KR101184516B1

KR101184516B1 - 터치스크린 장치

Info

Publication number: KR101184516B1
Application number: KR1020100008521A
Authority: KR
Inventors: 송종형; 안승도; 한종우; 현해승; 이경노
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2012-09-19
Also published as: US20110187658A1; KR20110088825A; JP5259687B2; CN102141856A; JP2011159280A

Abstract

본 발명에 따른 터치스크린 장치(100a)는 터치스크린(110), 및 상기 터치스크린(110)을 상하방향이 포함된 2차원 또는 3차원으로 구동시키는 액추에이터(120a, 120b, 120c)를 포함하여 구성되고, 터치스크린의 수직인 상하방향으로 구동이 가능하여 사용자에게 클릭감, 다이얼링감, 표면질감과 같은 실제적인 터치감을 전달할 수 있는 장점이 있다.

Description

터치스크린 장치{Touch screen device}

본 발명은 터치스크린 장치에 관한 것이다.

최근 전자제품을 간편하게 사용하려는 사용자의 요구에 따라 전자제품을 터치하여 입력하는 터치스크린의 사용이 보편화되고 있다. 이러한 터치스크린 장치는 공간절약이 가능하고 조작성 향상과 간편성을 이룰 수 있고, 사양변경 간편하며 이용자 인식이 높다는 점 외에도 IT 기기와의 연동성이 용이하다는 많은 장점이 있다. 이와 같은 장점으로 인해, 산업, 교통, 서비스, 의료, 모바일 등 다양한 분야에서 폭넓게 이용되고 있다.

최근에는 사용자에 대한 신호전달효과를 향상시키기 위해, 촉각성(tactile) 피드백과 같은 햅틱 피드백(haptic feedback)을 제공하는 터치스크린 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 일반적으로, 이러한 햅틱 피드백은 회전자의 무게 중심을 일방향으로 편심되게 구성해 회전시 회전 불균형에 의해 진동이 발생하는 ERM(eccentric rotating mass) 모터 또는 전자기 모터에 의해 터치스크린에 진동을 발생시키고 이를 사용자에게 전달하는 방식으로 구현되고 있다.

한편, ERM(eccentric rotating mass) 모터 또는 전자기 모터 이외에도 압전 액추에이터(piezo actuator)를 이용할 수 있는데, 압전 액추에이터란 압전체의 압전현상을 이용하여 구동하는 액추에이터를 의미한다. 수정이나 로셀염 등의 결정에 압력을 가하면 전압이 발생하는데, 이를 압전 직접효과라 한다. 이와 반대로 전압을 인가하면 결정체가 변형을 일으키는 현상을 압전 역효과라 한다. 이러한 압전 역효과를 이용하여 압전액추에이터는 진동을 발생시킬 수 있고, 종래의 모터에 비해서 큰 토크, 작은 노이즈, 작은 구동 전력으로 작동시킬 수 있는 장점이 있다.

그러나, 종래기술에 따른 ERM(eccentric rotating mass) 모터, 전자기 모터 또는 압전 액추에이터(piezo actuator)를 이용한 진동 피드백은 터치스크린 패널의 평행한 평면상에서 1차원 또는 2차원으로 진동한다. 따라서, 사용자의 피부표면을 자극하여 전달할 수 있는 실제적인 터치감을 전달하는데 한계가 있다. 특히, 버튼을 눌렀을 때 느껴지는 진동이나 저항감을 주는 클릭(click)감, 물체를 밀어서 이동시킬 때 물체가 따라 움직이는 느낌을 주는 드래그(drag)감, 표면을 쓰다듬을 때 느끼게 되는 거칠기, 미세형상 등의 표면 질감을 주는 텍스처(texture)감 등을 구현하는데 한계가 있고, 이에 따라 사용자의 조작성이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 클릭감, 드래그감 또는 텍스처감 등의 터치감을 향상시켜 사용자의 조작성을 높일 수 있는 터치스크린 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 터치스크린 장치는 터치스크린, 상기 터치스크린을 상하방향(Z방향)으로 구동시키는 제1 액추에이터, 및 상기 터치스크린을 좌우방향(X방향)으로 구동시키는 X축 액추에이터 또는 상기 터치스크린을 전후방향(Y방향)으로 구동시키는 Y축 액추에이터 중에서 선택된 하나의 제2 액추에이터를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 제1 액추에이터는, 상기 터치스크린을 하방향으로 구동시켜 상기 터치스크린과 입력수단을 분리시키는 과정과, 상기 터치스크린을 상방향으로 구동시켜 상기 터치스크린과 상기 입력수단을 접촉시키는 과정을 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 액추에이터는, 상기 터치스크린과 상기 입력수단 사이의 접촉 시간과 분리 시간의 비율을 조절함으로써 상기 터치스크린과 상기 입력수단 사이의 마찰력을 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 액추에이터가 상기 터치스크린을 상향향으로 구동시킬 때와 상기 제1 액추에이터가 상기 터치스크린을 하방향으로 구동시킬 때의 진동수, 진폭, 또는 진동수와 진폭은 상이한 것을 특징으로 할 수도 있다.

또한, 상기 제1 액추에이터가 상기 터치스크린을 상방향으로 구동시킬 때 상기 X축 액추에이터는 상기 터치스크린을 좌우방향(X방향) 중 일방향으로 구동시키고, 상기 제1 액추에이터가 상기 터치스크린을 하방향으로 구동시킬 때 상기 X축 액추에이터는 상기 터치스크린을 좌우방향(X방향) 중 타방향으로 구동시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 액추에이터가 상기 터치스크린을 상방향으로 구동시킬 때 상기 Y축 액추에이터는 상기 터치스크린을 전후방향(Y방향) 중 일방향으로 구동시키고, 상기 제1 액추에이터가 상기 터치스크린을 하방향으로 구동시킬 때 상기 Y축 액추에이터는 상기 터치스크린을 전후방향(Y방향) 중 타방향으로 구동시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 액추에이터는 상기 터치스크린의 하면에 구비되고, 상기 X축 액추에이터는 상기 터치스크린의 좌측, 우측, 좌우측 측면 또는 하면에 구비되며, 상기 Y축 액추에이터는 상기 터치스크린의 전방, 후방, 전후방 측면 또는 하면에 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 액추에이터에 인가되는 제1 구동신호는 상기 제2 액추에이터에 인가되는 제2 구동신호와 위상, 진폭, 또는 위상과 진폭이 상이한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 터치스크린은 상기 제1 구동신호와 상기 제2 구동신호 사이의 위상차에 따라 사선, 원 또는 타원 형상으로 구동하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 터치스크린 장치는 터치스크린, 상기 터치스크린을 상하방향(Z방향)으로 구동시키는 제1 액추에이터, 상기 터치스크린을 좌우방향(X방향)으로 구동시키는 제2 액추에이터 및 상기 터치스크린을 전후방향(Y방향)으로 구동시키는 제3 액추에이터를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 제1 액추에이터가 상기 터치스크린을 상방향으로 구동시킬 때 상기 제2 액추에이터는 상기 터치스크린을 좌우방향(X방향) 중 일방향으로 구동시키고, 상기 제1 액추에이터가 상기 터치스크린을 하방향으로 구동시킬 때 상기 제2 액추에이터는 상기 터치스크린을 좌우방향(X방향) 중 타방향으로 구동시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 액추에이터가 상기 터치스크린을 상방향으로 구동시킬 때 상기 제3 액추에이터는 상기 터치스크린을 전후방향(Y방향) 중 일방향으로 구동시키고, 상기 제1 액추에이터가 상기 터치스크린을 하방향으로 구동시킬 때 상기 제3 액추에이터는 상기 터치스크린을 전후방향(Y방향) 중 타방향으로 구동시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 액추에이터는 상기 터치스크린의 하면에 구비되고, 상기 제2 액추에이터는 상기 터치스크린의 좌측, 우측, 좌우측 측면 또는 하면에 구비되며, 상기 제3 액추에이터는 상기 터치스크린의 전방, 후방, 전후방 측면 또는 하면에 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 액추에이터에 인가되는 제1 구동신호는 상기 제2 액추에이터에 인가되는 제2 구동신호 또는 제3 액추에이터에 인가되는 제3 구동신호와 위상, 진폭, 또는 위상과 진폭이 상이한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 터치스크린은 상기 제1 구동신호와 상기 제2 구동신호 사이 또는 상기 제1 구동신호와 상기 제3 구동신호 사이의 위상차에 따라 사선, 원 또는 타원 형상으로 구동하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따르면, 터치스크린을 상하방향이 포함된 2차원 또는 3차원으로 구동시킴으로써, 터치감을 향상시켜 사용자의 조작성을 높일 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따르면, 터치스크린에 X축, Y축, Z축 방향으로 진동을 발생시키는 액추에이터에 인가되는 구동신호의 진폭, 위상 등을 조정함으로써 터치스크린을 다양한 형상으로 구동시킬 수 있게 되며, 특히 터치스크린의 수직인 상하방향으로 구동이 가능하여 사용자에게 클릭감, 다이얼링감, 표면질감과 같은 실제적인 터치감을 전달할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 터치스크린 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 터치스크린 장치의 터치감 발생원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 터치스크린 장치의 드래그감 발생원리 응용예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 터치스크린 장치의 텍스처감 발생원리 응용예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 액추에이터에 인가되는 구동신호의 파형을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 터치스크린 장치의 개략적인 사시도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 터치스크린 장치의 개략적인 사시도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 터치스크린 장치(100a)에 대해 설명하기로 한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 터치스크린 장치(100a)는 터치스크린(110), 및 상기 터치스크린(110)을 상하방향이 포함된 2차원으로 구동시키는 액추에이터(120a, 120b)를 포함하여 구성된다.

터치스크린(110)은 화상표시부에 표시되는 화상을 보면서 터치패널을 압박조작하여 사용자의 요구를 입력하고 디스플레이하기 위한 수단으로서, 화상표시부와 터치패널을 포함하여 구성된다. 여기서, 터치패널은 투명성 및 가요성을 가짐으로써 화상표시부에 표시되는 화상을 보면서 압박 조작하는 입력신호면의 기능을 수행하는 것으로, 예를 들어 지지기능을 수행하는 베이스 필름층에, 전극막이 형성된 ITO 필름층(Indium Tin Oxide film)과 터치면의 기능을 수행하는 외부필름층이 적층된 구조를 갖는다.

액추에이터(120a, 120b)는 진동을 발생시켜 터치스크린(110)에 진동을 인가하기 위한 것으로서, 터치감이 향상될 수 있도록 터치스크린(110)을 상하방향이 포함된 2차원 구동시키는 구동력을 생성하는 것을 특징으로 한다. 즉, 본 실시예에서는 터치스크린(110)를 일방향으로 진동시키는 1차원적인 진동피드백이 아니라, 터치스크린(110)을 상하방향이 포함된 2차원적인 진동피드백을 생성함으로써, 사용자에게 향상된 터치감을 제공하게 된다.

여기서, 액추에이터(120a, 120b)는 상하방향이 포함된 2차원 구동력을 생성하기 위해, Z 방향으로 터치스크린(110)을 구동시키는 제1 액추에이터(120a)와 X, Y 방향 중에서 선택된 한방향으로 터치스크린(110)을 구동시키는 제2 액추에이터(120b)로 구성된다.

즉, 제1 액추에이터(120a)는 상하방향(Z방향)으로 구동시키는 구동력을 인가하는 Z축 액추에이터이고, 제2 액추에이터(120b)는 터치스크린(110)을 좌우방향(X방향)으로 구동시키는 구동력을 인가하는 X축 액추에이터 또는 전후방향(Y방향)으로 구동시키는 구동력을 인가하는 Y축 액추에이터 중에서 선택된 하나의 액추에이터이다. 이때, X축 액추에이터는 터치스크린(110)의 좌측, 우측, 좌우측 측면 또는 하면에 구비되어 터치스크린(110)에 대해 X축 방향으로 진동을 인가하고, Y축 액추에이터는 터치스크린(110)의 전방, 후방, 전후방 측면 또는 하면에 구비되어 Y축 방향으로 진동을 인가하며, Z축 액추에이터는 터치스크린(110)의 하면에 구비되어 Z축 방향으로 진동을 인가한다.

도 1의 (a)에는 Z축 액추에이터로 구성된 제1 액추에이터(120a)와 X축 액추에이터로 구성된 제2 액추에이터(120b)를 구비하는 터치스크린 장치가 도시되어 있다. 이 경우에는, 제1 액추에이터(120a)와 제2 액추에이터(120b)에서 발생하는 진동력은 터치스크린(110)에 X, Z방향으로 2차원 구동력을 인가하게 되며, 터치스크린(110)은 XZ 평면상에서 T2와 같은 구동방향(예를 들어, 사선, 원 또는 타원형상의 구동방향)으로 구동하게 된다.

도 1의 (b)에는 Z축 액추에이터로 구성된 제1 액추에이터(120a)와 Y축 액추에이터로 구성된 제2 액추에이터(120b)를 구비하는 터치스크린 장치가 도시되어 있다. 이 경우에는, 제1 액추에이터(120a)와 제2 액추에이터(120b)에서 발생하는 진동력은 터치스크린(110)에 Y, Z방향으로 2차원 구동력을 인가하게 되며, 터치스크린(110)은 YZ 평면상에서 T3와 같은 구동방향(예를 들어, 사선, 원 또는 타원형상의 구동방향)으로 구동하게 된다.

따라서, 본 실시예에 따른 터치스크린 장치(100a)는 터치스크린을 상하방향으로 구동시킴으로써 사용자에게 클릭감, 다이얼링감, 표면질감과 같은 실제적인 터치감을 전달할 수 있는 장점이 있고, 이에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.

한편, 액추에이터(120a, 120b)로는 외부 전원에 의해 길이방향으로 수축 또는 팽창함으로써 진동감을 인가하는 압전(또는 폴리머) 액추에이터 또는 리니어 진동모터가 사용될 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 터치스크린 장치의 터치감 발생원리를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 1에 도시된 터치스크린 장치의 드래그감 발생원리 응용예를 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 도 1에 도시된 터치스크린 장치의 텍스처감 발생원리 응용예를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 터치스크린이 2차원으로 구동하는 경우 터치감이 향상되는 원리에 대해 설명하기로 한다. 한편, 도 2에는 도 1의 (a)에 도시된 XZ 평면내에서 2차원 구동하는 상태를 예시적으로 도시한 것으로 YZ 평면내에서도 동일한 원리로 구동할 수 있음은 물론이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 사용자가 터치스크린(110)을 입력수단(사용자의 손가락등)으로 터치하는 경우, XZ 평면상에서 T2와 같은 구동방향으로 타원구동하는 터치스크린(110)은 사용자의 손가락과 함께 진동하게 된다. 더욱 구체적으로 살펴보면, 제1 액추에이터(120a)가 터치스크린(110)을 상방향으로 구동시킬 때 X축 엑츄에어터(120b)는 터치스크린(110)을 좌우방향(X 방향) 중 일방향으로 구동시키고, 제1 액추에이터(120a)가 터치스크린(110)을 하방향으로 구동시킬 때 X축 엑츄에어터(120b)는 터치스크린(110)을 좌우방향(X 방향) 중 타방향(일방향과 반대방향)으로 구동시킨다. 이때, 입력수단(사용자의 손가락 등)은 터치스크린(110)이 이동하는 느낌을 받게 되기 때문에, 우수한 터치감을 전달할 수 있게 된다.

또한, 전술한 과정에 있어서, 제1 액추에이터(120a)가 터치스크린(110)을 하방향으로 구동시킬 때는 터치스크린(110)과 입력수단이 분리되고, 제1 액추에이터(120a)가 터치스크린(110)을 상방향으로 구동시킬 때는 터치스크린(110)과 입력수단이 접촉되는 과정을 반복하면, 사용자는 입력수단을 통해서 터치스크린(110)이 좌우방향(X 방향) 중 일방향을 따라 실제로 이동하는 느낌을 받는다. 따라서, 사용자가 입력수단을 터치스크린(110) 상에서 일방향으로 이동시키면 터치스크린 장치(100a)가 이를 인식하여 터치스크린(110)을 전술한 방식으로 구동시킴으로써 사용자는 드래그(drag)감(물체를 밀어서 이동시킬 때 물체가 따라 움직이는 느낌)을 느낄 수 있다.

예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 터치스크린(110)에서 아이콘(Icon)을 이동시킬 때 사용자는 아이콘이 이동하는 방향으로 패널이 이동하는 느낌을 입력수단을 통해서 전달받게되고, 이는 결국 아이콘을 끌고 가는 느낌으로 인지된다.

또한, 제1 액추에이터(120a)는 터치스크린(110)을 하방향으로 구동시켜 터치스크린(110)과 입력수단을 분리시키는 과정과, 터치스크린(110)을 상향으로 구동시켜 터치스크린(110)과 입력수단을 접촉시키는 과정을 반복적으로 수행하면서 접촉 시간과 분리 시간을 제어함으로써 사용자가 미세형상 등의 표면 질감을 주는 텍스처(texture)감을 느낄 수 있다.

이하, 텍스처감을 구현하는 과정을 더욱 상세히 살펴보도록 한다.

마찰력 F=μ?N?T(μ: 마찰계수, N: 수직항력, T: 접촉 시간/(접촉 시간+분리 시간))의 공식을 고려해 볼때 T는 터치스크린(110)과 입력수단 사이의 접촉 시간과 분리 시간의 영향을 받는 변수이므로 접촉 시간과 분리 시간의 비율을 조절하여 터치스크린(110)과 입력수단 사이의 마찰력을 제어할 수 있다. 이러한 방식으로 터치스크린(110) 상에서 입력수단의 위치에 따라 다른 마찰력을 제공할 수 있고, 이를 통해서 사용자는 텍스처감을 느낄수 있다.

예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 입력수단이 터치스크린(110)을 따라 이동할 때 아이콘 상에서는 입력수단과 터치스크린(110) 사이의 분리 시간 비율을 높여 마찰력을 낮추고, 아이콘의 경계면에서는 입력수단과 터치스크린(110) 사이의 접촉 시간 비율을 높여 마찰력을 높임으로써 마찰력의 차이를 통해서 사용자는 텍스처감을 느낄 수 있다.

한편, 제1 액추에이터(120a)가 터치스크린(110)을 상하방향으로 구동시킬 때 터치스크린(110)과 입력수단은 항상 접촉과 분리를 반복해야하는 것은 아니고, 필요에 따라서는 터치스크린(110)이 하방향으로 구동하면서도 입력수단과 접촉을 유지하며 터치감을 구현할 수 있다.

예를 들어, 제1 액추에이터(120a)가 터치스크린(110)을 상방향으로 구동시킬 때와 제1 액추에이터(120a)가 터치스크린(110)을 하방향으로 구동시킬 때의 진동수, 진폭 또는 진동수와 진폭을 상이하게 함으로써 버튼을 눌렀을 때 느껴지는 진동이나 저항감을 주는 클릭(click)감을 구현할 수 있다.

도 5는 도 1에 도시된 액추에이터에 인가되는 구동신호의 파형을 나타내는 도면이다. 이하, 이를 참조하여 액추에이터에 인가되는 구동신호의 파형에 따른 터치스크린의 구동방향에 대해 설명하기로 한다.

도 5에 도시한 바와 같이, 제1 액추에이터(120a)에 인가되는 제1 구동신호(Sa)는 제2 액추에이터(120b)에 인가되는 제2 구동신호(Sb)와 위상, 진폭이 동일하거나 차이를 가질 수 있다. 예를 들어, 동일한 위상 및 동일한 진폭(A1)을 갖는 정현파형 구동신호(도 5의 (a) 참조), 진폭(A1≠A2)이 상이한 구동신호(도 5의 (b) 참조), 또는 위상(Φ1, Φ2)이 상이한 구동신호(도 5의 (c), (d) 참조)를 인가받을 수 있다. 물론, 도시하지는 않았으나, 위상과 진폭이 모두 상이한 구동신호를 인가받을 수 있다.

이와 같이, 구동신호(Sa, Sb)의 진폭과 위상을 조절함으로써, 터치스크린(110)은 다양한 구동방향으로 구동하게 된다. 예를 들어, 제1 구동신호(Sa)와 제2 구동신호(Sb)의 위상이 동일한 경우에는(도 5의 (a), (b) 참조), 터치스크린(110)은 사선방향으로 구동하게 되고, 제1 구동신호(Sa)와 제2 구동신호(Sb)가 π/4의 위상(Φ1) 차이를 갖는 경우에는(도 5의 (c)참조), 터치스크린(110)은 원 형상으로 구동하게 되며, 제1 구동신호(Sa)와 제2 구동신호(Sb)가 π/2의 위상(Φ2) 차이를 갖는 경우에는(도 5의 (d)참조), 터치스크린(110)은 타원 형상으로 구동하게 된다.

도 6는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 터치스크린 장치의 개략적인 사시도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 터치스크린 장치(100b)에 대해 설명하기로 한다.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 터치스크린 장치(100b)는 터치스크린(110), 및 상기 터치스크린(110)을 3차원 구동시키는 구동력을 인가하는 액추에이터(120a, 120b, 120c)를 포함하여 구성된다.

여기서, 액추에이터(120a, 120b, 120c)는 3차원 구동력을 생성하기 위해, Z, X, Y 방향 진동을 인가하는 3개의 액추에이터를 포함하여 구성된다. 구체적으로, 액추에이터(120a, 120b, 120c)는 터치스크린을 상하방향(Z방향)으로 구동시키는 구동력을 인가하는 Z축 액추에이터(제1 액추에이터(120a)), 터치스크린(110)을 좌우방향(X방향)으로 구동시키는 구동력을 인가하는 X축 액추에이터(제2 액추에이터(120b)), 터치스크린(110)을 전후방향(Y방향)으로 구동시키는 구동력을 인가하는 Y축 액추에이터(제3 액추에이터(120c))를 포함하여 구성된다.

이때, 제1 내지 제3 액추에이터(120a, 120b, 120c)에서 발생하는 진동력은 터치스크린(110)에 Z, Y, X방향으로 3차원 구동력을 인가하게 되며, 터치스크린(110)은 XYZ 평면상에서 T4과 같은 구동방향(예를 들어, 원 또는 타원형상의 구동방향)으로 구동하게 된다.

한편, 도시하지는 않았으나, 제1 내지 제3 액추에이터(120a, 120b, 120c)는 위상, 진폭, 또는 위상과 진폭의 차이를 갖는 구동신호를 인가받을 수 있으며, 이에 따라 터치스크린(110)은 다양한 구동방향(T4)으로 구동하게 된다. 뿐만아니라, 전술한 제1 실시예에 따른 터치스크린 장치(100a)과 동일한 구동과정을 통해서 클릭(click)감, 드래그(drag)감 또는 텍스처(texture)감 등의 터치감을 구현할 수 있음은 물론이다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 터치스크린 장치는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

100a, 100b : 터치스크린 장치
120a : 제1 액추에이터 120b : 제2 액추에이터
120c : 제3 액추에이터 T1, T2, T3, T4 : 구동방향
Sa : 제1 구동신호 Sb : 제2 구동신호

Claims

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터치스크린;
상기 터치스크린을 상하방향(Z방향)으로 구동시키는 제1 액추에이터; 및
상기 터치스크린을 좌우방향(X방향)으로 구동시키는 X축 액추에이터 또는 상기 터치스크린을 전후방향(Y방향)으로 구동시키는 Y축 액추에이터 중에서 선택된 하나의 제2 액추에이터;
를 포함하고,
상기 제1 액추에이터는,
상기 터치스크린을 하방향으로 구동시켜 상기 터치스크린과 입력수단을 분리시키는 과정과, 상기 터치스크린을 상방향으로 구동시켜 상기 터치스크린과 상기 입력수단을 접촉시키는 과정을 반복적으로 수행하며,
상기 제1 액추에이터는,
상기 터치스크린과 상기 입력수단 사이의 접촉 시간과 분리 시간의 비율을 조절함으로써 상기 터치스크린과 상기 입력수단 사이의 마찰력을 제어하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
터치스크린;
상기 터치스크린을 상하방향(Z방향)으로 구동시키는 제1 액추에이터; 및
상기 터치스크린을 좌우방향(X방향)으로 구동시키는 X축 액추에이터 또는 상기 터치스크린을 전후방향(Y방향)으로 구동시키는 Y축 액추에이터 중에서 선택된 하나의 제2 액추에이터;
를 포함하고,
상기 제1 액추에이터가 상기 터치스크린을 상향향으로 구동시킬 때와 상기 제1 액추에이터가 상기 터치스크린을 하방향으로 구동시킬 때의 진동수, 진폭, 또는 진동수와 진폭은 상이한 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
터치스크린;
상기 터치스크린을 상하방향(Z방향)으로 구동시키는 제1 액추에이터; 및
상기 터치스크린을 좌우방향(X방향)으로 구동시키는 X축 액추에이터 또는 상기 터치스크린을 전후방향(Y방향)으로 구동시키는 Y축 액추에이터 중에서 선택된 하나의 제2 액추에이터;
를 포함하고,
상기 제1 액추에이터가 상기 터치스크린을 상방향으로 구동시킬 때 상기 X축 액추에이터는 상기 터치스크린을 좌우방향(X방향) 중 일방향으로 구동시키고,
상기 제1 액추에이터가 상기 터치스크린을 하방향으로 구동시킬 때 상기 X축 액추에이터는 상기 터치스크린을 좌우방향(X방향) 중 타방향으로 구동시키는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
터치스크린;
상기 터치스크린을 상하방향(Z방향)으로 구동시키는 제1 액추에이터; 및
상기 터치스크린을 좌우방향(X방향)으로 구동시키는 X축 액추에이터 또는 상기 터치스크린을 전후방향(Y방향)으로 구동시키는 Y축 액추에이터 중에서 선택된 하나의 제2 액추에이터;
를 포함하고,
상기 제1 액추에이터가 상기 터치스크린을 상방향으로 구동시킬 때 상기 Y축 액추에이터는 상기 터치스크린을 전후방향(Y방향) 중 일방향으로 구동시키고,
상기 제1 액추에이터가 상기 터치스크린을 하방향으로 구동시킬 때 상기 Y축 액추에이터는 상기 터치스크린을 전후방향(Y방향) 중 타방향으로 구동시키는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
삭제
터치스크린;
상기 터치스크린을 상하방향(Z방향)으로 구동시키는 제1 액추에이터; 및
상기 터치스크린을 좌우방향(X방향)으로 구동시키는 X축 액추에이터 또는 상기 터치스크린을 전후방향(Y방향)으로 구동시키는 Y축 액추에이터 중에서 선택된 하나의 제2 액추에이터;
를 포함하고,
상기 제1 액추에이터에 인가되는 제1 구동신호는 상기 제2 액추에이터에 인가되는 제2 구동신호와 위상, 진폭, 또는 위상과 진폭이 상이한 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 터치스크린은 상기 제1 구동신호와 상기 제2 구동신호 사이의 위상차에 따라 사선, 원 또는 타원 형상으로 구동하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
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터치스크린;
상기 터치스크린을 상하방향(Z방향)으로 구동시키는 제1 액추에이터;
상기 터치스크린을 좌우방향(X방향)으로 구동시키는 제2 액추에이터; 및
상기 터치스크린을 전후방향(Y방향)으로 구동시키는 제3 액추에이터;
를 포함하고,
상기 제1 액추에이터는,
상기 터치스크린을 하방향으로 구동시켜 상기 터치스크린과 입력수단을 분리시키는 과정과, 상기 터치스크린을 상방향으로 구동시켜 상기 터치스크린과 상기 입력수단을 접촉시키는 과정을 반복적으로 수행하며,
상기 제1 액추에이터는,
상기 터치스크린과 상기 입력수단 사이의 접촉 시간과 분리 시간의 비율을 조절함으로써 상기 터치스크린과 상기 입력수단 사이의 마찰력을 제어하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
터치스크린;
상기 터치스크린을 상하방향(Z방향)으로 구동시키는 제1 액추에이터;
상기 터치스크린을 좌우방향(X방향)으로 구동시키는 제2 액추에이터; 및
상기 터치스크린을 전후방향(Y방향)으로 구동시키는 제3 액추에이터;
를 포함하고,
상기 제1 액추에이터가 상기 터치스크린을 상향향으로 구동시킬 때와 상기 제1 액추에이터가 상기 터치스크린을 하방향으로 구동시킬 때의 진동수, 진폭, 또는 진동수와 진폭은 상이한 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
터치스크린;
상기 터치스크린을 상하방향(Z방향)으로 구동시키는 제1 액추에이터;
상기 터치스크린을 좌우방향(X방향)으로 구동시키는 제2 액추에이터; 및
상기 터치스크린을 전후방향(Y방향)으로 구동시키는 제3 액추에이터;
를 포함하고,
상기 제1 액추에이터가 상기 터치스크린을 상방향으로 구동시킬 때 상기 제2 액추에이터는 상기 터치스크린을 좌우방향(X방향) 중 일방향으로 구동시키고,
상기 제1 액추에이터가 상기 터치스크린을 하방향으로 구동시킬 때 상기 제2 액추에이터는 상기 터치스크린을 좌우방향(X방향) 중 타방향으로 구동시키는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
터치스크린;
상기 터치스크린을 상하방향(Z방향)으로 구동시키는 제1 액추에이터;
상기 터치스크린을 좌우방향(X방향)으로 구동시키는 제2 액추에이터; 및
상기 터치스크린을 전후방향(Y방향)으로 구동시키는 제3 액추에이터;
를 포함하고,
상기 제1 액추에이터가 상기 터치스크린을 상방향으로 구동시킬 때 상기 제3 액추에이터는 상기 터치스크린을 전후방향(Y방향) 중 일방향으로 구동시키고,
상기 제1 액추에이터가 상기 터치스크린을 하방향으로 구동시킬 때 상기 제3 액추에이터는 상기 터치스크린을 전후방향(Y방향) 중 타방향으로 구동시키는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
삭제
터치스크린;
상기 터치스크린을 상하방향(Z방향)으로 구동시키는 제1 액추에이터;
상기 터치스크린을 좌우방향(X방향)으로 구동시키는 제2 액추에이터; 및
상기 터치스크린을 전후방향(Y방향)으로 구동시키는 제3 액추에이터;
를 포함하고,
상기 제1 액추에이터에 인가되는 제1 구동신호는 상기 제2 액추에이터에 인가되는 제2 구동신호 또는 제3 액추에이터에 인가되는 제3 구동신호와 위상, 진폭, 또는 위상과 진폭이 상이한 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
청구항 17에 있어서,
상기 터치스크린은 상기 제1 구동신호와 상기 제2 구동신호 사이 또는 상기 제1 구동신호와 상기 제3 구동신호 사이의 위상차에 따라 사선, 원 또는 타원 형상으로 구동하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
청구항 3 내지 청구항 6 및 청구항 8 내지 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 액추에이터는 상기 터치스크린의 하면에 구비되고,
상기 X축 액추에이터는 상기 터치스크린의 좌측, 우측, 좌우측 측면 또는 하면에 구비되며,
상기 Y축 액추에이터는 상기 터치스크린의 전방, 후방, 전후방 측면 또는 하면에 구비되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
청구항 12 내지 청구항 15 및 청구항 17 내지 청구항 18 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 액추에이터는 상기 터치스크린의 하면에 구비되고,
상기 제2 액추에이터는 상기 터치스크린의 좌측, 우측, 좌우측 측면 또는 하면에 구비되며,
상기 제3 액추에이터는 상기 터치스크린의 전방, 후방, 전후방 측면 또는 하면에 구비되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.