KR100995895B1 - 햅틱 피드백 장치 - Google Patents

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KR100995895B1
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양태헌
권동수
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한국과학기술원
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Abstract

본 발명은 햅틱 피드백 장치에 관한 것으로서, 사용자의 접촉 위치만을 인식하던 종래와 달리, 사용자에 의한 터치패널 접촉 면적에 따라, 입력 포인트 개수를 판단함으로써 터치패널에 가하는 사용자의 힘을 감지하는 햅틱 피드백 장치를 제공함에 그 특징적인 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 햅틱 피드백 장치에 관한 것으로서, 사용자의 접촉을 감지하고, 액츄에이터로부터 전달받은 진동 또는 충격량을 포함하는 피드백 신호를 사용자에게 전달하는 사용자 접촉부; 상기 사용자 접촉부를 통해 감지된 사용자의 접촉 면적에 따라, 입력된 포인트 개수를 감지하고, 감지된 입력 포인트의 개수를 바탕으로 액츄에이터로 인가하기 위한 전기입력신호를 생성하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 인가되는 전기입력신호를 바탕으로, 피드백 신호를 상기 사용자 접촉부로 전달하는 액츄에이터; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
햅틱, 피드백, 접촉, 액츄에이터, 진동, 충격량

Description

햅틱 피드백 장치{HAPTIC FEEDBACK DEVICE}
본 발명은 햅틱 피드백 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용자에 의한 터치패널 접촉 면적에 따라, 입력 포인트 개수를 판단함으로써 터치패널에 가하는 사용자의 힘을 감지하는 햅틱 피드백 장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 터치패널은 사용자에 의해 접촉된 위치(상대적 좌표)를 감지하는 기능을 수행하는 것으로서, 눌렸는지 또는 눌리지 않았는지 즉, On/Off 신호만 받을 수 있다.
이러한 터치패널은 정전용량 방식과 저항막 방식으로 대분할 수 있으며, 두 방식의 공통점은 터치패널 내부에 도 1 과 같이, X축의 전선들과 Y축의 전선들이 만나서 생기는 많은 포인트들이 존재하고 있다는 것이다.
구체적으로, 정전용량 방식은 인체에서 발생하는 정전기를 감지하는 원리를 이용한 것으로서, 터치패널에 손가락을 누를 때, 눌린 부분에 전기 용량성(Capacitive) 값이 변하여, 이것을 내부의 X전선과 Y전선이 서로 만나 있는 곳에서 감지하는 방식이다.
그리고, 저항막 방식은 투명전극이 코팅된 두 장의 기판으로 구성되어 있어, 손가락으로 화면에 압력을 주면 그 부위의 기판이 서로 달라붙으면 위치를 인식하는 방식이다. 따라서, 터치패널을 손가락으로 누룰 때, 눌린 부분의 내부의 X전선과 Y전선이 서로 닿아, 닿은 두 전선에 전류가 흘러 이것을 감지하는 방식이다.
그러나, 상술한 방식을 이용하는 터치패널은 단순히 사용자의 접촉 위치만을 인식하는 것으로서, 터치패널에 가하는 사용자의 힘을 감지하지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 사용자의 접촉 위치만을 인식하던 종래와 달리, 사용자에 의한 터치패널 접촉 면적에 따라, 입력 포인트 개수를 판단함으로써 터치패널에 가하는 사용자의 힘을 감지하는 햅틱 피드백 장치를 제공함에 그 특징적인 목적이 있다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 햅틱 피드백 장치에 관한 것으로서, 사용자의 접촉을 감지하고, 액츄에이터로부터 전달받은 진동 또는 충격량을 포함하는 피드백 신호를 사용자에게 전달하는 사용자 접촉부; 상기 사용자 접촉부를 통해 감지된 사용자의 접촉 면적에 따라, 입력된 포인트 개수를 감지하고, 감지된 입력 포인트의 개수를 바탕으로 액츄에이터로 인가하기 위한 전기입력신호를 생성하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 인가되는 전기입력신호를 바탕으로, 피드백 신호를 상기 사용자 접촉부로 전달하는 액츄에이터; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 사용자에 의한 터치패널 접촉 면적에 따라, 입력 포인트 개수를 판단함으로써 터치패널에 가하는 사용자의 힘을 감지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 햅틱 피드백 장치에 관하여 도 2 내지 도 10 을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2 는 본 발명에 따른 햅틱 피드백 장치에 관한 전체 구성도로서, 도시된 바와 같이 사용자 접촉부(100), 제어부(200) 및 액츄에이터(300)를 포함하여 이루어진다.
사용자 접촉부(100)는 사용자의 접촉을 감지하고, 액츄에이터(300)로부터 전달받은 진동 또는 충격량 등을 사용자에게 전달하는 기능을 수행한다.
이때, 진동 또는 충격량은, 액츄에이터(300)를 통해 사용자 접촉부(100)로 전달되는 진동 또는 충격량 등을 의미하는 것으로서, 이하에서는 '피드백 신호' 라 한다. 본 실시예에서, 사용자 접촉부(100)를 패널 안에서 접촉된 위치(상대적 좌표)를 감지하는 터치패널로 설정하겠으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아닌 바, 접촉의 유무 또는 강도를 감지할 수 있는 터치센서 등으로 다양하게 설정될 수 있다.
또한, 제어부(200)는 사용자 접촉부(100)를 통해 감지된 사용자의 접촉 면적 에 따라 X축 및 Y축 전선 상에서 입력된 포인트 개수를 감지하고, 감지된 입력 포인트의 개수를 바탕으로 액츄에이터(300)로 인가하기 위한 전기입력신호를 생성하는 기능을 수행한다.
구체적으로, 제어부(200)는 감지된 입력 포인트의 개수에 따라, 서로 다른 진동 또는 충격량을 발생시키도록 하는, 전기입력신호를 생성한다. 이에 따라, 제어부(200)는 감지된 입력 포인트의 개수가 많아질수록 보다 큰 진동 또는 충격량을 발생시키도록 하는, 전기입력신호를 생성한다.
즉, 감지된 입력 포인트의 개수를 계산하여, 소정 개수 이상인지 여부를 판단하여, 소정 개수 이상일 경우 충격진동을, 소정 개수 이하일 경우 관성진동을 발생시키기 위한 특정 주파수 및 강도를 갖는 전기입력신호를 생성한다.
이때, 사용자 접촉부(100)에 사용자의 접촉 면적이 증가함에 따라, 도 3 에 도시된 바와 같이, X축 및 Y축 전선 상에서 입력되는 포인트 개수가 증가됨을 알 수 있다. 즉, 입력 포인트 개수는, 사용자가 사용자 접촉부(100)에 가한 강도(힘)을 알 수 있는 척도로 사용됨을 의미한다.
이러한 전기입력신호는, 감지된 입력 포인트 개수에 따라, 액츄에이터(300)에 인가되는 주파수 또는 강도(전압세기 또는 듀티(duty))가 달라지게 된다.
한편, 앞서 서술한 것과는 반대로, 제어부(200)는 감지된 입력 포인트의 개수가 적어질수록 보다 큰 진동 또는 충격량을 발생시키도록 하는, 전기입력신호를 생성하는 것으로도 설정 가능하다.
그리고, 액츄에이터(300)는 제어부(200)로부터 인가되는 전기입력신호를 바탕으로, 피드백 신호를 사용자 접촉부(100)로 전달하는 기능을 수행하는 바, 도 4 에 도시된 바와 같이, 전기입력신호를 운동 에너지로 변환하는 운동변환수단(310)과, 운동변환수단(310)으로부터 변환된 운동에너지를 전달받아 왕복 운동하는 왕복운동수단(320)을 포함한다.
운동변환수단(310)은 상기 도 4 에 도시된 바와 같이 제어부(200)로부터 전기입력신호를 인가받을 시, 자력을 발생하도록 자성체로 이루어진 자력발생유닛(311)과, 자력발생유닛(311)의 상부에 이격되어 고정설치되며, 상하방향으로의 탄성력을 제공하는 탄성제공유닛(312)를 포함한다.
그리고, 왕복운동수단(320)은 자력발생유닛(311)에 기준치 초과의 전압세기 또는 듀티를 갖는 전기입력신호 공급 시, 자력발생유닛(311)으로부터 완전이격된 완전상승상태와 자력발생유닛(311)의 상면에 부딪히는 완전하강상태를 반복함에 따라 충격진동을 발생하고, 자력발생유닛(311)에 기준치 미만의 전압세기 및 듀티를 갖는 전기입력신호 공급 시, 자력발생유닛(311)으로부터 부분이격된 부분상승상태와 자력발생유닛(311)의 상면에 근접하는 부분하강상태를 반복함에 따라 관성진동을 발생하는 영구자석(321)과, 영구자석(321)의 일측에 고정되어, 영구자석(321)의 운동에 따라 함께 상승 또는 하강하는 컨택터(322)를 포함한다.
구체적으로, 운동변환수단(310)의 자력발생유닛(311)은 외부에서 전기입력신호와 같은 전기 에너지를 공급받을 시 자력을 발생하는 구성요소로서, 자성체로 이루어진다. 예컨대, 자력발생유닛(311)은 일반적인 솔레노이드코일로 구성될 수 있 다. 본 실시예에서는, 중앙이 개구된 형태의 보빈리스 솔레노이드코일로 구성된다.
여기서, 자력발생유닛(311)은 정방향으로 전압을 공급시 상부가 S극이 되고 하부가 N극이 되며, 역방향으로 전압을 공급시 상부가 N극이 되고 하부고 S극이 된다. 상기 극성은 반대로 구성될 수 있음은 물론이다.
또한, 탄성제공유닛(312)은 자력발생유닛(311)의 상부에 이격되어 고정설치되며, 상하방향으로의 탄성력을 제공하게 된다.
여기서, 탄성제공유닛(312)은 미도시 되었으나, 플레이트형상으로 형성되고, 컨택터(322)와 고정적 관통을 위한 고정홀 및 상기 고정홀의 주위에 탄성변형을 위한 슬롯이 형성되며, 상기 슬롯에 의해 고정홀을 중심으로 하여 상하방향으로 탄성력을 제공할 수 있도록 형성된다.
왕복운동수단(320)의 영구자석(321)은 탄성제공유닛(312)과 연결되도록 구성되고, 자력발생유닛(311)에 전기입력신호 미공급 시, 자체자력에 의해 자력발생유닛(311)의 상면에 부착 또는 근접되도록 하강함에 따라, 탄성제공유닛(312)이 탄성복원력을 보유하는 상태가 되도록 한다. 본 실시예에서 영구자석(321)은 상부가 N극이고, 하부가 S극으로 구성될 수 있다.
도 5 에 도시된 바와 같이, 자력발생유닛(311)에 전압이 0인 "a1"의 신호를 보낼 경우에, 영구자석(321)과 자력발생유닛(311) 사의의 인력이 탄성제공유닛(312)의 탄성력보다 큰 경우에는 영구자석(321)이 자력발생유닛(311)의 상면에 부착된 상태가 되고, 영구자석(321)과 자력발생유닛(311) 사이의 인력 및 탄성제공유닛(312)의 탄성력 간의 힘이 서로 균형적으로 유지되는 경우에는 영구자석(321) 이 자력발생유닛(311)의 상면에 근접된 상태가 될 수 있다.
이하에서는, 영구자석(321)의 충격진동 및 관성진동에 대하여 설명하도록 한다. 먼저, 영구자석(321)의 충격진동에 대하여 설명하면, 상기 도 5 에 도시된 바와 같이, 영구자석(321)이 자력발생유닛(311)의 상면에 부착(또는 근접)되도록 하강한 상태에서, 자력발생유닛(311)에 기준치 초과의 듀티(duty) 또는 전압(voltage)을 갖는 전기입력신호 공급 시, 영구자석(321)은 자력발생유닛(311)으로부터 완전이격된 완전상승상태와 자력발생유닛(311)의 상면에 부딪히는 완전하강상태를 반복함에 따라 충격진동을 발생하게 된다.
즉, 도 6 에 도시된 바와 같이, 제어부(200)로부터 기준치를 초과하는 듀티를 갖는 전기입력신호(a2) 또는 기준치를 초과하는 전압을 갖는 전기입력신호(a2')를 정방향으로 공급받게 되면, 자력발생유닛(311)의 상부가 S극이 되고 하부가 N극이 되며, 이에 따라 영구자석(321)은 자력발생유닛(311)과의 척력 및 탄성제공유닛(312)의 탄성복원력에 의해 자력발생유닛(311)으로부터 완전이격되어 상승한 완전상승상태가 된다.
또한, 도 7 에 도시된 바와 같이, 기준치를 초과하는 듀티를 갖는 전기입력신호(a3) 또는 기준치를 초과하는 전압을 갖는 전기입력신호(a3')를 역방향으로 공급받게 되면, 자력발생유닛(311)의 상부가 N극이 되고 하부가 S극이 되며, 이에 따라 영구자석(321)은 자력발생유닛(311)과의 인력에 의해 자력발생유닛(311)의 상면에 부딪히는 완전하강상태가 된다.
상술한 바와 같이, 영구자석(321)이 완전하강상태가 된 경우에는 탄성제공유 닛(312)에 탄성력이 저장되어, 다음의 영구자석(321) 상승 시 탄성복원력을 제공하게 된다.
앞서 서술한 바와 같이, 영구자석(321)의 일측에 고정되어, 영구자석(321)의 운동에 따라 함께 상승 또는 하강하는 컨택터(322)가 구비되고, 영구자석(321)이 완전상승상태시 접촉 감지부(100)와 컨택터(322)의 선단과 부딪쳐 충격을 발생한다.
즉, 상기 도 6 에 도시된 바와 같이, 영구자석(321)의 상면에 컨택터(322)가 수직하게 고정부착되고, 탄성제공유닛(312)의 상부에 이격되어 사용자 접촉부(100)가 구비될 수 있다.
따라서, 영구자석(321)이 완전상승상태가 된 경우에 컨택터(322)의 단부가 사용자 접촉부(100)를 타격하여 충격을 발생할 수 있게 된다.
결론적으로, 도 6 및 도 7 에 도시된 바와 같이, 영구자석(321)이 완전상승상태가 된 경우에는 컨택터(322)의 단부가 사용자 접촉부(100)를 타격하여 충격을 발생시키고, 영구자석(321)이 완전하강상태가 된 경우에는 영구자석(321)의 하면이 자력발생유닛(311)의 상면을 타격하여 충격을 발생시킴에 따라 충격진동을 발생할 수 있게 된다.
한편, 자력발생유닛(311)의 상면에는 방음용 리미터(313)가 적층되어, 영구자석(321)이 완전하강상태가 되어 영구자석(321)의 하면이 자력발생유닛(311)의 상면을 타격 시 소음을 방지하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전기입력신호는 기준치를 초과하는 전압을 갖는 전기입력신호가 정방향 및 역방향으로 순차 교번되는 신호로서, 극성이 상호 교번되는 전기에너지로 구성할 수도 있음은 물론이다. 이처럼 극성이 상호 교번되는 전기에너지로 구성할 경우에 영구자석(321)의 진동이 더욱 크게 발생할 수 있다.
그리고, 영구자석(321)의 관성진동에 대하여 설명하면, 도 8 에 도시된 바와 같이, 영구자석(321)이 자력발생유닛(311)의 상면에 부착(또는 근접)되도록 하강한 상태에서, 자력발생유닛(311)에 기준치 미만의 듀티(duty) 및 전압(voltage)을 갖는 전기입력신호 공급 시 자력발생유닛(311)으로부터 부분이격된 부분상승상태와 자력발생유닛(311)의 상면에 근접하는 부분하강상태를 반복함에 따라 관성진동을 발생하게 된다.
즉, 도 9 에 도시된 바와 같이, 제어부(200)로부터 기준치를 미만으로 하는 듀티 및 전압을 갖는 전기입력신호(a4)를 정방향으로 공급받게 되면, 자력발생유닛(311)의 상부가 S극이 되고 하부가 N극이 되며, 이에 따라 영구자석(321)은 자력발생유닛(311)과의 척력 및 탄성제공유닛(312)의 탄성복원력에 의해 자력발생유닛(311)으로부터 부분이격되어 상승한 부분상승상태가 된다. 상세하게는, 탄성제공유닛(312)과 영구자석(321)의 상면과의 거리가 “d1”이고, 영구자석(321)의 하면과 방음용 리미터(313)와의 거리가 “d2”가 된다.
이때, 자력발생유닛(311)은 기준치를 미만으로 하는 듀티 및 전압을 갖는 전기입력신호를 공급받으므로, 영구자석(321)과 발생하는 척력이 완전상승상태에 비해 작은 크기가 된다.
이처럼, 부분상승상태가 된 상태에 뒤이어, 도 10 에 도시된 바와 같이, 기준치를 미만으로 하는 듀티 및 전압을 갖는 전기입력신호(a5)를 역방향으로 공급하게 되면, 자력발생유닛(311)의 상부가 N극이 되고 하부가 S극이 되며, 이에 따라 영구자석(321)은 자력발생유닛(311)과의 인력에 의해 자력발생유닛(311)의 상면에 근접하는 부분하강상태가 된다. 상세하게는, 탄성제공유닛(312)과 영구자석(321)의 상면과의 거리가 “d1'”로서 “d1”보다 큰 상태이고, 영구자석(321)의 하면과 리미터(313)와의 거리가 “d2'”로서 “d2”보다 작은 상태가 된다.
이때, 자력발생유닛(311)은 기준치를 미만으로 하는 듀티 및 전압을 갖는 전기입력신호를 공급받으므로, 영구자석(321)과 발생하는 인력이 완전상승상태에 비해 작은 크기가 된다.
상술한 바와 같이, 영구자석(321)이 부분하강상태가 된 경우에는 탄성제공유닛(312)에 탄성력이 저장되어, 다음의 영구자석(321) 상승 시 탄성복원력을 제공하게 된다.
결론적으로, 도 9 및 도 10 에 도시된 바와 같이, 영구자석(321)이 부분상승상태가 된 경우에는 컨택터(322)의 단부가 접촉 감지부(100)를 타격하지 않는 상태이고, 영구자석(321)이 부분하강상태가 된 경우에는 영구자석(321)의 하면이 자력발생유닛(311)의 상면을 타격하지 않는 상태가 되며, 이에 따라 영구자석(321)의 자중에 의해 발생하는 관성진동이 발생하게 된다.
한편, 상기 전기에너지는 기준치를 미만으로 하는 전압을 갖는 전기입력신호가 정방향 및 역방향으로 순차 교번되는 신호로서, 극성이 상호 교번되는 전기에너 지로 구성할 수도 있음은 물론이다. 이처럼 극성이 상호 교번되는 전기에너지로 구성할 경우에 상기 영구자석(321)의 진동이 더욱 크게 발생할 수 있다.
본 실시예에서, 액츄에이터(300)를 보빈리스 솔레노이드코일 액츄에이터로 설정하겠으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아닌 바, AC모터, DC모터, 서보모터, Rotary type/Linear type 진동모터, 보이스 코일 모터(VCM), 솔레노이드 액츄에이터, 피에조 액츄에이터, 초음파 액츄에이터, 세라믹 액츄에이터, 전기활성폴리머 액츄에이터, 형상기억합금 액츄에이터(shape memory alloy) 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 다양하게 구성 가능하다.
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.
도 1 은 위치 인식만이 가능한 종래의 터치패널의 X, Y 전선을 보이는 일예시도.
도 2 는 본 발명에 따른 햅틱 피드백 장치에 관한 전체 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 사용자의 접촉 면적이 증가함에 따라 입력되는 포인트 개수가 증가됨을 보여주는 일예시도.
도 4 는 본 발명에 따른 액츄에이터에 관한 전체 구성도.
도 5 내지 도 7 은 본 발명에 따른 액츄에이터의 충격진동의 발생을 설명하기 위한 일예시도.
도 8 내지 도 10 은 본 발명에 따른 액츄에이터의 관성진동의 발생을 설명하기 위한 일예시도.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
100: 사용자 접촉부 200: 제어부
300: 액츄에이터 310: 운동변환수단
311: 자력발생유닛 312: 탄성제공유닛
313: 방음용 리미터 320: 왕복운동수단
321: 영구자석 322: 컨택터

Claims (8)

  1. 햅틱 피드백 장치에 있어서,
    사용자의 접촉을 감지하고, 액츄에이터로부터 전달받은 진동 또는 충격량을 포함하는 피드백 신호를 사용자에게 전달하는 사용자 접촉부;
    상기 사용자 접촉부를 통해 감지된 사용자의 접촉 면적에 따라, 입력된 포인트 개수를 감지하고, 감지된 입력 포인트의 개수를 바탕으로 액츄에이터로 인가하기 위한 전기입력신호를 생성하는 제어부; 및
    상기 제어부로부터 인가되는 전기입력신호를 바탕으로, 피드백 신호를 상기 사용자 접촉부로 전달하는 액츄에이터; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 피드백 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용자 접촉부는,
    터치 패널 또는 터치패드인 것을 특징으로 하는 햅틱 피드백 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    X축 및 Y축 전선 상에서 감지된 입력 포인트의 개수를 계산하여 소정 개수 이상인지 여부를 판단함으로써, 소정 개수 이상일 경우 충격진동을 발생시키기 위한 특정 주파수 및 강도를 갖는 전기입력신호를 생성하며, 소정 개수 이하일 경우 관성진동을 발생시키기 위한 특정 주파수 및 강도를 갖는 전기입력신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 햅틱 피드백 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 감지된 입력 포인트의 개수에 따라, 서로 다른 진동 또는 충격량을 발생시키도록 하는, 전기입력신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 햅틱 피드백 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기입력신호는, 감지된 입력 포인트 개수에 따라, 상기 액츄에이터에 인가되는 주파수 또는 강도(전압세기 또는 듀티(duty))를 달라지게 하는 것을 특징으로 하는 햅틱 피드백 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 액츄에이터는,
    상기 전기입력신호를 운동 에너지로 변환하는 운동변환수단; 및
    상기 운동변환수단으로부터 변환된 운동에너지를 전달받아 왕복 운동하는 왕복운동수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 피드백 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 운동변환수단은,
    상기 제어부로부터 전기입력신호를 인가받을 시, 자력을 발생하도록 자성체로 이루어진 자력발생유닛; 및
    상기 자력발생유닛의 상부에 이격되어 고정설치되며, 상하방향으로의 탄성력을 제공하는 탄성제공유닛; 을 포함하며,
    상기 왕복운동수단은,
    상기 탄성력제공유닛에 연결되되, 상기 자력발생유닛에 전기입력신호 미공급 시, 자체자력에 의해 상기 자력발생유닛의 상면에 부착 또는 근접되도록 하강함에 따라 상기 탄성력제공유닛이 탄성복원력을 보유하는 상태가 되며,
    상기 자력발생유닛에 기준치 초과의 전압세기 또는 듀티를 갖는 전기입력신호 공급 시, 상기 자력발생유닛으로부터 완전이격된 완전상승상태와 상기 자력발생유닛의 상면에 부딪히는 완전하강상태를 반복함에 따라 충격진동을 발생하고, 상기 자력발생유닛에 기준치 미만의 전압세기 및 듀티를 갖는 전기입력신호 공급 시, 상 기 자력발생유닛으로부터 부분이격된 부분상승상태와 상기 자력발생유닛의 상면에 근접하는 부분하강상태를 반복함에 따라 관성진동을 발생하는 영구자석; 및
    상기 영구자석의 일측에 고정되어, 상기 영구자석의 운동에 따라 함께 상승 또는 하강하는 컨택터; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 피드백 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 액츄에이터는,
    AC모터, DC모터, 서보모터, Rotary type/Linear type 진동모터, 보이스 코일 모터(VCM), 솔레노이드 액츄에이터, 피에조 액츄에이터, 초음파 액츄에이터, 세라믹 액츄에이터, 전기활성폴리머 액츄에이터, 형상기억합금 액츄에이터(shape memory alloy) 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 구성된 것을 특징으로 하는 햅틱 피드백 장치.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101181815B1 (ko) 2011-01-07 2012-09-12 한국과학기술원 충격량 제공 장치, 충격량 제공 시스템, 이를 이용한 충격량 제공방법, 및 그 기록매체
WO2013089352A1 (ko) * 2011-12-14 2013-06-20 (주)지란지교소프트 컴퓨팅 장치에서의 사용자 입력을 이용한 문제상황 해결 방법 및 그 방법을 실행하는 프로그램 기록매체
KR101817781B1 (ko) 2015-08-13 2018-01-11 재단법인대구경북과학기술원 통증 감지 장치 및 그 방법
US9927875B2 (en) 2014-10-15 2018-03-27 Hyundai Mobis Co., Ltd. Haptic feedback apparatus and method using vibration atmosphere compensation algorithm
KR20200112011A (ko) * 2019-03-20 2020-10-05 현대자동차주식회사 스티어링 휠, 이를 포함하는 차량 및 그 제어방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005275632A (ja) 2004-03-23 2005-10-06 Fujitsu Component Ltd 入力パネル及び入力装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005275632A (ja) 2004-03-23 2005-10-06 Fujitsu Component Ltd 入力パネル及び入力装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101181815B1 (ko) 2011-01-07 2012-09-12 한국과학기술원 충격량 제공 장치, 충격량 제공 시스템, 이를 이용한 충격량 제공방법, 및 그 기록매체
WO2013089352A1 (ko) * 2011-12-14 2013-06-20 (주)지란지교소프트 컴퓨팅 장치에서의 사용자 입력을 이용한 문제상황 해결 방법 및 그 방법을 실행하는 프로그램 기록매체
US9927875B2 (en) 2014-10-15 2018-03-27 Hyundai Mobis Co., Ltd. Haptic feedback apparatus and method using vibration atmosphere compensation algorithm
KR101817781B1 (ko) 2015-08-13 2018-01-11 재단법인대구경북과학기술원 통증 감지 장치 및 그 방법
US10001422B2 (en) 2015-08-13 2018-06-19 Daegu Gyeongbuk Institute fo Science and Technology Method and device for sensing pain
US10684180B2 (en) 2015-08-13 2020-06-16 Daegu Gyeongbuk Institute Of Science And Technology Method and device for sensing pain
KR20200112011A (ko) * 2019-03-20 2020-10-05 현대자동차주식회사 스티어링 휠, 이를 포함하는 차량 및 그 제어방법
KR102658175B1 (ko) * 2019-03-20 2024-04-18 현대자동차주식회사 스티어링 휠, 이를 포함하는 차량 및 그 제어방법

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