KR101379292B1 - Method using the same and recording medium thereof - Google Patents

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KR101379292B1 KR1020120074025A KR20120074025A KR101379292B1 KR 101379292 B1 KR101379292 B1 KR 101379292B1 KR 1020120074025 A KR1020120074025 A KR 1020120074025A KR 20120074025 A KR20120074025 A KR 20120074025A KR 101379292 B1 KR101379292 B1 KR 101379292B1
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Abstract

본 발명은 촉각 생성 장치 및 기록매체에 관한 것이다. 본 발명의 일예와 관련된 촉각 생성 장치는 사용자의 터치를 입력 받기 위한 제 1 기판, 상기 제 1 기판의 전체 영역 중 적어도 일부인 제 1 영역에 대한 상기 터치를 센싱하는 촉각센서, 상기 촉각센서가 상기 터치를 센싱한 경우, 상기 제 1 영역에 대한 변환인자를 감지하고, 촉각 피드백을 출력하기 위한 전기신호를 제어변수에 따라 출력하는 제어부와 상기 전기신호에 대응하여, 상기 촉각 피드백의 출력을 위한 트리거(trigger) 신호를 출력하는 액츄에이터(actuator)를 포함하되, 상기 제어부는 상기 터치에 따른 정전기력의 변화를 이용하여 상기 촉각 피드백이 상기 제 1 영역에 대해서만 출력되도록 제어하고, 상기 변환인자는 상기 터치에 따른 정전용량의 변화 및 저항의 변화 중 적어도 하나를 이용하여 감지되는 상기 제 1 영역에 대한 위치 인자 및 힘(force) 인자일 수 있다.The present invention relates to a haptic generating device and a recording medium. An apparatus for generating tactile sensations according to an embodiment of the present invention may include a tactile sensor configured to sense a touch on a first substrate for receiving a touch of a user, a first region that is at least a part of an entire region of the first substrate, and the tactile sensor by the touch. In the case of sensing the control unit for detecting the conversion factor for the first area, and outputs an electrical signal for outputting the tactile feedback according to a control variable and a trigger for outputting the tactile feedback in response to the electrical signal ( and an actuator for outputting a trigger signal, wherein the controller controls the tactile feedback to be output only for the first region by using a change in electrostatic force according to the touch, and the conversion factor according to the touch. A position factor for the first region sensed using at least one of a change in capacitance and a change in resistance, and It may be (force) factor.

Description

촉각 생성 방법 및 그 기록매체{METHOD USING THE SAME AND RECORDING MEDIUM THEREOF}METHOD USING THE SAME AND RECORDING MEDIUM THEREOF

본 발명은 촉각 생성 장치 및 기록매체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진동감각 또는 저항감을 생성하는 근감각 발생모듈을 이용하여 촉각 피드백을 사용자에게 전달하기 위한 촉각 생성 장치 및 촉각 생성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a haptic generating device and a recording medium, and more particularly, to a haptic generating device and a tactile generating method for delivering tactile feedback to a user by using a muscle sensation generating module that generates vibration or resistance.

일반적으로 촉감이란 물체를 만질 때 사람의 손가락 또는 스타일러스 펜으로 느낄 수 있는 촉각적 감각으로서, 피부가 물체 표면에 닿아서 느끼는 촉감 피드백과 관절과 근육의 움직임이 방해될 때 느껴지는 근감각 피드백을 포괄하는 개념이다. In general, touch refers to a tactile sensation that can be felt by a person's finger or stylus pen when touching an object, including tactile feedback that the skin touches the object surface and muscular feedback that is felt when movement of the joints and muscles is disturbed Concept.

사람의 감각수용기로서, 기계적 자극의 수용기로는 고주파의 진동을 감지하는 파치니언 소체(Pacinian corpuscle), 저주파의 진동을 감지하는 마이스너 소체(Meissner's corpuscle), 국부적으로 누르는 압력을 감지하는 메르켈 디스크(Merkel's disc)와 피부를 눌려주는 스트레치를 감지하는 루피니 엔딩(Ruffini's ending) 등이 있다.As human sensory receptors, receptors for mechanical stimulation include Pacinian corpuscle, which senses high-frequency vibrations, Meissner's corpuscle, which senses low-frequency vibrations, Merkel's disc, and Ruffini's ending, which detects the stretch that presses the skin.

이러한 감각수용기를 자극하기 위한 다양한 촉감 제시장치들로, 피에조 액추에이터, 솔레노이드 액추에이터, DC/AC 모터, 서버모터, 초음파 액추에이터, 형상기억합금세라믹 액추에이터, 전기활성폴리머 액추에이터등 다양한 액추에이터 등이 있다. Various tactile presenting devices for stimulating such sensory receptors include piezo actuators, solenoid actuators, DC / AC motors, server motors, ultrasonic actuators, shape memory alloy ceramic actuators, electroactive polymer actuators, and the like.

촉감 제시장치의 대표적인 예로는 모바일디바이스에서 터치스크린의 입력에 따라 진동모터로 진동을 발생시켜 고주파/저주파의 진동을 감지하는 파치니언/마이스너 소체를 자극하는 장치가 있다.A representative example of the tactile presentation device is a device for stimulating a Pachinian / Minus body that detects high frequency / low frequency vibration by generating a vibration with a vibration motor according to an input of a touch screen in a mobile device.

한편, 진동모터(진동발생 모듈)는 휴대용 기기에 적용되어 소정의 감각을 전달하는 장치로서, 종래의 기술은 사용자가 손가락으로 터치 패널을 터치하면 그에 대한 반응으로 진동감각만을 출력하는 방식이었다.On the other hand, the vibration motor (vibration generating module) is a device that is applied to a portable device to deliver a predetermined sense, the prior art was a method of outputting only the vibration sense in response to the user's finger touch the touch panel.

이러한 종래의 진동발생 모듈은 피부감각만을 자극하는 것으로 실제 물체를 만지는 것과는 달라 현실감이 떨어진다. The conventional vibration generating module is a stimulation of only the skin sense, unlike the real object touches the reality is inferior.

사람은 손/팔의 관절을 이용하여 일정 이상의 압력으로 물체를 누르면서 문지르게 되는데 이때, 사람은 물체의 강성도 등을 느껴 같은 거칠기를 갖는 물질이라도 눌리는 정도에 따라 다른 거칠기를 인지하게 된다. A person rubs while pressing an object with a certain pressure using a joint of a hand / arm. At this time, a person feels the stiffness of the object and recognizes a different roughness depending on the degree of pressing even a substance having the same roughness.

이처럼 사람이 근감각을 이용하여 물체의 강성도 등을 느끼는 것은 감각수용에 있어서 중요하지만, 종래의 진동발생 모듈은 단순한 진동만을 출력하는 방식으로 사용자의 다양한 감각의 욕구(촉각 피드백)를 만족시키는데 한계가 있었다.As described above, it is important for a person to sense the stiffness of an object by using a sense of muscle, but in the sensory acceptance, the conventional vibration generating module has a limitation in satisfying user's various desires (tactile feedback) by outputting only a simple vibration. there was.

따라서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서는 휴대용 기기에서도 단순하게 피부에 진동감각만을 출력하는 것에 국한하지 않고 사람의 피부에서 느껴지는 촉감과 근육에서 느껴지는 근감각을 동시에 자극하여 물체의 강성도 및 재질감 등을 복합적이고도 다양하게 느낄 수 있게 하는 촉각 생성 장치의 개발이 요구되는 실정이다.Therefore, in the technical field to which the present invention belongs, it is not limited to simply outputting the vibration sense to the skin even in a portable device, and simultaneously stimulates the touch sensed by the human skin and the muscle sense sensed by the muscle, thereby complexing the stiffness and texture of the object. There is a need for the development of a haptic generating device that can feel variously.

또한, 일반적으로 촉감 제시장치는 사용자에 의해 접촉된 국부적인 부분만을 진동시키는 것이 아니라 전체 영역을 진동시킴으로써, 사용자에게 촉감 피드백을 제공하였다.Also, in general, the tactile display device provides tactile feedback to the user by vibrating the entire area instead of vibrating only the local part contacted by the user.

그러나 전체 영역의 진동은 대형 태블릿 컴퓨터, 플렉서블 디스플레이 모듈 등에 적용이 어렵고, 사용자에게 현식적인 촉감을 제공하는 것도 어렵다는 문제점이 있으므로, 국부적인 영역에 대한 촉감 피드백만을 사용자에게 제공하는 방법이 요구되는 실정이다.However, since the vibration of the entire area is difficult to apply to large tablet computers, flexible display modules, etc., and it is difficult to provide a user with a tactile feel, a method of providing a user with only tactile feedback in a local area is required. .

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 전기신호를 근감각과 촉감을 동시에 제공하는 장치에 입력함으로써 다양한 촉각 피드백을 사용자에게 전달하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to transmit a variety of tactile feedback to a user by inputting an electrical signal to a device that simultaneously provides a sense of touch and a sense of touch.

또한, 본 발명은 정전기력을 이용하여 국부적인 영역에 대한 촉각 피드백을 사용자에게 제공하는 것에 그 목적이 있다.It is also an object of the present invention to provide a user with tactile feedback for local areas using electrostatic forces.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. It can be understood.

상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일예와 관련된 촉각 생성 장치는 사용자의 터치를 입력 받기 위한 제 1 기판, 상기 제 1 기판의 전체 영역 중 적어도 일부인 제 1 영역에 대한 상기 터치를 센싱하는 촉각센서, 상기 촉각센서가 상기 터치를 센싱한 경우, 상기 제 1 영역에 대한 변환인자를 감지하고, 촉각 피드백을 출력하기 위한 전기신호를 제어변수에 따라 출력하는 제어부와 상기 전기신호에 대응하여, 상기 촉각 피드백의 출력을 위한 트리거(trigger) 신호를 출력하는 액츄에이터(actuator)를 포함하되, 상기 제어부는 상기 터치에 따른 정전기력의 변화를 이용하여 상기 촉각 피드백이 상기 제 1 영역에 대해서만 출력되도록 제어하고, 상기 변환인자는 상기 터치에 따른 정전용량의 변화 및 저항의 변화 중 적어도 하나를 이용하여 감지되는 상기 제 1 영역에 대한 위치 인자 및 힘(force) 인자일 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a tactile sensor for sensing a touch on a first substrate for receiving a user's touch and a first region that is at least a portion of an entire region of the first substrate. When the tactile sensor senses the touch, the controller senses a conversion factor for the first area and outputs an electrical signal for outputting tactile feedback according to a control variable and the electrical signal in response to the electrical signal. And an actuator for outputting a trigger signal for outputting feedback, wherein the controller controls the tactile feedback to be output only for the first region by using a change in electrostatic force according to the touch. The conversion factor is detected using at least one of a change in capacitance and a change in resistance according to the touch. It may be a position factor and a force factor for one region.

한편, 상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일예와 관련된 촉각 생성 장치는 사용자로부터 복수의 터치를 입력 받기 위한 제 1 기판, 상기 제 1 기판의 전체 영역 중 적어도 일부인 제 1 영역에 대한 상기 복수의 터치를 센싱하는 촉각센서, 상기 촉각센서가 상기 복수의 터치를 센싱한 경우, 상기 제 1 영역에 대한 변환인자를 감지하고, 복수의 촉각 피드백을 출력하기 위한 복수의 전기신호를 제어변수에 따라 출력하는 제어부와 상기 복수의 전기신호에 대응하여, 상기 복수의 촉각 피드백의 출력을 위한 트리거(trigger) 신호를 출력하는 액츄에이터(actuator)를 포함하되, 상기 제어부는 상기 복수의 터치에 따른 정전기력의 변화를 이용하여 상기 복수의 촉각 피드백이 제 1 영역에 대해서만 출력되도록 제어하고, 상기 변환인자는 상기 복수의 터치에 따른 정전용량의 변화 및 저항의 변화 중 적어도 하나를 이용하여 감지되는 상기 제 1 영역에 대한 위치 인자 및 힘(force) 인자일 수 있다.On the other hand, the tactile generating device according to an embodiment of the present invention for realizing the above-described object is a plurality of the first substrate for receiving a plurality of touch input from the user, the plurality of the first area that is at least part of the entire area of the first substrate A tactile sensor for sensing a touch and, when the tactile sensor senses the plurality of touches, detects a conversion factor for the first area and outputs a plurality of electrical signals for outputting a plurality of tactile feedbacks according to a control variable And an actuator configured to output a trigger signal for outputting the plurality of tactile feedbacks in response to the plurality of electrical signals, wherein the controller is configured to change the electrostatic force according to the plurality of touches. The plurality of tactile feedbacks are output only for the first area, and the conversion factor is dependent on the plurality of touches. Position and the power factor for the first region is detected using at least one of a change in the change of the capacitance and resistance may be (force) factor.

한편, 상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일예와 관련된 촉각 생성 장치의 제어방법은 제 1 기판의 전체 영역 중 적어도 일부인 제 1 영역에 대한 상기 터치를 센싱하는 단계, 상기 제 1 영역에 대한 변환인자를 감지하고, 촉각 피드백을 출력하기 위한 전기신호를 제어변수에 따라 출력하는 단계와 상기 전기신호에 대응하여, 상기 촉각 피드백의 출력을 위한 트리거(trigger) 신호를 출력하는 단계를 포함하되, 상기 촉각 피드백은 상기 터치에 따른 정전기력의 변화를 이용하여 상기 제 1 영역에 대해서만 출력되고, 상기 변환인자는 상기 터치에 따른 정전용량의 변화 및 저항의 변화 중 적어도 하나를 이용하여 감지되는 상기 제 1 영역에 대한 위치 인자 및 힘(force) 인자일 수 있다.On the other hand, the control method of the haptic generating device according to an embodiment of the present invention for realizing the above-mentioned problem is the step of sensing the touch to the first area that is at least a part of the entire area of the first substrate, the conversion to the first area Detecting an argument and outputting an electrical signal for outputting the tactile feedback according to a control variable and outputting a trigger signal for outputting the tactile feedback in response to the electrical signal, The tactile feedback is output only for the first region using a change in electrostatic force according to the touch, and the conversion factor is sensed using at least one of a change in capacitance and a change in resistance according to the touch. It may be a position factor and a force factor for.

한편, 상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일예와 관련된 촉각 생성 장치의 제어방법은 제 1 기판의 전체 영역 중 적어도 일부인 제 1 영역에 대한 상기 복수의 터치를 센싱하는 단계, 상기 제 1 영역에 대한 변환인자를 감지하고, 복수의 촉각 피드백을 출력하기 위한 복수의 전기신호를 제어변수에 따라 출력하는 단계와 상기 복수의 전기신호에 대응하여, 상기 복수의 촉각 피드백의 출력을 위한 트리거(trigger) 신호를 출력하는 단계를 포함하되, 상기 복수의 촉각 피드백은 상기 복수의 터치에 따른 정전기력의 변화를 이용하여 상기 제 1 영역에 대해서만 출력되고, 상기 변환인자는 상기 복수의 터치에 따른 정전용량의 변화 및 저항의 변화 중 적어도 하나를 이용하여 감지되는 상기 제 1 영역에 대한 위치 인자 및 힘(force) 인자일 수 있다.On the other hand, the control method of the haptic generating device according to an embodiment of the present invention for realizing the above-mentioned problem is the step of sensing the plurality of touch on the first area that is at least a part of the entire area of the first substrate, Detecting a conversion factor and outputting a plurality of electrical signals for outputting a plurality of tactile feedbacks according to a control variable and triggering an output of the plurality of tactile feedbacks in response to the plurality of electrical signals. And outputting a signal, wherein the plurality of tactile feedbacks are output only for the first region using a change in electrostatic force according to the plurality of touches, and the conversion factor is a change in capacitance according to the plurality of touches. And a position factor and a force factor for the first area sensed using at least one of a change in resistance.

한편, 상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일예와 관련된 촉각을 생성하는 방법을 수행하기 위하여 디지털 처리 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있고, 상기 디지털 처리 장치에 의해 판독될 수 있는 기록매체에 있어서, 상기 촉각을 생성하는 방법은, 제 1 기판의 전체 영역 중 적어도 일부인 제 1 영역에 대한 상기 터치를 센싱하는 단계, 상기 제 1 영역에 대한 변환인자를 감지하고, 촉각 피드백을 출력하기 위한 전기신호를 제어변수에 따라 출력하는 단계와 상기 전기신호에 대응하여, 상기 촉각 피드백의 출력을 위한 트리거(trigger) 신호를 출력하는 단계를 포함하되, 상기 촉각 피드백은 상기 터치에 따른 정전기력의 변화를 이용하여 상기 제 1 영역에 대해서만 출력되고, 상기 변환인자는 상기 터치에 따른 정전용량의 변화 및 저항의 변화 중 적어도 하나를 이용하여 감지되는 상기 제 1 영역에 대한 위치 인자 및 힘(force) 인자일 수 있다.On the other hand, a program of instructions that can be executed by a digital processing apparatus is tangibly implemented to perform a method for generating a tactile sense related to an example of the present invention for realizing the above-described object, and to be read by the digital processing apparatus. The method of generating a haptic, the method comprising: sensing the touch on a first area that is at least a portion of an entire area of a first substrate, sensing a conversion factor for the first area, and tactile feedback And outputting a trigger signal for outputting the tactile feedback, in response to the electrical signal, wherein the tactile feedback corresponds to the touch. It is output only for the first region using a change in electrostatic force, and the conversion factor is dependent on the touch. Position and the power factor for the first region is detected using at least one of a change in the change of the capacitance and resistance may be (force) factor.

한편, 상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일예와 관련된 촉각을 생성하는 방법을 수행하기 위하여 디지털 처리 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있고, 상기 디지털 처리 장치에 의해 판독될 수 있는 기록매체에 있어서, 상기 촉각을 생성하는 방법은, 제 1 기판의 전체 영역 중 적어도 일부인 제 1 영역에 대한 상기 복수의 터치를 센싱하는 단계, 상기 제 1 영역에 대한 변환인자를 감지하고, 복수의 촉각 피드백을 출력하기 위한 복수의 전기신호를 제어변수에 따라 출력하는 단계와 상기 복수의 전기신호에 대응하여, 상기 복수의 촉각 피드백의 출력을 위한 트리거(trigger) 신호를 출력하는 단계를 포함하되, 상기 복수의 촉각 피드백은 상기 복수의 터치에 따른 정전기력의 변화를 이용하여 상기 제 1 영역에 대해서만 출력되고, 상기 변환인자는 상기 복수의 터치에 따른 정전용량의 변화 및 저항의 변화 중 적어도 하나를 이용하여 감지되는 상기 제 1 영역에 대한 위치 인자 및 힘(force) 인자일 수 있다.On the other hand, a program of instructions that can be executed by a digital processing apparatus is tangibly implemented to perform a method for generating a tactile sense related to an example of the present invention for realizing the above-described object, and to be read by the digital processing apparatus. The method of generating a haptic, comprising: sensing the plurality of touches on a first area that is at least a portion of an entire area of a first substrate, sensing a conversion factor for the first area, Outputting a plurality of electrical signals for outputting a plurality of tactile feedbacks according to control variables and outputting a trigger signal for outputting the plurality of tactile feedbacks in response to the plurality of electrical signals. However, the plurality of tactile feedbacks are applied to the first area by using a change in electrostatic force according to the plurality of touches. Only being output by the conversion factor may be a position parameter and the power (force) parameters for said first area is detected using at least one of a change in the resistance change and the capacitance of the touch of the plurality.

본 발명은 전기신호를 근감각과 촉감을 동시에 제공하는 장치에 입력함으로써 다양한 촉각 피드백을 사용자에게 전달할 수 있다.The present invention can deliver a variety of tactile feedback to a user by inputting an electrical signal to a device that simultaneously provides a sense of touch and a sense of touch.

또한, 본 발명은 정전기력을 이용하여 국부적인 영역에 대한 촉각 피드백을 사용자에게 제공할 수 있다.In addition, the present invention can use the electrostatic force to provide the user with tactile feedback for local areas.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It should be understood, however, that the effects obtained by the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art to which the present invention belongs It will be possible.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 촉각생성장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 촉각생성수단의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 촉각생성수단의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 촉각 생성 장치의 다른 일례를 나타내는 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전기신호의 파형종류, 진폭크기 및 주파수의 일례를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 파형종류, 진폭크기 및 주파수에 따라 촉각 피드백이 형성되는 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 저항력이 단계별로 발생되는 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 휴대용 기기의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 9는 본 발명에 따른 휴대용 기기에 촉각 생성 장치가 결합한 사시도이다.
도 10a 내지 도 10c는 다양한 기법을 이용하여 촉각 피드백을 사용자에게 제공하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명에 따라, 정전기력을 이용하여 촉각 피드백이 생성되는 일례를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명과 관련하여, 촉각센서를 이용한 촉각 피드백 장치의 결합 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명과 관련하여, 접촉저항방식 촉각센서를 이용한 촉각 피드백 장치의 결합 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 촉각생성장치의 일례에 대한 저면도이다.
도 15는 본 발명의 촉각 생성 방법을 순차적으로 나타낸 순서도이다.
도 16a 내지 도 16d는 촉각생성장치를 이용하여 개발될 수 있는 촉각제시 시스템의 일례를 나타낸 도면이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description, serve to further the understanding of the technical idea of the invention, It should not be construed as limited.
1 is a block diagram showing the configuration of the haptic generating device according to the present invention.
2 is a view showing an example of the haptic generating means according to the present invention.
3 is a view showing another example of the haptic generating means according to the present invention.
4 is a block diagram showing another example of the haptic generating device according to the present invention.
5 is a view showing an example of the waveform type, amplitude magnitude and frequency of the electrical signal according to the present invention.
6 is a diagram illustrating an example in which a tactile feedback is formed according to a waveform type, amplitude size, and frequency according to the present invention.
7 is a view showing an example in which the resistance force according to the present invention is generated step by step.
8 is a configuration diagram showing the configuration of a portable device according to the present invention.
9 is a perspective view of a haptic generating device coupled to a portable device according to the present invention.
10A through 10C illustrate a method of providing tactile feedback to a user by using various techniques.
11 is a diagram illustrating an example in which tactile feedback is generated using an electrostatic force according to the present invention.
FIG. 12 is a view showing an example of a coupling structure of a tactile feedback device using a tactile sensor according to the present invention.
FIG. 13 is a view showing an example of a coupling structure of a tactile feedback device using a contact resistance type tactile sensor according to the present invention.
14 is a bottom view of an example of the haptic generating device of the present invention.
15 is a flowchart sequentially showing a method for generating tactile sensations according to the present invention.
16A to 16D illustrate an example of a tactile presentation system that may be developed using a haptic generating device.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the embodiment described below does not unduly limit the content of the present invention described in the claims, and the entire structure described in this embodiment is not necessarily essential as the solution means of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 촉각생성장치의 구성을 나타낸 구성도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 촉각생성수단을 자세하게 나타낸 구성도이다.1 is a configuration diagram showing the configuration of the haptic generating device according to the present invention, Figures 2 and 3 is a configuration diagram showing in detail the tactile generating means according to the present invention.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 촉각생성 장치는 대략적으로 제어수단(200) 및 근감각 발생모듈(300)로 구성될 수 있다. 여기서 근감각 발생모듈(300)은 촉각생성수단과 혼용하여 사용될 수 있고, 이하에서는 설명의 편의를 위해 근감각 발생모듈(300)로 용어를 통일시켜 설명한다.As shown in Figures 1 to 3, the haptic generating device according to the present invention may be composed of a control means 200 and a near sense generating module 300. Here, the muscle sensation generating module 300 may be used in combination with the haptic generating means, and for the sake of convenience, hereinafter, the muscle sensation generating module 300 will be described in unified terms.

근감각 발생모듈(300)은 더 자세하게는 자기장발생수단(301) 또는 전기장발생수단(303)과 플랜져(305)로 구성될 수도 있다.The near sense generation module 300 may be configured in more detail by the magnetic field generating means 301 or the electric field generating means 303 and the flanger 305.

이하에서는, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 촉각 생성 장치의 구성을 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 1-3, the structure of the tactile generating apparatus which concerns on this invention is demonstrated.

본 발명에 따른 근감각 발생모듈(300)은 후술할 제어수단(200)의 제어신호에 기초하여 촉각 피드백을 생성하고, 촉각 피드백을 사용자의 외력(Fin)에 대응하여 제공하게 된다.The muscle sensation generating module 300 according to the present invention generates the tactile feedback based on the control signal of the control means 200 to be described later, and provides the tactile feedback corresponding to the external force Fin of the user.

상술한 촉각은 근감각 또는 촉감일 수 있다. 또한, 촉각 피드백은 사용자에게 저항력을 주는 것으로서, 저항력은 전단력 또는 강성도가 변하는 것일 수 있다.The tactile sensation described above may be muscular or tactile. In addition, the tactile feedback imparts resistance to the user, and the resistance may be a change in shear force or stiffness.

한편, 근감각 발생모듈(300)의 구성은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 대략적으로 자기장발생수단(301) 또는 전기장발생수단(303)과 플랜져(305)로 구성될 수 있다.On the other hand, the configuration of the muscle-sensing generation module 300 may be composed of a magnetic field generating means 301 or the electric field generating means 303 and the flanger 305, as shown in Figs.

이때, 자기장발생수단(301)을 이용하는 근감각 발생모듈(300)은 자기유변유체와 자기장을 이용하여 저항력을 생성하게 된다. In this case, the near field generating module 300 using the magnetic field generating means 301 generates a resistive force by using the magnetorheological fluid and the magnetic field.

구체적으로, 자기장발생수단(301)은 제어수단(200)의 제어신호에 따라 자기장의 세기가 다르게 발생되며, 이렇게 생성된 자기장을 자기유변유체에 인가하게 된다. In detail, the magnetic field generating means 301 generates different magnetic field strengths according to the control signal of the control means 200, and applies the generated magnetic field to the magnetorheological fluid.

이때, 인가된 자기장은 자기유변유체의 저항력 즉, 전단력 또는 강성도를 변하게 한다. In this case, the applied magnetic field changes the resistance of the magnetorheological fluid, that is, the shear force or stiffness.

따라서 사용자는 다양한 촉각 피드백을 받을 수 있다. Thus, the user can receive various tactile feedbacks.

또한, 자기장을 생성하기 위하여 솔레노이드 코어(도면 미도시) 및 솔레노이드 코일(도면 미도시)이 사용될 수도 있다. In addition, a solenoid core (not shown) and a solenoid coil (not shown) may be used to generate the magnetic field.

한편, 자기장의 세기를 변화시키기 위해서는 아날로그 전압이 필요하게 된다. On the other hand, in order to change the strength of the magnetic field, an analog voltage is required.

따라서 제어수단(200)에 포함되어 있는 마이크로 프로세서(도면 미도시)에서 나오는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 이용하여 DAC(Digital to Analog Converter)(도면 미도시)를 제어하게 되며, DAC에서 출력되는 아날로그 전압을 촉각 생성 장치에 인가함으로써 자기장의 세기를 변화시킬 수 있다.Therefore, the DAC (Digital to Analog Converter) (not shown) is controlled by using a PWM (Pulse Width Modulation) signal from a microprocessor (not shown) included in the control means 200, and is output from the DAC. By applying an analog voltage to the haptic generating device, the strength of the magnetic field can be changed.

또한, 전기장발생수단(303)을 이용하는 근감각 발생모듈(300)은 전기유변유체와 전기장을 이용하여 저항력을 생성하게 된다. In addition, the near field generating module 300 using the electric field generating means 303 generates a resistance force by using the electric rheological fluid and the electric field.

구체적으로, 전기장발생수단(303)은 제어수단(200)의 제어신호에 따라 전기장의 세기가 다르게 발생하며, 이렇게 생성된 전기장을 전기유변유체에 인가하게 된다. Specifically, the electric field generating means 303 generates the electric field differently according to the control signal of the control means 200, and applies the electric field generated to the electric rheological fluid.

이때, 인가된 전기장은 전기유변유체의 저항력 즉, 전단력 또는 강성도를 변하게 한다. In this case, the applied electric field changes the resistance of the electrofluidic fluid, that is, the shear force or the stiffness.

따라서 사용자는 다양한 촉각 피드백을 받을 수 있다. 이때 전기장을 생성하기 위하여는 전극, 즉 +극과 -극이 사용된다. Thus, the user can receive various tactile feedbacks. In this case, an electrode, that is, a positive electrode and a negative electrode, is used to generate an electric field.

한편, 전기장의 세기를 변화시키기 위해, 수 kV의 아날로그 전압이 필요하다. On the other hand, in order to change the strength of the electric field, an analog voltage of several kV is required.

이러한 아날로그 전압을 얻기 위하여, 마이크로 프로세서(도면 미도시)에서 나오는 PWM 신호를 이용하여 DAC(도면 미도시)를 제어하게 된다. In order to obtain such an analog voltage, a PWM signal from a microprocessor (not shown) is used to control the DAC (not shown).

DAC에서 출력되는 아날로그 전압을 DC-DC 컨버터(도면 미도시)에 입력하여 아날로그 전압을 증폭시킨 후 이를 촉각 생성 장치에 인가함으로써 전기장의 세기를 변화시킬 수 있다.The electric field strength may be changed by inputting an analog voltage output from the DAC to a DC-DC converter (not shown), amplifying the analog voltage, and applying the same to a tactile generating device.

한편, 도 4는 본 발명에 따른 촉각 생성 장치의 다른 일례를 나타내는 구성도이다.4 is a block diagram showing another example of the haptic generating device according to the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 촉각 생성 장치는 대략 센서수단(100), 제어수단(200) 및 근감각 발생모듈(300)로 구성될 수도 있다.As shown in FIG. 4, the apparatus for generating tactile sensations according to the present invention may be composed of approximately sensor means 100, control means 200, and muscle sensation generation module 300.

근감각 발생모듈(300)은 전술한 것과 같이, 자기장발생수단(도면 미도시) 또는 전기장발생수단(도면 미도시) 및 가제어성 유변유체를 구비함으로써 촉각 피드백을 생성할 수 있다. As described above, the near-field generating module 300 may generate tactile feedback by having a magnetic field generating means (not shown) or an electric field generating means (not shown) and a controllable rheology fluid.

이때 촉각은 근감각 또는 촉감을 의미하며 근감각은 저항감으로 나타낼 수 있고, 진동감각은 촉감으로 나타낼 수 있다.In this case, the sense of touch may mean muscle sense or touch, and the sense of muscle may be represented by resistance, and the sense of vibration may be represented by touch.

본 발명에 따른 근감각 발생모듈(300)은 진동감각 또는 저항감을 생성하였으나 본 발명에 따르면 이러한 진동감각 또는 저항감 외에 추가적으로 촉각 피드백을 생성할 수 있다. 이하에서는 도 4 내지 도 7을 참조하여, 본 발명에 따른 촉각 생성 장치의 구성 및 기능을 설명한다.The muscle sensation generating module 300 according to the present invention generates a vibration sensation or a sense of resistance, but according to the present invention, in addition to such a vibration sensation or a sense of resistance, it may generate tactile feedback. Hereinafter, the configuration and function of the haptic generating device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 7.

본 발명에 따른 센서수단(100)은 도 4에 도시된 바와 같이 근감각 발생모듈(300)에 구비되는 이동수단(도면 미도시)에 가해지는 힘(Fin)이나 또는 가해진 힘(Fin)에 의해 이동수단이 눌려진 깊이(위치, 변위)인 변환인자를 측정한다. As shown in FIG. 4, the sensor means 100 according to the present invention is applied by a force Fin or an applied force Fin applied to a moving means (not shown) provided in the near sense generation module 300. Measure the conversion factor, which is the depth (position, displacement) at which the vehicle is pressed.

이때, 이동수단은 근감각 발생모듈에서는 플랜져일 수 있다.At this time, the moving means may be a flanger in the muscle sensory generation module.

따라서 센서수단(100)은 힘(Fin)을 측정하기 위한 센서 또는 위치를 측정하기 위한 센서를 근감각 발생모듈(300)에 구비하여야 한다. Therefore, the sensor means 100 should be equipped with a sensor for measuring the force (Fin) or a sensor for measuring the position in the near sense generating module 300.

상술한 변환인자외에 속도를 변환인자에 포함할 수도 있으나 이때는 위치(변위)를 미분하면 된다.In addition to the above-described conversion factor, the speed may be included in the conversion factor, but the position (displacement) may be differentiated in this case.

본 발명에 따른 제어수단(200)은 사용자로부터 선택된 어플리케이션 정보 또는 센서수단(100)의 출력신호에 기초하여 촉각 피드백을 제공하기 위한 전기신호를 제어변수에 따라 근감각 발생모듈(300)에 출력한다. The control means 200 according to the present invention outputs an electric signal for providing the tactile feedback based on the application information selected by the user or the output signal of the sensor means 100 to the near sense generating module 300 according to the control variable. .

이때 어플리케이션 정보는 휴대용 기기에서 실행되는 어플의 종류 또는 휴대용 기기에서 실행되는 프로그램의 종류 등이고, 휴대용 기기는 휴대폰, 노트북, 콘솔게임기 등을 포함할 수 있다.In this case, the application information may be a type of an application executed in the portable device or a type of a program executed in the portable device, and the portable device may include a mobile phone, a notebook, a console game machine, and the like.

또한, 제어변수는 도 5에 도시된 바와 같이 파형의 종류, 진폭크기, 또는 주파수 중 어느 하나이거나 도 5에 도시된 바와 같이 이들을 조합한 것이다. In addition, the control variable is any one of the waveform type, amplitude, or frequency as shown in FIG. 5 or a combination thereof as shown in FIG.

따라서, 제어수단(200)은 사용자가 선택한 어플리케이션의 종류 또는 센서수단(100)에서 측정한 힘(Fin)이나 위치(변위)에 따라 다양하게 상술한 제어변수를 조합하여 전기신호를 출력한다. 이때 출력되는 전기신호는 촉각 피드백을 생성하기 위하여 주기적 전기신호인 것이 바람직하다.Therefore, the control means 200 outputs an electrical signal by combining various control variables described above according to the kind of application selected by the user or the force (Fin) or the position (displacement) measured by the sensor means 100. At this time, the output electrical signal is preferably a periodic electrical signal to generate a tactile feedback.

한편, 도 6은 본 발명에 따른 파형종류, 진폭크기 및 주파수에 따라 촉각 피드백이 형성되는 일례를 나타내는 도면이다.6 is a diagram illustrating an example in which a tactile feedback is formed according to a waveform type, amplitude size, and frequency according to the present invention.

상술한 제어변수에 따라 촉각 피드백은 형성될 수 있다.According to the above-described control variable, the tactile feedback may be formed.

도 6에 도시된 것과 같이, 플랜져를 일정한 속도로 누르면서 진폭의 크기가 2v인 사인파를 근감각 발생모듈에 인가하였을 때 소정의 촉각 피드백이 형성될 수 있다.As shown in FIG. 6, a predetermined tactile feedback may be formed when a sinusoid having a amplitude of 2v is applied to the near field generating module while pressing the flanger at a constant speed.

또한, 주파수가 동일하지만(직류) 진폭의 크기를 서로 달리하여 근감각 발생모듈(300)에 전기신호를 인가함으로써, 촉각 피드백을 형성할 수도 있다.In addition, the tactile feedback may be formed by applying an electrical signal to the muscle-sensing generation module 300 at different frequencies but having different amplitudes.

한편, 제어수단(200)은 MCU, MPU, DSP 등을 사용하여 구현할 수 있으며, 또한 FPGA 또는 ASIC 등의 로직 설계에 의해서도 동일하게 구현할 수 있다. On the other hand, the control means 200 may be implemented using a MCU, MPU, DSP, etc., and may also be implemented in the same manner by a logic design such as FPGA or ASIC.

이러한 제어수단(200)은 근감각 발생모듈(300)에 포함되어 구성될 수도 있으며, 필요에 따라 근감각 발생모듈(300)과 별개로 구성될 수도 있다. The control means 200 may be included in the muscle sensation generation module 300, or may be configured separately from the muscle sensation generation module 300 as necessary.

본 발명에 따른 근감각 발생모듈(300)은 제어수단(200)에서 출력되는 다양한 형태의 전기신호(파형형태, 진폭크기, 주파수 중 선택된 어느 하나 또는 이들의 조합)에 대응하여 촉각 피드백을 생성함으로써 사용자에게 이를 전달한다. The muscle sensation generation module 300 according to the present invention generates tactile feedback in response to various types of electrical signals (waveform, amplitude size, frequency selected from one or a combination thereof) output from the control means 200. Pass it to the user.

이때, 촉각 피드백은 플랜져에 힘(Fin)이 가해지는 반대 방향으로 촉감 또는 근감각을 사용자에게 전달한다. In this case, the tactile feedback transmits the tactile sense or the sense of muscle to the user in the opposite direction in which the force Fin is applied to the flanger.

상술한 바와 같이 이러한 근감각 발생모듈(300)은 종래에는 진동감각 또는 저항감만을 사용자에게 전달하였으나 본 발명에 따르면 촉각 피드백을 생성할 수 있다. As described above, the near field generating module 300 transmits only the vibration or resistance to the user in the related art, but according to the present invention, it is possible to generate tactile feedback.

또한, 촉각 피드백은 사용자에게 저항력을 전달하며, 저항력은 전단력 또는 강성도가 변하는 것일 수 있다.In addition, the tactile feedback transmits a resistance to the user, and the resistance may be a change in shear force or stiffness.

한편, 근감각 발생모듈(300)은 대략적으로 자기장발생수단(도면 미도시) 또는 전기장발생수단(도면 미도시), 플랜져(도면 미도시), 및 가제어성 유변유체(전기유변유체 또는 자기유변유체)로 구성하는 것이 바람직하다. On the other hand, the near-field generating module 300 is roughly a magnetic field generating means (not shown) or an electric field generating means (not shown), a flanger (not shown), and a controllable rheological fluid (electric rheological fluid or magnetic rheology) Fluid).

이때, 자기장발생수단을 이용하는 근감각 발생모듈(300)은 자기유변유체와 자기장을 이용하여 저항력을 생성하게 된다. 구체적으로 자기장발생수단은 제어수단(200)의 전기신호에 따라 자기장의 세기가 다르게 발생하며 이렇게 생성된 자기장을 자기유변유체에 인가하게 된다. In this case, the near field generating module 300 using the magnetic field generating means generates a resistance force by using the magnetic rheological fluid and the magnetic field. Specifically, the magnetic field generating means generates a different magnetic field intensity according to the electric signal of the control means 200 and applies the generated magnetic field to the magnetorheological fluid.

인가된 자기장은 자기유변유체의 저항력(댐핑력) 즉, 전단력 또는 강성도를 변하게 한다. 따라서 사용자는 다양한 촉각 피드백을 받을 수 있다. 이때 자기장을 생성하기 위하여 솔레노이드 코어(도면 미도시) 및 솔레노이드 코일(도면 미도시)이 사용될 수 있다. The applied magnetic field causes the resistive force (damping force), ie shear force or stiffness, of the magnetorheological fluid to change. Thus, the user can receive various tactile feedbacks. In this case, a solenoid core (not shown) and a solenoid coil (not shown) may be used to generate a magnetic field.

한편, 자기장의 세기를 변화시키기 위해서는 아날로그 전압이 필요하게 된다. 따라서 제어수단(200)을 구현한 CPU(도면 미도시)에서 나오는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 이용하여 DAC(Digital to Analog Converter)(도면 미도시)를 제어하게 되며, DAC에서 출력되는 아날로그 전압을 근감각 발생모듈(300)에 인가함으로써 자기장의 세기를 변화시킬 수 있다.On the other hand, in order to change the strength of the magnetic field, an analog voltage is required. Therefore, the DAC (Digital to Analog Converter) (not shown) is controlled by using a PWM (Pulse Width Modulation) signal from a CPU (not shown) implementing the control means 200, and the analog voltage output from the DAC. The strength of the magnetic field may be changed by applying the to the muscle sensation generating module 300.

또한, 전기장발생수단을 이용하는 근감각 발생모듈(300)은 전기유변유체와 전기장을 이용하여 저항력을 생성하게 된다. 구체적으로, 전기장발생수단은 제어수단(200)의 전기신호에 따라 전기장의 세기가 다르게 발생하며 이렇게 생성된 전기장을 전기유변유체에 인가하게 된다. In addition, the near-field generating module 300 using the electric field generating means generates a resistance force using the electric rheological fluid and the electric field. Specifically, the electric field generating means generates a different electric field intensity according to the electric signal of the control means 200 and applies the electric field generated to the electric rheological fluid.

인가된 전기장은 전기유변유체의 저항력 즉, 전단력 또는 강성도를 변하게 한다. 따라서 사용자는 다양한 촉각 피드백을 받을 수 있다. 이때 전기장을 생성하기 위하여는 전극(+극과 -극)이 사용된다. The applied electric field changes the resistance of the electrofluidic fluid, ie the shear force or stiffness. Thus, the user can receive various tactile feedbacks. In this case, electrodes (+ and − poles) are used to generate an electric field.

한편, 전기장의 세기를 변화시키기 위해, 수 kV의 아날로그 전압이 필요하다. 이러한 아날로그 전압을 얻기 위하여, CPU에서 나오는 PWM 신호를 이용하여 DAC(도면 미도시)를 제어하게 된다. DAC에서 출력되는 아날로그 전압을 DC-DC 컨버터(도면 미도시)에 입력하여 아날로그 전압을 증폭시킨 후 이를 근감각 발생모듈(300)에 인가함으로써 전기장의 세기를 변화시킬 수 있다.On the other hand, in order to change the strength of the electric field, an analog voltage of several kV is required. In order to obtain such an analog voltage, the PWM signal from the CPU is used to control the DAC (not shown). An analog voltage output from the DAC may be input to a DC-DC converter (not shown) to amplify the analog voltage, and then apply the analog voltage to the muscle-sensing generation module 300 to change the strength of the electric field.

한편, 촉각 피드백은 상술한 전기신호의 제어변수를 선택하거나 조합함으로써 제공되거나 또는 다음과 같은 방식에 의해 제공될 수 있다. On the other hand, the tactile feedback may be provided by selecting or combining the control variables of the above-described electrical signal or may be provided in the following manner.

도 7은 본 발명에 따른 저항력이 단계별로 발생되는 일례를 나타내는 도면이다.7 is a view showing an example in which the resistance force according to the present invention is generated step by step.

도 7에 도시된 것과 같이, 저항력을 온 또는 오프하는 방식, 저항력을 연속적으로 발생시키는 방식, 또는 저항력을 단계별로 발생시키는 방식을 사용하여 사용자에게 촉각 피드백을 전달하게 된다. As illustrated in FIG. 7, tactile feedback is transmitted to the user by using a method of turning on or off a resistance, a method of continuously generating a resistance, or a method of generating a resistance step by step.

상세하게는, 저항력을 온/오프 하는 방식은 저항력의 세기가 있거나 없는 방법으로 구현할 수 있다. 이러한 방식은 휴대용 기기의 상태정보, 휴대용 기기의 통화요금 정보, 또는 휴대용 기기의 작업 중요도에 따른 정보일 경우 사용하는 것이 바람직하다. In detail, the method of turning on / off the resistance may be implemented by a method having or without the strength of the resistance. This method is preferably used when the status information of the portable device, the call charge information of the portable device, or information according to the importance of the operation of the portable device.

또한, 휴대용 기기의 상태정보는 일예로서 부재중 전화, 안테나 수신전파 강도, 배터리 잔류량, 또는 가용 메모리의 상태일 수 있다. In addition, the state information of the portable device may be, for example, a missed call, an antenna reception strength, a battery remaining amount, or a state of available memory.

또한, 통화요금 정보는 요금이 비싼 기능(예를 들어, 유료정보, 국제전화)을 사용할 때 일 수 있다. In addition, the call charge information may be when using a high cost function (eg, paid information, international calls).

또한, 휴대용 기기에 포함된 카메라 또는 일반 카메라로 사진을 찍을 때에 있어서 초점 정도에 따라 이용될 수도 있을 것이다.In addition, when taking a picture with a camera or a general camera included in the portable device may be used depending on the degree of focus.

한편, 저항력을 단계별로 발생시키는 방식은 저항력을 단계별로 제공하게 된다. 이러한 방식은 일예로서 게임시에 캐릭터, 비행기, 또는 자동차의 속도를 제어할 때 사용되며, 휴대용 기기의 화면을 보지 않고 특정 버튼을 제어하는 경우에 유용하다. 또한, 상술한 휴대용 기기의 상태(예를 들어, 잠금상태)를 알려줄 때도 또한 이용 가능하다. On the other hand, the method of generating a resistance step by step will provide a resistance step by step. This method is used, for example, when controlling the speed of a character, an airplane, or a car during a game, and is useful when controlling a specific button without looking at the screen of a portable device. It can also be used to inform the state of the portable device (e.g., locked state) described above.

한편, 저항력을 연속적으로 발생시키는 방식은 저항력을 연속적으로 제공한다. 이러한 방식은 특정버튼을 누를 때 누르는 느낌을 다양하게 제공할 수 있다. 특히 일예로서 레이싱 게임시 언덕, 내리막길, 또는 노면상태에 따라 버튼을 누르는 느낌을 다양하게 제공할 때 사용하는 것이 바람직하다. On the other hand, the method of continuously generating the resistive force provides the resistive force continuously. This method can provide a variety of feelings of pressing a particular button. In particular, it is preferable to use when providing a variety of feeling of pressing the button according to the hill, downhill, or road conditions during the racing game.

저항력을 연속적으로 발생시키는 방식을 좀더 상세히 설명하면 누르는 힘(Fin)에 비해 상대적으로 저항력이 증가하거나, 저항력이 증가하다가 떨어질 수 있으며, 또는 이러한 증감을 반복할 수도 있다. 또한, 저항력이 일정하다가 갑자기 떨어지거나, 저항력이 일정하다가 서서히 떨어질 수도 있다. 한편으로는 최초에 일정 저항력이 작용하고 있다가 서서히 떨어지는 느낌을 전달할 수도 있다.When the resistance is continuously generated in more detail, the resistance may be increased, the resistance may increase and fall relative to the pressing force Fin, or the increase or decrease may be repeated. In addition, the resistance is constant and then suddenly drop, or the resistance is constant and may drop slowly. On the one hand, it can also convey the feeling that a certain resistance is initially acting and then gradually falls.

상술한 촉각 생성 장치는 다양한 촉각 피드백을 필요로 하는 휴대용 기기에 포함되어 구성될 수 있다. 이러한 휴대용기기는 상술한 촉각 생성 장치를 사용함으로써 같은 조작을 위해 메뉴를 클릭해야 하는 횟수를 줄일 수 있으며 다양한 촉각을 사용자에게 전달할 수 있다.The above-described tactile generating device may be included in a portable device requiring various tactile feedbacks. Such a portable device can reduce the number of times a menu must be clicked for the same operation by using the above-described haptic generating device and can transmit various tactile sensations to a user.

도 8은 본 발명에 따른 휴대용 기기의 구성을 나타낸 구성도이다8 is a block diagram showing the configuration of a portable device according to the present invention.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 휴대용 기기(20)는 대략 촉각생성장치(10)와 휴대용기기(20)의 내부 구성인 마이크로프로세서(400) 및 디스플레이(500)로 구성될 수 있다. As shown in FIG. 8, the portable device 20 according to the present invention may be composed of a microprocessor 400 and a display 500, which are internal components of the haptic device 10 and the portable device 20. .

본 발명에 따른 촉각 생성 장치(10)는 앞서 설명한 바와 동일하므로 이에 갈음하고, 이러한 촉각 생성 장치(10)는 이하 설명할 휴대용 기기(20)에 포함되어 본 발명의 일실시예를 실시하게 된다.Since the haptic generating device 10 according to the present invention is the same as described above, it is replaced with the above, and the haptic generating device 10 is included in the portable device 20 to be described below to implement an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 메모리(도면 미도시)는 어플리케이션을 저장하는 수단으로서, 각종 휴대용 기기(20)에서 실행되는 어플리케이션 프로그램이 저장된다. 또한, 필요에 따라 촉각 생성 장치(10)에서 사용되는 프로그램이 저장될 수도 있다. A memory (not shown) according to the present invention is means for storing applications, and application programs executed in various portable devices 20 are stored. In addition, a program used in the tactile generation apparatus 10 may be stored as needed.

한편, 메모리는 EEPROM 또는 플래쉬메모리나 MCU, MPU, DSP 등에 내장된 내부 메모리를 이용하여 구현할 수 있다. 이 경우 메모리는 후술할 마이크로프로세서(400)와 별개로 구현하거나 또는 마이크로프로세서(400)에 그 기능이 포함되어 구현될 수도 있다.On the other hand, the memory can be implemented using an EEPROM or a flash memory, or an internal memory incorporated in an MCU, MPU, or DSP. In this case, the memory may be implemented separately from the microprocessor 400 to be described later, or the microprocessor 400 may be implemented with its function included.

본 발명에 따른 마이크로프로세서(400)는 상술한 메모리에 저장된 어플리케이션을 실행하며, 실행되는 어플리케이션에 따라서 제어수단(200)에 어플리케이션 정보를 출력한다. The microprocessor 400 according to the present invention executes an application stored in the above-described memory, and outputs application information to the control means 200 according to the executed application.

어플리케이션 정보는 휴대용 기기(20)에서 실행되는 다양한 종류의 실행 프로그램, 앱, 또는 터치버튼에 관한 정보이다. 제어수단(200)은 어플리케이션 정보에 따라 다양한 방식의 촉각 피드백을 생성하기 때문에 마이크로프로세서(400)로부터 이러한 정보를 필요에 따라 받을 수 있다. The application information is information about various types of execution programs, apps, or touch buttons that are executed on the portable device 20. Since the control means 200 generates tactile feedback in various ways according to the application information, the control means 200 may receive such information from the microprocessor 400 as necessary.

한편, 마이크로프로세서(400)는 플랜져의 위치 또는 플랜져에 가해지는 힘(Fin)을 인식하는 센서수단(100)으로부터 직접 신호를 입력받아 상술한 제어변수를 조절함으로써 다양한 전기신호를 출력할 수도 있다.On the other hand, the microprocessor 400 may output a variety of electrical signals by directly receiving a signal from the sensor means 100 for recognizing the position of the flanger or the force (Fin) applied to the flanger and adjust the above-described control variable. have.

따라서, 제어수단(200)과 마이크로프로세서는(400)는 본 발명을 실시하기 위하여 별개로 구현될 필요는 없으며, 제어수단(200) 또는 마이크로프로세서(400) 어느 쪽이든 하나로 통합되어 구현될 수도 있다.Thus, the control means 200 and the microprocessor 400 need not be implemented separately to practice the present invention, either the control means 200 or the microprocessor 400 may be integrated into one.

따라서, 마이크로프로세서(400)는 MCU, MPU, DSP 등을 사용하여 구현할 수 있으며, 또한 FPGA 또는 ASIC 등의 로직 설계에 의해서도 동일하게 구현을 할 수 있다. 이러한 마이크로프로세서(400)는 근감각 발생모듈(300)에 포함되어 구성될 수도 있으며, 필요에 따라 근감각 발생모듈(300)과 별개로 휴대용기기(20)에 포함되어 구현될 수도 있다.Therefore, the microprocessor 400 may be implemented using an MCU, an MPU, a DSP, or the like, and may be similarly implemented by a logic design such as an FPGA or an ASIC. The microprocessor 400 may be included in the muscle-sensing generation module 300, or may be included in the portable device 20 separately from the muscle-sensing generation module 300 as necessary.

본 발명에 따른 디스플레이(500)는 어플리케이션이 실행되는 상태를 보여주는 수단이다. 이러한 디스플레이(500)는 본 발명에 있어서 디스플레이(500) 없이 구현될 수도 있다. 예를 들어 본 발명에 따른 휴대용 기기(20)가 스마트폰 또는 태블릿피씨 등인 경우 디스플레이(500)가 필요하나, 콘솔게임기 등의 게임시 사용되는 조이스틱 또는 키보드의 경우에는 필요에 따라 디스플레이(500) 없이 구현될 수도 있다.The display 500 according to the present invention is a means for showing a state in which an application is executed. Such a display 500 may be implemented without the display 500 in the present invention. For example, when the portable device 20 according to the present invention is a smartphone or a tablet PC, the display 500 is required, but in the case of a joystick or a keyboard used in a game such as a console game machine, the display 500 is required as needed. It may be implemented.

한편, 상술한 기능을 갖는 디스플레이(500)는 LCD, OLED, 또는 LED 등을 사용하여 구현할 수도 있으나, 이러한 구성에 한정되지 않으며 어플리케이션이 실행되는 상태를 보여줄 수 있는 수단이면 어느 것이나 본 발명의 일실시예를 수행하게 된다.On the other hand, the display 500 having the above-described function may be implemented using an LCD, OLED, or LED, but is not limited to this configuration, any means that can show the state in which the application is executed in one embodiment of the present invention An example will be performed.

한편, 도 9는 본 발명에 따른 휴대용 기기에 촉각 생성 장치가 결합한 사시도이다.9 is a perspective view of a haptic generating device coupled to a portable device according to the present invention.

도 9에 도시된 바와 같이, 상술한 기능을 갖는 촉각 생성 장치(10)가 포함된 휴대용 기기(20)는 스마트폰, PDA, 노트북, 태블릿피씨 등에 적용 가능하다. 또한, 콘솔게임기, 키보드, 조이스틱, 리모콘, 또는 스타일러스 펜 등에 응용되어 촉각 피드백을 사용자에게 전달할 수 있다. As illustrated in FIG. 9, the portable device 20 including the tactile generating device 10 having the above-described function may be applied to a smartphone, a PDA, a notebook, a tablet PC, or the like. In addition, it can be applied to a console game console, a keyboard, a joystick, a remote controller, or a stylus pen to transmit tactile feedback to a user.

이때 도 9에 도시된 바와 같이 휴대폰에 트랙 볼(30)의 형태로 구현할 수 있고, 키보드 또는 마우스에 트랙 볼(30)이 부착되는 형태로 구현할 수 있다. 또한, 콘솔게임기의 조이스틱 버튼 또는 리모콘의 버튼에 구현할 수 있다.In this case, as shown in FIG. 9, the mobile phone may be implemented in the form of a track ball 30, and the track ball 30 may be attached to a keyboard or a mouse. In addition, it can be implemented in the joystick button of the console game machine or the button of the remote control.

다만 도 9에 나타난 촉각 생성 장치(10)가 휴대용기기(20)에 장착된 위치는 휴대용 기기(20)에 따라 다양한 위치로 변경될 수 있다.However, the position in which the tactile generating device 10 shown in FIG. 9 is mounted on the portable device 20 may be changed to various positions according to the portable device 20.

한편, 도 10a 내지 도 10c는 다양한 기법을 이용하여 촉각 피드백을 사용자에게 제공하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.10A and 10C are diagrams for describing a method of providing tactile feedback to a user by using various techniques.

도 10a를 참조하면, Vibrotactile-based display의 일례(1010)가 도시되어 있다. 즉, 진동을 이용한 촉각 피드백을 사용자에게 제공하는 방법이 제시되어 있다.Referring to FIG. 10A, an example 1010 of a Vibrotactile-based display is shown. That is, a method of providing a user with tactile feedback using vibration is presented.

Vibrotactile-based display의 경우, 사용자에게 효율적으로 촉각 피드백을 제공할 수는 있으나 중량이 지나치게 무겁고, 높은 가격이 요구되며, 전력 소모가 크다는 문제점이 존재한다.In the case of a vibrotactile-based display, it is possible to efficiently provide tactile feedback to a user, but there are problems of being too heavy, requiring a high price, and consuming high power.

더 나아가 진동 피드백을 발생시키는 경우, 사용자에 의해 터치된 국부적인 부분을 진동시키는 것이 아니라, 전체 영역을 진동시킴으로써 진동 피드백을 발생시키게 되므로, 대면적 대형 태블릿 또는 플렉서블 디스플레이에 적용되기는 어렵다는 문제점이 있었다.Furthermore, when generating the vibration feedback, the vibration feedback is generated by vibrating the entire area instead of vibrating a local part touched by the user, and thus, it is difficult to be applied to a large area large tablet or a flexible display.

한편, 도 10b를 참조하면, Electrocutaneous-based display의 일례(1020)가 도시되어 있다. 이는 전자적인 촉감을 기초로 촉각 피드백을 사용자에게 제공하는 방법이다.Meanwhile, referring to FIG. 10B, an example 1020 of an electrocutaneous-based display is shown. This is a method of providing tactile feedback to the user based on the electronic tactile sense.

Electrocutaneous-based display의 경우, 적은 중량으로도 구현 가능하고, 가격도 Vibrotactile-based display 비해 저렴하다는 장점이 존재한다.In the case of electrocutaneous-based display, it can be realized with a small weight and the price is cheaper than Vibrotactile-based display.

또한, 촉각 피드백을 발생시키는 경우, 전체 영역이 아닌 일부 영역에 적용될 수 있다는 장점이 있으나 정확한 일부 영역 지점에 촉각 피드백을 발생시키기 어렵다는 문제점이 존재한다.In addition, when generating the tactile feedback, there is an advantage that it can be applied to a part of the area, not the entire area, but there is a problem that it is difficult to generate the tactile feedback at the exact part of the area.

더 나아가, 예상치 않은 미세 전류로 인해 발생되는 전기적 자극으로 인해 사용자의 고통을 야기하거나 발적(redness)를 유발할 수도 있다는 문제점이 존재한다.Furthermore, there is a problem that electrical stimulation caused by unexpected microcurrents may cause pain or redness of the user.

따라서 본 발명에서는 정전기력을 이용한 투명 촉각 피드백 구조를 이용하여, 전체영역이 아닌 일부 영역을 통해서만 사용자에게 촉각 피드백을 제공할 수 있는 방법을 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention provides a method of providing tactile feedback to a user only through a partial region instead of the entire region by using a transparent tactile feedback structure using electrostatic force.

도 10c는 본 발명에서 제안하고자 하는, Electrostatic-based display의 일례(1030)를 도시한 것이다.FIG. 10C illustrates an example 1030 of an electrostatic-based display to be proposed in the present invention.

도 10c를 참조하면, 본 발명에 따른 정전기력을 이용한 투명 촉각 피드백 구조(1030)는 기본적으로 유전체(1031), 전극(1032) 및 기판(1033)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 10C, the transparent tactile feedback structure 1030 using the electrostatic force according to the present invention may basically include a dielectric 1031, an electrode 1032, and a substrate 1033.

여기서 전극(1032)은 ITO, 카본나노튜브(CNT), 그래핀, 금속 나노 와이어, 고분자 전도체(PEDOT), 투명전도성 산화물(TCO) 등을 포함할 수 있다.The electrode 1032 may include ITO, carbon nanotubes (CNT), graphene, metal nanowires, polymer conductors (PEDOT), transparent conductive oxides (TCO), and the like.

정전기력을 이용한 본 발명의 구체적인 구현 방법은 도 11을 참조하여 설명한다.Specific implementation method of the present invention using the electrostatic force will be described with reference to FIG.

사용자에 의해 터치될 수 있는 수단은 손가락, 펜 등을 포함하고, 이하에서는 설명의 편의를 위해 상기 수단을 포인터라고 호칭한다. 또한, 포인터는 사용자의 손가락인 것으로 가정한다.Means that can be touched by the user include a finger, a pen, and the like, hereinafter, the means are referred to as pointers for convenience of description. It is also assumed that the pointer is a user's finger.

도 11은 본 발명에 따라, 정전기력을 이용하여 촉각 피드백이 생성되는 일례를 나타내는 도면이다.11 is a diagram illustrating an example in which tactile feedback is generated using an electrostatic force according to the present invention.

도 11을 참조하면, 사용자는 손가락(1036)을 이용하여 터치를 입력하고 있다.Referring to FIG. 11, a user inputs a touch using a finger 1036.

이때, 손가락(1036)의 위아래의 누르는 힘보다 손가락(1036)의 움직임에 의해서 발생되는 정전기력에 따른 마찰력이 가장 민감하게 변화될 수 있다.At this time, the frictional force according to the electrostatic force generated by the movement of the finger 1036 may be changed more sensitively than the pressing force of the upper and lower fingers 1036.

사용자의 손가락(1036)에 의한 누르는 힘을

Figure 112012054298847-pat00001
라고 하고, 사용자의 손가락(1036)의 이동에 의해 발생되는 정전기력을
Figure 112012054298847-pat00002
라고 가정한다.The pressing force by the user's finger 1036
Figure 112012054298847-pat00001
The electrostatic force generated by the movement of the user's finger 1036 is referred to as
Figure 112012054298847-pat00002
.

이때, 사용자의 손가락(1036)의 이동에 의해 발생되는 정전기력

Figure 112012054298847-pat00003
는 하기의 수학식 1과 같이 구해질 수 있다.At this time, the electrostatic force generated by the movement of the user's finger 1036
Figure 112012054298847-pat00003
May be obtained as in Equation 1 below.

Figure 112012054298847-pat00004
Figure 112012054298847-pat00004

여기서,

Figure 112012054298847-pat00005
는 정전기력이고,
Figure 112012054298847-pat00006
는 진공상태의 유전율이며,
Figure 112012054298847-pat00007
는 유전상수이고,
Figure 112012054298847-pat00008
는 상기 전극이 배치된 영역이며,
Figure 112012054298847-pat00009
는 상기 전극에 인가된 전압이고,
Figure 112012054298847-pat00010
는 상기 전극과 입력된 터치 간의 간격을 나타낸다.here,
Figure 112012054298847-pat00005
Is the electrostatic force,
Figure 112012054298847-pat00006
Is the dielectric constant in vacuum,
Figure 112012054298847-pat00007
Is the dielectric constant,
Figure 112012054298847-pat00008
Is an area where the electrode is disposed,
Figure 112012054298847-pat00009
Is the voltage applied to the electrode,
Figure 112012054298847-pat00010
Represents a distance between the electrode and the input touch.

또한, 사용자의 손가락(1036)에 의한 누르는 힘을

Figure 112012054298847-pat00011
와 사용자의 손가락(1036)의 이동에 의해 발생되는 정전기력
Figure 112012054298847-pat00012
에 의해 발생되는 마찰력은 하기의 수학식 2와 같이 구해질 수 있다.In addition, the pressing force by the user's finger 1036
Figure 112012054298847-pat00011
And electrostatic force generated by the movement of the user's finger 1036
Figure 112012054298847-pat00012
The friction force generated by may be obtained as in Equation 2 below.

Figure 112012054298847-pat00013
Figure 112012054298847-pat00013

수학식 2에서

Figure 112012054298847-pat00014
는 발생된 전체 마찰력을 의미하고,
Figure 112012054298847-pat00015
는 누르는 힘에 의해 발생된 마찰력을 의미하며,
Figure 112012054298847-pat00016
는 정전기력에 의해 발생된 마찰력을 의미한다.In Equation 2,
Figure 112012054298847-pat00014
Means the total frictional force generated,
Figure 112012054298847-pat00015
Is the frictional force generated by the pressing force,
Figure 112012054298847-pat00016
Means friction force generated by electrostatic force.

이때,

Figure 112012054298847-pat00017
의 값은
Figure 112012054298847-pat00018
에 비해 현저히 작으므로, 무시될 수 있고, 결국 전체 마찰력은
Figure 112012054298847-pat00019
에 의해 결정된다.At this time,
Figure 112012054298847-pat00017
The value of
Figure 112012054298847-pat00018
Significantly smaller than, can be ignored, and ultimately the overall frictional force
Figure 112012054298847-pat00019
.

따라서 사용자의 손가락(1036)의 이동에 의해 발생된 정전기력에 대응하여, 촉각 피드백을 생성하는 경우, 전체 영역이 아닌 국부적인 영역에서 정확한 피드백의 제공이 가능해질 수 있다.Therefore, when generating tactile feedback in response to the electrostatic force generated by the movement of the user's finger 1036, it is possible to provide accurate feedback in the local area instead of the entire area.

도 11을 참조하면, 사용자의 손가락(1034)은 유전체(1031)과 접촉되어 이동될 수 있고, 이러한 이동에 대응하여 전극(1032)에서는 정전기력(1035)이 발생된다.Referring to FIG. 11, the user's finger 1034 may be moved in contact with the dielectric 1031, and an electrostatic force 1035 is generated at the electrode 1032 in response to the movement.

이때, 정전기력(1035)의 발생을 위해 전극(1032)에는 교류전압(1037)이 가해질 수 있다.In this case, an AC voltage 1037 may be applied to the electrode 1032 to generate the electrostatic force 1035.

여기서 교류전압(1037)은 50V~5kV의 범위를 가질 수 있고, 주파수는 10Hz~1kHz의 범위를 가질 수 있으며, 파형은 구형파 또는 정현파가 될 수 있다. 일반적으로는 500V의 교류전압이 가해질 수 있다.Here, the AC voltage 1037 may have a range of 50V to 5kV, a frequency may have a range of 10Hz to 1kHz, and the waveform may be a square wave or a sinusoidal wave. In general, an alternating voltage of 500V can be applied.

또한, 유전체(1031) 및 전극(1032)의 하단에는 기판(1033)이 연결될 수 있다.In addition, a substrate 1033 may be connected to a lower end of the dielectric 1031 and the electrode 1032.

또한, 발생된 정전기력(1035)에 따른 마찰력(1036)을 이용하여 국부적인 촉각 피드백의 제공이 가능해진다.In addition, it is possible to provide localized tactile feedback by using the friction force 1036 according to the generated electrostatic force 1035.

제 1 1st 실시예Example

도 12는 본 발명과 관련하여, 촉각센서를 이용한 촉각 피드백 장치의 결합구조의 일례를 나타내는 도면이다.12 is a view showing an example of the coupling structure of the haptic feedback device using a tactile sensor in accordance with the present invention.

도 12를 참조하면, 촉각 생성 장치의 가장 상단에는 상부기판(1210)이 배치될 수 있다.Referring to FIG. 12, an upper substrate 1210 may be disposed at the top of the haptic generating device.

여기서, 상부기판(1210)은 유전체로서, 두께가 1mm 이내가 되는 것이 바람직하며, 글래스(Glass), 강화 고분자 기판, 폴리이미드(PI) 필름 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Here, the upper substrate 1210 is a dielectric material, it is preferable that the thickness is less than 1mm, and may include at least one of glass (glass), reinforced polymer substrate, polyimide (PI) film.

그 하단에는 촉각 피드백 전극(1230)이 배치되고, 상부기판(1210)과 촉각 피드백 전극(1230) 사이에는 접착제(1220)로 연결된다. 여기서 접착제(1220)는 고분자 접착제, OCA 등이 이용될 수 있다. A tactile feedback electrode 1230 is disposed at a lower end thereof, and is connected with an adhesive 1220 between the upper substrate 1210 and the tactile feedback electrode 1230. The adhesive 1220 may be a polymer adhesive, OCA, or the like.

또한, 전극(1032)은 ITO, 카본나노튜브(CNT), 그래핀, 금속 나노 와이어, 고분자 전도체(PEDOT), 투명전도성 산화물(TCO) 등을 포함할 수 있다.In addition, the electrode 1032 may include ITO, carbon nanotubes (CNT), graphene, metal nanowires, polymer conductors (PEDOT), transparent conductive oxides (TCO), and the like.

또한, 촉각 피드백 전극(1230) 및 접착제(1220)는 필름(1270)과 연결된다.In addition, the tactile feedback electrode 1230 and the adhesive 1220 are connected with the film 1270.

상기 필름(1270)은 접착제(1220)를 이용하여 하부기판(1250)과 연결된다.The film 1270 is connected to the lower substrate 1250 using an adhesive 1220.

여기서 하부기판(1250)은 LCD, OLED, OLED 기반 플렉서블 디스플레이, 전자 종이 등이 될 수 있다.The lower substrate 1250 may be an LCD, an OLED, an OLED-based flexible display, an electronic paper, or the like.

또한, 하부기판(1250)은 접착제(1220)를 이용하여 필름(1270)과 연결되고, 상기 필름(1270)은 제 1 위치측정용 전극(1240)과 연결된다.In addition, the lower substrate 1250 is connected to the film 1270 using an adhesive 1220, and the film 1270 is connected to the first positioning electrode 1240.

또한, 제 1 위치측정용 전극(1240)은 유전체(1280)과 연결된다.In addition, the first position measuring electrode 1240 is connected to the dielectric 1280.

상기 유전체(1280)은 제 2 위치측정용 전극(1260)과 연결되고, 상기 유전체(1280) 및 제 2 위치측정용 전극(1260)은 필름(1270)과 다시 연결된다.The dielectric 1280 is connected to the second positioning electrode 1260, and the dielectric 1280 and the second positioning electrode 1260 are connected to the film 1270 again.

여기서 필름(1270), 제 1 위치측정용 전극(1240), 유전체(1280), 제 2 위치측정용 전극(1260) 및 필름(1270)은 촉각센서(1290)을 구성할 수 있다.The film 1270, the first position measuring electrode 1240, the dielectric 1280, the second position measuring electrode 1260, and the film 1270 may form a tactile sensor 1290.

따라서 촉각센서(1290)을 이용하여, 정확하게 사용자의 손가락의 위치 및 힘을 측정할 수 있고, 측정된 위치 및 힘 정보에 대응하는 촉각 피드백을 사용자에게 제공할 수 있다.Accordingly, the tactile sensor 1290 may be used to accurately measure the position and force of the user's finger and provide the user with tactile feedback corresponding to the measured position and force information.

또한, 멀티터치를 한번에 인식하고, 인식된 결과를 이용하여 촉각 피드백을 제공할 수도 있다.In addition, the multi-touch can be recognized at one time and the tactile feedback can be provided using the recognized result.

즉, 복수의 손가락을 통해 인식되는 위치 정보를 이용하여 복수의 촉각 피드백 정보를 제공하는 것이 가능하다.That is, it is possible to provide a plurality of tactile feedback information by using the position information recognized by the plurality of fingers.

제 2 Second 실시예Example

도 13은 본 발명과 관련하여, 접촉저항방식 촉각센서를 이용한 촉각피드백 장치에 대한 결합구조의 일례를 나타내는 도면이다.FIG. 13 is a view showing an example of a coupling structure for a tactile feedback device using a contact resistance type tactile sensor according to the present invention.

도 13을 참조하면, 촉각 생성 장치의 가장 상단에는 상부기판(1210)이 배치될 수 있다.Referring to FIG. 13, an upper substrate 1210 may be disposed at the top of the haptic generating device.

그 하단에는 촉각 피드백 전극(1230)이 배치되고, 상부기판(1210)과 촉각 피드백 전극(1230) 사이에는 접착제(1220)로 연결된다. 또한, 촉각 피드백 전극(1230) 및 접착제(1220)는 필름(1270)과 연결된다.A tactile feedback electrode 1230 is disposed at a lower end thereof, and is connected with an adhesive 1220 between the upper substrate 1210 and the tactile feedback electrode 1230. In addition, the tactile feedback electrode 1230 and the adhesive 1220 are connected with the film 1270.

상기 필름(1270)은 접착제(1220)를 이용하여 디스플레이부(1310)과 연결된다.The film 1270 is connected to the display unit 1310 using an adhesive 1220.

또한, 디스플레이부(1310)는 접착제(1220)를 이용하여 필름(1270)과 연결되고, 상기 필름(1270)은 제 1 위치측정용 전극(1240)과 연결된다.In addition, the display unit 1310 is connected to the film 1270 using an adhesive 1220, and the film 1270 is connected to the first position measuring electrode 1240.

또한, 제 1 위치측정용 전극(1240)은 저항체(1320)과 연결된다.In addition, the first position measuring electrode 1240 is connected to the resistor 1320.

도 12와 달리 유전체(1280) 대신 저항체(1320)가 포함되므로, 접촉저항 방식의 촉각 센서 기반 촉각 피드백 제공이 가능해진다.Unlike the FIG. 12, since the resistor 1320 is included instead of the dielectric 1280, the tactile sensor-based tactile feedback of the contact resistance method can be provided.

상기 저항체(1320)은 제 2 위치측정용 전극(1260)과 연결되고, 상기 저항체(1320) 및 제 2 위치측정용 전극(1260)은 필름(1270)과 다시 연결된다.The resistor 1320 is connected to the second position measuring electrode 1260, and the resistor 1320 and the second position measuring electrode 1260 are connected to the film 1270 again.

여기서 필름(1270), 제 1 위치측정용 전극(1240), 저항체(1320), 제 2 위치측정용 전극(1260) 및 필름(1270)은 촉각센서(1290)을 구성할 수 있다.Here, the film 1270, the first position measuring electrode 1240, the resistor 1320, the second position measuring electrode 1260, and the film 1270 may constitute a tactile sensor 1290.

따라서 촉각센서(1290)을 이용하여, 정확하게 사용자의 손가락의 위치 및 힘을 측정할 수 있고, 측정된 위치 및 힘 정보에 대응하는 촉각 피드백을 사용자에게 제공할 수 있다. 전술한 것과 같이, 도 13의 구조에서는 도 12와 달리 유전체(1280) 대신 저항체(1320)가 포함되므로, 접촉저항 방식의 촉각 센서 기반 촉각 피드백 제공이 가능해진다.Accordingly, the tactile sensor 1290 may be used to accurately measure the position and force of the user's finger and provide the user with tactile feedback corresponding to the measured position and force information. As described above, since the resistor 1320 is included in the structure of FIG. 13 instead of the dielectric 1280, the tactile sensor-based tactile feedback of the contact resistance type can be provided.

한편, 도 12 및 도 13을 통해 설명한 하부기판(1270)은 LCD, OLED, OLED 기반 플렉시블 디스플레이, 전자종이 등을 포함할 수 있다.Meanwhile, the lower substrate 1270 described with reference to FIGS. 12 and 13 may include an LCD, an OLED, an OLED-based flexible display, an electronic paper, and the like.

또한, 유전체 기반 상부기판(1210)은 사용자의 촉감을 고려하여 두께 1 mm 이내로 제작되는 것이 더 바람직하고, Glass, 강화 고분자 기판, PI 필름 등을 포함할 수 있다.In addition, the dielectric based upper substrate 1210 may be more preferably manufactured within a thickness of 1 mm in consideration of the user's touch, and may include glass, a reinforced polymer substrate, a PI film, and the like.

또한, 투명전극은 ITO, 카본나노튜브(CNT), 그래핀, 금속 나노 와이어, 고분자 전도체(PEDOT), 투명전도성 산화물(TCO) 등을 포함할 수 있다.In addition, the transparent electrode may include ITO, carbon nanotubes (CNT), graphene, metal nanowires, polymer conductors (PEDOT), transparent conductive oxides (TCO), and the like.

또한, 도 13에서는 전술한 것과 같이, 저항체(1320)는 전도성 나노입자와 투명 고분자로 이루어진 복합체의 형태로 구현될 수 있다.In addition, as described above in FIG. 13, the resistor 1320 may be implemented in the form of a composite made of conductive nanoparticles and a transparent polymer.

또한, 안정적인 정전용량의 변화를 인식하기 위해, 촉각피드백용 투명전극에는 50V ~ 5kV의 피크전압을 가지면서 10 Hz ~ 1k Hz의 정현파 또는 구형파가 인가되는 것이 바람직하다.In addition, in order to recognize a stable change in capacitance, it is preferable that a sine wave or a square wave of 10 Hz to 1 k Hz is applied to the tactile feedback transparent electrode with a peak voltage of 50 V to 5 kV.

또한, 촉각피드백용 투명전극(1230) 간 거리를 1 mm ~ 10 mm 로 하는 것이 바람직하고, 촉각피드백용 단일 투명전극(1230) 면적은 1 mm^2 ~ 10 mm^2 을 가지도록 하는 것이 바람직하다. In addition, the distance between the tactile feedback transparent electrodes 1230 is preferably 1 mm to 10 mm, and the area of the single transparent electrodes 1230 for tactile feedback is preferably 1 mm ^ 2 to 10 mm ^ 2. Do.

도 14는 본 발명의 촉각생성장치의 일례에 대한 저면도이다.14 is a bottom view of an example of the haptic generating device of the present invention.

도 14를 참조하면, 촉각센서(1290)을 이용하여, 정확하게 사용자의 손가락의 위치 및 힘을 측정할 수 있고, 측정된 위치 및 힘 정보에 대응하는 촉각 피드백을 사용자에게 제공할 수 있다. 또한, 복수의 촉각 피드백 전극(1230)이 소정의 이격 거리를 가지고 배치되어 있다.Referring to FIG. 14, the tactile sensor 1290 may be used to accurately measure the position and force of a user's finger, and may provide the user with tactile feedback corresponding to the measured position and force information. In addition, the plurality of tactile feedback electrodes 1230 are disposed with a predetermined separation distance.

도 15는 본 발명의 촉각 생성 방법을 순차적으로 나타낸 순서도이다.15 is a flowchart sequentially showing a method for generating tactile sensations according to the present invention.

즉, 도 15에는 전술한 구성을 가지는 촉각 생성 장치(20)에 의하여 수행될 수 있는 촉각 생성 방법의 일례가 도시되어 있다.That is, FIG. 15 illustrates an example of a tactile generating method that may be performed by the tactile generating device 20 having the above-described configuration.

먼저, 센서수단(100)이 변환인자인 제 1 영역에 대한 터치 입력과 관련된 정전용량의 변화를 감지하는 단계(S1510)를 수행한다.First, in operation S1510, the sensor means 100 detects a change in capacitance associated with a touch input with respect to the first region, which is a conversion factor.

다음으로, 감지된 정전용량의 변화를 이용하여 터치 입력과 관련된 포인터의 위치 및 힘을 측정하는 단계(S1520)를 수행한다.In operation S1520, the position and force of the pointer related to the touch input may be measured using the sensed change in capacitance.

전술한 것과 같이, 본 발명에 적용되는 포인터는 사용자의 손가락이 될 수 있다.As described above, the pointer applied to the present invention may be a user's finger.

여기서 센서수단(100)이 감지한 정전용량의 변화에 따라 제어수단(200)은 다양한 전기신호를 생성한다. Herein, the control means 200 generates various electric signals according to the change in capacitance sensed by the sensor means 100.

즉, 센서수단(100)에 의해 측정된 포인터의 위치에 대응하여, 촉각 피드백을 제공하기 위한 전기 신호가 생성되는 단계(S1530)가 수행된다.That is, in response to the position of the pointer measured by the sensor means 100, an operation (S1530) of generating an electrical signal for providing tactile feedback is performed.

단, 도 15에서는 측정된 포인터의 위치만을 이용하여 전기 신호가 생성되는 것으로 가정하여 설명하였으나, 이는 본 발명의 단순한 일례에 불과하고, 전술한 실시예 2와 같이 위치 및 힘을 함께 이용하여 전기 신호가 생성될 수도 있다.In FIG. 15, the electric signal is generated using only the measured position of the pointer. However, this is only a simple example of the present invention, and the electric signal is used together with the position and force as in the second embodiment. May be generated.

세부적으로 제어수단(200)이 변환인자의 종류를 분석하는 단계로서, 변환인자의 종류는 정전용량의 변화에 따른 제어수단(200)이 플랜져에 가하는 힘(Fin) 또는 플랜져의 눌려진 깊이(위치,변위) 중 어느 하나가 될 수도 있다. In detail, the control means 200 analyzes the type of the conversion factor, and the type of the conversion factor is the force Fin applied to the flanger or the pressed depth of the flanger according to the change in capacitance. Position, displacement).

이때, 제어수단(200)은 변환인자의 종류를 분석하여 이들 중 어느 하나를 선택할 것인지 또는 조합하여 선택할 것인지 판단한다. 즉 힘(Fin)과 위치(position) 모두를 선택하여 조합할 것인지 아니면 이들 중 어느 하나만을 선택할 것인지 판단한다. At this time, the control means 200 analyzes the type of the conversion factor and determines whether to select one or a combination of these. That is, it is determined whether to select and combine both the force (Fin) and the position (position) or only one of them.

제어수단(200)은 분석된 상기 변환인자의 종류에 따라 전기신호의 파형종류, 전기신호의 진폭크기, 및 전기신호의 주파수 중 적어도 어느 하나를 선택하거나 조합하여 주기적 전기신호를 출력한다. 주기적 전기신호가 근감각 발생모듈(300)에 입력됨으로써 사용자에게 다양한 촉각 피드백을 전달한다.The control means 200 selects or combines at least one of a waveform type of the electric signal, an amplitude magnitude of the electric signal, and a frequency of the electric signal according to the type of the conversion factor analyzed to output the periodic electric signal. The periodic electrical signal is input to the muscle sensation generating module 300 to deliver various tactile feedback to the user.

다만, 제어수단(200)은 상술한 센서수단(100)으로부터 신호에 기초하거나 또는 휴대용 기기(20)에서 실행되는 어플리케이션 정보 또는 터치버튼의 종류에 대응하여 전기신호를 생성함으로써 촉각 피드백을 전달할 수도 있다.However, the control means 200 may transmit the tactile feedback by generating an electric signal based on the signal from the sensor means 100 described above or in response to the type of application information or the touch button executed in the portable device 20. .

일예로서, 어플리케이션 정보 또는 터치버튼의 종류에 대응하는 전기신호는 사용자에게 전달되는 저항력을 온/오프하는 방법, 저항력을 연속적으로 발생시키는 방법, 또는 저항력을 단계별로 발생시키는 방법 중 어느 하나의 방법을 사용함으로써 생성된다. For example, the electrical signal corresponding to the application information or the type of the touch button may be any one of a method of turning on / off a resistance delivered to a user, a method of continuously generating a resistance, or a method of generating a resistance step by step. Is created by using

이러한 촉각 피드백 방법을 결정하기 위해서는 휴대용 기기(20)에서 실행되고 있는 어플리케이션이 어떤 프로그램이냐에 따라서 달라지므로 제어수단(200)이 실행되고 있는 어플리케이션 정보를 입력받으며 이에 따라 촉각 피드백 방법이 달라질 수도 있다.In order to determine the tactile feedback method, since the application running on the portable device 20 depends on which program, the control means 200 receives the application information that is being executed, and thus the haptic feedback method may vary.

마지막으로, 생성된 전기 신호에 대응하여, 국부적인 영역에만 촉각 피드백을 출력하는 단계(S1540)가 수행될 수 있다.Finally, in response to the generated electrical signal, step S1540 of outputting the tactile feedback only to the local region may be performed.

전술한 것과 같이, 사용자의 손가락의 이동에 따라 발생되는 정전용량의 변화는 미세하더라도 감지가 가능하고, 이에 대응하여 국부적인 영역에만 촉각 피드백을 출력하는 것이 가능하다.As described above, even if the change in capacitance generated by the movement of the user's finger is minute, it can be detected, and correspondingly, the tactile feedback can be output only in the local area.

여기서 촉각 피드백의 전달은 근감각 발생모듈에 구비된 자기유변유체 또는 전기유변유체의 물성의 변화에 따라 저항력이 변화되며, 이러한 저항력이 플랜져에 전달된다. 플랜져는 사용자의 힘(Fin)에 대응하는 부분으로서 사용자에게 저항력의 변화를 전달할 수 있다.Here, the transmission of the tactile feedback changes the resistance according to the change of the physical properties of the magnetorheological fluid or the electrorheological fluid provided in the muscle-sensing generation module, and the resistance is transmitted to the flanger. The flanger may transmit a change in the resistance force to the user as a portion corresponding to the user's force Fin.

상술한 촉각 제공방법에 있어서, 제어수단(200)이 모든 기능을 수행하나, 필요에 따라 마이크로프로세서(400)가 그 기능을 분담할 수 있으며, 또는 이러한 기능들이 마이크로프로세서(400)에 의해 수행될 수도 있다.In the above-described tactile providing method, the control means 200 performs all functions, but the microprocessor 400 may share the functions as necessary, or these functions may be performed by the microprocessor 400. It may be.

또한, 도 16a 내지 도 16d는 촉각생성장치를 이용하여 개발될 수 있는 촉각제시 시스템의 일례를 나타낸 도면이다.16A to 16D illustrate an example of a tactile presentation system that can be developed using a haptic generating device.

도 16a 및 도 16b는 본 발명의 내용이 적용된 촉각제시 시스템의 구조를 구체적으로 도시한 것이다.16a and 16b specifically illustrate the structure of the tactile presentation system to which the present invention is applied.

또한, 도 16c를 참조하면, 전체 영역 중 촉각 피드백을 제공할 수 있는 복수의 일부 영역(1610, 1620, 1630)이 시스템에 포함될 수 있다.Also, referring to FIG. 16C, a plurality of partial regions 1610, 1620, and 1630 capable of providing tactile feedback among all regions may be included in the system.

또한, 도 16d에 도시된 것과 같이, 사용자의 손가락(1034)이 제 1 영역(1610)을 터치하는 경우, 제 1 영역(1610)에 국한되어, 정전용량의 변화에 따른 촉각 피드백이 사용자에게 제공될 수 있을 것이다.In addition, as shown in FIG. 16D, when the user's finger 1034 touches the first area 1610, the user is limited to the first area 1610 to provide tactile feedback based on a change in capacitance to the user. Could be.

한편, 본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 케리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.The present invention can also be embodied as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of the computer-readable recording medium include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device, and the like, and may be implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet) . In addition, the computer-readable recording medium may be distributed over network-connected computer systems so that computer readable codes can be stored and executed in a distributed manner. In addition, functional programs, codes, and code segments for implementing the present invention can be easily inferred by programmers of the technical field to which the present invention belongs.

상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The above-described apparatus and method may not be limitedly applied to the configuration and method of the embodiments described above, but the embodiments may be configured by selectively combining all or some of the embodiments so that various modifications may be made. May be

Claims (21)

사용자의 터치를 입력 받기 위한 제 1 기판;
상기 제 1 기판의 전체 영역 중 적어도 일부인 제 1 영역에 대한 상기 터치를 센싱하는 촉각센서;
상기 촉각센서가 상기 터치를 센싱한 경우, 상기 제 1 영역에 대한 변환인자를 감지하고, 촉각 피드백을 출력하기 위한 전기신호를 제어변수에 따라 출력하는 제어부; 및
상기 전기신호에 대응하여, 상기 촉각 피드백의 출력을 위한 트리거(trigger) 신호를 출력하는 액츄에이터(actuator)를 포함하되,
상기 제어부는 상기 터치에 따른 정전기력의 변화를 이용하여 상기 촉각 피드백이 상기 제 1 영역에 대해서만 출력되도록 제어하고,
상기 변환인자는 상기 터치에 따른 정전용량의 변화 및 저항의 변화 중 적어도 하나를 이용하여 감지되는 상기 제 1 영역에 대한 위치 인자 및 힘(force) 인자인 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치.
A first substrate for receiving a touch of a user;
A tactile sensor that senses the touch with respect to a first area that is at least a portion of an entire area of the first substrate;
A control unit configured to detect a conversion factor for the first area when the tactile sensor senses the touch and output an electric signal for outputting tactile feedback according to a control variable; And
An actuator configured to output a trigger signal for outputting the tactile feedback in response to the electrical signal,
The controller controls the tactile feedback to be output only for the first region by using the change in the electrostatic force according to the touch.
And the conversion factor is a position factor and a force factor for the first area sensed using at least one of a change in capacitance and a change in resistance according to the touch.
제 1항에 있어서,
상기 정전기력을 발생시키기 위한 전극을 더 포함하고,
상기 정전기력은 하기의 수학식을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치.
수학식
Figure 112012054298847-pat00020

여기서,
Figure 112012054298847-pat00021
는 정전기력이고,
Figure 112012054298847-pat00022
는 진공상태의 유전율이며,
Figure 112012054298847-pat00023
는 유전상수이고,
Figure 112012054298847-pat00024
는 상기 전극이 배치된 영역이며,
Figure 112012054298847-pat00025
는 상기 전극에 인가된 전압이고,
Figure 112012054298847-pat00026
는 상기 전극과 입력된 터치 간의 간격을 나타낸다.
The method according to claim 1,
Further comprising an electrode for generating the electrostatic force,
The electrostatic force is characterized in that determined using the following equation, haptic generating device.
Equation
Figure 112012054298847-pat00020

here,
Figure 112012054298847-pat00021
Is the electrostatic force,
Figure 112012054298847-pat00022
Is the dielectric constant in vacuum,
Figure 112012054298847-pat00023
Is the dielectric constant,
Figure 112012054298847-pat00024
Is an area where the electrode is disposed,
Figure 112012054298847-pat00025
Is the voltage applied to the electrode,
Figure 112012054298847-pat00026
Represents a distance between the electrode and the input touch.
제 2항에 있어서,
상기 전극은 ITO(Indium Tin Oxid), 카본나노튜브, 그래핀, 금속나노 와이어, 고분자 전도체(PEDOT), 투명전도성 산화물(TCO) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치.
3. The method of claim 2,
The electrode includes at least one of indium tin oxide (ITO), carbon nanotubes, graphene, metal nanowires, polymer conductors (PEDOT), and transparent conductive oxides (TCO).
제 2항에 있어서,
제 2 기판을 더 포함하고,
상기 전극 및 액츄에이터는 상기 제 2 기판의 상면에 소정의 형태로 배치되고, 상기 촉각센서는 상기 제 2 기판의 하면에 소정의 형태로 배치되며,
상기 제 2 기판은 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light-Emitting Diode), OLED 기반 플렉서블(flexible) 디스플레이 및 전자종이를 포함하는 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치.
3. The method of claim 2,
Further comprising a second substrate,
The electrode and the actuator are disposed in a predetermined shape on the upper surface of the second substrate, the tactile sensor is disposed in a predetermined shape on the lower surface of the second substrate,
The second substrate includes a liquid crystal display (LCD), an organic light-emitting diode (OLED), an OLED-based flexible display, and electronic paper.
제 2항에 있어서,
상기 전극에 인가된 전압은 정현파 또는 구형파인 교류전압이고, 상기 교류전압의 피크 전압은 100V 이상 5KV 이하이며, 상기 교류전압의 주파수는 50Hz 이상 500 Hz 이하인 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치.
3. The method of claim 2,
The voltage applied to the electrode is an alternating voltage that is a sine wave or a square wave, the peak voltage of the alternating voltage is 100V or more and 5KV or less, and the frequency of the AC voltage is 50Hz or more and 500Hz or less.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 기판의 두께는 1mm 이내이고, 상기 제 1 기판은 글래스(Glass), 강화 고분자 기판, 폴리이미드(PI) 필름 중 적어도 하나를 포함하는, 촉각 생성 장치.
The method according to claim 1,
The thickness of the first substrate is within 1mm, the first substrate comprises at least one of glass (glass), reinforced polymer substrate, polyimide (PI) film.
제 1 항에 있어서,
상기 제어변수는 상기 전기신호의 파형종류, 전기신호의 진폭크기 및 전기신호의 주파수 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치.
The method according to claim 1,
And the control variable is at least one of a waveform type of the electric signal, an amplitude magnitude of the electric signal, and a frequency of the electric signal.
제 7항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제어변수 중 적어도 두 개 이상을 조합하여 상기 전기신호를 출력하는 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치.
8. The method of claim 7,
And the control unit outputs the electrical signal by combining at least two or more of the control variables.
제 1 항에 있어서,
상기 촉각 피드백은 촉감 피드백 및 근감각 피드백 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 촉각 피드백은 상기 근감각 발생모듈에 구비된 유변유체의 댐핑력 변화에 의해 생성되고, 상기 근감각 피드백은 저항력인 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치.
The method according to claim 1,
The tactile feedback includes at least one of a tactile feedback and a haptic feedback, wherein the tactile feedback is generated by a change in the damping force of the rheological fluid provided in the haptic generating module, and the haptic feedback is a resistive force. Tactile generating device.
사용자로부터 복수의 터치를 입력 받기 위한 제 1 기판;
상기 제 1 기판의 전체 영역 중 적어도 일부인 제 1 영역에 대한 상기 복수의 터치를 센싱하는 촉각센서;
상기 촉각센서가 상기 복수의 터치를 센싱한 경우, 상기 제 1 영역에 대한 변환인자를 감지하고, 복수의 촉각 피드백을 출력하기 위한 복수의 전기신호를 제어변수에 따라 출력하는 제어부; 및
상기 복수의 전기신호에 대응하여, 상기 복수의 촉각 피드백의 출력을 위한 트리거(trigger) 신호를 출력하는 액츄에이터(actuator)를 포함하되,
상기 제어부는 상기 복수의 터치에 따른 정전기력의 변화를 이용하여 상기 복수의 촉각 피드백이 제 1 영역에 대해서만 출력되도록 제어하고,
상기 변환인자는 상기 복수의 터치에 따른 정전용량의 변화 및 저항의 변화 중 적어도 하나를 이용하여 감지되는 상기 제 1 영역에 대한 위치 인자 및 힘(force) 인자인 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치.
A first substrate for receiving a plurality of touches from a user;
A tactile sensor that senses the plurality of touches with respect to a first area that is at least a portion of an entire area of the first substrate;
A control unit for detecting a conversion factor for the first area and outputting a plurality of electrical signals for outputting a plurality of tactile feedbacks according to a control variable when the tactile sensor senses the plurality of touches; And
An actuator for outputting a trigger signal for outputting the plurality of tactile feedbacks in response to the plurality of electrical signals,
The controller controls the plurality of tactile feedbacks to be output only for the first region by using the change of the electrostatic force according to the plurality of touches.
And the conversion factor is a position factor and a force factor for the first area sensed using at least one of a change in capacitance and a change in resistance according to the plurality of touches.
제 10항에 있어서,
상기 정전기력을 발생시키기 위한 전극을 더 포함하고,
상기 정전기력은 하기의 수학식을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치.
수학식
Figure 112012054298847-pat00027

여기서,
Figure 112012054298847-pat00028
는 정전기력이고,
Figure 112012054298847-pat00029
는 진공상태의 유전율이며,
Figure 112012054298847-pat00030
는 유전상수이고,
Figure 112012054298847-pat00031
는 상기 전극이 배치된 영역이며,
Figure 112012054298847-pat00032
는 상기 전극에 인가된 전압이고,
Figure 112012054298847-pat00033
는 상기 전극과 입력된 터치 간의 간격을 나타낸다.
11. The method of claim 10,
Further comprising an electrode for generating the electrostatic force,
The electrostatic force is characterized in that determined using the following equation, haptic generating device.
Equation
Figure 112012054298847-pat00027

here,
Figure 112012054298847-pat00028
Is the electrostatic force,
Figure 112012054298847-pat00029
Is the dielectric constant in vacuum,
Figure 112012054298847-pat00030
Is the dielectric constant,
Figure 112012054298847-pat00031
Is an area where the electrode is disposed,
Figure 112012054298847-pat00032
Is the voltage applied to the electrode,
Figure 112012054298847-pat00033
Represents a distance between the electrode and the input touch.
제 11항에 있어서,
상기 전극은 ITO(Indium Tin Oxid), 카본나노튜브, 그래핀, 금속나노 와이어, 고분자 전도체(PEDOT), 투명전도성 산화물(TCO) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치.
12. The method of claim 11,
The electrode includes at least one of indium tin oxide (ITO), carbon nanotubes, graphene, metal nanowires, polymer conductors (PEDOT), and transparent conductive oxides (TCO).
제 11항에 있어서,
제 2 기판을 더 포함하고,
상기 전극 및 액츄에이터는 상기 제 2 기판의 상면에 소정의 형태로 배치되고, 상기 촉각센서는 상기 제 2 기판의 하면에 소정의 형태로 배치되며,
상기 제 2 기판은 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light-Emitting Diode), OLED 기반 플렉서블(flexible) 디스플레이 및 전자종이를 포함하는 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치.
12. The method of claim 11,
Further comprising a second substrate,
The electrode and the actuator are disposed in a predetermined shape on the upper surface of the second substrate, the tactile sensor is disposed in a predetermined shape on the lower surface of the second substrate,
The second substrate includes a liquid crystal display (LCD), an organic light-emitting diode (OLED), an OLED-based flexible display, and electronic paper.
제 1 기판의 전체 영역 중 적어도 일부인 제 1 영역에 대한 터치를 센싱하는 단계;
상기 제 1 영역에 대한 변환인자를 감지하고, 촉각 피드백을 출력하기 위한 전기신호를 제어변수에 따라 출력하는 단계; 및
상기 전기신호에 대응하여, 상기 촉각 피드백의 출력을 위한 트리거(trigger) 신호를 출력하는 단계를 포함하되,
상기 촉각 피드백은 상기 터치에 따른 정전기력의 변화를 이용하여 상기 제 1 영역에 대해서만 출력되고,
상기 변환인자는 상기 터치에 따른 정전용량의 변화 및 저항의 변화 중 적어도 하나를 이용하여 감지되는 상기 제 1 영역에 대한 위치 인자 및 힘(force) 인자인 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치의 제어방법.
Sensing a touch on a first area that is at least a portion of an entire area of the first substrate;
Sensing a conversion factor for the first region and outputting an electrical signal for outputting tactile feedback according to a control variable; And
In response to the electric signal, outputting a trigger signal for outputting the tactile feedback,
The tactile feedback is output only for the first area by using a change in electrostatic force according to the touch,
Wherein the conversion factor is a position factor and a force factor for the first area sensed using at least one of a change in capacitance and a change in resistance according to the touch. .
제 14항에 있어서,
상기 정전기력은 전극을 이용하여 발생되고,
상기 정전기력은 하기의 수학식을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치의 제어방법.
수학식
Figure 112012054298847-pat00034

여기서,
Figure 112012054298847-pat00035
는 정전기력이고,
Figure 112012054298847-pat00036
는 진공상태의 유전율이며,
Figure 112012054298847-pat00037
는 유전상수이고,
Figure 112012054298847-pat00038
는 상기 전극이 배치된 영역이며,
Figure 112012054298847-pat00039
는 상기 전극에 인가된 전압이고,
Figure 112012054298847-pat00040
는 상기 전극과 입력된 터치 간의 간격을 나타낸다.
15. The method of claim 14,
The electrostatic force is generated using an electrode,
The electrostatic force is determined using the following equation, the control method of the haptic generating device.
Equation
Figure 112012054298847-pat00034

here,
Figure 112012054298847-pat00035
Is electrostatic force,
Figure 112012054298847-pat00036
Is the dielectric constant in vacuum,
Figure 112012054298847-pat00037
Is the dielectric constant,
Figure 112012054298847-pat00038
Is an area where the electrode is disposed,
Figure 112012054298847-pat00039
Is the voltage applied to the electrode,
Figure 112012054298847-pat00040
Represents a distance between the electrode and the input touch.
제 1 기판의 전체 영역 중 적어도 일부인 제 1 영역에 대한 복수의 터치를 센싱하는 단계;
상기 제 1 영역에 대한 변환인자를 감지하고, 복수의 촉각 피드백을 출력하기 위한 복수의 전기신호를 제어변수에 따라 출력하는 단계; 및
상기 복수의 전기신호에 대응하여, 상기 복수의 촉각 피드백의 출력을 위한 트리거(trigger) 신호를 출력하는 단계를 포함하되,
상기 복수의 촉각 피드백은 상기 복수의 터치에 따른 정전기력의 변화를 이용하여 상기 제 1 영역에 대해서만 출력되고,
상기 변환인자는 상기 복수의 터치에 따른 정전용량의 변화 및 저항의 변화 중 적어도 하나를 이용하여 감지되는 상기 제 1 영역에 대한 위치 인자 및 힘(force) 인자인 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치의 제어방법.
Sensing a plurality of touches on a first area that is at least a portion of an entire area of the first substrate;
Sensing a conversion factor for the first area and outputting a plurality of electrical signals according to a control variable to output a plurality of tactile feedbacks; And
In response to the plurality of electrical signals, outputting a trigger signal for outputting the plurality of tactile feedbacks,
The plurality of tactile feedbacks are output only for the first region by using a change in electrostatic force according to the plurality of touches,
The transducer may be a position factor and a force factor for the first area sensed using at least one of a change in capacitance and a change in resistance according to the plurality of touches. Control method.
제 16항에 있어서,
상기 정전기력은 전극을 이용하여 발생되고,
상기 정전기력은 하기의 수학식을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치의 제어방법.
수학식
Figure 112012054298847-pat00041

여기서,
Figure 112012054298847-pat00042
는 정전기력이고,
Figure 112012054298847-pat00043
는 진공상태의 유전율이며,
Figure 112012054298847-pat00044
는 유전상수이고,
Figure 112012054298847-pat00045
는 상기 전극이 배치된 영역이며,
Figure 112012054298847-pat00046
는 상기 전극에 인가된 전압이고,
Figure 112012054298847-pat00047
는 상기 전극과 입력된 터치 간의 간격을 나타낸다.
17. The method of claim 16,
The electrostatic force is generated using an electrode,
The electrostatic force is determined using the following equation, the control method of the haptic generating device.
Equation
Figure 112012054298847-pat00041

here,
Figure 112012054298847-pat00042
Is electrostatic force,
Figure 112012054298847-pat00043
Is the dielectric constant in vacuum,
Figure 112012054298847-pat00044
Is the dielectric constant,
Figure 112012054298847-pat00045
Is an area where the electrode is disposed,
Figure 112012054298847-pat00046
Is the voltage applied to the electrode,
Figure 112012054298847-pat00047
Represents a distance between the electrode and the input touch.
촉각을 생성하는 방법을 수행하기 위하여 디지털 처리 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있고, 상기 디지털 처리 장치에 의해 판독될 수 있는 기록매체에 있어서,
상기 촉각을 생성하는 방법은,
제 1 기판의 전체 영역 중 적어도 일부인 제 1 영역에 대한 터치를 센싱하는 단계;
상기 제 1 영역에 대한 변환인자를 감지하고, 촉각 피드백을 출력하기 위한 전기신호를 제어변수에 따라 출력하는 단계; 및
상기 전기신호에 대응하여, 상기 촉각 피드백의 출력을 위한 트리거(trigger) 신호를 출력하는 단계를 포함하되,
상기 촉각 피드백은 상기 터치에 따른 정전기력의 변화를 이용하여 상기 제 1 영역에 대해서만 출력되고,
상기 변환인자는 상기 터치에 따른 정전용량의 변화 및 저항의 변화 중 적어도 하나를 이용하여 감지되는 상기 제 1 영역에 대한 위치 인자 및 힘(force) 인자인 것을 특징으로 하는, 기록매체.
In the recording medium which is tangibly embodied a program of instructions that can be executed by a digital processing apparatus for carrying out a method for generating a tactile sense, and which can be read by the digital processing apparatus,
The method for generating the tactile sense,
Sensing a touch on a first area that is at least a portion of an entire area of the first substrate;
Sensing a conversion factor for the first region and outputting an electrical signal for outputting tactile feedback according to a control variable; And
In response to the electric signal, outputting a trigger signal for outputting the tactile feedback,
The tactile feedback is output only for the first area by using a change in electrostatic force according to the touch,
And the conversion factor is a position factor and a force factor for the first area sensed using at least one of a change in capacitance and a change in resistance according to the touch.
제 18항에 있어서,
상기 정전기력은 전극을 이용하여 발생되고,
상기 정전기력은 하기의 수학식을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 기록매체.
수학식
Figure 112012054298847-pat00048

여기서,
Figure 112012054298847-pat00049
는 정전기력이고,
Figure 112012054298847-pat00050
는 진공상태의 유전율이며,
Figure 112012054298847-pat00051
는 유전상수이고,
Figure 112012054298847-pat00052
는 상기 전극이 배치된 영역이며,
Figure 112012054298847-pat00053
는 상기 전극에 인가된 전압이고,
Figure 112012054298847-pat00054
는 상기 전극과 입력된 터치 간의 간격을 나타낸다.
19. The method of claim 18,
The electrostatic force is generated using an electrode,
The electrostatic force is characterized by using the following equation, recording medium.
Equation
Figure 112012054298847-pat00048

here,
Figure 112012054298847-pat00049
Is electrostatic force,
Figure 112012054298847-pat00050
Is the dielectric constant in vacuum,
Figure 112012054298847-pat00051
Is the dielectric constant,
Figure 112012054298847-pat00052
Is an area where the electrode is disposed,
Figure 112012054298847-pat00053
Is the voltage applied to the electrode,
Figure 112012054298847-pat00054
Represents a distance between the electrode and the input touch.
촉각을 생성하는 방법을 수행하기 위하여 디지털 처리 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있고, 상기 디지털 처리 장치에 의해 판독될 수 있는 기록매체에 있어서,
상기 촉각을 생성하는 방법은,
제 1 기판의 전체 영역 중 적어도 일부인 제 1 영역에 대한 복수의 터치를 센싱하는 단계;
상기 제 1 영역에 대한 변환인자를 감지하고, 복수의 촉각 피드백을 출력하기 위한 복수의 전기신호를 제어변수에 따라 출력하는 단계; 및
상기 복수의 전기신호에 대응하여, 상기 복수의 촉각 피드백의 출력을 위한 트리거(trigger) 신호를 출력하는 단계를 포함하되,
상기 복수의 촉각 피드백은 상기 복수의 터치에 따른 정전기력의 변화를 이용하여 상기 제 1 영역에 대해서만 출력되고,
상기 변환인자는 상기 복수의 터치에 따른 정전용량의 변화 및 저항의 변화 중 적어도 하나를 이용하여 감지되는 상기 제 1 영역에 대한 위치 인자 및 힘(force) 인자인 것을 특징으로 하는, 기록매체.
In the recording medium which is tangibly embodied a program of instructions that can be executed by a digital processing apparatus for carrying out a method for generating a tactile sense, and which can be read by the digital processing apparatus,
The method for generating the tactile sense,
Sensing a plurality of touches on a first area that is at least a portion of an entire area of the first substrate;
Sensing a conversion factor for the first area and outputting a plurality of electrical signals according to a control variable to output a plurality of tactile feedbacks; And
In response to the plurality of electrical signals, outputting a trigger signal for outputting the plurality of tactile feedbacks,
The plurality of tactile feedbacks are output only for the first region by using a change in electrostatic force according to the plurality of touches,
And the conversion factor is a position factor and a force factor for the first area sensed using at least one of a change in capacitance and a change in resistance according to the plurality of touches.
제 20항에 있어서,
상기 정전기력은 전극을 이용하여 발생되고,
상기 정전기력은 하기의 수학식을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 기록매체.
수학식
Figure 112012054298847-pat00055

여기서,
Figure 112012054298847-pat00056
는 정전기력이고,
Figure 112012054298847-pat00057
는 진공상태의 유전율이며,
Figure 112012054298847-pat00058
는 유전상수이고,
Figure 112012054298847-pat00059
는 상기 전극이 배치된 영역이며,
Figure 112012054298847-pat00060
는 상기 전극에 인가된 전압이고,
Figure 112012054298847-pat00061
는 상기 전극과 입력된 터치 간의 간격을 나타낸다.
21. The method of claim 20,
The electrostatic force is generated using an electrode,
The electrostatic force is characterized by using the following equation, recording medium.
Equation
Figure 112012054298847-pat00055

here,
Figure 112012054298847-pat00056
Is electrostatic force,
Figure 112012054298847-pat00057
Is the dielectric constant in vacuum,
Figure 112012054298847-pat00058
Is the dielectric constant,
Figure 112012054298847-pat00059
Is an area where the electrode is disposed,
Figure 112012054298847-pat00060
Is the voltage applied to the electrode,
Figure 112012054298847-pat00061
Represents a distance between the electrode and the input touch.
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