KR20240042594A - Feedback device and method for providing thermal using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스 및 이를 이용하는 열적 피드백 제공 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따른 열적 피드백 제공 방법은, 전원을 인가받은 열전 소자에서 발생한 열을 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스에 의해 수행되는 열적 피드백 제공 방법으로서, 상기 열적 피드백의 종류를 포함하는 상기 열적 피드백의 개시 메시지를 획득하는 단계; 및 상기 열적 피드백의 종류가 열 통감 피드백인 경우 상기 발열 동작 및 상기 흡열 동작이 복합된 열 그릴 동작을 수행하여 상기 열 통감 피드백을 출력하는 단계;를 포함하되, 상기 열 통감 피드백을 출력하는 단계는, 상기 발열 동작을 위한 정전압을 상기 열전 소자에 인가하는 단계, 상기 흡열 동작을 위한 상기 정전압과 전원 인가 방향이 반대인 역전압을 상기 열전 소자에 인가하는 단계 및 상기 정전업을 인가하는 단계와 상기 역전압을 인가하는 단계를 교번적으로 반복 수행하는 단계를 포함한다.The present invention relates to a feedback device that outputs thermal feedback and a method of providing thermal feedback using the same. The method of providing thermal feedback according to one aspect of the present invention involves contacting the user's body part with heat generated from a thermoelectric element to which power is applied. A method of providing thermal feedback performed by a feedback device that outputs thermal feedback by transmitting it to the user through a contact surface, comprising: obtaining an initiation message of the thermal feedback including a type of the thermal feedback; and when the type of thermal feedback is thermal feedback, outputting the thermal sensory feedback by performing a thermal grill operation that combines the heat generating operation and the endothermic operation, wherein the step of outputting the thermal sensory feedback includes: , applying a constant voltage for the heat generation operation to the thermoelectric element, applying a reverse voltage whose power application direction is opposite to the constant voltage for the heat absorption operation to the thermoelectric element, and applying the constant voltage, and It includes alternately repeating the step of applying a reverse voltage.
Description
본 발명은 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스 및 이를 이용하는 열적 피드백 제공 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a feedback device that outputs thermal feedback and a method of providing thermal feedback using the same.
근래 들어 가상 현실(VR, Virtual Reality)이나 증강 현실(AR, Augmented Reality)에 대한 기술이 발달함에 따라 콘텐츠에 관한 사용자 몰입도를 증대시키기 위해 다양한 감각을 통한 피드백을 제공하려는 수요가 증대되고 있다. 특히, 2016년 세계가전전시회(CES: Consumer Electronics Show)에서는 미래 유망 기술 중 하나로 가상 현실 기술을 들기도 했다. 이러한 추세와 맞물려, 현재 주로 시각과 청각에 국한된 사용자 경험(UX: User eXperience)에서 벗어나, 향후 후각이나 촉각을 비롯한 인간의 모든 감각에 대한 사용자 경험을 제공하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. Recently, as technology for virtual reality (VR) or augmented reality (AR) has developed, the demand for providing feedback through various senses to increase user immersion in content is increasing. In particular, virtual reality technology was mentioned as one of the promising future technologies at the 2016 Consumer Electronics Show (CES). In line with this trend, research is being actively conducted to move away from the current user experience (UX: User eXperience) that is mainly limited to sight and hearing, and to provide user experience for all human senses, including smell and touch.
열전 소자(TE: ThermoElement)는 펠티에 효과(Peltier effect)에 의해 전기 에너지를 인가받아 발열 반응이나 흡열 반응을 일으키는 소자로서 사용자에게 열적 피드백을 제공하는데 이용될 것으로 기대되어 왔으나, 주로 평판 기판을 이용한 기존의 열전 소자는 사용자의 신체 부위에 밀착되기 어려워 그 응용이 제한되어 왔다. A thermoelectric element (TE: ThermoElement) is a device that generates an exothermic or endothermic reaction by receiving electrical energy through the Peltier effect. It has been expected to be used to provide thermal feedback to users, but is mainly used in existing devices using flat boards. The application of thermoelectric elements has been limited because it is difficult to adhere closely to the user's body parts.
그러나, 최근에 유연 열전 소자(FTE: Flexible ThermoElement)의 개발이 성공 단계에 접어듦에 따라, 종래의 열전 소자의 문제점을 극복하고 사용자에게 효과적으로 열적 피드백을 전달할 수 있을 것으로 기대되고 있다. However, as the development of flexible thermoelectric elements (FTE) has recently reached a successful stage, it is expected that it will be able to overcome the problems of conventional thermoelectric elements and effectively deliver thermal feedback to users.
본 발명의 일 과제는, 사용자에게 열적 피드백을 제공하는 피드백 디바이스 및 이를 이용하는 열적 피드백 제공 방법을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a feedback device that provides thermal feedback to a user and a method of providing thermal feedback using the same.
본 발명의 다른 과제는, 열감 및 냉감 이외에도 열감과 냉감을 이용한 열 통감을 포함하는 열적 피드백을 제공하는 피드백 디바이스 및 이를 이용하는 열적 피드백 제공 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a feedback device that provides thermal feedback that includes thermal sensation using hot and cold sensations in addition to hot and cold sensations, and a method of providing thermal feedback using the same.
본 발명의 또 다른 과제는 발열 동작이나 흡열 동작의 세기를 조절하여 다단계의 열적 피드백을 출력 가능한 피드백 디바이스 및 이를 이용하는 열적 피드백 제공 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a feedback device capable of outputting multi-stage thermal feedback by controlling the intensity of heating or endothermic operation, and a method of providing thermal feedback using the same.
본 발명의 또 다른 과제는 전압의 제어나, 영역의 조절, 시간의 분할 등을 이용하여 열 통감을 출력하는 피드백 디바이스 및 이를 이용하는 열적 피드백 제공 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a feedback device that outputs thermal sensation using voltage control, area control, time division, etc., and a method of providing thermal feedback using the same.
본 발명의 다시 또 다른 과제는 열적 피드백으로 인해 사용자 피부에 손상이 발생하는 것을 방지하는 피드백 디바이스 및 이를 이용하는 열적 피드백 제공 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a feedback device that prevents damage to the user's skin due to thermal feedback and a method of providing thermal feedback using the same.
본 발명의 다시 또 다른 과제는 열 역전 환각을 방지하는 피드백 디바이스 및 이를 이용하는 열적 피드백 제공 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a feedback device that prevents thermal reversal hallucinations and a method of providing thermal feedback using the same.
본 발명의 다시 또 다른 과제는 온감 피드백과 냉감 피드백 별로 적절히 열 역전 환각을 방지하는 피드백 디바이스 및 이를 이용하는 열적 피드백 제공 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a feedback device that appropriately prevents thermal reversal hallucinations for each of the warm and cold feedbacks, and a method of providing thermal feedback using the same.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from this specification and the attached drawings. .
본 발명의 일 양상에 따르면, 전원을 인가받은 열전 소자에서 발생한 열을 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스에 의해 수행되는 열적 피드백 제공 방법으로서, 상기 열적 피드백의 종류를 포함하는 상기 열적 피드백의 개시 메시지를 획득하는 단계; 및 상기 열적 피드백의 종류가 열 통감 피드백인 경우 상기 발열 동작 및 상기 흡열 동작이 복합된 열 그릴 동작을 수행하여 상기 열 통감 피드백을 출력하는 단계;를 포함하되, 상기 열 통감 피드백을 출력하는 단계는, 상기 발열 동작을 위한 정전압을 상기 열전 소자에 인가하는 단계, 상기 흡열 동작을 위한 상기 정전압과 전원 인가 방향이 반대인 역전압을 상기 열전 소자에 인가하는 단계 및 상기 정전업을 인가하는 단계와 상기 역전압을 인가하는 단계를 교번적으로 반복 수행하는 단계를 포함하는 열적 피드백 제공 방법이 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a method of providing thermal feedback performed by a feedback device that outputs thermal feedback by transferring heat generated from a thermoelectric element to which power is applied to the user through a contact surface in contact with a body part of the user, comprising: Obtaining an initiation message of the thermal feedback including the type of thermal feedback; and when the type of thermal feedback is thermal feedback, outputting the thermal sensory feedback by performing a thermal grill operation that combines the heat generating operation and the endothermic operation, wherein the step of outputting the thermal sensory feedback includes: , applying a constant voltage for the heat generation operation to the thermoelectric element, applying a reverse voltage whose power application direction is opposite to the constant voltage for the heat absorption operation to the thermoelectric element, and applying the constant voltage, and A method of providing thermal feedback may be provided including the step of alternately repeating the step of applying a reverse voltage.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 외부 기기와 통신하는 통신 모듈; 전원을 인가받아 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하는 열전 소자, 상기 열전 소자에 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측에 마련되고 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 포함하되, 상기 접촉면을 통해 상기 발열 동작 또는 상기 흡열 동작에 의해 발생한 열을 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 열 출력 모듈; 및 상기 통신 모듈을 통해 상기 외부 기기로부터 상기 열적 피드백의 종류를 포함하는 상기 열적 피드백의 개시 메시지를 수신하고, 상기 열적 피드백의 종류가 열 통감 피드백인 경우 상기 열 출력 모듈이 상기 발열 동작 및 상기 흡열 동작이 복합된 열 그릴 동작을 수행하도록 상기 전원을 인가하여 상기 열 통감 피드백을 출력하는 콘트롤러;를 포함하고, 상기 콘트롤러는, 상기 열전 소자에 상기 발열 동작을 위한 정전압을 및 상기 정전압과 전원 인가 방향이 반대인 역전압을 교번적으로 반복 인가함으로써 상기 열 출력 모듈이 상기 열 그릴 동작을 수행하도록 제어하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, a communication module for communicating with an external device; A thermoelectric element that receives power and performs a heat-generating or endothermic operation, a power terminal that supplies power to the thermoelectric element, and a contact surface provided on one side of the thermoelectric element and in contact with a part of the user's body, wherein the contact surface is a heat output module that outputs thermal feedback by transferring heat generated by the heat generating operation or the endothermic operation to the user; and receiving an initiation message of the thermal feedback including the type of the thermal feedback from the external device through the communication module, and when the type of the thermal feedback is thermal sensory feedback, the heat output module performs the heat generating operation and the endothermic operation. A controller that applies the power to perform a heat grill operation with a combined operation and outputs the heat sensation feedback, wherein the controller applies a constant voltage for the heat generation operation to the thermoelectric element and a direction in which the constant voltage and power are applied. A feedback device may be provided that controls the heat output module to perform the heat grill operation by alternately and repeatedly applying this opposite reverse voltage.
본 발명의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The means for solving the problem of the present invention are not limited to the above-mentioned solution means, and the solution methods not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from this specification and the attached drawings. You will be able to.
본 발명에 의하면, 사용자에게 열적 피드백을 제공할 수 있다. According to the present invention, thermal feedback can be provided to the user.
또 본 발명에 의하면, 열감과 냉감을 이용한 열 통감을 제공함으로써 열감 이외에도 통감을 제공할 수 있다. In addition, according to the present invention, it is possible to provide a thermal sensation in addition to a thermal sensation by providing a thermal sensation using a heat sensation and a cold sensation.
또 본 발명에 의하면, 발열 동작이나 흡열 동작의 세기를 조절함에 따라 여러 강도의 열적 피드백을 출력함으로써 사용자 경험을 향상시킬 수 있다. Additionally, according to the present invention, the user experience can be improved by outputting thermal feedback of various intensities by adjusting the intensity of the heating or endothermic operation.
또 본 발명에 의하면, 열적 피드백으로 인해 사용자 피부 손상을 방지함으로써 사용자의 안전을 담보할 수 있다. Additionally, according to the present invention, the user's safety can be ensured by preventing damage to the user's skin due to thermal feedback.
또 본 발명에 의하면, 열 역전 환각으로 인해 초래되는 사용자 경험의 저하를 방지할 수 있다. Additionally, according to the present invention, it is possible to prevent deterioration of user experience caused by heat reversal hallucinations.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above, and effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from this specification and the attached drawings.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 피드백 디바이스의 구현예 중 게이밍 콘트롤러에 관한 것이다.
도 8 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 피드백 디바이스의 구현예 중 웨어러블 디바이스에 관한 것이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 피드백 디바이스의 구성에 관한 블록도이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 피드백 유닛의 구성에 관한 블록도이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 열 출력 모듈의 일 형태에 관한 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 열 출력 모듈의 다른 형태에 관한 도면이다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 열 출력 모듈의 또 다른 형태에 관한 도면이다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 열 출력 모듈의 다시 또 다른 형태에 관한 도면이다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 어플리케이션 유닛의 구성에 관한 블록도이다
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 어플리케이션 유닛의 구성에 관한 개략도이다.
도 23은 본 발명의 실시예에 따른 온감 피드백을 제공하기 위한 발열 동작에 관한 도면이다.
도 24는 본 발명의 실시예에 따른 온감 피드백의 강도에 관한 그래프이다.
도 25는 본 발명의 실시예에 따른 냉감 피드백을 제공하기 위한 흡열 동작에 관한 도면이다.
도 26은 본 발명의 실시예에 따른 냉감 피드백의 강도에 관한 그래프이다.
도 27은 본 발명의 실시예에 따른 전압 조절을 이용한 온감/냉감 피드백의 강도에 관한 그래프이다.
도 28은 본 발명의 실시예에 따른 동일 온도 변화량을 갖는 온감/냉감 피드백에 관한 그래프이다.
도 29는 본 발명의 실시예에 따른 열전 소자 그룹 별 동작 제어를 통한 온감/냉각 피드백 강도 조절에 관한 그래프이다.
도 30은 본 발명의 실시예에 따른 전원 인가 타이밍 제어를 통한 온감/냉각 피드백 강도 조절에 관한 그래프이다.
도 31은 본 발명의 실시예에 따른 전압 조절 방식의 열 그릴 동작에 관한 도면이다.
도 32는 본 발명의 실시예에 따른 전압 조절 방식에서 중립 열 그릴 피드백을 제공하기 위한 전압에 관한 표이다.
도 33은 본 발명의 실시예에 따른 영역 조절 방식의 열 그릴 동작에 관한 도면이다.
도 34는 본 발명의 실시예에 따른 열적 조절 방식을 위해 상이한 면적을 갖는 열전 소자 그룹으로 구성되는 열전 소자 어레이를 도시한 도면이다.
도 35는 본 발명의 실시예에 따른 시간 분할 방식을 이용한 열 그릴 동작의 일 예에 관한 도면이다.
도 36은 본 발명의 실시예에 따른 시간 분할 방식을 이용한 열 그릴 동작의 다른 예에 관한 도면이다.
도 37은 본 발명의 실시예에 따른 영역 조절 및 시간 분할이 복합된 방식을 이용한 열 그릴 동작의 일 예에 관한 도면이다.
도 38은 본 발명의 실시예에 따른 영역 조절 및 시간 분할이 복합된 방식을 이용한 열 그릴 동작의 다른 예에 관한 도면이다.
도 39는 본 발명의 실시예에 따른 영역 조절 및 시간 분할이 복합된 방식을 이용한 열 그릴 동작의 또 다른 예에 관한 도면이다.
도 40은 본 발명의 실시예에 따른 발열 동작과 흡열 동작 시 접촉면의 온도 변화를 도시한 도면이다.
도 41은 본 발명의 실시예에 따른 열 역전 환각에 관한 도면이다.
도 42는 본 발명의 실시예에 따른 완충 전압에 의한 접촉면의 온도 변화 추이에 관한 그래프이다.
도 43은 본 발명의 실시예에 따른 복수의 완충 단계를 갖는 열 역전 환각 방지 동작에 따른 접촉면의 온도 변화 추이에 관한 그래프이다.
도 44는 본 발명의 실시예에 따른 여러 강도의 열적 피드백의 중단에 따른 온도 변화 추이를 도시한 그래프이다.
도 45는 본 발명의 실시예에 따른 동일한 강도의 온감 피드백과 냉감 피드백에서 온도 변화 속도의 차이를 도시한 그래프이다.
도 46은 본 발명의 실시예에 따른 온감 피드백과 냉감 피드백의 종료 시 완충 구간의 시간 차이를 도시한 도면이다.
도 47은 본 발명의 실시예에 따른 열 그릴 피드백의 종료 시의 접촉면의 온도 변화를 도시한 그래프이다.
도 48은 본 발명의 실시예에 따른 열 그릴 피드백의 종료 시 온감 제거를 위한 동작을 도시한 그래프이다.
도 49는 본 발명의 실시예에 따른 열 이동 동작을 위한 전기 신호의 일 예에 관한 개략도이다.
도 50은 도 49에 따른 열 이동 동작을 도시한 도면이다.
도 51은 본 발명의 실시예에 따른 열 이동 동작을 위한 전기 신호의 일 예에 관한 개략도이다.
도 52는 도 51에 따른 열 이동 동작을 도시한 도면이다.
도 53은 본 발명의 실시예에 따른 열 이동 동작을 위한 전기 신호의 일 예에 관한 개략도이다.
도 54는 도 53에 따른 열 이동 동작을 도시한 도면이다.
도 55는 본 발명의 실시예에 따른 열 이동 동작을 위한 전기 신호의 일 예에 관한 개략도이다.
도 56은 도 55에 따른 열 이동 동작을 도시한 도면이다.
도 57은 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제1 예에 관한 순서도이다.
도 58은 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제2 예에 관한 순서도이다.
도 59는 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제3 예에 관한 순서도이다.
도 60은 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제4 예에 관한 순서도이다.
도 61은 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제5 예에 관한 순서도이다.
도 62는 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제6 예에 관한 순서도이다.
도 63은 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제7 예에 관한 순서도이다.
도 64는 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제8 예에 관한 순서도이다.
도 65는 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제9 예에 관한 순서도이다.
도 66은 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제10 예에 관한 순서도이다.1 to 7 relate to a gaming controller among implementation examples of a feedback device according to an embodiment of the present invention.
8 to 14 relate to a wearable device among implementation examples of a feedback device according to an embodiment of the present invention.
Figure 15 is a block diagram of the configuration of a feedback device according to an embodiment of the present invention.
Figure 16 is a block diagram of the configuration of a feedback unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 17 is a diagram of one form of a heat output module according to an embodiment of the present invention.
Figure 18 is a diagram of another form of a heat output module according to an embodiment of the present invention.
Figure 19 is a diagram of another form of a heat output module according to an embodiment of the present invention.
Figure 20 is a diagram of another form of a heat output module according to an embodiment of the present invention.
21 is a block diagram of the configuration of an application unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 22 is a schematic diagram of the configuration of an application unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 23 is a diagram of a heat generation operation for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
Figure 24 is a graph regarding the strength of thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
Figure 25 is a diagram of an endothermic operation for providing cooling feedback according to an embodiment of the present invention.
Figure 26 is a graph regarding the intensity of cooling feedback according to an embodiment of the present invention.
Figure 27 is a graph regarding the strength of warm/cold feedback using voltage control according to an embodiment of the present invention.
Figure 28 is a graph regarding hot/cold feedback with the same amount of temperature change according to an embodiment of the present invention.
Figure 29 is a graph regarding the adjustment of the intensity of the heating/cooling feedback through operation control for each thermoelectric element group according to an embodiment of the present invention.
Figure 30 is a graph relating to the adjustment of the intensity of warming/cooling feedback through power application timing control according to an embodiment of the present invention.
Figure 31 is a diagram showing the operation of a voltage control heat grill according to an embodiment of the present invention.
Figure 32 is a table regarding voltages for providing neutral heat grill feedback in the voltage control method according to an embodiment of the present invention.
Figure 33 is a diagram showing the operation of a heat grill using an area control method according to an embodiment of the present invention.
Figure 34 is a diagram showing a thermoelectric element array composed of thermoelectric element groups with different areas for a thermal control method according to an embodiment of the present invention.
Figure 35 is a diagram of an example of a heat grill operation using a time division method according to an embodiment of the present invention.
Figure 36 is a diagram of another example of a heat grill operation using a time division method according to an embodiment of the present invention.
Figure 37 is a diagram of an example of a heat grill operation using a combined method of area control and time division according to an embodiment of the present invention.
Figure 38 is a diagram of another example of a heat grill operation using a combined method of area control and time division according to an embodiment of the present invention.
Figure 39 is a diagram of another example of a heat grill operation using a combined method of area control and time division according to an embodiment of the present invention.
Figure 40 is a diagram showing the temperature change of the contact surface during heat generating and endothermic operations according to an embodiment of the present invention.
Figure 41 is a diagram relating to heat reversal hallucination according to an embodiment of the present invention.
Figure 42 is a graph showing the temperature change trend of the contact surface due to the buffer voltage according to an embodiment of the present invention.
Figure 43 is a graph showing the temperature change trend of the contact surface according to the thermal reversal hallucination prevention operation with a plurality of buffering stages according to an embodiment of the present invention.
Figure 44 is a graph showing a temperature change trend due to cessation of thermal feedback of various intensities according to an embodiment of the present invention.
Figure 45 is a graph showing the difference in temperature change speed between warm feedback and cold feedback of the same intensity according to an embodiment of the present invention.
Figure 46 is a diagram showing the time difference between the buffering section at the end of the warm feedback and the cold feedback according to an embodiment of the present invention.
Figure 47 is a graph showing the temperature change of the contact surface upon termination of heat grill feedback according to an embodiment of the present invention.
Figure 48 is a graph illustrating an operation for removing a sense of warmth upon termination of heat grill feedback according to an embodiment of the present invention.
Figure 49 is a schematic diagram of an example of an electrical signal for a heat transfer operation according to an embodiment of the present invention.
FIG. 50 is a diagram illustrating a heat transfer operation according to FIG. 49.
Figure 51 is a schematic diagram of an example of an electrical signal for a heat transfer operation according to an embodiment of the present invention.
FIG. 52 is a diagram illustrating a heat transfer operation according to FIG. 51.
Figure 53 is a schematic diagram of an example of an electrical signal for a heat transfer operation according to an embodiment of the present invention.
FIG. 54 is a diagram illustrating a heat transfer operation according to FIG. 53.
Figure 55 is a schematic diagram of an example of an electrical signal for a heat transfer operation according to an embodiment of the present invention.
FIG. 56 is a diagram illustrating a heat transfer operation according to FIG. 55.
Figure 57 is a flowchart of a first example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
Figure 58 is a flowchart of a second example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
Figure 59 is a flowchart of a third example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
Figure 60 is a flowchart of a fourth example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
Figure 61 is a flowchart of a fifth example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
Figure 62 is a flowchart of a sixth example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
Figure 63 is a flowchart of a seventh example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
Figure 64 is a flowchart of an eighth example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
Figure 65 is a flowchart of a ninth example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
Figure 66 is a flowchart of a tenth example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The embodiments described in this specification are intended to clearly explain the spirit of the present invention to those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described in this specification, and the present invention The scope of should be construed to include modifications or variations that do not depart from the spirit of the present invention.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 가능한 현재 널리 사용되고 있는 일반적인 용어를 선택하였으나 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 의도, 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 다만, 이와 달리 특정한 용어를 임의의 의미로 정의하여 사용하는 경우에는 그 용어의 의미에 관하여 별도로 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.The terms used in this specification are general terms that are currently widely used as much as possible in consideration of their function in the present invention, but this may vary depending on the intention, custom, or the emergence of new technologies in the technical field to which the present invention pertains. You can. However, if a specific term is defined and used with an arbitrary meaning, the meaning of the term will be described separately. Therefore, the terms used in this specification should be interpreted based on the actual meaning of the term and the overall content of this specification, not just the name of the term.
본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것으로 도면에 도시된 형상은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 필요에 따라 과장되어 표시된 것일 수 있으므로 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.The drawings attached to this specification are intended to easily explain the present invention, and the shapes shown in the drawings may be exaggerated as necessary to aid understanding of the present invention, so the present invention is not limited by the drawings.
본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다.In this specification, if it is determined that a detailed description of a known configuration or function related to the present invention may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted as necessary.
본 발명의 일 양상에 따르면, 전원을 인가받은 열전 소자의 발열 동작 및 흡열 동작 중 적어도 하나를 포함하는 열전 동작에 의해 발생한 열을 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스에 의해 수행되는 열적 피드백 제공 방법으로서, 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위하여 상기 열전 소자에 작동 전원을 인가하는 단계; 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 작동 전원의 인가를 중단하는 단계; 및 상기 작동 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도를 저감시키는 완충 전원을 인가하는 단계;를 포함하는 열적 피드백 제공 방법이 제공될 수 있다. According to one aspect of the present invention, heat generated by a thermoelectric operation including at least one of a heating operation and an endothermic operation of a thermoelectric element to which power is applied is transferred to the user through a contact surface in contact with a body part of the user, thereby providing thermal feedback. A method of providing thermal feedback performed by a feedback device that outputs, comprising: applying operating power to the thermoelectric element to initiate output of the thermal feedback; stopping application of the operating power to terminate output of the thermal feedback; and to prevent the user from feeling a thermal reversal hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, in the process where the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to the initial temperature when the application of the operating power is stopped. A method of providing thermal feedback including the step of applying buffer power to reduce the rate of temperature change may be provided.
여기서, 상기 열 역전 환각은, 상기 작동 전원의 인가 중단 시 상기 접촉면의 온도가 상기 초기 온도를 기준으로 상기 열전 동작에 의해 변화된 온도와 동일 방향임에도 상기 사용자가 상기 초기 온도를 기준으로 상기 열전 동작에 의해 변화된 온도와 반대 방향의 온도를 느끼는 것을 의미할 수 있다. Here, the thermal reversal hallucination is that when the application of the operating power is stopped, the user performs the thermoelectric operation based on the initial temperature even though the temperature of the contact surface is in the same direction as the temperature changed by the thermoelectric operation based on the initial temperature. It may mean feeling the temperature in the opposite direction to the temperature changed by.
또 여기서, 상기 완충 전원은, 상기 작동 전원과 동일한 방향의 전원일 수 있다.Also, here, the buffer power source may be a power source in the same direction as the operating power source.
또 여기서, 상기 완충 전원은, 상기 작동 전원보다 전압 및 전류 중 적어도 하나가 작을 수 있다. Also, here, the buffer power source may have at least one of voltage and current smaller than the operating power source.
또 여기서, 상기 완충 전원을 인가하는 단계에서, 상기 완충 전원이 인가되는 동안 상기 완충 전원의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 감소시킬 수 있다. Also, here, in the step of applying the buffer power, at least one of the voltage and current of the buffer power may be reduced while the buffer power is applied.
또 여기서, 상기 완충 전원을 인가하는 단계에서, 듀티 신호 형태인 상기 완충 전원을 인가할 수 있다. Also, here, in the step of applying the buffer power, the buffer power in the form of a duty signal may be applied.
또 여기서, 상기 작동 전원이 듀티 신호 형태로 인가되는 경우, 상기 완충 전원의 듀티 레이트가 상기 작동 전원의 듀티 레이트보다 작을 수 있다.Also, here, when the operating power is applied in the form of a duty signal, the duty rate of the buffer power may be smaller than the duty rate of the operating power.
또 여기서, 상기 완충 전원을 인가하는 단계에서, 상기 완충 전원이 인가되는 동안 상기 완충 전원의 듀티 레이트를 감소시킬 수 있다.Also, here, in the step of applying the buffer power, the duty rate of the buffer power may be reduced while the buffer power is applied.
또 여기서, 상기 열전 소자는, 개별 제어 가능한 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되고, 상기 완충 전원을 인가하는 단계에서, 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 일부에만 상기 완충 전원을 인가할 수 있다.Also, here, the thermoelectric element is provided as a thermocouple array including a plurality of individually controllable thermocouple groups, and in the step of applying the buffer power, the buffer power is applied to only some of the plurality of thermocouple groups. You can.
또 여기서, 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 상기 작동 전원이 인가된 열전 쌍 그룹의 개수보다 상기 완충 전원이 인가되는 열전 쌍 그룹의 개수가 더 작을 수 있다.Also, here, among the plurality of thermocouple groups, the number of thermocouple groups to which the buffering power is applied may be smaller than the number of thermocouple groups to which the operating power is applied.
또 여기서, 상기 완충 전원이 인가되는 동안 상기 완충 전원이 인가되는 열전 쌍 그룹의 개수를 감소시킬 수 있다. Also, here, while the buffer power is applied, the number of thermocouple groups to which the buffer power is applied can be reduced.
또 여기서, 상기 완충 전원을 인가하는 단계에서, 상기 작동 전원의 인가 중단 후 미리 정해진 시간 동안 전원 인가 없이 대기한 뒤 상기 완충 전원을 인가할 수 있다. Also, here, in the step of applying the buffer power, the buffer power may be applied after stopping the application of the operating power and waiting without applying power for a predetermined period of time.
또 여기서, 상기 피드백 디바이스는, 상기 열적 피드백의 강도를 복수의 강도로 조절 가능하고, 상기 열적 피드백의 강도가 미리 정해진 강도 이상인 경우에만 상기 완충 전원을 인가하는 단계를 수행할 수 있다.Also, here, the feedback device can adjust the strength of the thermal feedback to a plurality of strengths, and can perform the step of applying the buffer power only when the strength of the thermal feedback is greater than or equal to a predetermined strength.
또 여기서, 상기 피드백 디바이스는, 상기 열적 피드백의 강도를 복수의 강도로 조절 가능하고, 상기 열적 피드백의 강도를 획득하는 단계; 상기 열적 피드백의 강도에 기초하여 상기 작동 전원을 생성하는 단계; 및 상기 열적 피드백의 강도가 미리 정해진 강도 이상인지 여부에 따라 상기 완충 전원의 인가 여부를 결정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.Also here, the feedback device is capable of adjusting the intensity of the thermal feedback to a plurality of intensities, and the step of obtaining the intensity of the thermal feedback; generating the operating power based on the strength of the thermal feedback; and determining whether to apply the buffer power according to whether the intensity of the thermal feedback is greater than or equal to a predetermined intensity.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 발열 동작 및 흡열 동작 중 적어도 하나를 포함하는 열전 동작을 수행하는 열전 소자, 상기 열전 소자에 상기 열전 동작을 위한 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측면에 마련되고 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 포함하고, 상기 접촉면을 통해 상기 열전 동작에 의해 발생한 열을 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 열 출력 모듈; 및 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위하여 상기 전원 단자에 작동 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 작동 전원의 인가를 중단하고, 상기 작동 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 전원 단자에 상기 접촉면의 온도 변화 속도를 저감시키는 완충 전원을 인가하는 피드백 콘트롤러;를 포함하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다. According to another aspect of the present invention, a thermoelectric element that performs a thermoelectric operation including at least one of a heat-generating operation and a heat-absorbing operation, a power terminal that supplies power for the thermoelectric operation to the thermoelectric element, and a thermoelectric element on one side of the thermoelectric element. a heat output module that is provided and includes a contact surface in contact with a body part of the user, and outputs thermal feedback by transmitting heat generated by the thermoelectric operation to the user through the contact surface; and applying operating power to the power terminal to start output of the thermal feedback, stopping application of the operating power to terminate the output of the thermal feedback, and changing the thermoelectric operation according to the cessation of application of the operating power. In the process of returning the temperature of the contact surface to the initial temperature, a buffer power that reduces the rate of temperature change of the contact surface is applied to the power terminal to prevent the user from experiencing thermal reversal hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback. A feedback device including a feedback controller may be provided.
여기서, 상기 열 역전 환각은, 상기 작동 전원의 인가 중단 시 상기 접촉면의 온도가 상기 초기 온도를 기준으로 상기 열전 동작에 의해 변화된 온도와 동일 방향임에도 상기 사용자가 상기 초기 온도를 기준으로 상기 열전 동작에 의해 변화된 온도와 반대 방향의 온도를 느끼는 것을 의미할 수 있다.Here, the thermal reversal hallucination is that when the application of the operating power is stopped, the user performs the thermoelectric operation based on the initial temperature even though the temperature of the contact surface is in the same direction as the temperature changed by the thermoelectric operation based on the initial temperature. It may mean feeling the temperature in the opposite direction to the temperature changed by.
또 여기서, 상기 완충 전원은, 상기 작동 전원과 동일한 방향의 전원일 수 있다.Also, here, the buffer power source may be a power source in the same direction as the operating power source.
또 여기서, 상기 완충 전원은, 상기 작동 전원보다 전압 및 전류 중 적어도 하나가 작을 수 있다.Also, here, the buffer power source may have at least one of voltage and current smaller than the operating power source.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 완충 전원이 인가되는 동안 상기 완충 전원의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 감소시킬 수 있다.Also, here, the feedback controller may reduce at least one of the voltage and current of the buffer power while the buffer power is applied.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 듀티 신호 형태로 상기 완충 전원을 인가할 수 있다.Also, here, the feedback controller may apply the buffer power in the form of a duty signal.
또 여기서, 상기 작동 전원이 듀티 신호 형태로 인가되는 경우, 상기 완충 전원의 듀티 레이트가 상기 작동 전원의 듀티 레이트보다 작을 수 있다.Also, here, when the operating power is applied in the form of a duty signal, the duty rate of the buffer power may be smaller than the duty rate of the operating power.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 완충 전원이 인가되는 동안 상기 완충 전원의 듀티 레이트를 감소시킬 수 있다.Also, here, the feedback controller may reduce the duty rate of the buffer power while the buffer power is applied.
또 여기서, 상기 열전 소자는, 개별 제어 가능한 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되고, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 일부에만 상기 완충 전원을 인가할 수 있다.Also, here, the thermoelectric element is provided as a thermocouple array including a plurality of individually controllable thermocouple groups, and the feedback controller may apply the buffer power to only some of the plurality of thermocouple groups.
또 여기서, 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 상기 작동 전원이 인가된 열전 쌍 그룹의 개수보다 상기 완충 전원이 인가되는 열전 쌍 그룹의 개수가 더 작을 수 있다.Also, here, among the plurality of thermocouple groups, the number of thermocouple groups to which the buffering power is applied may be smaller than the number of thermocouple groups to which the operating power is applied.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 완충 전원이 인가되는 동안 상기 완충 전원이 인가되는 열전 쌍 그룹의 개수를 감소시킬 수 있다.Also, here, the feedback controller may reduce the number of thermocouple groups to which the buffer power is applied while the buffer power is applied.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 작동 전원의 인가 중단 후 미리 정해진 시간 동안 전원 인가 없이 대기한 뒤 상기 완충 전원을 인가할 수 있다.Also, here, the feedback controller may wait without applying power for a predetermined time after stopping the application of the operating power and then apply the buffer power.
또 여기서, 상기 열 출력 모듈은, 상기 열적 피드백의 강도를 복수의 강도로 조절 가능하고, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백의 강도가 미리 정해진 강도 이상인 경우에만 상기 완충 전원을 인가할 수 있다.Also, here, the heat output module can adjust the strength of the thermal feedback to a plurality of strengths, and the feedback controller can apply the buffer power only when the strength of the thermal feedback is greater than a predetermined strength.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백의 강도를 획득하고, 상기 열적 피드백의 강도에 기초하여 상기 작동 전원을 생성하고, 상기 열적 피드백의 강도가 미리 정해진 강도 이상인지 여부에 따라 상기 완충 전원의 인가 여부를 결정할 수 있다.Also here, the feedback controller obtains the strength of the thermal feedback, generates the operating power based on the strength of the thermal feedback, and controls the buffer power according to whether the strength of the thermal feedback is greater than or equal to a predetermined strength. You can decide whether to approve it or not.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 각각 개별적으로 동작하는 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되는 열전 소자의 발열 동작 및 흡열 동작 중 적어도 하나를 포함하는 열전 동작에 의해 발생한 열을 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스에 의해 수행되는 열적 피드백 제공 방법으로서, 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위하여 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 적어도 일부인 작동 그룹에 상기 열전 동작을 위한 전원을 인가하는 단계; 및 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 전원의 인가를 중단하는 단계;를 포함하되, 상기 중단하는 단계에서, 상기 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도가 저감되도록 상기 작동 그룹 중 일부에 대해서 상기 전원의 인가를 중단한 뒤 상기 작동 그룹 중 나머지에 대해서 상기 전원의 인가를 중단하는 열적 피드백 제공 방법이 제공될 수 있다. According to another aspect of the present invention, heat generated by a thermoelectric operation including at least one of a heat-generating operation and an endothermic operation of a thermoelectric element provided as a thermocouple array including a plurality of thermocouple groups each operating individually is generated by a user. A method of providing thermal feedback performed by a feedback device that outputs thermal feedback by transmitting it to the user through a contact surface in contact with a body part, wherein an operation group that is at least a part of the plurality of thermocouple groups to initiate output of the thermal feedback applying power for the thermoelectric operation to; and stopping the application of the power to terminate the output of the thermal feedback; wherein, in the stopping step, the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to the initial temperature as the application of the power is stopped. In the process, the application of the power to some of the operation groups is stopped so that the temperature change rate of the contact surface is reduced to prevent the user from experiencing thermal reversal hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, and then the operation is performed. A method of providing thermal feedback may be provided to discontinue application of the power to the remainder of the group.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 발열 동작 및 흡열 동작 중 적어도 하나를 포함하는 열전 동작을 각각 개별적으로 수행하는 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되는 열전 소자, 상기 열전 소자에 상기 열전 동작을 위한 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측에 마련되고 상기 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 포함하고, 상기 접촉면을 통해 상기 열전 동작에 의해 발생한 열을 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 열 출력 모듈; 및 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위하여 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 적어도 일부인 작동 그룹에 상기 열전 동작을 위한 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 전원의 인가를 중단하되, 상기 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도가 저감되도록 상기 작동 그룹 중 일부에 대해서 상기 전원의 인가를 중단한 뒤 상기 작동 그룹 중 나머지에 대해서 상기 전원의 인가를 중단하는 피드백 콘트롤러;를 포함하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다. According to another aspect of the present invention, a thermoelectric element provided as a thermocouple array including a plurality of thermocouple groups each individually performing a thermoelectric operation including at least one of a heat generating operation and an endothermic operation, the thermoelectric element comprising: It includes a power terminal that supplies power for the thermoelectric operation and a contact surface provided on one side of the thermoelectric element and in contact with a body part of the user, and transfers heat generated by the thermoelectric operation to the user through the contact surface. a heat output module that outputs thermal feedback by doing so; and applying power for the thermoelectric operation to at least a part of an operation group among the plurality of thermocouple groups in order to start output of the thermal feedback, and stopping the application of the power to end the output of the thermal feedback. In order to prevent the user from feeling thermal reversal hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, in the process where the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to the initial temperature when application is stopped, the temperature change rate of the contact surface is changed. A feedback device may be provided including a feedback controller that stops applying the power to some of the operation groups and then stops applying the power to the remainder of the operation groups so that the power is reduced.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 게임 및 체감형 어플리케이션을 포함하는 멀티미디어 콘텐츠를 구동하는 콘텐츠 재생 디바이스와 연동되어, 상기 멀티미디어 콘텐츠에 이용되는 상기 사용자의 조작을 획득하고 상기 멀티미디어 콘텐츠에 수반되는 열적 경험을 제공하기 위한 열적 피드백을 제공하는 게이밍 콘트롤러로서, 사용자에 의해 파지되는 파지부를 포함하고 상기 게이밍 콘트롤러의 외관을 형성하는 케이싱; 상기 사용자의 조작에 따라 사용자 입력을 수신하는 입력 모듈; 상기 콘텐츠 재생 디바이스와 통신하는 통신 모듈; 열전 동작을 수행하는 열전 소자, 상기 열전 소자에 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 파지부에 마련되고 상기 열전 소자의 열전 동작에 따라 발생하는 열을 상기 사용자에게 전달하는 접촉면을 포함하고, 상기 접촉면을 통해 상기 열전 동작에 의해 발생한 열을 상기 사용자에게 전달함으로써 상기 열적 피드백을 출력하는 열 출력 모듈; 및 상기 입력 모듈을 통해 수신된 상기 사용자 입력을 획득하고, 상기 통신 모듈을 통해 상기 콘텐츠 재생 디바이스로 상기 사용자 입력을 송신하고, 상기 통신 모듈을 통해 상기 콘텐츠 재생 디바이스로부터 상기 열적 피드백에 관한 정보를 수신하고, 상기 열적 피드백의 정보에 따른 상기 열적 피드백의 강도에 기초하여 미리 정해진 복수의 전압값 중 작동 전압을 선택하고, 상기 작동 전압에 기초하여 작동 전원을 생성하고, 상기 열 출력 모듈이 상기 열적 피드백을 출력하도록 상기 전원 단자에 상기 작동 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백의 출력이 종료되도록 상기 작동 전원의 인가를 중단하고, 상기 미리 정해진 복수의 전압값 중 상기 작동 전압보다 낮은 완충 전압을 선택하고, 상기 완충 전압에 기초하여 완충 전원을 생성하고, 상기 작동 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 열전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 전원 단자에 상기 접촉면의 온도 변화 속도를 저감시키는 완충 전원을 인가하는 콘트롤러;를 포함하는 게이밍 콘트롤러가 제공될 수 있다. According to yet another aspect of the present invention, it is linked with a content playback device that drives multimedia content including games and tangible applications, to obtain the user's operation used for the multimedia content and to generate thermal energy accompanying the multimedia content. A gaming controller that provides thermal feedback to provide an experience, comprising: a casing that includes a grip portion held by a user and forms an exterior of the gaming controller; an input module that receives user input according to the user's manipulation; a communication module that communicates with the content playback device; It includes a thermoelectric element that performs a thermoelectric operation, a power terminal that supplies power to the thermoelectric element, and a contact surface provided on the gripper and transferring heat generated according to the thermoelectric operation of the thermoelectric element to the user, the contact surface a heat output module that outputs the thermal feedback by transferring heat generated by the thermoelectric operation to the user; and obtaining the user input received through the input module, transmitting the user input to the content playback device through the communication module, and receiving information about the thermal feedback from the content playback device through the communication module. and select an operating voltage from among a plurality of predetermined voltage values based on the strength of the thermal feedback according to the thermal feedback information, generate an operating power based on the operating voltage, and the thermal output module provides the thermal feedback. Applying the operating power to the power terminal to output, stopping application of the operating power so that output of the thermal feedback is terminated, and selecting a buffer voltage lower than the operating voltage among the plurality of predetermined voltage values, In the process of generating a buffer power based on the buffer voltage and returning the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation to the initial temperature when the application of the operating power is stopped, the user experiences a thermal hallucination opposite to the thermal feedback. A gaming controller may be provided that includes a controller that applies buffering power to the power terminal to reduce the rate of temperature change of the contact surface in order to prevent experiencing thermoelectric hallucinations.
여기서, 상기 콘트롤러는, 상기 열적 피드백의 종류가 온감 피드백인지 냉감 피드백인지 여부에 기초하여 전원 인가 방향이 정방향인지 역방향인지 여부를 판단하고, 상기 작동 전원과 상기 완충 전원을 상기 판단된 전원 인가 방향으로 인가할 수 있다.Here, the controller determines whether the power application direction is forward or reverse based on whether the type of thermal feedback is warm feedback or cold feedback, and applies the operating power and the buffer power in the determined power application direction. It can be approved.
또 여기서, 상기 열적 피드백의 강도는, 제1 강도 및 상기 제1 강도보다 강한 제2 강도를 포함하고, 상기 미리 정해진 복수의 전압값은, 제1 전압값 및 상기 제1 전압값보다 큰 제2 전압값을 포함하고, 상기 콘트롤러는, 상기 열적 피드백의 강도가 상기 제1 강도인 경우 상기 작동 전압을 상기 제1 전압값으로 선택하고, 상기 열적 피드백의 강도가 상기 제2 강도인 경우 상기 작동 전압을 상기 제2 전압값으로 선택하고, 상기 제2 전압값을 가지는 작동 전압의 인가 중단 시 상기 완충 전압을 상기 제1 전압값으로 선택할 수 있다. Also, here, the intensity of the thermal feedback includes a first intensity and a second intensity that is stronger than the first intensity, and the plurality of predetermined voltage values include a first voltage value and a second intensity that is greater than the first voltage value. and a voltage value, wherein the controller selects the operating voltage as the first voltage value when the intensity of the thermal feedback is the first intensity, and selects the operating voltage as the first voltage value when the intensity of the thermal feedback is the second intensity. may be selected as the second voltage value, and when application of the operating voltage having the second voltage value is stopped, the buffer voltage may be selected as the first voltage value.
또 여기서, 상기 콘트롤러는, 상기 작동 전압이 상기 제1 전압값보다 큰 경우에만 상기 작동 전원의 인가 중단 시 상기 완충 전원을 인가할 수 있다.Also, here, the controller may apply the buffer power when the application of the operating power is stopped only when the operating voltage is greater than the first voltage value.
또 여기서, 상기 열적 피드백의 강도는, 상기 제2 강도보다 강한 제3 강도를 더 포함하고, 상기 미리 정해진 복수의 전압값은, 상기 제2 전압값보다 큰 제3 전압값을 포함하고, 상기 콘트롤러는, 상기 열적 피드백의 강도가 상기 제3 강도인 경우 상기 작동 전압을 상기 제3 전압값으로 선택하고, 상기 제3 전압값을 가지는 작동 전원의 인가 중단 시 상기 완충 전압을 상기 제1 전압값으로 선택할 수 있다.Also, here, the intensity of the thermal feedback further includes a third intensity that is stronger than the second intensity, the plurality of predetermined voltage values include a third voltage value that is greater than the second voltage value, and the controller When the strength of the thermal feedback is the third strength, the operating voltage is selected as the third voltage value, and when application of the operating power having the third voltage value is stopped, the buffer voltage is set to the first voltage value. You can choose.
또 여기서, 상기 열적 피드백의 강도는, 상기 제2 강도보다 강한 제3 강도를 더 포함하고, 상기 미리 정해진 복수의 전압값은, 상기 제2 전압값보다 큰 제3 전압값을 포함하고, 상기 콘트롤러는, 상기 열적 피드백의 강도가 상기 제3 강도인 경우 상기 작동 전압을 상기 제3 전압값으로 선택하고, 상기 제3 전압값을 가지는 작동 전원의 인가 중단 시 상기 완충 전압을 상기 제1 전압값 및 제2 전압값으로 선택하고, 상기 완충 전원의 인가 시 먼저 상기 제2 전압값을 인가하고 이어서 상기 제1 전압값을 인가할 수 있다.Also, here, the intensity of the thermal feedback further includes a third intensity that is stronger than the second intensity, the plurality of predetermined voltage values include a third voltage value that is greater than the second voltage value, and the controller When the strength of the thermal feedback is the third strength, the operating voltage is selected as the third voltage value, and when application of the operating power having the third voltage value is stopped, the buffer voltage is set to the first voltage value and A second voltage value may be selected, and when applying the buffer power, the second voltage value may be applied first and then the first voltage value may be applied.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 전원을 인가받은 열전 소자의 발열 동작 및 흡열 동작을 포함하는 열전 동작에 의해 발생한 열을 사용자 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스에 의해 수행되는 열적 피드백 제공 방법으로서, 온감 피드백 및 냉감 피드백을 포함하는 상기 열적 피드백의 종류를 획득하는 단계; 상기 열전 피드백의 종류를 고려하여 상기 열전 소자에 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위한 작동 전원을 인가하는 단계; 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 작동 전원의 인가를 중단하는 단계; 및 상기 작동 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위한 완충 전원을 상기 열적 피드백의 종류에 따라 생성하는 단계; 및 상기 열전 소자에 상기 완충 전원을 인가하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도를 저감시키는 단계;를 포함하는 열적 피드백 제공 방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, thermal feedback is output by transmitting heat generated by a thermoelectric operation, including a heating operation and an endothermic operation of a thermoelectric element to which power is applied, to the user through a contact surface in contact with a part of the user's body. A method of providing thermal feedback performed by a feedback device, comprising: obtaining types of thermal feedback including warm feedback and cold feedback; applying operating power to initiate output of the thermal feedback to the thermoelectric element in consideration of the type of the thermoelectric feedback; stopping application of the operating power to terminate output of the thermal feedback; and a buffer power for preventing the user from feeling a thermal reversal hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, in the process where the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to the initial temperature upon cessation of application of the operating power. generating according to the type of thermal feedback; And applying the buffer power to the thermoelectric element to reduce the rate of temperature change of the contact surface. A method of providing thermal feedback including a step may be provided.
여기서, 상기 완충 전원은, 상기 작동 전원의 전압보다 작고 상기 열적 피드백의 종류에 따라 서로 상이한 전압값을 가질 수 있다.Here, the buffer power source is smaller than the voltage of the operating power source and may have different voltage values depending on the type of thermal feedback.
또 여기서, 상기 생성하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 제1 전압값보다 큰 제2 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.Also, here, the generating step includes generating the buffer power having a first voltage value when the thermal feedback is the warm feedback, and generating the buffer power having a first voltage value greater than the first voltage value when the thermal feedback is the cold feedback. It may include generating the buffer power having a voltage value.
또 여기서, 상기 생성하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 제1 전압값보다 작은 제2 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.Also, here, the generating step includes generating the buffer power having a first voltage value when the thermal feedback is the warm feedback, and generating a second voltage value smaller than the first voltage value when the thermal feedback is the cold feedback. It may include generating the buffer power having a voltage value.
또 여기서, 상기 완충 전원은, 상기 작동 전원의 전압보다 작고 상기 열적 피드백의 종류에 따라 서로 상이한 전류값을 가질 수 있다.Also, here, the buffer power source is smaller than the voltage of the operating power source and may have different current values depending on the type of thermal feedback.
또 여기서, 상기 생성하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 제1 전류값보다 큰 제2 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.Also, here, the generating step includes generating the buffer power supply having a first current value when the thermal feedback is the warm feedback, and generating a second current value greater than the first current value when the thermal feedback is the cold feedback. It may include generating the buffer power having a current value.
또 여기서, 상기 생성하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 제1 전류값보다 작은 제2 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.Also, here, the generating step includes generating the buffer power supply having a first current value when the thermal feedback is the warm feedback, and generating a second current value smaller than the first current value when the thermal feedback is the cold feedback. It may include generating the buffer power having a current value.
또 여기서, 상기 작동 전원에 대한 상기 완충 전원의 전압의 비율은, “1” 보다 작고 상기 열적 피드백의 종류에 따라 서로 상이할 수 있다.Also, here, the ratio of the voltage of the buffer power to the operating power is less than “1” and may be different depending on the type of thermal feedback.
또 여기서, 상기 작동 전원을 인가하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전압값을 갖는 작동 전원을 인가하는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제2 전압값을 갖는 작동 전원을 인가하는 단계를 포함하고, 상기 생성하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제3 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제4 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 전압값에 대한 상기 제3 전압값의 비율은, 상기 제2 전압값에 대한 상기 제4 전압값의 비율보다 클 수 있다. Also, here, the step of applying the operating power includes applying an operating power having a first voltage value when the thermal feedback is the warm feedback, and applying an operating power having a second voltage value when the thermal feedback is the cooling feedback. A step of applying power, wherein the generating step includes generating the buffer power having a third voltage value when the thermal feedback is the warm feedback, and generating a fourth voltage value when the thermal feedback is the cold feedback. and generating the buffer power supply having a value, wherein the ratio of the third voltage value to the first voltage value may be greater than the ratio of the fourth voltage value to the second voltage value.
또 여기서, 상기 작동 전원을 인가하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전압값을 갖는 작동 전원을 인가하는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제2 전압값을 갖는 작동 전원을 인가하는 단계를 포함하고, 상기 생성하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제3 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제4 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 전압값에 대한 상기 제3 전압값의 비율은, 상기 제2 전압값에 대한 상기 제4 전압값의 비율보다 작을 수 있다. Also, here, the step of applying the operating power includes applying an operating power having a first voltage value when the thermal feedback is the warm feedback, and applying an operating power having a second voltage value when the thermal feedback is the cooling feedback. A step of applying power, wherein the generating step includes generating the buffer power having a third voltage value when the thermal feedback is the warm feedback, and generating a fourth voltage value when the thermal feedback is the cold feedback. and generating the buffer power supply having a value, wherein the ratio of the third voltage value to the first voltage value may be smaller than the ratio of the fourth voltage value to the second voltage value.
또 여기서, 상기 작동 전원에 대한 상기 완충 전원의 전류의 비율은, “1”보다 작고 상기 열적 피드백의 종류에 따라 서로 상이할 수 있다. Also, here, the ratio of the current of the buffer power to the operating power is less than “1” and may be different depending on the type of thermal feedback.
또 여기서, 상기 작동 전원을 인가하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전류값을 갖는 작동 전원을 인가하는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제2 전류값을 갖는 작동 전원을 인가하는 단계를 포함하고, 상기 생성하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제3 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제4 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 전류값에 대한 상기 제3 전류값의 비율은, 상기 제2 전류값에 대한 상기 제4 전류값의 비율보다 클 수 있다.Also, here, the step of applying the operating power includes applying an operating power having a first current value when the thermal feedback is the warm feedback, and applying an operating power having a second current value when the thermal feedback is the cooling feedback. A step of applying power, wherein the generating step includes generating the buffer power supply having a third current value when the thermal feedback is the warm feedback, and generating a fourth current value when the thermal feedback is the cold feedback. and generating the buffer power supply having a value, wherein the ratio of the third current value to the first current value may be greater than the ratio of the fourth current value to the second current value.
또 여기서, 상기 작동 전원을 인가하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전류값을 갖는 작동 전원을 인가하는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제2 전류값을 갖는 작동 전원을 인가하는 단계를 포함하고, 상기 생성하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제3 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제4 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 전류값에 대한 상기 제3 전류값의 비율은, 상기 제2 전류값에 대한 상기 제4 전류값의 비율보다 작을 수 있다.Also, here, the step of applying the operating power includes applying an operating power having a first current value when the thermal feedback is the warm feedback, and applying an operating power having a second current value when the thermal feedback is the cooling feedback. A step of applying power, wherein the generating step includes generating the buffer power supply having a third current value when the thermal feedback is the warm feedback, and generating a fourth current value when the thermal feedback is the cold feedback. and generating the buffer power supply having a value, wherein the ratio of the third current value to the first current value may be smaller than the ratio of the fourth current value to the second current value.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 전원을 인가받은 열전 소자의 발열 동작 및 흡열 동작을 포함하는 열전 동작에 의해 발생한 열을 사용자 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스에 의해 수행되는 열적 피드백 제공 방법으로서, 온감 피드백 및 냉감 피드백을 포함하는 상기 열적 피드백의 종류를 획득하는 단계; 상기 열전 피드백의 종류를 고려하여 상기 열전 소자에 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위한 작동 전원을 인가하는 단계; 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 작동 전원의 인가를 중단하는 단계; 상기 열적 피드백의 종류에 따라 상이하게 설정되는 완충 시간을 획득하는 단계; 및 상기 작동 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도를 저감시키는 완충 전원을 상기 열전 소자에 상기 완충 시간 동안 인가하는 단계;를 포함하는 열적 피드백 제공 방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, thermal feedback is output by transmitting heat generated by a thermoelectric operation, including a heating operation and an endothermic operation of a thermoelectric element to which power is applied, to the user through a contact surface in contact with a part of the user's body. A method of providing thermal feedback performed by a feedback device, comprising: obtaining types of thermal feedback including warm feedback and cold feedback; applying operating power to initiate output of the thermal feedback to the thermoelectric element in consideration of the type of the thermoelectric feedback; stopping application of the operating power to terminate output of the thermal feedback; Obtaining a buffer time set differently depending on the type of thermal feedback; and to prevent the user from feeling a thermal reversal hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, in the process where the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to the initial temperature when the application of the operating power is stopped. A method of providing thermal feedback including the step of applying a buffering power that reduces the rate of temperature change to the thermoelectric element during the buffering time may be provided.
여기서, 상기 완충 전원을 인가하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 시간 동안 상기 완충 전원을 인가하는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 제1 시간보다 큰 제2 시간 동안 상기 완충 전원을 인가하는 단계를 포함할 수 있다.Here, applying the buffer power includes applying the buffer power for a first time when the thermal feedback is the warm feedback, and applying the buffer power for a second time greater than the first time when the thermal feedback is the cold feedback. It may include applying the buffer power while the buffering power is applied.
또 여기서, 상기 완충 전원을 인가하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 시간 동안 상기 완충 전원을 인가하는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 제1 시간보다 작은 제2 시간 동안 상기 완충 전원을 인가하는 단계를 포함할 수 있다.Also, here, the step of applying the buffer power includes applying the buffer power for a first time when the thermal feedback is the warm feedback, and applying the buffer power for a second time less than the first time when the thermal feedback is the cold feedback. It may include applying the buffer power for a period of time.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 발열 동작 및 흡열 동작을 포함하는 열전 동작을 각각 개별적으로 수행하는 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되는 열전 소자에 의해 발생한 열을 사용자 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스에 의해 수행되는 열적 피드백 제공 방법으로서, 온감 피드백 및 냉감 피드백을 포함하는 상기 열적 피드백의 종류를 획득하는 단계; 상기 열전 피드백의 종류를 고려하여 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 적어도 일부인 작동 그룹에 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위한 작동 전원을 인가하는 단계; 및 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 작동 전원의 인가를 중단하는 단계; 상기 작동 그룹보다 작은 개수의 상기 열전 쌍 그룹을 포함하는 완충 그룹을 상기 열적 피드백의 종류를 고려하여 판단하는 단계; 및 상기 작동 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도가 저감되도록 상기 완충 그룹에 완충 전원을 인가하는 단계;를 포함하는 열적 피드백 제공 방법이 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, heat generated by a thermoelectric element provided as a thermocouple array including a plurality of thermocouple groups each individually performing thermoelectric operations including a heating operation and an endothermic operation is transferred to a user's body part. A method of providing thermal feedback performed by a feedback device that outputs thermal feedback by transmitting it to the user through a contact surface in contact with the user, comprising: obtaining types of thermal feedback including warm feedback and cold feedback; applying operating power for starting output of the thermal feedback to at least some operating groups among the plurality of thermocouple groups in consideration of the type of the thermoelectric feedback; and stopping application of the operating power to terminate output of the thermal feedback. determining a buffer group including a smaller number of thermocouple groups than the operating group in consideration of the type of thermal feedback; and to prevent the user from feeling a thermal reversal hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, in the process where the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to the initial temperature when the application of the operating power is stopped. A method of providing thermal feedback including the step of applying buffering power to the buffering group to reduce the rate of temperature change may be provided.
여기서, 상기 판단하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 상기 완충 그룹에 제1 개수의 상기 열전 쌍 그룹을 포함시키는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 완충 그룹에 상기 제1 개수보다 큰 제2 개수의 상기 열전 쌍 그룹을 포함시키는 단계를 포함할 수 있다.Here, the determining step includes including a first number of the thermocouple groups in the buffering group when the thermal feedback is the warm feedback, and including the first number of the thermocouple groups in the buffering group when the thermal feedback is the cold feedback. It may include including a second number of thermocouple groups greater than the number.
또 여기서, 상기 판단하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 상기 완충 그룹에 제1 개수의 상기 열전 쌍 그룹을 포함시키는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 완충 그룹에 상기 제1 개수보다 작은 제2 개수의 상기 열전 쌍 그룹을 포함시키는 단계를 포함할 수 있다.Also, here, the determining step includes including a first number of the thermocouple groups in the buffering group when the thermal feedback is the warm feedback, and including the first number of the thermocouple groups in the buffering group when the thermal feedback is the cold feedback. It may include including a second number of the thermocouple groups less than one.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 발열 동작 및 흡열 동작을 포함하는 열전 동작을 각각 개별적으로 수행하는 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되는 열전 소자에 의해 발생한 열을 사용자 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스에 의해 수행되는 열적 피드백 제공 방법으로서, 온감 피드백 및 냉감 피드백을 포함하는 상기 열적 피드백의 종류를 획득하는 단계; 상기 열전 피드백의 종류를 고려하여 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 적어도 일부인 작동 그룹에 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위한 전원을 인가하는 단계; 및 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 전원의 인가를 중단하는 단계;를 포함하되, 상기 중단하는 단계에서, 상기 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도가 저감되도록 상기 작동 그룹 중 일부에 대하여 상기 전원의 인가를 중단한 뒤 상기 작동 그룹 중 나머지에 대해서 상기 전원의 인가를 중단하는 열적 피드백 제공 방법이 제공될 수 있다. According to yet another aspect of the present invention, heat generated by a thermoelectric element provided as a thermocouple array including a plurality of thermocouple groups each individually performing thermoelectric operations including a heating operation and an endothermic operation is transferred to a user's body part. A method of providing thermal feedback performed by a feedback device that outputs thermal feedback by transmitting it to the user through a contact surface in contact with the user, comprising: obtaining types of thermal feedback including warm feedback and cold feedback; applying power to start output of the thermal feedback to at least one operating group among the plurality of thermocouple groups in consideration of the type of the thermoelectric feedback; and stopping the application of the power to terminate the output of the thermal feedback; wherein, in the stopping step, the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to the initial temperature as the application of the power is stopped. In the process, the application of the power to some of the operation groups is stopped so that the temperature change rate of the contact surface is reduced to prevent the user from experiencing thermal reversal hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, and then the operation is performed. A method of providing thermal feedback may be provided to discontinue application of the power to the remainder of the group.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 발열 동작 및 흡열 동작을 포함하는 열전 동작을 수행하는 열전 소자, 상기 열전 소자에 상기 열전 동작을 위한 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측에 마련되고 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 포함하고, 상기 접촉면을 통해 상기 열전 동작에 의해 발생한 열을 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 열 출력 모듈; 및 온감 피드백 및 냉감 피드백을 포함하는 상기 열적 피드백의 종류를 획득하고, 상기 열전 피드백의 종류를 고려하여 상기 열전 소자에 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위한 작동 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 작동 전원의 인가를 중단하고, 상기 작동 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위한 완충 전원을 상기 열적 피드백의 종류에 따라 생성하고, 상기 열전 소자에 상기 완충 전원을 인가하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도를 저감시키는 피드백 콘트롤러;를 포함하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, a thermoelectric element that performs a thermoelectric operation including a heat generating operation and an endothermic operation, a power terminal that supplies power for the thermoelectric operation to the thermoelectric element, and a power terminal provided on one side of the thermoelectric element. a heat output module that includes a contact surface in contact with a body part of the user and outputs thermal feedback by transmitting heat generated by the thermoelectric operation to the user through the contact surface; and obtaining the type of thermal feedback including warm feedback and cold feedback, applying operating power for starting the output of the thermal feedback to the thermoelectric element in consideration of the type of the thermoelectric feedback, and terminating the output of the thermal feedback. In order to stop the application of the operating power, and in the process where the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to the initial temperature as the application of the operating power is stopped, the user experiences heat that is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback. A feedback controller that generates a buffering power to prevent reverse hallucinations according to the type of thermal feedback and applies the buffering power to the thermoelectric element to reduce the rate of temperature change of the contact surface; a feedback device including a is provided. It can be.
여기서, 상기 완충 전원은, 상기 작동 전원의 전압보다 작고 상기 열적 피드백의 종류에 따라 서로 상이한 전압값을 가질 수 있다.Here, the buffer power source is smaller than the voltage of the operating power source and may have different voltage values depending on the type of thermal feedback.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 제1 전압값보다 큰 제2 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성할 수 있다.Also, here, the feedback controller generates the buffer power having a first voltage value when the thermal feedback is the warm feedback, and a second voltage value greater than the first voltage value when the thermal feedback is the cold feedback. It is possible to generate the buffer power having .
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 제1 전압값보다 작은 제2 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성할 수 있다.Also, here, the feedback controller generates the buffer power having a first voltage value when the thermal feedback is the warm feedback, and a second voltage value smaller than the first voltage value when the thermal feedback is the cold feedback. It is possible to generate the buffer power having .
또 여기서, 상기 완충 전원은, 상기 작동 전원의 전압보다 작고 상기 열적 피드백의 종류에 따라 서로 상이한 전류값을 가질 수 있다.Also, here, the buffer power source is smaller than the voltage of the operating power source and may have different current values depending on the type of thermal feedback.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 제1 전류값보다 큰 제2 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성할 수 있다.Also, here, the feedback controller generates the buffer power having a first current value when the thermal feedback is the warm feedback, and generates a second current value greater than the first current value when the thermal feedback is the cold feedback. It is possible to generate the buffer power having .
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 제1 전류값보다 작은 제2 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성할 수 있다.Also, here, the feedback controller generates the buffer power having a first current value when the thermal feedback is the warm feedback, and generates a second current value smaller than the first current value when the thermal feedback is the cold feedback. It is possible to generate the buffer power having .
또 여기서, 상기 작동 전원에 대한 상기 완충 전원의 전압의 비율은, “1” 보다 작고 상기 열적 피드백의 종류에 따라 서로 상이할 수 있다.Also, here, the ratio of the voltage of the buffer power to the operating power is less than “1” and may be different depending on the type of thermal feedback.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전압값을 갖는 작동 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제2 전압값을 갖는 작동 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제3 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제4 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하고, 상기 제1 전압값에 대한 상기 제3 전압값의 비율은, 상기 제2 전압값에 대한 상기 제4 전압값의 비율보다 클 수 있다.Also, here, the feedback controller applies operating power having a first voltage value when the thermal feedback is the warm feedback, and applies operating power having a second voltage value when the thermal feedback is the cooling feedback, When the thermal feedback is the warm feedback, the buffer power is generated with a third voltage value, and when the thermal feedback is the cold feedback, the buffer power is generated with a fourth voltage value, and the first voltage value is generated. The ratio of the third voltage value to the voltage value may be greater than the ratio of the fourth voltage value to the second voltage value.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전압값을 갖는 작동 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제2 전압값을 갖는 작동 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제3 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제4 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하고, 상기 제1 전압값에 대한 상기 제3 전압값의 비율은, 상기 제2 전압값에 대한 상기 제4 전압값의 비율보다 작을 수 있다.Also, here, the feedback controller applies operating power having a first voltage value when the thermal feedback is the warm feedback, and applies operating power having a second voltage value when the thermal feedback is the cooling feedback, When the thermal feedback is the warm feedback, the buffer power is generated with a third voltage value, and when the thermal feedback is the cold feedback, the buffer power is generated with a fourth voltage value, and the first voltage value is generated. The ratio of the third voltage value to the voltage value may be smaller than the ratio of the fourth voltage value to the second voltage value.
또 여기서, 상기 작동 전원에 대한 상기 완충 전원의 전류의 비율은, “1”보다 작고 상기 열적 피드백의 종류에 따라 서로 상이할 수 있다.Also, here, the ratio of the current of the buffer power to the operating power is less than “1” and may be different depending on the type of thermal feedback.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전류값을 갖는 작동 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제2 전류값을 갖는 작동 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제3 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제4 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하고, 상기 제1 전류값에 대한 상기 제3 전류값의 비율은, 상기 제2 전류값에 대한 상기 제4 전류값의 비율보다 클 수 있다.Also, here, the feedback controller applies an operating power having a first current value when the thermal feedback is the warm feedback, and applies an operating power having a second current value when the thermal feedback is the cooling feedback, When the thermal feedback is the warm feedback, the buffer power is generated with a third current value, and when the thermal feedback is the cold feedback, the buffer power is generated with a fourth current value, and the first current value is generated. The ratio of the third current value to the current value may be greater than the ratio of the fourth current value to the second current value.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전류값을 갖는 작동 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제2 전류값을 갖는 작동 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제3 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제4 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하고, 상기 제1 전류값에 대한 상기 제3 전류값의 비율은, 상기 제2 전류값에 대한 상기 제4 전류값의 비율보다 작을 수 있다.Also, here, the feedback controller applies an operating power having a first current value when the thermal feedback is the warm feedback, and applies an operating power having a second current value when the thermal feedback is the cooling feedback, When the thermal feedback is the warm feedback, the buffer power is generated with a third current value, and when the thermal feedback is the cold feedback, the buffer power is generated with a fourth current value, and the first current value is generated. The ratio of the third current value to the current value may be smaller than the ratio of the fourth current value to the second current value.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 발열 동작 및 흡열 동작을 포함하는 열전 동작을 수행하는 열전 소자, 상기 열전 소자에 상기 열전 동작을 위한 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측에 마련되고 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 포함하고, 상기 접촉면을 통해 상기 열전 동작에 의해 발생한 열을 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 열 출력 모듈; 및 온감 피드백 및 냉감 피드백을 포함하는 상기 열적 피드백의 종류를 획득하고, 상기 열전 피드백의 종류를 고려하여 상기 열전 소자에 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위한 작동 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 작동 전원의 인가를 중단하고, 상기 열적 피드백의 종류에 따라 상이하게 설정되는 완충 시간을 획득하고, 상기 작동 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도를 저감시키는 완충 전원을 상기 열전 소자에 상기 완충 시간 동안 인가하는 피드백 콘트롤러;를 포함하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, a thermoelectric element that performs a thermoelectric operation including a heat generating operation and an endothermic operation, a power terminal that supplies power for the thermoelectric operation to the thermoelectric element, and a power terminal provided on one side of the thermoelectric element. a heat output module that includes a contact surface in contact with a body part of the user and outputs thermal feedback by transmitting heat generated by the thermoelectric operation to the user through the contact surface; and obtaining the type of thermal feedback including warm feedback and cold feedback, applying operating power for starting the output of the thermal feedback to the thermoelectric element in consideration of the type of the thermoelectric feedback, and terminating the output of the thermal feedback. For this purpose, the application of the operating power is stopped, a buffer time is set differently depending on the type of thermal feedback, and the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation is reduced to the initial temperature when the operating power is stopped. A feedback controller that applies a buffering power that reduces the rate of temperature change of the contact surface to the thermoelectric element during the buffering time to prevent the user from experiencing thermal reversal hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, during the return process; A feedback device including a may be provided.
여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 시간 동안 상기 완충 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 제1 시간보다 큰 제2 시간 동안 상기 완충 전원을 인가할 수 있다.Here, the feedback controller applies the buffer power for a first time when the thermal feedback is the warm feedback, and applies the buffer power for a second time greater than the first time when the thermal feedback is the cold feedback. It can be approved.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 시간 동안 상기 완충 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 제1 시간보다 작은 제2 시간 동안 상기 완충 전원을 인가할 수 있다.Also, here, the feedback controller applies the buffer power for a first time when the thermal feedback is the warm feedback, and applies the buffer power for a second time less than the first time when the thermal feedback is the cold feedback. can be approved.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 발열 동작 및 흡열 동작을 포함하는 열전 동작을 각각 개별적으로 수행하는 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되는 열전 소자, 상기 열전 소자에 상기 열전 동작을 위한 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측에 마련되고 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 포함하고, 상기 접촉면을 통해 상기 열전 동작에 의해 발생한 열을 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 열 출력 모듈; 및 온감 피드백 및 냉감 피드백을 포함하는 상기 열적 피드백의 종류를 획득하고, 상기 열전 피드백의 종류를 고려하여 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 적어도 일부인 작동 그룹에 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위한 작동 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 작동 전원의 인가를 중단하고, 상기 작동 그룹보다 작은 개수의 상기 열전 쌍 그룹을 포함하는 완충 그룹을 상기 열적 피드백의 종류를 고려하여 판단하고, 상기 작동 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도가 저감되도록 상기 완충 그룹에 완충 전원을 인가하는 피드백 콘트롤러;를 포함하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, a thermoelectric element provided as a thermocouple array including a plurality of thermocouple groups each individually performing a thermoelectric operation including a heat-generating operation and an endothermic operation, and the thermoelectric operation in the thermoelectric element. It includes a power terminal that supplies power for and a contact surface provided on one side of the thermoelectric element and in contact with a body part of the user, and provides thermal feedback by transferring heat generated by the thermoelectric operation to the user through the contact surface. A heat output module that outputs; and obtaining a type of the thermal feedback including a warm feedback and a cold feedback, and applying operating power for starting output of the thermal feedback to at least one operating group of the plurality of thermocouple groups in consideration of the type of the thermoelectric feedback. In order to terminate the output of the thermal feedback, the application of the operating power is stopped, a buffer group including a smaller number of thermocouple groups than the operating group is determined in consideration of the type of the thermal feedback, and the operating power The temperature change rate of the contact surface to prevent the user from feeling thermal reversal hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, in the process where the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to the initial temperature when the application of the thermoelectric operation is stopped. A feedback device including a feedback controller that applies buffering power to the buffering group to reduce can be provided.
여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 상기 완충 그룹에 제1 개수의 상기 열전 쌍 그룹을 포함시키고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 완충 그룹에 상기 제1 개수보다 큰 제2 개수의 상기 열전 쌍 그룹을 포함시킬 수 있다.Here, the feedback controller includes a first number of thermocouple groups in the buffering group when the thermal feedback is the warm feedback, and includes a first number of thermocouple groups in the buffering group when the thermal feedback is the cold feedback. A second larger number of the thermocouple groups may be included.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 상기 완충 그룹에 제1 개수의 상기 열전 쌍 그룹을 포함시키고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 완충 그룹에 상기 제1 개수보다 작은 제2 개수의 상기 열전 쌍 그룹을 포함시킬 수 있다.Also, here, the feedback controller includes a first number of thermocouple groups in the buffering group when the thermal feedback is the warm feedback, and includes the first number of thermocouple groups in the buffering group when the thermal feedback is the cold feedback. A second, smaller number of the thermocouple groups may be included.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 발열 동작 및 흡열 동작을 포함하는 열전 동작을 각각 개별적으로 수행하는 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되는 열전 소자, 상기 열전 소자에 상기 열전 동작을 위한 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측에 마련되고 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 포함하고, 상기 접촉면을 통해 상기 열전 동작에 의해 발생한 열을 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 열 출력 모듈; 및 온감 피드백 및 냉감 피드백을 포함하는 상기 열적 피드백의 종류를 획득하고, 상기 열전 피드백의 종류를 고려하여 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 적어도 일부인 작동 그룹에 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위한 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 전원의 인가를 중단하되, 상기 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도가 저감되도록 상기 작동 그룹 중 일부에 대하여 상기 전원의 인가를 중단한 뒤 상기 작동 그룹 중 나머지에 대해서 상기 전원의 인가를 중단하는 피드백 콘트롤러;를 포함하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다. According to yet another aspect of the present invention, a thermoelectric element provided as a thermocouple array including a plurality of thermocouple groups each individually performing a thermoelectric operation including a heat-generating operation and an endothermic operation, and the thermoelectric operation in the thermoelectric element. It includes a power terminal that supplies power for and a contact surface provided on one side of the thermoelectric element and in contact with a body part of the user, and provides thermal feedback by transferring heat generated by the thermoelectric operation to the user through the contact surface. A heat output module that outputs; and obtaining a type of the thermal feedback, including a warm feedback and a cold feedback, and applying power to start output of the thermal feedback to at least one operation group of the plurality of thermocouple groups in consideration of the type of the thermoelectric feedback. , the application of the power is stopped to terminate the output of the thermal feedback, but the user opposes the thermal feedback in the process of returning the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation to the initial temperature as the application of the power is stopped. In order to prevent experiencing thermal reversal hallucinations, which are thermal hallucinations that occur, the application of the power to some of the operation groups is stopped to reduce the rate of temperature change of the contact surface, and then the application of the power to the rest of the operation groups is stopped. A feedback device including a feedback controller may be provided.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 각각 개별적으로 동작하는 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되는 열전 소자의 발열 동작, 흡열 동작 및 상기 발열 동작과 상기 흡열 동작이 복합된 열 그릴 동작을 포함하는 열전 동작에 의해 발생한 열을 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 온감 피드백, 냉감 피드백 및 열 통감 피드백을 포함하는 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스에 의해 수행되는 열적 피드백 제공 방법으로서, 상기 열 통감 피드백의 출력 개시를 위해, 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 제1 그룹에 상기 발열 동작을 위한 정방향 전원을 인가하고 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 제1 그룹과 상이한 제2 그룹에 상기 흡열 동작을 위한 역방향 전원을 인가함으로써 상기 열전 소자가 상기 열 그릴 동작을 수행하도록 제어하는 단계; 및 상기 열 통감 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가를 중단하되, 상기 정방향 전원의 인가 중단 시점과 상기 역방향 전원의 인가 중단 시점을 상이하게 조절하는 단계;를 포함하는 열적 피드백 제공 방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, a heat generating operation, an endothermic operation of a thermoelectric element provided as a thermocouple array including a plurality of thermocouple groups each operating individually, and a heat grill combining the heat generating operation and the endothermic operation. Thermal energy is performed by a feedback device that outputs thermal feedback including warm feedback, cold feedback, and heat sensory feedback by transferring heat generated by thermoelectric motion including motion to the user through a contact surface in contact with the user's body part. As a method of providing feedback, in order to start output of the thermal sensing feedback, forward power for the heat generation operation is applied to a first group of the plurality of thermocouple groups, and a second thermocouple group different from the first group of the plurality of thermocouple groups is applied. controlling the thermoelectric element to perform the heat grill operation by applying reverse power for the heat absorption operation to the group; and stopping the application of the forward power and the reverse power to terminate the output of the thermal feedback, but adjusting the timing of application of the forward power and the interruption of application of the reverse power to be different. A provision method may be provided.
여기서, 상기 정방향 전원의 인가 중단 시점과 상기 역 방향 전원의 인가 중단 시점을 상이하게 조절함에 따라 상기 접촉면 중 상기 발열 동작을 수행하는 제1 그룹에 인접한 부위와 상기 접촉면 중 상기 흡열 동작을 수행하는 제2 그룹에 인접한 부위를 실질적으로 동일한 시점에 초기 온도로 복귀시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.Here, by adjusting the timing of application of the forward power and the interruption of application of the reverse power differently, a portion of the contact surface adjacent to the first group that performs the heat-generating operation and a portion of the contact surface that performs the heat-absorbing operation are It may further include returning the area adjacent to the two groups to the initial temperature at substantially the same time point.
또 여기서, 상기 제어하는 단계에서, 상기 열 통감 피드백에 의해 상기 사용자가 열적 감각을 체감하는 것을 배제하기 위하여 상기 발열 동작에 따른 상기 제1 그룹의 온도 상승량이 상기 흡열 동작에 따른 상기 제2 그룹의 온도 하강량보다 작도록 상기 정방향 전원보다 전압값 또는 전류값이 큰 상기 역방향 전원을 인가하고, 상기 조절하는 단계에서, 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가 중단 시 상기 온도 하강량이 큰 상기 제2 그룹과 상기 온도 상승량이 작은 상기 제1 그룹이 초기 온도에서 열적 평형을 이루도록 상기 역방향 전원을 상기 정방향 전원보다 먼저 중단할 수 있다.Also, here, in the controlling step, in order to exclude the user from experiencing a thermal sensation due to the heat sensory feedback, the amount of temperature increase of the first group according to the heating operation is determined by the amount of temperature increase of the second group according to the endothermic operation. Applying the reverse power supply having a voltage value or current value greater than the forward power supply so that the temperature drop amount is smaller, and in the adjusting step, the second group having a larger temperature drop amount when the application of the forward power supply and the reverse power supply is stopped. The reverse power supply may be stopped before the forward power supply so that the first group with a small temperature increase amount achieves thermal equilibrium at the initial temperature.
또 여기서, 상기 조절하는 단계에서, 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가 중단 시 상기 열전 동작에 의해 발생한 잔열로 인하여 상기 접촉면이 초기 온도보다 높은 온도에서 열적 평형을 이루는 것을 방지하기 위하여 상기 정방향 전원을 상기 역방향 전원보다 먼저 중단할 수 있다.Also, here, in the adjusting step, when the application of the forward power and the reverse power is stopped, the forward power is turned on to prevent the contact surface from reaching thermal equilibrium at a temperature higher than the initial temperature due to residual heat generated by the thermoelectric operation. It can be stopped before the reverse power supply.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 발열 동작을 수행하는 제1 열전 쌍 그룹 및 흡열 동작을 수행하는 제2 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되는 열전 소자, 상기 열전 소자에 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측에 마련되고 상기 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 포함하고, 상기 제1 열전 쌍 그룹의 발열 동작 및 상기 제2 열전 쌍 그룹의 흡열 동작에 따라 발생한 온열과 냉열을 상기 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 열 통감 피드백을 출력하는 열 출력 모듈; 및 상기 열 통감 피드백의 출력 개시를 위해, 상기 제1 열전 쌍 그룹에 상기 발열 동작을 위한 정방향 전원을 인가하고 상기 제2 열전 쌍 그룹에 상기 흡열 동작을 위한 역방향 전원을 인가함으로써 상기 열전 소자가 상기 열 통감 피드백의 출력을 위한 열 그릴 동작을 수행하도록 제어하고, 상기 열 통감 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가를 중단하되, 상기 정방향 전원의 인가 중단 시점과 상기 역방향 전원의 인가 중단 시점을 상이하게 조절하는 피드백 콘트롤러;를 포함하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, a thermoelectric element provided as a thermocouple array including a first thermocouple group performing a heat-generating operation and a second thermocouple group performing an endothermic operation, supplying power to the thermoelectric element. It includes a power terminal and a contact surface provided on one side of the thermoelectric element and in contact with a body part of the user, and heat generated according to the heat-generating operation of the first thermocouple group and the endothermic operation of the second thermocouple group. a heat output module that outputs heat sensation feedback by transferring cold heat to the user through the contact surface; And to initiate output of the thermal sensing feedback, the thermoelectric element is configured to apply forward power for the heat generation operation to the first thermocouple group and apply reverse power for the heat absorption operation to the second thermocouple group. Controlling to perform a thermal grill operation for output of thermal sensory feedback, and stopping the application of the forward power and reverse power to terminate the output of the thermal sensory feedback, at a time when application of the forward power is stopped and the reverse power A feedback device including a feedback controller that differently adjusts the application interruption point may be provided.
여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 정방향 전원의 인가 중단 시점과 상기 역 방향 전원의 인가 중단 시점을 상이하게 조절함에 따라 상기 접촉면 중 상기 발열 동작을 수행하는 제1 열전 쌍 그룹에 인접한 부위와 상기 접촉면 중 상기 흡열 동작을 수행하는 제2 그룹에 인접한 부위를 실질적으로 동일한 시점에 초기 온도로 복귀시킬 수 있다.Here, the feedback controller adjusts the timing of application of the forward power and the interruption of application of the reverse power to be different, so that among the contact surfaces, a portion adjacent to the first thermocouple group that performs the heating operation and a portion of the contact surface are The area adjacent to the second group performing the endothermic operation may be returned to the initial temperature at substantially the same time.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열 통감 피드백에 의해 상기 사용자가 열적 감각을 체감하는 것을 배제하기 위하여 상기 발열 동작에 따른 상기 제1 그룹의 온도 상승량이 상기 흡열 동작에 따른 상기 제2 그룹의 온도 하강량보다 작도록 상기 정방향 전원보다 전압값 또는 전류값이 큰 상기 역방향 전원을 인가하고, 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가 중단 시 상기 온도 하강량이 큰 상기 제2 그룹과 상기 온도 상승량이 작은 상기 제1 그룹이 초기 온도에서 열적 평형을 이루도록 상기 역방향 전원을 상기 정방향 전원보다 먼저 중단할 수 있다.In addition, here, the feedback controller adjusts the temperature increase of the first group according to the heat-generating operation to the temperature of the second group according to the endothermic operation in order to exclude the user from experiencing a thermal sensation due to the heat sensory feedback. The reverse power supply having a voltage value or current value greater than the forward power supply is applied so as to be smaller than the drop amount, and when the application of the forward power supply and the reverse power supply is stopped, the second group in which the temperature drop amount is large and the temperature rise amount is small in the second group. The reverse power source may be turned off before the forward power source so that the first group achieves thermal equilibrium at the initial temperature.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가 중단 시 상기 열전 동작에 의해 발생한 잔열로 인하여 상기 접촉면이 초기 온도보다 높은 온도에서 열적 평형을 이루는 것을 방지하기 위하여 상기 정방향 전원을 상기 역방향 전원보다 먼저 중단할 수 있다.In addition, here, the feedback controller turns on the forward power to prevent the contact surface from achieving thermal equilibrium at a temperature higher than the initial temperature due to residual heat generated by the thermoelectric operation when the application of the forward power and reverse power is stopped. It can be stopped before reverse power.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 각각 개별적으로 동작하는 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되는 열전 소자의 발열 동작, 흡열 동작 및 상기 발열 동작과 상기 흡열 동작이 복합된 열 그릴 동작을 포함하는 열전 동작에 의해 발생한 열을 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 온감 피드백, 냉감 피드백 및 열 통감 피드백을 포함하는 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스에 의해 수행되는 열적 피드백 제공 방법으로서, 상기 열 통감 피드백의 출력 개시를 위해, 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 제1 그룹에 상기 발열 동작을 위한 정방향 전원을 인가하고 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 제1 그룹과 상이한 제2 그룹에 상기 흡열 동작을 위한 역방향 전원을 인가함으로써 상기 열전 소자가 상기 열 그릴 동작을 수행하도록 제어하는 단계; 상기 열 통감 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가를 중단하는 단계; 및 상기 접촉면이 초기 온도로 복귀하도록 상기 제1 그룹 및 상기 제2 그룹 중 적어도 하나의 그룹에 보조 전원을 인가하는 단계;를 포함하는 열적 피드백 제공 방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, a heat generating operation, an endothermic operation of a thermoelectric element provided as a thermocouple array including a plurality of thermocouple groups each operating individually, and a heat grill combining the heat generating operation and the endothermic operation. Thermal energy is performed by a feedback device that outputs thermal feedback including warm feedback, cold feedback, and heat sensory feedback by transferring heat generated by thermoelectric motion including motion to the user through a contact surface in contact with the user's body part. As a method of providing feedback, in order to start output of the thermal sensing feedback, forward power for the heat generation operation is applied to a first group of the plurality of thermocouple groups, and a second thermocouple group different from the first group of the plurality of thermocouple groups is applied. controlling the thermoelectric element to perform the heat grill operation by applying reverse power for the heat absorption operation to the group; stopping application of the forward power and the reverse power to terminate the output of the thermal sensory feedback; and applying auxiliary power to at least one group of the first group and the second group so that the contact surface returns to the initial temperature.
여기서, 상기 중단하는 단계에서, 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원을 동시에 중단할 수 있다.Here, in the stopping step, the forward power and the reverse power can be stopped simultaneously.
또 여기서, 상기 제어하는 단계에서, 상기 열 통감 피드백에 의해 상기 사용자가 열적 감각을 체감하는 것을 배제하기 위하여 상기 발열 동작에 따른 상기 제1 그룹의 온도 상승량이 상기 흡열 동작에 따른 상기 제2 그룹의 온도 하강량보다 작도록 상기 정방향 전원보다 전압값 또는 전류값이 큰 상기 역방향 전원을 인가하고, 상기 조절하는 단계에서, 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가 중단 시 상기 온도 하강량이 큰 상기 제2 그룹과 상기 온도 상승량이 작은 상기 제1 그룹이 상기 초기 온도에서 열적 평형을 이루도록 상기 보조 전원을 상기 정방향 전원과 동일한 방향으로 인가할 수 있다.Also, here, in the controlling step, in order to exclude the user from experiencing a thermal sensation due to the heat sensory feedback, the amount of temperature increase of the first group according to the heating operation is determined by the amount of temperature increase of the second group according to the endothermic operation. Applying the reverse power supply having a voltage value or current value greater than the forward power supply so that the temperature drop amount is smaller, and in the adjusting step, the second group having a larger temperature drop amount when the application of the forward power supply and the reverse power supply is stopped. The auxiliary power may be applied in the same direction as the forward power so that the first group with a small temperature increase amount achieves thermal equilibrium at the initial temperature.
또 여기서, 상기 제어하는 단계에서, 상기 열 통감 피드백에 의해 상기 사용자가 열적 감각을 체감하는 것을 배제하기 위하여 상기 발열 동작에 따른 상기 제1 그룹의 온도 상승량이 상기 흡열 동작에 따른 상기 제2 그룹의 온도 하강량보다 작도록 상기 정방향 전원보다 전압값 또는 전류값이 큰 상기 역방향 전원을 인가하고, 상기 조절하는 단계에서, 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가 중단 시 상기 온도 하강량이 큰 상기 제2 그룹과 상기 온도 상승량이 작은 상기 제1 그룹이 상기 초기 온도에서 열적 평형을 이루도록 상기 제1 그룹에 제1 보조 전원을 인가하고 상기 제2 그룹에 상기 제1 보조 전원과 전원 인가 방향이 반대인 제2 보조 전원을 인가하되, 상기 제1 보조 전원 및 상기 제2 보조 전원 중 상기 정방향 전원과 동일한 방향의 보조 전원의 전압값, 전류값 및 인가 시간 중 적어도 하나가 다른 보조 전원보다 더 클 수 있다.Also, here, in the controlling step, in order to exclude the user from experiencing a thermal sensation due to the heat sensory feedback, the amount of temperature increase of the first group according to the heating operation is determined by the amount of temperature increase of the second group according to the endothermic operation. Applying the reverse power supply having a voltage value or current value greater than the forward power supply so that the temperature drop amount is smaller, and in the adjusting step, the second group having a larger temperature drop amount when the application of the forward power supply and the reverse power supply is stopped. and applying a first auxiliary power to the first group so that the first group with a small temperature increase is thermally balanced at the initial temperature, and applying a second auxiliary power to the second group in a direction opposite to that of the first auxiliary power. When applying an auxiliary power, at least one of the voltage value, current value, and application time of the auxiliary power in the same direction as the forward power among the first auxiliary power and the second auxiliary power may be greater than that of the other auxiliary power.
또 여기서, 상기 조절하는 단계에서, 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가 중단 시 상기 열전 동작에 의해 발생한 잔열로 인하여 상기 접촉면이 초기 온도보다 높은 온도에서 열적 평형을 이루는 것을 방지하기 위하여 상기 보조 전원을 상기 역방향 전원과 동일한 방향으로 인가할 수 있다.Also, here, in the adjusting step, when the application of the forward power and the reverse power is stopped, the auxiliary power is turned on to prevent the contact surface from reaching thermal equilibrium at a temperature higher than the initial temperature due to residual heat generated by the thermoelectric operation. It can be applied in the same direction as the reverse power source.
또 여기서, 상기 조절하는 단계에서, 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가 중단 시 상기 열전 동작에 의해 발생한 잔열로 인하여 상기 접촉면이 초기 온도보다 높은 온도에서 열적 평형을 이루는 것을 방지하기 위하여 상기 제1 그룹에 제1 보조 전원을 인가하고 상기 제2 그룹에 상기 제1 보조 전원과 전원 인가 방향이 반대인 제2 보조 전원을 인가하되, 상기 제1 보조 전원 및 상기 제2 보조 전원 중 상기 역방향 전원과 동일한 방향의 보조 전원의 전압값, 전류값 및 인가 시간 중 적어도 하나가 다른 보조 전원보다 더 클 수 있다.Here, in the adjusting step, the first group is used to prevent the contact surface from achieving thermal equilibrium at a temperature higher than the initial temperature due to residual heat generated by the thermoelectric operation when the application of the forward power and the reverse power is stopped. A first auxiliary power is applied to the second group, and a second auxiliary power whose power application direction is opposite to that of the first auxiliary power is applied to the second group, and which is the same as the reverse power among the first auxiliary power and the second auxiliary power. At least one of the voltage value, current value, and application time of the auxiliary power in one direction may be greater than that of another auxiliary power.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 발열 동작을 수행하는 제1 열전 쌍 그룹 및 흡열 동작을 수행하는 제2 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되는 열전 소자, 상기 열전 소자에 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측에 마련되고 상기 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 포함하고, 상기 제1 열전 쌍 그룹의 발열 동작 및 상기 제2 열전 쌍 그룹의 흡열 동작에 따라 발생한 온열과 냉열을 상기 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 열 통감 피드백을 출력하는 열 출력 모듈; 및 상기 열 통감 피드백의 출력 개시를 위해, 상기 제1 열전 쌍 그룹에 상기 발열 동작을 위한 정방향 전원을 인가하고 상기 제2 열전 쌍 그룹에 상기 흡열 동작을 위한 역방향 전원을 인가함으로써 상기 열전 소자가 상기 열 통감 피드백의 출력을 위한 열 그릴 동작을 수행하도록 제어하고, 상기 열 통감 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가를 중단하고, 상기 접촉면이 초기 온도로 복귀하도록 상기 제1 열전 쌍 그룹 및 상기 제2 열전 쌍 그룹 중 적어도 하나의 그룹에 보조 전원을 인가하는 피드백 콘트롤러;를 포함하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, a thermoelectric element provided as a thermocouple array including a first thermocouple group performing a heat-generating operation and a second thermocouple group performing an endothermic operation, supplying power to the thermoelectric element. It includes a power terminal and a contact surface provided on one side of the thermoelectric element and in contact with a body part of the user, and heat generated according to the heat-generating operation of the first thermocouple group and the endothermic operation of the second thermocouple group. a heat output module that outputs heat sensation feedback by transferring cold heat to the user through the contact surface; And to initiate output of the thermal sensing feedback, the thermoelectric element is configured to apply forward power for the heat generation operation to the first thermocouple group and apply reverse power for the heat absorption operation to the second thermocouple group. Controlling to perform a thermal grill operation for output of thermal sensory feedback, stopping application of the forward power and reverse power to terminate the output of the thermal sensory feedback, and using the first thermoelectric so that the contact surface returns to the initial temperature. A feedback device including a feedback controller that applies auxiliary power to at least one group of the pair group and the second thermocouple group may be provided.
여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원을 동시에 중단할 수 있다.Here, the feedback controller can simultaneously stop the forward power and the reverse power.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열 통감 피드백에 의해 상기 사용자가 열적 감각을 체감하는 것을 배제하기 위하여 상기 발열 동작에 따른 상기 제1 열전 쌍 그룹의 온도 상승량이 상기 흡열 동작에 따른 상기 제2 열전 쌍 그룹의 온도 하강량보다 작도록 상기 정방향 전원보다 전압값 또는 전류값이 큰 상기 역방향 전원을 인가하고, 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가 중단 시 상기 온도 하강량이 큰 상기 제2 열전 쌍 그룹과 상기 온도 상승량이 작은 상기 제1 열전 쌍 그룹이 상기 초기 온도에서 열적 평형을 이루도록 상기 보조 전원을 상기 정방향 전원과 동일한 방향으로 인가할 수 있다.In addition, here, the feedback controller adjusts the temperature increase amount of the first thermocouple group according to the heat-generating operation to the second thermocouple group according to the endothermic operation in order to exclude the user from experiencing a thermal sensation due to the heat sensory feedback. The second thermocouple group applies the reverse power supply having a higher voltage or current value than the forward power supply so that it is smaller than the temperature drop of the pair group, and the temperature drop is large when the application of the forward power supply and the reverse power supply is stopped. The auxiliary power may be applied in the same direction as the forward power so that the first thermocouple group with a small temperature increase amount achieves thermal equilibrium at the initial temperature.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열 통감 피드백에 의해 상기 사용자가 열적 감각을 체감하는 것을 배제하기 위하여 상기 발열 동작에 따른 상기 제1 열전 쌍 그룹의 온도 상승량이 상기 흡열 동작에 따른 상기 제2 열전 쌍 그룹의 온도 하강량보다 작도록 상기 정방향 전원보다 전압값 또는 전류값이 큰 상기 역방향 전원을 인가하고, 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가 중단 시 상기 온도 하강량이 큰 상기 제2 열전 쌍 그룹과 상기 온도 상승량이 작은 상기 제1 열전 쌍 그룹이 상기 초기 온도에서 열적 평형을 이루도록 상기 제1 열전 쌍 그룹에 제1 보조 전원을 인가하고 상기 제2 열전 쌍 그룹에 상기 제1 보조 전원과 전원 인가 방향이 반대인 제2 보조 전원을 인가하되, 상기 제1 보조 전원 및 상기 제2 보조 전원 중 상기 정방향 전원과 동일한 방향의 보조 전원의 전압값, 전류값 및 인가 시간 중 적어도 하나가 다른 보조 전원보다 더 클 수 있다.In addition, here, the feedback controller adjusts the temperature increase amount of the first thermocouple group according to the heat-generating operation to the second thermocouple group according to the endothermic operation in order to exclude the user from experiencing a thermal sensation due to the heat sensory feedback. The second thermocouple group applies the reverse power supply having a higher voltage or current value than the forward power supply so that it is smaller than the temperature drop of the pair group, and the temperature drop is large when the application of the forward power supply and the reverse power supply is stopped. A first auxiliary power is applied to the first thermocouple group so that the first thermocouple group with a small temperature rise is thermally balanced at the initial temperature, and the first auxiliary power and power application direction are applied to the second thermocouple group. A second auxiliary power opposite to this is applied, but at least one of the voltage value, current value, and application time of the auxiliary power in the same direction as the forward power among the first auxiliary power and the second auxiliary power is longer than the other auxiliary power. It can be big.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가 중단 시 상기 열전 동작에 의해 발생한 잔열로 인하여 상기 접촉면이 초기 온도보다 높은 온도에서 열적 평형을 이루는 것을 방지하기 위하여 상기 보조 전원을 상기 역방향 전원과 동일한 방향으로 인가할 수 있다.In addition, here, the feedback controller applies the auxiliary power to prevent the contact surface from reaching thermal equilibrium at a temperature higher than the initial temperature due to residual heat generated by the thermoelectric operation when the application of the forward power and reverse power is stopped. It can be applied in the same direction as reverse power.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가 중단 시 상기 열전 동작에 의해 발생한 잔열로 인하여 상기 접촉면이 초기 온도보다 높은 온도에서 열적 평형을 이루는 것을 방지하기 위하여 상기 제1 열전 쌍 그룹에 제1 보조 전원을 인가하고 상기 제2 열전 쌍 그룹에 상기 제1 보조 전원과 전원 인가 방향이 반대인 제2 보조 전원을 인가하되, 상기 제1 보조 전원 및 상기 제2 보조 전원 중 상기 역방향 전원과 동일한 방향의 보조 전원의 전압값, 전류값 및 인가 시간 중 적어도 하나가 다른 보조 전원보다 더 클 수 있다.Also, here, the feedback controller connects the first thermocouple to prevent the contact surface from reaching thermal equilibrium at a temperature higher than the initial temperature due to residual heat generated by the thermoelectric operation when the application of the forward power and reverse power is stopped. Apply a first auxiliary power to the group and apply a second auxiliary power to the second thermocouple group in a direction opposite to that of the first auxiliary power, wherein the reverse direction among the first auxiliary power and the second auxiliary power is applied. At least one of the voltage value, current value, and application time of the auxiliary power source in the same direction as the power source may be greater than that of other auxiliary power sources.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 전원을 인가받은 열전 소자의 발열 동작 및 흡열 동작 중 적어도 하나를 포함하는 열전 동작에 의해 발생한 열을 사용자 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스에 의해 수행되는 열적 피드백 제공 방법으로서, 상기 열적 피드백의 출력을 요청하는 개시 메시지를 획득하는 단계; 상기 개시 메시지가 획득되면 상기 개시 메시지에 따른 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위한 작동 전원을 상기 열전 소자에 인가하는 단계; 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 작동 전원의 인가를 중단하는 단계; 상기 작동 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도를 저감시키는 완충 동작을 수행하는 단계; 및 상기 완충 동작의 수행 중 상기 개시 메시지가 새로이 획득된 경우 상기 완충 동작을 중단하고 상기 새로이 획득된 상기 개시 메시지에 따른 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위한 작동 전원을 상기 열전 소자에 인가하는 단계;를 포함하는 열적 피드백 제공 방법이 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, heat generated by a thermoelectric operation including at least one of a heating operation and an endothermic operation of a thermoelectric element to which power is applied is transferred to the user through a contact surface in contact with a part of the user's body, thereby providing thermal energy. A method of providing thermal feedback performed by a feedback device that outputs feedback, comprising: obtaining an initiation message requesting output of the thermal feedback; When the start message is obtained, applying operating power to the thermoelectric element to start output of the thermal feedback according to the start message; stopping application of the operating power to terminate output of the thermal feedback; In order to prevent the user from feeling a thermal reversal hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, in the process where the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to the initial temperature when the application of the operating power is stopped, the contact surface performing a buffering operation to reduce the rate of temperature change; And when the start message is newly acquired while performing the buffer operation, stopping the buffer operation and applying operating power to the thermoelectric element to start output of the thermal feedback according to the newly acquired start message; A method of providing thermal feedback comprising:
여기서, 상기 개시 메시지는, 상기 열적 피드백의 제공 시간을 포함하고, 상기 작동 전원의 인가를 중단하는 단계는, 상기 열적 피드백의 제공 시간 동안 상기 작동 전원을 인가한 뒤 수행될 수 있다.Here, the start message includes the provision time of the thermal feedback, and the step of stopping application of the operating power may be performed after applying the operating power during the provision time of the thermal feedback.
또 여기서, 상기 열적 피드백의 출력 종료를 요청하는 종료 메시지를 획득하는 단계;를 더 포함하고, 상기 종료 메시지가 획득되면 상기 작동 전원의 인가를 중단하는 단계를 수행할 수 있다.In addition, the method may further include obtaining a termination message requesting termination of output of the thermal feedback, and stopping application of the operating power when the termination message is obtained.
또 여기서, 상기 작동 전원의 인가를 중단하는 단계는, 미리 정해진 시간 동안 상기 작동 전원을 인가한 뒤 수행될 수 있다.Also, here, the step of stopping the application of the operating power may be performed after applying the operating power for a predetermined period of time.
또 여기서, 상기 완충 동작은, 상기 작동 전원의 전압값 및 전류값 중 적어도 하나를 감소시킴에 따라 수행될 수 있다.Also, here, the buffering operation may be performed by reducing at least one of the voltage value and the current value of the operating power source.
또 여기서, 상기 열전 소자는, 개별 제어 가능한 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되고, 상기 완충 동작을 수행하는 단계는, 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 상기 작동 전원이 인가되는 상기 열전 쌍 그룹의 개수를 감소시킴에 따라 수행될 수 있다.Also, here, the thermoelectric element is provided as a thermocouple array including a plurality of individually controllable thermocouple groups, and the step of performing the buffering operation includes the thermocouple array to which the operating power is applied among the plurality of thermocouple groups. This can be performed by reducing the number of pair groups.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 게임 및 체감형 어플리케이션을 포함하는 멀티미디어 콘텐츠를 구동하는 콘텐츠 재생 디바이스와 통신하는 통신 모듈; 발열 동작 및 흡열 동작 중 적어도 하나를 포함하는 열전 동작을 수행하는 열전 소자, 상기 열전 소자에 상기 열전 동작을 위한 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측에 마련되고 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 포함하고, 상기 접촉면을 통해 상기 열전 동작에 의해 발생한 열을 상기 사용자에게 전달함으로써 상기 멀티미디어 콘텐츠에 수방되는 열적 경험을 제공하기 위한 열적 피드백을 출력하는 열 출력 모듈; 상기 통신 모듈을 통해 상기 열적 피드백의 출력을 요청하는 개시 메시지를 수신하고, 상기 개시 메시지가 수신되면 상기 개시 메시지에 따른 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위한 작동 전원을 상기 열전 소자에 인가하고, 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 작동 전원의 인가를 중단하고, 상기 작동 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도를 저감시키는 완충 동작을 수행하고, 상기 완충 동작의 수행 중 상기 통신 모듈을 통해 상기 개시 메시지가 새로이 수신된 경우 상기 완충 동작을 중단하고 상기 새로이 수신된 상기 개시 메시지에 따른 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위한 작동 전원을 상기 열전 소자에 인가하는 피드백 콘트롤러;를 포함하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다. According to another aspect of the present invention, a communication module that communicates with a content playback device that runs multimedia content including games and immersive applications; A thermoelectric element that performs a thermoelectric operation including at least one of a heat-generating operation and a heat-absorbing operation, a power terminal that supplies power for the thermoelectric operation to the thermoelectric element, and a power terminal provided on one side of the thermoelectric element and in contact with a part of the user's body. a heat output module that includes a contact surface and outputs thermal feedback for providing a thermal experience that is compatible with the multimedia content by transmitting heat generated by the thermoelectric operation to the user through the contact surface; Receive a start message requesting output of the thermal feedback through the communication module, and when the start message is received, apply operating power to the thermoelectric element to start output of the thermal feedback according to the start message, and In order to terminate the output of the feedback, the application of the operating power is stopped, and the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to the initial temperature according to the interruption of the application of the operating power. In the process of returning to the initial temperature, the user In order to prevent experiencing thermal reversal hallucinations, which are thermal hallucinations, a buffering operation is performed to reduce the rate of temperature change of the contact surface, and when the start message is newly received through the communication module while performing the buffering operation, the buffering operation is performed. A feedback device including a feedback controller that applies operating power to the thermoelectric element to stop and start output of the thermal feedback according to the newly received start message.
여기서, 상기 개시 메시지는, 상기 열적 피드백의 제공 시간을 포함하고, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백의 제공 시간 동안 상기 작동 전원을 인가한 뒤 상기 작동 전원의 인가를 중단할 수 있다.Here, the start message includes a time for providing the thermal feedback, and the feedback controller may stop applying the operating power after applying the operating power during the providing time for the thermal feedback.
또 여기서, 상기 콘트롤러는, 상기 통신 모듈을 통해 상기 열적 피드백의 출력 종료를 요청하는 종료 메시지를 수신하고, 상기 종료 메시지가 수신되면 상기 작동 전원의 인가를 중단할 수 있다.Also, here, the controller may receive a termination message requesting termination of output of the thermal feedback through the communication module, and may stop applying the operating power when the termination message is received.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 미리 정해진 시간 동안 상기 작동 전원을 인가한 뒤 상기 작동 전원의 인가를 중단할 수 있다.Also, here, the feedback controller may stop applying the operating power after applying the operating power for a predetermined period of time.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 작동 전원의 전압값 및 전류값 중 적어도 하나를 감소시킴으로써 상기 완충 동작을 수행할 수 있다.Also, here, the feedback controller may perform the buffering operation by reducing at least one of the voltage value and the current value of the operating power.
또 여기서, 상기 열전 소자는, 개별 제어 가능한 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되고, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 상기 작동 전원이 인가되는 상기 열전 쌍 그룹의 개수를 감소시킴으로써 상기 완충 동작을 수행할 수 있다.Also, here, the thermoelectric element is provided as a thermocouple array including a plurality of individually controllable thermocouple groups, and the feedback controller is configured to determine the number of thermocouple groups to which the operating power is applied among the plurality of thermocouple groups. The buffering operation can be performed by reducing .
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 전원을 인가받은 열전 소자에서 발생한 열을 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스에 의해 수행되는 열적 피드백 제공 방법으로서, 상기 열적 피드백의 종류를 포함하는 상기 열적 피드백의 개시 메시지를 획득하는 단계; 및 상기 열적 피드백의 종류가 열 통감 피드백인 경우 상기 발열 동작 및 상기 흡열 동작이 복합된 열 그릴 동작을 수행하여 상기 열 통감 피드백을 출력하는 단계;를 포함하되, 상기 열 통감 피드백을 출력하는 단계는, 상기 발열 동작을 위한 정전압을 상기 열전 소자에 인가하는 단계, 상기 흡열 동작을 위한 상기 정전압과 전원 인가 방향이 반대인 역전압을 상기 열전 소자에 인가하는 단계 및 상기 정전압을 인가하는 단계와 상기 역전압을 인가하는 단계를 교번적으로 반복 수행하는 단계를 포함하는 열적 피드백 제공 방법이 제공될 수 있다. According to another aspect of the present invention, a method of providing thermal feedback performed by a feedback device that outputs thermal feedback by transferring heat generated from a thermoelectric element to which power is applied to the user through a contact surface in contact with a body part of the user. Obtaining an initiation message of the thermal feedback including the type of thermal feedback; and when the type of thermal feedback is thermal feedback, outputting the thermal sensory feedback by performing a thermal grill operation that combines the heat generating operation and the endothermic operation, wherein the step of outputting the thermal sensory feedback includes: , applying a constant voltage for the heat generation operation to the thermoelectric element, applying a reverse voltage whose power application direction is opposite to the constant voltage for the heat absorption operation to the thermoelectric element, and applying the constant voltage and the reverse. A method of providing thermal feedback may be provided including the step of alternately repeating the step of applying a voltage.
여기서, 상기 정전압의 인가 시간 및 상기 역전압의 인가 시간 각각은, 상기 사용자가 상기 발열 동작에 따라 온감을 느끼거나 상기 흡열 동작 동작에 따라 냉감을 느끼기 위해 필요한 인지 시간 이하일 수 있다.Here, each of the application time of the constant voltage and the application time of the reverse voltage may be less than or equal to the perception time required for the user to feel a warm sensation according to the heat generating operation or a cold sensation according to the endothermic operation.
또 여기서, 상기 열 통감 피드백을 출력하는 단계에서, 상기 열 통감 피드백에 의해 상기 사용자가 온감 또는 냉감을 느끼는 것을 최소화하기 위하여 상기 정전압의 인가 시간을 상기 역전압의 인가 시간보다 작게 조절할 수 있다.Also, here, in the step of outputting the thermal sensory feedback, the application time of the constant voltage may be adjusted to be smaller than the application time of the reverse voltage in order to minimize the user's feeling of warmth or cold due to the thermal sensory feedback.
또 여기서, 상기 정전압의 인가 시간에 대한 상기 역전압의 인가 시간의 비율은 1.5 이상 5.0 이하일 수 있다.Also, here, the ratio of the application time of the reverse voltage to the application time of the constant voltage may be 1.5 or more and 5.0 or less.
또 여기서, 상기 열 통감 피드백을 출력하는 단계에서, 상기 정전압의 인가 시간 및 상기 역전압의 인가 시간은 동일하고, 상기 정전압에 의한 상기 접촉면의 온도 상승량이 상기 역전압에 의한 상기 접촉면의 온도 하강량보다 작도록 상기 정전압의 전압값 또는 전류값을 상기 역전압의 전압값 또는 전류값보다 작게 조절할 수 있다.Also, here, in the step of outputting the thermal sensation feedback, the application time of the constant voltage and the application time of the reverse voltage are the same, and the amount of temperature increase of the contact surface due to the constant voltage is the amount of temperature decrease of the contact surface due to the reverse voltage. The voltage value or current value of the constant voltage can be adjusted to be smaller than the voltage value or current value of the reverse voltage.
또 여기서, 상기 열 통감 피드백을 출력하는 단계에서, 상기 온도 상승량에 대한 상기 온도 하강량의 비율이 1.5 이상 5.0 이하가 되도록 상기 정전압과 상기 역전압의 전압값을 조절할 수 있다.Also, here, in the step of outputting the thermal sensation feedback, the voltage values of the constant voltage and the reverse voltage may be adjusted so that the ratio of the amount of temperature decrease to the amount of temperature increase is 1.5 or more and 5.0 or less.
또 여기서, 상기 정전압의 인가 시간에 대한 상기 역전압의 인가 시간의 비율 및 상기 정전압에 의한 상기 접촉면의 온도 상승량에 대한 상기 역전압에 의한 상기 접촉면의 온도 하강량의 비율의 곱이 1.5 이하 5.0 이하일 수 있다.Also, here, the product of the ratio of the application time of the reverse voltage to the application time of the constant voltage and the ratio of the amount of temperature decrease of the contact surface due to the reverse voltage to the amount of temperature increase of the contact surface due to the constant voltage may be 1.5 or less and 5.0 or less. there is.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 외부 기기와 통신하는 통신 모듈; 전원을 인가받아 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하는 열전 소자, 상기 열전 소자에 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측에 마련되고 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 포함하되, 상기 접촉면을 통해 상기 발열 동작 또는 상기 흡열 동작에 의해 발생한 열을 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 열 출력 모듈; 및 상기 통신 모듈을 통해 상기 외부 기기로부터 상기 열적 피드백의 종류를 포함하는 상기 열적 피드백의 개시 메시지를 수신하고, 상기 열적 피드백의 종류가 열 통감 피드백인 경우 상기 열 출력 모듈이 상기 발열 동작 및 상기 흡열 동작이 복합된 열 그릴 동작을 수행하도록 상기 전원을 인가하여 상기 열 통감 피드백을 출력하는 콘트롤러;를 포함하고, 상기 콘트롤러는, 상기 열전 소자에 상기 발열 동작을 위한 정전압을 및 상기 정전압과 전원 인가 방향이 반대인 역전압을 교번적으로 반복 인가함으로써 상기 열 출력 모듈이 상기 열 그릴 동작을 수행하도록 제어하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, a communication module for communicating with an external device; A thermoelectric element that receives power and performs a heat-generating or endothermic operation, a power terminal that supplies power to the thermoelectric element, and a contact surface provided on one side of the thermoelectric element and in contact with a part of the user's body, wherein the contact surface is a heat output module that outputs thermal feedback by transferring heat generated by the heat generating operation or the endothermic operation to the user; and receiving an initiation message of the thermal feedback including the type of the thermal feedback from the external device through the communication module, and when the type of the thermal feedback is thermal sensory feedback, the heat output module performs the heat generating operation and the endothermic operation. A controller that applies the power to perform a heat grill operation with a combined operation and outputs the heat sensation feedback, wherein the controller applies a constant voltage for the heat generation operation to the thermoelectric element and a direction in which the constant voltage and power are applied. A feedback device may be provided that controls the heat output module to perform the heat grill operation by alternately and repeatedly applying this opposite reverse voltage.
여기서, 상기 정전압의 인가 시간 및 상기 역전압의 인가 시간 각각은, 상기 사용자가 상기 발열 동작에 따라 온감을 느끼거나 상기 흡열 동작 동작에 따라 냉감을 느끼기 위해 필요한 인지 시간 이하일 수 있다.Here, each of the application time of the constant voltage and the application time of the reverse voltage may be less than or equal to the perception time required for the user to feel a warm sensation according to the heat generating operation or a cold sensation according to the endothermic operation.
또 여기서, 상기 콘트롤러는, 상기 열 통감 피드백에 의해 상기 사용자가 온감 또는 냉감을 느끼는 것을 최소화하기 위하여 상기 정전압의 인가 시간을 상기 역전압의 인가 시간보다 작게 조절할 수 있다.Also, here, the controller may adjust the application time of the constant voltage to be smaller than the application time of the reverse voltage in order to minimize the user's feeling of warmth or coldness due to the thermal sensory feedback.
또 여기서, 상기 정전압의 인가 시간에 대한 상기 역전압의 인가 시간의 비율은 1.5 이상 5.0 이하일 수 있다.Also, here, the ratio of the application time of the reverse voltage to the application time of the constant voltage may be 1.5 or more and 5.0 or less.
또 여기서, 상기 콘트롤러는, 상기 정전압의 인가 시간 및 상기 역전압의 인가 시간은 동일하고, 상기 정전압에 의한 상기 접촉면의 온도 상승량이 상기 역전압에 의한 상기 접촉면의 온도 하강량보다 작도록 상기 정전압의 전압값 또는 전류값을 상기 역전압의 전압값 또는 전류값보다 작게 조절할 수 있다.In addition, here, the controller adjusts the constant voltage so that the application time of the constant voltage and the application time of the reverse voltage are the same, and the amount of temperature increase of the contact surface due to the constant voltage is smaller than the amount of temperature decrease of the contact surface due to the reverse voltage. The voltage value or current value can be adjusted to be smaller than the voltage value or current value of the reverse voltage.
또 여기서, 상기 열 통감 피드백을 출력하는 단계에서, 상기 온도 상승량에 대한 상기 온도 하강량의 비율이 1.5 이상 5.0 이하가 되도록 상기 정전압과 상기 역전압의 전압값을 조절할 수 있다.Also, here, in the step of outputting the thermal sensation feedback, the voltage values of the constant voltage and the reverse voltage may be adjusted so that the ratio of the amount of temperature decrease to the amount of temperature increase is 1.5 or more and 5.0 or less.
또 여기서, 상기 정전압의 인가 시간에 대한 상기 역전압의 인가 시간의 비율 및 상기 정전압에 의한 상기 접촉면의 온도 상승량에 대한 상기 역전압에 의한 상기 접촉면의 온도 하강량의 비율의 곱이 1.5 이하 5.0 이하일 수 있다.Also, here, the product of the ratio of the application time of the reverse voltage to the application time of the constant voltage and the ratio of the amount of temperature decrease of the contact surface due to the reverse voltage to the amount of temperature increase of the contact surface due to the constant voltage may be 1.5 or less and 5.0 or less. there is.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 각각 개별적으로 동작하는 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되는 열전 소자에서 발생한 열을 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스에 의해 수행되는 열적 피드백 제공 방법으로서, 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 제1 그룹에 발열 동작을 위한 정전압 및 흡열 동작을 위한 역전압을 교번적으로 인가하는 단계; 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 제2 그룹에 상기 제1 그룹에 상기 정전압이 인가되는 동안 상기 역전압을 인가하고 상기 제1 그룹에 상기 역전압이 인가되는 동안 상기 정전압을 인가하는 단계; 및 상기 열전 소자가 상기 발열 동작 및 상기 흡열 동작을 동시에 수행함으로써 열 통감 피드백을 출력하는 단계;를 포함하는 열적 피드백 제공 방법이 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, heat generated from a thermoelectric element provided as a thermocouple array including a plurality of thermocouple groups each operating individually is transferred to the user through a contact surface in contact with a body part of the user. A method of providing thermal feedback performed by a feedback device that outputs thermal feedback, comprising: alternately applying a constant voltage for a heat generating operation and a reverse voltage for an endothermic operation to a first group of the plurality of thermocouple groups; applying the reverse voltage to a second group of the plurality of thermocouple groups while the constant voltage is applied to the first group and applying the constant voltage to a second group of the plurality of thermocouple groups while the reverse voltage is applied to the first group; and outputting thermal sensory feedback by having the thermoelectric element perform the heat generating operation and the endothermic operation simultaneously.
여기서, 상기 정전압 및 상기 역전압의 교번 주기는 각각 상기 발열 동작 또는 상기 흡열 동작의 개시로부터 상기 접촉면이 상기 사용자에 체감되는 온도에 도달하기까지 소용되는 지연 시간보다 클 수 있다.Here, the alternating cycle of the constant voltage and the reverse voltage may be greater than the delay time required for the contact surface to reach a temperature felt by the user from the start of the heating operation or the endothermic operation, respectively.
또 여기서, 상기 정전압의 인가 시간 및 상기 역전압의 인가 시간은 동일하고, 상기 정전압에 의한 상기 접촉면의 온도 상승량이 상기 역전압에 의한 상기 접촉면의 온도 하강량보다 작도록 상기 정전압의 전압값 또는 전류값을 상기 역전압의 전압값 또는 전류값보다 작게 조절할 수 있다.Also, here, the application time of the constant voltage and the application time of the reverse voltage are the same, and the voltage value or current of the constant voltage is such that the temperature increase of the contact surface due to the constant voltage is smaller than the temperature decrease of the contact surface due to the reverse voltage. The value can be adjusted to be smaller than the voltage value or current value of the reverse voltage.
또 여기서, 상기 온도 상승량에 대한 상기 온도 하강량의 비율이 1.5 이상 5.0 이하가 되도록 상기 정전압과 상기 역전압의 전압값을 조절할 수 있다.Also, here, the voltage values of the constant voltage and the reverse voltage can be adjusted so that the ratio of the temperature decrease to the temperature increase is 1.5 or more and 5.0 or less.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 외부 기기와 통신하는 통신 모듈; 개별적으로 동작하는 제1 열전 쌍 그룹 및 제2 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되는 열전 소자, 상기 열전 소자에 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측면에 마련되고 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 포함하고, 상기 접촉면을 통해 상기 열전 소자에서 발생한 열을 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 열 출력 모듈; 및 상기 통신 모듈을 통해 상기 열 통감 피드백의 출력을 지시하는 개시 메시지를 수신하고, 열 통감 피드백을 출력하도록 상기 열전 소자가 상기 발열 동작 및 상기 흡열 동작을 동시에 수행하도록 제어하되, 상기 제1 열전 쌍 그룹에 발열 동작을 위한 정전압 및 흡열 동작을 위한 역전압을 교번적으로 인가하고, 상기 제2 열전 쌍 그룹에 상기 제1 그룹에 상기 정전압이 인가되는 동안 상기 역전압을 인가하고 상기 제1 그룹에 상기 역전압이 인가되는 동안 상기 정전압을 인가하는 콘트롤러;를 포함하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, a communication module for communicating with an external device; A thermoelectric element provided as a thermocouple array including a first thermocouple group and a second thermocouple group that operates individually, a power terminal for supplying power to the thermoelectric element, and a power terminal provided on one side of the thermoelectric element and the user's body. a heat output module that includes a contact surface in contact with the area and outputs thermal feedback by transferring heat generated from the thermoelectric element to the user through the contact surface; And receiving an initiation message instructing output of the heat sensory feedback through the communication module, and controlling the thermoelectric element to simultaneously perform the heat generating operation and the endothermic operation to output the heat sensory feedback, wherein the first thermocouple pair A constant voltage for heat generation operation and a reverse voltage for heat absorption operation are alternately applied to the groups, and the reverse voltage is applied to the second thermocouple group while the constant voltage is applied to the first group, and to the first group. A feedback device including a controller that applies the constant voltage while the reverse voltage is applied may be provided.
여기서, 상기 정전압 및 상기 역전압의 교번 주기는 각각 상기 발열 동작 또는 상기 흡열 동작의 개시로부터 상기 접촉면이 상기 사용자에 체감되는 온도에 도달하기까지 소용되는 지연 시간보다 클 수 있다.Here, the alternating cycle of the constant voltage and the reverse voltage may be greater than the delay time required for the contact surface to reach a temperature felt by the user from the start of the heating operation or the endothermic operation, respectively.
또 여기서, 상기 정전압의 인가 시간 및 상기 역전압의 인가 시간은 동일하고, 상기 콘트롤러는, 상기 정전압에 의한 상기 접촉면의 온도 상승량이 상기 역전압에 의한 상기 접촉면의 온도 하강량보다 작도록 상기 정전압의 전압값 또는 전류값을 상기 역전압의 전압값 또는 전류값보다 작게 조절할 수 있다.Also, here, the application time of the constant voltage and the application time of the reverse voltage are the same, and the controller adjusts the constant voltage so that the temperature increase of the contact surface due to the constant voltage is smaller than the temperature decrease of the contact surface due to the reverse voltage. The voltage value or current value can be adjusted to be smaller than the voltage value or current value of the reverse voltage.
또 여기서, 상기 콘트롤러는, 상기 온도 상승량에 대한 상기 온도 하강량의 비율이 1.5 이상 5.0 이하가 되도록 상기 정전압과 상기 역전압의 전압값을 조절하는 수 있다.Also, here, the controller may adjust the voltage values of the constant voltage and the reverse voltage so that the ratio of the amount of temperature decrease to the amount of temperature increase is 1.5 or more and 5.0 or less.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 각각 개별적으로 동작하는 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되는 열전 소자에서 발생한 열을 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스에 의해 수행되는 열적 피드백 제공 방법으로서, 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 일부에 발열 동작을 위한 정전압을 인가하는 단계; 상기 일부의 열전 쌍 그룹에 상기 정전압이 인가되는 동안 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 다른 일부에 흡열 동작을 위한 역전압을 인가하는 단계; 및 상기 열전 소자가 상기 발열 동작 및 상기 흡열 동작을 동시에 수행함으로써 열 통감 피드백을 출력하는 단계;를 포함하되, 상기 발열 동작에 의한 상기 접촉면의 온도 상승량에 대한 상기 흡열 동작에 의한 상기 접촉면의 온도 하강량의 비율과 상기 발열 동작을 상기 일부의 열전 쌍 그룹의 면적에 대한 상기 흡열 동작을 수행하는 상기 다른 일부의 열전 쌍 그룹의 면적의 비율의 곱이 1.5 이상 5.0 이하인 열적 피드백 제공 방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, heat generated from a thermoelectric element provided as a thermocouple array including a plurality of thermocouple groups each operating individually is transferred to the user through a contact surface in contact with the user's body part. A method of providing thermal feedback performed by a feedback device that outputs thermal feedback, comprising: applying a constant voltage for a heating operation to some of the plurality of thermocouple groups; applying a reverse voltage for an endothermic operation to another part of the plurality of thermocouple groups while the constant voltage is applied to some of the thermocouple groups; And outputting thermal sensory feedback by the thermoelectric element simultaneously performing the heat generating operation and the endothermic operation, wherein a temperature decrease of the contact surface due to the heat absorbing operation relative to the amount of temperature increase of the contact surface due to the heat generating operation. A method of providing thermal feedback may be provided in which the product of the ratio of the amount and the ratio of the area of the other thermocouple group that performs the heat-absorbing operation to the area of the portion of the thermocouple group that performs the heat-generating operation is 1.5 or more and 5.0 or less. .
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 외부 기기와 통신하는 통신 모듈; 각각 개별적으로 동작하는 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되는 열전 소자, 상기 열전 소자에서 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측면에 마련되고 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 포함하고, 상기 접촉면을 통해 상기 열전 소자에서 발생한 열을 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 열 출력 모듈; 및 상기 통신 모듈을 통해 열 통감 피드백의 출력을 요청하는 메시지를 수신하고, 상기 열전 소자가 상기 발열 동작 및 상기 흡열 동작을 동시에 수행함으로써 상기 열 출력 모듈이 열 통감 피드백을 출력하도록, 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 일부에 발열 동작을 위한 정전압을 인가하고 상기 일부의 열전 쌍 그룹에 상기 정전압이 인가되는 동안 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 다른 일부에 흡열 동작을 위한 역전압을 인가하는 피드백 콘트롤러;를 포함하되, 상기 발열 동작에 의한 상기 접촉면의 온도 상승량에 대한 상기 흡열 동작에 의한 상기 접촉면의 온도 하강량의 비율과 상기 발열 동작을 상기 일부의 열전 쌍 그룹의 면적에 대한 상기 흡열 동작을 수행하는 상기 다른 일부의 열전 쌍 그룹의 면적의 비율의 곱이 1.5 이상 5.0 이하인 피드백 디바이스가 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, a communication module for communicating with an external device; A thermoelectric element provided as a thermocouple array including a plurality of thermocouple groups each operating individually, a power terminal for supplying power from the thermoelectric element, and a contact surface provided on one side of the thermoelectric element and in contact with a part of the user's body. A heat output module comprising: a heat output module outputting thermal feedback by transferring heat generated from the thermoelectric element to the user through the contact surface; and receiving a message requesting output of thermal sensory feedback through the communication module, and allowing the thermoelectric element to simultaneously perform the heat generating operation and the endothermic operation so that the heat output module outputs thermal sensory feedback. A feedback controller that applies a constant voltage for a heat-generating operation to some of the pair groups and applies a reverse voltage for a heat-absorbing operation to another part of the plurality of thermocouple groups while the constant voltage is applied to some of the thermocouple groups. However, the ratio of the amount of temperature decrease of the contact surface due to the heat-absorbing operation to the amount of temperature increase of the contact surface due to the heat-generating operation and the heat-generating operation to the area of the part of the thermocouple group. A feedback device may be provided in which the product of the ratio of the areas of some thermocouple groups is 1.5 or more and 5.0 or less.
본 발명의 다시 또 양상에 따르면, 단위 열전 소자들로 이루어지는 열전 소자 어레이, 상기 열전 소자 어레이에 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측면에 마련되고 사용자의 신체 부위에 접촉하여 상기 열전 소자에서 발생한 열을 사용자에게 전달하는 접촉면을 포함하는 열 출력 모듈; 및 상기 열 출력 모듈이 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하도록 상기 전원 단자에 전원을 인가하는 콘트롤러;를 포함하되, 상기 콘트롤러는, 상기 열 출력 모듈이 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하여 열적 피드백을 출력하도록 소정의 시간 동안 제1 전압을 인가하고, 상기 소정의 시간 도과 시 상기 열적 피드백의 종료를 위한 상기 제1 전압을 차단 시 상기 접촉면의 온도 변화 속도를 저감하기 위해 소정의 시간 동안 제2 전압 - 상기 제1 전압과 동일한 방향의 작은 크기를 갖는 전압 - 을 인가하여 열 역전 환각을 방지하는 것을 특징으로 하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, a thermoelectric element array consisting of unit thermoelectric elements, a power terminal for supplying power to the thermoelectric element array, and a power terminal provided on one side of the thermoelectric element, contact a part of the user's body to generate the thermoelectric element. A heat output module including a contact surface that transfers heat generated from to a user; and a controller for applying power to the power terminal so that the heat output module performs a heat generation operation or a heat absorption operation, wherein the controller causes the heat output module to perform a heat generation operation or a heat absorption operation to output thermal feedback. A first voltage is applied for a predetermined time, and when the first voltage is cut off to terminate the thermal feedback when the predetermined time elapses, a second voltage is applied for a predetermined time to reduce the rate of temperature change of the contact surface. A feedback device may be provided, characterized in that it prevents thermal reversal hallucination by applying a voltage - having a small magnitude in the same direction as the first voltage.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 단위 열전 소자들로 이루어지는 열전 소자 어레이, 상기 열전 소자 어레이에 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측면에 마련되고 사용자의 신체 부위에 접촉하여 상기 열전 소자에서 발생한 열을 사용자에게 전달하는 접촉면을 포함하는 열 출력 모듈; 및 상기 열 출력 모듈이 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하도록 상기 전원 단자에 전원을 인가하는 콘트롤러;를 포함하되, 상기 콘트롤러는, 상기 열 출력 모듈이 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하여 열적 피드백을 출력하도록 소정의 시간 동안 제1 전압을 인가하고, 상기 제1 전압이 미리 정해진 크기 이상인지 여부를 판단하고, 상기 제1 전압이 미리 정해진 크기 미만인 경우에는 상기 소정의 시간이 종료된 뒤 전원을 차단하고, 상기 제1 전압이 미리 정해진 크기 이상인 경우에는 상기 소정의 시간이 도과한 뒤 상기 제1 전압보다 낮은 전압을 인가하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도를 저감시켜 열 역전 환각을 방지하는 것을 특징으로 하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, a thermoelectric element array consisting of unit thermoelectric elements, a power terminal for supplying power to the thermoelectric element array, and a power terminal provided on one side of the thermoelectric element, contact a part of the user's body to generate the thermoelectric element. A heat output module including a contact surface that transfers heat generated from the device to the user; and a controller for applying power to the power terminal so that the heat output module performs a heat generation operation or a heat absorption operation, wherein the controller causes the heat output module to perform a heat generation operation or a heat absorption operation to output thermal feedback. Applying a first voltage for a predetermined time, determining whether the first voltage is greater than a predetermined amount, and if the first voltage is less than a predetermined amount, turning off the power after the predetermined time expires, A feedback device characterized in that, when the first voltage is greater than a predetermined amount, a voltage lower than the first voltage is applied after the predetermined time has elapsed to reduce the rate of temperature change of the contact surface to prevent thermal reversal hallucinations. may be provided.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 단위 열전 소자들로 이루어지는 열전 소자 어레이, 상기 열전 소자 어레이에 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측면에 마련되고 사용자의 신체 부위에 접촉하여 상기 열전 소자에서 발생한 열을 사용자에게 전달하는 접촉면을 포함하는 열 출력 모듈; 및 상기 열 출력 모듈이 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하도록 상기 전원 단자에 전원을 인가하는 콘트롤러;를 포함하되, 상기 콘트롤러는, 상기 열 출력 모듈이 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하여 열적 피드백을 출력하도록 소정의 시간 동안 제1 전압을 인가하고, 상기 소정의 시간 도과 시 상기 열적 피드백의 종료를 위한 상기 제1 전압을 차단 시 상기 열적 피드백인 온감 피드백인지 냉감 피드백인지 여부를 판단하고, 상기 차단 시 상기 열적 피드백인 온감 피드백인 경우에는 제1 시간 동안 상기 제1 전압보다 낮은 전압을 인가하고, 상기 차단 시 상기 열적 피드백인 냉감 피드백인 경우에는 상기 제1 시간보다 긴 제2 시간 동안 상기 제1 전압보다 낮은 전압을 인가함으로써 상기 접촉면의 온도 변화 속도를 저감시켜 열 역전 환각을 방지하는 완충 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, a thermoelectric element array consisting of unit thermoelectric elements, a power terminal for supplying power to the thermoelectric element array, and a power terminal provided on one side of the thermoelectric element, contact a part of the user's body to generate the thermoelectric element. A heat output module including a contact surface that transfers heat generated from the device to the user; and a controller for applying power to the power terminal so that the heat output module performs a heat generation operation or a heat absorption operation, wherein the controller causes the heat output module to perform a heat generation operation or a heat absorption operation to output thermal feedback. A first voltage is applied for a predetermined time, and when the first voltage is cut off to end the thermal feedback when the predetermined time elapses, it is determined whether the thermal feedback is a warm feedback or a cold feedback, and when the cutoff occurs, the first voltage is cut off to terminate the thermal feedback. In the case of warm feedback, which is thermal feedback, a voltage lower than the first voltage is applied for a first time, and when the blocking occurs, in the case of cold feedback, which is thermal feedback, a voltage lower than the first voltage is applied for a second time longer than the first time. A feedback device can be provided that performs a buffering operation to prevent thermal reversal hallucination by reducing the rate of temperature change of the contact surface by applying a low voltage.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 단위 열전 소자들로 이루어지는 열전 소자 어레이, 상기 열전 소자 어레이에 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측면에 마련되고 사용자의 신체 부위에 접촉하여 상기 열전 소자에서 발생한 열을 사용자에게 전달하는 접촉면을 포함하는 열 출력 모듈; 및 상기 열 출력 모듈이 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하도록 상기 전원 단자에 전원을 인가하는 콘트롤러;를 포함하되, 상기 콘트롤러는, 피드백 개시 명령에 따라 상기 열 출력 모듈에 전원을 인가해 열적 피드백을 출력하고, 피드백 종료 명령에 따라 상기 전원을 차단해 상기 열적 피드백을 종료하되, 상기 열적 피드백 종료 시 상기 열적 피드백을 위해 인가되는 전압보다 낮은 전압을 완충 시간 동안 인가하여 상기 피드백 종료에 따른 접촉면의 온도 변화를 저감시키는 완충 동작을 수행하되, 상기 완충 시간 중 새로운 피드백 개시 명령이 획득되면 상기 완충 동작을 중단하고 상기 새로운 피드백을 위한 전원을 인가하는 것을 특징으로 하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, a thermoelectric element array consisting of unit thermoelectric elements, a power terminal for supplying power to the thermoelectric element array, and a power terminal provided on one side of the thermoelectric element, contact a part of the user's body to generate the thermoelectric element. A heat output module including a contact surface that transfers heat generated from the device to the user; and a controller that applies power to the power terminal so that the heat output module performs a heat generating operation or a heat absorbing operation, wherein the controller applies power to the heat output module according to a feedback start command to output thermal feedback. Then, the thermal feedback is terminated by turning off the power according to a feedback termination command, but when the thermal feedback is terminated, a voltage lower than the voltage applied for the thermal feedback is applied during the buffer time to change the temperature of the contact surface according to the termination of the feedback. A feedback device may be provided that performs a buffering operation to reduce , but stops the buffering operation and applies power for the new feedback when a new feedback start command is obtained during the buffering time.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 단위 열전 소자들로 이루어지는 열전 소자 어레이, 상기 열전 소자 어레이에 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측면에 마련되고 사용자의 신체 부위에 접촉하여 상기 열전 소자에서 발생한 열을 사용자에게 전달하는 접촉면을 포함하는 열 출력 모듈; 및 상기 열 출력 모듈이 발열 동작 및/또는 흡열 동작을 수행하도록 상기 전원 단자에 전원을 인가하는 콘트롤러;를 포함하되, 상기 콘트롤러는, 수행할 피드백 종류를 판단하고, 상기 피드백의 종류가 열 그릴 피드백인 경우 정전압과 역전압이 교번적으로 배치되는 듀티 사이클 형태의 전기 신호를 상기 열 출력 모듈에 인가하는 것을 특징으로 하는 피드백 디바이스.According to yet another aspect of the present invention, a thermoelectric element array consisting of unit thermoelectric elements, a power terminal for supplying power to the thermoelectric element array, and a power terminal provided on one side of the thermoelectric element, contact a part of the user's body to generate the thermoelectric element. A heat output module including a contact surface that transfers heat generated from the device to the user; and a controller that applies power to the power terminal so that the heat output module performs a heat generation operation and/or a heat absorption operation, wherein the controller determines a type of feedback to be performed, and the type of feedback is heat grill feedback. A feedback device characterized in that an electrical signal in the form of a duty cycle in which constant voltage and reverse voltage are alternately arranged is applied to the heat output module.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 전기적으로 연결되는 단위 열전 소자들로 이루어지고 각각 개별제어 가능한 복수의 열전 소자 그룹을 포함하는 열전 소자 어레이, 상기 열전 소자 어레이에 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측면에 마련되고 사용자의 신체 부위에 접촉하여 상기 열전 소자에서 발생한 열을 사용자에게 전달하는 접촉면을 포함하는 열 출력 모듈; 및 상기 열 출력 모듈이 발열 동작 및/또는 흡열 동작을 수행하도록 상기 전원 단자에 전원을 인가하는 콘트롤러;를 포함하되, 상기 콘트롤러는, 수행할 피드백 종류를 판단하고, 상기 피드백의 종류가 열 그릴 피드백인 경우 상기 복수의 열전 소자 그룹 중 제1 열전 소자 그룹과 제2 열전 소자 그룹을 상기 제1 열전 소자 그룹이 차지하는 면적과 상기 제2 열전 소자 그룹이 차지하는 면적의 비율이 미리 정해진 비율이 되도록 결정하고, 상기 제1 열전 소자 그룹에는 정전압을 인가하고 상기 제2 열전 소자 그룹에는 역전압을 인가하여 중립 열 통감을 출력하는 것을 특징으로 하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다. According to another aspect of the present invention, a thermoelectric element array comprising a plurality of thermoelectric element groups made of unit thermoelectric elements electrically connected and each individually controllable, a power terminal for supplying power to the thermoelectric element array, and the A heat output module provided on one side of the thermoelectric element and including a contact surface that contacts a part of the user's body and transfers heat generated from the thermoelectric element to the user; and a controller that applies power to the power terminal so that the heat output module performs a heat generation operation and/or a heat absorption operation, wherein the controller determines a type of feedback to be performed, and the type of feedback is heat grill feedback. In the case of the plurality of thermoelectric element groups, the first thermoelectric element group and the second thermoelectric element group are determined so that the ratio of the area occupied by the first thermoelectric element group and the area occupied by the second thermoelectric element group is a predetermined ratio, , A feedback device may be provided, characterized in that a positive voltage is applied to the first thermoelectric element group and a reverse voltage is applied to the second thermoelectric element group to output a neutral thermal sensation.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 전기적으로 연결되는 단위 열전 소자들로 이루어지고 동일한 면적을 갖되 개별 제어가 가능한 제1 열전 소자 그룹 및 제2 열전 소자 그룹을 포함하는 열전 소자 어레이, 상기 열전 소자 어레이에 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측면에 마련되고 사용자의 신체 부위에 접촉하여 상기 열전 소자에서 발생한 열을 사용자에게 전달하는 접촉면을 포함하는 열 출력 모듈; 및 상기 열 출력 모듈이 발열 동작 및/또는 흡열 동작을 수행하도록 상기 전원 단자에 전원을 인가하는 콘트롤러;를 포함하되, 상기 콘트롤러는, 수행할 피드백 종류를 판단하고, 상기 피드백의 종류가 열 그릴 피드백인 경우 제1 열전 소자 그룹에는 제1 전기 신호를 인가하고 제2 열전 소자 그룹에는 제2 전기 신호를 인가하되, 상기 제1 전기 신호 및 상기 제2 전기 신호는 정전압과 역전압이 시간에 따라 교번적으로 배치되는 형태이고 상기 제1 전기 신호의 정전압 구간과 상기 제2 전기 신호의 역전압 구간이 일치하고 상기 제2 전기 신호의 정전압 구간과 상기 제1 전기 신호의 역전압 구간이 일치하는 것을 특징으로 하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, a thermoelectric element array comprising a first thermoelectric element group and a second thermoelectric element group consisting of electrically connected unit thermoelectric elements and having the same area but capable of individual control, the thermoelectric element A heat output module including a power terminal for supplying power to the array and a contact surface provided on one side of the thermoelectric element and contacting a part of the user's body to transfer heat generated from the thermoelectric element to the user; and a controller that applies power to the power terminal so that the heat output module performs a heat generation operation and/or a heat absorption operation, wherein the controller determines a type of feedback to be performed, and the type of feedback is heat grill feedback. In this case, a first electrical signal is applied to the first thermoelectric element group and a second electrical signal is applied to the second thermoelectric element group, wherein the first electrical signal and the second electrical signal have a constant voltage and a reverse voltage alternating with time. It is arranged in a form where the constant voltage section of the first electrical signal matches the reverse voltage section of the second electrical signal, and the constant voltage section of the second electrical signal matches the reverse voltage section of the first electrical signal. A feedback device may be provided.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 전기적으로 연결되는 단위 열전 소자들로 이루어지고 동일한 면적을 갖되 개별 제어가 가능한 제1 열전 소자 그룹 및 제2 열전 소자 그룹을 포함하는 열전 소자 어레이, 상기 열전 소자 어레이에 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측면에 마련되고 사용자의 신체 부위에 접촉하여 상기 열전 소자에서 발생한 열을 사용자에게 전달하는 접촉면을 포함하는 열 출력 모듈; 및 상기 열 출력 모듈이 발열 동작 및/또는 흡열 동작을 수행하도록 상기 전원 단자에 전원을 인가하는 콘트롤러;를 포함하되, 상기 콘트롤러는, 온감 피드백을 유도하기 위한 복수의 레벨의 정전압 및 냉감 피드백을 유도하기 위한 복수의 레벨의 역전압을 인가하되, 수행할 피드백 종류를 판단하고, 상기 피드백의 종류가 열 그릴 피드백인 경우 제1 열전 소자 그룹과 제2 열전 소자 그룹에 각각 정전압과 역전압을 동시에 인가하되, 상기 정전압의 레벨이 상기 역전압의 레벨보다 낮은 것을 특징으로 하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, a thermoelectric element array comprising a first thermoelectric element group and a second thermoelectric element group consisting of electrically connected unit thermoelectric elements and having the same area but capable of individual control, the thermoelectric element A heat output module including a power terminal for supplying power to the array and a contact surface provided on one side of the thermoelectric element and contacting a part of the user's body to transfer heat generated from the thermoelectric element to the user; and a controller that applies power to the power terminal so that the heat output module performs a heat generating operation and/or a heat absorbing operation, wherein the controller induces a plurality of levels of constant voltage and cooling feedback for inducing warm feedback. Apply a plurality of levels of reverse voltage to determine the type of feedback to be performed, and if the type of feedback is heat grill feedback, apply a constant voltage and a reverse voltage to the first thermoelectric element group and the second thermoelectric element group, respectively. However, a feedback device may be provided wherein the level of the constant voltage is lower than the level of the reverse voltage.
1. 피드백 디바이스1. Feedback device
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 피드백 디바이스(100)에 관하여 설명한다.Hereinafter, the
본 발명의 실시예에 따른 피드백 디바이스(100)는 사용자에게 열적 피드백을 제공하는 기기이다. 구체적으로 피드백 디바이스(100)는 발열 동작이나 흡열 동작을 수행하여 사용자에게 열을 인가하거나 사용자로부터 열을 흡수함으로써 사용자에게 열적 피드백을 제공할 수 있다.The
1.1. 열적 피드백1.1. thermal feedback
열적 피드백이란 주로 사용자의 신체에 분포되어 있는 열 감각 기관을 자극하여 사용자가 열적 감각을 느끼도록 하는 열적 자극으로 일종으로, 본 명세서에서 열적 피드백은 사용자의 열 감각 기관을 자극하는 모든 열적 자극을 포괄적으로 아우르는 것으로 해석되어야 한다. Thermal feedback is a type of thermal stimulus that causes the user to feel a thermal sensation by stimulating the thermal sensory organs distributed in the user's body. In this specification, thermal feedback encompasses all thermal stimuli that stimulate the user's thermal sensory organs. It should be interpreted as encompassing.
열적 피드백의 대표적인 예로는 온감 피드백과 냉감 피드백을 들 수 있다. 온감 피드백은 사용자가 온감을 느끼도록 피부에 분포한 온점(hot spot)에 온열을 인가하는 것을 의미하며 냉감 피드백은 사용자가 냉감을 느끼도록 피부에 분포된 냉점(cold spot)에 냉열을 인가하는 것을 의미한다. Representative examples of thermal feedback include warm feedback and cold feedback. Warm feedback refers to applying heat to hot spots distributed on the skin so that the user feels warm, and cold feedback refers to applying cold heat to cold spots distributed on the skin to make the user feel cold. it means.
여기서, 열은 양의 스칼라 형태로 표현되는 물리량이므로 ‘냉열을 인가한다’는 표현이 물리적 관점에서 엄밀한 표현은 아닐 수 있지만, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 열이 인가되는 현상에 대해서 온열이 인가되는 것으로 표현하고, 그 역이 되는 현상, 즉 열을 흡수하는 현상에 대하여는 냉열이 인가되는 것으로 표현하기로 한다.Here, since heat is a physical quantity expressed in the form of a positive scalar, the expression 'applying cold heat' may not be a strict expression from a physical perspective. However, for convenience of explanation, in this specification, the phenomenon in which heat is applied is applied warm heat. It is expressed as being applied, and the opposite phenomenon, that is, the phenomenon of absorbing heat, is expressed as cold heat being applied.
또한, 본 명세서에서 열적 피드백에는 온감 피드백 및 냉감 피드백 이외에도 열 그릴 피드백(thermal grill feedback)이 더 포함될 수 있다. 온열과 냉열이 동시에 주어지는 경우 사용자는 이를 개별적인 온감과 냉감으로 인식하는 대신 통감으로 인식하게 되는데 이러한 감각을 소위 열 그릴 환감(TGI: Thermal Grill Illusion, 이하 ‘열 통감’이라고 함)이라고 한다. 즉, 열 그릴 피드백은 온열과 냉열을 복합적으로 인가하는 열적 피드백을 의미하며, 주로 온감 피드백과 냉감 피드백을 동시에 출력함으로써 제공될 수 있다. 또 열 그릴 피드백은 통감에 가까운 감각을 제공하는 측면에서 열 통감 피드백으로 지칭될 수도 있다. 열 그릴 피드백과 관련된 보다 자세한 설명은 후술될 것이다.Additionally, in this specification, thermal feedback may further include thermal grill feedback in addition to warm feedback and cold feedback. When hot and cold heat are given at the same time, the user perceives them as a sensation instead of individual sensations of warmth and cold. This sensation is called the so-called thermal grill illusion (TGI). In other words, thermal grill feedback refers to thermal feedback that applies hot and cold heat in combination, and can mainly be provided by simultaneously outputting warm feedback and cold feedback. Additionally, thermal grill feedback may also be referred to as thermal sensory feedback in that it provides a sensation close to real sensation. A more detailed explanation related to heat grill feedback will be described later.
1.2. 피드백 디바이스의 응용예1.2. Application example of feedback device
상술한 열적 피드백을 제공하는 피드백 디바이스(100)는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하에서는 피드백 디바이스(100)의 대표적인 몇몇 구현예에 관하여 언급하기로 한다. The
1.2.1. 게이밍 콘트롤러(gaming controller)1.2.1. gaming controller
피드백 디바이스(100)의 대표적인 구현예 중 하나로 게이밍 콘트롤러(100a)를 들 수 있다. One of the representative implementation examples of the
여기서, 게이밍 콘트롤러(100a)는 게임 환경에서 사용자의 조작을 입력받는 입력 수단을 의미할 수 있다. 게이밍 콘트롤러(100a)는 주로 게임 콘솔 장치, 컴퓨터, 태블릿, 스마트 폰 등의 게임을 구동시키는 각종 장치들과 연동되어 게임에 이용되는 사용자 조작을 입력받는 역할을 한다. 물론, 휴대용 게임기의 경우에는 기기 자체에 게이밍 콘트롤러(100a)가 일체를 이뤄 탑재되기도 한다. Here, the
최근 게임 환경은 기존의 TV나 모니터를 통해 출력되는 게임 화면에 사용자의 조작을 반영하던 전통적인 형태에서 벗어나 오큘러스(Oculus)社의 리프트(Rift)TM나 마이크로소프트(Microsoft)社의 홀로렌즈(Hololens) TM 등과 같은 두부 장착형 교시 기기(HMD: Head Mounted Display)를 이용한 가상 현실 내지는 증강 현실로까지 변모하고 있다. 이처럼 새로운 게임 환경에서 게이밍 콘트롤러(100a)는 단순한 입력 수단에서 벗어나 게임 몰입감을 증대시키기 위해 사용자에게 각종 피드백을 제공하는 출력 수단으로까지 그 역할을 확장하고 있는 추세이다. 그 일 예로 소니(Sony)社의 플레이스테이션(Playstation)TM용 듀얼 쇼크(Dual Shock)TM에는 사용자에게 촉각 피드백(tactile feedback)을 출력하는 진동 기능이 탑재되어 있다. Recently, the gaming environment has moved away from the traditional form of reflecting the user's operations on the game screen displayed through the existing TV or monitor, and is now using Oculus' RiftTM or Microsoft's Hololens. ) It is transforming into virtual reality or even augmented reality using head mounted teaching devices (HMD: Head Mounted Display) such as TM. In this new gaming environment, the
본 명세서에서 게이밍 콘트롤러(100a)로 구현된 피드백 디바이스(100)는 사용자에게 열적 피드백을 제공함으로써 기존에 사용자가 느끼지 못했던 열적 감각을 인터렉티브 요소로 게임에 추가시켜 보다 높은 게임 몰입도를 유도할 수 있다. In this specification, the
도 1 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 피드백 디바이스(100)의 구현예 중 게이밍 콘트롤러(100a)에 관한 것이다.1 to 7 relate to a
게이밍 콘트롤러(100a)는, 예를 들어 소니社의 플레이스테이션이나 마이크로소프트社의 엑스박스(Xbox)TM와 연동되는 입력 수단 등과 같이 도 1에 도시된 바와 유사한 양손으로 파지되는 전통적인 형태(100a-1)를 비롯하여 닌텐도(Nintendo)社의 위(Wii)TM 와 연동되는 입력 수단 등과 같이 도 2에 도시된 바와 유사한 한손으로 파지되는 바 타입(100a-2)으로 구현될 수도 있다. The
특히, 바 타입의 게이밍 콘트롤러(100a)는 최근 증강 현실 내지는 가상 현실 환경에서의 사용자 조작을 입력받기 적절한 형태로서 도 3에 도시된 바와 유사하게 소니社의 플레이스테이션 VRTM에 이용되는 무브 모션(Move Motion)TM이나 HTC社의 바이브(Vive)TM용 입력 수단처럼 양손에 하나씩 파지되는 한 쌍의 바 타입(100a-3)으로 제공되기도 한다. In particular, the bar-
이외에도 게이밍 콘트롤러(100a)는 주로 레이싱 게임에 이용되는 도 4에 도시된 것과 유사한 휠 타입(100a-4), 플라이트 시뮬레이터 게임에 이용되는 도 5에 도시된 것과 유사한 조이스틱 타입(100a-5), 일인칭 슈터(FPS: First Person Shooter) 게임에 이용되는 도 6에 도시된 것과 유사한 건 타입(100a-6) 또는 컴퓨터 게이밍 환경에서 일반적인 이용되는 도 7에 도시된 것과 유사한 마우스 타입(100a-7)으로 구현될 수도 있다. In addition, the
상술한 게이밍 콘트롤러(100a)는 사용자의 신체(예를 들어, 사용자의 손바닥면)와 접촉하는 부위를 통해 사용자에게 열적 피드백을 제공하도록 설계될 수 있다. 도 1 내지 도 7을 참조하면, 각 형태의 게이밍 콘트롤러(100a)에서 사용자의 신체에 열적 피드백을 제공하는 부위, 즉 접촉면(1600)이 표시되어 있다. 물론, 접촉면(1600)의 위치가 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 게이밍 콘트롤러(100a)에 있어서 도면과 다른 부위에 접촉면(1600)이 마련되는 것도 가능함은 물론이다.The above-described
1.2.2. 웨어러블 디바이스(wearable device)1.2.2. wearable device
피드백 디바이스(100)의 다른 구현예로는 웨어러블 디바이스(100b)를 고려해 볼 수 있다. As another implementation example of the
여기서, 웨어러블 디바이스(100b)는 사용자의 신체에 착용되어 다양한 기능을 수행하는 기기를 의미할 수 있다. 보다 편리한 기술을 추구하는 최근 트렌드에 따라 점차 인간-기계 인터페이스(HMI: Human-Machine Interface)에 관한 관심이 높아지면서 다양한 웨어러블 디바이스들(100b)이 개발되고 있는데, 웨어러블 디바이스(100b)에 열적 피드백 기능을 도입함으로써 보다 새로운 사용자 경험이 가능해질 수 있다. Here, the
도 8 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 피드백 디바이스(100)의 구현예 중 웨어러블 디바이스(100b)에 관한 것이다.8 to 14 relate to a
웨어러블 디바이스(100b)는 도 8에 도시된 것과 유사하게 안경처럼 착용하는 글래스 타입(100b-1), 도 9에 도시된 것과 유사하게 VR이나 AR 등을 구현하기 위해 머리에 착용하는 HMD 타입(100b-2), 도 10 및 도 11에 도시된 것과 유사하게 손목에 착용하는 워치 타입(100b-3)이나 밴드 타입(100b-4), 도 12에 도시된 것과 유사하게 옷처럼 입을 수 있는 슈트 타입(100b-5), 도 13에 도시된 것과 유사하게 장갑처럼 손에 끼울 수 있는 글러브 타입(100b-6), 도 14에 도시된 것과 유사하게 신발처럼 신을 수 있는 슈즈 타입(100b-7) 등과 같이 그 명칭 그대로 사용자의 신체 각부에 장착되는 다양한 형태로 개발되고 있다. The
상술한 게이밍 콘트롤러(100a)에서와 마찬가지로 웨어러블 디바이스(100b)에서도 사용자의 신체와 접촉하는 부위를 통해 사용자에게 열적 피드백을 제공하도록 설계될 수 있다. 도 8 내지 도 14을 참조하면, 각 형태의 웨어러블 디바이스(100b)에서 사용자의 신체에 열적 피드백을 제공하는 부위, 즉 접촉면(1600)이 표시되어 있다. 물론, 접촉면(1600)의 위치가 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 웨어러블 디바이스(100b)에 있어서 도면과 다른 부위에 접촉면(1600)이 마련되는 것도 가능함은 물론이다.Like the above-described
1.2.3. 그 외1.2.3. etc
이상에서는 피드백 디바이스(100)의 구현예 중 게이밍 콘트롤러(100a)와 웨어러블 디바이스(100b)에 대하여 설명하였으나, 피드백 디바이스(100)의 구현예가 이로 한정되는 것은 아니다. In the above, the
실질적으로 피드백 디바이스(100)는 열적 피드백 기능이 유용하게 이용되는 어떠한 기기로도 구현될 수 있다. 이해를 돕기 위한 몇몇 예시를 소개하면, 피드백 디바이스(100)는 환자의 열 감각을 테스트하기 위한 의료 기기에 응용되거나, 운전자의 손에 적당한 열감을 제공하거나 경고 신호를 제공하려는 목적으로 자동차의 스티어링 휠에 응용될 수도 있다. 이외에도 피드백 디바이스(100)는 학생에게 열 감각을 제공하여 교육 효과를 높이기 위해 교육용 설비에 이용되거나 영화관의 의자 등에 장착되어 사용자에게 시청각 감각에 더해 열적 감각을 제공하여 영화 몰입 효과를 증대시키기 위해 이용될 수도 있을 것이다.In practice, the
종합하면, 피드백 디바이스는 열적 피드백을 출력하는 기기로서, 게임, 동영상, VR/AR 어플리케이션을 비롯한 체감형 어플리케이션 등의 멀티미디어 콘텐츠의 재생 시 그 멀티미디어 콘텐츠에 수반되는 열적 경험을 제공하기 위해 열적 피드백을 이용하는 분야에는 포괄적으로 활용될 수 있다. 이를 위해 피드백 디바이스는 주로 게임 및 체감형 어플리케이션 등의 형태로 제공되는 멀티미디어 콘텐츠를 구동하는 게임 콘솔이나 PC 등의 콘텐츠 재생 디바이스와 연동될 수 있다. 물론, 기술의 발전에 따라 피드백 디바이스 자체가 멀티미디어 콘텐츠를 구동하는 콘텐츠 재생 디바이스의 역할을 겸할 수도 있을 것이다. In summary, a feedback device is a device that outputs thermal feedback, and uses thermal feedback to provide a thermal experience accompanying the multimedia content when playing multimedia content such as games, videos, VR/AR applications, and other immersive applications. It can be used comprehensively in the field. To this end, the feedback device can be linked to a content playback device such as a game console or PC that runs multimedia content provided mainly in the form of games and tangible applications. Of course, as technology develops, the feedback device itself may also serve as a content playback device that drives multimedia content.
위해 열적 피드백으thermal feedback for
1.3. 피드백 디바이스의 구성1.3. Configuration of feedback device
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 피드백 디바이스(100)의 구성에 관하여 설명한다. Hereinafter, the configuration of the
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 피드백 디바이스(100)의 구성에 관한 블록도이다.Figure 15 is a block diagram of the configuration of the
도 15를 참조하면, 피드백 디바이스(100)는 어플리케이션 유닛(2000) 및 피드백 유닛(1000)을 포함할 수 있다. 여기서, 어플리케이션 유닛(2000)은 피드백 디바이스(100)의 구현 형태에 따라 고유의 기능을 수행하기 위한 유닛이고, 피드백 유닛(1000)은 열적 피드백을 출력하기 위한 유닛이다. Referring to FIG. 15, the
따라서, 어플리케이션 유닛(2000)은 피드백 디바이스(100)의 구현 형태에 따라 적절히 설계될 수 있다. 예를 들어, 게임 콘솔과 연동되는 게이밍 콘트롤러(100a) 타입인 피드백 디바이스(100)의 경우에 어플리케이션 유닛(2000)은 게이밍 콘트롤러(100a)의 케이싱, 게임 콘솔과 통신을 위한 통신 모듈, 사용자 조작을 입력받는 입력 모듈, 게이밍 콘트롤러(100a)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 어플리케이션 콘트롤러 등을 포함할 수 있다. 다른 예를 들어, 슈트 타입인 웨어러블 디바이스(100b)의 경우에 어플리케이션 유닛(2000)은 슈트를 구성하는 슈트 부재, 사용자의 신체 신호를 감지하는 센싱 모듈 등을 포함할 수 있을 것이다.Accordingly, the
이와 달리 피드백 유닛(1000)의 경우에는 피드백 디바이스(100)의 구현 형태에 따라 다소 그 적용 형태가 변동될 수 있지만, 기본적으로 열을 발생시키거나 흡수하는 구성, 발열/흡열을 제어하기 위한 구성 및 사용자에게 열을 전달하는 구성을 가지게 된다. In contrast, in the case of the
이하에서는 먼저 피드백 유닛(1000)에 관하여 설명한 뒤, 피드백 디바이스(100)의 몇몇 구현 형태에서의 어플리케이션 유닛(2000)의 구성과 피드백 유닛(1000)과의 연동 방식에 관하여 설명하기로 한다. Hereinafter, the
1.3.1. 피드백 유닛1.3.1. feedback unit
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 피드백 유닛(1000)의 구성에 관한 블록도이다.Figure 16 is a block diagram of the configuration of the
도 16을 참조하면, 피드백 유닛(1000)은 열 출력 모듈(1200), 피드백 콘트롤러(1400) 및 접촉면(1600)을 포함할 수 있다. 피드백 유닛(1000)은 피드백 콘트롤러(1400)가 열 출력 모듈(1200)을 제어하여 발열 동작 또는 흡열 동작을 선택적으로 또는 동시에 수행하고, 접촉면(1600)을 통해 사용자에게 온열 및 냉열을 전달함으로써 열적 피드백을 제공할 수 있다. Referring to FIG. 16 , the
이하에서는 피드백 유닛(1000)의 세부 구성에 관하여 보다 구체적으로 살펴본다.Below, we will look at the detailed configuration of the
1.3.1.1. 열 출력 모듈1.3.1.1. heat output module
열 출력 모듈(1200)은 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행할 수 있다. 여기서, 발열 동작이나 흡열 동작을 수행하기 위해 열 출력 모듈(1200)은 펠티에 소자(Peltier element) 등의 열전 소자를 이용할 수 있다.The
펠티에 효과는 1834년 쟝 펠티에(Jean Peltier)에 의해 발견된 열전 현상으로, 이종(異種)의 금속을 접합한 뒤 전류를 흘리면 전류의 방향에 따라 한쪽에서는 발열 반응이 발생하고 다른 쪽에서는 냉각 반응이 발생하는 현상을 의미한다. 펠티에 소자는 이러한 펠티에 효과를 일으키는 소자로서, 펠티에 소자는 초기에는 비스무트와 안티몬과 같은 이종 금속 접합체로 만들어졌으나 최근에는 보다 높은 열전 효율을 갖도록 두 개의 금속판 사이에 N-P 반도체를 배열하는 방식으로 제조되고 있다. The Peltier effect is a thermoelectric phenomenon discovered by Jean Peltier in 1834. When dissimilar metals are joined and an electric current is passed, an exothermic reaction occurs on one side and a cooling reaction occurs on the other side depending on the direction of the current. It means a phenomenon that occurs. A Peltier device is a device that causes this Peltier effect. Peltier devices were initially made of dissimilar metal junctions such as bismuth and antimony, but have recently been manufactured by arranging N-P semiconductors between two metal plates to have higher thermoelectric efficiency. .
펠티에 소자는 전류가 인가되면 양쪽 금속판에서 발열과 흡열이 즉각적으로 유도되며, 전류 방향에 따라 발열과 흡열의 전환이 가능하고, 전류량에 따라 발열이나 흡열 정도도 비교적 정밀하게 조절 가능하므로 열적 피드백을 위한 발열 동작이나 흡열 동작에 이용되기 적절하다. 특히, 최근 유연 열전 소자가 개발됨에 따라 사용자의 신체에 대해 접촉이 용이한 형태로 제조가 가능해져 피드백 디바이스(100)로서의 상업적 이용 가능성이 증대되고 있다. When a current is applied to a Peltier element, heat generation and endothermy are immediately induced in both metal plates. Switching between heat generation and endothermy is possible depending on the direction of the current, and the degree of heat generation or endothermy can be controlled relatively precisely depending on the amount of current, making it ideal for thermal feedback. It is suitable for use in heating or endothermic operations. In particular, with the recent development of flexible thermoelectric elements, it has become possible to manufacture them in a form that is easy to contact with the user's body, increasing their commercial availability as a
이에 따라 열 출력 모듈(1200)은 상술한 열전 소자에 전기가 인가됨에 따라 발열 동작이나 흡열 동작을 수행할 수 있다. 물리적으로는 전기를 인가받은 열전 소자에서는 발열 반응과 흡열 반응이 동시에 일어나지만, 본 명세서에서는 열 출력 모듈(1200)에 관해 사용자의 신체에 접하는 면이 열을 발생시키는 것을 발열 동작으로, 열을 흡수하는 것을 흡열 동작으로 정의한다. 예를 들어, 열전 소자는 기판 상에 N-P 반도체를 배치하여 구성될 수 있는데, 여기에 전류가 인가되면 일측에서는 발열이 이루어지고 타측에서는 흡열이 이루어진다. 여기서, 사용자의 신체를 향한 측면을 전면, 그 반대 측면을 배면으로 하면, 열 출력 모듈(1200)에 대하여 전면에서 발열, 배면에서 흡열이 일어나는 것을 발열 동작을 수행하는 것으로 정의하고, 그 반대로 전면에서 흡열, 후면에서 발열이 일어나는 것을 흡열 동작을 수행하는 것으로 정의할 수 있다. Accordingly, the
또 열전 효과는 열전 소자에 흐르는 전하에 의해 유도되므로, 열 출력 모듈(1200)의 발열 동작이나 흡열 동작을 유도하는 전기에 대해서 전류 관점으로 서술하는 것도 가능하지만, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 일괄적으로 전압 관점에서 서술하기로 한다. 다만, 이는 설명의 편의를 위한 것에 불과하며 전압 관점에서의 서술에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 ‘당업자’라고 함)가 이를 전류 관점으로 치환하여 해석하는 것에 발명적 사고가 필요한 것도 아니므로, 본 발명이 전압 관점으로 한정 해석되어서는 아니됨을 밝혀둔다. In addition, since the thermoelectric effect is induced by the electric charge flowing in the thermoelectric element, it is possible to describe the electricity that induces the heating or endothermic operation of the
상술한 바와 같이 열 출력 모듈(1200)은 열전 소자를 포함하여 다양한 형태로 구현될 수 있는데, 열 출력 모듈(1200)의 구성 및 형태에 관한 보다 상세한 설명은 따로 후술하기로 한다. As described above, the
1.3.1.2. 피드백 콘트롤러 1.3.1.2. feedback controller
피드백 콘트롤러(1400)는 피드백 유닛(1000)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 피드백 콘트롤러(1400)는 열 출력 모듈(1200)의 열전 소자에 전압을 인가하여 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하도록 열 출력 모듈(1200)을 제어할 수 있다. 또 피드백 콘트롤러(1400)는 어플리케이션 유닛(2000)과 피드백 유닛(1000) 간의 신호 처리를 수행할 수도 있다. The
이를 위해 피드백 콘트롤러(1400)는 각종 정보의 연산 및 처리를 수행하고 처리 결과에 따라 열 출력 모듈(1200)에 전기 신호를 출력하여 열 출력 모듈(1200)을 동작을 제어할 수 있다. 따라서, 피드백 콘트롤러(1400)는 하드웨어나 소프트웨어 또는 이들의 조합에 따라 컴퓨터나 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다. 하드웨어적으로 피드백 콘트롤러(1400)는 전기적인 신호를 처리하여 제어 기능을 수행하는 전자 회로 형태로 제공될 수 있으며, 소프트웨어적으로는 하드웨어적 회로를 구동시키는 프로그램이나 코드 형태로 제공될 수 있다. 이하의 설명에서 특별한 언급이 없는 경우에는 피드백 유닛(1000)의 동작은 피드백 콘트롤러(1400)의 제어에 의해 수행되는 것으로 해석될 수 있다. To this end, the
1.3.1.3. 접촉면1.3.1.3. contact surface
접촉면(1600)은 사용자의 신체에 직접 접촉해 열 출력 모듈(1200)에서 발생하는 온열 또는 냉열을 사용자의 피부로 전달한다. 다시 말해, 피드백 디바이스(100)의 외면 중 사용자의 신체에 직접 접촉하는 부위가 접촉면(1600)이 될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 형태의 게이밍 콘트롤러(100a)에서는 사용자가 양손으로 파지하는 부위가 접촉면(1600)일 수 있으며, 도 12에 도시된 형태의 슈트 타입의 웨어러블 디바이스에서는 슈트의 내부면의 전체 또는 일부가 접촉면(1600)이 될 수 있다. The
일 예로, 접촉면(1600)은 열 출력 모듈(1200)의 외면(사용자의 신체 방향)에 직간접적으로 부착되는 레이어로 제공될 수 있다. 이러한 형태의 접촉면(1600)은 열 출력 모듈(1200)과 사용자의 피부 사이에 배치되어 열 출력 모듈(1200)과 사용자 사이의 열 전달을 수행할 수 있다. 이를 위해 접촉면(1600)은 열 출력 모듈(1200)로부터 사용자 신체로의 열 전달이 잘 이루어지도록 열 전도도가 높은 재질로 제공될 수 있다. 또 레이어 타입의 접촉면(1600)은 열 출력 모듈(1200)이 외부에 직접 노출되는 것을 방지하여 열 출력 모듈(1200)을 외부 충격으로부터 보호하는 역할도 가진다.For example, the
여기서, 레이어 타입의 접촉면(1600)은 면적 관점에서 보다 넓은 열 전달면을 확보하기 위하여 열 출력 모듈(1200)의 외면보다 넓은 면적을 가질 수 있다. 예를 들어, 슈트 타입의 피드백 디바이스(100)에서 열 출력 모듈(1200)이 몇몇 특정 지점에 배치되더라도 접촉면(1600)은 슈트의 내면 전체가 될 수 있다. Here, the layer-
한편, 이상에서는 접촉면(1600)이 열 출력 모듈(1200) 상에 배치되는 별도의 구성인 것으로 설명하였으나, 이와 달리 열 출력 모듈(1200)의 외면 그 자체가 접촉면(1600)이 되는 것도 가능하다. 구체적으로 설명하면, 열 출력 모듈(1200)의 전면의 일부 또는 전부가 접촉면(1600)이 될 수 있는 것이다. 또 이상에서는 피드백 유닛(1000)에서 접촉면(1600)이 열 출력 모듈(1200)과 대등한 구성 요소인 것으로 설명하였으나, 이와 달리 열 출력 모듈(1200)이 접촉면(1600)을 포함하는 것도 가능하다. Meanwhile, in the above description, the
1.3.1.4. 열 출력 모듈의 구성 및 형태1.3.1.4. Configuration and form of heat output module
이상에서 열 출력 모듈(1200)은 열전 소자를 이용하여 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행한다고 언급한 바 있는데, 이하에서는 열 출력 모듈(1200)의 구성 및 형태에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. In the above, it has been mentioned that the
먼저 열 출력 모듈(1200)의 구성에 관해서 설명한다. First, the configuration of the
열 출력 모듈(1200)은 기판(1220)과 기판(1220) 사이에 배치되는 열전 쌍 어레이(1240)로 구성되는 열전 소자 및 열전 소자에 전원을 인가하는 전원 단자(1260)를 포함할 수 있다. The
기판(1220)은 단위 열전 쌍(1241)을 지지하는 역할을 하며 절연 소재로 제공된다. 예를 들어, 기판(1220)의 소재로는 세라믹을 선택할 수 있다. 또 기판(1220)은 평판 형상의 것을 이용할 수도 있지만 반드시 그러한 것은 아니다. The
열 출력 모듈(1200)이 다양한 형상의 접촉면(1600)을 가지는 여러 종류의 피드백 디바이스(100)에 범용적으로 이용하기 위하여 기판(1220)은 유연성을 갖도록 유연 소재로 제공될 수도 있다. 예를 들어, 게이밍 콘트롤러(100a) 타입의 피드백 디바이스(100)에서는 사용자가 손바닥으로 게이밍 콘트롤러(100a)를 파지하는 부위가 곡면 형상인 것이 대부분인데, 이러한 곡면 부위에 열 출력 모듈(1200)을 사용하기 위해서는 열 출력 모듈(1200)이 유연성을 갖는 것이 중요할 수 있다. 이를 위해 기판(1220)에 이용되는 유연 소재의 예로는, 유리 섬유(glass fiber)나 유연성 플라스틱(flexible plastic)이 있을 수 있다. In order for the
열전 쌍 어레이(1240)는 기판(1220) 상에 배치되는 복수의 단위 열전 쌍(1241)으로 구성된다. 단위 열전 쌍(1241)으로는 서로 상이한 금속 쌍(예를 들어, 비스무트와 안티몬 등)을 이용할 수 있지만, 주로는 N형과 P형의 반도체 쌍을 이용할 수 있다. The
단위 열전 쌍(1241)에서 반도체 쌍은 일단에서 전기적으로 연결되며, 타단에서 단위 열전 쌍(1241)과 전기적으로 연결된다. 반도체 쌍 간 또는 인접 반도체와의 전기적 연결은 기판(1220)에 배치되는 도체 부재(1242)에 의해 이루어진다. 도체 부재(1242)는 구리나 은 등의 도선이나 전극일 수 있다. In the
단위 열전 쌍(1241)의 전기적 연결은 주로 직렬 연결로 이루어질 수 있으며, 서로 직렬로 연결된 단위 열전 쌍(1241)은 열전 쌍 그룹(1244)을 이루고, 다시 열전 쌍 그룹(1244)은 열전 쌍 어레이(1240)를 이룰 수 있다. The electrical connection of the
전원 단자(1260)는 열 출력 모듈(1200)에 전원을 인가할 수 있다. 전원 단자(1260)로 인가되는 전원의 전압값 및 전류의 방향에 따라 열전 쌍 어레이(1240)는 열을 발생시키거나 열을 흡수할 수 있다. 보다 구체적으로 전원 단자(1260)는 하나의 열전 쌍 그룹(1244)에 대하여 두 개씩 연결될 수 있다. 따라서, 열전 쌍 그룹(1244)이 여러 개인 경우에는 각각의 열전 쌍 그룹(1244) 별로 두 개의 전원 단자(1260)가 배치될 수도 있다. 이러한 연결 방식에 의하면 열전 쌍 그룹(1244) 별로 전압값이나 전류 방향을 개별 제어하여, 발열 및 흡열 중 어느 것을 수행할지 여부와 발열이나 흡열 시 그 정도가 조절될 수 있다. The
또 후술하겠지만, 전원 단자(1260)는 피드백 콘트롤러(1400)에 의해 출력된 전기 신호를 인가 받으며, 이에 따라 결과적으로 피드백 콘트롤러(1400)는 전기 신호의 방향이나 크기를 조절하여 열 출력 모듈(1200)의 발열 동작 및 흡열 동작을 제어할 수 있을 것이다. 또 열전 쌍 그룹(1244)이 복수인 경우에는 각각의 전원 단자(1260)에 인가되는 전기 신호를 개별 조절하여 열전 쌍 그룹(1244) 별로 개별 제어하는 것도 가능할 것이다. As will be described later, the
이상에서 설명한 열 출력 모듈(1200)의 구성에 대한 설명을 바탕으로 열 출력 모듈(1200)의 몇몇 대표적인 형태들에 관하여 설명한다. Based on the description of the configuration of the
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 열 출력 모듈(1200)의 일 형태에 관한 도면이다.FIG. 17 is a diagram of one form of a
도 17을 참조하면, 열 출력 모듈(1200)의 일 형태에서 한 쌍의 기판(1220)이 서로 마주보도록 제공된다. 두 기판(1220) 중 하나의 기판(1220)의 외측에는 접촉면(1600)이 위치하여, 열 출력 모듈(1200)에서 발생한 열을 사용자의 신체로 전달할 수 있다. 또 기판(1220)으로 유연성 기판(1220)으로 이용하면, 열 출력 모듈(1200)에 유연성이 부여될 수 있다. Referring to FIG. 17, in one form of
기판(1220) 사이에는 복수의 단위 열전 쌍(1241)이 위치된다. 각 단위 열전 쌍(1241)은 N형 반도체(1241a)와 P형 반도체(1241b)의 반도체 쌍으로 구성된다. 각각의 단위 열전 쌍(1241)에서 N형 반도체와 P형 반도체는 일단에서 도체 부재(1242)에 의해 서로 전기적으로 연결된다. 또 임의의 단위 열전 쌍(1241)의 N형 반도체와 P형 반도체의 타단이 각각 인접한 단위 열전 쌍(1241)의 P형 반도체와 N형 반도체의 타단과 도체 부재(1242)에 의해 서로 전기적으로 연결되는 방식으로 단위 소자 간의 전기적 연결이 이루어진다. 이에 따라 단위 열전 쌍들(1241)이 직렬 연결되어 하나의 열전 쌍 그룹(1244)을 이루게 된다. 본 형태에서는 열전 쌍 어레이(1240) 전체가 하나의 열전 쌍 그룹(1244)으로 이루어지고 있으며, 전원 단자(1260) 사이에서 전체 단위 열전 쌍(1241)이 직렬 연결되어 있으므로 열 출력 모듈(1200)은 그 전면 전체에 걸쳐 동일한 동작을 수행한다. 즉, 전원 단자(1260)에 일 방향으로 전원이 인가되면 열 출력 모듈(1200)은 발열 동작을 수행하며, 반대 방향으로 전원이 인가되면 흡열 동작을 수행할 수 있다. A plurality of unit thermocouple pairs 1241 are positioned between the
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 열 출력 모듈(1200)의 다른 형태에 관한 도면이다. Figure 18 is a diagram of another form of the
도 18을 참조하면, 열 출력 모듈(1200)의 다른 형태는 상술한 일 형태와 유사하다. 다만, 본 형태에서는 열전 쌍 어레이(1240)가 복수의 열전 쌍 그룹(1244)을 가지며 각각의 열전 쌍 그룹(1244)이 각각의 전원 단자(1260)와 연결됨에 따라 열전 쌍 그룹(1244) 별 개별 제어가 가능하다. 예를 들면, 도 18에서 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)과 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)에 서로 다른 방향의 전류를 인가하여 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)은 발열 동작(이때의 전류 방향을 ‘정방향’으로 함)을, 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)은 흡열 동작(이때의 전류 방향을 ‘역방향’으로 함)을 수행하도록 할 수 있다. 다른 예를 들면, 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)의 전원 단자(1260)와 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)의 전원 단자(1260)에 서로 상이한 전압값을 인가하여 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)과 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)이 서로 상이한 정도의 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하도록 할 수도 있다. Referring to FIG. 18, another form of the
한편, 도 18에서는 열전 쌍 어레이(1240)에서 열전 쌍 그룹(1244)이 일차원 어레이로 배열되는 것으로 도시하고 있으나, 이와 달리 열전 쌍 그룹(1244)이 이차원 어레이로 배열되도록 하는 것도 가능하다. 도 19는 본 발명의 실시예에 따른 열 출력 모듈(1200)의 또 다른 형태에 관한 도면이다. 도 19를 참조하면, 이차원 어레이로 배치된 열전 쌍 그룹(1244)을 이용하면 보다 세분화된 지역 별 동작 제어가 가능할 수 있다. Meanwhile, in FIG. 18, the
또 한편, 상술한 열 출력 모듈(1200)의 형태들에서는 한 쌍의 마주보는 기판(1220)을 이용하는 것으로 설명하였으나, 이와 달리 단일의 기판(1220)을 이용하는 것도 가능하다. Meanwhile, in the above-described forms of the
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 열 출력 모듈(1200)의 다시 또 다른 형태에 관한 도면이다. 도 20을 참조하면, 단일한 기판(1220)에 단위 열전 쌍(1241)과 도체 부재(1242)가 단일한 기판(1220)에 고정되는 방식으로 배치될 수 있다. 이를 위해 기판(1220)으로 유리 섬유 등을 이용하는 것이 가능하다. 이와 같은 형태의 단일한 기판(1220)을 이용하면 열 출력 모듈(1200)에 보다 높은 유연성을 부여할 수 있다. 또는 단일한 기판(1220)으로 다공성 기판을 이용하여 기판 내의 공극 등에 단위 열전 쌍(1241)이나 도체 부재(1242)가 매립되어 지지되도록 하는 것도 가능하다. Figure 20 is a diagram of another form of the
이상에서 설명한 열 출력 모듈(1200)의 다양한 형태는 당업자에게 자명한 범위 내에서 조합되거나 변형될 수 있다. 예를 들어, 열 출력 모듈(1200)의 각 형태에서는 열 출력 모듈(1200)의 전면에 접촉면(1600)이 열 출력 모듈(1200)과 별개의 레이어로 형성되는 것으로 설명하였으나, 열 출력 모듈(1200)의 전면 자체가 접촉면(1600)이 될 수 있다. 예를 들면, 상술한 열 출력 모듈(1200)의 일 형태에서는 일 기판(1220)의 외측면이 접촉면(1600)이 될 수 있는 식이다. The various forms of the
1.3.2. 어플리케이션 유닛1.3.2. application unit
이하에서는 피드백 디바이스(100)의 어플리케이션 유닛(2000)에 관하여 설명한다. 상술한 바와 같이 어플리케이션 유닛(2000)은 피드백 디바이스(100)의 구현 행태에 따라 그 고유의 기능을 수행하기 위한 유닛으로 필요에 따라 적절히 설계될 수 있다. 본 발명의 피드백 디바이스(100)는 열적 피드백이 유효하게 활용될 수 있는 형태라면 어떠한 형태로든 이용될 수 있으며 따라서 실질적으로 피드백 디바이스(100)에 모든 구현예에 관한 어플리케이션 유닛(2000)을 설명하기 어려운 점이 있으므로, 어플리케이션 유닛(2000)에 관해서는 게이밍 콘트롤러(100a) 타입을 기준으로 설명하기로 한다. Hereinafter, the
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 어플리케이션 유닛(2000)의 구성에 관한 블록도이고, 도 22는 본 발명의 실시예에 따른 어플리케이션 유닛(2000)의 구성에 관한 개략도이다. FIG. 21 is a block diagram of the configuration of the
도 21 및 도 22를 참조하면, 어플리케이션 유닛(2000)은 케이싱(2100), 입력 모듈(2200), 센싱 모듈(2300), 진동 모듈(2400), 통신 모듈(2500), 메모리(2600) 및 어플리케이션 콘트롤러(2700)를 포함할 수 있다.21 and 22, the
케이싱(2100)은 게이밍 콘트롤러(100a) 타입의 피드백 디바이스(100)의 외관을 형성하며, 그 내부에 통신 모듈(2500)이나 어플리케이션 콘트롤러(2700) 등의 구성을 수납한다. 이에 따라 수납된 구성들은 케이싱(2100)에 의해 외부 충격 등으로부터 보호될 수 있다. The
케이싱(2100)의 전체 형상은 주로 양손용인 패드 타입과 한손용인 바 타입일 수 있으나, 꼭 이에 한정되는 것은 아니다. 참고로, 양손용 패드 타입은 전통적인 2D 디스플레이 위주의 게임에 주로 이용되며, 바 타입은 가상 현실, 증강 현실이나 혼합 현실(MR: Mixed Reality) 등에 사용되는 편이다.The overall shape of the
케이싱(2100)에는 사용자가 피드백 디바이스(100)를 파지하기 위한 파지부(2120)가 마련될 수 있다. 사용자의 용이한 파지를 위해 파지부(2120)는 그 재질이 마찰력이 높은 재질(예를 들어, 고무나 우레탄 등)로 마련되거나 미끄럼 방지 형상(예를 들어, 요철 형상 등)을 갖질 수 있다. 또 파지부(2120)는 사용자의 피부로부터 발생하는 땀을 잘 흡수하는 재질로 마련되는 것도 가능하다. The
여기서, 파지부(2120)에는 피드백 유닛(1000)의 접촉면(1600)이 형성되거나 또는 파지부(2120)가 접촉면(1600)에 해당될 수 있다. 패드 타입의 게이밍 콘트롤러(100a)의 경우에는 파지부(2120)가 두 군데에 있을 수 있으며, 바 타입의 게이밍 콘트롤러(100a)의 경우에는 파지부(2120)가 한 군데에 있을 수 있다. 대신 바 타입 게이밍 콘트롤러(100a)는 두 개가 한 쌍으로 이용되는 경우가 있을 수 있으며, 이때는 두 개의 게이밍 콘트롤러(100a)에 파지부(2120)가 각각 존재할 수 있다. Here, the
입력 모듈(2200)은 사용자로부터 사용자 입력을 획득할 수 있다. 게이밍 콘트롤러(100a)에서 사용자 입력은 주로 게임에 대한 사용자 명령이며, 그 예로는 게임 내의 캐릭터 조작이나 메뉴 선택 등을 들 수 있다. 입력 모듈(2200)은 주로 버튼이나 스틱일 수 있으며, 사용자는 버튼을 누르거나 스틱을 특정 방향으로 조작하여 사용자 입력을 입력할 수 있다. 물론, 입력 모듈(2200)이 상술한 예시의 형태로 한정되는 것은 아니다. The
센싱 모듈(2300)은 게이밍 콘트롤러(100a)에 관련된 다양한 정보를 센싱할 수 있다. 대표적인 센싱 모듈(2300)의 예로는, 게이밍 콘트롤러(100a)의 자세를 감지하는 자세 센서나 게이밍 콘트롤러(100a)의 동작을 감지하는 모션 센서가 있으며, 이외에도 사용자의 신체 신호를 감지하는 바이오 센서를 들 수 있다. 자세 센서나 모션 센서로는 자이로 센서, 가속도 센서를 이용할 수 있다. 바이오 센서에는 사용자의 신체 온도를 감지하는 온도 센서나 심전도를 감지하는 심전도 센서 등이 포함될 수 있다. The
진동 모듈(2400)은 진동 피드백을 출력할 수 있다. 진동 피드백은 열적 피드백과 함께 게임에 대한 사용자의 몰입도를 한층 향상시켜 주는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 게임 내의 캐릭터가 폭발 장면에 휘말리거나 높은 위치에서 낙하하여 충격받는 경우 등에는 진동 피드백이 발생할 수 있다. 한편, 후술하겠지만, 진동 피드백과 열적 피드백은 서로 연동되는 것도 가능하다. The
통신 모듈(2500)은 외부 기기와 통신을 수행한다. 게이밍 콘트롤러(100a)는 경우에 따라 스탠드 얼론 타입으로 게임 콘솔을 역할까지 수행하기도 하지만, 게임 콘솔이나 PC 등의 게임 프로그램을 실행시키는 전자 기기(전문적으로 게임 구동을 위하여 제조된 게임 콘솔을 비롯하여 휴대성을 강조한 휴대용 게임 콘솔, PC, 스마트 폰, 태블릿 등이 게임을 구동시키는 전자 기기가 될 수 있지만, 이하에서는 이들을 통칭하여 ‘게임 콘솔’이라 함)와 연동하여 동작하기도 한다. 따라서, 게이밍 콘트롤러(100a)는 통신 모듈(2500)을 통해 게임 콘솔과 각종 정보를 송수신할 수 있다. The
통신 모듈(2500)은 크게 유선 타입과 무선 타입으로 나뉜다. 유선 타입과 무선 타입은 각각의 장단점을 가지므로, 경우에 따라서는 하나의 게이밍 콘트롤러(100a)에 유선 타입과 무선 타입이 동시에 마련될 수도 있다. The
유선 타입의 경우에는 USB(Universal Serial Bus) 통신이 대표적인 예이나 그 외의 다른 방식도 가능하다. 무선 타입의 경우에는 주로 블루투스(Bluetooth)나 직비(Zigbee)와 같은 WPAN(Wireless Personal Area Network) 계열의 통신 방식을 이용한다. 그러나, 무선 통신 프로토콜이 이로 제한되는 것은 아니므로 무선 타입의 통신 모듈(2500)은 와이파이(Wi-Fi) 같은 WLAN(Wireless Local Area Network) 계열의 통신 방식이나 그 외의 알려진 다른 통신 방식을 이용하는 것도 가능하다. 한편, 유/무선 통신 프로토콜로 게임 제조사에 의해 개발된 독자적인 프로토콜을 사용하는 것도 가능하다. In the case of the wired type, USB (Universal Serial Bus) communication is a representative example, but other methods are also possible. In the case of the wireless type, WPAN (Wireless Personal Area Network) communication methods such as Bluetooth or Zigbee are mainly used. However, since the wireless communication protocol is not limited to this, the wireless
메모리(2600)는 각종 정보를 저장할 수 있다. 메모리(2600)는 데이터를 임시적으로 또는 반영구적으로 저장할 수 있다. 메모리(2600)의 예로는 하드 디스크(HDD: Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive), 플래쉬 메모리(flash memory), 롬(ROM: Read-Only Memory), 램(RAM: Random Access Memory) 등이 있을 수 있다. 메모리(2600)는 피드백 디바이스(100)에 내장되는 형태나 피드백 디바이스(100)에 탈부착 가능한 형태로 제공될 수 있다. The
메모리(2600)에는 피드백 디바이스(100)를 구동하기 위한 운용 프로그램(OS: Operating System)이나 피드백 디바이스(100)의 동작에 필요하거나 이용되는 각종 데이터가 저장될 수 있다.The
어플리케이션 콘트롤러(2700)는 어플리케이션 유닛(2000)의 제어 및 피드백 디바이스(100)의 전반적인 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 어플리케이션 콘트롤러(2700)는 입력 모듈(2200)로 입력된 사용자 입력이나 센싱 모듈(2300)에서 감지된 게이밍 콘트롤러(100a)의 자세 정보를 통신 모듈(2500)을 이용해 게임 콘솔로 전송하거나 반대로 통신 모듈(2500)을 통해 게임 콘솔로부터 진동 신호를 수신해 진동 센서가 진동 피드백을 발생시키도록 할 수 있다. 또 어플리케이션 콘트롤러(2700)는 통신 모듈(2500)을 통해 게임 콘솔로부터 열적 피드백 요청 신호를 수신하여 이를 피드백 콘트롤러(1400)에 전달하여, 피드백 콘트롤러(1400)가 열 출력 모듈(1200)을 제어하여 열적 피드백을 발생시키도록 할 수도 있다. The
상술한 제어 동작은 어플리케이션 콘트롤러(2700)가 각종 정보의 연산 및 처리를 수행함에 따라 이루어질 수 있다. 이를 위해 어플리케이션 콘트롤러(2700)는 하드웨어나 소프트웨어 또는 이들의 조합에 따라 컴퓨터나 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다. 하드웨어적으로 어플리케이션 콘트롤러(2700)는 전기적인 신호를 처리하여 제어 기능을 수행하는 전자 회로 형태로 제공될 수 있으며, 소프트웨어적으로는 하드웨어적 회로를 구동시키는 프로그램이나 코드 형태로 제공될 수 있다. The above-described control operations can be performed as the
어플리케이션 유닛(2000)의 어플리케이션 콘트롤러(2700)와 피드백 유닛(1000)의 피드백 콘트롤러(1400)는 물리적으로 분리되어 있을 수도 있지만, 단일 물리 구성으로 제공될 수도 있다. 다시 말해, 어플리케이션 콘트롤러(2700)와 피드백 콘트롤러(1400)는 별도의 칩으로 제조되고, 둘 사이의 통신 인터페이스를 통해 협동할 수도 있지만, 기능적으로 어플리케이션 콘트롤러(2700)와 피드백 콘트롤러(1400)의 기능을 모두 수행하는 단일 칩으로 설계되는 것도 가능하다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해 어플리케이션 콘트롤러(2700)와 피드백 콘트롤러(1400)를 기능적으로 분리된 것으로 보고 설명할 것이나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아님을 밝혀둔다. The
한편, 이미 언급한 바와 같이, 피드백 디바이스(100)는 상술한 게이밍 콘트롤러(100a) 이외에도 다양한 형태로 구현될 수 있는데, 게이밍 콘트롤러(100a)에서 설명한 내용 중 일부 또는 전부가 다른 형태의 피드백 디바이스(100)에 적용될 수 있음은 물론이다. 뿐만 아니라 게이밍 콘트롤러(100a)가 반드시 게임용으로만 이용되는 것은 아니며, 이외에도 가상 현실 기술이나 증강 현실 기술을 적용한 체험용 어플리케이션, 교육 어플리케이션, 의료 어플리케이션을 비롯한 다양한 방면에 이용될 수 있음 역시 물론이다. Meanwhile, as already mentioned, the
2. 피드백 디바이스의 동작 2. Operation of feedback device
이하에서는 피드백 디바이스(100)의 동작에 관하여 설명하기로 한다. Hereinafter, the operation of the
피드백 디바이스(100)는 기본적으로 열적 피드백을 제공할 수 있다. 열적 피드백에는 온감 피드백, 냉감 피드백 및 열 그릴 피드백이 포함될 수 있다. 피드백 디바이스(100)는 피드백 유닛(1000)이 발열 동작이나 흡열 동작을 선택적으로 또는 동시에 수행함으로써 상술한 열적 피드백을 제공할 수 있다.
또 피드백 디바이스(100)는 열적 피드백을 다양한 강도로 제공할 수 있다. 열적 피드백의 강도는 피드백 유닛(1000)의 피드백 콘트롤러(1400)가 열 출력 모듈(1200)에 인가하는 전압의 크기를 조절하는 등의 방식으로 조절될 수 있다. Additionally, the
또 피드백 디바이스(100)는 열적 피드백 제공 시 접촉면(1600)을 통해 열을 전달받는 사용자의 피부 등의 손상을 방지하기 위한 동작을 수행할 수도 있다. 이는 피드백 유닛(1000)의 피드백 콘트롤러(1400)가 열 출력 모듈(1200)에 인가하는 전기 신호를 제어함으로써 열적 피드백을 제공하는 강도나 시간을 조절하는 것을 통해 이루어질 수 있다. In addition, the
또 피드백 디바이스(100)는 열 역전 환각을 제거하는 동작을 수행할 수도 있다. 열 역전 환각이란 열적 피드백의 종료 시 종료된 열적 피드백의 반대되는 열감이 사용자에게 느껴지는 현상으로, 피드백 디바이스(100)는 열적 피드백 종료 시 완충 구간을 마련함으로써 열 역전 환각을 제거할 수 있다.Additionally, the
또 피드백 디바이스(100)는 열적 피드백이 이동하는 열 이동 동작을 수행할 수도 있다. 열 이동이란 개별 제어 가능한 복수의 열전 쌍 그룹(1244)으로 구성되는 열전 쌍 어레이(1240)로 제공되는 열전 소자를 이용하여 접촉면(1600) 상에서 열이 이동하는 감각을 사용자에게 제공하는 것을 의미할 수 있다. Additionally, the
이하에서는 상술한 피드백 디바이스(100)의 다양한 동작들에 관하여 보다 세부적으로 설명하기로 한다. Hereinafter, various operations of the above-described
2.1. 열적 피드백 제공 동작2.1. Thermal Feedback Providing Behavior
이하에서는 상술한 피드백 유닛(1000)에 의해 열적 피드백을 제공하는 동작에 관하여 설명한다. 피드백 유닛(1000)이 제공하는 열적 피드백은 사용자에게 온감을 제공하는 발열 동작과 냉감을 제공하는 흡열 동작을 기본으로 한다. 또 피드백 유닛(1000)은 사용자에게 열 통감을 제공하기 위해 발열 동작과 흡열 동작이 복합된 열 그릴 동작을 열적 피드백의 일종으로 수행할 수 있다. Hereinafter, the operation of providing thermal feedback by the
이하에서는 발열 동작, 흡열 동작 및 열 그릴 동작 및 열 이동 동작에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, heat generation operation, endothermic operation, heat grill operation, and heat transfer operation will be described in more detail.
2.1.1. 발열/흡열 동작2.1.1. Exothermic/endothermic operation
피드백 유닛(1000)은 열 출력 모듈(1200)로 발열 동작을 수행하여 사용자에게 온감 피드백을 제공할 수 있다. 유사하게 열 출력 모듈(1200)로 흡열 동작을 수행하여 사용자에게 냉감 피드백을 제공할 수 있다. The
도 23은 본 발명의 실시예에 따른 온감 피드백을 제공하기 위한 발열 동작에 관한 도면이고, 도 24는 본 발명의 실시예에 따른 온감 피드백의 강도에 관한 그래프이다. FIG. 23 is a diagram of a heat generation operation for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention, and FIG. 24 is a graph of the intensity of thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
도 23을 참조하면, 발열 동작은 피드백 콘트롤러(1400)가 열전 쌍 어레이(1240)에 정방향 전류를 인가함에 따라 접촉면(1600) 방향에 발열 반응을 유도시켜 수행될 수 있다. 여기서, 피드백 콘트롤러(1400)가 열전 쌍 어레이(1240)에 일정한 전압(이하에서는 발열 반응을 일으키는 전압을 ‘정전압’으로 지칭함)을 인가하면 열전 쌍 어레이(1240)는 발열 동작을 개시하는데, 접촉면(1600)의 온도는 도 24에 도시된 것과 같이 시간에 따라서 포화 온도까지 상승하게 된다. 따라서, 사용자는 발열 동작 개시 초기에는 온감을 느끼지 못하거나 미약하게 느끼며, 포화 온도에 도달하기까지 온감이 상승하는 것을 느낀 뒤, 일정 시간이 경과한 이후로는 포화 온도에 해당하는 온감 피드백을 제공받게 된다. Referring to FIG. 23, the heating operation may be performed by inducing a heating reaction in the direction of the
도 25는 본 발명의 실시예에 따른 냉감 피드백을 제공하기 위한 흡열 동작에 관한 도면이고, 도 26은 본 발명의 실시예에 따른 냉감 피드백의 강도에 관한 그래프이다. FIG. 25 is a diagram showing a heat absorption operation for providing cooling feedback according to an embodiment of the present invention, and FIG. 26 is a graph showing the intensity of cooling feedback according to an embodiment of the present invention.
도 25를 참조하면, 흡열 동작은 피드백 콘트롤러(1400)가 열전 쌍 어레이(1240)에 역방향 전류를 인가함에 따라 접촉면(1600) 방향에 흡열 반응을 유도시켜 수행될 수 있다. 여기서, 피드백 콘트롤러(1400)가 열전 쌍 어레이(1240)에 일정한 전압(이하에서는 흡열 반응을 일으키는 전압을 ‘역전압’으로 지칭함)을 인가하면 열전 쌍 어레이(1240)는 흡열 동작을 개시하는데, 접촉면(1600)의 온도는 도 26에 도시된 것과 같이 시간에 따라서 포화 온도까지 상승하게 된다. 따라서, 사용자는 흡열 동작 개시 초기에는 냉감을 느끼지 못하거나 미약하게 느끼며, 포화 온도에 도달하기까지 냉감이 상승하는 것을 느낀 뒤, 일정 시간이 경과한 이후로는 포화 온도에 해당하는 냉감 피드백을 제공받게 된다. Referring to FIG. 25, the endothermic operation may be performed by inducing an endothermic reaction in the direction of the
열전 소자에 전원을 인가하면 열전 소자에서는 그 양측에서 발생하는 발열 반응과 흡열 반응에 더하여 전기 에너지가 열 에너지로 전환되면서 열이 발생한다. 따라서, 열 출력 모듈(1200)에 동일한 크기의 전압을 전류의 방향만 바꾸어 인가하는 경우에는 발열 동작에 따른 온도 변화량이 흡열 동작에 따른 온도 변화량보다 클 수 있다. 여기서, 온도 변화량은 열 출력 모듈(1200)이 동작하지 않는 상태에서의 초기 온도와 포화 온도 간의 온도 차이를 의미한다. When power is applied to a thermoelectric element, heat is generated as electrical energy is converted into thermal energy in addition to the exothermic and endothermic reactions that occur on both sides of the thermoelectric element. Therefore, when a voltage of the same magnitude is applied to the
한편, 이하에서는 열전 소자가 전기 에너지를 이용하여 수행하는 발열 동작 및 흡열 동작에 관하여 포괄적으로 ‘열전 동작’이라고 지칭하기로 한다. 또 추가적으로 이하에서 후술될 열 그릴 동작 역시 발열 동작 및 흡열 동작이 복합된 동작이므로 열 그릴 동작 역시 ‘열전 동작’의 일종으로 해석될 수 있다. Meanwhile, hereinafter, the heating operation and endothermic operation performed by the thermoelectric element using electrical energy will be collectively referred to as ‘thermoelectric operation’. In addition, the heat grill operation, which will be described later, is also a combined operation of heat-generating and endothermic operations, so the heat grill operation can also be interpreted as a type of ‘thermoelectric operation’.
2.1.1.1. 발열/흡열 동작의 강도 제어2.1.1.1. Intensity control of exothermic/endothermic movements
상술한 바와 같이 열 출력 모듈(1200)이 발열 동작이나 흡열 동작을 수행할 시, 피드백 콘트롤러(1400)는 인가되는 전압의 크기를 조정함으로써 열 출력 모듈(1200)의 발열 정도나 흡열 정도를 제어할 수 있다. 따라서, 피드백 콘트롤러(1400)가 전류의 방향을 조정하여 온감 피드백과 냉감 피드백 중 제공할 열 피드백의 종류를 선택하는 것에 더해, 전압의 크기를 조정하여 온감 피드백이나 냉감 피드백의 강도를 조절할 수 있다. As described above, when the
도 27은 본 발명의 실시예에 따른 전압 조절을 이용한 온감/냉감 피드백의 강도에 관한 그래프이다.Figure 27 is a graph regarding the strength of warm/cold feedback using voltage control according to an embodiment of the present invention.
예를 들어, 도 27을 살펴보면 피드백 콘트롤러(1400)는 5단계의 전압값을 정방향 또는 역방향으로 인가함으로써, 피드백 유닛(1000)이 사용자에게 온감 피드백 5단계와 냉감 피드백 5단계의 총 10가지의 열 피드백을 제공할 수 있다. For example, looking at FIG. 27, the
여기서, 도 27에서는 온감 피드백과 냉감 피드백이 각각 동일한 개수의 강도 등급을 가지는 것으로 도시하고 있으나, 반드시 온감 피드백과 냉감 피드백의 강도 등급의 개수가 동일해야 하는 것은 아니며 서로 상이할 수도 있다. Here, in FIG. 27, the warm feedback and the cold feedback are shown as having the same number of intensity ratings, but the number of intensity ratings for the warm feedback and the cold feedback does not necessarily have to be the same and may be different from each other.
또 여기서, 동일한 크기의 전압값을 이용하여 전류 방향을 바꿔줌으로써 온감 피드백과 냉감 피드백을 구현하는 것으로 도시하고 있으나, 온감 피드백을 위해 인가되는 전압값의 크기와 냉감 피드백을 위해 인가되는 전압값의 크기가 서로 동일할 필요도 없다. Also, here, it is shown that warm feedback and cold feedback are implemented by changing the current direction using the same voltage value. However, the size of the voltage value applied for warm feedback and the size of the voltage value applied for cold feedback are shown. There is no need for them to be identical to each other.
특히, 동일한 전압을 인가하여 발열 동작과 흡열 동작을 수행하는 경우, 일반적으로 발열 동작에 따른 온감 피드백의 온도 변화량이 흡열 동작에 따른 온도 변화량보다 크므로, 도 28에 도시된 것과 유사하게 냉감 피드백 시에 동일 등급의 온감 피드백에 인가되는 전압보다 큰 전압을 인가하여 서로 대응되는 강도 등급에서 동일한 온도 변화량을 보이도록 하는 것도 가능하다. 도 28은 본 발명의 실시예에 따른 동일 온도 변화량을 갖는 온감/냉감 피드백에 관한 그래프이다.In particular, when performing a heating operation and an endothermic operation by applying the same voltage, the temperature change amount of the warm feedback due to the heat generating operation is generally larger than the temperature change due to the endothermic operation, so similar to that shown in FIG. 28, during the cold feedback It is also possible to show the same amount of temperature change in corresponding intensity grades by applying a voltage greater than the voltage applied to the thermal feedback of the same grade. Figure 28 is a graph regarding hot/cold feedback with the same amount of temperature change according to an embodiment of the present invention.
이상에서는 열적 피드백의 강도를 제어하기 위하여 열 출력 모듈(1200)에 인가되는 전압값을 조절하는 것으로 설명하였으나, 열적 피드백의 강도 제어는 다른 방식으로도 가능하다. In the above, it has been explained that the voltage value applied to the
일 예로, 열 출력 모듈(1200)의 열전 쌍 어레이(1240)가 개별 제어 가능한 복수의 열전 쌍 그룹(1244)을 가지는 경우 피드백 콘트롤러(1400)는 열전 쌍 그룹(1244) 별로 동작을 제어하여 열적 피드백의 강도를 조절할 수 있다. For example, when the
도 29는 본 발명의 실시예에 따른 열전 쌍 그룹(1244) 별 동작 제어를 통한 온감/냉각 피드백 강도 조절에 관한 그래프이다. 도 29를 참조하면, 열전 쌍 어레이(1240)가 5개의 열전 쌍 그룹(1244-1, 1244-2, 1244-3, 1244-4, 1244-5)으로 이루어진 경우, 피드백 콘트롤러(1400)는 열전 쌍 그룹(1244)의 전체 또는 일부에 전압을 인가함에 따라 열적 피드백의 강도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 피드백 콘트롤러(1400)는 전체 열전 쌍 그룹(1244)에 전압을 인가하여 사용자에게 최대 강도의 열적 피드백을 제공하거나, 4개의 열전 쌍 그룹(1244)에만 전압을 인가하여 사용자에게 중상 강도의 열적 피드백을 제공하거나, 3개의 열전 쌍 그룹(1244)에만 전압을 인가하여 사용자에게 중간 강도의 열적 피드백을 제공하거나, 2개의 열전 쌍 그룹(1244)에만 전압을 인가하여 사용자에게 중하 강도의 열적 피드백을 제공하거나, 또는 1개의 열전 쌍 그룹(1244)에만 전압을 인가하여 사용자에게 최소 강도의 열적 피드백을 제공할 수 있다. Figure 29 is a graph showing the control of the intensity of the heating/cooling feedback through operation control for each
이와 같이 열전 쌍 그룹(1244) 별 전압 인가/비인가 여부를 통해 열적 피드백의 강도를 조절할 시에는, 피드백 콘트롤러(1400)는 허용되는 범위 내에서 열 분포가 최대한 균일해지도록 전압을 인가받을 열전 쌍 그룹(1244)을 선택할 수 있다. 이를 위해서는 피드백 콘트롤러(1400)는 전압을 인가받는 열전 쌍 그룹(1244)이나 전압을 인가받지 않는 열전 쌍 그룹(1244)이 연속되는 개수가 최소가 되는 형태로 열전 쌍 그룹(1244)으로의 전압 인가 여부를 결정할 수 있다. 도 29에 도시된 표는 열 분포의 균일도를 고려한 형태이므로, 이를 참조하면 보다 명확히 이해될 것이다. In this way, when adjusting the strength of thermal feedback through whether to apply or not apply voltage to each
다른 예로는, 피드백 콘트롤러(1400)가 전원 인가 타이밍을 제어함으로써 열적 피드백의 강도를 조절하는 것도 가능하다. 구체적으로는 피드백 콘트롤러(1400)는 열전 쌍 어레이(1240)에 듀티 사이클(duty cycle)을 갖는 듀티 신호 형태의 전기 신호로 전원을 인가하여 열적 피드백의 강도를 조절할 수 있다. As another example, the
도 30은 본 발명의 실시예에 따른 전원 인가 타이밍 제어를 통한 온감/냉각 피드백 강도 조절에 관한 그래프이다. 도 30을 참조하면, 전기 신호의 듀티 레이트(duty rate)를 조정하여 열적 피드백의 강도가 제어됨을 볼 수 있다. Figure 30 is a graph relating to the adjustment of the intensity of warming/cooling feedback through power application timing control according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 30, it can be seen that the strength of thermal feedback is controlled by adjusting the duty rate of the electrical signal.
상술한 바와 같이 열적 피드백의 강도를 조절하면 사용자에게 단순히 온감과 냉감을 제공하는 것에서 벗어나, 강한 온감, 약한 온감, 강한 냉감, 약한 냉감 등의 세분화된 열적 피드백을 제공할 수 있다. 이처럼 다양하게 세분화된 열적 피드백을 게임 환경이나 가상/증강 현실 환경 등에서 사용자에게 보다 높은 몰입감을 제공할 수 있으며, 의료 기기에 적용되는 경우라면 환자의 감각을 보다 정밀하게 검사할 수 있는 장점이 있다.As described above, by adjusting the intensity of thermal feedback, it is possible to go beyond simply providing warm and cold sensations to the user and provide granular thermal feedback such as strong warm sensation, weak warm sensation, strong cold sensation, and weak cold sensation. This diverse, granular thermal feedback can provide a higher sense of immersion to users in gaming environments or virtual/augmented reality environments, and when applied to medical devices, it has the advantage of being able to more precisely examine the patient's senses.
한편, 상술한 열적 피드백의 강도 조절 방식 이외에도 전압 조절 방식, 열전 쌍 그룹(1244) 별 조절(즉, 영역 별 조절) 방식 및 듀티 사이클을 이용한 조절 방식을 혼합하여 열적 피드백의 강도를 조절하는 것 역시 가능하며, 이를 조합하는 것은 당업자에게 자명한 정도에 불과하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.Meanwhile, in addition to the above-described method of controlling the intensity of thermal feedback, the intensity of thermal feedback can also be adjusted by mixing a voltage control method, a control method for each thermocouple group 1244 (i.e., control for each area), and a control method using a duty cycle. It is possible, and combining them is only self-evident to those skilled in the art, so description thereof will be omitted.
2.1.2. 열 그릴 동작2.1.2. heat grill operation
피드백 유닛(1000)은 온감 피드백 및 냉각 피드백 이외에도 열 그릴 피드백을 제공할 수 있다. 열 통감이란 사람의 신체에 온점과 냉점이 동시에 자극되는 이를 경우 온감과 냉감으로 인식하지 못하고 통감으로 인식되는 것을 의미한다. 따라서, 피드백 유닛(1000)은 발열 동작과 흡열 동작을 복합 수행하는 열 그릴 동작을 통해 사용자에게 열 그릴 피드백을 제공할 수 있다. The
한편, 피드백 유닛(1000)은 열 그릴 피드백을 제공하기 위한 다양한 방식의 열 그릴 동작을 수행할 수 있는데, 이에 관해서는 열 그릴 피드백의 종류에 대하여 설명한 뒤 후술하기로 한다.Meanwhile, the
2.1.2.1. 열 그릴 피드백의 종류2.1.2.1. Types of heat grill feedback
열 그릴 피드백에는 중립 열 그릴 피드백, 온열 그릴 피드백 및 냉열 그릴 피드백이 포함될 수 있다. Thermal grill feedback may include neutral thermal grill feedback, warm grill feedback, and cold grill feedback.
여기서, 중립 열 그릴 피드백, 온열 그릴 피드백, 냉열 그릴 피드백은 각각 사용자에게 중립 열 통감, 온열 통감, 냉열 통감을 유발한다. 중립 열 통감은 온감 및 냉감 없이 통감만 느껴지는 것을 의미하고, 온열 통감이란 온감에 더하여 통감이 느껴지는 것을 의미하고, 냉열 통감이란 냉감에 더하여 통감이 느껴지는 것을 의미할 수 있다. Here, the neutral heat grill feedback, warm grill feedback, and cold heat grill feedback induce neutral heat sensation, warm sensation, and cold heat sensation in the user, respectively. Neutral heat pain sensation means feeling pain only without warmth or cold sensation, heat pain sensation means feeling pain in addition to warmth, and cold pain pain sensation can mean feeling pain in addition to cold sensation.
중립 열 통감은 사용자가 느끼는 온감과 냉감의 강도가 소정 비율 범위에 해당하는 경우 유발된다. 중립 열 통감을 느끼는 비율(이하 ‘중립 비율’이라 함)은 열적 피드백을 제공받는 신체 부위마다 상이할 수 있으며 동일한 신체 부위라고 하더라도 개인 별로 다소 상이할 수 있으나, 대개의 경우 냉감의 강도가 온감의 강도보다 크게 주어지는 상황에서 중립 열 통감이 느껴지는 경향이 있다.Neutral heat sensation is induced when the intensity of the warm and cold sensations felt by the user falls within a predetermined ratio range. The rate of feeling neutral heat sensation (hereinafter referred to as 'neutrality ratio') may differ depending on the body part that receives thermal feedback, and may differ slightly from person to person even for the same body part, but in most cases, the intensity of cold sensation is greater than that of warm sensation. In situations where the intensity is greater than the intensity, a neutral heat sensation tends to be felt.
여기서, 열적 피드백의 강도는 피드백 디바이스(100)가 접촉면(1600)에 접한 신체 부위에 가하는 열량 내지는 해당 신체 부위로부터 흡수하는 열량일 수 있다. 따라서, 일정한 면적에 일정한 시간 동안 열적 피드백이 가해지는 경우, 열적 피드백의 강도는 열적 피드백이 가해지는 대상 부위의 온도에 대한 온감이나 냉감의 온도의 차이값으로 표현될 수 있다. Here, the intensity of thermal feedback may be the amount of heat applied by the
한편, 사람의 체온은 대개 36.5~36.9℃ 사이이며, 피부의 온도는 개인마다 또 부위마다 차이가 있으나 평균적으로 약 30~32℃로 알려져 있다. 손바닥의 온도는 평균적인 피부 온도보다 다소 높은 약 33℃ 정도이다. 물론, 상술한 온도 수치들은 개인에 따라 다소 다를 수 있으며, 동일인이라도 어느 정도 변동될 수는 있다.Meanwhile, a person's body temperature is usually between 36.5 and 36.9°C, and the skin temperature varies from person to person and area to area, but is known to be about 30 to 32°C on average. The temperature of the palm is approximately 33℃, slightly higher than the average skin temperature. Of course, the above-mentioned temperature values may vary somewhat depending on the individual, and may fluctuate to some extent even for the same person.
일 실험예에 따르면, 33℃의 손바닥에 약 40℃의 온감과 약 20℃의 냉감이 주어지는 경우 중립 열 통감이 느껴지는 것을 확인하였다. 이는 손바닥 온도를 기준으로 볼 때 +7℃의 온감과 -13℃의 냉감이 주어진 것이며, 따라서 온도 관점에서의 중립 비율은 1.86에 해당할 수 있다. According to one experimental example, it was confirmed that a neutral thermal sensation was felt when a warm sensation of about 40℃ and a cold sensation of about 20℃ were given to the palm of the hand at 33℃. Based on the palm temperature, this gives a warm sensation of +7℃ and a cold sensation of -13℃, so the neutral ratio in terms of temperature can correspond to 1.86.
이로부터 확인할 수 있듯이 대부분의 사람의 경우에는 온감과 냉감이 각각 동일한 크기의 신체 영역에 대하여 지속적으로 가해지는 경우에 접촉 대상인 피부에 대해 온감이 유발하는 온도차에 대한 냉감이 유발하는 온도차의 비율로 표현되는 중립 비율은 약 1.5~5의 범위이다. 또 온열 통감은 중립 비율보다 온감의 크기가 큰 경우에 느껴질 수 있으며, 냉열 통감은 중립 비율보다 냉감의 크기가 큰 경우에 느껴질 수 있다.As can be seen from this, in the case of most people, when warm and cold sensations are continuously applied to a body area of the same size, it is expressed as the ratio of the temperature difference caused by the cold sensation to the temperature difference caused by the warm sensation on the skin that is the subject of contact. The neutral ratio achieved is in the range of about 1.5 to 5. Additionally, heat sensation can be felt when the magnitude of the warmth sensation is greater than the neutral ratio, and cold sensation sensation can be felt when the magnitude of the cold sensation is greater than the neutral ratio.
2.1.2.2. 전압 조절에 따른 열 그릴 동작 2.1.2.2. Heat grill operation according to voltage regulation
피드백 유닛(1000)은 전압 조절 방식으로 열 그릴 동작을 수행할 수 있다. 전압 조절 방식의 열 그릴 동작은 열전 쌍 어레이(1240)가 복수의 열전 쌍 그룹(1244)으로 구성된 피드백 유닛(1000)에 적용될 수 있다. The
구체적으로 전압 조절 방식의 열 그릴 동작은, 피드백 콘트롤러(1400)가 열전 쌍 그룹(1244)의 일부에 정방향 전압을 인가하여 발열 동작을 수행시키고 다른 일부에 역방향 전압을 인가하여 흡열 동작을 수행시켜, 열 출력 모듈(1200)이 온감 피드백과 냉감 피드백을 동시에 제공함에 따라 이루어질 수 있다. Specifically, in the voltage control heat grill operation, the
도 31은 본 발명의 실시예에 따른 전압 조절 방식의 열 그릴 동작에 관한 도면이다. Figure 31 is a diagram showing the operation of a voltage control heat grill according to an embodiment of the present invention.
도 31을 참조하면, 열전 쌍 어레이(1240)는 복수의 라인을 형성하도록 배치되는 복수의 열전 쌍 그룹(1244)을 포함한다. 여기서 피드백 콘트롤러(1400)는 제1 열전 쌍 그룹들(1244-1, 예를 들어 홀수 라인의 열전 쌍 그룹들)은 발열 동작을 수행하도록 하고 제2 열전 쌍 그룹들(1244-2, 예를 들어 짝수 라인의 열전 쌍 그룹들)은 흡열 동작을 수행하도록 전원을 인가할 수 있다. 이처럼 열전 쌍 그룹들(1244)이 라인 배치에 따라 발열 동작과 흡열 동작을 교번적으로 수행하면 사용자는 온감과 냉감이 동시에 전달받게 돼 결과적으로 열 그릴 피드백을 제공받을 수 있다. 여기서, 홀수 라인과 짝수 라인의 구분은 임의적인 것이므로 그 반대가 되어도 무방하다.Referring to FIG. 31, the
여기서, 피드백 유닛(1000)은 제1 열전 쌍 그룹들(1244-1)의 발열 동작에 따른 포화 온도와 제2 열전 쌍 그룹들(1244-2)의 흡열 동작에 따른 포화 온도가 중립 비율에 따르도록 제어함으로써 중립 열 그릴 피드백을 제공할 수 있다.Here, the
도 32는 본 발명의 실시예에 따른 전압 조절 방식에서 중립 열 그릴 피드백을 제공하기 위한 전압에 관한 표이다.Figure 32 is a table regarding voltages for providing neutral heat grill feedback in the voltage control method according to an embodiment of the present invention.
예를 들어, 도 32를 참조하면 피드백 콘트롤러(1400)가 열 출력 모듈(1200)에 각각 5개의 정전압과 역전압을 인가할 수 있으며, 열 출력 모듈(1200)이 이에 따라 각각 5등급의 발열 동작과 흡열 동작을 수행하며, 동일한 등급의 발열 동작과 흡열 동작에 따른 온도 변화량의 크기가 동일하며, 각 등급 간의 온도 변화량의 크기가 일정한 피드백 디바이스(100)를 가정하면, 중립 비율이 3으로 세팅된 경우 피드백 콘트롤러(1400)는 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)에 대해서 크기가 가장 작은 등급인 제1 등급의 정전압을 인가하고 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)에 대해서 제3 등급의 역전압을 인가함으로써 열 출력 모듈(1200)이 중립 열 통각 피드백을 제공할 수 있다. 유사하게 중립 비율이 2.5인 경우라면 중립 열 그릴 피드백을 제공하기 위해 피드백 콘트롤러(1400)는 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)에 대해서 제2 등급의 정전압을 인가하고 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)에 대해서는 제5 등급의 역전압을 인가할 수 있다. 또는 중립 비율이 4인 경우에는 피드백 콘트롤러(1400)는 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)에 대하여 제1 등급의 정전압을, 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)에 대해서는 제4 등급의 역전압을 인가하여 중립 열 그릴 피드백을 발생시킬 수 있다. 또는 중립 비율이 2인 경우에는 피드백 콘트롤러(1400)는 제1 등급의 정전압과 제2 등급의 역전압을 인가하거나 또는 제2 등급의 정전압과 제4 등급의 역전압을 인가함으로써 중립 열 통감을 제공할 수 있다. 이때에는 전자의 중립 열 통감(제1 등급 정전압과 제2 등급의 역전압을 이용한 경우)이 후자의 중립 열 통감(제2 등급의 정전압과 제4 등급의 역전압을 이용한 경우)의 강도가 더 강하게 될 수 있다. 즉, 열 그릴 피드백의 경우에도 그 강도 조절이 가능한 것이다. 한편, 중립 열 통감을 제공하는 방식에 대하여 상술한 내용은 예시적인 것으로, 본 발명이 이로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 열적 피드백의 등급수가 5단계일 필요가 없으며, 냉열, 온열 등급의 개수가 상이한 것도 가능하다. 또 각 등급의 온도 변화량 간격이 일정해야 하는 것도 아니며, 이를 테면 각 등급의 전압 간격이 일정할 수도 있다. For example, referring to FIG. 32, the
또 피드백 콘트롤러(1400)는 정전압과 역전압을 중립 비율 이하가 되도록 조정함으로써 온열 그릴 피드백을 제공하거나 중립 비율 이상이 되도록 조정함으로써 냉열 그릴 피드백을 제공할 수 있다. Additionally, the
예를 들어, 다시 도 32을 참조하면 피드백 콘트롤러(1400)는 중립 비율이 3으로 세팅된 경우 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)에 대하여 제1 등급 정전압을 인가하고 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)에 제 1 등급이나 제2 등급의 역전압을 인가하면, 열 출력 모듈(1200)에서 중립 비율보다 낮은 비율로 열감과 통감을 발생시키므로 사용자에게 온감과 통감을 동시에 느끼는 온열 그릴 피드백을 제공할 수 있다. 한편, 이때 정전압이 반드시 중립 열 그릴 피드백에 이용되는 정전압일 필요는 없다. 다시 말해 피드백 콘트롤러(1400)는 4등급의 정전압과 4등급의 역전압을 이용하여 열 출력 모듈(1200)이 온열 그릴 피드백을 제공하도록 할 수도 있을 것이다.For example, referring again to FIG. 32, when the neutral ratio is set to 3, the
냉열 그릴 피드백의 경우에는 피드백 콘트롤러(1400)가 중립 비율이 3으로 세팅된 경우, (1등급, 4등급)이나 (1등급, 5등급)의 (정전압, 역전압)을 열 출력 모듈(1200)에 인가할 수 있다. In the case of cold/heat grill feedback, when the
다만, 온열 그릴 피드백이나 냉열 그릴 피드백을 제공하려는 경우, 중립 비율로부터 크게 벗어난 비율로 정전압과 역전압을 인가하는 경우에는 사용자가 통감이 느끼지 못하는 문제가 있을 수 있으므로, 중립 비율에 가까운 비율이 되도록 정전압/역전압의 등급을 조절하는 것이 바람직할 수도 있다. However, when providing hot grill feedback or cold grill feedback, there may be a problem that the user may not feel if the constant voltage and reverse voltage are applied at a ratio that deviates significantly from the neutral ratio. Therefore, the constant voltage should be adjusted to a ratio close to the neutral ratio. /It may be desirable to adjust the rating of the reverse voltage.
2.1.2.3. 영역 조절에 따른 열 그릴 동작 2.1.2.3. Heat grill operation according to area control
이상에서는 열전 쌍 어레이(1240)에서 발열 동작을 수행하는 영역과 흡열 동작을 수행하는 영역이 동일 크기로 교번 배치된 상태에서 열전 쌍 그룹(1244)에 인가되는 전압을 조절하여 피드백 디바이스(100)가 열 그릴 피드백을 제공하는 것으로 설명하였으나, 발열 영역과 흡열 영역의 크기를 조절하여 열 그릴 피드백을 생성하는 것도 가능하다. In the above, the
구체적으로 영역 조절 방식의 열 그릴 동작은, 피드백 콘트롤러(1400)가 정방향 전압이 인가되는 열전 쌍 그룹(1244)의 면적과 역방향 전압이 인가되는 열전 쌍 그룹(1244)의 면적을 조절하여 수행될 수 있다. Specifically, the area-controlled thermal grill operation can be performed by the
도 33은 본 발명의 실시예에 따른 영역 조절 방식의 열 그릴 동작에 관한 도면이다. Figure 33 is a diagram showing the operation of a heat grill using an area control method according to an embodiment of the present invention.
도 33을 참조하면, 열전 쌍 어레이(1240)는 복수의 라인을 형성하도록 배치되는 복수의 열전 쌍 그룹(1244)을 포함한다. 여기서, 각 라인의 면적 크기가 동일하며, 정전압과 역전압이 열감 피드백과 냉감 피드백의 온도 변화량을 동일하게 하는 전압값으로 세팅되어 있다고 가정하면, 중립 비율이 3인 경우, 피드백 콘트롤러(1400)는 발열 동작을 수행하는 열전 쌍 그룹(1244-1) 하나 당 세 개의 열전 쌍 그룹(1244-2)이 흡열 동작을 수행하도록 열 출력 모듈(1200)에 정전압과 역전압을 인가하여, 냉감 피드백을 제공하는 접촉면(1600)의 면적이 열감 피드백을 제공하는 접촉면(1600)의 면적의 3배가 되도록 함으로써, 피드백 디바이스(100)가 중립 열 통감을 제공하도록 할 수 있다. Referring to FIG. 33, the
다만, 여기서 중립 비율은 온감 피드백과 냉감 피드백 시의 온도 변화량의 비율 대신 온감 피드백이 제공되는 면적에 대한 냉감 피드백이 제공되는 면적의 비율을 의미할 수 있다. 면적 관점에서의 중립 비율은 온도 관점에서의 중립 비율과 동일할 수도 있지만, 다소 상이한 값이 될 수도 있다. However, here, the neutral ratio may mean the ratio of the area where cold feedback is provided to the area where warm feedback is provided, instead of the ratio of the amount of temperature change during warm feedback and cold feedback. The neutral ratio in terms of area may be the same as the neutral ratio in terms of temperature, but may be a somewhat different value.
또 피드백 콘트롤러(1400)는 발열 동작을 수행하는 열전 쌍 그룹(1244-1) 하나 당 흡열 그룹을 수행하는 열전 쌍 그룹(1244-2)의 개수를 감소시키거나 증가시킴으로써, 피드백 디바이스(100)가 온열 그릴 피드백이나 냉열 그릴 피드백을 수행하도록 하는 것도 가능하다. In addition, the
한편, 도 33에서는 열전 쌍 그룹(1244)이 각각 동일 면적을 갖는 것으로 설명하였으나, 이와 달리 중립 비율을 고려하여 열전 쌍 그룹(1244)을 설계하는 것도 가능하다. Meanwhile, in FIG. 33, it is explained that each
도 34는 본 발명의 실시예에 따른 열적 조절 방식을 위해 상이한 면적을 갖는 열전 쌍 그룹(1244)으로 구성되는 열전 쌍 어레이(1240)를 도시한 도면이다. FIG. 34 is a diagram illustrating a
도 34를 참조하면, 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)과 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)은 서로 다른 면적을 갖도록 설계되어 있으며, 그 비율은 중립 비율이 될 수 있다. 이러한 열전 쌍 어레이(1240)를 이용하면, 피드백 콘트롤러(1400)는 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)과 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)에 각각 정전압과 역전압을 인가하여 피드백 디바이스(100)가 중립 열 그릴 피드백을 제공하도록 할 수 있을 것이다. Referring to FIG. 34, the first thermocouple group 1244-1 and the second thermocouple group 1244-2 are designed to have different areas, and the ratio may be a neutral ratio. Using this
이상에서는 발열 면적과 흡열 면적을 조절함으로써 열 그릴 피드백을 제공하는 것에 관하여 온감 피드백과 냉감 피드백에서의 온도 변화량이 동일한 정전압과 역전압을 이용하는 것을 가정하여 설명하였는데, 이와 달리 온감 피드백과 냉감 피드백에서의 온도 변화량이 상이한 경우에는 그에 따른 효과를 더 고려하여 면적 비율을 조절해야 한다. In the above, providing heat grill feedback by adjusting the heat generation area and heat absorption area was explained assuming that the constant and reverse voltages were used so that the temperature changes in the warm feedback and the cold feedback were the same. If the amount of temperature change is different, the area ratio must be adjusted by taking the resulting effect into further consideration.
다시 말해, 중립 열 통감을 제공하기 위해서는, 발열 면적에 대한 흡열 면적의 비율과 온감 온도 변화량에 대한 냉감 온도 변화량의 비율의 두 개의 변수로부터 산출되는 값이 중립 비율이 되도록 할 수 있다. 예를 들면, 온도 변화량의 비율과 면적 변화량의 비율의 곱이 중립 비율이 되도록 하는 것을 통해 피드백 디바이스(100)가 열 그릴 피드백을 제공할 수 있다. In other words, in order to provide a neutral thermal sensation, the value calculated from two variables, the ratio of the heat absorption area to the heat generation area and the ratio of the amount of change in cooling temperature to the amount of change in temperature feeling warm, can be set to a neutral ratio. For example, the
상술한 영역 조절 방식에 따른 열 그릴 동작은 전압을 이용하는 열 그릴 동작과 비교하여 피드백 강도 조절이 용이한 장점을 가진다. The heat grill operation according to the above-described area control method has the advantage of easier feedback intensity control compared to the heat grill operation using voltage.
열전 소자에 동일한 전압을 인가하여 발열 동작과 흡열 동작을 수행하는 경우 발열 동작의 온도 변화량이 흡열 동작의 온도 변화량보다 큰 것이 일반적이다. 이 점과 전압 조절을 이용하는 열 그릴 동작의 경우 냉감 피드백의 온도 변화량을 온감 피드백의 온도 변화량보다 중립 비율만큼 크게 해야 하는 점이 결합되면, 정전압에 대한 역전압의 크기 비율이 온도 측면에서의 중립 비율보다 상당히 큰 수치가 되버린다. 따라서, 전압 조절 방식으로 중립 열 그릴 피드백을 제공하기 위해서는 피드백 콘트롤러(1400)가 넓은 전압 범위의 전기 신호를 출력해야 한다. 따라서, 인가 전원의 전압 범위가 제한된 경우에는 실질적으로 열 그릴 피드백의 강도를 조절하기 어려울 수 있다. When the same voltage is applied to a thermoelectric element to perform a heating operation and an endothermic operation, the temperature change in the heating operation is generally larger than the temperature change in the endothermic operation. Combining this with the fact that in the case of a heat grill operation using voltage control, the temperature change of the cold feedback must be larger than the temperature change of the warm feedback by the neutral ratio, the ratio of the magnitude of the reverse voltage to the constant voltage is greater than the neutral ratio in terms of temperature. It becomes a fairly large number. Therefore, in order to provide neutral heat grill feedback using a voltage control method, the
반면, 영역 조절 방식에서는 온감 피드백 영역의 면적과 냉감 피드백 영역의 면적을 조절하는 것으로 중립 열 그릴 피드백이 처리되므로, 온감 피드백 영역에서의 발열 동작에 따른 온도 변화량과 냉감 피드백 영역에서의 흡열 동작에 따른 온도 변화량을 증감시킴으로써 간단히 중립 열 그릴 피드백의 강도를 조절할 수 있다. On the other hand, in the area control method, neutral heat grill feedback is processed by adjusting the area of the warm feedback area and the area of the cold feedback area, so the amount of temperature change according to the heat generation operation in the warm feedback area and the endothermic operation in the cold feedback area are processed. The strength of the neutral heat grill feedback can be adjusted simply by increasing or decreasing the temperature gradient.
구체적으로 도 32를 참조한 설명 부분에서, 피드백 콘트롤러(1400)는 정전압과 역전압의 크기를 함께 증가시켜 열 출력 모듈(1200)이 강한 중립 열 그릴 피드백을 제공하도록 하거나 함께 감소시켜 약한 열 그릴 피드백을 제공하도록 할 수 있다. 도 32에 관한 설명에서 이미 언급한 바와 같이 중립 열 그릴 피드백을 위한 중립 비율은 이미 발열 면적과 흡열 면적에 의해 만족되어 있으므로 피드백 콘트롤러(1400)는 비교적 자유로이 정전압과 역전압의 크기를 조절하여 열 그릴 피드백의 강도를 제어할 수 있다.In the description referring specifically to FIG. 32, the
2.1.2.4. 시간 분할에 따른 열 그릴 동작2.1.2.4. Heat grill operation according to time division
열 그릴 동작은 이외에도 시간 분할 방식에 따라 구현될 수 있다. 구체적으로 시간 분할 방식에 따른 열 그릴 동작은 발열 동작과 흡열 동작을 시간 상 교번적으로 수행하는 것으로 구현될 수 있다. 비교적 짧은 시간 간격 안에 온감 피드백과 냉감 피드백이 교번적으로 전달되면, 사람의 감각 기관이 이를 통감으로 착각할 수 있기 때문이다.The heat grill operation may also be implemented according to a time division method. Specifically, the heat grill operation according to the time division method can be implemented by performing heat generating operations and endothermic operations alternately in time. This is because if warm feedback and cold feedback are delivered alternately within a relatively short time interval, a person's sense organs may mistake this for a sense of pain.
피드백 콘트롤러(1400)는 열 출력 모듈(1200)에 정전압과 역전압을 교대로 인가하여 발열 동작과 흡열 동작이 번갈아가면서 수행되도록 할 수 있다. 여기서, 중립 열 그릴 피드백은 전압의 크기나 시간 간격 중 적어도 하나를 조절하여 수행될 수 있다. The
도 35는 본 발명의 실시예에 따른 시간 분할 방식을 이용한 열 그릴 동작의 일 예에 관한 도면이다.Figure 35 is a diagram of an example of a heat grill operation using a time division method according to an embodiment of the present invention.
온감 피드백과 냉감 피드백의 온도 변화량이 동일하게 정전압과 역전압이 세팅되어 있다고 가정하면, 피드백 콘트롤러(1400)는 정전압이 인가되는 시간에 대한 역전압이 인가되는 시간의 비율이 중립 비율이 되도록 전기 신호의 출력 타이밍을 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 35를 참조하면 중립 비율이 3인 경우에는 피드백 콘트롤러(1400)는 20㎳ 동안 정전압을 인가하고 60㎳ 동안 역전압을 인가하여 중립 열 그릴 피드백을 제공할 수 있다. 여기서, 온열 그릴 피드백이나 냉열 그릴 피드백은 신호 출력 타이밍의 비율을 조절함에 따라 이루어질 수 있다. 한편, 시간 간격을 중립 비율로 세팅한 경우에 피드백 콘트롤러(1400)는 정전압과 역전압의 크기를 함께 증가시키거나 함께 감소시킴에 따라 열 그릴 동작의 강도를 조절할 수 있다. Assuming that the constant voltage and reverse voltage are set to be the same as the temperature change amounts of the warm feedback and the cold feedback, the
도 36은 본 발명의 실시예에 따른 시간 분할 방식을 이용한 열 그릴 동작의 다른 예에 관한 도면이다.온감 피드백과 냉감 피드백의 인가 시간을 동일 크기로 세팅한다고 가정하면, 피드백 콘트롤러(1400)는 동일 시간 동안 이루어지는 온감 피드백과 냉감 피드백의 온도 변화량이 중립 비율이 되도록 전기 신호의 전압값을 조절할 수 있다. 예를 들어, 도 36을 참조하면 중립 비율이 3인 경우에는 피드백 콘트롤러(1400)는 20㎳ 간격으로 정전압과 역전압을 교차로 인가하되, 냉감 동작 구간에서의 온도 변화량이 발열 동작 구간에서의 온도 변화량의 3배가 되도록 정전압과 역전압의 크기를 조절하여 중립 열 그릴 피드백을 제공할 수 있다. 여기서, 온열 그릴 피드백이나 냉열 그릴 피드백은 정전압과 역전압의 크기를 조절하여 이루어질 수 있다. Figure 36 is a diagram of another example of a heat grill operation using the time division method according to an embodiment of the present invention. Assuming that the application times of the warm feedback and cold feedback are set to the same size, the
또 피드백 콘트롤러(1400)가 시간 간격과 전압의 크기를 함께 조절하는 것도 가능한 것은 물론이다.Of course, it is also possible for the
한편, 전압 조절 방식이나 영역 조절 방식의 열 그릴 동작은 감각적으로는 통감을 유발하지만 물리적으로는 사용자 신체에 대하여 온열과 냉열을 동시에 인가하는 것이다. 그런데, 이러한 열 통감에 의해 사용자의 감각 기관이 지속적으로 자극되면, 사용자의 신체는 열 그릴 피드백이 제거된 이후에도 일정 기간 동안 그 잔상을 느끼게 된다. 열 그릴 피드백은 주로 아픔(pain)에 가까운 감각이므로 사용자는 그 잔상으로 인해 불쾌함을 느낄 수 있다. 이러한 잔상의 원인은, 유효한 열 그릴 피드백을 제공하기 위해서는 다소 높은 강도의 주어지는 열감과 냉감에 피부의 온점과 냉점이 장기간 노출되었기 때문이다. 그에 반해 시간 분할 방식에 따른 열 그릴 동작은 피부의 온점과 냉점을 지속적으로 자극하지 않기 때문에 잔상 효과가 다소 제거되는 장점을 가진다. Meanwhile, the heat grill operation of the voltage control or area control method causes a sensation of pain sensuously, but physically applies hot and cold heat to the user's body at the same time. However, if the user's sense organs are continuously stimulated by this heat sensation, the user's body feels the afterimage for a certain period of time even after the heat grill feedback is removed. Heat grill feedback is often a sensation similar to pain, so users may feel uncomfortable due to the afterimage. The reason for this afterimage is that the hot and cold points of the skin are exposed to hot and cold sensations of rather high intensity for a long period of time in order to provide effective heat grill feedback. In contrast, the heat grill operation according to the time division method has the advantage of somewhat eliminating the afterimage effect because it does not continuously stimulate the hot and cold points of the skin.
2.1.2.5. 영역 조절 및 시간 분할이 복합된 열 그릴 동작2.1.2.5. Heat grill operation combined with area control and time division
또 열 그릴 동작은 상술한 시간 분할 방식에 따른 열 그릴 동작에 영역 조절 방식의 개념을 결합시켜 수행되는 것도 가능하다. In addition, the heat grill operation can be performed by combining the concept of the area control method with the heat grill operation according to the time division method described above.
여기서, 열 그릴 동작은 열전 쌍 어레이(1240)의 일 영역과 다른 영역에서 발열 동작과 흡열 동작을 시간에 따라 교차적으로 수행하되, 일 영역과 다른 영역이 서로 다른 동작을 수행하도록 함에 따라 수행될 수 있다. Here, the heat grill operation is performed by alternating heating and endothermic operations in one region and another region of the
도 37은 본 발명의 실시예에 따른 영역 조절 및 시간 분할이 복합된 방식을 이용한 열 그릴 동작의 일 예에 관한 도면이다.Figure 37 is a diagram of an example of a heat grill operation using a combined method of area control and time division according to an embodiment of the present invention.
도 37을 참조하면, 열전 쌍 어레이(1240)는 제1 동작을 수행하는 제1 열전 쌍 그룹(1244-1) 및 제2 동작을 수행하는 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 동작과 제2 동작은 각각 발열 동작과 흡열 동작이 시간에 따라 교번적으로 수행하는 동작이라는 점에서는 동일하지만, 발열과 흡열의 타이밍이 서로 엇갈려 진행되는 동작이다. 피드백 콘트롤러(1400)는 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)에 정전압과 역전압을 차례로 인가하여 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)이 제1 동작을 수행하도록 제어하고, 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)에는 역전압과 정전압을 차례로 인가하여 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)이 제2 동작을 수행하도록 제어할 수 있다. 이에 따라 열 출력 모듈(1200)은 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)의 영역과 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)의 영역에서 온열 피드백과 냉감 피드백을 동시에 출력하므로 피드백 디바이스(100)가 열 그릴 피드백을 제공할 수 있게 된다. 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)과 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)이 동일한 면적이고, 제1 동작과 제2 동작에서 발열 동작의 시간 길이와 흡열 동작의 시간 길이는 동일할 경우, 정전압과 역전압의 전압값이 비율에 의해 피드백 디바이스(100)가 중립 열 그릴 피드백을 제공하거나, 온열 그릴 피드백 또는 냉열 그릴 피드백을 제공할 수 있다. Referring to FIG. 37, the
한편, 여기서 발열 동작과 흡열 동작의 시간 길이는 단순 시간 분할 방식으로 열 그릴 동작을 수행하는 경우와 달리 비교적 긴 시간 간격이어도 무방할 수 있다. 단순 시간 분할 방식의 경우에는 시간 분할 간격에 의존해서 사람의 감각 기관에 착각을 불러일으켜야 하는 반면, 복합 방식의 경우에는 시간 간격이 길더라도 온감 피드백과 냉감 피드백이 동시에 제공되는 것에 의해 통감이 느껴질 수 있기 때문이다. 즉, 단순 시간 분할 방식의 경우에는 정전압의 인가 시간 및 역전압의 인가 시간 각각은, 사용자가 발열 동작에 따라 온감을 느끼거나 흡열 동작 동작에 따라 냉감을 느끼기 위해 필요한 인지 시간 이하로 조절될 필요가 있는 반면, 영역 별로 교번 시키는 복합 방식의 경우에는 시간적 제한이 없거나 약한 장점이 있는 것이다.Meanwhile, here, the time length of the heat generation operation and the heat absorption operation may be a relatively long time interval, unlike the case where the heat grill operation is performed in a simple time division method. In the case of a simple time division method, the illusion must be created in a person's sense organs by relying on the time division interval, whereas in the case of a complex method, a sense of pain can be felt by providing hot and cold feedback simultaneously even if the time interval is long. Because. In other words, in the case of a simple time division method, the application time of the constant voltage and the application time of the reverse voltage need to be adjusted below the perception time required for the user to feel warmth according to the heat-generating action or feel cold according to the endothermic action. On the other hand, the complex method of alternating by area has the advantage of no or weak time restrictions.
나아가 복합 방식의 열 그릴 동작은 사람의 피부에 지속적으로 온열이나 냉열을 제공하지 않고, 주기적으로 온열/냉열을 교대로 제공하므로 피부에 손상이 일어나는 것을 최소화할 수 있다. 이를 위해 시간 간격이 너무 길어지는 것은 좋지 않을 수 있다. Furthermore, the combined heat grill operation does not continuously provide hot or cold heat to the human skin, but alternately provides hot/cold heat periodically, thereby minimizing damage to the skin. For this purpose, it may not be good for the time interval to be too long.
도 37과 관련해서는 열전 쌍 어레이(1240)가 서로 엇갈려서 동작하는 두 개의 열전 쌍 그룹(1244)을 갖는 것으로 설명하였으나, 이외에도 다양한 형태의 열전 쌍 어레이(1240)에 복합 방식을 적용하는 것이 가능하다. With reference to FIG. 37 , the
도 38은 본 발명의 실시예에 따른 영역 조절 및 시간 분할이 복합된 방식을 이용한 열 그릴 동작의 다른 예에 관한 도면이다. Figure 38 is a diagram of another example of a heat grill operation using a combined method of area control and time division according to an embodiment of the present invention.
도 38을 참조하면, 열전 쌍 어레이(1240)는 4개의 열전 쌍 그룹(1244-1,1244-2,1244-3,1244-4)을 포함할 수 있다. 여기서, 피드백 콘트롤러(1400)는 각 열전 쌍 그룹(1244)에 대하여 다음과 같은 전기 신호를 인가할 수 있다. 먼저 제1 시간 구간 동안에는 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)에 정전압을 인가하여 발열 동작을 수행하도록 하며, 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)에 역전압을 인가하여 흡열 동작을 수행하도록 하되, 나머지 그룹(1244-3,1244-4)에는 전압을 인가하지 않는다. 다음으로 제2 시간 구간 동안에는 제3 열전 쌍 그룹(1244-3)에 정전압을 인가하여 발열 동작을 수행하도록 하며, 제2 열전 쌍 그룹(1244-4)에는 역전압을 인가하여 흡열 동작을 수행하도록 하되, 나머지 그룹(1244-1,1244-2)에는 전압을 인가하지 않는다. 이후 제3 시간 구간 동안에는 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)에 역전압을 인가하여 흡열 동작을 수행하도록 하고, 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)에 정전압을 인가하여 발열 동작을 수행하도록 하되, 나머지 그룹(1244-3,1244-4)에는 전압을 인가하지 않는다. 다음 제4 시간 구간 동안에는 제3 열전 쌍 그룹(1244-3)에 역전압을 인가하여 흡열 동작을 수행하도록 하고, 제4 열전 쌍 그룹(1244-4)에 정전압을 인가하여 발열 동작을 수행하도록 할 수 있다. 이후 제1 시간 구간으로부터 제4 시간 구간까지를 반복할 수 있다. 또는 제1 시간 구간과 제2 시간 구간만을 반복하는 것으로 변형하여 수행하는 것도 가능하다. 이러한 동작에 의하면, 피드백 디바이스(100)는 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)과 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)의 협업에 의해 열 그릴 피드백을 제공하고, 제3 열전 쌍 그룹(1244-3)과 제4 열전 쌍 그룹(1244-4)의 협업에 열 그릴 피드백을 제공하는 것을 교번 수행하여 사용자 입장에서는 지속적인 열 그릴 피드백이 제공되는 것과 같은 효과를 낼 수 있다. 여기서, Referring to FIG. 38, the
한편, 이상에서는 도 38과 관련된 제1 및 제2 열전 쌍 그룹(1244-1,1244-2)에 의해 열 그릴 동작이 수행되는 기간과 제3 및 제4 열전 쌍 그룹(1244-3,1244-4)에 의해 열 그릴 동작이 수행되는 기간이 시간적으로 겹치지 않는 것으로 설명하였으나, 두 열 그릴 동작이 시간적으로 겹치는 구간을 가지는 것도 가능하다.Meanwhile, in the above, the period in which the heat grill operation is performed by the first and second thermocouple groups 1244-1 and 1244-2 related to FIG. 38 and the third and fourth thermocouple groups 1244-3 and 1244- Although it has been explained in 4) that the period during which the heat grill operation is performed does not overlap in time, it is also possible to have a section in which the two heat grill operations overlap in time.
도 39는 본 발명의 실시예에 따른 영역 조절 및 시간 분할이 복합된 방식을 이용한 열 그릴 동작의 또 다른 예에 관한 도면이다. Figure 39 is a diagram of another example of a heat grill operation using a combined method of area control and time division according to an embodiment of the present invention.
도 39를 참조하면, 도 38과 관련하여 설명한 시간 구간이 서로 이격되며 그 사이에 중복 구간이 삽입될 수 있다. 중복 구간에서는 그 전 시간 구간의 동작과 그 후 시간 구간의 동작에서 수행되어야 할 열 그릴 동작이 함께 수행되는 구간이다. 중복 구간을 갖는 형태의 열 그릴 동작은 발열/흡열 동작을 위해 전압이 인가되는 시점으로부터 실제 열전 소자가 포화 온도까지 상승하는데 걸리는 시간 동안 사용자에게 열 그릴 피드백이 전달되지 않는 것을 완화할 수 있다. Referring to FIG. 39, the time sections described in relation to FIG. 38 are spaced apart from each other, and overlapping sections may be inserted between them. In the overlapping section, the operation of the previous time section and the ten grill operations to be performed in the action of the subsequent time section are performed together. The heat grill operation in the form of an overlapping section can alleviate the fact that heat grill feedback is not delivered to the user during the time it takes for the actual thermoelectric element to rise to the saturation temperature from the time the voltage is applied for the heat generation/endotherm operation.
이외에도 열 그릴 피드백 동작은 시간 분할과 영역 조절을 복합하여 다양한 방식으로 구현될 수 있으며, 본 발명은 본 명세서로부터 언급된 예시들을 조합하는 변형예까지 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.In addition, the heat grill feedback operation can be implemented in various ways by combining time division and area control, and the present invention should be interpreted as including modifications that combine examples mentioned in the present specification.
2.2. 열적 피드백에 따른 손상 방지 동작2.2. Damage prevention action based on thermal feedback
이상에서 설명한 열적 피드백 동작은 피부의 온점/냉점을 자극하므로, 사용자에게 일정 수준 이상의 열량이 전달되는 경우 피부나 감각 기관에 손상을 유발할 수 있다. 예를 들어, 사용자에게 지나치게 높은 강도로 열적 피드백이 제공되는 경우 피부 조직이 열에 의해 변성되거나 장기간에 걸쳐 지속적으로 열적 피드백에 제공되는 경우 감각 기관에 혼란을 유발할 수 있다. 이하에서는 사용자의 피부나 감각 기관의 손상을 방지하기 위한 동작에 관하여 설명하기로 한다. Since the thermal feedback operation described above stimulates the hot and cold points of the skin, if a certain amount of heat is delivered to the user, it may cause damage to the skin or sense organs. For example, if thermal feedback is provided to the user at an excessively high intensity, skin tissue may be denatured by heat, or if thermal feedback is continuously provided over a long period of time, it may cause confusion in the sense organs. Below, operations to prevent damage to the user's skin or sense organs will be described.
먼저 간단한 방법으로, 피드백 콘트롤러(1400)가 인가하는 전압값을 열 출력 모듈(1200)에서 접촉 대상면에 유발하는 온도차가 일정 수준이 넘지 않도록 제한할 수 있다. 예를 들면, 피드백 콘트롤러(1400)는 정전압을 열감 피드백의 포화 온도가 40℃가 되는 전압값 이하로 제한할 수 있다. First, in a simple way, the voltage value applied by the
다른 방법으로는, 열적 피드백이 제공되는 시간을 제한할 수 있다. 예를 들어, 피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백이 미리 정해진 시간 이상 지속적으로 인가되는 경우 열 출력 모듈(1200)에 인가되는 전원을 차단할 수 있을 것이다.Alternatively, the time for which thermal feedback is provided can be limited. For example, the
또는 열적 피드백이 제공되는 시간을 제어할 때에는 열적 피드백의 강도를 고려할 수 있다. 이는 사용자에게 약한 강도의 열적 피드백이 장기간 주어지더라도 신체 손상이 발생하지 않는 반면, 강도 높은 열적 피드백의 경우에는 짧은 시간 동안에도 신체 손상을 유발시킬 수 있기 때문이다. 예를 들어, 여러 등급의 열적 피드백을 인가할 수 있는 피드백 디바이스(100)의 경우에 피드백 콘트롤러(1400)는 현재 수행하고 있는 열적 피드백의 강도 등급을 판단하고, 판단된 강도 등급에 따라 제한 시간을 판단하고, 열적 피드백을 수행된 시간이 제한 시간을 도과한 경우 열 출력 모듈(1200)으로 인가되는 전원을 차단할 수 있다.Alternatively, the intensity of thermal feedback can be considered when controlling the time for which thermal feedback is provided. This is because physical damage does not occur even if low-intensity thermal feedback is given to the user for a long period of time, whereas high-intensity thermal feedback can cause physical damage even for a short period of time. For example, in the case of the
일 예로, 열적 피드백에 대한 사용자의 체감도를 향상시키기 위하여 여러 등급의 강도의 열적 피드백을 제공할 수 있다. 피드백 디바이스(100)는 각 등급 별로 제한 시간을 세팅할 수 있다. 예를 들어, 피드백 디바이스(100)에 저강도의 열적 피드백에 대해서는 제한 시간이 없으며, 고강도의 열적 피드백에 대해서는 일정 시간으로 제한 시간이 세팅되며, 중강도의 열적 피드백에 대해서는 고강도의 열적 피드백에 대한 제한 시간보다 긴 제한 시간이 세팅될 수 있다. 만일 세팅된 제한 시간 이상으로 열적 피드백을 제공해야 하는 경우에, 피드백 디바이스(100)는 제한 시간 동안 열적 피드백을 제공한 뒤 소정의 휴식 시간 동안 열적 피드백의 출력을 중단한 뒤, 휴식 시간 도과 후 다시 열적 피드백을 출력할 수 있다. For example, in order to improve the user's perception of thermal feedback, thermal feedback of various levels of intensity can be provided. The
2.3. 열 역전 환각 방지 동작2.3. Heat reversal anti-hallucination action
이하에서는 열 역전 환각 방지 동작에 관하여 설명한다. 피드백 디바이스(100)를 이용해 열적 피드백을 제공받는 사용자는 열적 피드백이 중단될 때 열 역전 환각을 느끼게 된다. 여기서, 열 역전 환각이란 주어진 열적 피드백의 반대되는 열적 감각이 느껴지는 감각 기관의 착각을 의미한다. 구체적으로 온감 피드백의 중단 시 사용자는 순간적으로 냉감을 느끼게 되며, 냉감 피드백의 중단 시에는 순간적으로 온감을 느끼게 되는데, 이와 같이 특정 열감을 받은 이후 해당 열감이 제거되는 과정에서 반대되는 열감이 느껴지는 것이 열 역전 환각의 일종이라고 하겠다.Hereinafter, the heat reversal hallucination prevention operation will be described. A user who receives thermal feedback using the
열 역전 환각은 열적 피드백을 이용하여 사용자에게 제공하고자 사용자 경험을 훼손할 수 있다. 예를 들어, 가상 현실 내에서 사용자가 뜨거운 주전자를 잡는 경우, 피드백 디바이스(100)는 가상 현실 체험 시스템의 일부로서 가상 현실에 대한 사용자 경험을 향상시키고자 사용자에게 온감 피드백을 제공할 수 있다. 그런데, 열적 피드백이 중단되는 과정에서 사용자가 순간적으로 차가움이 느끼게 되면 가상 현실에 대한 몰입도가 저해될 수 있다. Thermal inversion hallucinations can compromise the user experience they are intended to provide users with thermal feedback. For example, when a user holds a hot kettle within virtual reality,
이하에서는 열 역전 환각에 대하여 좀더 상세하게 살펴본 뒤, 열 역전 환각을 방지하기 위한 구체적인 방법들에 대하여 설명하기로 한다. Below, we will look at heat reversal hallucinations in more detail and then explain specific methods for preventing heat reversal hallucinations.
2.3.1. 열 역전 환각의 원인2.3.1. Causes of Heat Inversion Hallucinations
열적 피드백이 사용자에게 제공되는 과정은 간단히 다음과 같다. 먼저 피드백 콘트롤러(1400)가 열 출력 모듈(1200)에 전원을 인가한다. 열 출력 모듈(1200)에 인가되는 전원은 전원 단자(1260)를 통해 열전 소자로 전달되며, 열전 소자에서는 펠티에 효과에 의해 발열 반응이나 흡열 동작이 발생한다. 이는 열전 쌍 어레이(1240)가 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하는 것으로 해석될 수 있으며, 발열 동작이나 흡열 동작에 의해 발생한 온열/냉열은 접촉면(1600)을 통해 사용자의 피부로 전달된다. 피부로 전달된 열은 피부에 분포한 온점이나 냉점을 자극하며, 사용자는 온점이 자극된 경우 온감을, 냉점이 자극된 경우 냉감을, 양자가 동시에 자극된 경우 열 통감을 느낄 수 있다. The process by which thermal feedback is provided to the user is simply as follows. First, the
도 40은 본 발명의 실시예에 따른 발열 동작과 흡열 동작 시 접촉면(1600)의 온도 변화를 도시한 도면이다.Figure 40 is a diagram illustrating temperature changes of the
여기서, 도 40을 참조하면, 열전 쌍 어레이(1240)나 접촉면(1600) 등이 소정의 열 용량을 가지고 있으므로, 전원이 인가됨에 따라 발열 동작이나 흡열 동작을 개시되면 접촉면(1600)의 온도는 전원 인가와 동시에 바로 포화 온도에 도달하는 것이 아니라 초기 온도로부터 점차적으로 변화하여 포화 온도에 도달한다. 마찬가지로 전원이 차단되어 발열 동작이나 흡열 동작을 중지하게 되면 접촉면(1600)의 온도가 포화 온도로부터 바로 초기 온도로 돌아가는 것이 아니라 점차적으로 변화하여 초기 온도로 돌아간다. Here, referring to FIG. 40, since the
열 역전 환각은 발열 동작이나 흡열 동작의 중지에 따라 접촉면(1600)의 온도가 초기 온도로 돌아가는 과정에서 느껴질 수 있다. 예를 들어, 온감 피드백 상황에서 발열 동작이 중지되면, 포화 온도로부터 초기 온도로 온도가 감소하며 이러한 과정에서 온감 피드백에 의해 자극받고 있던 온점의 개수가 감소하게 되며, 이로 인해 접촉면(1600)의 실제 온도가 초기 온도 이하로 내려가는 것이 아님에도 사용자는 순간적으로 냉감을 느끼게 된다. 반대 예로, 냉감 피드백 상황에서 흡열 동작이 중지되면, 포화 온도로부터 초기 온도로 온도가 증가하며 이러한 과정에서 냉감 피드백에 의해 자극받고 있던 냉점의 개수가 감소하게 되며, 이로 인해 접촉면(1600)의 실제 온도가 초기 온도 이상으로 상승하는 것이 아님에도 사용자는 순간적으로 온감을 느끼게 된다. Thermal reversal hallucination may be felt in the process where the temperature of the
이를 종합하면, 열 역전 환각은 열적 피드백이 주어지는 상태에서 열적 피드백을 제거하는 방향으로 온도가 변화할 때, 물리적으로는 주어지지 않음에도 사용자에게 느껴지는 반대 방향의 열적 피드백을 의미하는 것으로 해석될 수 있다. In summary, thermal reversal hallucination can be interpreted to mean thermal feedback in the opposite direction that is felt by the user even though it is not physically given when the temperature changes in the direction of eliminating thermal feedback in a state where thermal feedback is provided. .
도 41은 본 발명의 실시예에 따른 열 역전 환각에 관한 도면이다.Figure 41 is a diagram relating to heat reversal hallucination according to an embodiment of the present invention.
실험적 관찰에 의하면, 열 역전 환각은 포화 온도와 초기 온도와의 차이값이 클수록 또 온도의 변화 속도가 빠를수록 강하게 나타나는 현상이 관찰되었다. 구체적으로 도 41에 도시된 바와 같이 피부 온도 대비 온도 변화량이 큰 고강도의 열적 피드백을 중단시킬 때에는, 초기 온도로 복귀하는 과정에서 해당 과정에서 발생하는 온도 변화의 크기가 크고 온도 변화의 속도가 빠르기 때문에 열 역전 환각이 강하게 느껴지며, 반대로 피부 온도 대비 온도 변화량이 작은 저강도의 열적 피드백을 중단시킬 때에는 해당 과정에서 발생하는 온도 변화의 크기가 작고 온도 변화의 속도가 느리기 때문에 열 역전 환각이 미약하게 느껴지거나 실질적으로 느껴지지 않게 된다. According to experimental observations, it was observed that heat reversal hallucinations appear more strongly the larger the difference between the saturation temperature and the initial temperature and the faster the temperature change rate. Specifically, as shown in Figure 41, when high-intensity thermal feedback with a large temperature change compared to skin temperature is stopped, the size of the temperature change that occurs during the process of returning to the initial temperature is large and the speed of temperature change is fast. Heat reversal hallucinations are strongly felt, and conversely, when low-intensity thermal feedback with a small temperature change compared to skin temperature is stopped, heat reversal hallucinations are felt weakly because the size of the temperature change that occurs during the process is small and the speed of temperature change is slow. Or it doesn't really feel like it.
2.3.2. 열 역전 환각 방지 동작2.3.2. Heat reversal anti-hallucination action
피드백 디바이스(100)는 열적 피드백의 중단 시 초기 온도로 복귀하는 과정에서 발생하는 온도 변화의 속도를 완화시킴으로써 열 역전 환각을 제거할 수 있다. The
도 42는 본 발명의 실시예에 따른 완충 전압에 의한 접촉면(1600)의 온도 변화 추이에 관한 그래프이다.Figure 42 is a graph showing the temperature change trend of the
도 42를 참조하면, 피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백의 중단 시점에 전원을 바로 차단하는 대신 열 출력 모듈(1200)로 완충 전압을 인가할 수 있다. 완충 전압은 열적 피드백을 위한 전압과 동일한 방향이되 그 크기는 작은 전압일 수 있다. 피드백 콘트롤러(1400)가 바로 전원을 차단하는 대신 소정 시간 동안 완충 전압을 인가함에 따라 열적 피드백의 중단 시점 이후 포화 온도로부터 초기 온도로 복귀하는 온도 변화 속도가 완화시킬 수 있다. 이에 따라 열적 피드백 중단 시 온도가 급변하지 않게 되므로 열 역전 환각이 제거될 수 있다. Referring to FIG. 42 , the
한편, 필요에 따라 피드백 디바이스(100)는 열 역전 환각 방지 동작에 다단계의 완충 전압을 이용하는 것도 가능하다. Meanwhile, if necessary, the
도 43은 본 발명의 실시예에 따른 복수의 완충 단계를 갖는 열 역전 환각 방지 동작에 따른 접촉면(1600)의 온도 변화 추이에 관한 그래프이다.Figure 43 is a graph showing the temperature change trend of the
도 43을 참조하면, 피드백 디바이스(100)는 제1, 제2 및 제3의 완충 전압을 이용하여 열 역전 환각 방지 동작을 수행할 수 있다. 구체적으로 피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백 중단 시 열적 피드백을 위한 전압, 제1 완충 전압, 제2 완충 전압 및 제3 완충 전압을 차례로 인가한 뒤, 최종적으로 전원을 차단할 수 있다.Referring to FIG. 43, the
고강도의 열적 피드백의 경우에는 단일 완충 전압만을 사용하는 경우라도 온도 변화 구간이 급격할 수 있는데, 다단 완충 전압을 이용하면 고강도 열적 피드백에 대해서도 열 역전 환각을 해소할 수 있다.In the case of high-intensity thermal feedback, the temperature change section can be rapid even when only a single buffer voltage is used. However, using a multi-stage buffer voltage can eliminate thermal reversal hallucinations even for high-intensity thermal feedback.
특히, 피드백 디바이스(100)가 여러 등급의 강도로 열적 피드백을 출력할 수 있는 경우에는 높은 등급의 열적 피드백의 중단 시 그보다 낮은 등급의 열적 피드백을 위한 전압을 완충 전압으로 이용할 수 있을 것이다.In particular, if the
또 이상에서는 열 역전 환각 방지 동작에서 완충 전압이 일정한 전압값을 가지는 단일 전압 내지는 스텝 전압 형태인 것으로 설명하였으나, 이와 달리 완충 전압은 시간에 따라 점진적으로 감소하는 전기 신호의 형태를 가지는 것도 가능하다.In addition, in the above description, in the thermal reversal hallucination prevention operation, the buffer voltage is in the form of a single voltage or step voltage with a constant voltage value. However, in contrast, the buffer voltage can also take the form of an electrical signal that gradually decreases over time.
2.3.3. 기타 완충 동작2.3.3. Other buffering actions
이상에서는 열적 피드백의 출력 종료 시 열적 피드백의 출력 개시를 위해 인가된 전원(이하 ‘작동 전원’이라 하고, 작동 전원의 전압 및 전류는 각각 ‘작동 전압’ 및 ‘작동 전류’라고 함)의 중단 시점에 완충 전원을 인가하여 열 역전 환각이 발생하는 것을 방지하는 것으로 설명하였다.In the above, when the output of thermal feedback ends, the power applied to start the output of thermal feedback (hereinafter referred to as 'operating power', and the voltage and current of the operating power are referred to as 'operating voltage' and 'operating current', respectively) is stopped. It was explained that applying buffer power to prevents heat reversal hallucinations from occurring.
그런데, 이러한 열 역전 환각 방지 동작, 즉 완충 동작을 위한 완충 전원으로 듀티 신호를 이용하는 것도 가능하다. 예를 들어, 피드백 디바이스(100)에서 피드백 콘트롤러(1400)는 작동 전원의 인가 중단 시점에 작동 전원과 동일하거나 낮은 전압을 가지는 듀티 신호를 완충 전압으로 이용할 수도 있다. 여기서, 작동 전원이 듀티 신호일 수도 있는데, 이때 완충 전원은 작동 전원보다 듀티 레이트가 낮은 듀티 신호일 수 있다. However, it is also possible to use the duty signal as a buffer power source for this thermal reversal hallucination prevention operation, that is, a buffer operation. For example, in the
또는 열전 소자가 개별 제어 가능한 복수의 열전 쌍 그룹(1244)를 가지는 열전 쌍 어레이(1240)으로 제공되는 경우에는, 열적 피드백을 출력하기 위해 작동 전원이 인가되는 열전 쌍 그룹(1244)보다 작은 개수의 열전 쌍 그룹(1244)에 완충 구간 동안 작동 전원을 유지함으로써 완충 동작을 수행하는 것도 가능하다. 예를 들어, 5개의 열전 쌍 그룹(1244)을 가지는 열전 쌍 어레이(1240)를 이용해 열적 피드백을 출력하는 상태에서 완충 동작은 그 중 2개의 열전 쌍 그룹(1244)에 대해서는 작동 전원을 유지한 상태에서 나머지 3개의 열전 쌍 그룹(1244)에 대해서는 작동 전원을 차단함으로써, 결과적으로 열전 쌍 어레이(1240) 전체로 보면 열전 동작의 정도를 점진적으로 줄이는 형태로 완충 동작을 수행하는 것도 가능하다. Alternatively, when the thermoelectric element is provided as a
한편, 이상의 설명에서는 완충 동작이 작동 전원의 인가 중단 시점에 연이어 완충 전원을 인가하는 것으로 통해 수행되는 것으로 설명하였으나, 이와 달리 작동 전원의 인가 중단 시점으로부터 소정 시간 경과한 시점에 완충 전원을 인가하는 것을 통해서도 수행될 수 있다. Meanwhile, in the above description, it has been explained that the buffering operation is performed by continuously applying the buffering power at the time when the application of the operating power is stopped. However, unlike this, the buffering operation is performed by applying the buffering power at a predetermined time elapsed from the time when the application of the operating power is stopped. It can also be done through:
2.3.4. 열 피드백의 강도를 고려한 열 역전 환각 방지 동작2.3.4. Thermal reversal anti-hallucination behavior considering the strength of thermal feedback
한편, 열 역전 환각은 비교적 강한 강도의 열적 피드백의 중단에 의해서만 발생하며, 비교적 약한 강도의 열적 피드백의 중단에 의해서는 실질적으로 발생하지 않을 수도 있다.On the other hand, thermal reversal hallucinations are caused only by the interruption of relatively strong thermal feedback, and may not be substantially caused by the interruption of relatively weak thermal feedback.
따라서, 피드백 디바이스(100)가 여러 강도의 열적 피드백을 제공하는 경우에는 열적 피드백의 강도에 따라 열 역전 환각 방지 동작을 수행할지 여부를 판단할 수 있다. 즉, 피드백 디바이스(100)는 열 역전 환각 현상이 발생하지 않는 약한 강도의 열적 피드백에 대해서는 열 역전 환각 방지 동작이 불필요하므로 이를 수행할지 않는 것이다.Therefore, when the
도 44는 본 발명의 실시예에 따른 여러 강도의 열적 피드백의 중단에 따른 온도 변화 추이를 도시한 그래프이다.Figure 44 is a graph showing a temperature change trend due to cessation of thermal feedback of various intensities according to an embodiment of the present invention.
도 44를 참조하면, 피드백 디바이스(100)가 온감 피드백과 냉감 피드백에 대하여 각각 5 등급으로 제공하는데, 이때 열적 피드백은 상위의 3등급에 대해서만 발생할 수 있다. 이 경우, 피드백 디바이스(100)는 상위 3등급에 대해서는 열 역전 환각 방지 동작을 수행하고, 나머지 하위 2등급에 대해서는 열 역전 환각 방지 동작을 수행하지 않을 수 있다. 구체적으로 피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백의 강도에 관한 정보를 획득하고, 열적 피드백 강도가 미리 정해진 등급 이상인지 이하인지 여부를 판단하고, 미리 정해진 등급 이하인 경우에는 열적 피드백 중단 시점 이후 소정 시간 동안 열 출력 모듈(1200)에 완충 전압을 인가한 뒤 소정 시간 이후 전원을 완전 차단하고, 미리 정해진 등급 이하인 경우에는 열적 피드백 중단 시 열 출력 모듈(1200)에 인가되고 있는 전압을 즉시 차단할 수 있다. Referring to FIG. 44, the
이처럼 피드백 디바이스(100)가 여러 강도의 열적 피드백을 제공하며, 그 중 상위 강도의 열적 피드백에서는 열 역전 환각이 발생하고 하위 강도의 열적 피드백에서는 열 역전 환각이 발생하지 않는 경우라면, 열 역전 환각을 발생시키지 않는 하위 강도의 열적 피드백에 이용되는 전압을 완충 전압으로 이용할 수도 있다. In this way, the
한편, 완충 전압의 크기나 완충 구간의 시간 길이(완충 전압이 인가되는 시간 길이) 역시 열적 피드백의 강도에 따라 다르게 설정될 수 있다. 따라서, 피드백 디바이스(100)는 강도가 높은 열적 피드백에 대한 완충 전압을 강도가 낮은 열적 피드백에 대한 완충 전압보다 크게 설정할 수 있다. 또 피드백 디바이스(100)는 강도가 높은 열적 피드백에 대한 완충 구간을 강도가 낮은 열적 피드백에 대한 완충 구간보다 길게 설정할 수 있다. Meanwhile, the size of the buffer voltage or the time length of the buffer section (the length of time the buffer voltage is applied) may also be set differently depending on the strength of thermal feedback. Accordingly, the
2.3.5. 온감/냉감 피드백에 따른 열 역전 환각 방지 동작2.3.5. Heat reversal hallucination prevention action based on warm/cold feedback
이상에서 설명한 열 역전 환각 현상은 동일한 조건의 온감 피드백과 냉감 피드백에서 서로 다르게 느껴질 수 있다. 이는 온감 피드백의 중단에 따른 온도 변화 속도와 냉감 피드백의 중단에 따른 온도 변화 속도와 서로 상이하기 때문이다. The heat reversal hallucination phenomenon described above may be felt differently under warm and cold feedback under the same conditions. This is because the rate of temperature change due to interruption of warm feedback is different from the rate of temperature change due to interruption of cold feedback.
도 45는 본 발명의 실시예에 따른 동일한 강도의 온감 피드백과 냉감 피드백에서 온도 변화 속도의 차이를 도시한 그래프이다.Figure 45 is a graph showing the difference in temperature change speed between warm feedback and cold feedback of the same intensity according to an embodiment of the present invention.
도 45를 참조하면, 온감 피드백의 중단 시 발생하는 온도 감소의 속도의 크기가 냉감 피드백 중단 시 발생하는 온도 증가의 속도의 크기보다 작은 것을 볼 수 있다. Referring to FIG. 45, it can be seen that the rate of temperature decrease that occurs when warm feedback is stopped is smaller than the rate of temperature increase that occurs when cold feedback is stopped.
열전 소자에서 전기 에너지가 인가될 때 전기 에너지의 일부가 발열 반응과 흡열 반응을 유도하는 한편 나머지 일부가 열 에너지로 변환된다. 여기서, 열 에너지로 직접 변환된 부분은 열전 소자에 배면에 연결된 방열판 등을 통해 방출되지만 그 일부는 잔열의 형태로 열전 소자에 남아있게 된다. 열전 소자에 전기 에너지 공급이 중단되면 발열 측과 흡열 측은 전도에 의해 열 평형 상태를 이루려고 한다. 또 열적 피드백의 중단에 따른 접촉면(1600) 또는 열전 쌍 어레이(1240)의 전면의 온도 변화에는 열전 쌍 어레이(1240)의 배면의 온도에 더하여 잔열이 작용할 수 있다. 이때, 잔열은 온감 피드백 종료 시에는 접촉면(1600) 또는 열전 쌍 어레이(1240)의 전면의 온도 감소를 저해하는 요인으로 작용하며 반대로 냉감 피드백 종료 시에는 접촉면(1600) 또는 열전 쌍 어레이(1240)의 전면의 온도 증가를 강화하는 요인으로 작용한다. 따라서, 일반적으로 온감 피드백의 중단 시의 온도 변화 속도가 냉감 피드백 중단 시의 온도 변화 속도보다 작게 된다. 결과적으로 동일 조건의 온감 피드백과 냉감 피드백 중 냉감 피드백의 중단 시에 열 역전 환각이 보다 강하게 느껴질 수 있다. When electrical energy is applied to a thermoelectric element, part of the electrical energy induces exothermic and endothermic reactions, while the remaining part is converted into thermal energy. Here, the portion directly converted to thermal energy is emitted through a heat sink connected to the back of the thermoelectric element, but a portion of it remains in the thermoelectric element in the form of residual heat. When the supply of electrical energy to the thermoelectric element is stopped, the heating side and the endothermic side try to achieve thermal equilibrium through conduction. In addition, residual heat may act in addition to the temperature of the back of the
이러한 점을 고려하면, 피드백 디바이스(100)는 열 역전 환각 방지 동작을 온감 피드백 종료 시와 냉감 피드백 종료 시에 상이하게 처리할 수 있다, Considering this, the
도 46은 본 발명의 실시예에 따른 온감 피드백과 냉감 피드백의 종료 시 완충 구간의 시간 차이를 도시한 도면이다.Figure 46 is a diagram showing the time difference between the buffering section at the end of the warm feedback and the cold feedback according to an embodiment of the present invention.
예를 들면, 도 46에 도시된 바와 같이 피드백 디바이스(100)는 냉감 피드백의 완충 구간의 길이를 온감 피드백의 완충 구간의 길이보다 길게 설정할 수 있다. 피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백의 종료 시 열적 피드백의 종류를 판단하고, 열적 피드백의 종류를 고려하여 완충 구간의 길이를 결정하고, 결정된 완충 구간에 해당하는 시간 동안 열 출력 모듈(1200)에 완충 전압을 인가할 수 있다. 즉, 피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백이 온감 피드백인지 열감 피드백인지 판단하고, 온감 피드백이면 제1 시간 길이로 완충 구간을 설정하고, 냉감 피드백이면 제1 시간 길이보다 긴 제2 시간 길이로 완충 구간을 설정할 수 있다. For example, as shown in FIG. 46, the
또 피드백 디바이스(100)는 열적 피드백의 강도에 따라 열 역전 방지 동작의 수행 여부를 결정할 때도, 열적 피드백의 종류를 고려할 수 있다. 예를 들어, 도 44를 참조하여 설명에서는 온감 피드백 5단계와 냉감 피드백 5단계에서 각각 상위 3단계에 대해서는 열 역전 환각 방지 동작을 수행하고 나머지 하위 2단계에 대해서는 열 역전 환각 방지 동작을 수행하지 않는 것으로 설명하였는데, 온감 피드백과 냉감 피드백이 동일한 단계에서 동일한 강도를 가지는 것으로 가정하면 온감 피드백에 대해서는 상위 2단계의 종료 시에만 열 역전 환각 방지 동작을 수행하는 경우도 가능할 것이다.Additionally, the
2.3.6. 열 그릴 피드백의 종료에 따른 따른 열 역전 환각 방지 동작2.3.6. Thermal reversal hallucination prevention behavior following termination of thermal grill feedback
이상에서는 열 역전 환각 방지 동작에 대하여 온감 피드백 및 냉감 피드백을 중심으로 설명하였으나, 열 그릴 피드백의 경우에도 유사한 현상이 발생할 수 있다. In the above, the heat reversal hallucination prevention operation was explained with a focus on warm feedback and cold feedback, but a similar phenomenon may occur in the case of heat grill feedback.
도 47은 본 발명의 실시예에 따른 열 그릴 피드백의 종료 시의 접촉면(1600)의 온도 변화를 도시한 그래프이다. Figure 47 is a graph showing the temperature change of the
동일한 강도의 발열 동작과 흡열 동작을 동시에 수행함으로써 제공되는 열 그릴 피드백을 종료한 경우, 도 47을 참조하여 온감 피드백과 냉감 피드백을 제공하던 부위의 온도 변화를 살펴보면, 냉감 피드백을 제공하던 부위의 온도가 먼저 초기 온도에 도달한 뒤 온감 피드백을 제공하던 부위의 온도가 초기 온도에 도달하는 것을 볼 수 있다. 이는 상술한 바와 같이 잔열에 의한 것으로 사료된다. 이에 따라 피드백 디바이스(100)의 입장에서는 발열 동작과 흡열 동작을 동시에 중단했다 하더라도 사용자의 입장에서는 중립 열 그릴 피드백의 종료 시 온감이 느껴질 수 있으며, 이는 피드백 디바이스(100)가 의도치 않은 온감이다. When the heat grill feedback provided by simultaneously performing the heat generating and endothermic operations of the same intensity is terminated, looking at the temperature change in the area that provided the warm and cold feedback with reference to Figure 47, the temperature of the area that provided the cold feedback is It can be seen that first reaches the initial temperature, and then the temperature of the area that provides thermal feedback reaches the initial temperature. This is believed to be caused by residual heat as described above. Accordingly, even if the heating operation and the heat absorption operation are stopped simultaneously from the
도 48은 본 발명의 실시예에 따른 열 그릴 피드백의 종료 시 온감 제거를 위한 동작을 도시한 그래프이다.Figure 48 is a graph illustrating an operation for removing a sense of warmth upon termination of heat grill feedback according to an embodiment of the present invention.
따라서, 피드백 디바이스(100)는 열 그릴 피드백의 종료를 위해 발열 동작과 흡열 동작을 중단할 때 흡열 동작의 종료 시점을 발열 동작의 종료 시점보다 늦추는 것을 통해 열 그릴 피드백의 종료 시 느껴지는 온감을 제거할 수 있다. 구체적으로 피드백 콘트롤러(1400)는 열 그릴 피드백 완료 시, 열 출력 모듈(1200)에 정전압은 제1 시점까지 인가하고, 역전압은 제1 시점보다 나중인 제2 시점까지 인가하여 열 그릴 피드백 종료 시 느껴지는 온감을 제거할 수 있다. Therefore, when the
그런데, 중립 열 그릴 피드백을 종료하는 경우에는 때때로 온감 대신 냉감이 느껴지는 경우가 있을 수 있다. 중립 열 그릴 피드백은 발열 동작과 흡열 동작에 따른 온도 비율이 중립 비율인 경우에 출력될 수 있으며, 중립 비율에 따르면 초기 온도에 비한 온도 차이가 발열 동작일 때보다 흡열 동작일 때 더 크다. However, when turning off the neutral heat grill feedback, you may sometimes feel a cold sensation instead of a warm sensation. Neutral heat grill feedback can be output when the temperature ratio according to the exothermic operation and the endothermic operation is a neutral ratio, and according to the neutral ratio, the temperature difference compared to the initial temperature is larger in the endothermic operation than in the exothermic operation.
구체적으로 중립 비율이 약 2.5인 경우, 중립 열 그릴 피드백 종료 시 접촉면(1600)의 온도는 발열 부위가 먼저 초기 온도에 도달한 뒤 흡열 부위가 초기 온도에 도달할 수 있다. 이때에는 피드백 디바이스(100)는 열 그릴 피드백의 종료를 위해 발열 동작 및 흡열 동작을 중단할 때 흡열 동작의 종료 시점을 발열 동작의 종료 시점보다 앞당기는 것을 통해 열 그릴 피드백의 종료 느껴지는 냉감을 제거할 수 있다. Specifically, when the neutral ratio is about 2.5, when the neutral heat grill feedback ends, the temperature of the
구체적으로 피드백 콘트롤러(1400)는 열 그릴 피드백 완료 시, 열 출력 모듈(1200)에 역전압은 제1 시점까지 인가하고, 정전압은 제1 시점보다 나중인 제2 시점까지 인가하여 열 그릴 피드백 종료 시 느껴지는 냉감을 제거할 수 있다. Specifically, when the heat grill feedback is completed, the
그런데, 여기서 발열 부위와 흡열 부위의 온도 중 발열 부위의 온도가 먼저 초기 온도에 도달한 뒤 흡열 부위의 온도가 초기 온도에 도달하기까지의 기간 동안 사용자가 냉감을 느낄 수 있는 것으로 설명하였으나 개인에 따라서는 흡열 부위의 온도 변화 속도가 발열 부위의 온도 변화 속도보다 빠르기 때문에 냉감 대신 열 역전 환각으로서 온감을 느낄 수도 있다. 이때에는 피드백 디바이스(100)는 열 그릴 피드백의 종료를 위해 발열 동작 및 흡열 동작을 중단할 때 발열 동작의 종료 시점을 흡열 동작의 종료 시점보다 늦추는 것을 통해 열 그릴 피드백의 종료 느껴지는 온감을 제거할 수 있다. However, here, it was explained that among the temperatures of the heat-generating part and the endothermic part, the temperature of the heating part reaches the initial temperature first, and then the user can feel a feeling of cold during the period until the temperature of the endothermic part reaches the initial temperature. However, depending on the individual, Since the rate of temperature change in the endothermic area is faster than the temperature change rate in the heat-generating area, you may feel a sense of warmth as a heat reversal hallucination instead of a feeling of cold. In this case, when the
또는 열 통감을 위해 발열 동작과 흡열 동작을 종료할 때 각각의 동작의 종료에 따른 온도 변화에 의해 열 역전 환각이 느껴지는 것을 방지하기 위하여 각각의 동작 종료 시점에 완충 동작을 수행하는 것도 가능함은 물론이며, 이에 관해서는 이미 열 역전 환각의 방지 동작 부분에서 상세히 설명한 바 있으므로 자세한 설명을 생략하기로 한다. Alternatively, it is also possible to perform a buffering operation at the end of each operation to prevent heat reversal hallucinations from being felt due to temperature changes at the end of each operation when ending the exothermic and endothermic movements for heat sensation. , Since this has already been explained in detail in the section on preventing heat reversal hallucinations, detailed explanation will be omitted.
2.3. 열 이동 동작2.3. Column movement behavior
이하에서는 열 이동 동작에 관하여 설명한다. 여기서, 열 이동 동작이란 열 출력 모듈의 영역 상에서 열을 이동시키는 동작으로, 이는 개별 제어 가능한 복수의 열전 쌍 그룹(1244)으로 이루어진 열 출력 모듈(1200)을 이용하여 수행될 수 있다. Hereinafter, the heat transfer operation will be described. Here, the heat transfer operation is an operation of moving heat in the area of the heat output module, and this can be performed using the
도 49는 본 발명의 실시예에 따른 열 이동 동작을 위한 전기 신호의 일 예에 관한 개략도이고, 도 50은 도 49에 따른 열 이동 동작을 도시한 도면이다.FIG. 49 is a schematic diagram of an example of an electrical signal for a heat transfer operation according to an embodiment of the present invention, and FIG. 50 is a diagram illustrating a heat transfer operation according to FIG. 49.
도 49 및 도 50dmf 참조하면, 열 출력 모듈(1200)은 제1 열전 쌍 그룹(1244-1), 제2 열전 쌍 그룹(1244-2), 제3 열전 쌍 그룹(1244-3) 및 제4 열전 쌍 그룹(1244-4)을 포함할 수 있다. 49 and 50DMF, the
이때, 피드백 콘트롤러(1400)는 열전 소자 그룹들에게 순서대로 전원을 인가할 수 있다. 이에 따라 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)이 먼저 열전 동작(여기서, 열전 동작은 발열 동작, 흡열 동작 및 열 그릴 동작을 포함함)을 수행할 수 있다. 이후 제2, 제3, 제4 열전 쌍 그룹(1244-2, 1244-3, 1244-4) 순으로 열전 동작을 수행할 수 있다. At this time, the
또 피드백 콘트롤러(1400)는 특정 열전 쌍 그룹(1244)에 대한 전원을 인가하는 시점에 그 전 열전 쌍 그룹(1244)에 대한 전원을 차단할 수 있다. 이에 따라 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)은 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)이 열전 동작을 개시할 때 열전 동작을 중단하고, 제2 열전 쌍 그룹(1244-3)은 제3 열전 쌍 그룹(1244-3)이 열전 동작을 개시할 때 열전 동작을 중단하고, 제3 열전 쌍 그룹(1244-3)은 제4 열전 쌍 그룹(1244-4)이 열전 동작을 개시할 때 열전 동작을 중단할 수 있다.Additionally, the
이에 따라 사용자는 접촉면 상에서 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)이 배치되는 영역으로부터 제4 열전 쌍 그룹(1244-4)이 배치되는 영역으로 열이 이동하는 것을 느낄 수 있다. Accordingly, the user can feel heat moving from the area where the first thermocouple group 1244-1 is placed to the area where the fourth thermocouple group 1244-4 is placed on the contact surface.
상술한 본 예는 다음과 같이 활용될 수 있다. This example described above can be used as follows.
예를 들어, 피드백 디바이스에서 복수의 열전 소자 그룹이 사용자에게 파지된 상태에서 수평 방향으로 배치된 경우라면, 일측으로부터 타측 방향으로 냉열을 이동시켜 사용자가 시원한 바람이 지나가는 느낌을 제공할 수 있다. 또 온열을 이동시키면 열원이 지나가는 느낌을 제공할 수 있다. For example, if a feedback device has a plurality of groups of thermoelectric elements arranged horizontally while being held by a user, cold heat may be moved from one side to the other, providing the user with the feeling of a cool breeze passing by. Also, moving the heat can provide the feeling of a heat source passing by.
도 51은 본 발명의 실시예에 따른 열 이동 동작을 위한 전기 신호의 다른 예에 관한 개략도이고, 도 52는 도 51에 따른 열 이동 동작을 도시한 도면이다.FIG. 51 is a schematic diagram of another example of an electrical signal for a heat transfer operation according to an embodiment of the present invention, and FIG. 52 is a diagram illustrating a heat transfer operation according to FIG. 51.
도 51 및 도 52를 참조하면, 열 출력 모듈(1200)은 제1 열전 쌍 그룹(1244-1), 제2 열전 쌍 그룹(1244-2), 제3 열전 쌍 그룹(1244-3) 및 제4 열전 쌍 그룹(1244-4)을 포함할 수 있다. 51 and 52, the
이때, 피드백 콘트롤러(1400)는 열전 쌍 그룹(1244)들에게 순서대로 전원을 인가할 수 있다. 이에 따라 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)이 먼저 열전 동작을 수행할 수 있다. 이후 제2, 제3, 제4 열전 쌍 그룹(1244-2, 1244-3, 1244-4) 순으로 열전 동작을 수행할 수 있다.At this time, the
또 피드백 콘트롤러(1400)는 특정 열전 쌍 그룹(1244)에 대한 전원을 인가하는 시점으로부터 미리 정해진 시간 이후에 이전 열전 쌍 그룹에 대한 전원을 차단할 수 있다. 이에 따라 사용자는 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)에 의한 열적 체감이 종료될 때, 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)에 의한 열감을 체감할 수 있고, 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)에 의한 열적 체감이 종료될 때, 제3 열전 쌍 그룹(1244-3)에 의한 열감을 체감할 수 있고, 제3 열전 쌍 그룹(1244-2)에 의한 열적 체감이 종료될 때, 제4 열전 쌍 그룹(1244-4)에 의한 열감을 체감할 수 있다.In addition, the
이는 열전 쌍 그룹에 전원이 인가된 시점으로부터 접촉면이 사용자가 열감을 느끼는 온도에 도달하기까지 소정의 시간이 필요한데, 이를 고려한 것이다. 즉, 상기의 미리 정해진 시간은 열전 소자에 전원이 인가된 후 접촉면의 온도가 열감 전달하기 적합한 온도에 도달하기까지의 지연 시간에 대응될 수 있다. This takes into account the fact that a certain amount of time is required from the time power is applied to the thermocouple group until the contact surface reaches a temperature where the user feels a sense of heat. That is, the predetermined time may correspond to the delay time from when power is applied to the thermoelectric element until the temperature of the contact surface reaches a temperature suitable for transmitting heat.
이에 따라 사용자는 접촉면 상에서 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)이 배치되는 영역으로부터 제4 열전 쌍 그룹(1244-4)이 배치되는 영역으로 열이 이동하는 것을 자연스럽게 느낄 수 있다. Accordingly, the user can naturally feel heat moving from the area where the first thermocouple group 1244-1 is placed to the area where the fourth thermocouple group 1244-4 is placed on the contact surface.
도 53은 본 발명의 실시예에 따른 열 이동 동작을 위한 전기 신호의 또 다른 예에 관한 개략도이고, 도 54는 53에 따른 열 이동 동작을 도시한 도면이다.FIG. 53 is a schematic diagram of another example of an electrical signal for a heat transfer operation according to an embodiment of the present invention, and FIG. 54 is a diagram illustrating a heat transfer operation according to 53.
도 53 및 도 54를 참조하면, 열 출력 모듈(1200)은 제1 열전 쌍 그룹(1244-1), 제2 열전 쌍 그룹(1244-2), 제3 열전 쌍 그룹(1244-3) 및 제4 열전 쌍 그룹(1244-4)을 포함할 수 있다. 53 and 54, the
이때, 피드백 콘트롤러(1400)는 열전 쌍 그룹(1244)들에게 순서대로 전원을 인가할 수 있다. 이에 따라 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)이 먼저 열전 동작을 수행할 수 있다. 이후 제2, 제3, 제4 열전 쌍 그룹(1244-2, 1244-3, 1244-4) 순으로 열전 동작을 수행할 수 있다.At this time, the
또 피드백 콘트롤러(1400)는 기 전원이 인가된 열전 소자에 대해서는 전원을 차단하지 않을 수 있다. 이에 따라 사용자는 접촉면 상에서 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)이 배치되는 영역으로부터 제4 열전 쌍 그룹(1244-4)이 배치되는 영역으로 열이 차오르는 것을 느낄 수 있다. Additionally, the
상술한 본 예는 다음과 같이 활용될 수 있다. This example described above can be used as follows.
예를 들어, 피드백 디바이스에서 복수의 열전 쌍 그룹(1244)이 사용자에게 파지된 상태에서 수직 방향으로 배치된 경우라면, 하측으로부터 상측 방향으로 냉열을 이동시켜 사용자가 신체의 아래쪽으로부터 차가운 물에 몸을 담그는 느낌을 제공할 수 있다. For example, if the plurality of
도 55는본 발명의 실시예에 따른 열 이동 동작을 위한 전기 신호의 다시 또 다른 예에 관한 개략도이고, 도 56는 도 55에 따른 열 이동 동작을 도시한 도면이다.FIG. 55 is a schematic diagram of another example of an electrical signal for a heat transfer operation according to an embodiment of the present invention, and FIG. 56 is a diagram illustrating a heat transfer operation according to FIG. 55.
도 55 및 도 56을 참조하면, 열 출력 모듈(1200)은 제1 열전 쌍 그룹(1244-1), 제2 열전 쌍 그룹(1244-2), 제3 열전 쌍 그룹(1244-3) 및 제4 열전 쌍 그룹(1244-4)을 포함할 수 있다. 55 and 56, the
이때, 각 열전 쌍 그룹(1244)은 모두 전원을 인가받아 열전 동작을 수행하고 있는 상태이다. At this time, each
이 상태에서 피드백 콘트롤러(1400)는 열전 쌍 그룹(1244)들에게 순서대로 전원을 차단할 수 있다. 이에 따라 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)이 먼저 열전 동작 중단하고, 이후 제2, 제3, 제4 열전 쌍 그룹(1244-2, 1244-3, 1244-4) 순으로 열전 동작을 중단할 수 있다. In this state, the
이에 따라 사용자는 접촉면 상에서 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)이 배치되는 영역으로부터 제4 열전 쌍 그룹(1244-4)이 배치되는 영역으로 열이 빠지는 것을 느낄 수 있다. Accordingly, the user can feel heat being released from the area where the first thermocouple group 1244-1 is placed to the area where the fourth thermocouple group 1244-4 is placed on the contact surface.
상술한 본 예는 다음과 같이 활용될 수 있다. This example described above can be used as follows.
예를 들어, 피드백 디바이스에서 복수의 열전 쌍 그룹(1244)이 사용자에게 파지된 상태에서 수직 방향으로 배치된 경우라면, 하측으로부터 상측 방향으로 냉열을 이동시켜 사용자가 신체의 아래쪽으로부터 차가운 물에 몸이 벗어나는 느낌을 제공할 수 있다. For example, if the plurality of
상술한 열 이동 동작의 예에서는 네 개의 열전 쌍 그룹(1244)이 1차원 어레이로 배치되는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 실시예에 따른 열 이동 동작에서 열전 쌍 그룹(1244)의 개수나 배치 형태가 상술한 예로 한정되는 것은 아니다.In the above-described example of the heat transfer operation, it has been described that the four
3. 열적 피드백 제공 방법3. How to provide thermal feedback
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법에 관하여 설명한다. 열적 피드백 제공 방법에 관해서는 상술한 피드백 디바이스(100)와 피드백 디바이스(100)의 동작을 이용하여 설명하기로 한다. 다만, 이는 설명의 편의를 위한 것에 불과하므로, 열적 피드백 제공 방법이 피드백 디바이스(100)나 피드백 디바이스(100)의 동작에 의해 한정되는 것은 아님에 유의해야 한다. Hereinafter, a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention will be described. The method of providing thermal feedback will be explained using the above-described
또 이하의 설명에서 피드백 디바이스(100)가 게이밍 콘트롤러(100a) 형태인 것을 기준으로 설명한다. 이는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것에 불과하므로, 열적 피드백 제공 방법을 수행하는 피드백 디바이스(100)의 종류가 게이밍 콘트롤러(100a) 타입으로 한정되는 것은 아니며, 다른 형태의 피드백 디바이스(100)에도 범용적으로 적용 가능한 것임을 밝혀둔다. In addition, the following description will be based on the fact that the
3.1. 열적 피드백 개시 및 종료 방법3.1. How to initiate and terminate thermal feedback
도 57은 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제1 예에 관한 순서도이다.Figure 57 is a flowchart of a first example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
도 57에 따른 열적 피드백 제공 방법은, 열적 피드백을 개시하고 종료하는 방법으로서, 피드백 요청 메시지를 획득하는 단계(S1100), 피드백 정보를 획득하는 단계(S1200), 피드백 정보에 기초하여 전기 신호를 출력하는 단계(S1300), 전기 신호에 따라 열적 피드백을 제공하는 단계(S1400) 및 피드백 종료 메시지에 따라 열적 피드백을 종료하는 단계(S1500)를 포함할 수 있다. The method of providing thermal feedback according to FIG. 57 is a method of starting and ending thermal feedback, including obtaining a feedback request message (S1100), obtaining feedback information (S1200), and outputting an electrical signal based on the feedback information. It may include a step of providing thermal feedback according to an electrical signal (S1300), a step of providing thermal feedback according to an electrical signal (S1400), and a step of terminating thermal feedback according to a feedback end message (S1500).
이하에서는 상술한 각 단계에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. Below, each step described above will be described in more detail.
먼저 피드백 요청 메시지를 획득할 수 있다(S1100). 예를 들어, 게임 콘솔은 게임 내의 정보 처리 결과에 따라 피드백 요청 메시지를 생성하고, 이를 피드백 디바이스(100)에 송신할 수 있다. 피드백 디바이스(100)에서는 어플리케이션 콘트롤러(2700)가 통신 모듈(2500)을 통해 피드백 요청 메시지를 수신할 수 있다. First, a feedback request message can be obtained (S1100). For example, the game console may generate a feedback request message according to the results of information processing within the game and transmit it to the
한편, 피드백 디바이스(100)가 스탠드 얼론으로 동작하는 경우에는 피드백 디바이스(100)가 자체적으로 피드백 요청 메시지를 획득할 수 있다. 예를 들어, 어플리케이션 콘트롤러(2700)는 입력 모듈(2200)을 통해 사용자 입력의 형태로 피드백 요청 메시지를 획득할 수 있다. 다른 예를 들어, 어플리케이션 콘트롤러(2700)는 센서 모듈이 감지한 특정 조건을 피드백 요청 메시지로 획득할 수 있다. Meanwhile, when the
피드백 요청 메시지가 획득되면 피드백 정보를 획득할 수 있다(S1200). 여기서, 피드백 정보란 열적 피드백의 종류, 열적 피드백의 강도 및 열적 피드백이 인가되는 시간에 대한 정보 등을 포함할 수 있다. 이러한 정보들은 직접적으로 열적 피드백의 종류, 강도, 시간 등에 관한 데이터를 포함할 수도 있지만, 이와 달리 열적 피드백의 종류, 강도, 시간 등에 관한 데이터를 간접적으로 포함할 수도 있다. When the feedback request message is obtained, feedback information can be obtained (S1200). Here, the feedback information may include information about the type of thermal feedback, the intensity of the thermal feedback, and the time at which the thermal feedback is applied. This information may directly include data on the type, intensity, time, etc. of thermal feedback, but may also indirectly include data on the type, intensity, time, etc. of thermal feedback.
일 예로, 피드백 요청 메시지에는 피드백 정보가 포함되어 있을 수 있다. 예를 들어, 게임 콘솔로부터 수신되는 피드백 요청 메시지에는 피드백 정보가 포함되어 있어, 어플리케이션 콘트롤러(2700)는 피드백 요청 메시지로부터 피드백 정보를 획득할 수 있다. As an example, a feedback request message may include feedback information. For example, a feedback request message received from a game console includes feedback information, so the
다른 예로, 피드백 정보는 메모리(2600)에 저장되어 있으며, 피드백 요청 메시지에는 직접적으로 피드백 정보가 포함되는 대신 메모리(2600)에 저장된 피드백 정보를 획득하기 위한 식별자가 포함되어 있을 수도 있다. 예를 들어, 게임 콘트롤러는 수신된 피드백 요청 메시지로부터 식별자를 추출하고 추출된 식별자로부터 메모리(2600)에 저장된 피드백 정보 테이블로부터 수신한 피드백 요청 메시지에 대응하는 피드백 정보를 획득할 수 있다. As another example, feedback information is stored in the
다른 예로, 피드백 요청 메시지는 단순히 열적 피드백의 개시를 요청할 수 있으며, 어플리케이션 콘트롤러(2700)는 피드백 요청 메시지에 따라 메모리(2600)로부터 기 저장되어 있는 피드백 정보를 로딩하여 획득할 수 있다. As another example, the feedback request message may simply request the initiation of thermal feedback, and the
다음으로, 피드백 정보에 기초하여 전기 신호를 출력할 수 있다(S1300). 어플리케이션 콘트롤러(2700)는 피드백 정보를 피드백 콘트롤러(1400)에 전달하고, 피드백 콘트롤러(1400)는 피드백 정보에 기초하여 열 출력 모듈(1200)에 인가할 전기 신호를 발생시킬 수 있다. Next, an electrical signal can be output based on the feedback information (S1300). The
피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백의 종류에 기초하여 인가할 전기 신호의 전압이 전압의 방향을 판단할 수 있다. 예를 들어, 열적 피드백이 온감 피드백인 경우에는 피드백 콘트롤러(1400)는 인가할 전압이 정전압인 것으로 판단하며, 열적 피드백이 냉감 피드백인 경우에는 역전압인 것으로 판단하며, 열 그릴 피드백인 경우에는 정전압과 역전압을 동시에 또는 시간 분할하여 인가하기로 판단할 수 있다. The
또 피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백의 강도에 기초하여 인가할 전압의 크기를 판단할 수 있다. 메모리(2600)에는 열적 피드백의 강도 별 전압 크기에 관한 전압 테이블이 저장되어 있을 수 있다. 피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백의 강도에 기초하여 전압 테이블을 참조하여 인가할 전압의 크기를 판단할 수 있다. 한편, 열적 피드백의 종류에 따라 인가될 전압의 강도가 상이할 수도 있으므로, 전압 테이블 참조 시 피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백의 종류도 함께 고려할 수 있다. Additionally, the
또 피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백이 인가될 시간에 관한 정보에 기초하여 전압을 인가할 기간을 판단할 수 있다.Additionally, the
전압의 방향, 크기, 인가 시간이 정해지면, 피드백 콘트롤러(1400)는 정해진 결과에 대응하는 전기 신호를 열 출력 모듈(1200)에 인가할 수 있다. Once the direction, magnitude, and application time of the voltage are determined, the
열 출력 모듈(1200)은 전원 단자(1260)를 통해 전기 신호를 인가받고, 이에 따라 열전 쌍 어레이(1240)가 발열 동작이나 흡열 동작 또는 열 그릴 동작을 수행할 수 있다(S1400). 이에 따라 피드백 디바이스(100)는 열적 피드백을 출력하여 사용자에게 제공할 수 있다. The
마지막으로 피드백 종료 메시지를 획득하고 열적 피드백을 종료할 수 있다(S1500). 피드백 종료 메시지는 피드백의 종료를 지시하는 것으로, 피드백 디바이스(100)는 피드백 요청 메시지를 획득한 방식과 유사한 방법으로 피드백 종료 메시지를 획득할 수 있다. 피드백 디바이스(100)는 피드백 종료 메시지가 수신되면 수행 중이던 열적 피드백에 관한 동작을 중지할 수 있다. 다만, 열적 피드백에 관한 동작을 종료하기 위해 반드시 피드백 종료 메시지가 필요한 것은 아니다. 예를 들어, 피드백 정보에 열적 피드백이 인가될 시간에 관한 정보가 포함되어 있는 경우에는, 피드백 디바이스(100)는 해당 시간만큼 열적 피드백을 인가한 뒤 열적 피드백에 관한 동작을 중단하여 열적 피드백을 종료시킬 수도 있다. Finally, a feedback termination message can be obtained and thermal feedback can be terminated (S1500). The feedback end message indicates the end of feedback, and the
3.2. 열 그릴 피드백 제공 방법3.2. How to Provide Heat Grill Feedback
3.2.1. 전압 제어를 통한 열 그릴 피드백 제공 방법3.2.1. How to Provide Heat Grill Feedback Through Voltage Control
도 58은 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제2 예에 관한 순서도이다.Figure 58 is a flowchart of a second example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
도 58에 따른 열적 피드백 제공 방법은, 전압 제어를 통한 열 그릴 피드백을 제공하는 방법으로서, 피드백 요청 메시지를 획득하는 단계(S2100), 피드백 정보를 획득하는 단계(S2200), 피드백 정보에 기초하여 수행할 열적 피드백의 종류를 판단하는 단계로, 특히 열 그릴 피드백인지 여부를 판단하는 단계(S2300). 열적 피드백의 종류가 열 그릴 피드백인 경우, 열 그릴 동작을 위해 인가할 전압을 결정하는 단계(S2400) 및 높은 강도의 온감 피드백과 낮은 강도의 냉감 피드백을 동시에 출력하는 단계(S2500)를 포함할 수 있다. The method of providing thermal feedback according to FIG. 58 is a method of providing thermal grill feedback through voltage control, and includes the steps of obtaining a feedback request message (S2100), obtaining feedback information (S2200), and performing based on the feedback information. This is the step of determining the type of thermal feedback to be performed, especially the step of determining whether it is thermal grill feedback (S2300). When the type of thermal feedback is heat grill feedback, the step may include determining a voltage to be applied for a heat grill operation (S2400) and simultaneously outputting high intensity warm sensation feedback and low intensity cold sensation feedback (S2500). there is.
이러한 열적 피드백 제공 방법의 제2 예는 다음의 특징을 갖는 피드백 디바이스(100)에 의해 수행될 수 있다.A second example of this method of providing thermal feedback can be performed by the
첫째로, 피드백 디바이스(100)는 접촉면(1600)의 일부와 다른 일부에서 발열 동작과 흡열 동작을 동시에 수행할 수 있다. 이를 위해 열전 쌍 어레이(1240)는 복수의 열전 쌍 그룹(1244)을 포함하며, 피드백 콘트롤러(1400)는 복수의 열전 쌍 그룹(1244)을 개별 제어할 수 있다. First, the
둘째로, 피드백 디바이스(100)는 온감 피드백 및 냉감 피드백을 각각 다단계로 구현할 수 있다. 이를 위해 피드백 콘트롤러(1400)는 다단계의 정전압 및 다단계의 역전압으로 전기 신호를 출력할 수 있다. Second, the
이하에서는 상술한 각 단계에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. Below, each step described above will be described in more detail.
먼저 피드백 요청 메시지를 획득할 수 있다(S2100). 본 단계는 열적 피드백 제공 방법의 제1 예에서의 단계 S1100과 유사할 수 있다.First, a feedback request message can be obtained (S2100). This step may be similar to step S1100 in the first example of the method for providing thermal feedback.
다음으로, 피드백 정보를 획득할 수 있다(S2200). 본 단계는 열적 피드백 제공 방법의 제1 예에서의 단계 S1200과 유사할 수 있다. Next, feedback information can be obtained (S2200). This step may be similar to step S1200 in the first example of the method for providing thermal feedback.
다만, 피드백 정보에는 적어도 열적 피드백의 종류에 대한 정보가 포함되며, 또 열적 피드백의 종류에는 온감 피드백, 냉감 피드백 및 열 그릴 피드백이 포함된다. 물론, 피드백 정보에는 이외에도 열적 피드백의 강도 및 열적 피드백이 인가되는 시간에 대한 정보 등이 추가로 포함되는 것도 가능하다. However, the feedback information includes at least information about the type of thermal feedback, and the types of thermal feedback include warm feedback, cold feedback, and heat grill feedback. Of course, the feedback information may additionally include information about the intensity of thermal feedback and the time at which the thermal feedback is applied.
다음으로 피드백 정보에 기초하여 수행할 열적 피드백의 종류를 판단할 수 있다(S2300).Next, the type of thermal feedback to be performed can be determined based on the feedback information (S2300).
열적 피드백의 종류가 열감 피드백인 경우, 피드백 콘트롤러(1400)는 열 출력 모듈(1200)에 정전압을 인가하고 열 출력 모듈(1200)은 발열 동작을 수행한다. 열적 피드백의 종류가 냉감 피드백인 경우, 피드백 콘트롤러(1400)는 열 출력 모듈(1200)에 역전압을 인가하고 열 출력 모듈(1200)은 흡열 동작을 수행한다. 이때, 피드백 콘트롤러(1400)는 피드백 정보 중 열적 피드백의 강도에 관한 정보를 이용하여 정전압 또는 역전압의 전압 레벨을 조절할 수도 있을 것이다.When the type of thermal feedback is thermal feedback, the
열적 피드백의 종류가 열 그릴 피드백인 경우, 다음과 같이 열 그릴 동작을 수행한다.If the type of thermal feedback is thermal grill feedback, the thermal grill operation is performed as follows.
열 그릴 동작을 위해 인가할 전압을 결정한다(S2400). Determine the voltage to be applied for the heat grill operation (S2400).
메모리(2600)에는 전압 레벨 테이블과 열전 쌍 그룹(1244) 테이블이 저장되어 있을 수 있다. The
전압 레벨 테이블은 다단계의 온감 피드백과 냉감 피드백 별 전압 레벨에 관한 것이다. 예를 들어, 4단계의 온감 피드백과 냉감 피드백을 제공하는 피드백 디바이스(100)의 메모리(2600)에는 4단계의 온감 피드백에 필요한 전압값과 4단계의 냉감 피드백에 필요한 전압값이 저장되어 있을 수 있다. 온감 피드백과 냉감 피드백이 동일한 크기의 전압을 사용한다면, 4단계에 대해 4개의 전압값만이 저장되어 있는 것도 가능하다.The voltage level table relates to the voltage levels for each multi-level warm feedback and cold feedback. For example, the
또 열전 쌍 그룹(1244) 테이블은 제1 열전 쌍 그룹(1244)과 제2 열전 쌍 그룹(1244)에 대한 정보일 수 있다.Additionally, the
피드백 콘트롤러(1400)는 메모리(2600)의 전압 레벨 테이블을 참조하여 열 그릴 동작에 필요한 정전압 레벨 및 역전압 레벨을 획득할 수 있다. 중립 열 그릴 피드백의 경우에는 흡열 동작의 세기가 발열 동작의 세기보다 강해야 하므로, 피드백 콘트롤러(1400)는 열 그릴 동작에 필요한 정전압의 레벨을 열 그릴 동작에 필요한 역전압의 레벨보다 낮은 레벨로 결정할 수 있다. 예를 들어, 피드백 디바이스(100)는 1단계의 정전압과 4단계의 역전압을 선택하거나 또는 1단계의 정전압과 3단계의 역전압을 선택할 수 있다. 각 수치는 피드백 디바이스(100)의 전압 설계값에 다소 변경될 수 있으나, 역전압의 레벨이 정전압의 레벨보다 커야 하는 것은 필수이다. The
한편, 중립 열 그릴 피드백을 수행하기 위해서는 출력될 온감 피드백에 대한 냉감 피드백의 강도가 중립 비율이 되어야 하므로, 피드백 콘트롤러(1400)는 정전압과 역전압을 전압 크기를 정전압에 따른 온감 피드백에 대한 역전압에 따른 냉감 피드백의 강도가 중립 비율에 근사할 수 있는 값으로 선택할 수 있다.Meanwhile, in order to perform neutral heat grill feedback, the intensity of the cold feedback with respect to the warm feedback to be output must be at a neutral ratio, so the
마지막으로, 높은 강도의 온감 피드백과 낮은 강도의 냉감 피드백을 동시에 출력한다(S2500).Finally, high-intensity warm feedback and low-intensity cold feedback are output simultaneously (S2500).
전압 레벨이 결정되면, 피드백 콘트롤러(1400)는 열전 쌍 그룹(1244) 테이블을 참조하여 제1 열전 쌍 그룹(1244)에 정전압을 인가하고 제2 열전 쌍 그룹(1244)에 역전압을 인가하며, 여기서 역전압은 정전압보다 큰 크기를 가진다. 이는 열적 피드백의 강도 관점에서는 열 그릴 동작에 이용되는 흡열 동작의 세기가 발열 동작의 세기보다 큰 것을 의미한다. Once the voltage level is determined, the
이상의 단계들에 의해 피드백 디바이스(100)는 열 그릴 피드백을 수행할 수 있다.Through the above steps, the
3.2.2. 영역 조절을 통한 열 그릴 피드백 제공 방법3.2.2. How to provide heat grill feedback through area control
도 59는 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제3 예에 관한 순서도이다.Figure 59 is a flowchart of a third example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
도 59에 따른 열적 피드백 제공 방법은, 영역 조절을 통한 열 그릴 피드백을 제공하는 방법으로서, 피드백 요청 메시지를 획득하는 단계(S3100), 피드백 정보를 획득하는 단계(S3200), 피드백 정보에 기초하여 수행할 열적 피드백의 종류를 판단하되, 특히 열 그릴 피드백인지 여부를 판단하는 단계(S3300), 열 그릴 동작을 위해 전압을 인가할 영역을 결정하는 단계(S3400) 및 제1 열전 쌍 그룹(1244)과 제2 열전 쌍 그룹(1244)을 통해 각각 동시에 온감 피드백과 냉감 피드백을 출력하는 단계(S3500)를 포함할 수 있다. The method of providing thermal feedback according to FIG. 59 is a method of providing thermal grill feedback through area control, and includes the steps of obtaining a feedback request message (S3100), obtaining feedback information (S3200), and performing the steps based on the feedback information. Determining the type of thermal feedback to be performed, particularly determining whether it is thermal grill feedback (S3300), determining an area to apply a voltage for a thermal grill operation (S3400), and a
이러한 열적 피드백 제공 방법의 제3 예는, 접촉면(1600)의 일부와 다른 일부에서 발열 동작과 흡열 동작을 동시에 수행할 수 있고 열전 쌍 어레이(1240)에 복수의 열전 쌍 그룹(1244)이 포함되며, 피드백 콘트롤러(1400)가 복수의 열전 쌍 그룹(1244)을 개별 제어할 수 있는 피드백 디바이스(100)에 의해 수행될 수 있다.A third example of this method of providing thermal feedback can simultaneously perform heat generating and endothermic operations on part of the
이하에서는 상술한 각 단계에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. Below, each step described above will be described in more detail.
먼저 피드백 요청 메시지를 획득하고(S3100), 피드백 정보를 획득하고(S3200), 피드백 정보에 기초하여 수행할 열적 피드백의 종류를 판단하되, 특히 열 그릴 피드백인지 여부를 판단할 수 있다(S3300). 본 단계들은 각각 열적 피드백 제공 방법의 제2 예에서의 단계 S2100, S2200, S2300과 유사할 수 있다. First, a feedback request message is obtained (S3100), feedback information is obtained (S3200), and the type of thermal feedback to be performed is determined based on the feedback information, and in particular, whether it is thermal grill feedback can be determined (S3300). These steps may be similar to steps S2100, S2200, and S2300 in the second example of the method for providing thermal feedback, respectively.
열적 피드백의 종류가 열 그릴 피드백인 경우, 다음과 같이 열 그릴 동작을 수행한다.If the type of thermal feedback is thermal grill feedback, the thermal grill operation is performed as follows.
열 그릴 동작을 위해 전압을 인가할 영역을 결정한다(S3400). Determine the area to apply voltage for heat grill operation (S3400).
피드백 콘트롤러(1400)는 열전 쌍 어레이(1240)에 포함된 복수의 열전 쌍 그룹(1244) 중 열 그릴 동작을 위해 발열 동작을 수행할 제1 열전 쌍 그룹(1244)과 흡열 동작을 수행할 제2 열전 쌍 그룹(1244)을 결정한다. 이때, 피드백 콘트롤러(1400)는 발열 동작에 따른 제1 열전 쌍 그룹(1244)의 온도 변화량과 흡열 동작에 따른 제2 열전 쌍 그룹(1244)의 온도 변화량의 비율 및 제1 열전 쌍 그룹(1244)이 차지하는 면적과 제2 열전 쌍 그룹(1244)이 차지하는 면적의 비율을 고려하여 중립 비율이 성립되도록 제1 열전 쌍 그룹(1244)과 제2 열전 쌍 그룹(1244)을 선택할 수 있다. The
예를 들어, 피드백 콘트롤러(1400)는 발열 동작에 따른 온도 변화량과 흡열 동작에 따른 온도 변화량의 비율이 동일한 경우, 영역 관점에서의 중립 비율이 성립하도록 제1 열전 쌍 그룹(1244)과 제2 열전 쌍 그룹(1244)을 결정할 수 있다. For example, when the ratio of the temperature change amount due to the heating operation and the temperature change amount due to the endothermic operation are the same, the
마지막으로, 제1 열전 쌍 그룹(1244)과 제2 열전 쌍 그룹(1244)을 통해 각각 동시에 온감 피드백과 냉감 피드백을 출력한다(S3500).Finally, warm feedback and cold feedback are simultaneously output through the
피드백 콘트롤러(1400)는 제1 열전 쌍 그룹(1244)에 정전압을 인가하고, 제2 열전 쌍 그룹(1244)에 역전압을 인가한다. 이에 따라 제1 열전 쌍 그룹(1244)에서는 발열 동작이 수행되고, 제2 열전 쌍 그룹(1244)에서는 흡열 동작이 수행된다. 결과적으로 각각의 영역에서 온감 피드백이 냉감 피드백이 수행되어 사용자에게 열 그릴 피드백이 제공될 수 있다. The
이상의 단계들에 의해 피드백 디바이스(100)는 열 그릴 피드백을 수행할 수 있다.Through the above steps, the
3.2.3. 시간 분할을 통한 열 그릴 피드백 제공 방법3.2.3. How to provide thermal grill feedback via time slices
도 60은 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제4 예에 관한 순서도이다.Figure 60 is a flowchart of a fourth example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
도 60에 따른 열적 피드백 제공 방법은, 시간 분할을 통한 열 그릴 피드백을 제공하는 방법으로서, 피드백 요청 메시지를 획득하는 단계(S4100), 피드백 정보를 획득하는 단계(S4200), 피드백 정보에 기초하여 수행할 열적 피드백의 종류를 판단하되, 특히 열 그릴 피드백인지 여부를 판단하는 단계(S4300), 열 그릴 동작을 위해 전압을 듀티 사이클을 결정하는 단계(S4400) 및 정전압과 역전압이 교번적으로 인가되는 전기 신호를 이용해 시간에 따라 교번적으로 온감 피드백과 냉감 피드백을 출력하는 단계(S4500)를 포함할 수 있다.The method of providing thermal feedback according to FIG. 60 is a method of providing thermal grill feedback through time division, comprising the steps of obtaining a feedback request message (S4100), obtaining feedback information (S4200), and performing the steps based on the feedback information. Determining the type of thermal feedback to be performed, in particular, determining whether it is thermal grill feedback (S4300), determining the duty cycle of the voltage for the thermal grill operation (S4400), and alternatingly applying the constant voltage and reverse voltage. It may include a step (S4500) of outputting warm feedback and cold feedback alternately over time using an electrical signal.
이하에서는 상술한 각 단계에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. Below, each step described above will be described in more detail.
먼저 피드백 요청 메시지를 획득하고(S4100), 피드백 정보를 획득하고(S4200), 피드백 정보에 기초하여 수행할 열적 피드백의 종류를 판단하되, 특히 열 그릴 피드백인지 여부를 판단할 수 있다(S3400). 본 단계들은 각각 열적 피드백 제공 방법의 제2 예에서의 단계 S3100, S3200, S3300과 유사할 수 있다. First, a feedback request message is obtained (S4100), feedback information is obtained (S4200), and the type of thermal feedback to be performed is determined based on the feedback information, and in particular, whether it is thermal grill feedback can be determined (S3400). These steps may be similar to steps S3100, S3200, and S3300 in the second example of the method for providing thermal feedback, respectively.
열적 피드백의 종류가 열 그릴 피드백인 경우, 다음과 같이 열 그릴 동작을 수행한다.If the type of thermal feedback is thermal grill feedback, the thermal grill operation is performed as follows.
열 그릴 동작을 위해 전압을 듀티 사이클을 결정한다(S4400). Determine the voltage duty cycle for heat grill operation (S4400).
피드백 콘트롤러(1400)는 정전압 및 역전압을 시간에 따라 교번적으로 인가하는데, 이때 정전압을 인가하는 시간과 역전압을 인가하는 시간을 결정한다. 이때, 피드백 콘트롤러(1400)는 정전압 인가에 의한 발열 동작 온도 변화량과 역전압 인가에 의한 흡열 동작에 따른 온도 변화량의 비율 및 발열 동작이 수행되는 시간과 흡열 동작이 수행되는 시간의 비율을 고려하여 중립 비율이 성립되도록 정전압 타이밍과 역전압 타이밍을 선택할 수 있다. 또 시간적으로 발열/흡열 동작을 반복하여 열 그릴 피드백을 제공하기 위해서 정전압 타이밍과 역전압 타이밍을 합한 시간 간격이 미리 정해진 시간 이하가 되도록 한다. The
예를 들어, 피드백 콘트롤러(1400)는 발열 동작에 따른 온도 변화량과 흡열 동작에 따른 온도 변화량의 비율이 동일한 경우, 시간 관점에서의 중립 비율이 성립하도록 정전압 타이밍과 역전압 타이밍을 결정할 수 있다. 제1 열전 쌍 그룹(1244)과 제2 열전 쌍 그룹(1244)을 결정할 수 있다. For example, when the ratio of the amount of temperature change due to a heating operation and the amount of temperature change due to an endothermic operation are the same, the
마지막으로, 정전압과 역전압이 교번적으로 인가되는 전기 신호를 이용해 시간에 따라 교번적으로 온감 피드백과 냉감 피드백을 출력한다(S4500).Finally, using an electrical signal in which constant voltage and reverse voltage are alternately applied, warm feedback and cold feedback are output alternately according to time (S4500).
피드백 콘트롤러(1400)는 제1 타이밍 동안 정전압을 인가하고, 제2 타이밍 동안 역전압을 인가한다. 이에 따라 제1 타이밍 동안에는 발열 동작이 수행되고, 제2 타이밍 동안에는 흡열 동작이 수행된다. 결과적으로 시간에 따라 교번적으로 온감 피드백이 냉감 피드백이 수행되어 사용자에게 열 그릴 피드백이 제공될 수 있다. The
이상의 단계들에 의해 피드백 디바이스(100)는 열 그릴 피드백을 수행할 수 있다.Through the above steps, the
3.2.4. 영역 조절 및 시간 분할을 통한 열 그릴 피드백 제공 방법3.2.4. How to provide heat grill feedback through area control and time division
도 61은 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제5 예에 관한 순서도이다.Figure 61 is a flowchart of a fifth example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
도 61에 따른 열적 피드백 제공 방법은, 영역 조절 및 시간 분할을 통한 열 그릴 피드백을 제공하는 방법으로서, 피드백 요청 메시지를 획득하는 단계(S5100), 피드백 정보를 획득하는 단계(S5200), 피드백 정보에 기초하여 수행할 열적 피드백의 종류를 판단하되, 특히 열 그릴 피드백인지 여부를 판단하는 단계(S5300), 열 그릴 동작을 위해 제1 동작을 수행할 제1 열전 쌍 그룹(1244)과 제2 동작을 수행할 제2 열전 쌍 그룹(1244)을 결정하는 단계(S5400), 열 그릴 동작을 위해 전압에 관한 듀티 사이클을 결정하는 단계(S5500) 및 제1 열전 쌍 그룹(1244)과 제2 열전 쌍 그룹(1244)에 정전압과 역전압이 교번적으로 엇갈려 인가되도록 각각 전기 신호를 인가하여 제1 열전 쌍 그룹(1244)과 제2 열전 쌍 그룹(1244)이 영역과 시간에 따라 교번적으로 동시에 온감 피드백과 냉감 피드백을 출력하는 단계(S5600)를 포함할 수 있다. The method of providing thermal feedback according to FIG. 61 is a method of providing thermal grill feedback through area control and time division, including obtaining a feedback request message (S5100), obtaining feedback information (S5200), and Based on this, determining the type of thermal feedback to be performed, and in particular, determining whether it is thermal grill feedback (S5300), a
열적 피드백 제공 방법의 제5 예는, 접촉면(1600)의 일부와 다른 일부에서 발열 동작과 흡열 동작을 동시에 수행할 수 있고 열전 쌍 어레이(1240)에 복수의 열전 쌍 그룹(1244)이 포함되며, 피드백 콘트롤러(1400)가 복수의 열전 쌍 그룹(1244)을 개별 제어할 수 있는 피드백 디바이스(100)에 의해 수행될 수 있다.A fifth example of a method of providing thermal feedback includes a heat generating operation and an endothermic operation being performed simultaneously on part of the
이하에서는 상술한 각 단계에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. Below, each step described above will be described in more detail.
먼저 피드백 요청 메시지를 획득하고(S5100), 피드백 정보를 획득하고(S5200), 피드백 정보에 기초하여 수행할 열적 피드백의 종류를 판단하되, 특히 열 그릴 피드백인지 여부를 판단할 수 있다(S5300). 본 단계들은 각각 열적 피드백 제공 방법의 제2 예에서의 단계 S4100, S4200, S4300과 유사할 수 있다. First, a feedback request message is obtained (S5100), feedback information is obtained (S5200), and the type of thermal feedback to be performed is determined based on the feedback information, especially whether it is thermal grill feedback (S5300). These steps may be similar to steps S4100, S4200, and S4300 in the second example of the method for providing thermal feedback, respectively.
열적 피드백의 종류가 열 그릴 피드백인 경우, 다음과 같이 열 그릴 동작을 수행한다.If the type of thermal feedback is thermal grill feedback, the thermal grill operation is performed as follows.
우선, 열 그릴 동작을 위해 제1 동작을 수행할 제1 열전 쌍 그룹(1244)과 제2 동작을 수행할 제2 열전 쌍 그룹(1244)을 결정한다(S5400). First, for the heat grill operation, the
여기서, 제1 동작과 제2 동작은 듀티 사이클을 이용하여 발열 동작과 흡열 동작이 시간에 따라 교번적으로 수행되는 동작이되, 그 순서가 서로 엇갈리는 동작으로 제1 동작이 발열 동작 시에는 제2 동작은 흡열 동작을 수행하고, 제2 동작이 발열 동작 시에는 제1 동작은 흡열 동작을 수행하는 동작이다. 예를 들어, 피드백 콘트롤러(1400)는 제1 열전 쌍 그룹(1244)과 제2 열전 쌍 그룹(1244)을 동일한 면적을 갖도록 결정할 수 있다.Here, the first operation and the second operation are operations in which heating operations and endothermic operations are performed alternately according to time using a duty cycle, but the order is alternated, so when the first operation is a heating operation, the second operation is performed. The operation performs an endothermic operation, and when the second operation is a heat-generating operation, the first operation performs an endothermic operation. For example, the
다음으로, 열 그릴 동작을 위해 전압에 관한 듀티 사이클을 결정한다(S5500). Next, the duty cycle regarding the voltage for the heat grill operation is determined (S5500).
피드백 콘트롤러(1400)는 정전압 및 역전압을 시간에 따라 교번적으로 인가하는데, 이때 정전압을 인가하는 시간과 역전압을 인가하는 시간을 결정한다. 이때, 피드백 콘트롤러(1400)는 정전압 인가에 의한 발열 동작 온도 변화량과 역전압 인가에 의한 흡열 동작에 따른 온도 변화량의 비율 및 발열 동작이 수행되는 시간과 흡열 동작이 수행되는 시간의 비율을 고려하여 중립 비율이 성립되도록 정전압 타이밍과 역전압 타이밍을 선택할 수 있다. The
예를 들어, 피드백 콘트롤러(1400)는 발열 동작에 따른 온도 변화량과 흡열 동작에 따른 온도 변화량의 비율이 동일한 경우, 시간 관점에서의 중립 비율이 성립하도록 정전압 타이밍과 역전압 타이밍을 결정할 수 있다. For example, when the ratio of the amount of temperature change due to a heating operation and the amount of temperature change due to an endothermic operation are the same, the
마지막으로, 제1 열전 쌍 그룹(1244)과 제2 열전 쌍 그룹(1244)에 정전압과 역전압이 교번적으로 엇갈려 인가되도록 각각 전기 신호를 인가하여 제1 열전 쌍 그룹(1244)과 제2 열전 쌍 그룹(1244)이 영역과 시간에 따라 교번적으로 동시에 온감 피드백과 냉감 피드백을 출력한다(S5500).Finally, electric signals are applied to the
피드백 콘트롤러(1400)는 제1 타이밍 동안 제1 열전 쌍 그룹(1244)에는 정전압을, 제2 열전 쌍 그룹(1244)에는 역전압을 인가하고, 제2 타이밍 동안 제1 열전 소가 그룹에는 역전압을, 제2 열전 쌍 그룹(1244)에는 정전압을 인가한다. 이에 따라 제1 타이밍 동안에는 제1 열전 소자는 발열 동작을, 제2 열전 쌍 그룹(1244)은 흡열 동작을 수행하고, 제2 타이밍 동안에는 제1 열전 쌍 그룹(1244)은 흡열 동작을, 제2 열전 쌍 그룹(1244)은 발열 동작을 수행한다. 결과적으로 영역 관점에서는 동시에 열감 피드백과 온감 피드백이 제공되며, 시간 관점에서는 열감 피드백과 온감 피드백이 교번적으로 제공되므로 사용자에게 열 그릴 피드백이 제공될 수 있다. The
이상의 단계들에 의해 피드백 디바이스(100)는 열 그릴 피드백을 수행할 수 있다.Through the above steps, the
3.2.5. 중립 열 그릴 피드백, 온열 그릴 피드백 및 냉열 그릴 피드백 제공 방법3.2.5. How to Provide Neutral Heat Grill Feedback, Warm Grill Feedback, and Cold Heat Grill Feedback
한편, 이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제2 예로부터 제5 예까지의 설명에서는 열 그릴 피드백이 중립 열 그릴 피드백인 것을 위주로 설명하였다. 그러나, 이와 달리 열 그릴 피드백으로서 온열 그릴 피드백이나 냉열 그릴 피드백을 제공하는 것도 가능하다. Meanwhile, in the description of the second to fifth examples of the method for providing thermal feedback according to the embodiment of the present invention described above, the description mainly focuses on the fact that the thermal grill feedback is neutral thermal grill feedback. However, alternatively, it is also possible to provide hot grill feedback or cold grill feedback as heat grill feedback.
일 예로, 전압 제어를 통한 열 그릴 피드백의 경우에는 온열 그릴 피드백을 제공하기 위해서 피드백 콘트롤러(1400)는 정전압에 대한 역전압의 비율이 중립 열 그릴 피드백에 이용되는 정전압에 대한 역전압의 비율보다 작도록 할 수 있다. 반대로 냉열 그릴 피드백을 제공하기 위해서 피드백 콘트롤러(1400)는 정전압에 대한 역전압의 비율이 중립 열 그릴 피드백에 이용되는 정전압에 대한 역전압의 비율보다 크도록 할 수 있다.For example, in the case of heat grill feedback through voltage control, in order to provide heat grill feedback, the
다른 예로, 영역 조절을 통한 열 그릴 피드백의 경우에는 온열 그릴 피드백을 제공하기 위해서 피드백 콘트롤러(1400)는 발열 동작을 수행하는 면적에 대한 흡열 동작을 수행하는 면적의 비율이 중립 열 그릴 피드백에 이용되는 비율보다 작도록 할 수 있다. 반대로 냉열 그릴 피드백을 제공하기 위해서 피드백 콘트롤러(1400)는 발열 동작을 수행하는 면적에 대한 흡열 동작을 수행하는 면적의 비율이 중립 열 그릴 피드백에 이용되는 비율보다 크도록 할 수 있다.As another example, in the case of heat grill feedback through area control, in order to provide heat grill feedback, the
또 다른 예로, 시간 조절을 통한 열 그릴 피드백의 경우에는 온열 그릴 피드백을 제공하기 위해서 피드백 콘트롤러(1400)는 발열 동작을 수행하는 타이밍에 대한 흡열 동작을 수행하는 타이밍의 비율이 중립 열 그릴 피드백에 이용되는 비율보다 작도록 할 수 있다. 반대로 냉열 그릴 피드백을 제공하기 위해서 피드백 콘트롤러(1400)는 발열 동작을 수행하는 타이밍에 대한 흡열 동작을 수행하는 타이밍의 비율이 중립 열 그릴 피드백에 이용되는 비율보다 크도록 할 수 있다.As another example, in the case of heat grill feedback through time control, in order to provide heat grill feedback, the
이를 다시 설명하면, 온열 그릴 피드백을 제공하기 위해서는 정전압에 대한 역전압의 비율, 발열 면적에 대한 흡열 면적의 비율, 발열 타이밍에 대한 흡열 타이밍의 비율 중 적어도 하나를 감소시켜 온열 그릴 피드백을 제공할 수 있고, 적어도 하나를 증가시켜 냉열 그릴 피드백을 제공할 수 있다.To explain this again, in order to provide heated grill feedback, the heated grill feedback can be provided by reducing at least one of the ratio of the reverse voltage to the constant voltage, the ratio of the heat absorption area to the heat generation area, and the ratio of the heat absorption timing to the heat generation timing. There is, and at least one can be increased to provide cold and hot grill feedback.
3.3. 피부 손상을 방지하는 열적 피드백 제공 방법3.3. How to provide thermal feedback to prevent skin damage
한편, 이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제1 예로부터 제5 예까지의 설명에서는 과도하게 높은 열량이 사용자에게 전달되는 것을 방지할 수 있다. Meanwhile, in the first to fifth examples of the method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention described above, it is possible to prevent excessively high amounts of heat from being delivered to the user.
이를 위해서 피드백 콘트롤러(1400)는 열전 쌍 어레이(1240)에 인가되는 전압의 크기가 미리 정해진 임계 전압값을 넘지 않도록 하거나, 전압이 인가되는 시간이 미리 정해진 임계 시간을 초과하지 않도록 할 수 있다. To this end, the
3.4. 열 역전 환각 방지 방법3.4. How to Prevent Heat Reversal Hallucinations
3.4.1. 완충 동작에 따른 열 역전 환각 방지 방법3.4.1. How to prevent thermal reversal hallucinations based on buffering action
도 62는 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제6 예에 관한 순서도이다.Figure 62 is a flowchart of a sixth example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
도 62에 따른 열적 피드백 제공 방법은, 열적 피드백 제공 시 발생하는 열 역전 환각을 방지하는 방법으로서, 피드백 요청 메시지를 획득하는 단계(S6100), 피드백 정보를 획득하는 단계(S6200), 피드백 정보에 기초하여 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하는 단계(S6300), 열적 피드백을 종료하는 단계(S6400) 및 열적 피드백의 종료 시점에 완충 동작을 수행하는 단계(S6500)를 포함할 수 있다. The method of providing thermal feedback according to FIG. 62 is a method of preventing thermal reversal hallucinations that occur when providing thermal feedback, including the steps of obtaining a feedback request message (S6100), obtaining feedback information (S6200), and providing feedback based on the feedback information. It may include performing a heat generating operation or an endothermic operation (S6300), terminating thermal feedback (S6400), and performing a buffering operation at the end of thermal feedback (S6500).
이하에서는 상술한 각 단계에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. Below, each step described above will be described in more detail.
먼저 피드백 요청 메시지를 획득하고(S6100), 피드백 정보를 획득하고(S6200), 피드백 정보에 기초하여 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행한다(S6300). 본 단계들은 상술한 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 다른 예로부터 이해될 수 있을 것이다. 여기서는, 발열 동작 또는 흡열 동작을 위해 피드백 콘트롤러(1400)가 열전 쌍 어레이(1240)에 인가하는 전압을 제1 전압으로 지칭하기로 한다.First, a feedback request message is obtained (S6100), feedback information is obtained (S6200), and a heat-generating or endothermic operation is performed based on the feedback information (S6300). These steps may be understood from other examples of the method for providing thermal feedback according to the embodiment of the present invention described above. Here, the voltage applied by the
열적 피드백을 종료한다(S6400). Thermal feedback ends (S6400).
피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백의 개시로부터 미리 정해진 시간이 도과하면 열적 피드백을 종료할 수 있다. 즉, 발열 동작이나 흡열 동작이 개시된 이후 미리 정해진 시간이 도과하면 피드백 콘트롤러(1400)는 열전 쌍 어레이(1240)에 전원을 차단할 수 있다. The
또는 피드백 콘트롤러(1400)는 피드백 정보로부터 열적 피드백이 인가되는 시간에 관한 정보에 기초하여 열적 피드백을 개시한 이후 시간을 카운팅하여 열적 피드백이 인가되는 시간에 관한 정보가 지시하는 시간이 경과하면 열적 피드백을 종료할 수 있다. Alternatively, the
또는 피드백 콘트롤러(1400)는 피드백 종료 메시지를 수신하면 열적 피드백을 종료할 수 있다. Alternatively, the
열적 피드백의 종료는 열적 피드백을 제공하기 위해 열전 쌍 어레이(1240)에 인가하는 전압을 차단하는 것을 의미할 수 있다. Termination of thermal feedback may mean blocking the voltage applied to the
열적 피드백의 종료 시점에 완충 동작을 수행한다(S6500). A buffering operation is performed at the end of thermal feedback (S6500).
여기서, 완충 동작은 발열 동작 또는 흡열 동작의 종료 시 접촉면(1600)의 온도가 포화 온도로부터 초기 온도로 급격하게 변화하는 것을 방지하기 위한 동작으로 열 역전 환각 현상을 방지하기 위함이다. Here, the buffering operation is an operation to prevent the temperature of the
이를 위해 피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백 종료 시 소정의 시간 동안 열전 쌍 어레이(1240)에 완충 전원을 인가할 수 있다. To this end, the
여기서, 완충 전원은 기본적으로 작동 전원, 즉 제1 전압과 그 전원 인가 방향이 동일할 수 있다. 이를 위해 피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백의 출력을 위해 인가되던 작동 전원의 전원 인가 방향 또는 열적 피드백의 종류에 기초하여 완충 전원의 전원 인가 방향을 결정할 수 있다. Here, the buffer power source may basically be the same as the operating power source, that is, the first voltage and the direction of application of the power source. To this end, the
또, 완충 전원은 열전 소자 측에 완충 전원보다 작은 강도의 열전 동작을 유도하는 전원일 수 있다. 이를 위해 완충 전원은 다음과 같은 특성을 가질 수 있다. Additionally, the buffer power source may be a power source that induces a thermoelectric operation with an intensity less than that of the buffer power source on the thermoelectric element side. To this end, the buffer power source may have the following characteristics.
일 예로, 완충 전원은 그 전압값이 작동 전원의 전압값, 즉 작동 전압보다 작을 수 있다. 또는 유사하게 완충 전원은 그 전류값이 작동 전원의 전류값, 즉 작동 전류보다 작을 수 있다. 한편, 이때 완충 전압 또는 완충 전류는 완충 동작을 수행하는 완충 구간 동안 감소하는 형태를 취할 수도 있다. For example, the voltage value of the buffered power source may be lower than the voltage value of the operating power source, that is, the operating voltage. Or similarly, the current value of the buffered power source may be smaller than the current value of the operating power source, that is, the operating current. Meanwhile, at this time, the buffer voltage or buffer current may take the form of decreasing during the buffer section during which the buffer operation is performed.
다른 예로, 완충 전원은 듀티 신호 형태로 제공될 수도 있다. 만약 작동 전원이 평활 신호인 경우에는 완충 전원이 듀티 신호로 제공됨에 따라 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 온도 변화의 속도가 저감될 수 있을 것이다. 또 작동 전원이 듀티 신호 형태인 경우라면 완충 전원은 그 듀티 레이트가 작동 전원보다 작은 듀티 신호로 제공될 수 있으며, 이에 따라 역시 접촉면이 초기 온도로 복귀하는 과정에서 온도 변화 속도가 저감될 수 있을 것이다. 한편, 이때 완충 전원의 듀티 레이트는 완충 구간 동안 감소하는 형태를 취할 수도 있다. As another example, buffer power may be provided in the form of a duty signal. If the operating power is a smoothing signal, the speed of temperature change may be reduced in the process of returning the temperature of the contact surface to the initial temperature as the buffer power is provided as a duty signal. In addition, if the operating power is in the form of a duty signal, the buffer power can be provided as a duty signal whose duty rate is smaller than the operating power, and thus the temperature change rate can be reduced in the process of returning the contact surface to the initial temperature. . Meanwhile, at this time, the duty rate of the buffer power may take the form of decreasing during the buffer period.
이와 같이 완충 전압이 인가되면, 접촉면(1600)의 온도 변화 속도가 저감되므로 열 역전 환각 현상이 완화되거나 제거될 수 있다. When the buffer voltage is applied in this way, the temperature change rate of the
또는 피드백 디바이스(1000)에서 열전 소자가 복수의 열전 쌍 그룹(1244)을 가지는 열전 쌍 어레이(1240)로 제공되는 경우에는 영역 별 제어를 통해 완충 동작을 수행하는 것도 가능하다. Alternatively, when the thermoelectric element in the
구체적으로 피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백 출력을 위해 작동 전원을 인가할 때 작동 전원이 인가되는 열전 쌍 그룹(1244, 이하 ‘작동 그룹’이라 함)보다 완충 전원이 인가되는 열전 쌍 그룹(1244, 이하 ‘완충 그룹’이라 함)의 개수가 적도록 제어함으로써 완충 동작을 구현할 수 있다. 예를 들면, 10개의 작동 그룹에 의해 열적 피드백 출력을 위한 열전 동작이 수행된 뒤 열적 피드백의 출력 종료 시 8개의 완충 그룹에 완충 전원을 인가해 전체 열전 소자 측면에서 열전 동작의 강도를 약화시킴으로써 접촉면(1600)이 초기 온도로 복귀하는 온도 변화 속도를 저감시킬 수 있게 된다. 여기서, 작동 그룹은 열전 소자의 모든 열전 쌍 그룹(1244)일 필요는 없으며, 완충 그룹은 작동 그룹보다 개수가 적으면 되는 것이므로 완충 그룹이 반드시 작동 그룹의 일부여야 하는 것은 아니다. 또, 완충 구간 동안 피드백 콘트롤러(1400)는 완충 그룹의 개수를 감소시키는 것도 가능하다.Specifically, when applying operating power for thermal feedback output, the
이처럼 영역 별 제어를 통해 완충 동작을 수행할 때 완충 전원으로는 그 전압값, 전류값, 듀티 레이트 등이 작동 전원보다 작은 전원을 이용할 수 있다. 그러나, 완충 그룹의 개수가 작동 그룹의 개수보다 작기 때문에 작동 전원을 완충 전원으로 이용하여도 열 역전 환각이 발생하는 것을 방지할 수 있음은 물론이다. In this way, when performing a buffering operation through area-specific control, a power source whose voltage value, current value, duty rate, etc. are smaller than the operating power can be used as the buffering power source. However, since the number of buffer groups is smaller than the number of operating groups, it is of course possible to prevent thermal reversal hallucination from occurring even if the operating power is used as a buffer power.
이와 같이 작동 전원을 그대로 완충 전원으로 이용하는 경우에는 완충 동작은 작동 전원의 인가 중단 시 완충 전원이 인가되는 것을 통해 완충 동작이 구현되는 것으로 해석될 수도 있지만, 관점에 따라서는 열적 피드백의 출력 종료 시점에 작동 전원이 인가되는 작동 그룹의 개수가 감소되는 것에 의해 완충 동작이 구현되는 것으로 해석될 여지도 있다. 구체적으로 열적 피드백 출력을 위해 작동 그룹에 전원을 인가하고, 열적 피드백의 출력 종료 시에 동시에 전체 작동 그룹에 전원 인가를 중단하는 대신 작동 그룹 중 일부에 대해서 먼저 전원 인가를 중단하고 그 뒤에 나머지 일부에 대해 전원 인가를 중단하는 것을 통해 완충 동작이 구현되는 것으로 볼 수도 있는 것이다.In this way, in the case where the operating power is used as a buffering power, the buffering operation may be interpreted as being implemented through the application of the buffering power when the application of the operating power is stopped. However, depending on the viewpoint, the buffering operation may be implemented at the end of the output of the thermal feedback. There is room for interpretation that the buffer operation is implemented by reducing the number of operation groups to which operating power is applied. Specifically, instead of applying power to an operation group for thermal feedback output and stopping power application to the entire operation group at the same time when the output of thermal feedback is terminated, power application is stopped for some of the operation groups first and then for the remaining parts. It can be seen that a buffering operation is implemented by stopping power application.
이상에서는 열적 피드백의 출력 종료를 위한 작동 전원의 인가 중단에 따라 완충 구간 동안 완충 동작이 수행되는 것으로 설명하였다. 그런데, 여기서 완충 동작이 반드시 작동 전원의 인가 중단 시 곧바로 수행되어야만 하는 것은 아니며, 완충 동작은 작동 전원의 인가 중단 시점으로부터 소정의 대기 시간이 경과한 뒤에 수행되어도 무방하다. In the above, it has been explained that the buffering operation is performed during the buffering period according to the interruption of the application of operating power to terminate the output of thermal feedback. However, here, the buffering operation does not necessarily have to be performed immediately when the application of operating power is stopped, and the buffering operation may be performed after a predetermined waiting time has elapsed from the time when the application of operating power is stopped.
3.4.2. 전압 제어를 통한 열 역전 환각 방지 방법3.4.2. How to prevent thermal reversal hallucinations through voltage control
한편, 상술한 완충 동작에서 완충 전압으로는 복수의 전압을 이용할 수 있다. 이에 따라 피드백 디바이스(100)는 복수의 완충 동작을 수행할 수 있다. 복수의 완충 구간은 시간에 따라 차례로 이루어지며, 각각의 완충 구간은 앞 구간일수록 큰 전압을 이용할 수 있다.Meanwhile, in the above-described buffering operation, a plurality of voltages can be used as the buffering voltage. Accordingly, the
예를 들어, 피드백 콘트롤러(1400)는 제1 완충 전압, 제2 완충 전압 및 제3 완충 전압을 설정할 수 있다. 또 이에 따라 피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백 종료 시 제1 완충 구간 동안에는 제1 완충 전압을 인가하고, 제2 완충 구간 동안에는 제2 완충 전압을 인가하고, 제3 완충 구간 동안은 제3 완충 전압을 인가할 수 있다. For example, the
여기서, 제1 완충 전압은 제1 전압보다 작고 동일한 방향이며, 제2 완충 전압은 제1 완충 전압보다 작고 동일한 방향이며, 제3 완충 전압은 제2 완충 전압보다 작고 동일한 방향이다. 또 제1 완충 구간은 발열/흡열 동작에 뒤따르며, 제2 완충 구간은 제1 완충 구간에 뒤따르며, 제3 완충 구간은 제2 완충 구간을 뒤따른다.Here, the first buffer voltage is smaller than the first buffer voltage and is in the same direction, the second buffer voltage is smaller than the first buffer voltage and is in the same direction, and the third buffer voltage is smaller than the second buffer voltage and is in the same direction. Additionally, the first buffer section follows the exothermic/endothermic operation, the second buffer section follows the first buffer section, and the third buffer section follows the second buffer section.
3.4.3. 열적 피드백 강도를 고려한 열 역전 환각 방지 방법3.4.3. Method to prevent thermal reversal hallucinations considering thermal feedback strength
도 63은 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제7 예에 관한 순서도이다.Figure 63 is a flowchart of a seventh example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
도 63에 따른 열적 피드백 제공 방법은, 열적 피드백의 강도를 고려하여 열적 피드백 제공 시 발생하는 열 역전 환각을 방지하는 방법으로서, 피드백 요청 메시지를 획득하는 단계(S7100), 피드백 정보를 획득하는 단계(S7200), 피드백 정보에 기초하여 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하는 단계(S7300), 열적 피드백을 종료하는 단계(S7400), 열적 피드백의 강도를 판단하는 단계(S7500) 및 열적 피드백의 강도에 기초하여 완충 동작을 수행하는 단계(S7600)를 포함할 수 있다. The method of providing thermal feedback according to FIG. 63 is a method of preventing thermal reversal hallucinations that occur when providing thermal feedback by considering the intensity of thermal feedback. The method includes obtaining a feedback request message (S7100) and obtaining feedback information (S7100). S7200), performing a heating operation or endothermic operation based on the feedback information (S7300), terminating the thermal feedback (S7400), determining the intensity of the thermal feedback (S7500), and based on the intensity of the thermal feedback It may include performing a buffering operation (S7600).
이하에서는 상술한 각 단계에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. Below, each step described above will be described in more detail.
먼저 피드백 요청 메시지를 획득하고(S7100), 피드백 정보를 획득하고(S7200), 피드백 정보에 기초하여 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하고(S7300), 열적 피드백을 종료할 수 있다(S7400). 본 단계들은 상술한 단계 S6100, S6200, S6300 및 S6400과 유사할 수 있다. First, a feedback request message may be obtained (S7100), feedback information may be obtained (S7200), a heat generating operation or an endothermic operation may be performed based on the feedback information (S7300), and thermal feedback may be terminated (S7400). These steps may be similar to steps S6100, S6200, S6300, and S6400 described above.
열적 피드백의 강도를 판단한다(S7500).Determine the strength of thermal feedback (S7500).
완충 동작이 종료되면, 피드백 콘트롤러(1400)는 종료된 열적 피드백의 강도를 판단할 수 있다. 피드백 콘트롤러(1400)는 피드백 정보나 인가가 종료된 전압의 크기 및 방향에 기초하여 열적 피드백의 강도를 판단할 수 있다. When the buffering operation is terminated, the
열적 피드백의 강도에 기초하여 완충 동작을 수행한다(S7600).A buffering operation is performed based on the strength of thermal feedback (S7600).
열적 피드백의 강도가 미리 정해진 강도 이상인지 이하인지 여부를 판단할 수 있다. 이에 따라 피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백의 강도가 미리 정해진 강도 이상인 경우에는 완충 동작을 수행하고, 미리 정해진 강도 이하인 경우에는 완충 동작을 수행하지 않을 수 있다. It is possible to determine whether the intensity of thermal feedback is above or below a predetermined intensity. Accordingly, the
완충 동작 수행 시에는 피드백 콘트롤러(1400)는 완충 구간 동안 완충 전압을 열전 쌍 어레이(1240)에 인가하며, 수행하지 않을 시에는 전원 인가를 하지 않는다.When performing a buffering operation, the
열적 피드백 강도가 일정 수준 이하인 경우에는 열 역전 환각이 발생하지 않으므로 불필요하게 완충 동작을 수행할 이유가 없는 것이다.If the thermal feedback strength is below a certain level, thermal reversal hallucination does not occur, so there is no reason to perform unnecessary buffering operation.
한편, 동일한 강도의 열적 피드백이더라도 냉감 피드백에 대한 미리 정해진 강도가 온감 피드백에 대한 미리 정해진 강도보다 낮게 설정되어 있어, 냉감 피드백에 대해서는 완충 동작을 수행하되 그와 동일한 크기의 열감 피드백에 대해서는 완충 동작을 수행하지 않을 수도 있다.Meanwhile, even for thermal feedback of the same intensity, the predetermined intensity for the cold feedback is set lower than the predetermined intensity for the warm feedback, so a buffering operation is performed for the cold feedback, but a buffering operation is not performed for the thermal feedback of the same size. It may not be done.
3.4.4. 온감 피드백 및 냉감 피드백 시의 열 역전 환각 방지 방법3.4.4. How to prevent heat reversal hallucinations during warm and cold feedback
도 64는 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제8 예에 관한 순서도이다.Figure 64 is a flowchart of an eighth example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
도 64에 따른 열적 피드백 제공 방법은, 열적 피드백의 종류에 따라 열적 피드백 제공 시 발생하는 열 역전 환각을 방지하는 방법으로서, 피드백 요청 메시지를 획득하는 단계(S8100), 피드백 정보를 획득하는 단계(S8200), 피드백 정보에 기초하여 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하는 단계(S8300), 열적 피드백을 종료하는 단계(S8400), 열적 피드백의 종류를 판단하는 단계(S8500) 및 열적 피드백의 종류에 기초하여 상이한 완충 동작을 수행하는 단계(S8600)를 포함할 수 있다. The method of providing thermal feedback according to FIG. 64 is a method of preventing thermal reversal hallucinations that occur when providing thermal feedback depending on the type of thermal feedback, and includes the steps of obtaining a feedback request message (S8100) and obtaining feedback information (S8200) ), performing a heating operation or endothermic operation based on the feedback information (S8300), terminating thermal feedback (S8400), determining the type of thermal feedback (S8500), and performing different operations based on the type of thermal feedback. It may include performing a buffering operation (S8600).
이하에서는 상술한 각 단계에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. Below, each step described above will be described in more detail.
먼저 피드백 요청 메시지를 획득하고(S8100), 피드백 정보를 획득하고(S8200), 피드백 정보에 기초하여 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하고(S8300), 열적 피드백을 종료할 수 있다. 본 단계들은 상술한 단계 S7100, S7200, S7300 및 S7400과 유사할 수 있다. First, a feedback request message may be obtained (S8100), feedback information may be obtained (S8200), a heat generating operation or an endothermic operation may be performed based on the feedback information (S8300), and thermal feedback may be terminated. These steps may be similar to steps S7100, S7200, S7300, and S7400 described above.
열적 피드백의 종류를 판단한다(S8500).Determine the type of thermal feedback (S8500).
완충 동작이 종료되면, 피드백 콘트롤러(1400)는 종료된 열적 피드백의 종류를 판단할 수 있다. 열적 피드백의 종류는 온감 피드백 및 냉감 피드백을 포함하며, 피드백 콘트롤러(1400)는 피드백 정보나 인가되고 있던 제1 전압의 방향에 따라 이를 판단할 수 있다. When the buffering operation ends, the
열적 피드백의 종류에 기초하여 상이한 완충 동작을 수행한다(S8600).Different buffering operations are performed based on the type of thermal feedback (S8600).
상술한 바와 같이 온감 피드백 종료 시의 온도 변화 속도보다 냉감 피드백 종료 시의 온도 변화 속도가 더 급격하므로, 둘 간에 완충 동작을 달리할 필요가 있다.As described above, since the temperature change rate at the end of the cold feedback is more rapid than the temperature change rate at the end of the warm feedback, it is necessary to vary the buffering operation between the two.
예를 들어, 피드백 콘트롤러(1400)는 온감 피드백에 대해서 제1 완충 시간 동안 제1 완충 전압을 이용하여 완충 동작을 수행하고, 냉감 피드백에 대해서는 제2 완충 시간 동안 제2 완충 전압을 이용하여 완충 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제2 완충 시간은 제1 완충 시간보다 클 수 있다. 이는 초기 온도에 대한 포화 온도까지의 온도 변화량이 온감 피드백과 냉감 피드백에서 동일한 경우 냉감 피드백의 종료 시 초기 온도로 복귀하는 온도 변화 속도가 더 빠르기 문이다. 다른 예를 들어, 제1 완충 시간이 제2 완충 시간보다 클 수도 있는데, 이는 동일한 작동 전압을 이용하여 온감 피드백과 냉감 피드백을 출력한 경우, 초기 온도에 대한 포화 온도까지의 온도 변화량이 온감 피드백인 경우 냉감 피드백보다 크기 때문이다.For example, the
다른 예를 들어, 피드백 콘트롤러(1400)는 온감 피드백의 출력 종료에 대한 완충 동작에 따른 완충 전원과 냉감 피드백의 출력 종료에 대한 완충 동작의 완충 전원을 상이하게 생성할 수도 있다. 예를 들어, 온감 피드백에 대한 제1 완충 전압이 냉감 피드백에 대한 제2 완충 전압보다 작을 수 있는데, 이는 온도 변화량이 동일한 경우 냉감 피드백의 온도 복귀 속도가 더 빠르기 때문이다. 다른 예를 들어, 온감 피드백에 대한 제1 완충 전압이 냉감 피드백에 대한 제2 완충이 클 수 있는데, 이는 동일한 작동 전압을 이용한 경우 온도 변화량이 온감 피드백의 경우에 더 크기 때문이다. 여기서, 온감 피드백 및 냉감 피드백에 대한 완충 전원은 그 전압값이 다른 대신 전류값이나 듀티 레이트가 다르게 설정되는 것도 가능하다. For another example, the
또 온감 피드백과 냉감 피드백에 관한 완충 전원은 작동 전원에 대한 전압/전류/듀티 레이트의 비율이 “1” 보다 작고 서로 상이할 수도 있다. In addition, the buffer power for warm feedback and cold feedback may have a ratio of voltage/current/duty rate to operating power that is less than “1” and may be different from each other.
이때 비율값은 온감 피드백의 비율값보다 냉감 피드백의 비율값이 더 클 수 있을 것이다. 이는 냉감 피드백에서의 온도 복귀 속도가 더 빠를 수 있기 때문이다. 구체적으로 온감 피드백을 위한 작동 전원이 제1 전압/전류/듀티 레이트를 갖고, 냉감 피드백을 위한 작동 전원이 제2 전압/전류/듀티 레이트를 갖는 경우, 온감 피드백에 관한 완충 전원은 제3 전압/전류/듀티 레이트를 갖고, 냉감 피드백에 관한 완충 전원은 제4 전압/전류/듀티 레이틀르 가질 때, 제1 전압/전류/듀트 레이트에 대한 제3 전압/전류/듀티 레이트의 비율이, 제2 전압/전류/듀티 레이트에 대한 제4 전압/전류/듀티 레이트의 비율보다 작을 수 있다. 이는 초기 온도에 대한 포화 온도까지의 온도 변화량이 온감 피드백과 냉감 피드백에서 동일한 경우 냉감 피드백의 종료 시 초기 온도로 복귀하는 온도 변화 속도가 더 빠르기 문이다.At this time, the ratio value of the cold sensation feedback may be larger than the ratio value of the warm sensation feedback. This is because the temperature return speed from cooling feedback may be faster. Specifically, when the operating power for warm feedback has a first voltage/current/duty rate, and the operating power for cold feedback has a second voltage/current/duty rate, the buffer power for warm feedback has a third voltage/current/duty rate. When the buffer power supply for cooling feedback has a fourth voltage/current/duty rate, the ratio of the third voltage/current/duty rate to the first voltage/current/duty rate is the second voltage/current/duty rate. It may be smaller than the ratio of the fourth voltage/current/duty rate to the voltage/current/duty rate. This is because, when the amount of temperature change from the initial temperature to the saturation temperature is the same in warm feedback and cold feedback, the temperature change rate returning to the initial temperature at the end of cold feedback is faster.
또는 비율값은 온감 피드백의 비율값보다 냉감 피드백의 비율값이 더 작을 수 있을 것이다. 이는 동일 전원에서 온도 변화량이 온감 피드백의 경우가 냉감 피드백의 경우보다 더 크기 때문이다.Alternatively, the ratio value of the cold sensation feedback may be smaller than the ratio value of the warm sensation feedback. This is because the amount of temperature change in the case of warm feedback is larger than that of cold feedback under the same power supply.
또 다른 예를 들어, 피드백 콘트롤러(1400)는 온감 피드백의 출력 종료에 대한 완충 동작에 따른 완충 전원과 냉감 피드백의 출력 종료에 대한 완충 동작을 수행하는 완충 그룹의 개수를 상이하게 설정할 수도 있다. 구체적으로 온감 피드백에 대한 완충 그룹의 개수 또는 작동 그룹에 대한 완충 그룹의 개수 비율이 냉감 피드백에 대한 개수나 비율보다 더 작을 수 있다. 이는 냉감 피드백 시의 온도 변화 속도가 빠르기 때문이다. 또는 반대로 온감 피드백에 대한 완충 그룹의 개수 또는 작동 그룹에 대한 완충 그룹의 개수 비율이 냉감 피드백에 대한 개수나 비율보다 더 클 수 있다. 이는 동일 전원에서 온감 피드백의 온도 변화량이 더 크기 때문이다. 여기서, 작동 전원을 완충 전원으로 이용할 수 있으며, 이때 완충 동작은 작동 그룹의 일부에 대해 먼저 작동 전원을 차단한 뒤 나머지에 대해 작동 전원을 차단하는 것으로 해석될 수도 있을 것이다.For another example, the
3.4.5. 연속 열적 피드백 제공 시의 열 역전 환각 방지 방법3.4.5. How to prevent thermal reversal hallucinations when providing continuous thermal feedback
도 65는 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제9 예에 관한 순서도이다.Figure 65 is a flowchart of a ninth example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
도 65에 따른 열적 피드백 제공 방법은, 연속되는 열적 피드백 제공 시 열적 피드백 제공 시 발생하는 열 역전 환각을 방지하는 방법으로서,The method of providing thermal feedback according to FIG. 65 is a method of preventing thermal reversal hallucination that occurs when providing thermal feedback when continuous thermal feedback is provided,
피드백 요청 메시지를 획득하는 단계(S9100), 피드백 정보를 획득하는 단계(S9200), 피드백 정보에 기초하여 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하는 단계(S9300), 열적 피드백을 종료하는 단계(S9400), 완충 동작의 수행 중에 피드백 요청 메시지를 획득하는 단계(S9500) 및 피드백 요청 메시지 획득 시 완충 동작을 중단하고 요청된 피드백 동작을 개시하는 단계(S9600)를 포함할 수 있다. Obtaining a feedback request message (S9100), obtaining feedback information (S9200), performing a heat generation or endothermic operation based on the feedback information (S9300), terminating thermal feedback (S9400), buffering It may include obtaining a feedback request message while performing the operation (S9500) and stopping the buffer operation when obtaining the feedback request message and starting the requested feedback operation (S9600).
이하에서는 상술한 각 단계에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. Below, each step described above will be described in more detail.
먼저 피드백 요청 메시지를 획득하고(S9100), 피드백 정보를 획득하고(S9200), 피드백 정보에 기초하여 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하고(S9300), 열적 피드백을 종료하고, 완충 동작을 수행한다(S9400). 본 단계들은 상술한 단계 S6100, S6200, S6300 및 S6400, 과 유사할 수 있다. First, a feedback request message is obtained (S9100), feedback information is obtained (S9200), a heat generation or endotherm operation is performed based on the feedback information (S9300), thermal feedback is terminated, and a buffering operation is performed (S9400). ). These steps may be similar to steps S6100, S6200, S6300, and S6400 described above.
완충 동작의 수행 중에 피드백 요청 메시지를 획득한다(S9500). 피드백 콘트롤러(1400)는 완충 동작 수행 중 단계 S9100과 유사하게 피드백 요청 메시지가 획득되었는지 여부를 확인할 수 있다.A feedback request message is obtained while performing the buffering operation (S9500). The
피드백 요청 메시지 획득 시 완충 동작을 중단하고 요청된 피드백 동작을 개시한다(S9600). 피드백 콘트롤러(1400)는 완충 동작 중 피드백 요청 메시지가 획득된 경우에는 완충 동작을 종료하고, 요청된 열적 피드백 동작을 수행하는 모드로 바로 진입할 수 있다. When the feedback request message is obtained, the buffering operation is stopped and the requested feedback operation is started (S9600). If a feedback request message is obtained during the buffering operation, the
3.4.5. 열 그릴 피드백 중단 시 느껴지는 열감 제거 방법3.4.5. How to eliminate the heat sensation felt when heat grill feedback is interrupted
도 67은 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제10 예에 관한 순서도이다.Figure 67 is a flowchart of a tenth example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
도 67에 따른 열적 피드백 제공 방법은, 연속되는 열적 피드백 제공 시 열적 피드백 제공 시 발생하는 열 역전 환각을 방지하는 방법으로서,The method of providing thermal feedback according to FIG. 67 is a method of preventing thermal reversal hallucination that occurs when providing thermal feedback when continuous thermal feedback is provided,
피드백 요청 메시지를 획득하는 단계(S10100), 피드백 정보를 획득하는 단계(S10200), 피드백 정보에 기초하여 수행할 열적 피드백의 종류를 판단하는 단계(S10300), 열적 피드백의 종류가 열 그릴 피드백인 경우 열 그릴 피드백을 수행하는 단계(S10400), 열 그릴 피드백을 종료하는 단계(S10500) 및 열 그릴 피드백을 위한 완충 동작을 수행하는 단계(S10600)를 포함할 수 있다. Obtaining a feedback request message (S10100), obtaining feedback information (S10200), determining the type of thermal feedback to be performed based on the feedback information (S10300), when the type of thermal feedback is thermal grill feedback It may include performing a thermal grill feedback (S10400), terminating the thermal grill feedback (S10500), and performing a buffering operation for the thermal grill feedback (S10600).
이하에서는 상술한 각 단계에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. Below, each step described above will be described in more detail.
먼저 피드백 요청 메시지를 획득하고(S10100), 피드백 정보를 획득하고 (S10200), 피드백 정보에 기초하여 수행할 열적 피드백의 종류를 판단한다(S10300). 본 단계들은 상술한 단계 S2100, S2200, S2300 및 S2400, 과 유사할 수 있다. First, a feedback request message is obtained (S10100), feedback information is obtained (S10200), and the type of thermal feedback to be performed is determined based on the feedback information (S10300). These steps may be similar to steps S2100, S2200, S2300, and S2400 described above.
열적 피드백의 종류가 열 그릴 피드백인 경우 열 그릴 피드백을 수행할 수 있다(S10400). 본 단계는 열적 피드백 제공 방법의 제2 예 내지 제5 예에 따른 열 그릴 동작을 수행하는 단계와 유사할 수 있다.If the type of thermal feedback is thermal grill feedback, thermal grill feedback can be performed (S10400). This step may be similar to the step of performing a thermal grill operation according to the second to fifth examples of the method for providing thermal feedback.
열 그릴 피드백을 종료한다(S10500). 본 단계는 S6400과 유사할 수 있다. Terminates thermal grill feedback (S10500). This step may be similar to S6400.
열 그릴 피드백이 종료되면, 열 그릴 피드백을 위한 완충 동작을 수행한다(S10600).When the heat grill feedback ends, a buffering operation for the heat grill feedback is performed (S10600).
여기서, 완충 동작은 열 역전 환각을 방지하기 위한 목적도 있지만, 열 그릴 피드백을 위한 온감 피드백과 냉감 피드백의 강도가 서로 다르기 때문에 발열 동작과 흡열 동작이 동시에 중단되는 경우 온도 평형이 깨짐에 따라 온감이나 냉감이 일시적으로 느껴지는 것을 방지하기 위한 목적도 가지고 있다. Here, the purpose of the buffering operation is to prevent heat reversal hallucinations, but since the strengths of the warm feedback and cold feedback for the heat grill feedback are different from each other, if the heat generating operation and the endothermic operation are stopped at the same time, the temperature balance is broken, causing a feeling of warmth or loss. It also has the purpose of preventing temporary feelings of cold.
일반적으로 열 그릴 피드백에서는 냉감 피드백이 온감 피드백보다 강한 강도로 수행되며, 이에 따라 열 그릴 동작 종료 시 흡열 면적의 온도 변화 속도가 더 빠르다. 따라서, 피드백 콘트롤러(1400)는 열 그릴 피드백 종료 시 소정 시간 동안 역전압을 인가하여 흡열 면적(또는 전체 면적)에서 발생하는 열 역전 현상을 방지할 수 있다(제1 동작).In general, in heat grill feedback, cold feedback is performed with a stronger intensity than warm feedback, and accordingly, the temperature change rate of the heat absorption area is faster at the end of the heat grill operation. Accordingly, the
반면, 냉감 피드백의 강도가 온감 피드백의 강도보다 더 컸기 때문에 초기 온도에 도달하는 시간은 흡열 면적에서 더 늦다. 따라서, 피드백 콘트롤러(1400)는 열 그릴 피드백의 종료 후 일정 시간이 경과 한 뒤 소정 시간 동안 발열 면적(또는 전체 면적)에 정전압을 인가하여 열 균형을 맞춰줄 수 있다(제2 동작). On the other hand, because the strength of the cold feedback was greater than the strength of the warm feedback, the time to reach the initial temperature was slower in the endothermic area. Accordingly, the
이러한 제1 동작 및 제2 동작에서 열 그릴 피드백 종료 시 인가되는 전원은 완충 전원으로 정의할 수도 있지만, 보조 전원으로 지칭할 수도 있다. 이는 열적 피드백 출력 종료 시 초기 온도에서 열적 평형이 맞추어지도록 하기 위한 목적을 가지는 전원이기 때문이다. The power applied when the heat grill feedback ends in these first and second operations may be defined as buffer power, but may also be referred to as auxiliary power. This is because the purpose of the power supply is to ensure that thermal balance is achieved at the initial temperature when the thermal feedback output is terminated.
여기서, 보조 전원은 발열 면적과 흡열 면적 중 적어도 한 부분에 인가될 수 있다.Here, the auxiliary power may be applied to at least one of the heat generating area and the heat absorbing area.
열적 피드백 출력 종료 시 열 그릴 피드백을 위한 냉감 피드백의 강도가 온감 피드백의 강도보다 큰 것을 고려하여 발열/흡열 부분이 초기 온도에서 열적 평형을 이루도록 보조 전원의 전압 인가 방향을 정방향으로 결정할 수 있다. 또는 역방향 전원과 정방향 전원을 함께 보조 전원으로 이용하되, 정방향 전원의 전류/전압/인가 시간을 더 크게 조절할 수도 있다. 여기서, 보조 전원으로 정방향 전원과 역방향 전원을 함께 인가하는 경우, 정방향 전원은 발열 부분에 역방향 전원은 흡열 부분에 인가되는 것이 유리할 수 있다. Considering that the strength of the cold feedback for the heat grill feedback is greater than the strength of the warm feedback when the thermal feedback output is terminated, the direction of voltage application of the auxiliary power source can be determined to be forward so that the heat generation/endotherm part achieves thermal balance at the initial temperature. Alternatively, reverse power and forward power can be used together as auxiliary power, but the current/voltage/application time of the forward power can be adjusted to be greater. Here, when forward power and reverse power are applied together as auxiliary power, it may be advantageous for the forward power to be applied to the heat-generating part and the reverse power to be applied to the heat-absorbing part.
또는 반대로, 열적 피드백 출력 종료 시 열전 동작에 의한 잔열을 고려하여 초기 온도보다 높은 온도에서 열적 평형을 이루어지는 것을 방지하기 위하여 보조 전원의 전압 인가 방향을 역방향으로 결정할 수 있다. 또는 정방향 전원과 역방향 전원을 함께 보조 전원으로 이용하되, 역방향 전원의 전류/전압/인가 시간을 더 크게 조절할 수도 있다. 여기서, 보조 전원으로 역방향 전원과 전방향 전원을 함께 인가하는 경우, 역방향 전원은 흡열 부분에 정방향 전원은 발열 부분에 인가되는 것이 유리할 수 있다. Or, conversely, the direction of voltage application of the auxiliary power supply may be determined to be reversed in order to prevent thermal equilibrium from being achieved at a temperature higher than the initial temperature by considering residual heat caused by the thermoelectric operation when the thermal feedback output is terminated. Alternatively, the forward power and reverse power can be used together as auxiliary power, but the current/voltage/application time of the reverse power can be adjusted to be greater. Here, when reverse power and forward power are applied together as auxiliary power, it may be advantageous for the reverse power to be applied to the heat-absorbing part and the forward power to be applied to the heat-generating part.
한편, 상술한 것과 같이 보조 전원을 이용하는 대신 열 그릴 피드백을 구성하는 온감 피드백과 냉감 피드백의 종료 시점을 상이하게 설정하는 것도 가능하다. Meanwhile, instead of using the auxiliary power source as described above, it is also possible to set the end points of the warm sensation feedback and the cold sensation feedback that constitute the heat grill feedback differently.
열 평형에 도달하는 과정에서 냉감 피드백이 온감 피드백보다 강한 강도로 수행되므로, 발열 부위가 먼저 열 평형에 도달하고 이후 흡열 부위가 열 평형에 도달하므로 그 동안 냉감이 느껴질 수 있다. 이를 방지하기 위해 열 그릴 동작을 구성하는 발열 동작과 흡열 동작 중 발열 동작을 먼저 중단하여 발열 부위와 흡열 부위가 열 평형에 도달하는 시점이 동일해지도록 할 수도 있다.In the process of reaching thermal equilibrium, cold feedback is performed with a stronger intensity than warm feedback, so the heat-generating part reaches thermal equilibrium first, and then the endothermic part reaches thermal equilibrium, so a cold sensation can be felt during that time. To prevent this, among the heating and endothermic operations that constitute the heat grill operation, the heating operation may be stopped first so that the time at which the heat generating part and the endothermic part reach thermal equilibrium are the same.
또는 흡열 부위에서의 온도 변화량이 발열 부위에서의 온도 변화량보다 크기 때문에 열 그릴 피드백 출력 종료 시 열 평형은 초기 온도보다 낮은 온도에서 이루어질 수도 있다. 이를 방지하기 위하여 흡열 동작을 먼저 중단시키고 발열 동작을 이후에 중단시켜 최종적으로 초기 온도에서 열 평형이 이루어지도록 하는 것도 가능하다. Alternatively, because the temperature change in the heat absorbing area is greater than the temperature change in the heat generating area, thermal balance may be achieved at a temperature lower than the initial temperature when the heat grill feedback output is terminated. To prevent this, it is possible to stop the endothermic operation first and then stop the exothermic operation to finally achieve thermal equilibrium at the initial temperature.
또는 열전 소자가 전기 에너지를 이용하여 열전 동작을 수행할 때에는 잔열이 발생하기도 하는데, 이러한 잔열로 인해 열 그릴 피드백 출력 종료 시 초기 온도보다 높은 온도에서 열 평형이 이루어질 수도 있다. 이를 방지하기 위하여 흡열 동작을 나중에 중단시키고 발열 동작을 먼저 중단시켜 최종적으로 초기 온도에서 열 평형이 이루어지도록 하는 것도 가능하다. Alternatively, when a thermoelectric element performs a thermoelectric operation using electrical energy, residual heat may be generated, and due to this residual heat, thermal equilibrium may be achieved at a temperature higher than the initial temperature when the heat grill feedback output is terminated. To prevent this, it is possible to stop the endothermic operation later and stop the exothermic operation first so that thermal equilibrium is finally achieved at the initial temperature.
본 실시예에서는 제1 동작과 제2 동작 및 발열 동작/흡열 동작의 종료 중지 시점을 조절하는 방식은 모두 개별적 또는 조합적으로 수행되는 것이 가능하다. In this embodiment, the method of controlling the end and stop timing of the first operation, the second operation, and the heat generation operation/endotherm absorption operation can all be performed individually or in combination.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법들은 단독으로 또는 서로 조합되어 이용될 수 있다. 또 각 열적 피드백 제공 방법에서 설명된 각 단계들은 모두 필수적인 것은 아니므로 열적 피드백 제공 방법은 그 단계를 전부 포함하는 것은 물론 일부만 포함하여 수행되는 것도 가능하다. 또 각 단계들이 설명된 순서는 설명의 편의를 위한 것에 불과하므로, 열적 피드백 제공 방법에서 각 단계들이 반드시 설명된 순서대로 진행되어야 하는 것은 아니다.The methods for providing thermal feedback according to embodiments of the present invention described above can be used alone or in combination with each other. In addition, since each step described in each method of providing thermal feedback is not all essential, the method of providing thermal feedback can be performed including only some of the steps as well as all of them. Additionally, since the order in which each step is described is only for convenience of explanation, each step in the method of providing thermal feedback does not necessarily have to proceed in the order described.
또한 이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법에서 수행 주체에 대해 별도의 언급이 없는 단계는 피드백 디바이스(100)의 어플리케이션 콘트롤러(2700) 및 피드백 콘트롤러(1400) 중 적어도 하나에 의해 수행될 수 있다. 추가적으로 상술한 내용에서 어플리케이션 콘트롤러(2700)에 의해 수행되는 것으로 설명한 사항이 필요에 따라 피드백 콘트롤러(1400)에 의해 수행되거나 반대로 피드백 콘트롤러(1400)에 의해 수행되는 것으로 설명한 사항이 필요에 따라 어플리케이션 컨트롤러에 의해 수행되는 것도 가능하다. 뿐만 아니라 상술한 내용 중 어플리케이션 콘트롤러(2700)나 피드백 콘트롤러(1400)에 의해 수행되는 것으로 설명한 사항이 어플리케이션 콘트롤러(2700)와 피드백 콘트롤러(1400)의 협업에 의해 수행되는 것도 가능하다. 또 이미 언급한 바 있지만, 어플리케이션 콘트롤러(2700)와 피드백 콘트롤러(1400)는 하나의 콘트롤러로 구현되어 있을 수도 있음을 다시 밝혀둔다. In addition, in the method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention described above, steps for which there is no separate mention of the performer are performed by at least one of the
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 이상에서 설명한 본 발명의 실시예들은 서로 별개로 또는 조합되어 구현되는 것도 가능하다.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations will be possible to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments of the present invention described above can be implemented separately or in combination with each other.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but rather to explain it, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be construed as being included in the scope of rights of the present invention.
100: 피드백 디바이스
100a: 게이밍 콘트롤러
100b: 웨어러블 디바이스
1000: 피드백 유닛
1200: 열 출력 모듈
1220: 기판
1240: 열전 쌍 어레이
1241: 단위 열전 쌍
1242: 도체 부재
1244: 열전 쌍 그룹
1260: 전원 단자
1400: 피드백 콘트롤러
1600: 접촉면
2000: 어플리케이션 유닛
2100: 케이싱
2120: 파지부
2200: 입력 모듈
2300: 센싱 모듈
2400: 진동 모듈
2500: 통신 모듈
2600: 메모리
2700: 어플리케이션 콘트롤러100:
100b: Wearable device 1000: Feedback unit
1200: heat output module 1220: substrate
1240: thermocouple array 1241: unit thermocouple pair
1242: Conductor member 1244: Thermocouple group
1260: Power terminal 1400: Feedback controller
1600: contact surface 2000: application unit
2100: Casing 2120: Gripping portion
2200: input module 2300: sensing module
2400: Vibration module 2500: Communication module
2600: Memory 2700: Application Controller
Claims (1)
상기 열적 피드백의 종류를 포함하는 상기 열적 피드백의 개시 메시지를 획득하는 단계; 및
상기 열적 피드백의 종류가 열 통감 피드백인 경우 발열 동작 및 흡열 동작이 복합된 열 그릴 동작을 수행하여 상기 열 통감 피드백을 출력하는 단계;를 포함하되,
상기 열 통감 피드백을 출력하는 단계는, 상기 발열 동작을 위한 정전압을 상기 열전 소자에 인가하는 단계, 상기 흡열 동작을 위한 상기 정전압과 전원 인가 방향이 반대인 역전압을 상기 열전 소자에 인가하는 단계 및 상기 정전압을 인가하는 단계와 상기 역전압을 인가하는 단계를 교번적으로 반복 수행하는 단계를 포함하되,
상기 열 통감 피드백을 출력하는 단계에서,
상기 정전압의 인가 시간에 대한 상기 역전압의 인가 시간의 비율은 1.5 이상 5.0 이하인,
열적 피드백 제공 방법.
.
A method of providing thermal feedback performed by a feedback device that outputs thermal feedback by transferring heat generated from a thermoelectric element to which power is applied to the user through a contact surface in contact with a body part of the user, comprising:
Obtaining an initiation message of the thermal feedback including the type of thermal feedback; and
When the type of thermal feedback is thermal feedback, performing a thermal grill operation combining a heat generating operation and an endothermic operation to output the thermal sensory feedback;
The step of outputting the thermal sensation feedback includes applying a constant voltage for the heat generation operation to the thermoelectric element, applying a reverse voltage whose power application direction is opposite to the constant voltage for the heat absorption operation to the thermoelectric element, and It includes alternately repeating the step of applying the constant voltage and the step of applying the reverse voltage,
In the step of outputting the heat sensory feedback,
The ratio of the application time of the reverse voltage to the application time of the constant voltage is 1.5 or more and 5.0 or less,
How to provide thermal feedback.
.
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