KR101376194B1 - Apparatus and method for providing touch and sight sensation information - Google Patents

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Abstract

본 발명의 시촉각 정보 제공 장치는, 디스플레이 화면의 물리적 외형 변화를 통해 촉각 정보를 제공하는 디스플레이부; 및 상기 촉각 정보를 제공하기 위한 구동 신호를 발생시키는 촉각 소자 구동부를 포함하고, 상기 디스플레이부는 사용자 터치에 따른 사용자 입력 신호를 발생하는 터치 센서층; 및 시각 정보를 제공하는 시각 디스플레이층을 포함하며, 상기 터치 센서층과 상기 시각 디스플레이층 중 촉각 소자의 상부에 위치한 적어도 하나는 상기 촉각 소자의 동작에 따른 촉각 정보를 제공할 수 있도록 유연한 구조를 갖는다.An apparatus for providing tactile sensation information may include: a display unit configured to provide tactile information through a physical appearance change of a display screen; And a tactile device driver configured to generate a drive signal for providing the tactile information, wherein the display unit comprises: a touch sensor layer configured to generate a user input signal according to a user touch; And a visual display layer for providing visual information, wherein at least one of the touch sensor layer and the visual display layer has a flexible structure to provide tactile information according to an operation of the tactile device. .

Figure R1020100065497
Figure R1020100065497

Description

시촉각 정보 제공 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PROVIDING TOUCH AND SIGHT SENSATION INFORMATION}Apparatus and method for providing tactile angle information {APPARATUS AND METHOD FOR PROVIDING TOUCH AND SIGHT SENSATION INFORMATION}

본 발명은 정보 제공 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디스플레이 화면을 통해 시촉각 정보를 제공하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an information providing apparatus and method, and more particularly, to an apparatus and method for providing tactile sense information through a display screen.

정보 제공 장치(일 예로, 휴대용 단말기 등)의 사용이 대중화됨과 동시에 정보 제공 장치의 고성능화가 이루어지면서 사용자 입력 정보를 처리하는 여러 다양한 방법들이 제안되고 있다. 이는 정보 제공 장치에 구현된 폰 북, 단문 메시지 작성, 전자 수첩 기능들을 사용자가 보다 용이하게 사용할 수 있도록 하기 위한 방법이다. 그러한 방법들 중 하나가 터치 스크린(또는 터치 패널)을 이용한 입력 방법이다. 터치 스크린 방식은 사용자 인터페이스의 편리성 때문에 개인 정보 단말기(PDA), 휴대폰이 복합된 스마트 폰, 인터넷 폰 등에서 폰 북, 스케줄러, 단문 메시지, 개인 정보 관리, 인터넷 접속, 전자 사전 등의 기능을 수행할 때 많이 사용되고 있다. 현재 터치 스크린을 이용하는 휴대용 단말기에서는 접촉식 정전 용량(Capacitive) 방식 또는 저항막(Resistive) 방식을 가장 많이 사용하고 있다.As the use of information providing apparatuses (eg, portable terminals, etc.) has become popular, various methods for processing user input information have been proposed as high performance of information providing apparatuses is achieved. This is a method for allowing a user to use the phone book, short message writing, and electronic notebook functions implemented in the information providing device more easily. One such method is an input method using a touch screen (or touch panel). Due to the convenience of the user interface, the touch screen can perform functions such as phone book, scheduler, short message, personal information management, Internet access, electronic dictionary, etc. in personal digital assistant (PDA), smart phone with mobile phone, and internet phone. When used a lot. Currently, a portable terminal using a touch screen uses a capacitive method or a resistive method.

터치 스크린은 새로운 방식의 사용자 인터페이스 장치를 제공하고, 스타일러스 펜 또는 손가락이 눌러진 위치에 전압 또는 전류 신호를 발생함으로써 사용자가 지정하는 명령 또는 그래픽 정보를 입력하게 된다. 상기 터치 스크린 방식은 패턴 인식(Pattern Recognition) 기술과 이를 지원하는 소프트웨어의 개발에 따라 제안된 문자 인식 기능을 통해 구현될 수 있으며, 사용자가 원하는 정보를 펜이나 손과 같이 자연적으로 사용되는 입력 수단을 통해 편리하게 입력할 수 있어 그 사용이 증가되고 있다.The touch screen provides a new type of user interface device and generates a voltage or current signal at the position where the stylus pen or finger is pressed to input a user specified command or graphic information. The touch screen method may be implemented through the proposed character recognition function according to the development of pattern recognition technology and software supporting the same, and an input means naturally used by a user such as a pen or a hand may be used. It is convenient to input through the use is increasing.

특히, 터치 스크린은 사용자가 스크린을 보면서 원하는 작업을 직접 수행할 수 있고, 누구나 쉽게 조작할 수 있기 때문에 GUI(Graphical User Interface) 환경하에서 가장 이상적인 입력 방법으로 평가받고 있다.In particular, the touch screen is evaluated as the most ideal input method under the GUI (Graphical User Interface) environment because the user can directly perform a desired task while viewing the screen, and anyone can easily operate the touch screen.

다수의 기계적 키 버튼들(key buttons)을 구비한 통상의 키패드와 달리 터치 스크린은 소프트 버튼들(soft buttons)을 제공하기 때문에 클릭감을 사용자에게 제공할 수 없었다. 이와 같이 터치 스크린에서는 디스플레이 화면이 완전 평면이기 때문에 사용자가 키 버튼의 선택 시에 키 버튼들로부터의 클릭감 즉, 촉각을 소프트 버튼으로부터 감지할 수 없다는 문제점이 있었다.
Unlike conventional keypads with a large number of mechanical key buttons, the touch screen provides soft buttons and could not provide a user with a feeling of click. As described above, in the touch screen, since the display screen is completely flat, there is a problem in that the user cannot sense the click feeling from the key buttons, that is, the tactile sense, from the soft button when the key button is selected.

본 발명의 목적은 디스플레이 화면을 통해 시각 정보와 촉각 정보를 융합하여 제공할 수 있는 시촉각 정보 제공 장치 및 방법에 관한 것이다.An object of the present invention relates to an apparatus and method for providing tactile information which can provide visual information and tactile information through a display screen.

본 발명의 다른 목적은 키 버튼의 선택 시에 제공되는 촉각 정보를 제공할 수 있는 촉각 정보 제공 장치 및 방법에 관한 것이다.
Another object of the present invention is to provide a tactile information providing apparatus and method capable of providing tactile information provided upon selection of a key button.

본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는, 디스플레이 화면의 물리적 외형 변화를 통해 촉각 정보를 제공하는 디스플레이부; 및 상기 촉각 정보를 제공하기 위한 구동 신호를 발생시키는 촉각 소자 구동부를 포함하고, 상기 디스플레이부는 사용자 터치에 따른 사용자 입력 신호를 발생하는 터치 센서층; 및 시각 정보를 제공하는 시각 디스플레이층을 포함하며, 상기 터치 센서층과 상기 시각 디스플레이층 중 촉각 소자의 상부에 위치한 적어도 하나는 상기 촉각 소자의 동작에 따른 촉각 정보를 제공할 수 있도록 유연한 구조를 갖는다.An apparatus according to an embodiment of the present invention, the display unit for providing tactile information through the physical appearance change of the display screen; And a tactile device driver configured to generate a drive signal for providing the tactile information, wherein the display unit comprises: a touch sensor layer configured to generate a user input signal according to a user touch; And a visual display layer for providing visual information, wherein at least one of the touch sensor layer and the visual display layer has a flexible structure to provide tactile information according to an operation of the tactile device. .

또한, 본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 디스플레이부는 상기 구동 신호에 응답하여 동작하는 촉각 소자 배열을 포함하고, 상기 촉각 소자 배열은 상기 촉각 정보를 제공하기 위한 적어도 하나의 상기 촉각 소자를 포함한다.In addition, according to an embodiment of the present disclosure, the display unit may include a tactile element array that operates in response to the driving signal, and the tactile element array includes at least one tactile element for providing the tactile information.

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또한, 본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 시각 디스플레이층을 통해 디스플레이된 시각 정보에 대응되는 촉각 소자 구동을 위해 상기 촉각 소자 구동부를 제어하는 제어부를 더 포함한다.In addition, the embodiment of the present invention further includes a controller for controlling the tactile device driver to drive the tactile device corresponding to the visual information displayed through the visual display layer.

또한, 본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 시각 정보는 키 버튼 정보를 포함하고, 상기 키 버튼 정보는 메뉴키, 기능기, 숫자키, 문자키, 특수키, 특수 문자키, 및 방향키 중 적어도 하나의 버튼 정보를 포함한다.In addition, in an embodiment of the present invention, the time information includes key button information, and the key button information includes at least one of a menu key, a functional group, a numeric key, a character key, a special key, a special character key, and a direction key. Contains button information.

또한, 본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 촉각 소자는 상기 디스플레이 화면에 수직 방향으로 동작하는 소자이다.In addition, in the embodiment of the present invention, the tactile device is a device that operates in a direction perpendicular to the display screen.

또한, 본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 촉각 소자는 선형 구동기를 포함하고, 상기 선형 구동기는 상기 구동 신호에 의해 수직 방향으로 반복 운동을 하는 트랜스듀서; 상기 반복 운동에 따라 수직 방향으로 왕복 운동을 하는 이동축; 및 상기 이동축을 기준으로 이동축 상에서 이동하는 이동자를 포함한다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the tactile device includes a linear driver, the linear driver includes a transducer for repeating the movement in the vertical direction by the drive signal; A moving shaft reciprocating in the vertical direction according to the repetitive motion; And a mover moving on the movement axis with respect to the movement axis.

또한, 본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 촉각 소자는 전기 활성 소자를 포함하고, 상기 전기 활성 소자는 상기 구동 신호에 의해 크기가 변화하는 전기 활성 물질; 및 상기 전기 활성 물질의 표면에 부착되고, 탄성을 가지고 수직 방향으로 높이가 변화되는 탄성 소자를 포함한다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the tactile element includes an electroactive element, the electroactive element comprising: an electroactive material whose size is changed by the driving signal; And an elastic element attached to the surface of the electroactive material and having elasticity and varying in height in the vertical direction.

또한, 본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 촉각 소자는 상기 시각 정보를 디스플레이하기 위한 시각 디스플레이 소자가 결합된다.In addition, in the embodiment of the present invention, the tactile element is combined with a visual display element for displaying the visual information.

본 발명의 일 실시 예에 따른 시촉각 정보 제공 장치의 시촉각 정보 제공 방법은, 디스플레이 화면을 통해 촉각 정보의 제공을 감지하는 단계, 상기 촉각 정보의 제공을 감지하면, 상기 촉각 정보를 제공하기 위한 촉각 소자들을 선택하는 단계, 상기 선택된 촉각 소자들을 구동하기 위한 구동 신호를 발생하는 단계, 및 상기 구동 신호에 따라 촉각 소자들을 구동하고, 상기 촉각 소자들의 구동에 따른 상기 디스플레이 화면의 물리적인 외형 변화를 통해 촉각 정보를 제공하는 단계를 포함한다.According to one or more exemplary embodiments, a method of providing tactile information by detecting a tactile information through a display screen may include detecting tactile information through a display screen and providing the tactile information when the tactile information is provided. Selecting tactile elements, generating a driving signal for driving the selected tactile elements, driving the tactile elements according to the driving signal, and changing the physical appearance of the display screen according to the driving of the tactile elements Providing tactile information through.

또한, 본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 디스플레이 화면을 통해 상기 촉각 정보에 대응되는 시각 정보를 동시에 제공하는 단계를 더 포함한다.The method may further include simultaneously providing visual information corresponding to the tactile information through the display screen.

또한, 본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 시각 정보는 키 버튼 정보를 포함하고, 상기 키 버튼 정보는 메뉴키, 기능기, 숫자키, 문자키, 특수키, 특수 문자키, 및 방향키 중 적어도 하나의 버튼 정보를 포함한다.In addition, in an embodiment of the present invention, the time information includes key button information, and the key button information includes at least one of a menu key, a functional group, a numeric key, a character key, a special key, a special character key, and a direction key. Contains button information.

또한, 본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 디스플레이 화면의 물리적인 외형을 변화시키는 단계는 상기 디스플레이 화면에 수직 방향으로 상기 촉각 소자들을 구동시켜 상기 디스플레이 화면의 물리적인 외형을 변화시키는 단계를 포함한다.
In an embodiment of the present disclosure, changing the physical appearance of the display screen includes driving the tactile elements in a direction perpendicular to the display screen to change the physical appearance of the display screen.

본 발명에 의하면, 시촉각 정보 제공 장치는 터치스크린과 같은 디스플레이 화면을 통해 시각 정보와 촉각 정보를 융합하여 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 시각 정보와 촉각 정보의 제공을 통해서 키 버튼 등의 선택 시에 디스플레이 화면을 통해 사용자에게 실제 촉각 정보를 제공할 수 있다.
According to the present invention, the apparatus for providing tactile sense information may fuse and provide visual information and tactile information through a display screen such as a touch screen. In addition, the present invention may provide actual tactile information to a user through a display screen when a key button or the like is selected by providing visual information and tactile information.

도 1은 본 발명에 따른 시촉각 정보 제공 장치의 구조를 도시한 도면,
도 2는 도 1에 도시된 디스플레이부의 디스플레이 화면을 일 예로 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 디스플레이부의 구조를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 디스플레이부의 구조를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 디스플레이부의 구조를 도시한 도면,
도 6a는 본 발명의 실시 예에 따른 촉각 소자를 구성하는 선형 구동기를 도시한 도면,
도 6b는 도 6a의 선형 구동기에 헤드가 부착된 것을 도시한 도면,
도 6c는 도 6a의 선형 구동기들을 포함한 촉각 소자 배열을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 촉각 소자를 구성하는 전기 활성 소자를 도시한 도면,
도 8a는 본 발명의 실시 예에 따른 촉각 소자를 구성하는 시촉각 디스플레이 소자를 도시한 도면,
도 8b는 도 8a의 시촉각 디스플레이 소자들을 포함한 촉각 소자 배열을 도시한 도면이다.1 is a view showing the structure of an apparatus for providing tactile angle information according to the present invention;
2 is a view illustrating a display screen of the display unit illustrated in FIG. 1 as an example;
3 is a view showing the structure of a display unit according to a first embodiment of the present invention;
4 is a view showing the structure of a display unit according to a second embodiment of the present invention;
5 is a view showing the structure of a display unit according to a third embodiment of the present invention;
6A is a view illustrating a linear driver constituting a tactile device according to an embodiment of the present invention;
Figure 6b is a view showing that the head is attached to the linear driver of Figure 6a,
6c shows a tactile device arrangement comprising the linear drivers of FIG. 6a, FIG.
7 is a view showing an electroactive device constituting the tactile device according to an embodiment of the present invention,
8A illustrates a tactile display device constituting a tactile device according to an embodiment of the present invention;
FIG. 8B illustrates a tactile device arrangement including the tactile display elements of FIG. 8A.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the present invention will be described, and the description of other parts will be omitted so as not to obscure the gist of the present invention.

본 발명의 시촉각 정보 제공 장치는 디스플레이부를 통해 시각 정보와 촉각 정보를 제공할 수 있다.The apparatus for providing tactile information according to the present invention may provide visual information and tactile information through a display unit.

도 1은 본 발명에 따른 시촉각 정보 제공 장치의 구조를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating the structure of an apparatus for providing tactile angle information according to the present invention.

도 1을 참조하면, 시촉각 정보 제공 장치는 디스플레이부(100), 촉각 소자 구동부(200), 및 제어부(300)를 포함할 수 있다. 여기서, 디스플레이부(100)는 적어도 하나의 촉각 소자를 포함한 촉각 소자 배열(110)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the apparatus for providing tactile information may include a display 100, a tactile device driver 200, and a controller 300. Here, the display unit 100 may include a tactile device array 110 including at least one tactile device.

디스플레이부(100)는 시촉각 정보 제공 장치에 제공되는 시각 정보에 따라 이미지를 디스플레이 한다. 촉각 소자 배열(110)들에 포함된 각 촉각 소자는 촉각 소자 구동을 위한 구동 신호에 응답하여 동작한다. 촉각 소자 배열(110)을 통해 디스플레이부(100)는 사용자에게 촉각 정보를 제공한다.The display unit 100 displays an image according to visual information provided to the tactile sense information providing apparatus. Each haptic element included in the tactile element arrays 110 operates in response to a drive signal for driving the tactile element. The display unit 100 provides tactile information to the user through the tactile device array 110.

디스플레이부(100)는 디스플레이 화면의 하단에 위치한 촉각 소자의 구동에 의해 디스플레이 화면의 물리적 외형을 변화시킨다. 예를 들어, 디스플레이부(100)는 사용자 입력을 위한 복수의 키 버튼을 디스플레이 화면을 통해 디스플레이 할 수 있다. 여기서, 키 버튼은 메뉴키, 기능기, 숫자키, 문자키, 특수키, 특수 문자키, 방향키 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(100)는 디스플레이 되는 키 버튼 하단에 위치한 촉각 소자들의 동작에 의해 시각 정보뿐만 아니라 촉각 정보를 함께 제공할 수 있다.The display unit 100 changes the physical appearance of the display screen by driving the tactile elements located at the bottom of the display screen. For example, the display 100 may display a plurality of key buttons for a user input through a display screen. Here, the key button may include at least one of a menu key, a functional group, a numeric key, a character key, a special key, a special character key, and a direction key. The display unit 100 may provide tactile information as well as visual information by the operation of the tactile elements located below the displayed key button.

여기서, 디스플레이부(100)는 일 예로 터치 스크린으로 구현될 수 있다. 이때, 디스플레이부(100)는 시각 정보를 디스플레이하는 출력부가 될 수도 있고, 사용자의 조작에 따른 정보를 입력받는 입력부가 될 수도 있다.The display unit 100 may be implemented as a touch screen as an example. In this case, the display unit 100 may be an output unit for displaying visual information, or may be an input unit for receiving information according to a user's manipulation.

촉각 소자 구동부(200)는 디스플레이부(100)의 촉각 소자들 각각을 구동하기 위한 구동 신호를 발생한다. 구동 신호는 촉각 소자 특성에 따라 다양한 정보, 전기적 신호, 전압 신호, 전류 신호, 전위차 제공 신호, 주파수 신호 등 촉각 소자에 대응되는 다양한 신호를 포함한다. 따라서 촉각 소자 구동부(200)는 촉각 소자에 대응되는 구동 신호를 발생할 수 있다.The tactile device driver 200 generates a driving signal for driving each of the tactile devices of the display 100. The driving signal may include various signals corresponding to the tactile elements such as various information, electrical signals, voltage signals, current signals, potential difference providing signals, and frequency signals according to tactile device characteristics. Therefore, the tactile device driver 200 may generate a driving signal corresponding to the tactile device.

제어부(300)는 시촉각 정보 제공 장치의 전반적인 동작을 제어한다. 또한, 제어부(300)는 디스플레부를 통해 촉각 정보를 제공해야 함을 감지하면, 촉각 정보를 제공할 디스플레이 영역에 대응되는 촉각 소자들의 구동을 위해 촉각 소자 구동부(200)를 제어한다. 제어부(300)는 촉각 소자 배열(110) 내 촉각 소자들의 선택을 위한 좌표 정보, 구동 신호 크기(세기) 정보 등을 제공할 수 있다.The controller 300 controls the overall operation of the apparatus for providing tactile angle information. In addition, when the controller 300 detects that the tactile information is to be provided through the display, the controller 300 controls the tactile device driver 200 to drive the tactile devices corresponding to the display area to provide the tactile information. The controller 300 may provide coordinate information, driving signal magnitude (intensity) information, etc. for selecting the tactile elements in the tactile element array 110.

제어부(300)는 디스플레이부(100)를 통해 제공되는 사용자 입력 신호를 수신하고, 사용자 입력 신호에 대응되는 동작 제어를 수행한다.The controller 300 receives a user input signal provided through the display unit 100 and performs an operation control corresponding to the user input signal.

한편, 촉각 소자 구동부(200)의 기능은 제어부(300) 내에 포함될 수도 있다.Meanwhile, the function of the tactile device driver 200 may be included in the controller 300.

상술한 바와 같이 본 발명의 시촉각 정보 제공 장치는 사용자에게 시각 정보뿐만 아니라 촉각 정보를 동시에 제공할 수 있다.
As described above, the apparatus for providing tactile sense information of the present invention may simultaneously provide tactile information as well as visual information to the user.

도 2는 도 1에 도시된 디스플레이부의 디스플레이 화면을 일 예로 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a display screen of the display unit illustrated in FIG. 1 as an example.

도 2를 참조하면, 디스플레이부(100)의 디스플레이 화면(150)들이 도시되어 있다.2, display screens 150 of the display unit 100 are illustrated.

(a)는 시촉각 정보 제공 장치의 동작 모드 선택 화면을 일 예로 나타내었다. (a)에서 메뉴키(151)들이 디스플레이되어 있으며, 메뉴키(151)들은 일 예로, 전화기 메뉴키, 영화 메뉴키, 게임 메뉴키, 노트 메뉴키를 포함한다.(a) illustrates an operation mode selection screen of the apparatus for providing tactile sense information as an example. In (a), the menu keys 151 are displayed, and the menu keys 151 include, for example, a telephone menu key, a movie menu key, a game menu key, and a note menu key.

전화 메뉴키는 전화 모드을 선택하기 위한 메뉴키이고, 영화 메뉴키는 영화모드를 선택하기 위한 메뉴키이고, 게임 메뉴키는 게임 모드를 선택하기 위한 메뉴키이고, 노트 메뉴키는 메모 모드를 선택하기 위한 메뉴키이다.The phone menu key is a menu key for selecting a phone mode, the movie menu key is a menu key for selecting a movie mode, the game menu key is a menu key for selecting a game mode, and the note menu key is a key for selecting a memo mode. For the menu key.

(b)는 시촉각 정보 제공 장치의 전화 모드 화면을 일 예로 나타내었다. (b)에서, 입력되는 전화번호 출력 영역(152)이 도시되어 있고, 전화 번호 입력을 위한 숫자 키(일 예로, 153)가 디스플레이 되어 있다.(b) illustrates an example of a phone mode screen of the apparatus for providing visual sense information. In (b), an input telephone number output area 152 is shown, and a numeric key (for example, 153) for inputting a telephone number is displayed.

(c)는 시촉각 정보 제공 장치의 게임 모드 화면을 일 예로 나타내었다. (c)에서 게임 화면(154)이 디스플레이 되어 있고, 게임 조작을 위한 기능키(155)들이 디스플레이 되어 있다.(c) illustrates an example of a game mode screen of the apparatus for providing visual sense information. In (c), the game screen 154 is displayed, and the function keys 155 for game operation are displayed.

본 발명에서는 (a), (b), (c)에서와 같은 화면에서 메뉴키(151), 숫자키(153), 기능키(155) 등의 키 버튼 등을 선택하는 경우, 시촉각 정보 제공 장치는 디스플레이 화면(150)을 물리적으로 변화시킨다. 따라서 시촉각 정보 제공 장치는 실제 표면이 아닌 실제 버튼 형상을 갖는 키 버튼을 조작할 수 있다.In the present invention, when selecting a key button, such as the menu key 151, the numeric key 153, the function key 155, and the like on the screen as in (a), (b), (c), provides the sense of touch The device physically changes the display screen 150. Therefore, the tactile sense information providing apparatus can operate a key button having an actual button shape instead of the actual surface.

그러므로 본 발명은 시촉각 정보 제공 장치에서 시각 정보(일 예로, 키 버튼 이미지)와 촉각 정보(일 예로, 키 버튼의 물리적 형상 변화)를 동시에 제공할 수 있다. 즉, 본 발명의 시촉각 제공 장치는 디스플레이 화면(150)을 통해 실제 물리적인 키 형상의 버튼을 터치하는 버튼감을 사용자에게 제공할 수 있다.Therefore, the present invention can provide visual information (for example, a key button image) and tactile information (for example, physical shape change of a key button) at the same time in the apparatus for providing tactile information. That is, the apparatus for providing tactile angle of the present invention may provide a user with a button feeling of touching a button having an actual physical key shape through the display screen 150.

하지만, 이는 일 예로 설명된 것으로 다양한 기능 수행에 따라 물리적 외형 변화를 필요로 하는 기능들에 확장하여 적용될 수 있다. 키 버튼의 조작 이외에도 스크롤, 드래그 등의 그래픽 유저 인터페이스(GUI: Graphic User Interface)에 촉각 정보를 제공할 수 있고, 진동, 충돌, 압력변화 등의 상태 변화에 촉각 정보를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 시촉각 정보 제공 장치는 촉각 정보와 시각 정보를 융합하여 함께 제공할 수 있다.
However, this has been described as an example and may be extended to functions that require a change in physical appearance according to various functions. In addition to the manipulation of the key button, tactile information can be provided to a graphical user interface (GUI) such as scrolling and dragging, and tactile information can be provided to change of states such as vibration, collision, and pressure change. In addition, the apparatus for providing tactile sense information of the present invention may provide tactile information and visual information by fusing them together.

도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 디스플레이부의 구조를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a structure of a display unit according to a first embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 디스플레이부(100)의 디스플레이 화면(150)이 도시되어 있다. 디스플레이 화면(150)은 일 예로, 전화 모드 화면을 도시하고 있다. 전화 번호 출력 영역(152)은 사용자 등에 의해 입력되거나 선택된 전화번호를 디스플레이하는 영역이다.Referring to FIG. 3, the display screen 150 of the display unit 100 is illustrated. For example, the display screen 150 illustrates a phone mode screen. The phone number output area 152 is an area for displaying a phone number input or selected by a user or the like.

디스플레이부(100)의 구조를 설명하기 위한 디스플레이 영역(160)이 도시되어 있다. 디스플레이 영역(160)은 디스플레이 화면(150)의 일부 영역이다. 디스플레이 영역(160)은 '3'에 대응되는 숫자 키(153)를 포함한다. 디스플레이부(100)의 숫자 키(153)를 중심으로 하는 디스플레이 영역(160)의 측면도를 도시하였다.The display area 160 for explaining the structure of the display unit 100 is illustrated. The display area 160 is a part of the display screen 150. The display area 160 includes a numeric key 153 corresponding to '3'. A side view of the display area 160 centered on the numeric key 153 of the display unit 100 is illustrated.

측면도를 살펴보면, 디스플레이부(100)는 촉각 소자 배열(110), 시각 디스플레이층(120), 및 터치 센서층(130)을 포함한다.Looking at the side view, the display unit 100 includes a tactile device array 110, a visual display layer 120, and a touch sensor layer 130.

촉각 소자 배열(110)은 복수개의 촉각 소자들을 포함한 영역이다. 시각 디스플레이층(120)은 이미지 데이터를 디스플레이하는 디스플레이 소자들을 포함한 영역이다. 터치 센서층(130)은 사용자 터치에 따른 입력 신호를 발생하는 복수개의 터치 센서들이 포함된다.The tactile element array 110 is an area including a plurality of tactile elements. The visual display layer 120 is an area including display elements for displaying image data. The touch sensor layer 130 includes a plurality of touch sensors that generate an input signal according to a user touch.

촉각 소자 배열(110)이 가장 하단에 위치하고, 터치 센서층(130)이 가장 상단에 위치하고, 시각 디스플레이층(120)이 촉각 소자 배열(110)과 터치 센서층(130) 사이에 위치한다.The tactile device array 110 is located at the bottom, the touch sensor layer 130 is located at the top, and the visual display layer 120 is positioned between the tactile device array 110 and the touch sensor layer 130.

촉각 소자의 구동에 따라 촉각 정보를 표현하기 위해서 촉각 소자 배열(110)의 상단에 위치한 시각 디스플레이층(120)과 터치 센서층(130)은 촉각 정보 제공을 위해 유연한 소자들로 구성된다. 촉각 소자들 각각의 구동에 의해 시각 디스플레이층(120)과 터치 센서층(130)은 물리적인 형상을 변화시킨다. 또한, 터치 센서층(130)은 시각 디스플레이층(120)을 통해 디스플레이 되는 시각 정보, 일 예로 이미지 데이터를 출력하기 위해 투명한 소재로 구현될 수 있다.In order to express the tactile information according to the driving of the tactile device, the visual display layer 120 and the touch sensor layer 130 positioned on the top of the tactile device array 110 are composed of flexible devices for providing tactile information. The visual display layer 120 and the touch sensor layer 130 change the physical shape by driving each of the tactile elements. In addition, the touch sensor layer 130 may be implemented as a transparent material for outputting visual information, for example, image data, displayed through the visual display layer 120.

일 예로, 촉각 소자는 디스플레이 화면(150)의 표면을 기준으로 수직 방향으로 변형될 수 있다. 따라서 촉각 소자들 각각의 변형을 통해 디스플레이부(100)는 촉각 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.For example, the tactile element may be deformed in the vertical direction with respect to the surface of the display screen 150. Therefore, the display unit 100 may provide the user with tactile information through deformation of each of the tactile elements.

일 예로, 숫자키(153)의 하단에 위치한 촉각 소자들의 변형에 따라 숫자키(153)의 물리적 형상 변화가 측면도 상에 나타나있다.For example, the physical shape change of the numeric key 153 is shown on the side view according to the deformation of the tactile elements located at the bottom of the numeric key 153.

본 발명의 시촉각 정보 제공 장치는 사용자의 숫자키(153) 터치에 의해, 실제 키 버튼을 터치하는 촉감을 사용자에게 제공할 수 있다.
The apparatus for providing tactile sense information of the present invention may provide a user with a tactile sense of touching an actual key button by touching a numeric key 153 of the user.

도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 디스플레이부의 구조를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a structure of a display unit according to a second embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 디스플레이부(100)의 디스플레이 화면(150)이 도시되어 있다. 디스플레이 화면(150)은 일 예로, 전화 모드 화면을 도시하고 있다. 전화 번호 출력 영역(152)은 사용자 등에 의해 입력되거나 선택된 전화번호를 디스플레이하는 영역이다.Referring to FIG. 4, the display screen 150 of the display unit 100 is illustrated. For example, the display screen 150 illustrates a phone mode screen. The phone number output area 152 is an area for displaying a phone number input or selected by a user or the like.

디스플레이부(100)의 구조를 설명하기 위한 디스플레이 영역(160)이 도시되어 있다. 디스플레이 영역(160)은 디스플레이 화면(150)의 일부 영역이다. 디스플레이 영역(160)은 '3'에 대응되는 숫자 키(153)를 포함한다. 디스플레이부(100)의 숫자 키(153)를 중심으로 하는 디스플레이 영역(160)의 측면도를 도시하였다.The display area 160 for explaining the structure of the display unit 100 is illustrated. The display area 160 is a part of the display screen 150. The display area 160 includes a numeric key 153 corresponding to '3'. A side view of the display area 160 centered on the numeric key 153 of the display unit 100 is illustrated.

측면도를 살펴보면, 디스플레이부(100)는 촉각 소자 배열(110), 시각 디스플레이층(120), 및 터치 센서층(130)을 포함한다.Looking at the side view, the display unit 100 includes a tactile device array 110, a visual display layer 120, and a touch sensor layer 130.

디스플레이부(100)는 촉각 소자 배열(110), 시각 디스플레이층(120), 및 터치 센서층(130)에 대한 설명은 도 3의 설명을 참조하기로 한다.For the description of the tactile device array 110, the visual display layer 120, and the touch sensor layer 130, the display unit 100 will be described with reference to FIG. 3.

촉각 소자 배열(110)이 가장 하단에 위치하고, 시각 디스플레이층(120)이 가장 상단에 위치하고, 터치 센서층(130)이 촉각 소자 배열(110)과 시각 디스플레이층(120) 사이에 위치한다.The tactile device array 110 is located at the bottom, the visual display layer 120 is located at the top, and the touch sensor layer 130 is positioned between the tactile device array 110 and the visual display layer 120.

여기서는 시각 디스플레이층(120)과 터치 센서층(130)의 위치가 도 3을 기준으로 상호간에 바뀌어 있다.Here, the positions of the visual display layer 120 and the touch sensor layer 130 are interchanged with respect to FIG. 3.

여기서도, 촉각 소자의 구동에 따라 촉각 정보를 표현하기 위해서 촉각 소자 배열(110)의 상단에 위치한 터치 센서층(130)과 시각 디스플레이층(120)은 촉각 정보 제공을 위해 유연한 소자들로 구성된다. 촉각 소자들 각각의 구동에 의해 시각 디스플레이층(120)과 터치 센서층(130)은 물리적인 형상을 변화시킨다.Here, the touch sensor layer 130 and the visual display layer 120 positioned on the top of the tactile element array 110 are configured with flexible elements to provide tactile information in order to express the tactile information according to the driving of the tactile element. The visual display layer 120 and the touch sensor layer 130 change the physical shape by driving each of the tactile elements.

일 예로, 촉각 소자는 디스플레이 화면(150)의 표면을 기준으로 수직 방향으로 변형될 수 있다. 따라서 촉각 소자들 각각의 변형을 통해 디스플레이부(100)는 촉각 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.For example, the tactile element may be deformed in the vertical direction with respect to the surface of the display screen 150. Therefore, the display unit 100 may provide the user with tactile information through deformation of each of the tactile elements.

일 예로, 숫자키(153)의 하단에 위치한 촉각 소자들의 변형에 따라 숫자키(153)의 물리적 형상 변화가 측면도 상에 나타나있다.For example, the physical shape change of the numeric key 153 is shown on the side view according to the deformation of the tactile elements located at the bottom of the numeric key 153.

본 발명의 시촉각 정보 제공 장치는 사용자의 숫자키(153) 터치에 의해, 실제 키 버튼을 터치하는 촉감을 사용자에게 제공할 수 있다.
The apparatus for providing tactile sense information of the present invention may provide a user with a tactile sense of touching an actual key button by touching a numeric key 153 of the user.

도 5는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 디스플레이부의 구조를 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating a structure of a display unit according to a third embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 디스플레이부(100)의 디스플레이 화면(150)이 도시되어 있다. 디스플레이 화면(150)은 일 예로, 전화 모드 화면을 도시하고 있다. 전화 번호 출력 영역(152)은 사용자 등에 의해 입력되거나 선택된 전화번호를 디스플레이하는 영역이다.Referring to FIG. 5, the display screen 150 of the display unit 100 is illustrated. For example, the display screen 150 illustrates a phone mode screen. The phone number output area 152 is an area for displaying a phone number input or selected by a user or the like.

디스플레이부(100)의 구조를 설명하기 위한 디스플레이 영역(160)이 도시되어 있다. 디스플레이 영역(160)은 디스플레이 화면(150)의 일부 영역이다. 디스플레이 영역(160)은 '3'에 대응되는 숫자 키(153)를 포함한다. 디스플레이부(100)의 숫자 키(153)를 중심으로 하는 디스플레이 영역(160)의 측면도를 도시하였다.The display area 160 for explaining the structure of the display unit 100 is illustrated. The display area 160 is a part of the display screen 150. The display area 160 includes a numeric key 153 corresponding to '3'. A side view of the display area 160 centered on the numeric key 153 of the display unit 100 is illustrated.

측면도를 살펴보면, 디스플레이부(100)는 촉각 소자 배열(110), 시각 디스플레이층(120), 및 터치 센서층(130)을 포함한다.Looking at the side view, the display unit 100 includes a tactile device array 110, a visual display layer 120, and a touch sensor layer 130.

디스플레이부(100)는 촉각 소자 배열(110), 시각 디스플레이층(120), 및 터치 센서층(130)에 대한 설명은 도 3의 설명을 참조하기로 한다.For the description of the tactile device array 110, the visual display layer 120, and the touch sensor layer 130, the display unit 100 will be described with reference to FIG. 3.

터치 센서층(130)이 가장 하단에 위치하고, 시각 디스플레이층(120)이 가장 상단에 위치하고, 촉각 소자 배열(110)이 시각 디스플레이층(120)과 터치 센서층(130) 사이에 위치한다.The touch sensor layer 130 is positioned at the bottom, the visual display layer 120 is positioned at the top, and the tactile device array 110 is positioned between the visual display layer 120 and the touch sensor layer 130.

여기서는 시각 디스플레이층(120)과 터치 센서층(130) 사이에 촉각 소자 배열(110)이 위치한다.Here, the tactile device array 110 is positioned between the visual display layer 120 and the touch sensor layer 130.

여기서도, 촉각 소자의 구동에 따라 촉각 정보를 표현하기 위해서 촉각 소자 배열(110)의 상단에 위치한 시각 디스플레이층(120)은 촉각 정보 제공을 위해 유연한 소자들로 구성된다. 촉각 소자들 각각의 구동에 의해 시각 디스플레이층(120)은 물리적인 형상을 변화시킨다.Here, the visual display layer 120 positioned on the top of the tactile element array 110 is configured with flexible elements to provide tactile information in order to express the tactile information according to the driving of the tactile element. The visual display layer 120 changes the physical shape by driving each of the tactile elements.

일 예로, 촉각 소자는 디스플레이 화면(150)의 표면을 기준으로 수직 방향으로 변형될 수 있다. 따라서 촉각 소자들 각각의 변형을 통해 디스플레이부(100)는 촉각 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.For example, the tactile element may be deformed in the vertical direction with respect to the surface of the display screen 150. Therefore, the display unit 100 may provide the user with tactile information through deformation of each of the tactile elements.

일 예로, 숫자키(153)의 하단에 위치한 촉각 소자들의 변형에 따라 숫자키(153)의 물리적 형상 변화가 측면도 상에 나타나있다.For example, the physical shape change of the numeric key 153 is shown on the side view according to the deformation of the tactile elements located at the bottom of the numeric key 153.

도 5의 디스플레이부(100)의 구조는 터치 센서층(130)의 구조를 유연하도록 구성하기 어렵거나 유연하지 않은 경우에 해당할 수 있다. 이때, 터친 센서층(130)은 촉각 소자 배열(110)의 하단에 위치한다.The structure of the display unit 100 of FIG. 5 may correspond to a case in which it is difficult or inflexible to configure the structure of the touch sensor layer 130 to be flexible. In this case, the touched sensor layer 130 is located at the bottom of the tactile device array 110.

본 발명의 시촉각 정보 제공 장치는 사용자의 숫자키(153) 터치에 의해 실제 키 버튼을 터치하는 촉감을 사용자에게 제공할 수 있다.The apparatus for providing tactile sense information of the present invention may provide a user with a tactile sense of touching an actual key button by touching a numeric key 153 of the user.

그러므로 본 발명의 디스플레이 화면(150)은 촉각 소자 배열(110)의 상단에 위치한 시각 디스플레이층(120)과 터치 센서층(130) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
Therefore, the display screen 150 of the present invention may include at least one of the visual display layer 120 and the touch sensor layer 130 positioned on the top of the tactile device array 110.

도 6a는 본 발명의 실시 예에 따른 촉각 소자를 구성하는 선형 구동기를 도시한 도면이다.6A is a diagram illustrating a linear driver constituting a tactile device according to an embodiment of the present invention.

도 6a를 참조하면, 촉각 소자는 선형 구동기(400)로 구현될 수 있다.Referring to FIG. 6A, the tactile device may be implemented with a linear driver 400.

선형 구동기(400)는 트랜스듀서(410), 이동축(420), 및 이동자(430)를 포함한다.The linear driver 400 includes a transducer 410, a moving shaft 420, and a mover 430.

여기서, 트랜스듀서(410)는 일 예로, 바이모프(bimorph) 원리의 디스크형 트랜스듀서(transducer)로 구현될 수 있다. 트랜스듀서(410)는 전위차에 의해 매우 빠르게 반응하여 변위를 일으키는 압전 물질이다.Here, the transducer 410 may be implemented as, for example, a disk-shaped transducer of a bimorph principle. Transducer 410 is a piezoelectric material that reacts very quickly by a potential difference and causes displacement.

이동축(420)은 트랜스듀서(410)에 연결되어 트랜스듀서(410)의 반복 운동(형상이 오목 또는 볼록해지는)에 따라 미세하게 수직 방향으로 왕복 운동을 한다.The moving shaft 420 is connected to the transducer 410 and reciprocates in a fine vertical direction according to the repetitive movement (concave or convex) of the transducer 410.

이동자(430)는 이동축(420)을 감싸고 있으면서, 이동축(420)의 미세한 운동 속도에 따라 이동축(420)과 함께 또는 따로 분리되어 움직인다. 여기서, 이동축(420)의 이동 속도가 느릴 경우, 이동자(430)는 이동축(420)과 함께 움직인다. 하지만, 이동축(420)의 이동 속도가 빠를 경우, 이동자(430)는 이동축(420)과 미끄럼이 발생한다.The mover 430 surrounds the moving shaft 420 and moves together with or separately from the moving shaft 420 according to the minute movement speed of the moving shaft 420. Here, when the moving speed of the moving shaft 420 is slow, the mover 430 moves together with the moving shaft 420. However, when the moving speed of the moving shaft 420 is fast, the mover 430 is slipped with the moving shaft 420.

따라서 이동축(420)을 고정시킨 상태의 선형 구동기(400)의 이동자(430)는 트랜스듀서(410)의 순간적인 동작에 따라서 미세하게 위치를 변화시키는 것이 가능하다. 트랜스듀서(410)는 전기적 신호에 매우 빠르게 응답하는 압전 물질(일 예로, 압전 세라믹, 압전 폴리머)로 구성되고, 수십 KHz 이상의 주파수에서도 동작할 수 있다. 그러므로 트랜스듀서(410)가 높은 주파수로 동작하는 경우에도 1초에 수십 mm이상의 이동자(430)의 움직임을 원하는 방향으로 이동시킬 수 있다.Therefore, the mover 430 of the linear driver 400 in a state in which the moving shaft 420 is fixed may be minutely changed in accordance with the momentary operation of the transducer 410. Transducer 410 is composed of a piezoelectric material (for example, piezoelectric ceramic, piezoelectric polymer) that responds very quickly to an electrical signal, and may operate at frequencies of several tens of KHz or more. Therefore, even when the transducer 410 operates at a high frequency, the movement of the mover 430 of several tens of mm or more may be moved in a desired direction in one second.

예를 들어, (a), (b), (c)의 위치로 이동축(420) 상에서 이동자(430)가 이동할 수 있다.For example, the mover 430 may move on the moving shaft 420 to the positions (a), (b), and (c).

일 예로, 선형 구동기(400)는 초음파 선형 구동기일 수 있다. 초음파는 주파수가 가청 주파수 20KHz보다 커서 인간이 청각을 이용해 들을 수 없는 음파이다. 따라서 초음파 영역에 해당하는 주파수로 동작하는 구동기를 초음파 선형 구동기라 한다. 본 발명의 선형 구동기(400)는 초음파 선형 구동기 뿐만 아니라 이동자(430)가 이동축(420)을 따라 움직이는 선형 구동기들을 모두 사용할 수 있다.For example, the linear driver 400 may be an ultrasonic linear driver. Ultrasound is a sound wave that humans cannot hear using hearing because its frequency is higher than 20KHz. Therefore, a driver that operates at a frequency corresponding to the ultrasonic region is called an ultrasonic linear driver. The linear driver 400 of the present invention may use not only the ultrasonic linear driver but also the linear drivers in which the mover 430 moves along the moving axis 420.

선형 구동기(400)는 크기가 작고 소음을 발생시키지 않는다. 또한, 선형 구동기(400)는 전력 소비가 작아서 동시에 복수 개를 사용하여 다양한 변형의 모양을 일으킴으로서 형상의 변화를 통해 촉각 정보를 발생시킬 수 있다.The linear driver 400 is small in size and does not generate noise. In addition, since the linear driver 400 consumes a small amount of power, the linear driver 400 generates a variety of shapes at the same time, thereby generating tactile information through a change in shape.

선형 구동기(400)는 이동자(430)의 이동을 통해 시각 디스플레이층(120) 또는 터치 센서층(130)을 변형시킨다.The linear driver 400 deforms the visual display layer 120 or the touch sensor layer 130 through the movement of the mover 430.

도 6b는 도 6a의 선형 구동기에 헤드가 부착된 것을 도시한 도면이다.FIG. 6B shows a head attached to the linear driver of FIG. 6A.

도 6b를 참조하면, 촉각 소자, 일 예로 선형 구동기(400-1)는 도 6a의 선형 구동기(400)에 덮개 형태의 헤드(440)를 추가로 부착한다. 선형 구동기(400-1)는 트랜스듀서(410), 이동축(420), 이동자(430), 및 헤드(440)를 포함한다. 여기서, 헤드(440)를 제외한 선형 구동기(400-1)의 상세 구조는 도 6a를 참조하기로 한다.Referring to FIG. 6B, the tactile device, for example, the linear driver 400-1, additionally attaches a lid 440 to the linear driver 400 of FIG. 6A. The linear driver 400-1 includes a transducer 410, a moving shaft 420, a mover 430, and a head 440. Here, the detailed structure of the linear driver 400-1 excluding the head 440 will be described with reference to FIG. 6A.

선형 구동기(400-1)는 이동축(420)이 고정된 상태에서 이동자(430)의 상단에 헤드(440)를 부착한다. 선형 구동기(400-1)의 헤드(440)는 이동자(430)와 함께 이동축(420)을 기준으로 상하 운동을 한다.The linear driver 400-1 attaches the head 440 to the top of the mover 430 while the moving shaft 420 is fixed. The head 440 of the linear driver 400-1 moves up and down with respect to the moving shaft 420 together with the mover 430.

(a)는 헤드(440)가 부착된 선형 구동기(400-1)를 나타낸다.(a) shows the linear driver 400-1 to which the head 440 is attached.

(b)와 (c)는 상하 운동에 따른 이동자(430)와 헤드(440)의 이동을 나타낸다.(b) and (c) show the movement of the mover 430 and the head 440 according to the vertical movement.

선형 구동기(400-1)는 이동자(430)와 헤드(440)의 이동을 통해 시각 디스플레이층(120) 또는 터치 센서층(130)을 변형시킨다.
The linear driver 400-1 deforms the visual display layer 120 or the touch sensor layer 130 through the movement of the mover 430 and the head 440.

도 6c는 도 6a의 선형 구동기들을 포함한 촉각 소자 배열을 도시한 도면이다.FIG. 6C shows a tactile device arrangement including the linear drivers of FIG. 6A.

도 6c를 참조하면, 디스플레이부(100)의 촉각 소자 배열(110)은 복수개의 선형 구동기(400)들을 포함한다. 촉각 소자 배열(110)은 디스플레이 화면 하단에 촉각 정보를 제공하기 위해 복수개의 행과 열들로 구성된 선형 구동기(400)들을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6C, the tactile device array 110 of the display unit 100 includes a plurality of linear drivers 400. The tactile device array 110 may include linear drivers 400 composed of a plurality of rows and columns to provide tactile information at the bottom of the display screen.

촉각 소자 배열(110)은 도 6a의 선형 구동기(400)들을 포함할 수도 있고, 도 6b의 선형 구동기(400-1)들을 포함할 수도 있다.
The tactile device array 110 may include the linear drivers 400 of FIG. 6A and may include the linear drivers 400-1 of FIG. 6B.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 촉각 소자를 구성하는 전기 활성 소자를 도시한 도면이다.7 is a diagram illustrating an electroactive device constituting the tactile device according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 전기 활성 소자(500)는 전기 활성 물질(510)과 탄성 덮개(520)를 포함한다.Referring to FIG. 7, the electroactive element 500 includes an electroactive material 510 and an elastic cover 520.

전기 활성 물질(Electro Active Material)(510)은 전위차를 인가하면 크기 또는 부피가 변화(늘어나거나 줄어든다)한다. 일 예로, 전기 활성 물질(510)은 압전 물질, 이에이피(EAP: ElectroActive Polymers), 및 피브이디에프(PVDF: Polyviny lidene fluorides) 등을 포함한다.Electro-active material 510 changes (stretches or shrinks) in size or volume when a potential difference is applied. For example, the electroactive material 510 includes a piezoelectric material, ElectroActive Polymers (EAP), Polyviny lidene fluorides (PVDF), and the like.

탄성 덮개(520)는 전기 활성 물질(510)에 표면에 부착될 수 있다. 이때, 탄성 덮개(520)는 전기 활성 물질(510)의 크기 변화에 따라 수직 방향으로 높이 변화가 발생된다. 탄성 덮개(520)는 전기 활성 물질(510)의 크기 변화에 따라 변화 가능한 탄성을 가지고 있어야 한다. 탄성 덮개(520)는 일 예로, 변형 가능한 폴리머 물질로 구성될 수 있다.The elastic cover 520 may be attached to the surface of the electroactive material 510. At this time, the elastic cover 520 has a height change in the vertical direction according to the size change of the electroactive material 510. The elastic cover 520 should have elasticity changeable with the size change of the electroactive material 510. The elastic cover 520 may be formed of, for example, a deformable polymer material.

전기 활성 소자(500)는 탄성 덮개(520)의 높이 변화를 통해 시각 디스플레이층(120) 또는 터치 센서층(130)을 변형시킨다.The electroactive element 500 deforms the visual display layer 120 or the touch sensor layer 130 by changing the height of the elastic cover 520.

또한, 전기 활성 소자(500)들은 도 6c의 선형 구동 소자(400)들과 유사한 형태로 배열하여 촉각 소자 배열(110)을 구성할 수 있다.
In addition, the electroactive devices 500 may be arranged in a form similar to the linear driving devices 400 of FIG. 6C to form the tactile device array 110.

도 8a는 본 발명의 실시 예에 따른 촉각 소자를 구성하는 시촉각 디스플레이 소자를 도시한 도면이다.8A is a diagram illustrating a tactile display device constituting a tactile device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 8a를 참조하면, 시촉각 디스플레이 소자(600)는 압력 센서(610), 촉각 소자(620), 및 시각 디스플레이 소자(630)를 포함한다. 즉, 시촉각 디스플레이 소자(600)는 시각 정보를 제공하는 소자와 촉각 정보를 제공하는 소자를 결합한 형태의 소자이고, 시각 정보와 촉각 정보를 동시에 제공할 수 있다.Referring to FIG. 8A, the tactile display element 600 includes a pressure sensor 610, a tactile element 620, and a visual display element 630. That is, the tactile display device 600 is a device in which a device for providing visual information and a device for providing tactile information are combined, and simultaneously provide visual and tactile information.

압력 센서(610)는 압력을 측정할 수 있는 센서이고, 사용자 터치 등에 대한 압력 정보를 발생한다. 여기서, 발생된 압력 정보는 제어부(300) 등으로 제공될 수 있다. 압력 센서(610)는 얇을수록 구현에 용이하고, 일 예로, 에프에스알(FSR: Force Sensitive Resistor) 센서와 피브이디에프(PVDF: Polyvinlylidin Fluoride) 센서를 사용할 수 있다.The pressure sensor 610 is a sensor capable of measuring pressure, and generates pressure information on a user's touch. Here, the generated pressure information may be provided to the controller 300 or the like. The thinner the pressure sensor 610 is, the easier it is to implement. For example, a Force Sensitive Resistor (FSR) sensor and a Polyvinlylidin Fluoride (PVDF) sensor may be used.

촉각 소자(620)는 디스플레이 화면에 수직 방향으로 촉각 정보를 제공할 수 있는 소자이다. 촉각 소자(620)는 도 6a, 도 6b, 및 도 7에서 도시한 바와 같은 다양한 촉각 소자들이 사용될 수 있다. 촉각 소자의 구동에 따라 도 6a와 도 6b에서와 같은 촉각 소자들을 사용할 수 있다. 촉각 소자(620)의 상하 운동에 따라 시촉각 디스플레이 소자(600)는 (a), (b)와 같은 형태를 가질 수 있다.The tactile element 620 is an element capable of providing tactile information in a vertical direction on the display screen. As the haptic element 620, various tactile elements as shown in FIGS. 6A, 6B, and 7 may be used. According to the driving of the tactile device, the tactile devices as shown in FIGS. 6A and 6B may be used. According to the vertical movement of the tactile device 620, the tactile display device 600 may have a shape such as (a) and (b).

시각 디스플레이 소자(630)는 일 예로, 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)로 구현될 수 있다. 이때, 시각 디스플레이 소자(630)는 3원색(RGB: Red Green Blue)을 디스플레이할 수 있는 통합 발광 다이오드 또는 3원색 각각을 표현할 수 있는 발광 다이오드들로 구현될 수 있다.The visual display device 630 may be implemented as, for example, a light emitting diode (LED). In this case, the visual display device 630 may be implemented as an integrated light emitting diode capable of displaying three primary colors (RGB) or light emitting diodes capable of representing three primary colors.

일 예로, 시촉각 디스플레이 소자(600)의 상단에는 시각 디스플레이 소자(630)가 위치하고, 시촉각 디스플레이 소자(600)의 하단에는 압력 센서(610)가 위치하고, 시각 디스플레이 소자(630)와 압력 센서(610) 사이에는 촉각 디스플레이 소자(620)가 위치한다. 이는 일 예로, 설명한 것으로 소자의 특성 등에 따라 상술한 위치 이외에 시촉각 디스플레이 소자(600) 내 각 모듈들 간의 위치는 변경하여 구현될 수 있다.
For example, the visual display device 630 is positioned at the top of the tactile display device 600, the pressure sensor 610 is positioned at the bottom of the tactile display device 600, and the visual display device 630 and the pressure sensor ( The tactile display device 620 is positioned between the 610. For example, as described above, in addition to the positions described above, the positions of the modules within the tactile display device 600 may be changed.

도 8b는 도 8a의 시촉각 디스플레이 소자들을 포함한 촉각 소자 배열을 도시한 도면이다.FIG. 8B illustrates a tactile device arrangement including the tactile display elements of FIG. 8A.

도 8b를 참조하면, 디스플레이부(100)의 디스플레이 화면(150)이 도시되어 있다. 디스플레이 화면(150)은 일 예로, 전화 모드 화면을 도시하고 있다. 전화 번호 출력 영역(152)은 사용자 등에 의해 입력되거나 선택된 전화번호를 디스플레이하는 영역이다.Referring to FIG. 8B, the display screen 150 of the display unit 100 is illustrated. For example, the display screen 150 illustrates a phone mode screen. The phone number output area 152 is an area for displaying a phone number input or selected by a user or the like.

디스플레이부(100)의 디스플레이 영역(160)이 도시되어 있다. 디스플레이 영역(160)은 디스플레이 화면(150)의 일부 영역이다. 디스플레이 영역(160)은 숫자 키를 포함한다. 디스플레이부(100)의 숫자 키를 중심으로 하는 디스플레이 영역(160)의 촉각 소자 배열(110)을 도시하였다.The display area 160 of the display unit 100 is shown. The display area 160 is a part of the display screen 150. Display area 160 includes numeric keys. The tactile device array 110 of the display area 160 centered on the numeric keys of the display unit 100 is illustrated.

디스플레이 영역(160) 하단에는 촉각 정보를 제공하기 위해 복수개의 행과 열들로 구성된 시촉각 디스플레이 소자(600)들을 포함할 수 있다.
A lower portion of the display area 160 may include tactile display elements 600 including a plurality of rows and columns to provide tactile information.

도 9는 도 1에 도시된 시촉각 정보 제공 장치의 시촉각 정보 제공 방법을 도시한 순서도이다.FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of providing touch-tactile information of the apparatus for providing touch-tactile information shown in FIG. 1.

도 9를 참조하면, 710단계에서, 제어부(300)는 촉각 정보를 제공해야 함을 감지한다. 제어부(300)는 사용자의 선택 또는 시촉각 정보 제공 장치 내에 설정 등에 따라 촉각 정보를 제공해야 하는 시점을 감지할 수 있다.Referring to FIG. 9, in step 710, the controller 300 detects that it is necessary to provide tactile information. The controller 300 may detect a time point at which the tactile information should be provided according to a user's selection or a setting in the apparatus for providing tactile information.

720단계에서, 제어부(300)는 촉각 소자 배열(110) 내에서 촉각 정보를 제공할 촉각 소자들을 선택한다. 촉각 소자 배열(110)은 디스플레이 화면 하단에 위치하고 있으며, 촉각 정보를 디스플레이 하기 위해 배열된 복수개의 촉각 소자들을 포함한다. In operation 720, the controller 300 selects tactile elements to provide tactile information in the tactile element array 110. The tactile element array 110 is located at the bottom of the display screen and includes a plurality of tactile elements arranged to display tactile information.

730단계에서, 촉각 소자 구동부(200)는 제어부(300)에서 선택된 촉각 소자들을 구동하기 위한 구동 신호를 제어부(300)의 제어에 따라 발생한다. 제어부(300)는 각 촉각 소자별로 제공되는 구동 신호의 크기 또는 세기의 제어를 통해 각 촉각 소자의 수직 방향으로의 변형 높이를 제어할 수도 있다.In operation 730, the tactile device driver 200 generates a driving signal for driving the tactile devices selected by the controller 300 under the control of the controller 300. The controller 300 may control the deformation height in the vertical direction of each tactile element by controlling the magnitude or intensity of the driving signal provided for each tactile element.

740단계에서, 디스플레이부(100)는 촉각 소자 구동부(200)의 구동 신호에 대응되는 촉각 소자들을 구동한다. 디스플레이부(100)는 촉각 소자의 구동에 의해 촉각 정보를 제공할 수 있다. 디스플레이부(100)의 디스플레이 화면은 촉각 소자의 구동에 따라 물리적 외형이 변화한다.In operation 740, the display unit 100 drives the tactile elements corresponding to the driving signal of the tactile element driver 200. The display unit 100 may provide tactile information by driving the tactile device. The physical appearance of the display screen of the display unit 100 changes as the tactile device is driven.

740단계에서, 디스플레이부(100)는 촉각 정보의 제공이 완료되면 종료한다.In operation 740, the display 100 ends when the provision of the tactile information is completed.

본 발명에서 제안된 촉각 소자 배열(110) 내 포함된 촉각 소자들은 디스플레이 화면을 기준으로 수직 방향으로 변화할 수 있다. 또한, 촉각 소자 배열(110) 내 포함된 촉각 소자들은 각 소자의 크기가 작은 크기를 갖거나 촉각 소자의 개수가 많을수록 촉각 정보를 정밀하게 표현할 수 있다.The tactile elements included in the tactile device array 110 proposed in the present invention may change in the vertical direction with respect to the display screen. In addition, the tactile elements included in the tactile element array 110 may precisely express the tactile information as the size of each element has a small size or the number of tactile elements increases.

일 예로, 본 발명은 햅틱 방식의 터치 스크린을 포함한 정보 단말 장치에 적용될 수 있다. 이러한 정보 단말 장치는 일 예로, 개인 컴퓨터(PC), 노트북, 넷북, 핸드폰, 미디어 플레이어 기기(PMP, MP3 Player 등), 게임기, 모니터, 프린터, 복사기 등을 포함한다.For example, the present invention can be applied to an information terminal device including a haptic touch screen. Such an information terminal device includes, for example, a personal computer (PC), a notebook computer, a netbook, a mobile phone, a media player device (PMP, MP3 Player, etc.), a game machine, a monitor, a printer, a copy machine, and the like.

본 발명은 시촉각 제공 장치는 디스플레이 화면을 통해 시각 정보뿐만 아니라 물리적인 외형의 변화를 통해 촉각 정보를 제공함으로서 사용자에게 실제로 느껴질 수 있는 촉감을 제공한다. 즉, 본 발명에서 설명된 촉감은 사용자의 힘 등에 의해 물체의 물리적인 외형 변화를 유발시킬 때 사용자에게 느껴지는 촉감(일 예로, 클릭감)을 의미한다.The present invention provides a tactile sense that can be actually felt by a user by providing tactile information through a change in physical appearance as well as visual information through a display screen. That is, the tactile sense described in the present invention means a tactile feel (for example, a click sensation) felt by the user when causing the physical appearance change of the object by the force of the user.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by the claims equivalent to the claims of the present invention as well as the claims of the following.

100: 디스플레이부 110: 촉각 소자 배열
120: 시각 디스플레이층 130: 터치 센서층
200: 촉각 소자 구동부 300: 제어부
400: 선형 구동기 410: 트랜스듀서
420: 이동축 430: 이동자
440: 헤드 500: 전기 활성 소자
510: 전기 활성 물질 520: 탄성 덮개
600: 시촉각 디스플레이 소자 610: 압력 센서
620: 촉각 소자 630: 시각 디스플레이 소자100: display unit 110: tactile element array
120: visual display layer 130: touch sensor layer
200: tactile element driver 300: control unit
400: linear driver 410: transducer
420: movement axis 430: mover
440: head 500: electrically active element
510: electroactive material 520: elastic cover
600: tactile display device 610: pressure sensor
620: tactile element 630: visual display element

Claims (14)

디스플레이 화면의 물리적 외형 변화를 통해 촉각 정보를 제공하는 디스플레이부; 및
상기 촉각 정보를 제공하기 위한 구동 신호를 발생시키는 촉각 소자 구동부를 포함하고,
상기 디스플레이부는,
사용자 터치에 따른 사용자 입력 신호를 발생하는 터치 센서층; 및
시각 정보를 제공하는 시각 디스플레이층을 포함하며,
상기 터치 센서층과 상기 시각 디스플레이층 중 촉각 소자의 상부에 위치한 적어도 하나는 상기 촉각 소자의 동작에 따른 촉각 정보를 제공할 수 있도록 유연한 구조를 갖는, 시촉각 정보 제공 장치.
A display unit which provides tactile information through a change in physical appearance of the display screen; And
A tactile device driver configured to generate a driving signal for providing the tactile information;
The display unit includes:
A touch sensor layer generating a user input signal according to a user touch; And
A visual display layer providing visual information;
And at least one of the touch sensor layer and the visual display layer disposed above the tactile device has a flexible structure to provide tactile information according to the operation of the tactile device.
제 1 항에 있어서,
상기 디스플레이부는, 상기 구동 신호에 응답하여 동작하는 촉각 소자 배열을 포함하고,
상기 촉각 소자 배열은, 상기 촉각 정보를 제공하기 적어도 하나의 상기 촉각 소자를 포함하는 시촉각 정보 제공 장치.
The method of claim 1,
The display unit includes a tactile element array that operates in response to the driving signal,
And the tactile element arrangement comprises at least one tactile element for providing the tactile information.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 시각 디스플레이층을 통해 디스플레이된 시각 정보에 대응되는 촉각 소자 구동을 위해 상기 촉각 소자 구동부를 제어하는 제어부
를 더 포함하는 시촉각 정보 제공 장치.
The method of claim 1,
Control unit for controlling the tactile device driver for driving the tactile device corresponding to the visual information displayed through the visual display layer
Tactile sense information providing device further comprising.
제 1 항에 있어서,
상기 시각 정보는 키 버튼 정보를 포함하고,
상기 키 버튼 정보는 메뉴키, 기능기, 숫자키, 문자키, 특수키, 특수 문자키, 및 방향키 중 적어도 하나의 버튼 정보를 포함하는 시촉각 정보 제공 장치.
The method of claim 1,
The time information includes key button information,
The key button information includes at least one button information of a menu key, a functional group, a numeric key, a character key, a special key, a special character key, and a direction key.
제 1 항에 있어서,
상기 촉각 소자는, 상기 디스플레이 화면에 수직 방향으로 동작하는 소자인, 시촉각 정보 제공 장치.
The method of claim 1,
The haptic element is an tactile element information providing device that operates in a direction perpendicular to the display screen.
제 1 항에 있어서,
상기 촉각 소자는 선형 구동기를 포함하고,
상기 선형 구동기는,
상기 구동 신호에 의해 수직 방향으로 반복 운동을 하는 트랜스듀서;
상기 반복 운동에 따라 수직 방향으로 왕복 운동을 하는 이동축; 및
상기 이동축을 기준으로 이동축 상에서 이동하는 이동자
를 포함하는 시촉각 정보 제공 장치.
The method of claim 1,
The haptic element comprises a linear driver,
The linear driver,
A transducer for repeating the movement in the vertical direction by the driving signal;
A moving shaft reciprocating in the vertical direction according to the repetitive motion; And
A mover moving on a moving axis based on the moving axis
Tactile sense information providing device comprising a.
제 1 항에 있어서,
상기 촉각 소자는 전기 활성 소자를 포함하고,
상기 전기 활성 소자는,
상기 구동 신호에 의해 크기가 변화하는 전기 활성 물질; 및
상기 전기 활성 물질의 표면에 부착되고, 탄성을 가지고 수직 방향으로 높이가 변화되는 탄성 소자
를 포함하는 시촉각 정보 제공 장치.
The method of claim 1,
The haptic element comprises an electroactive element,
The electroactive element,
An electroactive material whose size is changed by the drive signal; And
An elastic element attached to the surface of the electroactive material and having elasticity and varying in height in the vertical direction
Tactile sense information providing device comprising a.
제 1 항에 있어서,
상기 촉각 소자는, 상기 시각 정보를 디스플레이하기 위한 시각 디스플레이 소자가 결합된, 시촉각 정보 제공 장치.
The method of claim 1,
And the tactile element is a visual display element coupled to the visual display element for displaying the visual information.
디스플레이 화면을 통해 촉각 정보의 제공을 감지하는 단계;
상기 촉각 정보의 제공을 감지하면 상기 촉각 정보를 제공하기 위한 촉각 소자들을 선택하는 단계;
상기 선택된 촉각 소자들을 구동하기 위한 구동 신호를 발생하는 단계; 및
상기 구동 신호에 따라 촉각 소자들을 구동하고, 상기 촉각 소자들의 구동에 따른 상기 디스플레이 화면의 물리적인 외형 변화를 통해 촉각 정보를 제공하는 단계
를 포함하는 시촉각 정보 제공 방법.
Detecting the provision of tactile information through a display screen;
Selecting tactile elements for providing the tactile information upon sensing the provision of the tactile information;
Generating a drive signal for driving the selected tactile elements; And
Driving haptic elements according to the driving signal, and providing tactile information through physical appearance changes of the display screen according to driving of the tactile elements
Tactile sense information providing method comprising a.
제 11 항에 있어서,
상기 디스플레이 화면을 통해 상기 촉각 정보에 대응되는 시각 정보를 동시에 제공하는 단계
를 더 포함하는 시촉각 정보 제공 방법.
The method of claim 11,
Simultaneously providing visual information corresponding to the tactile information through the display screen
Tactile sense information providing method further comprising.
제 12 항에 있어서,
상기 시각 정보는 키 버튼 정보를 포함하고,
상기 키 버튼 정보는 메뉴키, 기능기, 숫자키, 문자키, 특수키, 특수 문자키, 및 방향키 중 적어도 하나의 버튼 정보를 포함하는 시촉각 정보 제공 방법.
13. The method of claim 12,
The time information includes key button information,
The key button information includes at least one button information of a menu key, a functional group, a numeric key, a character key, a special key, a special character key, and a direction key.
제 11 항에 있어서,
상기 촉각 정보를 제공하는 단계는,
상기 디스플레이 화면에 수직 방향으로 상기 촉각 소자들을 구동시켜 상기 디스플레이 화면의 물리적인 외형 변화를 통해 촉각 정보를 제공하는 단계
를 포함하는 시촉각 정보 제공 방법.The method of claim 11,
Providing the tactile information,
Driving the tactile elements in a direction perpendicular to the display screen to provide tactile information through physical appearance changes of the display screen
Tactile sense information providing method comprising a.
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