주파수에서 큰 크기를 가지고, 1차 공진 주파수 영역의 성분이 상대적으로 작은 크기를 나타낸다면 이러한 파형의 주파수는 입력 파형으로서 사용될 수 있다.However, if the spectrum analysis at a frequency having a specific waveform has a large magnitude at a frequency lower than the first resonant frequency region, and the components of the first resonant frequency region have a relatively small size, the frequency of such a waveform can be used as an input waveform. have.

또한, 1차 공진 주파수 영역의 성분이 나타나지 않는 경우라면 삼각파형과 다른 형상의 주파수를 입력파형으로 선택할 수 있음은 물론이다.
In addition, if a component of the first resonant frequency region does not appear, of course, a frequency having a shape different from the triangular waveform may be selected as the input waveform.

도 13 내지 도 16은 본 발명의 개념에 따라 햅틱장치의 진동 위치 제어를 하는 다양한 예를 나타내는 평면도이다.13 to 16 are plan views illustrating various examples of vibrating position control of a haptic device according to the inventive concept.

도 13은 진동 중심이 제1테두리에서 제3테두리방향으로 이동하는 것을 나타내는 평면도이다.Fig. 13 is a plan view showing that the vibration center moves from the first border to the third border.

상술한 바와 같이, 햅틱장치의 패널(10)은 하측에서부터 반시계 방향으로 제1테두리(11), 제2테두리(12), 제3테두리(13) 및 제4테두리(14)를 구비하고 진동기(21, 22, 23, 24)가 각각의 테두리부에 평행하게 배치된다. 또한, 상기 진동기는 중심부에서 상기 테두리부들과 연결되어 진동점(41, 42, 43, 44)를 형성한다. As described above, the panel 10 of the haptic device is provided with a first border 11, a second border 12, a third border 13 and a fourth border 14 in a counterclockwise direction from the lower side and a vibrator (21, 22, 23, 24) are disposed parallel to each of the edges. In addition, the vibrator is connected to the edges at the center to form vibration points 41, 42, 43, and 44.

여기서, 'X'로 표시된 부위는 진동 중심(31) 즉, 원하는 진동위치를 나타내며, 화살표는 진동 중심(31)의 이동 경로를 나타낸다.Here, the portion indicated by 'X' indicates the vibration center 31, that is, the desired vibration position, and the arrow indicates the movement path of the vibration center 31.

진동 중심을 제1테두리(11)에서 제3테두리(13) 측으로 이동하는 과정을 설명하면, 제1진동기(21)를 햅틱장치의 패널(10)의 1차 공진 주파수보다 작은 영역에서 점점 주파수를 높여가며 진동을 전달하면 제1테두리(11)에 인접하여 형성된 진동 중심(31)이 점차적으로 햅틱장치의 패널(10)의 중심부로 이동하게 된다. Referring to the process of moving the vibration center from the first border 11 to the third border 13 side, the frequency of the first vibrator 21 is gradually increased in an area smaller than the first resonant frequency of the panel 10 of the haptic device. As the vibration is transmitted upward, the vibration center 31 formed adjacent to the first edge 11 gradually moves to the center of the panel 10 of the haptic device.

제1진동기(21)의 가진 주파수가 1차 공진 주파수와 같아지면 진동 중심(31)은 패널의 중심부에 위치하게 되고, 이때 제1진동기(21)에 인가되는 전압을 차단하고 제3진동기(23)에 인가되는 전압의 주파수를 1차 공진 주파수로부터 점점 낮춰가면, 중심부에 형성된 진동 중심(31)은 점차적으로 제3테두리(13) 측으로 이동하게 된다.When the excitation frequency of the first vibrator 21 is equal to the primary resonant frequency, the vibration center 31 is positioned at the center of the panel. At this time, the voltage applied to the first vibrator 21 is cut off and the third vibrator 23 is removed. When the frequency of the voltage applied to) is gradually lowered from the primary resonant frequency, the vibration center 31 formed in the center portion gradually moves toward the third edge 13 side.

진동 중심(31)을 제3테두리(13)로부터 제1테두리(11) 측으로 이동시키는 방법은 상기한 바와 역순이므로 이하 생략한다.
The method of moving the vibration center 31 from the third edge 13 to the first edge 11 side is omitted in the reverse order as described above.

또한, 도 14는 제2테두리와 제4테두리 사이에서 진동 중심이 이동하는 모습을 나타내는 평면도이다.14 is a plan view showing how the vibration center moves between the second border and the fourth border.

도 13의 예에서 설명한 바와 마찬가지로 제2진동기(22)와 제4진동기(24)의 가진 주파수를 1차 공진 주파수 이하의 영역에서 조절하면, 진동 중심은 제2테두리(12)와 제4테두리(14) 사이 즉, 가로 방향으로 이동할 수 있게 된다.
As described in the example of FIG. 13, when the excitation frequencies of the second vibrator 22 and the fourth vibrator 24 are adjusted in the region below the first resonance frequency, the vibration center is the second edge 12 and the fourth edge ( 14), ie, in the transverse direction.

또한, 도 15는 제1테두리와 제2테두리 사이에서 진동 중심이 이동하는 모습을 나타내는 평면도이다.FIG. 15 is a plan view illustrating a state in which a vibration center moves between a first border and a second border.

제1테두리(11) 측에서 진동 중심(31)이 햅틱장치의 패널(10)의 중심부까지 이동하는 과정은 도 13의 예와 같지만, 진동 중심(31)이 패널의 중심부에 도달한 경우, 제2진동기(22)의 가진 주파수를 1차 공진 주파수로부터 점점 낮춰가는 과정을 통해 제2테두리(12) 방향으로 진동 위치를 이동시킬 수 있게 되는 것이다.The process of moving the vibration center 31 to the center of the panel 10 of the haptic device from the first edge 11 side is the same as the example of FIG. 13, but when the vibration center 31 reaches the center of the panel, By virtue of lowering the excitation frequency of the second vibrator 22 from the first resonance frequency, the vibration position can be moved in the direction of the second border 12.

이러한 과정에 따라 이동하는 진동의 경로는 대략 'ㄱ'자 내지는 반전된 'ㄱ'자 형상을 하게 된다.
The path of the vibration moving according to this process is approximately 'a' or inverted 'a' shape.

또한, 도 16은 진동 중심이 원형으로 이동하는 모습을 나타내는 평면도이다.16 is a plan view showing a state in which the vibration center moves in a circular shape.

햅틱장치의 패널(10)의 중심부에서 제3테두리(13) 측으로 소정 거리 이격된 부위에 진동 중심(31)이 형성되도록 제3진동기(23)에 소정 주파수의 전압을 인가하고, 시간 간격을 두고 제2진동기(22)에 동일한 전압을 인가하고, 순차적으로 제1진동기(21) 및 제4진동기(24)로 진동하는 방식으로 진동 위치를 이동시키면, 시간 차이를 두고 진동 중심(31)이 시계방향으로 이동하게 된다.A voltage of a predetermined frequency is applied to the third vibrator 23 so that the vibration center 31 is formed at a portion spaced a predetermined distance from the center of the panel 10 of the haptic device to the third edge 13, and at a time interval. When the same voltage is applied to the second vibrator 22 and the vibration position is sequentially moved in a manner that vibrates with the first vibrator 21 and the fourth vibrator 24, the vibration center 31 is clocked with a time difference. Will be moved in the direction.

상기와 같은 진동 위치를 연결하면 사각 형상을 이루게 되지만, 상기와 같이 진동 중심(31)이 이동하는 경우 촉감적으로는 진동위치가 회전하는 것으로 인지될 수 있음에 유의하여야 한다.
When the vibration position as described above is connected to form a square shape, it should be noted that when the vibration center 31 is moved as described above, the vibration position may be perceived to rotate.

한편, 상기에서는 1개의 진동기에 의해 원하는 위치를 진동하거나 순차적으로 진동 위치를 이동시키는 경우가 설명되었지만, 2개 이상의 진동기에 의한 진동의 간섭을 이용하여 진동을 보강 또는 상쇄하는 방법이 제안된다.On the other hand, in the above, the case where the desired position is vibrated or the vibration position is sequentially moved by one vibrator has been described, but a method of reinforcing or canceling the vibration by using the interference of the vibration by two or more vibrators is proposed.

도 3을 참고하면, 진동기에 의해 소정의 진동 중심(31)이 형성되지만, 그 중심을 기준으로 주변에는 진동 영역(30)이 발생한다. 상기 진동 영역(30)은 진동 중심(31)에 비해 변위가 작지만, 진동 위치의 정확한 제어를 위해 상기 진동 중심(31) 외의 영역에서는 진동이 제거될 필요성이 제기된다.Referring to FIG. 3, a predetermined vibration center 31 is formed by the vibrator, but a vibration region 30 is generated around the center. The vibration region 30 has a smaller displacement than the vibration center 31, but there is a need for the vibration to be removed in an area outside the vibration center 31 for accurate control of the vibration position.

따라서, 상기 복수의 진동기 중 선택된 어느 하나의 진동기는 상기 패널을 진동하고, 나머지의 진동기 중 적어도 어느 하나의 진동기는 상기 패널의 특정 위치를 제외한 부위의 진동을 상쇄하여 제거할 수 있다. 이와 같이 상쇄하는 개념은 위상이 반대이고 동일한 크기의 주파수를 대향하는 부위에서 발진함으로써 이루어질 수 있다.Accordingly, any one of the vibrators selected from the plurality of vibrators vibrates the panel, and at least one vibrator of the remaining vibrators cancels and removes vibration of a portion except for a specific position of the panel. This canceling concept can be achieved by oscillating at sites where the phases are opposite and opposite frequencies of the same magnitude.

또한, 2개 이상의 진동기를 동시에 발진하여 간섭에 의한 파장의 보강을 통해 진동을 더욱 극대화할 수도 있다. 이러한 개념에 따르는 경우, 2개의 진동기에 의해 발생한 진동 영역(30)의 교차되는 부위에서는 진동이 보강되어 진동이 더욱 커지도록 할 수도 있고, 특정 점이 아닌 특정 라인 또는 영역을 따라 감지할 수 있는 진동이 발생하도록 제어할 수도 있음은 물론이다.
In addition, by simultaneously oscillating two or more vibrators may further maximize the vibration through the reinforcement of the wavelength due to interference. According to this concept, the vibration may be reinforced at the intersection of the vibration region 30 generated by the two vibrators so that the vibration becomes larger, and the vibration that can be detected along a specific line or region rather than a specific point is Of course, it can be controlled to occur.

상기한 바와 같이, 햅틱장치 패널의 테두리부에 진동점을 형성하여 각각 1차 공진 주파수 이하의 범위에서 가진 주파수를 조정하게 되면, 햅틱장치의 원하는 위치에 진동을 발생시킬 수 있고, 진동 위치를 조절할 수 있으며 또한 2개의 부위 이상의 부위에서 멀티진동도 발생시킬 수 있다.As described above, when the vibration points are formed at the edges of the haptic device panel to adjust the frequencies in the range below the primary resonance frequency, the vibrations may be generated at a desired position of the haptic device, and the vibration position may be adjusted. It can also cause multi-vibration at two or more sites.

따라서, 본 발명의 개념에 따른 국부진동이 가능한 햅틱장치는 종래기술과 달리 패널의 대부분의 영역에 걸쳐서 원하는 위치에 진동을 발생시키거나 이동시킬 수 있어 사용자의 편의가 극대화되고 다양한 출력을 효과적으로 발생시킬 수 있는 이점을 가지게 된다.
Therefore, the haptic device capable of locally vibrating according to the concept of the present invention can generate or move vibration at a desired position over most areas of the panel unlike the prior art, thereby maximizing user convenience and effectively generating various outputs. You have the advantage.

다만, 본 발명의 실시예에서는 각각의 테두리의 중심에 진동위치가 설정되도록 진동기가 배치되지만, 더욱 정밀한 진동위치 제어를 위해 각각의 테두리에 진동기가 2개 이상이 배치될 수도 있고, 테두리부보다 중심부에 인접한 부위에도 진동점이 형성될 수도 있음은 물론이다.
However, in the embodiment of the present invention, but the vibrator is arranged so that the vibration position is set at the center of each edge, two or more vibrators may be disposed on each edge for more precise vibration position control, the center than the edge portion Of course, the vibration point may be formed in the area adjacent to the.

한편, 본 발명의 개념에 따른 햅틱장치의 국부진동 방법을 상기된 바를 기초로 설명하면, 햅틱장치 패널의 1차 공진 주파수를 결정하는 단계, 상기 햅틱장치 패널 하면의 테두리부 중심에 진동기를 연결하는 단계 및 상기 진동기를 상기 1차 공진 주파수 이하의 주파수로 가진하여 상기 햅틱장치 패널의 중심부와 상기 테두리부 사이의 특정 위치를 진동하는 단계로 이루어질 수 있다. 따라서, 가진 주파수가 높아질수록 진동 위치는 테두리부에서 햅틱장치 패널의 중심부로 이동할 수 있게 된다. 이를 이용하면, 시차를 두고 가진 주파수를 변경함에 따라 진동 위치를 이동시키는 개념이 제공된다.
On the other hand, if the local vibration method of the haptic device according to the concept of the present invention will be described on the basis of the above bar, determining the first resonant frequency of the haptic device panel, connecting the vibrator to the center of the edge of the lower surface of the haptic device panel And vibrating a specific position between the center portion of the haptic device panel and the edge portion by having the vibrator at a frequency equal to or less than the first resonance frequency. Therefore, as the excitation frequency increases, the vibration position can move from the edge portion to the center of the haptic device panel. Using this, the concept of shifting the vibration position is provided by changing the frequency with parallax.

바람직하게는, 상기 진동기를 연결하는 단계에서 각각의 테두리부에 진동기가 연결되고, 상기 복수의 진동기 중 선택된 어느 두 개의 진동기를 진동하여 상기 패널의 특정 위치를 진동하도록 할 수 있다. 이 경우, 복수의 진동기를 통하여 멀티진동이 가능하고 이를 이용하여 특정 라인이나 영역에만 진동을 발생하도록 할 수도 있다. 이를 통하여 서로 다른 진동기를 시차를 두고 진동시키면, 진동위치를 이동할 수 있게 되고, 햅틱장치의 전 영역에 걸쳐 원하는 모양으로 진동 위치를 이동시킬 수 있는 것이다.
Preferably, in the step of connecting the vibrator, a vibrator is connected to each edge portion, and any two vibrators selected from the plurality of vibrators may be vibrated to vibrate a specific position of the panel. In this case, multi-vibration is possible through a plurality of vibrators, and the vibration may be generated only in a specific line or region by using the multi-vibration. By vibrating the different vibrators with parallax through this, it is possible to move the vibration position, it is possible to move the vibration position in the desired shape over the entire area of the haptic device.

또한, 상기 진동기를 연결하는 단계에서 각각의 테두리부에 진동기가 연결되고, 상기 특정 위치를 진동하는 단계는, 상기 복수의 진동기 중 선택된 어느 하나의 진동기는 상기 패널을 진동하고, 나머지의 진동기 중 적어도 어느 하나의 진동기는 상기 패널의 특정 위치를 제외한 부위의 진동을 상쇄하여 제공한다. In addition, a vibrator is connected to each of the edges in the connecting of the vibrator, and in the vibrating of the specific position, any one vibrator selected from the plurality of vibrators vibrates the panel, and at least one of the remaining vibrators. Any one vibrator cancels and provides vibration of a portion except for a specific position of the panel.

더욱 구체적으로, 도 3을 참고하여 설명하면, 예를 들어 제1진동기(21)에 의해 제1테두리(11)와 패널의 중심부 사이에 형성된 진동은 진동 중심(31) 뿐만 아니라 진동 영역(30) 전반에 형성될 수 있다. 상기 진동 중심(31)에서만 감각할 수 있는 피크값의 진동이 나타나는 경우에는 진동 중심(31) 외의 영역에서의 진동은 무시될 수 있지만, 그렇지 않은 경우에는 이러한 바람직하지 않은 진동을 제거하여야 할 필요성이 있다. 제1진동기(21) 외의 진동기를 가진하여 상기 진동을 제거할 수 있고, 이때의 나머지 진동기의 주파수는 제1진동기(21)로 부터의 진동과 크기가 같고 위상이 반대인 주파수가 될 수 있다.
More specifically, referring to FIG. 3, for example, the vibration formed between the first edge 11 and the center of the panel by the first vibrator 21 is not only the vibration center 31 but also the vibration region 30. It can be formed in the first half. When the vibration of the peak value that can be sensed only in the vibration center 31 appears, the vibration in the region other than the vibration center 31 can be ignored. Otherwise, it is necessary to eliminate such undesirable vibration. have. The vibration may be removed by having a vibrator other than the first vibrator 21, and the frequency of the remaining vibrators may be the same frequency as that of the vibration from the first vibrator 21 and may be opposite in phase.

또한, 상기한 바와 같이 특정 위치를 진동하는 단계는 상기 진동기에 인가되는 전압을 삼각 파형의 주파수로 입력하는 단계를 더 포함함으로써 1차 공진 주파수 성분이 나타나는 주파수를 제거함으로써 정확한 진동이 가능하도록 할 수 있다.
In addition, as described above, vibrating a specific position may further include inputting a voltage applied to the vibrator as a frequency of a triangular waveform, thereby enabling accurate vibration by eliminating a frequency in which a first resonant frequency component appears. have.

본 발명에서는 직사각 형상의 햅틱장치를 예로 설명하였지만, 상기한 바와 같이 상기 햅틱장치의 형상은 필요에 따라 다양한 형상으로 이루어질 수 있고, 적절한 위치에 진동기가 배치되고 개별 진동기의 주파수의 변화 및 상호간의 작용에 의하여 진동 위치를 제어할 수 있다. 또한, 햅틱장치는 다양한 종류의 영상이 표시되는 패널은 물론, 영상이 표시되지 않더라도 촉감을 제공하는 패널이라면 본 발명의 권리범위에 포함되어야 하는 것으로 이해되어야 한다.
In the present invention, the rectangular haptic device has been described as an example, but as described above, the shape of the haptic device may be formed in various shapes as necessary. The vibrator is disposed at an appropriate position, and the frequency change and the interaction between the individual vibrators are performed. By vibrating position can be controlled. In addition, the haptic device should be understood to be included in the scope of the present invention as well as a panel that displays various kinds of images, as well as a panel that provides a tactile feeling even if the images are not displayed.

이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.
In the above, the present invention has been described in detail based on the embodiment and the accompanying drawings. However, the scope of the present invention is not limited by the above embodiments and drawings, and the scope of the present invention will be limited only by the contents described in the claims below.

10...햅틱장치 패널 11...제1테두리
12...제2테두리 13...제3테두리
14...제4테두리 20...진동기
21...제1진동기 22...제2진동기
23...제3진동기 24...제4진동기
30...진동 영역 31...진동 중심
41...제1진동점 42...제2진동점
43...제3진동점 44...제4진동점10 ... Haptic device panel 11 ... 1 border
12 ... 2nd Border 13 ... 3rd Border
14 ... 4th rim 20 ... vibrator
21 ... 1st vibrator 22 ... 2nd vibrator
23 ... 3rd Vibrator 24 ... 4th Vibrator
30 ... vibration zone 31 ... vibration center
41 ... 1st vibration point 42 ... 2nd vibration point
43 ... 3rd vibration point 44 ... 4th vibration point

Claims (17)

패널; 및
상기 패널에 진동을 전달하는 진동기;를 포함하고,
상기 진동기에서 출력되는 진동의 주파수를 상기 패널의 1차 공진 주파수 이하의 영역에서 조절함으로써, 상기 진동기가 배치된 부위에서 상기 패널의 중심부까지의 진동위치가 제어되는 국부진동이 가능한 햅틱장치.
panel; And
Includes; a vibrator for transmitting vibration to the panel,
A haptic device capable of local vibration in which the vibration position from the portion where the vibrator is disposed to the center of the panel is controlled by adjusting the frequency of the vibration output from the vibrator in a region below the first resonance frequency of the panel.
제1항에 있어서,
상기 진동기는 상기 패널의 테두리를 따라 3개 이상이 배치되고, 각각의 진동기로부터 발생하는 진동을 통해 상기 패널의 특정 위치에 진동을 제어할 수 있는 국부진동이 가능한 햅틱장치.
The method of claim 1,
Three or more vibrators are disposed along the edges of the panel, and local vibration is possible to control vibration at a specific position of the panel through vibrations generated from each vibrator.
제2항에 있어서,
상기 패널은 직사각형의 평판 형상으로 이루어지고,
상기 진동기는 상기 패널의 각각의 테두리부의 중심부위에 진동을 전달하도록 배치되는 국부진동이 가능한 햅틱장치.
The method of claim 2,
The panel has a rectangular flat plate shape,
The vibrator is capable of locally vibrating haptic device is disposed to transmit the vibration on the center of each of the edge portion of the panel.
제2항에 있어서,
상기 패널은 직사각형의 평판 형상으로 이루어지고,
상기 진동기는 상기 패널의 각각의 모서리부에 진동을 전달하도록 배치되는 국부진동이 가능한 햅틱장치.
The method of claim 2,
The panel has a rectangular flat plate shape,
The vibrator is a local vibration capable haptic device is disposed to transmit the vibration to each corner of the panel.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진동기에 인가되는 전압의 주파수는 삼각 파형인 국부진동이 가능한 햅틱장치.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The frequency of the voltage applied to the vibrator is a haptic device capable of local vibration is a triangular waveform.
제5항에 있어서,
상기 삼각 파형의 대칭비는 스펙트럼 분석시 상기 패널의 1차 공진 주파수에 해당하는 주파수 성분이 나타나지 않는 모양에서 선택되는 국부진동이 가능한 햅틱장치.
The method of claim 5,
The symmetric ratio of the triangular waveform is a local haptic device capable of local vibration is selected from the shape that does not appear a frequency component corresponding to the first resonant frequency of the panel during spectral analysis.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 진동기로부터의 진동은 상호간에 보강하거나 상쇄되어 상기 패널의 특정부위를 진동하거나 진동을 제거하는 국부진동이 가능한 햅틱장치.
The method according to any one of claims 2 to 4,
Vibration from the plurality of vibrators are reinforced or canceled with each other to vibrate local vibration capable of vibrating or removing vibration of a specific portion of the panel.
제7항에 있어서,
상기 복수의 진동기 중 어느 하나의 진동기는 상기 패널의 특정부위를 진동하고, 나머지 진동기 중 적어도 어느 하나의 진동기는 나머지 부위의 진동을 상쇄하여 제거하는 국부진동이 가능한 햅틱장치.
The method of claim 7, wherein
The haptic device of any one of the plurality of vibrators vibrating a specific portion of the panel, at least one of the remaining vibrator haptic device capable of local vibration to cancel and remove the vibration of the remaining portion.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진동기는 압전식 진동기인 국부진동이 가능한 햅틱장치.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The vibrator is a haptic device capable of local vibration is a piezoelectric vibrator.
제9항에 있어서,
상기 진동기는 진동빔의 양단이 지지되는 바이모프 방식의 압전식 진동기인 국부진동이 가능한 햅틱장치.
10. The method of claim 9,
The vibrator is a bimorph piezoelectric vibrator that is supported at both ends of the vibration beam haptic device capable of local vibration.
제10항에 있어서,
상기 진동빔은 상기 패널의 테두리부의 하면측에 평행하게 배치되고, 상기 진동빔의 중심부가 상기 테두리부의 중심에 진동을 전달하도록 연결되는 국부진동이 가능한 햅틱장치.
The method of claim 10,
The vibration beam is disposed in parallel to the lower side of the rim portion of the panel, the central vibration of the vibration beam is capable of local vibration is connected to transmit the vibration to the center of the rim portion.
패널의 1차 공진 주파수를 결정하는 단계;
상기 패널 테두리부의 하면에 진동기를 연결하는 단계; 및
상기 진동기를 상기 1차 공진 주파수 이하의 주파수로 진동시켜 상기 패널의 중심부와 상기 테두리부 사이의 특정 위치를 진동하는 단계;를 포함하는 햅틱장치의 국부진동 방법.
Determining a primary resonant frequency of the panel;
Connecting a vibrator to a lower surface of the panel edge; And
Vibrating the vibrator at a frequency equal to or less than the first resonant frequency to vibrate a specific position between the center portion of the panel and the edge portion.
제12항에 있어서,
상기 진동기를 연결하는 단계에서 테두리부에 복수의 진동기가 연결되고,
상기 특정 위치를 진동하는 단계는, 상기 복수의 진동기 중 선택된 어느 두 개 이상의 진동기를 진동시켜 상기 패널의 특정 위치를 진동하는 햅틱장치의 국부진동 방법.
The method of claim 12,
In the step of connecting the vibrator a plurality of vibrator is connected to the edge portion,
The vibrating of the specific position may include vibrating any two or more vibrators selected from the plurality of vibrators to vibrate a specific position of the panel.
제12항에 있어서,
상기 진동기를 연결하는 단계에서 각각의 테두리부에 진동기가 연결되고,
상기 특정 위치를 진동하는 단계는, 상기 복수의 진동기 중 선택된 어느 하나의 진동기는 상기 패널을 진동하고, 나머지의 진동기 중 적어도 어느 하나의 진동기는 상기 패널의 특정 위치를 제외한 부위의 진동을 상쇄하여 제거하는 햅틱장치의 국부진동 방법.
The method of claim 12,
In the step of connecting the vibrator vibrator is connected to each edge portion,
Vibrating the specific position, any one of the vibrator selected from the plurality of vibrators vibrate the panel, at least any one of the remaining vibrator cancels the vibration of the portion other than the specific position of the panel to remove Local vibration method of the haptic device.
제12항에 있어서,
상기 특정 위치를 진동하는 단계는, 상기 진동기를 시차를 두고 주파수를 변화하면서 진동시켜 진동 위치를 이동하는 단계;를 더 포함하는 햅틱장치의 국부 진동 방법.
The method of claim 12,
The vibrating of the specific position may include moving the vibrating position by vibrating the vibrator while changing a frequency at a time difference.
제12항에 있어서,
상기 진동기를 연결하는 단계에서 테두리부에 복수의 진동기가 연결되고,
상기 특정 위치를 진동하는 단계는, 어느 하나의 진동기를 진동시켜 특정 위치를 진동시킨 이후, 시차를 두고 다른 하나의 진동기를 진동시켜 진동 위치를 이동하는 단계;를 더 포함하는 햅틱장치의 국부진동 방법.
The method of claim 12,
In the step of connecting the vibrator a plurality of vibrator is connected to the edge portion,
The vibrating of the specific position may include: vibrating any one vibrator to vibrate a specific position, and then vibrating another vibrator with a parallax to move the vibration position. The local vibration method of the haptic device further comprising: .
제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 특정 위치를 진동하는 단계는, 상기 진동기에 인가되는 전압을 삼각 파형의 주파수로 입력하는 단계;를 더 포함하는 패널의 국부진동 방법.17. The method according to any one of claims 12 to 16,
The vibrating of the specific position may include inputting a voltage applied to the vibrator at a frequency of a triangular waveform.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140029993A (en) * 2012-08-31 2014-03-11 삼성디스플레이 주식회사 Display device and method for vibration generating in display device
KR20160051527A (en) * 2014-10-31 2016-05-11 삼성전자주식회사 Portable device generating virtual vibration and communication method between devices using mechanical vibration
KR20160127644A (en) * 2015-04-27 2016-11-04 삼성전자주식회사 Apparatus and method of forming localized vibration, and method for arranging exicitors
US9519362B2 (en) 2013-12-17 2016-12-13 Hyundai Motor Company Display apparatus for vehicle
US10845877B2 (en) 2015-04-27 2020-11-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method of forming localized vibration field, and method of disposing exciters
US11100771B2 (en) 2018-06-12 2021-08-24 Immersion Corporation Devices and methods for providing localized haptic effects to a display screen

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10591993B2 (en) * 2016-09-21 2020-03-17 Apple Inc. Haptic structure for providing localized haptic output

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8156809B2 (en) 2008-03-27 2012-04-17 Immersion Corporation Systems and methods for resonance detection

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140029993A (en) * 2012-08-31 2014-03-11 삼성디스플레이 주식회사 Display device and method for vibration generating in display device
US9519362B2 (en) 2013-12-17 2016-12-13 Hyundai Motor Company Display apparatus for vehicle
US9740314B2 (en) 2013-12-17 2017-08-22 Hyundai Motor Company Display apparatus for vehicle
KR20160051527A (en) * 2014-10-31 2016-05-11 삼성전자주식회사 Portable device generating virtual vibration and communication method between devices using mechanical vibration
KR20160127644A (en) * 2015-04-27 2016-11-04 삼성전자주식회사 Apparatus and method of forming localized vibration, and method for arranging exicitors
US10845877B2 (en) 2015-04-27 2020-11-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method of forming localized vibration field, and method of disposing exciters
US11100771B2 (en) 2018-06-12 2021-08-24 Immersion Corporation Devices and methods for providing localized haptic effects to a display screen

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