KR100887714B1 - Force feedback module using magnetic force, and electronic apparatuses having the module - Google Patents

Force feedback module using magnetic force, and electronic apparatuses having the module Download PDF

Info

Publication number
KR100887714B1
KR100887714B1 KR1020070114620A KR20070114620A KR100887714B1 KR 100887714 B1 KR100887714 B1 KR 100887714B1 KR 1020070114620 A KR1020070114620 A KR 1020070114620A KR 20070114620 A KR20070114620 A KR 20070114620A KR 100887714 B1 KR100887714 B1 KR 100887714B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
shielding screen
array base
touch pad
magnet array
reaction force
Prior art date
Application number
KR1020070114620A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
권동수
육남수
양태헌
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020070114620A priority Critical patent/KR100887714B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100887714B1 publication Critical patent/KR100887714B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0338Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of limited linear or angular displacement of an operating part of the device from a neutral position, e.g. isotonic or isometric joysticks
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/046Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by electromagnetic means

Abstract

A force feedback module using magnetic force, and an electronic apparatuses having the module are provided to offer tactile sensation which is able to show a user a direction and to reduce its complexity. A magnetic array base alternates magnetic polarities, and a shielding screen includes a window array to shield one of polarities at a quadrant. A linear moving unit moves the shield screen in the vertical direction of the magnetic array base, and a stray magnet is placed at an upper portion of the magnet array base. A reaction force generating module(110) includes a controller which controls the linear moving unit.

Description

자력을 이용한 반력생성 모듈 및 이를 채용하는 전자장치{FORCE FEEDBACK MODULE USING MAGNETIC FORCE, AND ELECTRONIC APPARATUSES HAVING THE MODULE}Reaction force generation module using magnetic force and electronic device employing the same {FORCE FEEDBACK MODULE USING MAGNETIC FORCE, AND ELECTRONIC APPARATUSES HAVING THE MODULE}

본 발명은 반력을 사용자에게 되먹임 하는 기술 또는 햅틱 기술에 관한 것으로, 보다 상세히는 자력의 조절을 통해 사용자가 터치 패드(예: 입력 버튼)에 인가하는 힘에 대향하여 방향제시가 가능한 반력 및 촉감을 제공하는 반력생성 모듈 및 이를 채용하는 전자장치에 관한 것이다.The present invention relates to a technology that feeds back reaction force to a user or a haptic technology, and more particularly, the reaction force and tactile feeling that can be directed against a force applied to a touch pad (for example, an input button) by adjusting a magnetic force. It provides a reaction force generating module and an electronic device employing the same.

햅틱 인터페이스(haptic interface)는 광의로는 가상환경과 촉각적 상호작용을 구현하는 시스템 전체를 일컫기도 하지만, 협의로는 사람에게 촉감을 전달하기 위한 물리적 장치(device)를 말하며, 통상적으로 햅틱 장치(haptic device)로 지칭되기도 한다.A haptic interface broadly refers to an entire system that embodies tactile interaction with a virtual environment, but a haptic interface refers to a physical device for conveying touch to a person. Also called haptic device.

정보전달을 위해서는 사람과 미디어 사이에 전달 매개체가 필요하며, 이들을 인터페이스라는 용어로 정의될 수 있다. 미디어와 인터페이스는 불가분의 관계에 있으며, 인터페이스는 인간의 오감에 의존하는 형태를 가질 수밖에 없다. 최근 공학 기술의 발전에 힘입어 시청각에만 의존하던 인터페이스 관련기술이 후각, 촉각을 활용하는 기술로 진화를 거듭하고 있다. 즉, 햅틱 장치는 촉감이라는 미디어를 위한 장치로서 주목을 받고 있다.Information delivery requires a media of communication between people and the media, and these can be defined in terms of interfaces. The media and the interface are inseparably related, and the interface has no choice but to depend on human senses. Recently, thanks to the development of engineering technology, interface-related technology, which only relies on audiovisual, is evolving into a technology that uses smell and touch. That is, the haptic device is attracting attention as a device for the media called tactile.

알려진 바와 같이, 햅틱 장치는 근육 또는 관절 등에 물리적인 힘을 전달해 주는 반력 제시 장치(force feedback device)와, 진동을 비롯하여 압력, 온도, 질감, 통증과 같은 피부 자극을 전달하는 촉감 장치(tactile device)로 분류되고 있다.As is known, haptic devices include force feedback devices that transmit physical forces to muscles or joints, and tactile devices that transmit vibrations and skin irritation such as pressure, temperature, texture, and pain. Are classified as

촉감 장치는 상기한 바와 같이 피부 자극을 통해 사용자에게 실체 물체의 질감과 같은 사실적인 힘을 구현하는 촉감 기술(tactile technology)을 갖추는 것이 관건이다. As described above, the tactile device is equipped with tactile technology that realizes a realistic force such as the texture of the real object to the user through skin stimulation as described above.

촉감 장치의 일례로서, 미국 특허출원공개 제2006/00125678A1호(이하, '678호'라 한다)에 개시되어 있다. 위 678호에 개시된 터치 디스플레이 장치는 터치 플레이트(touch plate)와, 터치 플레이트에 작동할 수 있도록 장착된 자성을 띤 복수개의 촉감 변경 구성요소(tactile sensation modification component)들과, 복수개의 코일(coil)들로 이루어져 있다. 촉감 변경 구성요소들은 코일에 인가되는 전류에 방향에 따라 진동되고, 터치플레이트의 진동에 의하여 사용자의 손 또는 손가락이 자극된다. 이에 따라 사용자는 스크린에 표시되는 물체의 촉감을 느낄 수 있다.As an example of a tactile device, it is disclosed in US Patent Application Publication No. 2006 / 00125678A1 (hereinafter referred to as '678'). The touch display device disclosed in 678 above includes a touch plate, a plurality of magnetic tactile sensation modification components mounted to operate on the touch plate, and a plurality of coils. It consists of The tactile change components vibrate in a direction to the current applied to the coil, and the user's hand or finger is stimulated by the vibration of the touch plate. Accordingly, the user may feel the touch of an object displayed on the screen.

그러나, 상술한 678호는 구성요소가 복잡할뿐더러 코일과 블레이드의 하면에 장착되는 전자기 장치의 점유 면적이 넓기 때문에 소형화의 한계가 있다. However, the above-mentioned 678 has a limitation in miniaturization because of its complicated components and the large occupied area of the electromagnetic device mounted on the lower surface of the coil and the blade.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 사용자에게 방향제시 관련 반력 및 촉감을 제공할 수 있는 반력생성 모듈을 제시한다.The present invention has been made in view of the above problems, and proposes a reaction force generation module that can provide a user with a reaction force and a touch related to aroma presentation.

또한, 본 발명은 종래에 비해 구성의 복잡도를 줄이고, 소형화를 이룰 수 있는 반력생성 모듈 및 이를 채용하는 전자장치를 장치를 제공한다.In addition, the present invention provides a reaction force generation module and an electronic device employing the same, which can reduce the complexity of the configuration and achieve miniaturization, as compared with the related art.

본 발명의 일 관점에 따른 반력생성 모듈은, 인접한 자석의 극성이 교번되도록 배열된 자석배열 베이스와, 자석배열 베이스의 각 사분면 상에 위치하며 해당 사분면 상의 어느 하나의 극성들을 차폐하도록 윈도우 배열을 형성한 차폐 스크린과, 차폐 스크린의 외측부에 고정되어 차폐 스크린을 자석배열 베이스의 상·하측 방향으로 이동시키는 선형 이동수단과, 차폐 스크린을 매개한 상태로 자석배열 베이스 상부에 위치하는 부유자석, 그리고 선형 이동수단을 제어하는 제어부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, a reaction force generating module includes a magnet array base arranged such that polarities of adjacent magnets are alternately formed, and a window array disposed on each quadrant of the magnet array base and shielding any one polarities on the quadrant. A shielding screen, a linear moving means fixed to an outer portion of the shielding screen to move the shielding screen up and down the magnet array base, a floating magnet positioned on the magnet array base via the shielding screen, and a linear It includes a control unit for controlling the moving means.

바람직하게 선형 이동수단은 고정자와, 고정자 일면에 수직하게 고정된 고정막대와, 고정막대를 따라 이동하며 외주면에 차폐 스크린의 측부를 삽입·고정하는 이동자를 구성할 수 있다.Preferably, the linear movement means may comprise a stator, a fixed rod fixed to one side of the stator, and a mover that moves along the fixed rod and inserts and fixes the side of the shielding screen to the outer circumferential surface.

본 발명의 일 관점에 따른 제어부는, 선형 이동수단을 통해 차폐 스크린의 이동거리를 윈도우의 크기로 제한한다. 또한, 제어부는, 사분면의 적어도 하나가 N극과 S극을 동시에 갖도록 선형 이동수단을 제어하여 차폐 스크린을 이동시킬 수 있다.The control unit according to an aspect of the present invention limits the movement distance of the shielding screen to the size of the window through the linear moving means. The control unit may move the shielding screen by controlling the linear moving unit so that at least one of the quadrants has the N pole and the S pole at the same time.

바람직하게 본 발명의 일 관점에 따른 반력생성 모듈은, 부유자석 상부에 결합되는 터치 패드와, 터치 패드의 이동범위를 제한하는 이동제한 판재를 더 구성할 수 있다.Preferably, the reaction force generating module according to an aspect of the present invention may further comprise a touch pad coupled to the upper side of the floating magnet and a movement limiting plate that limits the moving range of the touch pad.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 방향제시가 가능하고 역동적인 반력 및 촉감을 사용자에게 제공할 수 있다. 또한, 종래에 비해 구성의 복잡도를 줄일 수 있고, 나아가 소형화를 도모할 수 있다.According to the present invention as described above, it is possible to present a direction and provide a dynamic reaction force and touch to the user. In addition, compared with the related art, the complexity of the configuration can be reduced, and further miniaturization can be achieved.

도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 자력을 이용한 반력생성 모듈에 대한 구성도이다. 설명의 편의상 도 1의 미설명 부호 'F'가 가리키는 방향을 반력생성 모듈(100)의 상측 방향을 나타내는 것으로 설정한다. 또한, 본 명세서에는 사분면(quadrant)이란 용어를 이용한다. 이때 '사분면'은 상기 상측 방향(F)을 기준으로 하여 반력생성 모듈(100)을 평면상에서 우상(right-top)을 제1 사분면이라 하고 반시계 방향으로 좌상(left-top)을 제2 사분면, 좌하(left-bottom)를 제3 사분면, 그리고 우하(right-bottom)를 제4 사분면이라 칭한다.1 and 2 is a block diagram of a reaction force generating module using a magnetic force according to a preferred embodiment of the present invention. For convenience of description, the direction indicated by the reference numeral 'F' of FIG. 1 is set to indicate the upper direction of the reaction force generation module 100. Also, the term quadrant is used herein. In this case, the 'quadrant' refers to the reaction force generation module 100 based on the upper direction F as the first quadrant on the plane and the second quadrant on the left-top in the counterclockwise direction. , The left-bottom is referred to as the third quadrant, and the right-bottom is referred to as the fourth quadrant.

도시된 바와 같이 반력생성 모듈(100)은, 크게 자석배열 베이스(110)와, 자석배열 베이스 상부의 제1 내지 제4 사분면 각각에 위치하는 차폐 스크린(120a, 120b, 120c, 120d)과, 차폐 스크린을 자석배열 베이스의 상·하측 방향으로 이동시키는 선형 이동수단(130a, 130b, 130c, 130d)과, 차폐 스크린을 매개로 자석배열 베이스 위에 위치하는 부유자석(140)과, 부유자석 상부에 결합되는 터치 패드(150)와, 터치 패드의 이동범위를 제한하는 이동제한 판재(160), 및 선형 이동수단의 이동을 제어하는 제어부(170)(도 11 참조)를 포함한다.As shown, the reaction force generating module 100 includes a magnet array base 110 and shielding screens 120a, 120b, 120c, and 120d positioned in each of the first to fourth quadrants above the magnet array base. Linear moving means (130a, 130b, 130c, 130d) for moving the screen in the upper and lower direction of the magnet array base, the floating magnet 140 positioned on the magnet array base via a shielding screen, coupled to the upper floating magnet The touch pad 150, a movement limiting plate 160 for limiting the movement range of the touch pad, and a control unit 170 (see FIG. 11) for controlling the movement of the linear movement means.

보다 구체적으로, 자석배열 베이스(110)는 도 3에 보인바와 같이, 다수의 자석으로 이루어지되 인접하는 자석(112a, 112b)의 극성(polar)이 교번되도록 배열(112)되어 있다. More specifically, as shown in FIG. 3, the magnet array base 110 is formed of a plurality of magnets, but is arranged 112 such that polarities of adjacent magnets 112a and 112b are alternated.

차폐 스크린(120a, 120b, 120c, 120d)은 상기한 바와 같이 자석배열 베이스(110)의 각 사분면에 위치하며, 해당 사분면 상의 어느 하나의 극성들을 차폐 또는 개방한다. 이와 같이 극성의 선택적 차폐를 위해 차폐 스크린은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 복수개의 개방된 윈도우(122a, 122b) 배열(122)(이하, '윈도우 배열')을 마련한다. The shielding screens 120a, 120b, 120c, 120d are located in each quadrant of the magnet array base 110 as described above, and shield or open any one polarities on the quadrant. As such, the shielding screen provides a plurality of open window 122a, 122b array 122 (hereinafter referred to as 'window arrangement') for selective shielding of polarity.

첨부도면 도 5는 선형 이동수단(130a, 130b, 130c, 130d)을 도시하고 있다. 선형 이동수단은 차폐 스크린(120a, 120b, 120c, 120d)의 외측부에 고정되어, 차폐 스크린을 자석배열 베이스(100)의 상·하측 방향으로 이동시킨다. 도 5에서는 선형 이동수단을 개략적으로 나타내었으나, 본 발명자가 선형 이동수단에 가장 적합하다고 생각한 예로서, '리니어 액츄에이터(linear actuator)'를 적용할 수 있다.5 shows the linear moving means 130a, 130b, 130c and 130d. The linear moving means is fixed to the outer side of the shielding screens 120a, 120b, 120c, and 120d to move the shielding screen in the up and down direction of the magnet array base 100. Although the linear movement means is schematically illustrated in FIG. 5, as an example considered by the present inventors to be the most suitable for the linear movement means, a 'linear actuator' may be applied.

첨부도면 도 6은 '리니어 액츄에이터'로 설정된 선형 이동수단을 예시하고 있다. 구체적으로 선형 이동수단은 고정자(132)와, 이 고정자 일면의 중심에 수직하게 고정된 고정막대(134)와, 이 고정막대를 중앙에 삽입하여 고정막대를 따라 이동하는 원통형의 이동자(136)를 구성한다. 이동자(136)의 외주면에는 상기한 차폐 스크린의 외측부를 도 7과 같이 삽입·고정하는 홈(36)이 형성되어 있다. FIG. 6 illustrates a linear movement means set as a 'linear actuator'. Specifically, the linear moving means includes a stator 132, a fixed bar 134 fixed perpendicularly to the center of one side of the stator, and a cylindrical mover 136 inserted into the center to move along the fixed bar. Configure. On the outer circumferential surface of the mover 136, a groove 36 for inserting and fixing the outer portion of the shielding screen as shown in Fig. 7 is formed.

참고적으로 차폐 스크린의 이동거리는 윈도우의 크기(도 4의 미설명 부호 'd')로 제한되는 것이 바람직하다.For reference, the moving distance of the shielding screen is preferably limited to the size of the window (not shown 'd' in FIG. 4).

한편, 부유자석(140)은 도 8과 같이 원반형의 형태를 취한 영구자석이다. 물론, 본 실시형태의 부유자석은 원반형 형상에 한정되는 것은 아니다. 이 부유자석(140)은 상기한 차폐 스크린을 매개(사이에 끼고)로 자석배열 베이스(110) 위에 위치한다. 이러한 부유자석(140) 상부에는 터치 패드(150)가 결합되어(도 9 참조), 부유자석(140)의 움직임에 따라 터치 패드(150)가 추동하는 것이다.On the other hand, the floating magnet 140 is a permanent magnet in the form of a disk as shown in FIG. Of course, the floating magnet of this embodiment is not limited to the disk shape. The floating magnet 140 is positioned on the magnet array base 110 via the shielding screen described above. The touch pad 150 is coupled to the upper portion of the floating magnet 140 (see FIG. 9), and the touch pad 150 is driven according to the movement of the floating magnet 140.

첨부도면 도 9를 참조하면, 터치 패드(150)는 소정의 이동범위로 제한시킬 필요가 있다. 터치 패드(150)의 최대 이동범위는 자석배열 베이스(110)의 면적 내이다. 이러한 이동범위 제한을 위해, 터치 패드(150)는 판상의 지지부재(152)와 이 지지부재의 중앙에 위치한 돌출부재(154)를 구성한다. 즉, 지지부재(152)와 돌출부재(154)는 소정의 높이의 단차를 형성한다. 9, the touch pad 150 needs to be limited to a predetermined moving range. The maximum moving range of the touch pad 150 is within the area of the magnet array base 110. In order to limit the movement range, the touch pad 150 constitutes a plate-shaped support member 152 and a protruding member 154 located at the center of the support member. That is, the support member 152 and the protruding member 154 form a step of a predetermined height.

이러한 터치 패드(150)는 도 10에 도시된 바와 같은 이동제한 판재(160)에 의해 이동범위 제한이 구현되는데, 이동제한 판재(160)는 터치 패드(150) 상부에 위치하며, 중앙에 관통 홀(162)을 형성하고 있다. 터치 패드(150)의 돌출부재(154)가 관통 홀(162)의 하부를 통해 삽입되면, 관통 홀(162)은 내경 범위 내에서만 이동 가능케 된다. 이때, 터치 패드(150)가 상기한 이동제한 판재(160)를 이탈하지 못하도록 하기 위해, 터치 패드(150)의 지지부재(152)의 직경은 상기 관통 홀(162)보다 커야 한다.The touch pad 150 is limited to the movement range by the movement limiting plate 160 as shown in FIG. 10. The movement limiting plate 160 is positioned above the touch pad 150 and has a through hole at the center thereof. 162 is formed. When the protruding member 154 of the touch pad 150 is inserted through the lower portion of the through hole 162, the through hole 162 may move only within an inner diameter range. In this case, the diameter of the support member 152 of the touch pad 150 should be larger than that of the through hole 162 in order to prevent the touch pad 150 from escaping the movement limiting plate 160.

본 실시형태에서 터치 패드(150) 및 이동제한 판재(160)는 전자장치, 예컨대 휴대용 게임기, 휴대폰, 시각 장애자를 위한 방향제시 장치 등의 전자장치의 구성요소로 이해해도 무방하다. 즉, 본 실시형태에서 개시하고 있는 반력생성 모듈(100)의 기술적 기본개념과 이를 구현하는 기본구성은, 자석배열 베이스(110), 차폐 스크린(120a, 120b, 120c, 120d), 선형 이동수단(130a, 130b, 130c, 130d), 부유자석(140), 그리고 후술되는 제어부(170)이다.In the present embodiment, the touch pad 150 and the movement limiting plate 160 may be understood as components of an electronic device such as a portable game machine, a mobile phone, and a direction indicating device for the visually impaired. That is, the technical basic concept of the reaction force generation module 100 disclosed in the present embodiment and the basic configuration implementing the same are the magnet array base 110, the shielding screens 120a, 120b, 120c, and 120d, and the linear moving means ( 130a, 130b, 130c, and 130d), a floating magnet 140, and a controller 170 to be described later.

한편, 반력발생 모듈(100)의 제어부(170)는 도 11에 나타낸 바와 같이, 선형 이동수단(130a, 130b, 130c, 130d)을 제어함으로써, 차폐 스크린(120a, 120b, 120c, 120d)의 상·하측 방향 이동을 제어한다. Meanwhile, as shown in FIG. 11, the control unit 170 of the reaction force generating module 100 controls the linear moving means 130a, 130b, 130c, and 130d, so that the image of the shielding screens 120a, 120b, 120c, and 120d is controlled. Control downward movement.

이하, 제어부(170)의 제어에 따라 본 발명이 목적으로 하는 방향제시 관련 촉감 및 반력이 어떠한 양태로 생성되는지에 관하여 몇 가지 예를 들어본다. 설명에 앞서, 터치 패드(150)에 결합된 부유자석(140)의 하부면은 N극을 띠고 있는 것으로 상정한다.Hereinafter, some examples will be described regarding how the present invention-related tactile feel and reaction force are generated under the control of the controller 170. Prior to the description, it is assumed that the lower surface of the floating magnet 140 coupled to the touch pad 150 has an N pole.

먼저, 도 12는 제어부(170)가 제1 사분면의 선형 이동수단(130a)을 구동하여, 자석배열 베이스(110)의 제1 사분면의 N극이 차폐되도록 제1 사분면의 차폐 스크린(120a)을 이동시킨 상태이다. 그러면 터치 패드(150)가 제1 사분면 방향으로 이동한다.First, FIG. 12 illustrates that the control unit 170 drives the linear movement means 130a of the first quadrant, thereby shielding the shielding screen 120a of the first quadrant so that the N pole of the first quadrant of the magnet array base 110 is shielded. It is moved. The touch pad 150 then moves in the first quadrant direction.

도 13은 자석배열 베이스(110)의 제3 사분면의 N극이 차폐된 상태를 예시하고 있다. 이와 같은 상태에서는 터치 패드(150)가 제3 사분면 방향으로 이동한다.FIG. 13 illustrates a state in which the N pole of the third quadrant of the magnet array base 110 is shielded. In this state, the touch pad 150 moves in the third quadrant direction.

만약, 제어부(170)가 도 12 및 도 13과 같은 상태가 되도록 반복적으로 제어 하면 대각선 방향의 진동(vibration)이 구현될 수 있다.If the control unit 170 is repeatedly controlled to be in a state as shown in FIGS. 12 and 13, vibration in a diagonal direction may be implemented.

도 14는 자석배열 베이스(110)의 모든 사분면의 S극이 차폐된 상태를 예시하고 있다. 이러한 상태는 사용자가 손가락을 터치 패드(150)에 접촉한 상태에서 자유자재로 터치 패드(150)를 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 사용자가 터치 패드를 문지르는 동작을 할 경우, 미끌미끌한 느낌을 받게 되는 것이다(도 15 참조). FIG. 14 illustrates a state in which the S poles of all quadrants of the magnet array base 110 are shielded. In this state, the user may freely move the touch pad 150 in a state in which a finger contacts the touch pad 150. For example, when the user rubs the touch pad, the user may feel slippery (see FIG. 15).

상기 문지를 때 사용자가 받는 느낌(촉감)은, 부유자석(140)과 차폐 스크린(120a, 120b, 120c, 120d) 간의 마찰력의 크기로 조절될 수 있다. 다시 말해, 도 14와 같이 부유자석(140)이 차폐 스크린으로부터 완전히 부유(floating)된 상태에서는 마찰력이 거의 없는 것으로 사용자가 느끼게 되는 반면에, 도 16과 같이 자석배열 베이스(110)의 모든 사분면의 N극이 차폐되면, 차폐 스크린 상부에는 자석배열 베이스의 S극이 개방되고 따라서 차폐 스크린의 윈도우 사이로 노출된 자석배열 베이스의 S극과 부유자석(140)의 N극 사이에 발생된 인력에 의해 차폐 스크린에 접촉된다. 이 상태에서는 자연히 마찰력의 크기가 최대로 되어, 사용자로 하여금 뻑뻑한 느낌을 제시한다. 또한, 도 17에 예시된 바와 같이 자석배열 베이스(110)의 모든 사분면이 N극과 S극을 동시에 갖도록 차폐되면, 사용자가 터치 패드(150)를 문지를 때 미끌미끌함과 뻑뻑함의 중간적인 느낌을 받게 된다.The feeling (feel) received by the user during the rubbing may be adjusted by the magnitude of the friction force between the floating magnet 140 and the shielding screen (120a, 120b, 120c, 120d). In other words, while the floating magnet 140 is completely floating from the shielding screen as shown in FIG. 14, the user may feel that there is little friction force, whereas as shown in FIG. 16, all quadrants of the magnet array base 110 are shown. When the N pole is shielded, the S pole of the magnet array base is opened above the shield screen, and thus shielded by the attraction force generated between the S pole of the magnet array base exposed through the window of the shield screen and the N pole of the floating magnet 140. Touches the screen. In this state, the magnitude of the friction force naturally maximizes, suggesting that the user feels stiff. In addition, as illustrated in FIG. 17, when all quadrants of the magnet array base 110 are shielded to have the N pole and the S pole at the same time, the user feels an intermediate feeling of slippage and stiffness when the user touches the touch pad 150. Will receive.

이상 살펴본 바와 같이, 본 실시형태의 반력생성 모듈(100)은 다양한 촉감 및 방향제시 가능한 반력을 사용자에게 제공할 수 있다.As described above, the reaction force generation module 100 of the present embodiment may provide the user with various tactile and directional reaction forces.

도 18은 상술한 반력생성 모듈(100)을 채용하는 전자장치(200)를 예시하고 있다. 여기서, 반력생성 모듈(100)의 제어부(170)는 전자장치(200)의 중앙제어 부(210)에 종속적이거나, 중앙제어부(210)가 상기 제어부(170)의 기능을 전담하도록 변형 실시될 수 있다.18 illustrates an electronic device 200 employing the reaction force generating module 100 described above. Here, the control unit 170 of the reaction force generation module 100 may be dependent on the central control unit 210 of the electronic device 200 or may be modified so that the central control unit 210 is dedicated to the function of the control unit 170. have.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.As described above and described with reference to a preferred embodiment for illustrating the technical idea of the present invention, the present invention is not limited to the configuration and operation as shown and described as described above, it is a deviation from the scope of the technical idea It will be understood by those skilled in the art that many modifications and variations can be made to the invention without departing from the scope of the invention. Accordingly, all such suitable changes and modifications and equivalents should be considered to be within the scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 반력생성 모듈에 대한 개략적 구성도,1 is a schematic block diagram of a reaction force generating module according to a preferred embodiment of the present invention,

도 2는 도 1의 반력생성 모듈에 대한 분해 사시도,Figure 2 is an exploded perspective view of the reaction force generating module of Figure 1,

도 3은 도 2의 자석배열 베이스에 대한 세부 구성도,3 is a detailed configuration diagram of the magnet array base of FIG. 2;

도 4는 도 2의 차폐 스크린에 대한 세부 구성도,4 is a detailed configuration diagram of the shielding screen of FIG.

도 5는 도 2의 선형 이동수단에 대한 개략적 구성도,5 is a schematic configuration diagram of a linear moving means of FIG.

도 6 및 도 7은 도 2의 선형 이동수단에 대한 예시도,6 and 7 are exemplary views of the linear movement means of FIG.

도 8은 도 2의 부유자석에 대한 구성도,8 is a block diagram of the floating magnet of FIG.

도 9는 도 2의 부유자석과 터치 패드의 결합 상태를 보인 예시도,9 is an exemplary view illustrating a coupling state of a floating magnet and a touch pad of FIG. 2;

도 10은 도 2의 이동제한 판재에 대한 구성도,FIG. 10 is a configuration diagram of the movement limiting plate of FIG. 2; FIG.

도 11은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 제어부를 보인 개략적 구성도,11 is a schematic block diagram showing a control unit according to a preferred embodiment of the present invention;

도 12 내지 도 17은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 제어부의 제어 양태를 보인 예시도,12 to 17 is an exemplary view showing a control aspect of the control unit according to a preferred embodiment of the present invention;

도 18은 본 발명의 반력생성 모듈을 채용한 전자장치를 보인 개략적 구성도.18 is a schematic diagram showing an electronic device employing the reaction force generating module of the present invention.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ** ** Description of symbols for the main parts of the drawing **

100 : 반력생성 모듈 110 : 자석배열 베이스100: reaction force generating module 110: magnet array base

120a, 120b, 120c, 120d : 차폐 스크린120a, 120b, 120c, 120d: shielded screen

130a, 130b, 130c, 130d : 선형 이동수단130a, 130b, 130c, 130d: linear vehicle

140 : 부유자석 150 : 터치 패드140: floating magnet 150: touch pad

160 : 이동제한 판재 170 : 제어부160: movement restriction plate 170: control unit

200 : 전자장치 210 : 중앙제어부200: electronic device 210: central control unit

Claims (18)

인접한 자석의 극성이 교번되도록 배열된 자석배열 베이스;A magnet array base arranged such that polarities of adjacent magnets are alternated; 상기 자석배열 베이스의 각 사분면 상에 위치하며, 해당 사분면 상의 어느 하나의 극성들을 차폐하도록 윈도우 배열을 형성한 차폐 스크린;A shielding screen located on each quadrant of the magnet array base, the shielding screen forming a window arrangement to shield any one polarities on the quadrant; 상기 차폐 스크린의 외측부에 고정되어 차폐 스크린을 상기 자석배열 베이스의 상·하측 방향으로 이동시키는 선형 이동수단;Linear moving means fixed to an outer portion of the shielding screen to move the shielding screen in an up and down direction of the magnet array base; 상기 차폐 스크린을 매개한 상태로 자석배열 베이스 상부에 위치하는 부유자석; 및A floating magnet positioned above the magnet array base with the shielding screen interposed therebetween; And 상기 선형 이동수단을 제어하는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 반력생성 모듈.A controller for controlling the linear moving means; Reaction force generation module using a magnetic force comprising a. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 선형 이동수단은,The linear movement means, 고정자와, 상기 고정자 일면에 수직하게 고정된 고정막대, 및 상기 고정막대를 따라 이동하며 외주면에 상기 차폐 스크린의 측부를 삽입·고정하는 이동자를 구성하는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 반력생성 모듈. Reaction force generation module using a magnetic force comprising a stator, a fixed rod fixed to one side of the stator, and a mover moving along the fixed rod and inserting and fixing the side of the shielding screen on the outer peripheral surface. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제어부는,The control unit, 상기 선형 이동수단을 통해, 상기 차폐 스크린의 이동거리를 상기 윈도우의 크기로 제한하는 것을 특징으로 하는 것을 자력을 이용한 반력생성 모듈.Reaction force generation module using a magnetic force, characterized in that for limiting the moving distance of the shielding screen to the size of the window through the linear movement means. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제어부는,The control unit, 상기 사분면의 적어도 하나가 N극과 S극을 동시에 갖도록 상기 선형 이동수단을 제어하여 상기 차폐 스크린을 이동시키는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 반력생성 모듈.Reaction force generation module using a magnetic force, characterized in that for moving the shielding screen by controlling the linear movement means so that at least one of the quadrant has the N pole and the S pole at the same time. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 부유자석 상부에 결합되는 터치 패드; 및A touch pad coupled to an upper portion of the floating magnet; And 상기 터치 패드의 이동범위를 제한하는 이동제한 판재; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 반력생성 모듈.A movement limiting plate limiting a moving range of the touch pad; Reaction force generation module using a magnetic force, characterized in that it further comprises. 청구항 5에 있어서,The method according to claim 5, 상기 터치 패드는 판상의 지지부재 및 상기 지지부재의 중앙에 위치하는 돌출부재를 구성하며, The touch pad constitutes a plate-like support member and a protrusion member positioned at the center of the support member. 상기 이동제한 판재는 상기 돌출부재를 삽입·수용하며 돌출부재의 이동범위를 제한하는 관통 홀을 구성하는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 반력생성 모듈.The movement limiting plate member is a reaction force generating module using a magnetic force, characterized in that for inserting and receiving the protruding member and constitutes a through hole to limit the moving range of the protruding member. 터치 패드를 포함하는 전자장치에 있어서,An electronic device comprising a touch pad, 인접한 자석의 극성이 교번되도록 배열된 자석배열 베이스;A magnet array base arranged such that polarities of adjacent magnets are alternated; 상기 자석배열 베이스의 각 사분면 상에 위치하며, 해당 사분면 상의 어느 하나의 극성들을 차폐하도록 윈도우 배열을 형성한 차폐 스크린;A shielding screen located on each quadrant of the magnet array base, the shielding screen forming a window arrangement to shield any one polarities on the quadrant; 상기 차폐 스크린의 외측부에 고정되어 차폐 스크린을 상기 자석배열 베이스의 상·하측 방향으로 이동시키는 선형 이동수단;Linear moving means fixed to an outer portion of the shielding screen to move the shielding screen in an up and down direction of the magnet array base; 상기 터치 패드를 상부에 결합하며, 상기 차폐 스크린을 매개한 상태로 자석배열 베이스 위에 위치하는 부유자석; 및A floating magnet that couples the touch pad to an upper portion and is positioned on a magnet array base in a state of mediating the shielding screen; And 상기 선형 이동수단을 제어하는 제어부; 를 구성한 반력생성 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.A controller for controlling the linear moving means; Electronic device comprising a reaction force generation module configured to. 청구항 7에 있어서,The method according to claim 7, 상기 선형 이동수단은,The linear movement means, 고정자와, 상기 고정자 일면에 수직하게 고정된 고정막대, 및 상기 고정막대를 따라 이동하며 외주면에 상기 차폐 스크린의 측부를 삽입·고정하는 이동자를 구성하는 것을 특징으로 하는 전자장치.And a stator and a stator bar fixed perpendicularly to one side of the stator, and a mover moving along the stator bar and inserting and fixing side portions of the shielding screen on an outer circumferential surface. 청구항 7에 있어서,The method according to claim 7, 상기 제어부는,The control unit, 상기 선형 이동수단을 통해, 상기 차폐 스크린의 이동거리를 상기 윈도우의 크기로 제한하는 것을 특징으로 하는 것을 전자장치.And the linear movement means limits the movement distance of the shielding screen to the size of the window. 청구항 7에 있어서,The method according to claim 7, 상기 제어부는,The control unit, 상기 사분면의 적어도 하나가 N극과 S극을 동시에 갖도록 상기 선형 이동수단을 제어하여 상기 차폐 스크린을 이동시키는 것을 특징으로 하는 전자장치.And move the shielding screen by controlling the linear movement means such that at least one of the quadrants has the N pole and the S pole at the same time. 청구항 7에 있어서,The method according to claim 7, 상기 터치 패드의 이동범위를 제한하는 이동제한 판재; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.A movement limiting plate limiting a moving range of the touch pad; An electronic device further comprising. 청구항 11에 있어서,The method according to claim 11, 상기 터치 패드는 판상의 지지부재 및 상기 지지부재의 중앙에 위치하는 돌출부재를 구성하며, The touch pad constitutes a plate-like support member and a protrusion member positioned at the center of the support member. 상기 이동제한 판재는 상기 돌출부재를 삽입·수용하며 돌출부재의 이동범위를 제한하는 관통 홀을 구성하는 것을 특징으로 하는 전자장치.The movement limiting plate member comprises a through hole for inserting and receiving the protruding member and limiting the moving range of the protruding member. 터치 패드를 포함하는 전자장치에 있어서,An electronic device comprising a touch pad, 인접한 자석의 극성이 교번되도록 배열된 자석배열 베이스;A magnet array base arranged such that polarities of adjacent magnets are alternated; 상기 자석배열 베이스의 각 사분면 상에 위치하며, 해당 사분면 상의 어느 하나의 극성들을 차폐하도록 윈도우 배열을 형성한 차폐 스크린;A shielding screen located on each quadrant of the magnet array base, the shielding screen forming a window arrangement to shield any one polarities on the quadrant; 상기 차폐 스크린의 외측부에 고정되어 차폐 스크린을 상기 자석배열 베이스의 상·하측 방향으로 이동시키는 선형 이동수단; 및Linear moving means fixed to an outer portion of the shielding screen to move the shielding screen in an up and down direction of the magnet array base; And 상기 터치 패드를 상부에 결합하며, 상기 차폐 스크린을 매개한 상태로 자석배열 베이스 위에 위치하는 부유자석; 을 구성한 반력생성 모듈을 포함하며,A floating magnet that couples the touch pad to an upper portion and is positioned on a magnet array base in a state of mediating the shielding screen; Reaction force generation module comprising a, 상기 전자장치의 중앙제어부는 상기 선형 이동수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 전자장치.And a central controller of the electronic device controls the linear movement means. 청구항 13에 있어서,The method according to claim 13, 상기 선형 이동수단은,The linear movement means, 고정자와, 상기 고정자 일면에 수직하게 고정된 고정막대, 및 상기 고정막대를 따라 이동하며 외주면에 상기 차폐 스크린의 측부를 삽입·고정하는 이동자를 구성하는 것을 특징으로 하는 전자장치.And a stator and a stator bar fixed perpendicularly to one side of the stator, and a mover moving along the stator bar and inserting and fixing side portions of the shielding screen on an outer circumferential surface. 청구항 13에 있어서,The method according to claim 13, 상기 중앙제어부는,The central control unit, 상기 선형 이동수단을 통해, 상기 차폐 스크린의 이동거리를 상기 윈도우의 크기로 제한하는 것을 특징으로 하는 것을 전자장치.And the linear movement means limits the movement distance of the shielding screen to the size of the window. 청구항 13에 있어서,The method according to claim 13, 상기 중앙제어부는,The central control unit, 상기 사분면의 적어도 하나가 N극과 S극을 동시에 갖도록 상기 선형 이동수단을 제어하여 상기 차폐 스크린을 이동시키는 것을 특징으로 하는 전자장치.And move the shielding screen by controlling the linear movement means such that at least one of the quadrants has the N pole and the S pole at the same time. 청구항 13에 있어서,The method according to claim 13, 상기 터치 패드의 이동범위를 제한하는 이동제한 판재; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.A movement limiting plate limiting a moving range of the touch pad; An electronic device further comprising. 청구항 17에 있어서,The method according to claim 17, 상기 터치 패드는 판상의 지지부재 및 상기 지지부재의 중앙에 위치하는 돌출부재를 구성하며,The touch pad constitutes a plate-like support member and a protrusion member positioned at the center of the support member. 상기 이동제한 판재는 상기 돌출부재를 삽입·수용하며 돌출부재의 이동범위를 제한하는 관통 홀을 구성하는 것을 특징으로 하는 전자장치.The movement limiting plate member comprises a through hole for inserting and receiving the protruding member and limiting the moving range of the protruding member.
KR1020070114620A 2007-11-12 2007-11-12 Force feedback module using magnetic force, and electronic apparatuses having the module KR100887714B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070114620A KR100887714B1 (en) 2007-11-12 2007-11-12 Force feedback module using magnetic force, and electronic apparatuses having the module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070114620A KR100887714B1 (en) 2007-11-12 2007-11-12 Force feedback module using magnetic force, and electronic apparatuses having the module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100887714B1 true KR100887714B1 (en) 2009-03-12

Family

ID=40697905

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070114620A KR100887714B1 (en) 2007-11-12 2007-11-12 Force feedback module using magnetic force, and electronic apparatuses having the module

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100887714B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101214662B1 (en) * 2011-08-04 2012-12-24 한국기술교육대학교 산학협력단 A haptic actuator for generating vibrotactile traveling wave

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004118859A (en) 1999-03-17 2004-04-15 Fuji Xerox Co Ltd Driving force generator
JP2004117052A (en) 2002-09-24 2004-04-15 Polymatech Co Ltd Film sensor, electric actuator, and input device
JP2004206596A (en) 2002-12-26 2004-07-22 Fujitsu Component Ltd Input device
US20060290665A1 (en) 2005-06-24 2006-12-28 Farid Matta Slide pad notebook pointing device with sealed spring system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004118859A (en) 1999-03-17 2004-04-15 Fuji Xerox Co Ltd Driving force generator
JP2004117052A (en) 2002-09-24 2004-04-15 Polymatech Co Ltd Film sensor, electric actuator, and input device
JP2004206596A (en) 2002-12-26 2004-07-22 Fujitsu Component Ltd Input device
US20060290665A1 (en) 2005-06-24 2006-12-28 Farid Matta Slide pad notebook pointing device with sealed spring system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101214662B1 (en) * 2011-08-04 2012-12-24 한국기술교육대학교 산학협력단 A haptic actuator for generating vibrotactile traveling wave
WO2013018966A1 (en) * 2011-08-04 2013-02-07 한국기술교육대학교 산학협력단 Haptic actuator implementing moving vibration wave

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100896812B1 (en) Haptic module using magnetic force, electronic apparatuses having the module
JP4955044B2 (en) Vibration generation module capable of inertial vibration and shock vibration
US20020067336A1 (en) Tactile force feedback device
KR100958908B1 (en) Tactile display apparatus and method thereof
CN107797659B (en) Electronic device including haptic actuator driven based on sensed position and related methods
KR101415739B1 (en) Apparatus for generating tactile sensation by using magnetic field
JP2022092063A (en) Key input device
KR101891096B1 (en) Electronic device
JP2018036818A (en) Input device
KR100887714B1 (en) Force feedback module using magnetic force, and electronic apparatuses having the module
JP5910100B2 (en) Haptic display device
KR100958910B1 (en) Module providing haptic feedback using impact vibration and electronic apparatus having the same
KR20220097373A (en) Radial magnet actuator
KR101011448B1 (en) A module for generating vibration capable of inertial vibration and impact vibration
KR101075174B1 (en) Apparatus for generating various forms of impluse
KR101075175B1 (en) Module for providing haptic feedback using inertial force
KR20100118636A (en) A module for generating vibration using the elastic reaction
JP6890038B2 (en) Tactile transmitter
KR102597888B1 (en) Haptic Device and Haptic Module
KR101071316B1 (en) A module for generating impulse
KR100930555B1 (en) Module providing haptic feedback using impact vibration and electronic apparatus having the same
KR20230154154A (en) Haptic Device and Haptic Module
KR20110041892A (en) Inertial force production module of low frequency

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130304

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140303

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee