KR101500268B1

KR101500268B1 - 가변 마운팅 음파 터치패드

Info

Publication number: KR101500268B1
Application number: KR20140040441A
Authority: KR
Inventors: 오광명; 이희승; 박성민; 사성진
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2014-04-04
Filing date: 2014-04-04
Publication date: 2015-03-06
Also published as: CN104978082A; US9501177B2; US20150286307A1; CN104978082B

Abstract

본 발명은 가변 마운팅 음파 터치패드에 관한 것으로서, 특히 음파를 인식하는 마이크(110)가 구비된 상부터치패드(100)와; 상기 상부터치패드(100)와 소정간격을 두고 구비되는 하부터치패드(200)와; 일단은 상기 하부터치패드(200)에 부착되며, 타단은 상부터치패드(100)를 향해 돌출되되, 상기 하부터치패드(200)와 연동되는 액추에이터(220)에 의해 가변하는 복수의 마운팅부재(210)로 구성되어, 마운팅부재(210)가 액추에이터(220)와 연동되어 변형되게 하여 터치 충격에 따른 음파 발생이 가능하게 하며, 터치패드의 터치 위치를 인식할 수 있게 하여 터치패드 터치 시 제어 기능 별 음파 발생이 가능하게 함으로써 사용자의 인지력을 향상시켜 사용 편의성을 안전성을 향상시키는 동시에 제어 기능에 따른 음파를 생성하게 함으로써 소수의 터치로도 작동 감지가 가능하게 하여 상품성을 증대시키는데 효과가 있도록 하는 것이다.

Description

가변 마운팅 음파 터치패드{Variable mounting sound wave touch pad}

본 발명은 가변 마운팅 음파 터치패드에 관한 것으로서, 특히 음파 터치패드에 구비된 마운팅부재의 높이를 변형시킬 수 있게 하여 사용자에 의한 음파 터치패드 터치 시 발생하는 음파를 감지할 수 있게 하기 위한 가변 마운팅 음파 터치패드에 관한 것이다.

일반적으로 터치패드는 스크린을 통해서 컴퓨터와 연동되어 직접 정보를 입력 또는 출력할 수 있는 것으로, 스크린에 나타난 문자나 특정 위치에 사람의 손 또는 대상 물체의 접촉이 있으면 접촉된 위치의 좌표를 파악하여 좌표를 통해 소프트웨어에 의하여 선택된 좌표의 메뉴에 해당하는 특정 처리가 실행된다.

따라서, 터치패드는 정보 표시부로서의 기능과 입력부로서의 기능을 함께 제공하게 된다.

한편, 최근에는 음파를 이용한 터치패드가 적용되기도 하는데 이러한 음파 터치패드는 음파센서를 사용하여 손가락의 위지를 추정한다.

이러한, 음파 터치패드는 터치 위치를 인식하기 위해 두 개 이상의 마이크가 필요한데 한 개의 마이크로 위치를 인식하기 위해서는 터치패드 표면의 조도(거칠기)를 변화시키거나 터치패드에 미리 진동을 주어 에너지 흡수 변화를 인식할 수 있게 한다.

그러나, 종래의 음파를 이용한 터치패드는 표면 조도를 활용하는 방식이 문지름 입력이 없을 경우 효과가 제한적이고 많은 명령어를 수행하기 위해서는 두드림 횟수를 많이 인식해야 하기 때문에 시스템 인식 오류가 발생하게 되고, 사용자 입력이 잘되고 있는지 피드백이 이루어지지 않아 사용 편의성의 저하되는 문제점이 있었다.

특허 1 : 대한민국 등록특허 10-0856919

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 가변 마운팅 음파 터치패드에 관한 것으로서, 특히 음파 터치패드에 구비된 마운팅부재의 높이를 변형시킬 수 있게 하여 사용자에 의한 음파 터치패드 터치 시 발생하는 음파를 감지할 수 있게 하기 위한 것을 목적으로 한다.

이러한 본 발명은 음파를 인식하는 마이크가 구비된 상부터치패드와; 상기 상부터치패드와 소정간격을 두고 구비되는 하부터치패드와; 일단은 상기 하부터치패드에 부착되며, 타단은 상부터치패드를 향해 돌출되되, 상기 하부터치패드와 연동되는 액추에이터에 의해 가변하는 복수의 마운팅부재;를 포함함으로써 달성된다.

상기 상부터치패드에는 상기 마이크가 한 개만 구비되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 액추에이터는 상기 마운팅부재를 변형시켜 음파 신호를 분류 및 처리하는 시스템 컨트롤러와 연동되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 시스템 컨트롤러에서는 상기 상부터치패드에 마운팅부재가 접지되는 위치나 접지되는 마운팅부재의 개수에 따라 상기 상부터치패드의 진동 특성을 변화시키도록 제어하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 마운팅부재는 전기 신호가 가해지면 모양이 변형되는 전기활성 폴리머가 적용되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 마운팅부재는 전기 신호가 가해지면 이동 가능한 솔레노이드 플런저가 적용되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 마운팅부재는 전기 신호가 가해지면 압력을 발생시켜 모양이 변형되는 압전 세라믹 소자가 적용되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 하부터치패드에 부착된 상기 복수의 마운팅부재는 각각의 높이가 다르게 구비되게 하여 상기 마운팅부재와 상부터치패드가 상호 접지 또는 비접지되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 음파를 인식하는 마이크가 구비되며, 플렉시블하게 형성된 상부터치패드와; 상기 상부터치패드와 소정간격을 두고 구비되는 하부터치패드와; 일단은 상기 하부터치패드에 부착되며, 타단은 상부터치패드를 향해 돌출되되, 각각의 높이가 다르게 구비되는 복수의 마운팅부재;를 포함함으로써 달성된다.

이상과 같은 본 발명은 마운팅부재가 액추에이터와 연동되어 변형되게 하여 터치 충격에 따른 음파 발생이 가능하게 하며, 터치패드의 터치 위치를 인식할 수 있게 하여 터치패드 터치 시 제어 기능 별 음파 발생이 가능하게 함으로써 사용자의 인지력을 향상시켜 사용 편의성을 안전성을 향상시키는 동시에 제어 기능에 따른 음파를 생성하게 함으로써 소수의 터치로도 작동 감지가 가능하게 하여 상품성을 증대시키는데 효과가 있는 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 가변 마운팅 음파 터치패드를 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 가변 마운팅 음파 터치패드에서 마운팅부재가 전기활성 폴리머로 적용된 것을 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 가변 마운팅 음파 터치패드에서 마운팅부재가 솔레노이드 플런저로 적용된 것을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 가변 마운팅 음파 터치패드에서 마운팅부재가 압전 세라믹 소자로 적용된 것을 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 가변 마운팅 음파 터치패드에서 마운팅부재의 높이가 다르게 구비된 것을 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 가변 마운팅 음파 터치패드의 다른 실시예를 도시하는 도면.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 가변 마운팅 음파 터치패드는 도 1에 도시된 바와 같이, 소정간격을 두고 구비되는 상부터치패드(100) 및 하부터치패드(200)와, 하부터치패드(200)에 부착되어 가변되는 마운팅부재(210)를 포함한다.

상부터치패드(100)는 음파를 이용한 터치패드로, 사용자에 의한 터치패드 작동 감지 시 소리 발생이 가능하게 한다.

이때, 상부터치패드(100)에는 음파를 인식하는 마이크(110)가 구비되도록 한다.

한편, 상부터치패드(100)에는 마이크(110)가 하나만 구비되도록 하여 단순 패드 구조를 통해 비용을 절감시킬 수 있게 하는 것이 바람직하다.

다만, 본 발명은 마이크(110)가 하나만 있더라도 음파 인식 기능 구현이 가능하므로 단일 마이크 구조를 기본으로 하되, 정밀 제어가 필요한 경우에는 복수 개의 마이크(110)가 구비되도록 한다.

하부터치패드(200)는 상부터치패드(100)와 소정간격을 두고 구비되어 후술하게 될 마운팅부재(210)를 지지한다.

마운팅부재(210)는 일단은 하부터치패널에 부착되며 타단은 상부터치패널을 향해 돌출 형성된다.

한편, 마운팅부재(210)는 복수 개 구비되며, 하부터치패드(200)와 연동되는 액추에이터(220)에 의해 가변될 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 액추에이터(220)는 마운팅부재(210)를 변형시켜 음파 신호를 분류 및 처리하는 시스템 컨트롤러(300)와 연동되도록 하는 것이 바람직하다.

이때, 시스템 컨트롤러(300)에서는 상부터치패드(100)에 마운팅부재(210)가 접지되는 위치나 접지되는 마운팅부재(210)의 개수에 따라 상부터치패드(100)의 진동 특성을 변화시키도록 제어할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

즉, 본 발명은 마이크(110)가 부착된 상부터치패널과 마운팅부재(210)가 구비된 하부터치패널이 각각 상하부에 위치한 상태에서 마운팅부재(210)가 액추에이터(220)와 연동되어 전기 신호를 전달 받으면 마운팅부재(210)의 현상이 변경되게 하고, 이로 인해 사용자가 상부터치패드(100)를 터치하게 되면 상부터치패드(100)와 마운팅부재(210) 사이의 접촉이 발생하게 되는데, 이때 발생하는 음파신호를 시스템 컨트롤러(300)를 통해 분류 및 처리하여 터치패드의 터치 위치 및 입력 패턴을 인식할 수 있게 하는 것이다.

이때, 본 발명인 가변 마운팅 음파 터치패드는 마운팅부재(210)와 상부터치패드(100)가 접지됨으로 인해 터치 시 발생하는 음파가 변경되는 것이 가능하며, 또한, 접지되는 정도에 따라 강한 접지에서는 상부터치패드(100)의 유동성이 작아져 고주파가 발생하고 약한 접지에서는 상부터치패드(100)의 유동성이 커져서 패드 터치 충격 시 저주파가 발생하게 된다.

또한, 돌출된 마운팅부재(210)와 상부터치패드(100)가 접지되지는 않고 근접해 있음으로 인해 상부터치패드(100) 터치 시 근접한 마운팅부재(210)와 충돌함으로써 다른 특성의 음파가 발생할 수 있게 한다.

한편, 본 발명의 마운팅부재(210)는 도 2에 도시된 바와 같이 액추에이터(220, 도 1 참조)를 통해 전기 신호가 가해지면 모양이 변형되는 전기활성 폴리머(210a)가 적용되도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 전기활성 폴리머(210a)의 마운팅부재(210)에 전기가 가해지면 전기장이 발생하여 마운팅부재(210)가 납작해지면서 높이가 낮아지거나 두꺼워지면서 높이가 높아지면서 형상이 변형될 수 있게 한다.

또한, 본 발명의 마운팅부재(210)는 도 3에 도시된 바와 같이 액추에이터(220, 도 1 참조)를 통해 전기 신호가 가해지면 이동 가능한 솔레노이드 플런저(210b)가 적용될 수도 있게 한다. 솔레노이드 플런저(210b)의 마운팅부재(210)에 전기가 인가되면 코일을 둘러싸고 있는 자기 회로에 자성이 발생되며 자기 회로의 자기장은 쇠 막대인 플런저에 자기력(H)을 발생시켜 플런저를 화살표 방향으로 이동시킬 수 있게 한다.

한편, 본 발명의 마운팅부재(210)는 액추에이터(220) 작동을 통해 기계적으로 상하방향 이동이 가능하게 할 수도 있다.

또한, 본 발명의 마운팅부재(210)는 도 4에 도시된 바와 같이 액추에이터(220, 도 1 참조)를 통해 전기 신호가 가해지면 압력을 발생시켜 모양이 변형되는 압전 세라믹 소자(210c)가 적용될 수도 있게 한다. 즉, 압전 세라믹 소자(210c)의 마운팅부재(210)에 전기가 인가되면 압력을 발생시켜 압전 세라믹 소자(210c)에 전위 차이를 발생시켜 물리적 형상 변화를 일으킬 수 있게 한다.

또한, 본 발명의 마운팅부재(210)는 도 5에 도시된 바와 같이 하부터치패드(200)에 부착된 복수의 마운팅부재(210)는 각각의 높이가 다르게 구비되게 하여 마운팅부재(210)와 상부터치패드(100)가 상호 접지 또는 비접지되게 함으로써 사용자가 터치패드 시 상부터치패드(100)와 마운팅부재(210) 사이의 접촉을 통해 음파신호를 발생시킬 수도 있게 한다.

이처럼, 마운팅부재(210)의 높이를 다르게 구비되게 하면 상부터치패드(100)의 위치에 따라 어느 부위는 자유 진동을 하게 되며, 다른 부위는 마운팅부재(210)와 접지되어 고정 진동을 하게 된다. 이때 상부터치패드(100)와 하부터치패드(200)의 간격은 고정되어 있기 때문에 마운팅부재(210)의 높이에 따라 강하게 접지되거나 약하게 접지되며 따라서 사용자가 터치패드의 위치 별로 같은 충격을 가하더라도 다른 음파를 발생할 수 있게 된다.

한편, 마운팅부재(210)의 위치는 시스템 컨트롤러(300)에서 상황에 따라 제어하기 때문에 상부터치패드(100)에서 발생하는 음파의 성질만으로도 어느 부위가 터치되었는지 쉽게 인식할 수 있으며, 사용자 또한 입력 시 눌리는 정도, 울리는 소리의 특징을 통해 전체 기능 메뉴 중 어느 단계를 어떻게 조작하고 있는지를 용이하게 인식할 수 있게 한다.

또한, 본 발명은 다른 실시예로 도 6에 도시된 바와 같이 음파를 인식하는 마이크(110)가 구비되며, 플렉시블하게 형성된 상부터치패드(100)와, 상부터치패드(100)와 소정간격을 두고 구비되는 하부터치패드(200)와, 일단은 하부터치패드(200)에 부착되며, 타단은 상부터치패드(100)를 향해 돌출되되, 각각의 높이가 다르게 구비되는 복수의 마운팅부재(210)로 이루어질 수 있다.

즉, 상부터치패드(100)를 플렉시블하게 하여 음파를 전달하면서도 형상 변형이 가능하다면 마운팅부재(210)의 높이를 다양하게 제어할 경우 상부터치패드(100)도 마운팅부재(210)의 높이를 알 수 있어 사용자가 어느 위치에서 터치를 해야 하는지 쉽게 인지할 수 있게 한다.

이러한 본 발명은 상술한 바와 같이 하나의 마이크(110)로 터치패드의 터치 위치 인식하는 것으로, 음파 터치패드의 상하면 사이에 있는 마운팅부재(210)가 위치별로 다르게 상면터치패드에 접지되어 같은 터치 충격에도 다른 음파가 발생하기 때문에 하나의 마이크(110)로 터치패드의 터치 위치를 계산해 낼 수 있다.

또한, 촉감을 통해서도 제어 기능을 구별할 수 있는데 상황에 따라 음파 터치패드의 상면터치패드에 다른 구조물을 접지시킬 수 있기 때문에, 차량에서 오디오 기능을 제어할 때와 내비게이션을 제어할 때 다른 촉감과 음파를 생성할 수 있으며, 주행 중 보지 않고 터치패드의 특정 부분을 두드렸을 때 고정 진동에 의해 고주파의 둔탁한 음이 난다면 현재 제어할 수 있는 기능이 의도했던 기능군인지 아닌지를 소리는 물론, 패드의 눌리는 촉감에 의해서도 알 수 있게 한다.

또한, 촉감을 통한 기능 내의 레벨을 구별할 수 있는데 사용자가 오디오 기능군을 제어한다고 가정할 경우, 현재 의도대로 메뉴 트리(기능 구조)에서 원하는 대로 하위 레벨로 내려와 있는지 아니면 상위 또는 이전 레벨로 이동했는지를 추측할 수 있다. 예를 들어 기능 레벨이 높을수록 접지가 적고, 기능 레벨이 낮아질수록 접지가 많은 방식으로 인터페이스를 설계할 경우, 터치패드를 터치하는 순간의 터치패드의 눌림 정도와 소리를 통해 메뉴 트리의 어느 위치 정도에서 사용자가 기능을 제어하고 있는지 가늠할 수 있다.

또한, 활성화 및 비활성화를 구별하여 상부터치패드(100)에 마운팅부재(210) 전체를 접지시킬 경우에는 전체가 고정진동을 하게 되며 전체를 접지시키지 않을 경우에는 전체가 자유진동을 하게 되어 같은 두드림에도 현격한 촉감과 소리 차이를 통해 음파 터치패드의 on/off를 쉽게 구별할 수 있다.

또한, 같은 터치 충격으로 다양한 기능을 제어할 수 있는데 음파 터치패드에서 활용되는 리듬 패턴의 경우, "톡, 토톡"의 세박자 리듬을 터치로 입력했다고 가정하면, 접지가 안 되어 있는 자유진동일 경우, 일부 접지되어 있는 경우, 완전 접지되어 있는 경우에 따라 세 가지의 명령어 인풋이 가능하다. 이때, 오디오 기능군을 활용하는 상황에서의 세박자 리듬 입력과, 비디오 기능군을 활용하는 상황에서의 세박자 리듬 입력은 같은 입력임에도 접지에 따라 다른 음파를 발생하기 때문에 기능군별 다른 명령어를 수행할 수 있다.

또한, 인터페이스 해상도를 제어할 수 있는데 다루는 정보의 종류, 명령어의 개수에 따라 마운팅부재(210)의 개수를 설정할 수 있다. 정보 또는 인터랙션의 해상도가 높지 않은 경우 마운팅부재(210)는 한 개나 두 개만으로도 충분하고, 터치패드의 세부 위치별 명령어를 다르게 설정해야 하는 경우나 여러 번의 터치 입력을 필요로 하는 경우 마운팅부재(210)의 개수를 다수개로 구성함으로써 인터랙션의 해상도를 높일 수 있다.

또한, 적은 인풋 많은 기능을 제어할 수 있는데 음파 터치패드에서의 위치 구분과 같은 입력이라도 다른 음파를 발생시키는 이점으로 인해 다수의 터치, 즉 리듬 패턴을 입력하는 경우 터치의 수 또는 리듬의 길이를 대폭 줄일 수 있다. 두드려야 하는 터치의 횟수가 많게 되면 사용자가 명령어를 외우는데 학습의 어려움이 존재하지만 본 발명의 경우 입력 횟수가 줄어들고, 또한 같은 "톡, 토톡"의 입력이라 하더라도 접지가 되어 있는 경우 "톡, 틱틱"과 같은 방식으로 다른 소리가 발생하기 때문에 학습을 용이하게 할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100 : 상부터치패드 110 : 마이크
200 : 하부터치패드 210 : 마운팅부재
220 : 액추에이터 300 : 시스템 컨트롤러

Claims

음파를 인식하는 마이크가 구비된 상부터치패드와;
상기 상부터치패드와 소정간격을 두고 구비되는 하부터치패드와;
일단은 상기 하부터치패드에 부착되며, 타단은 상부터치패드를 향해 돌출되되, 상기 하부터치패드와 연동되는 액추에이터에 의해 가변하는 복수의 마운팅부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 마운팅 음파 터치패드.
청구항 1에 있어서,
상기 상부터치패드에는 상기 마이크가 한 개만 구비되는 것을 특징으로 하는 가변 마운팅 음파 터치패드.
청구항 1에 있어서,
상기 액추에이터는 상기 마운팅부재를 변형시켜 음파 신호를 분류 및 처리하는 시스템 컨트롤러와 연동되는 것을 특징으로 하는 가변 마운팅 음파 터치패드.
청구항 3에 있어서,
상기 시스템 컨트롤러에서는 상기 상부터치패드에 마운팅부재가 접지되는 위치나 접지되는 마운팅부재의 개수에 따라 상기 상부터치패드의 진동 특성을 변화시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가변 마운팅 음파 터치패드.
청구항 1에 있어서,
상기 마운팅부재는 전기 신호가 가해지면 모양이 변형되는 전기활성 폴리머가 적용되는 것을 특징으로 하는 가변 마운팅 음파 터치패드.
청구항 1에 있어서,
상기 마운팅부재는 전기 신호가 가해지면 이동 가능한 솔레노이드 플런저가 적용되는 것을 특징으로 하는 가변 마운팅 음파 터치패드.
청구항 1에 있어서,
상기 마운팅부재는 전기 신호가 가해지면 압력을 발생시켜 모양이 변형되는 압전 세라믹 소자가 적용되는 것을 특징으로 하는 가변 마운팅 음파 터치패드.
청구항 1에 있어서,
상기 하부터치패드에 부착된 상기 복수의 마운팅부재는 각각의 높이가 다르게 구비되게 하여 상기 마운팅부재와 상부터치패드가 상호 접지 또는 비접지되는 것을 특징으로 하는 가변 마운팅 음파 터치패드.
음파를 인식하는 마이크가 구비되며, 플렉시블하게 형성된 상부터치패드와;
상기 상부터치패드와 소정간격을 두고 구비되는 하부터치패드와;
일단은 상기 하부터치패드에 부착되며, 타단은 상부터치패드를 향해 돌출되되, 각각의 높이가 다르게 구비되는 복수의 마운팅부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 마운팅 음파 터치패드.