KR101566775B1 - 어레이형 구조의 액추에이터와 그 제어방법 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 효과적인 촉각 피드백의 생성이 가능하며 목표전압을 100V 이하의 저전압으로 낮출 수 있는 어레이형 구조의 액추에이터에 관한 것이다. 본 발명의 일례와 관련된 어레이형 구조의 액추에이터는, 상판, 상기 상판의 하부에 상기 상판과 이격되어 배치되는 하판 및 소정의 촉각 피드백을 발생시키기 위한 햅틱모듈을 포함하되, 상기 햅틱모듈은, 상기 상판의 하면에 배치되는 상부전극, 상기 하판의 상면에 배치되는 하부전극 및 상기 상부전극과 상기 하부전극 사이에 위치되는 보호층을 더 포함하고, 상기 상부전극 및 상기 하부전극 중 하나인 입력 전극에는 입력 신호가 인가되고, 상기 상부전극 및 상기 하부전극 중 상기 입력 전극에 해당되지 않는 그라운드 전극에는 그라운드 신호가 인가되며, 상기 햅틱모듈은 상기 입력 신호가 인가되는 상기 입력 전극과 상기 그라운드 신호가 인가되는 상기 그라운드 전극 사이에서 유도되는 정전기력을 이용하여 상기 촉각 피드백을 발생시키고, 상기 발생되는 촉각 피드백을 강화시키기 위하여, 상기 보호층은 상기 상판 및 상기 하판에 본딩(bonding)되지 않게 형성되거나, 또는 상기 보호층은 상기 상판 및 상기 하판 중 하나에 본딩되도록 형성될 수 있다.
Description
본 발명은 어레이형 구조의 액추에이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 효과적인 촉각 피드백의 생성이 가능하며 목표전압을 100V 이하의 저전압으로 낮출 수 있는 어레이형 구조의 액추에이터에 관한 것이다.
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.
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 눌러주는 스트레치를 감지하는 루피니 엔딩(Ruffini's ending) 등이 있다.
이러한 감각수용기를 자극하기 위한 다양한 촉감 제시장치들로, 피에조 액추에이터, 솔레노이드 액추에이터, DC/AC 모터, 서버모터, 초음파 액추에이터, 형상기억합금세라믹 액추에이터, 전기활성폴리머 액추에이터 등의 다양한 액추에이터가 있다.
촉감 제시장치의 대표적인 예로는 모바일 디바이스에서 터치스크린의 입력에 따라 진동모터로 진동을 발생시켜 고주파/저주파의 진동을 감지하는 파치니언/마이스너 소체를 자극하는 장치가 있다.
한편, 진동모터(진동발생 모듈)는 휴대용 기기에 적용되어 소정의 감각을 전달하는 장치로서, 종래의 기술은 사용자가 손가락으로 터치 패널을 터치하면 그에 대한 반응으로 진동감각을 출력하는 방식이었다.
이러한 종래의 진동발생 모듈은 사용자가 손가락으로 인지할 수 있을 정도의 세기를 갖는 진동을 발생시켜야 하므로 비교적 높은 동작전압을 사용하여야 한다는 문제점이 있었다.
또한, 진동발생 모듈이 빈번하게 사용되는 휴대용 기기는 소지의 편의를 위하여 그 크기를 줄는 추세이고, 이에 따라 공급할 수 있는 전력의 용량에 한계가 있었다.
그러나, 종래의 진동발생 모듈은 전력소모가 크기 때문에 이러한 휴대용 기기에 적용하여 사용하기에는 불편할 수 있다는 문제점이 있었다.
나아가, 종래의 진동발생 모듈은 제작공정이 복잡하고 제조에 시간이 비교적 많이 소요되어야 하였으며 비용 측면에서도 비효율적이라는 문제점이 있었다.
따라서, 구조 설계가 복잡하지 않으면서도 낮은 동작전압을 사용하여 전력 소비를 줄일 수 있는 액추에이터의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 효과적인 촉각 피드백의 생성이 가능하며 목표전압을 100V 이하의 저전압으로 낮출 수 있는 어레이형 구조의 액추에이터를 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 종래 액추에이터의 구조의 설계변경을 통하여 구조적인 복잡성을 크게 증가시키지 않으면서도 효율적인 제작이 가능한 어레이형 구조의 액추에이터를 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 본딩을 통하여 불필요한 소음을 감소시킬 수 있으며, 소비되는 전력을 저감시킬 수 있어 다양한 분야에서 활용될 수 있는 어레이형 구조의 액추에이터를 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 단층 구조뿐만 아니라 다층 구조로도 구성되어 전극 간 발생되는 힘을 최대한 이용할 수 있으며 최적의 촉각 피드백을 생성할 수 있는 어레이형 구조의 액추에이터를 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.
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.
상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일례와 관련된 어레이형 구조의 액추에이터는, 상판; 상기 상판의 하부에 상기 상판과 이격되어 배치되는 하판; 및 소정의 촉각 피드백을 발생시키기 위한 햅틱모듈;을 포함하되, 상기 햅틱모듈은, 상기 상판의 하부에 위치되는 상부전극; 상기 하판의 상부에 위치되는 하부전극; 및 상기 상부전극과 상기 하부전극 사이에 위치되는 보호층;을 더 포함하고, 상기 상부전극 및 상기 하부전극 중 하나인 입력 전극에는 입력 신호가 인가되고, 상기 상부전극 및 상기 하부전극 중 상기 입력 전극에 해당되지 않는 그라운드 전극에는 그라운드 신호가 인가되며, 상기 햅틱모듈은 상기 입력 신호가 인가되는 상기 입력 전극과 상기 그라운드 신호가 인가되는 상기 그라운드 전극 사이에서 유도되는 정전기력을 이용하여 상기 촉각 피드백을 발생시키고, 상기 발생되는 촉각 피드백을 강화시키기 위하여, 상기 보호층은 상기 상판 및 상기 하판에 본딩(bonding)되지 않게 형성되거나, 또는 상기 보호층은 상기 상판 및 상기 하판 중 하나에 본딩되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 상판을 터치하는 제 1 객체에 대한 강성을 제공하기 위하여 상기 보호층의 상면 및 상기 보호층의 하면 중 적어도 하나에 돌출 형성되는 스페이스;를 더 포함하되, 상기 상부전극은 상기 상판의 하면에 배치되고, 상기 하부전극은 상기 하판의 상면에 배치될 수 있다.
또한, 상기 상판을 터치하는 제 1 객체에 대한 강성을 제공하기 위하여 상기 상판의 하면 및 상기 하판의 상면 중 적어도 하나에 돌출 형성되는 스페이스;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 상부전극은, 상기 보호층의 상면에 배치되거나 또는 상기 상판의 하면에 배치될 수 있다.
또한, 상기 하부전극은, 상기 보호층의 하면에 배치되거나 또는 상기 하판의 상면에 배치될 수 있다.
또한, 상기 상부전극 및 상기 하부전극 각각은 복수의 전극으로 이루어지고, 상기 상부전극을 이루는 복수의 전극은 상기 상판의 하면에 종방향으로 소정 간격 이격되어 평행하게 배치되며, 상기 하부전극을 이루는 복수의 전극은 상기 종방향과 교차하는 횡방향으로 소정 간격 이격되어 평행하게 배치될 수 있다.
또한, 상기 상판은 상기 종방향으로 소정 간격 이격되어 평행하게 형성되는 복수의 스트립 형상으로 이루어지고, 상기 상부전극을 이루는 복수의 전극은 상기 상판의 복수의 스트립 형상을 따라 배치되며, 상기 하판은 상기 횡방향으로 소정 간격 이격되어 평행하게 형성되는 복수의 스트립 형상으로 이루어지고, 상기 하부전극을 이루는 복수의 전극은 상기 하판의 복수의 스트립 형상을 따라 배치될 수 있다.
또한, 상기 보호층은, 상기 종방향으로 소정 간격 이격되어 평행하게 형성되는 복수의 스트립 형상으로 이루어져 상기 상부전극을 이루는 복수의 전극을 따라 배치되거나, 또는 상기 횡방향으로 소정 간격 이격되어 평행하게 형성되는 복수의 스트립 형상으로 이루어져 상기 하부전극을 이루는 복수의 전극을 따라 배치될 수 있다.
한편, 상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 다른 일례와 관련된 어레이형 구조의 액추에이터는, 상판; 상기 상판의 하부에 상기 상판과 이격되어 배치되는 하판; 및 소정의 촉각 피드백을 발생시키기 위한 햅틱모듈;을 포함하되, 상기 햅틱모듈은, 상기 상판의 하부에 위치되는 상부전극; 상기 하판의 상부에 위치되는 하부전극; 및 상기 상부전극과 상기 하부전극 사이에 위치되는 중간층;을 더 포함하고, 상기 중간층은, 서로 상하로 이격되어 배치되는 복수의 보호층; 및 상기 이격된 복수의 보호층 사이에 배치되는 복수의 중간전극;을 더 포함하며, 상기 상부전극, 상기 하부전극 및 상기 복수의 중간전극 중 일부인 입력 전극에는 입력 신호가 인가되고, 상기 상부전극, 상기 하부전극 및 상기 복수의 중간전극 중 상기 입력 전극에 해당되지 않는 그라운드 전극에는 그라운드 신호가 인가되며, 상기 햅틱모듈은 상기 입력 신호가 인가되는 상기 입력 전극과 상기 그라운드 신호가 인가되는 상기 그라운드 전극 사이에서 유도되는 정전기력을 이용하여 상기 촉각 피드백을 발생시키고, 상기 발생되는 촉각 피드백을 강화시키기 위하여, 상기 중간층은 상기 상판 및 상기 하판에 본딩(bonding)되지 않게 형성되거나, 또는 상기 중간층은 상기 상판 및 상기 하판 중 하나에 본딩되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 중간층을 이루는 상기 복수의 보호층 및 상기 복수의 중간전극은 서로 본딩될 수 있다.
또한, 상기 상판을 터치하는 제 1 객체에 대한 강성을 제공하기 위하여, 상기 복수의 보호층 중 가장 상부에 배치된 보호층의 상면 및 상기 복수의 보호층 중 가장 하부에 배치된 보호층의 하면 중 적어도 하나에 돌출 형성되는 스페이스;를 더 포함하되, 상기 상부전극은 상기 상판의 하면에 배치되고, 상기 하부전극은 상기 하판의 상면에 배치될 수 있다.
또한, 상기 상판을 터치하는 제 1 객체에 대한 강성을 제공하기 위하여 상기 상판의 하면 및 상기 하판의 상면 중 적어도 하나에 돌출 형성되는 스페이스;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 상부전극은, 상기 보호층의 상면에 배치되거나 또는 상기 상판의 하면에 배치될 수 있다.
또한, 상기 하부전극은, 상기 보호층의 하면에 배치되거나 또는 상기 하판의 상면에 배치될 수 있다.
또한, 상기 입력 전극 및 상기 그라운드 전극 각각은 복수의 전극으로 이루어지고, 상기 입력 전극을 이루는 복수의 전극은 종방향으로 소정 간격 이격되어 평행하게 배치되며, 상기 그라운드 전극을 이루는 복수의 전극은 상기 종방향과 교차하는 횡방향으로 소정 간격 이격되어 평행하게 배치될 수 있다.
또한, 상기 상판 및 상기 하판은 소정 간격 이격되어 평행하게 형성되는 복수의 스트립 형상으로 이루어지고, 상기 상판의 복수의 스트립 형상은 상기 하판의 복수의 스트립 형상과 교차하는 방향을 이루며, 상기 입력 전극을 이루는 복수의 전극 및 상기 그라운드 전극을 이루는 복수의 전극은 상기 복수의 스트립 형상을 따라 배치될 수 있다.
또한, 상기 복수의 보호층 중 일부인 제 1 보호층은 상기 종방향으로 소정 간격 이격되어 평행하게 형성되는 복수의 스트립 형상으로 이루어져 상기 입력 전극을 이루는 복수의 전극을 따라 배치되고, 상기 복수의 보호층 중 상기 제 1 보호층에 해당되지 않는 제 2 보호층은 상기 횡방향으로 소정 간격 이격되어 평행하게 형성되는 복수의 스트립 형상으로 이루어져 상기 그라운드 전극을 이루는 복수의 전극을 따라 배치될 수 있다.
또한, 상기 입력 전극 및 상기 그라운드 전극은 복수이고, 상기 복수의 입력 전극과 연결되어 상기 복수의 입력 전극 각각에 상기 입력신호를 인가하는 입력 신호선; 및 상기 복수의 그라운드 전극과 연결되어 상기 복수의 그라운드 전극 각각에 상기 그라운드 신호를 인가하는 그라운드 신호선;을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 입력 신호선은 상기 하판의 상면에 배치되고, 상기 복수의 입력 전극 중 선택된 하나인 제 1 입력 전극의 양단은 상기 제 1 입력 전극의 하부에 배치된 제 2 입력 전극의 양단보다 돌출되도록 형성됨으로써 상기 제 1 입력 전극의 단부 및 상기 제 2 입력 전극의 단부가 상기 입력 신호선에 접합될 수 있다.
또한, 상기 입력 신호선은 상기 상판의 하면에 배치되고, 상기 복수의 입력 전극 중 선택된 하나인 제 2 입력 전극의 양단은 상기 제 2 입력 전극의 상부에 배치된 제 1 입력 전극의 양단보다 돌출되도록 형성됨으로써 상기 제 1 입력 전극의 단부 및 상기 제 2 입력 전극의 단부가 상기 입력 신호선에 접합될 수 있다.
또한, 상기 그라운드 신호선은 상기 하판의 상면에 배치되고, 상기 복수의 그라운드 전극 중 선택된 하나인 제 1 그라운드 전극의 양단은 상기 제 1 그라운드 전극의 하부에 배치된 제 2 그라운드 전극의 양단보다 돌출되도록 형성됨으로써 상기 제 1 그라운드 전극의 단부 및 상기 제 2 그라운드 전극의 단부가 상기 그라운드 신호선에 접합될 수 있다.
또한, 상기 그라운드 신호선은 상기 상판의 하면에 배치되고, 상기 복수의 그라운드 전극 중 선택된 하나인 제 2 그라운드 전극의 양단은 상기 제 2 그라운드 전극의 상부에 배치된 제 1 그라운드 전극의 양단보다 돌출되도록 형성됨으로써 상기 제 1 그라운드 전극의 단부 및 상기 제 2 그라운드 전극의 단부가 상기 그라운드 신호선에 접합될 수 있다.
또한, 상기 접합에는 ACF(Anisotropic Conductive Film)가 이용되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 입력 전극과 이웃하는 위치에는 상기 그라운드 전극이 위치하도록 상기 상부전극, 상기 하부전극 및 상기 복수의 중간전극이 배치될 수 있다.
또한, 상기 보호층은 유전체(Dielectric Substance) 또는 압전체로 이루어질 수 있고, 상기 스페이스는 유전체(Dielectric Substance) 또는 압전체로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 상판 및 상기 하판은, 글래스(Glass), 강화 고분자 기판 또는 PI 기판으로 이루어질 수 있다.
한편, 상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일례와 관련된 어레이형 구조 액추에이터의 제어방법은, 상판에 제 1 객체의 터치가 입력되는 제 1 단계; 입력 신호가 인가되는 입력 전극과 그라운드 신호가 인가되는 그라운드 전극 사이에 정전기력이 유도되는 제 2 단계; 및 상기 정전기력을 이용하여 상기 상판에 입력되는 상기 제 1 객체의 터치에 대응하는 소정의 촉각 피드백이 발생되는 제 3 단계;를 포함하되, 상기 상판의 하부에는 하판이 상기 상판과 이격되어 배치되고, 상부전극은 상기 상판의 하부에 위치되고, 하부전극은 상기 하판의 상부에 위치되며, 상기 상부전극과 상기 하부전극 사이에는 보호층이 위치되고, 상기 입력 전극은 상기 상부전극 및 상기 하부전극 중 하나이고, 상기 그라운드 전극은 상기 상부전극 및 상기 하부전극 중 상기 입력 전극에 해당되지 않는 전극이며, 상기 제 3 단계에서 발생되는 촉각 피드백을 강화시키기 위하여, 상기 보호층은 상기 상판 및 상기 하판에 본딩(bonding)되지 않게 형성되거나, 또는 상기 보호층은 상기 상판 및 상기 하판 중 하나에 본딩되도록 형성될 수 있다.
한편, 상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 다른 일례와 관련된 어레이형 구조 액추에이터의 제어방법은, 상판에 제 1 객체의 터치가 입력되는 제 1 단계; 입력 신호가 인가되는 입력 전극과 그라운드 신호가 인가되는 그라운드 전극 사이에 정전기력이 유도되는 제 2 단계; 및 상기 정전기력을 이용하여 상기 상판에 입력되는 상기 제 1 객체의 터치에 대응하는 소정의 촉각 피드백이 발생되는 제 3 단계;를 포함하되, 상기 상판의 하부에는 하판이 상기 상판과 이격되어 배치되고, 상부전극은 상기 상판의 하부에 위치되고, 하부전극은 상기 하판의 상부에 위치되며, 상기 상부전극과 상기 하부전극 사이에는, 서로 상하로 이격되어 배치되는 복수의 보호층 및 상기 이격된 복수의 보호층 사이에 배치되는 복수의 중간전극을 포함하는 중간층이 위치되고, 상기 입력 전극은 상기 상부전극, 상기 하부전극 및 상기 복수의 중간전극 중 일부이고, 상기 그라운드 전극은 상기 상부전극, 상기 하부전극 및 상기 복수의 중간전극 중 상기 입력 전극에 해당되지 않는 전극이며, 상기 제 3 단계에서 발생되는 발생되는 촉각 피드백을 강화시키기 위하여, 상기 중간층은 상기 상판 및 상기 하판에 본딩(bonding)되지 않게 형성되거나, 또는 상기 중간층은 상기 상판 및 상기 하판 중 하나에 본딩되도록 형성될 수 있다.
한편, 상판; 상기 상판의 하부에 상기 상판과 이격되어 배치되는 하판; 상기 상판의 하부에 위치되는 상부전극; 및 상기 하판의 상부에 위치되는 하부전극;을 포함하는 어레이형 구조 액추에이터를 제조하는 방법에 있어서, 상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일례와 관련된 어레이형 구조 액추에이터의 제조방법은, 유전체(Dielectric Substance) 또는 압전체를 이용하여 보호층을 형성하는 제 1 단계; 및 상기 보호층을 상기 상부전극과 상기 하부전극 사이에 위치시키는 제 2 단계;를 포함하되, 상기 상부전극 및 상기 하부전극 중 하나인 입력 전극에는 입력 신호가 인가되고, 상기 상부전극 및 상기 하부전극 중 상기 입력 전극에 해당되지 않는 그라운드 전극에는 그라운드 신호가 인가되며, 상기 입력 신호가 인가되는 상기 입력 전극과 상기 그라운드 신호가 인가되는 상기 그라운드 전극 사이에서 정전기력이 유도되고, 상기 정전기력을 이용하여 소정의 촉각 피드백이 발생되고, 상기 제 2 단계에서는, 상기 발생되는 촉각 피드백을 강화시키기 위하여, 상기 보호층을 상기 상판 및 상기 하판에 본딩(bonding)되지 않게 형성하거나, 또는 상기 보호층을 상기 상판 및 상기 하판 중 하나에 본딩되도록 형성할 수 있다.
또한, 상기 제 1 단계 및 상기 제 2 단계 사이에는, 상기 상판을 터치하는 제 1 객체에 대한 강성을 제공하기 위하여 상기 보호층의 상면 및 상기 보호층의 하면 중 적어도 하나에 스페이스를 돌출 형성하는 단계;를 더 포함하되, 상기 상부전극은 상기 상판의 하면에 배치되고, 상기 하부전극은 상기 하판의 상면에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제 1 단계 및 상기 제 2 단계 사이에는, 상기 상판을 터치하는 제 1 객체에 대한 강성을 제공하기 위하여 상기 상판의 하면 및 상기 하판의 상면 중 적어도 하나에 스페이스를 돌출 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
한편, 상판; 상기 상판의 하부에 상기 상판과 이격되어 배치되는 하판; 상기 상판의 하부에 위치되는 상부전극; 및 상기 하판의 상부에 위치되는 하부전극;을 포함하는 어레이형 구조 액추에이터를 제조하는 방법에 있어서, 상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 다른 일례와 관련된 어레이형 구조 액추에이터의 제조방법은, 유전체(Dielectric Substance) 또는 압전체를 이용하여 복수의 보호층을 형성하는 제 1 단계; 상기 복수의 보호층을 서로 상하로 이격되도록 배치하고, 상기 이격된 복수의 보호층 사이에 복수의 중간전극을 형성하여 중간층을 제조하는 제 2 단계; 및 상기 중간층을 상기 상판과 상기 하판 사이에 위치시키는 제 3 단계;를 포함하되, 상기 상부전극, 상기 하부전극 및 상기 복수의 중간전극 중 일부인 입력 전극에는 입력 신호가 인가되고, 상기 상부전극, 상기 하부전극 및 상기 복수의 중간전극 중 상기 입력 전극에 해당되지 않는 그라운드 전극에는 그라운드 신호가 인가되며, 상기 입력 신호가 인가되는 상기 입력 전극과 상기 그라운드 신호가 인가되는 상기 그라운드 전극 사이에서 정전기력이 유도되고, 상기 정전기력을 이용하여 소정의 촉각 피드백이 발생되며, 상기 제 3 단계에서는, 상기 발생되는 촉각 피드백을 강화시키기 위하여, 상기 중간층을 상기 상판 및 상기 하판에 본딩(bonding)되지 않게 형성하거나, 또는 상기 중간층을 상기 상판 및 상기 하판 중 하나에 본딩되도록 형성할 수 있다.
또한, 상기 제 1 단계 및 상기 제 2 단계 사이에는, 상기 상판을 터치하는 제 1 객체에 대한 강성을 제공하기 위하여, 상기 복수의 보호층 중 가장 상부에 배치된 보호층의 상면 및 상기 복수의 보호층 중 가장 하부에 배치된 보호층의 하면 중 적어도 하나에 스페이스를 돌출 형성하는 단계;를 더 포함하되, 상기 상부전극은 상기 상판의 하면에 배치되고, 상기 하부전극은 상기 하판의 상면에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제 1 단계 및 상기 제 2 단계 사이에는, 상기 상판을 터치하는 제 1 객체에 대한 강성을 제공하기 위하여, 상기 상판의 하면 및 상기 하판의 상면 중 적어도 하나에 스페이스를 돌출 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 효과적인 촉각 피드백의 생성이 가능하며 목표전압을 100V 이하의 저전압으로 낮출 수 있는 어레이형 구조의 액추에이터를 사용자에게 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 종래 액추에이터의 구조의 설계변경을 통하여 구조적인 복잡성을 크게 증가시키지 않으면서도 효율적인 제작이 가능한 어레이형 구조의 액추에이터를 사용자에게 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 본딩을 통하여 불필요한 소음을 감소시킬 수 있으며, 소비되는 전력을 저감시킬 수 있어 다양한 분야에서 활용될 수 있는 어레이형 구조의 액추에이터를 사용자에게 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 단층 구조뿐만 아니라 다층 구조로도 구성되어 전극 간 발생되는 힘을 최대한 이용할 수 있으며 최적의 촉각 피드백을 생성할 수 있는 어레이형 구조의 액추에이터를 사용자에게 제공할 수 있다.
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.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시례를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명과 관련된 어레이형 구조의 액추에이터의 블록 구성도의 일례를 나타낸 것이다.
도 2a 및 도 2b는 터치 위치를 측정하는 일반적인 구성을 나타낸다.
도 3은 단층 구조로 형성된 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터의 단면도를 나타낸 것이다.
도 4a 및 도 4b는 단층 구조로 형성된 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터의 변형례에 대한 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 적용 가능한 상판과 하판에 대한 일 실시례이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 적용 가능한 상판과 하판에 대한 다른 일 실시례이다.
도 7은 도 6a 및 도 6b의 상판과 하판을 이용하여 구현된 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터의 정면도이다.
도 8은 본 발명의 일례와 관련된 어레이형 구조의 액추에이터의 정면도이다.
도 9는 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터를 제어하는 방법의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 10a 및 도 10b는 다층 구조로 형성된 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터의 단면도를 나타낸 것이다.
도 11a 및 도 11b는 다층 구조로 형성된 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터의 변형례에 대한 단면도이다.
도 12 및 도 13은 다층 구조의 어레이형 구조의 액추에이터에서 전극을 적층하는 구조를 모식적으로 나타낸다.
도 14는 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터를 제조하는 방법의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 1은 본 발명과 관련된 어레이형 구조의 액추에이터의 블록 구성도의 일례를 나타낸 것이다.
도 2a 및 도 2b는 터치 위치를 측정하는 일반적인 구성을 나타낸다.
도 3은 단층 구조로 형성된 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터의 단면도를 나타낸 것이다.
도 4a 및 도 4b는 단층 구조로 형성된 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터의 변형례에 대한 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 적용 가능한 상판과 하판에 대한 일 실시례이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 적용 가능한 상판과 하판에 대한 다른 일 실시례이다.
도 7은 도 6a 및 도 6b의 상판과 하판을 이용하여 구현된 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터의 정면도이다.
도 8은 본 발명의 일례와 관련된 어레이형 구조의 액추에이터의 정면도이다.
도 9는 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터를 제어하는 방법의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 10a 및 도 10b는 다층 구조로 형성된 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터의 단면도를 나타낸 것이다.
도 11a 및 도 11b는 다층 구조로 형성된 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터의 변형례에 대한 단면도이다.
도 12 및 도 13은 다층 구조의 어레이형 구조의 액추에이터에서 전극을 적층하는 구조를 모식적으로 나타낸다.
도 14는 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터를 제조하는 방법의 일례를 나타내는 순서도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시례에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일 실시례는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.
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어레이형
구조의 액추에이터의 구성>
이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명이 제안하고자 하는 어레이형 구조의 액추에이터를 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명과 관련된 어레이형 구조의 액추에이터의 블록 구성도의 일례를 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터(10)는 제어부(410), 햅틱모듈(420) 등을 포함할 수 있다.
단, 도 1에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 어레이형 구조의 액추에이터가 구현될 수도 있다. 또한, 도 1에 도시된 구성요소는 상호 의존적으로 연결되어 있으며, 각 구성요소가 도 1에 도시된 것과 달리 별도로 또는 통합하여 구현되는 것이 가능하다.
이하 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.
제어부(410)는 통상적으로 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터(10)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 사람의 손가락이나 스타일러스(stylus)와 같은 소정의 객체의 터치 감지, 촉각 피드백 출력을 위한 신호 발생 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다.
상기 제어부(410)에는 신호발생부(412)와 센서부(414) 등이 포함될 수 있다.
신호발생부(412)는 어레이형 구조의 액추에이터(10)의 상판(110)에 소정의 객체의 터치가 입력되는 경우, 촉각 피드백을 출력하기 위한 전기신호를 생성할 수 있다. 신호발생부(412)에서 생성된 전기신호는 햅틱모듈(420)로 전달되며, 전기신호는 햅틱모듈(420)이 터치에 대응되는 촉각 피드백을 발생하도록 제어한다.
또한, 신호발생부(412)는 어레이형 구조의 액추에이터(10)의 상판(110)에 소정의 객체의 터치가 입력되는 경우, 터치 위치나 터치 힘을 센싱하기 위한 전기신호를 생성할 수 있다. 상기 전기신호는 센서부(414)로 전달되며, 전기신호는 센서부(414)가 커패시턴스를 감지하도록 제어할 수 있다.
센서부(414)는 어레이형 구조의 액추에이터(10)의 상판(110)의 전체 영역 중 일부에 소정의 객체가 터치하는 경우 이를 감지할 수 있다. 나아가, 센서부(414)는 상기 소정의 객체의 터치로 인하여 상부전극과 하부전극 사이의 커패시턴스가 변화하는 경우, 변화된 커패시턴스를 감지할 수 있으며, 이를 이용하여 소정의 객체의 터치 위치를 검출할 수 있다.
상기 센서부(414)의 터치 위치 측정방법을 설명하기 위하여 도 2a 및 도 2b를 먼저 참조한다. 도 2a 및 도 2b는 터치 위치를 측정하는 일반적인 구성의 일 실시례를 나타낸다. 단, 본 발명에서 터치 위치를 측정하는 구성은 이러한 구성에 한정되는 것은 아니면, 다른 터치 위치 측정 방법을 이용하는 것도 가능하다.
도 2a를 참조하면, 소정의 객체의 터치를 측정하기 위한 구성은 유전체(1)를 사이에 두고 이격되어 배치되는 제 1 위치측정용 전극(3)과 제 2 위치측정용 전극(5) 등을 포함할 수 있다.
제 1 위치측정용 전극(3)과 제 2 위치측정용 전극(5)에는 전원이 인가되며, 상기 전원에 의하여 유전체(1)에 커패시턴스가 형성될 수 있다.
소정의 객체의 터치 입력이 있는 경우, 제 1 위치측정용 전극(3)과 제 2 위치측정용 전극(5) 사이의 커패시턴스에 변화가 유도될 수 있으며, 이를 측정하여 터치 위치를 측정할 수 있다.
도 2b를 참조하면, 제 1 위치측정용 전극(3)을 이용하여 X축 기반 위치 정보 획득이 가능하고, 제 2 위치측정용 전극(5)을 이용하여 Y축 기반 위치 정보 획득이 가능하다.
이러한 센서부(414)는 반드시 제어부(410)와 별도로 구현될 필요는 없으며, 제어부(410)와 통합되어 구현될 수도 있다.
한편, 다시 도 1을 참조하면, 햅틱모듈(420)은 소정의 객체의 터치에 대응하여 진동 등과 같은 촉각 피드백을 출력하기 위한 구성이다. 햅틱모듈(420)은 전극 사이에 형성되는 정전기력을 이용하여 진동과 같은 촉각 피드백을 발생시킬 수 있다.
햅틱모듈(420)는 제어부(410)의 신호발생부(412)와 연결되어 있으며, 신호발생부(412)의 촉각 피드백 출력을 위한 전기신호를 입력받아 작동할 수 있다. 또한, 햅틱모듈(420)은 상기 객체가 터치한 위치에만 촉각 피드백을 국부적으로 출력시킬 수도 있다.
제어부(410)는 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터(10)가 터치를 센싱하는 동작을 수행하도록 센서부(414)를 동작시켜 터치의 위치나 힘을 감지할 수 있으며, 그 후 제어부(410)는 촉각 피드백을 생성하도록 액추에이터 모드로 변환하여 햅틱모듈(420)을 동작시킬 수 있다.
제어부(410)는 센서 모드와 액추에이터 모드를 번갈아 가며 이용하기 위하여 센서부(414)와 햅틱모듈(420)이 번갈아 가며 동작하도록 제어할 수 있으며, 햅틱모듈(420)과 센서부(414)가 반복되는 시간을 충분히 빠르게 설정하여 터치의 센싱과 촉각 피드백의 생성을 함께 수행할 수 있다.
따라서, 소정의 객체가 터치하는 경우 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터(10)는 터치 위치를 센싱하면서 촉각 피드백을 생성할 수 있으며, 이에 따라 보다 효과적인 촉각 피드백의 발생이 가능하다.
<
어레이형
구조의 액추에이터의 단층 구조>
이하에서는, 상기 설시한 구성이 구비된 어레이형 구조의 액추에이터의 구조를 도면을 참조하여 살펴본다.
도 3은 단층 구조로 형성된 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터의 단면도를 나타낸 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터(10)는 기판(100), 상부전극(210), 하부전극(220), 보호층(310), 스페이스(320) 등을 포함할 수 있다.
기판(100)은 전극(200)을 패터닝(patterning)하고 있으며, 상판(110) 및 하판(120) 등을 포함한다. 상판(110)과 하판(120)은 상하로 이격되어 있고, 상판(110)과 하판(120)은 평행하게 결합되도록 배치된다. 상기 상판(110)과 하판(120)은 글래스(Glass), 강화 고분자 기판 또는 PI 기판을 사용하는 것이 바람직하다.
상판(110)의 하면에는 상부전극(210)이, 하판(120)의 상면에는 하부전극(220)이 형성될 수 있다. 상부전극(210)과 하부전극(220)은 구리(Cu) 또는 은(Ag)으로 이루어질 수 있다. 상부전극(210)과 하부전극(220)은 투명한 소재로서, 인듐 주석 산화물(Induim Tin Oxide, ITO), 탄소 나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT), 그래핀(Graphene), 금속 나노 와이어, 전도성 고분자(PEDOT, Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)) 또는 투명 전도성 산화물(TCO)로 이루어질 수도 있다.
하판(120)의 아래에는 이미지나 영상을 외부로 출력할 수 있는 디스플레이부가 설치될 수 있다. 본 발명을 구성하는 상판(110), 하판(120), 상부전극(210), 하부전극(220), 보호층(310), 스페이스(320) 등의 구성요소는 투명한 소재로 이루어져 외부에서 디스플레이부를 관찰할 수 있다.
상판(110)과 하판(120) 사이의 이격된 공간에는 보호층(310)이 배치된다. 보호층(310)은 강성이 작은 것을 사용하는 것이 바람직하며, 유전체(Dielectric Substance) 또는 압전체로 이루어질 수 있다.
보호층(310)의 상면 및 보호층(310)의 하면 중 적어도 하나에는 스페이스(320)가 돌출 형성될 수 있다. 스페이스(320)는 보호층(310)과 거의 같은 재료로 구성되며, 객체의 터치에 대응하는 강성을 제공할 수 있다.
종래에는 보호층(310)을 상판(110)과 하판(120)에 모두 본딩(bonding)되도록 형성하였다. 그러나, 본 발명에서는 보호층(310)을 상판(110)과 하판(120)에 모두 본딩되지 않게 형성하거나, 보호층(310)을 상판(110)과 하판(120) 중 하나에만 본딩되도록 형성하고 있다. 기존에는 모두 본딩된 구조로 형성되어 있었기 때문에 촉각 피드백의 세기가 충분치 못하다는 문제점이 있었으나, 본 발명은 이를 개선하여 촉각 피드백을 보다 강화시킬 수 있다.
한편, 도 4a 및 도 4b는 단층 구조로 형성된 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터의 변형례에 대한 단면도이다. 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터(10)의 스페이스(320)는 상판(110)의 하면이나 하판(120)의 상면에 돌출 형성되도록 구성될 수 있다. 도 4a 및 도 4b에서는 하판(120)의 상면에 스페이스(320)가 돌출 형성되는 실시례를 도시한 것이다.
하판(120)의 상면에 스페이스(320)가 형성된 경우에는 도 4a에 도시된 것과 같이 하부전극(220)이 하판(120) 상면에 부착되도록 형성될 수도 있으며, 도 4b에 도시된 것과 같이 하부전극(220)이 보호층(310)에 부착되도록 형성될 수도 있다. 마찬가지로, 상판(110)의 하면에 스페이스(320)가 형성된 경우 상부전극(210)은 상판(110)의 하면에 부착되거나 보호층(310)에 부착되도록 형성될 수도 있다.
이렇게 스페이스(320)가 기판(100)에 형성되는 경우에는 상부전극(210)과 하부전극(220) 사이의 거리가 더욱 작아지기 때문에 상부전극(210)과 하부전극(220) 사이에 형성되는 정전기력이 커질 수 있다. 이에 따라 햅틱모듈(420)은 강한 세기를 갖는 촉각 피드백을 생성할 수 있으며, 목표전압을 낮추는 데 매우 유리하게 작용한다.
한편, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 상판(110)과 하판(120)에 형성된 상부전극(210)과 하부전극(220)을 구체적으로 살펴본다. 도 5a 및 도 5b는 본 발명에 적용 가능한 상판과 하판에 대한 일 실시례이다.
도 5a에 도시한 것과 같이, 상판(110)의 하면에는 상부전극(210)이 형성되어 있으며, 종방향으로 이격된 복수의 전극이 평행하게 배열되어 상부전극(210)을 형성한다. 도 5b에 도시한 것과 같이, 하판(120)의 상면에는 하부전극(220)이 형성되어 있으며, 상기 종방향과 교차되는 횡방향으로 이격된 복수의 전극이 평행하게 배열되어 하부전극(220)을 형성할 수 있다. 상부전극(210)과 하부전극(220)은 90도 각도로 크로스된다.
단, 도 5a 및 도 5b에 도시된 상부전극(210) 및 하부전극(220)의 배치는 본 발명의 원리를 간단하게 설명하기 위한 단순한 일례에 불과하며, 본 발명의 내용이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 도 5a 및 도 5b에 도시한 것과는 달리, 복수의 전극들이 횡방향으로 이격되어 배열되어 상부전극(210)을 형성하고, 복수의 전극들이 종방향으로 이격되어 배열되어 하부전극(220)을 형성하는 배치는 통상의 기술자가 이로부터 자명하게 도출해낼 수 있다.
본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터(10)의 단층 구조에서는 상부전극(210) 및 하부전극(220) 중 하나인 입력 전극에는 입력 신호가 인가되고, 상부전극(210) 및 하부전극(220) 중 상기 입력 전극에 해당되지 않는 그라운드 전극에는 그라운드 신호가 인가된다. 이에 따라, 입력 전극과 그라운드 전극 사이에서 정전기력이 유도되며, 햅틱모듈(420)은 상기 정전기력을 이용하여 촉각 피드백을 발생시킨다.
한편, 도 6a 및 도 6b와 도 7, 도 8을 참조하여 본 발명이 스트립 형상으로 구현되는 실시례를 살펴본다. 도 6a 및 도 6b는 본 발명에 적용 가능한 상판과 하판에 대한 다른 일 실시례이고, 도 7은 도 6a 및 도 6b의 상판과 하판을 이용하여 구현된 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터의 정면도이다.
도 6a를 참조하면, 상판(110)은 종방향으로 이격되어 평행하게 형성되는 복수의 스트립 형상으로 이루어질 수 있다. 상부전극(110)을 이루는 복수의 전극은 상판(110)의 복수의 스트립 형상을 따라 배치된다.
또한, 도 6b를 참조하면, 하판(120)은 횡방향으로 이격되어 평행하게 형성되는 복수의 스트립 형상으로 이루어질 수 있다. 하부전극(120)을 이루는 복수의 전극은 하판(120)의 복수의 스트립 형상을 따라 배치된다.
보호층(310)도 상판(110)과 하판(120)의 스트립 형상에 맞추어 형성될 수 있다. 보호층(310)은 종방향으로 소정 간격 이격되어 평행하게 형성되는 복수의 스트립 형상으로 이루어짐으로써 상부전극(110)을 이루는 복수의 전극을 따라 배치되도록 구성될 수도 있으며, 또는 보호층(310)은 횡방향으로 소정 간격 이격되어 평행하게 형성되는 복수의 스트립 형상으로 이루어짐으로써 하부전극(120)을 이루는 복수의 전극을 따라 배치되도록 구성될 수도 있다.
도 6a 및 도 6b의 상판(110)과 하판(120)으로 구성되는 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터(10)는 도 7에 도시된 것과 같은 형상으로 이루어지게 된다. 도 7의 스트립 형상으로 이루어진 어레이형 구조의 액추에이터(10)를 사용하는 경우, 유연하게 휘어질 수 있으며, 다양한 곡면에 부착될 수 있다. 따라서, 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터(10)를 플렉서블 디스플레이(Flexible Display)에 사용하는 경우에 특히 유용할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일례와 관련된 어레이형 구조의 액추에이터의 정면도이다. 도 7에 도시된 패턴과 달리, 도 8은 상부전극(210)과 하부전극(220)이 겹쳐지는 부분이 사각형상으로 이루어져 있다. 즉, 상판(110)과 하판(120)의 스트립 형상에는 사각 형상의 다수의 돌출부가 일정 간격으로 이격되어 형성될 수 있다.
한편, 도 9를 참조하여 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터를 제어하는 방법에 대하여 구체적으로 살펴본다. 도 9는 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터를 제어하는 방법의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 9를 참조하면, 먼저, 상판(110)에 제 1 객체의 터치가 입력된다(S100). 상판(110)의 상면에는 사람의 손가락이나 스타일러스 등의 소정의 객체가 접촉하여 터치될 수 있다.
이어서, 전극에 의해 정전기력이 형성되며(S110), 햅틱모듈(420)은 정전기력을 이용하여 상판(110)에 입력되는 제 1 객체의 터치에 대응하는 소정의 촉각 피드백이 발생시킨다(S120).
상기 S110 단계에서 상부전극(210) 및 하부전극(220) 중 하나인 입력 전극과 다른 하나인 그라운드 전극 사이에는 인가되는 입력 신호와 그라운드 신호에 의하여 정전기력이 형성된다. 햅틱모듈(420)은 이렇게 입력 전극과 그라운드 전극 사이에서 형성되는 정전기력을 이용하여 진동 형태의 촉각 피드백을 발생시킬 수 있다.
<
어레이형
구조의 액추에이터의 다층 구조>
이하에서는, 다층 구조로 구현되는 어레이형 구조의 액추에이터를 도면을 참조하여 살펴본다.
도 10a 및 도 10b는 다층 구조로 형성된 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터의 단면도를 나타낸 것이다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터(10)의 다층 구조는 상판(110) 및 하판(120)을 포함하는 기판(100), 상부전극(210), 하부전극(220), 중간층(300) 등으로 구성될 수 있다. 단, 도 10a 및 도 10b에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖도록 구현되는 것도 가능하며, 특히 상부전극(210)과 하부전극(220)은 필요에 따라 적용되지 않을 수도 있다.
기판(100), 상부전극(210)과 하부전극(220) 구성은 단층 구조에서 상술한 바와 같은 구성이며, 중간층(300)을 중심으로 설명한다.
중간층(300)은 상판(110)과 하판(120) 사이의 이격된 공간에 배치되며, 복수의 보호층(310) 및 복수의 중간전극(320) 등으로 구성된다. 복수의 보호층(310)은 상판(110)과 하판(120) 사이에서 상하로 이격되어 배치되며, 중간전극(320)은 이격된 복수의 보호층(310) 사이에 배치된다.
중간전극(320)은 입력신호가 인가되는 입력 전극과 그라운드 신호가 인가되는 그라운드 전극으로 구성될 수 있다. 상기 입력 전극과 그라운드 전극은 보호층(310)을 사이에 두고 상하로 이격되어 배치된다.
입력 전극과 이웃하는 위치에는 그라운드 전극이 위치하도록 복수의 중간전극(320)을 배치하는 것이 바람직하다. 입력 전극과 그라운드 전극의 한 쌍마다 정전기력이 유도되기 때문에 입력 전극과 그라운드 전극을 교대로 배치하는 것이 촉각 피드백 생성의 효율성 측면에서 유리하다.
예를 들어, 도 10a 및 도 10b에서 가장 상부에 위치한 상부전극(210)에는 입력 신호를 인가하고, 두 개의 중간전극(320) 중 상부에 위치한 중간전극에는 그라운드 신호를 인가하며, 두 개의 중간전극(320) 중 하부에 위치한 중간전극에는 입력 신호를 인가하고, 가장 하부에 위치한 하부전극(220)에는 그라운드 신호를 인가하는 것과 같이, 입력 전극과 그라운드 전극을 교대로 배치할 수 있다. 또한, 가장 상부에 위치한 상부전극(210)에는 그라운드 신호를 인가하고, 두 개의 중간전극(320) 중 상부에 위치한 중간전극에는 입력 신호를 인가하며, 두 개의 중간전극(320) 중 하부에 위치한 중간전극에는 그라운드 신호를 인가하고, 가장 하부에 위치한 하부전극(220)에는 입력 신호를 인가하는 것도 가능하다.
나아가, 입력 전극과 그라운드 전극을 교대로 배치하지 않고, 예컨대, 가장 상부에 위치한 상부전극(210)에는 입력 신호를 인가하고, 두 개의 중간전극(320) 중 상부에 위치한 중간전극에는 그라운드 신호를 인가하며, 두 개의 중간전극(320) 중 하부에 위치한 중간전극에는 그라운드 신호를 인가하고, 가장 하부에 위치한 하부전극(220)에는 입력 신호를 인가하는 방식으로 구현하는 것도 가능하다. 그러나, 이러한 방식에 의하면 정전기력이 충분히 형성되지 못하기 때문에 강한 촉각 피드백 생성이 어렵다는 단점이 있다.
여기서, 중간층(300)을 이루는 복수의 보호층(310) 및 복수의 중간전극(320)은 도 10a에 도시된 것처럼 서로 본딩되지 않게 형성될 수도 있으며, 도 10b에 도시된 것처럼 복수의 보호층(310)과 중간전극(320)이 서로 본딩되도록 형성되는 것도 가능하다.
보호층(310)는 유전체나 압전체로 이루어질 수 있으며, 스페이스(320)가 더 형성될 수 있다. 스페이스(320)는 복수의 보호층(310) 중 가장 상부에 배치된 보호층의 상면이나 복수의 보호층(310) 중 가장 하부에 배치된 보호층의 하면에 돌출 형성되어 강성을 제공할 수 있다.
본 발명에서는 중간층(300)을 상판(110)과 하판(120)에 모두 본딩되지 않게 형성하거나, 중간층(300)을 상판(110)과 하판(120) 중 하나에만 본딩되도록 형성하고 있다. 기존에는 모두 본딩된 구조로 형성되어 있었기 때문에 촉각 피드백의 세기가 충분치 못하다는 문제점이 있었으나, 본 발명은 이를 개선하여 촉각 피드백을 보다 강화시킬 수 있다.
본 발명의 다층 구조도 상술한 스트립 형상으로 구현될 수 있다. 즉, 상판(110)은 소정 간격 이격되어 평행하게 형성되는 복수의 스트립 형상으로 이루어질 수 있으며, 하판(120)은 상판(120)의 복수의 스트립 형상과 교차하는 방향으로 이루어지는 복수의 스트립 형상으로 이루어질 수 있다. 상부전극(210)과 하부전극(220), 중간층(300)은 상판(110)과 하판(120)의 스트립 형상에 맞추어 형성될 수 있으며, 이에 의하면 곡면에 부착 가능한 액추에이터가 구현될 수 있다.
한편, 도 11a 및 도 11b는 다층 구조로 형성된 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터의 변형례에 대한 단면도이다. 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터(10)의 스페이스(320)는 도 10a 및 도 10b와 달리 상판(110)의 하면이나 하판(120)의 상면에 돌출 형성되도록 구성될 수 있다. 도 11a 및 도 11b에서는 하판(120)의 상면에 스페이스(320)가 돌출 형성되는 실시례를 도시한 것이다.
하판(120)의 상면에 스페이스(320)가 형성된 경우에는 도 11a에 도시된 것과 같이 하부전극(220)이 하판(120) 상면에 부착되도록 형성될 수도 있으며, 도 11b에 도시된 것과 같이 하부전극(220)이 보호층(310)에 부착되도록 형성될 수도 있다. 마찬가지로, 상판(110)의 하면에 스페이스(320)가 형성된 경우 상부전극(210)은 상판(110)의 하면에 부착되거나 보호층(310)에 부착되도록 형성될 수도 있다.
이렇게 스페이스(320)가 기판(100)에 형성되는 경우에는 전극 사이의 거리가 더욱 작아지기 때문에 전극 사이에 형성되는 정전기력이 커질 수 있다. 이에 따라 햅틱모듈(420)은 강한 세기를 갖는 촉각 피드백을 생성할 수 있으며, 목표전압을 낮추는 데 매우 유리하다.
한편, 도 12 및 도 13은 다층 구조의 어레이형 구조의 액추에이터에서 전극을 적층하는 구조를 모식적으로 나타낸다. 도 12는 다층 구조에 대한 단면도이고, 도 13은 전극의 배치를 나타내는 정면 투시도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 입력 전극은 입력 신호선(340)과 연결되어 있으며, 입력 신호선(340)을 통하여 입력신호를 인가받는다. 그라운드 전극은 그라운드 신호선(350)과 연결되어 있으며, 그라운드 신호선(350)을 통하여 그라운드 신호를 인가받는다. 입력 전극과 그라운드 전극은 복수로 구비되며, 복수의 입력 전극과 복수의 그라운드 전극은 보호층(310)을 사이에 두고 상하로 이격되어 배치된다.
본 발명은 입력 전극과 그라운드 전극의 적층에 대한 설계구조를 이용하여 신호선(340, 350) 단자의 연결 구조를 간소화한다.
즉, 도 12에 도시된 것과 같이, 입력 신호선(340)이 상판(110)의 하면에 배치된 경우에는, 복수의 입력 전극 중 선택된 하나인 제 2 입력 전극의 양단은 상기 제 2 입력 전극의 상부에 배치된 제 1 입력 전극의 양단보다 돌출되도록 형성되어야 할 것이다. 이에 따라, 제 2 입력 전극이 제 1 입력 전극보다 하부에 위치하고 있더라도 제 2 입력 전극의 단부는 입력 신호선(340)에 접합될 수 있다.
반대로, 입력 신호선(340)이 하판(120)의 상면에 배치된 경우에, 본 발명은 복수의 입력 전극 중 선택된 하나인 제 1 입력 전극의 양단이 상기 제 1 입력 전극의 하부에 배치된 제 2 입력 전극의 양단보다 돌출되도록 형성하고 있다. 이에 따라, 제 1 입력 전극이 제 2 입력 전극보다 상부에 위치하고 있더라도 제 1 입력 전극의 단부는 입력 신호선(340)에 접합될 수 있다.
그라운드 신호선(350)의 경우에도 마찬가지로 설계될 수 있다. 즉, 그라운드 신호선(350)이 상판(110)의 하면에 배치된 경우에는, 복수의 그라운드 전극 중 선택된 하나인 제 2 그라운드 전극의 양단은 상기 제 2 그라운드 전극의 상부에 배치된 제 1 그라운드 전극의 양단보다 돌출되도록 형성되어야 할 것이다. 이에 따라, 제 2 그라운드 전극이 제 1 그라운드 전극보다 하부에 위치하고 있더라도 제 2 그라운드 전극의 단부는 그라운드 신호선(350)에 접합될 수 있다.
반대로, 그라운드 신호선(350)이 하판(120)의 상면에 배치된 경우에, 본 발명은 복수의 그라운드 전극 중 선택된 하나인 제 1 그라운드 전극의 양단이 상기 제 1 그라운드 전극의 하부에 배치된 제 2 그라운드 전극의 양단보다 돌출되도록 형성할 수 있다. 이에 따라, 제 1 그라운드 전극이 제 2 그라운드 전극보다 상부에 위치하고 있더라도 제 1 그라운드 전극의 단부는 그라운드 신호선(350)에 접합될 수 있다.
여기서, 입력 전극 및 그라운드 전극과 신호선(340, 350) 간의 접합에는 가압에 따라 접착성과 전도성이 발생되는 소자가 이용될 수 있으며, 바람직하게는 ACF(Anisotropic Conductive Film)가 이용될 수 있다.
<
어레이형
구조의 액추에이터의 제조방법>
이하에서는, 도 14를 참조하여 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터를 제어하는 방법에 대하여 구체적으로 살펴본다. 도 14는 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터를 제조하는 방법의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 14를 참조하면, 먼저, 유전체(Dielectric Substance) 또는 압전체를 이용하여 보호층(310)을 형성한다(S200). 보호층(310)의 상면이나 보호층(310)의 하면에는 충분한 강성을 주는 스페이스(320)가 돌출 형성될 수 있으며, 상기 스페이스(320)는 보호층(310)과 유사한 재료로 구성된다.
보호층(310)과 스페이스(320)는 몰드 제작 후 액상을 상기 몰드에 투입하고 큐어링함으로써 일체로 구성된다. 또는, 보호층(310)의 제작 후, 스페이스(320)를 별개로 형성시키는 것도 가능하다.
본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터가 단층 구조로 이루어지는 경우에는 상기 S200 단계에서 보호층(310)을 한 층만 형성하게 된다.
반면에, 본 발명의 어레이형 구조의 액추에이터가 다층 구조로 이루어지는 경우 보호층(310)을 복수로 형성하게 된다. 상기 복수의 보호층(310)은 상하로 이격되게 배치되며, 보호층(310) 사이의 이격된 공간에는 중간전극(330)을 형성하여 중간층(300)을 제작할 수 있다. 이러한 중간층(300)의 보호층(310)과 중간전극(330)은 서로 본딩되어 일체로 형성될 수도 있으며, 서로 본딩되지 않게 형성되어 겹쳐지는 구조로 이루어지는 것도 가능하다.
이어서, 보호층(310)을 상판(110)과 하판(120) 사이에 위치시킨다(S210).
단층 구조의 경우에는 보호층(310)을 상판(110) 및 하판(120)에 본딩되지 않게 형성하거나, 또는 보호층(310)을 상판(110) 및 하판(120) 중 하나에 본딩되도록 형성함으로써 촉각 피드백의 효과를 향상시킬 수 있다.
다층 구조의 경우, 중간층(300)을 상판(110) 및 하판(120)에 본딩되지 않게 형성되거나, 또는 상기 중간층(300)을 상판(110) 및 하판(120) 중 하나에 본딩되도록 형성함으로써 촉각 피드백의 효과를 향상시킬 수 있다.
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 캐리어 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 실행할 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시례들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시례들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시례들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
10: 어레이형 구조의 액추에이터
100: 기판
110: 상판
120: 하판
210: 상부전극
220: 하부전극
300: 중간층
310: 보호층
320: 스페이스
330: 중간전극
410: 제어부
420: 햅틱모듈
100: 기판
110: 상판
120: 하판
210: 상부전극
220: 하부전극
300: 중간층
310: 보호층
320: 스페이스
330: 중간전극
410: 제어부
420: 햅틱모듈
Claims (35)
- 상판;
상기 상판의 하부에 상기 상판과 이격되어 배치되는 하판; 및
소정의 촉각 피드백을 발생시키기 위한 햅틱모듈;을 포함하되,
상기 햅틱모듈은,
상기 상판의 하부에 위치되는 상부전극;
상기 하판의 상부에 위치되는 하부전극; 및
상기 상부전극과 상기 하부전극 사이에 위치되는 보호층;을 더 포함하고,
상기 상부전극 및 상기 하부전극 중 하나인 입력 전극에는 입력 신호가 인가되고, 상기 상부전극 및 상기 하부전극 중 상기 입력 전극에 해당되지 않는 그라운드 전극에는 그라운드 신호가 인가되며,
상기 햅틱모듈은 상기 입력 신호가 인가되는 상기 입력 전극과 상기 그라운드 신호가 인가되는 상기 그라운드 전극 사이에서 유도되는 정전기력을 이용하여 상기 촉각 피드백을 발생시키고,
상기 발생되는 촉각 피드백을 강화시키기 위하여, 상기 보호층은 상기 상판 및 상기 하판에 본딩(bonding)되지 않게 형성되거나, 또는 상기 보호층은 상기 상판 및 상기 하판 중 하나에 본딩되도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조의 액추에이터. - 제 1항에 있어서,
상기 상판을 터치하는 제 1 객체에 대한 강성을 제공하기 위하여 상기 보호층의 상면 및 상기 보호층의 하면 중 적어도 하나에 돌출 형성되는 스페이스;를 더 포함하되,
상기 상부전극은 상기 상판의 하면에 배치되고, 상기 하부전극은 상기 하판의 상면에 배치되는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조의 액추에이터. - 제 1항에 있어서,
상기 상판을 터치하는 제 1 객체에 대한 강성을 제공하기 위하여 상기 상판의 하면 및 상기 하판의 상면 중 적어도 하나에 돌출 형성되는 스페이스;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조의 액추에이터. - 제 3항에 있어서,
상기 상부전극은,
상기 보호층의 상면에 배치되거나 또는 상기 상판의 하면에 배치되는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조의 액추에이터. - 제 3항에 있어서,
상기 하부전극은,
상기 보호층의 하면에 배치되거나 또는 상기 하판의 상면에 배치되는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조의 액추에이터. - 제 1항에 있어서,
상기 상부전극 및 상기 하부전극 각각은 복수의 전극으로 이루어지고,
상기 상부전극을 이루는 복수의 전극은 상기 상판의 하면에 종방향으로 소정 간격 이격되어 평행하게 배치되며,
상기 하부전극을 이루는 복수의 전극은 상기 종방향과 교차하는 횡방향으로 소정 간격 이격되어 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조의 액추에이터. - 제 6항에 있어서,
상기 상판은 상기 종방향으로 소정 간격 이격되어 평행하게 형성되는 복수의 스트립 형상으로 이루어지고, 상기 상부전극을 이루는 복수의 전극은 상기 상판의 복수의 스트립 형상을 따라 배치되며,
상기 하판은 상기 횡방향으로 소정 간격 이격되어 평행하게 형성되는 복수의 스트립 형상으로 이루어지고, 상기 하부전극을 이루는 복수의 전극은 상기 하판의 복수의 스트립 형상을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조의 액추에이터. - 제 7항에 있어서,
상기 보호층은,
상기 종방향으로 소정 간격 이격되어 평행하게 형성되는 복수의 스트립 형상으로 이루어져 상기 상부전극을 이루는 복수의 전극을 따라 배치되거나, 또는 상기 횡방향으로 소정 간격 이격되어 평행하게 형성되는 복수의 스트립 형상으로 이루어져 상기 하부전극을 이루는 복수의 전극을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조의 액추에이터. - 상판;
상기 상판의 하부에 상기 상판과 이격되어 배치되는 하판; 및
소정의 촉각 피드백을 발생시키기 위한 햅틱모듈;을 포함하되,
상기 햅틱모듈은,
상기 상판의 하부에 위치되는 상부전극;
상기 하판의 상부에 위치되는 하부전극; 및
상기 상부전극과 상기 하부전극 사이에 위치되는 중간층;을 더 포함하고,
상기 중간층은,
서로 상하로 이격되어 배치되는 복수의 보호층; 및
상기 이격된 복수의 보호층 사이에 배치되는 복수의 중간전극;을 더 포함하며,
상기 상부전극, 상기 하부전극 및 상기 복수의 중간전극 중 일부인 입력 전극에는 입력 신호가 인가되고, 상기 상부전극, 상기 하부전극 및 상기 복수의 중간전극 중 상기 입력 전극에 해당되지 않는 그라운드 전극에는 그라운드 신호가 인가되며,
상기 햅틱모듈은 상기 입력 신호가 인가되는 상기 입력 전극과 상기 그라운드 신호가 인가되는 상기 그라운드 전극 사이에서 유도되는 정전기력을 이용하여 상기 촉각 피드백을 발생시키고,
상기 발생되는 촉각 피드백을 강화시키기 위하여, 상기 중간층은 상기 상판 및 상기 하판에 본딩(bonding)되지 않게 형성되거나, 또는 상기 중간층은 상기 상판 및 상기 하판 중 하나에 본딩되도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조의 액추에이터. - 제 9항에 있어서,
상기 중간층을 이루는 상기 복수의 보호층 및 상기 복수의 중간전극은 서로 본딩되는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조의 액추에이터. - 제 9항에 있어서,
상기 상판을 터치하는 제 1 객체에 대한 강성을 제공하기 위하여, 상기 복수의 보호층 중 가장 상부에 배치된 보호층의 상면 및 상기 복수의 보호층 중 가장 하부에 배치된 보호층의 하면 중 적어도 하나에 돌출 형성되는 스페이스;를 더 포함하되,
상기 상부전극은 상기 상판의 하면에 배치되고, 상기 하부전극은 상기 하판의 상면에 배치되는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조의 액추에이터. - 제 8항에 있어서,
상기 상판을 터치하는 제 1 객체에 대한 강성을 제공하기 위하여 상기 상판의 하면 및 상기 하판의 상면 중 적어도 하나에 돌출 형성되는 스페이스;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조의 액추에이터. - 제 12항에 있어서,
상기 상부전극은,
상기 보호층의 상면에 배치되거나 또는 상기 상판의 하면에 배치되는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조의 액추에이터. - 제 12항에 있어서,
상기 하부전극은,
상기 보호층의 하면에 배치되거나 또는 상기 하판의 상면에 배치되는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조의 액추에이터. - 제 9항에 있어서,
상기 입력 전극 및 상기 그라운드 전극 각각은 복수의 전극으로 이루어지고,
상기 입력 전극을 이루는 복수의 전극은 종방향으로 소정 간격 이격되어 평행하게 배치되며,
상기 그라운드 전극을 이루는 복수의 전극은 상기 종방향과 교차하는 횡방향으로 소정 간격 이격되어 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조의 액추에이터. - 제 15항에 있어서,
상기 상판 및 상기 하판은 소정 간격 이격되어 평행하게 형성되는 복수의 스트립 형상으로 이루어지고, 상기 상판의 복수의 스트립 형상은 상기 하판의 복수의 스트립 형상과 교차하는 방향을 이루며,
상기 입력 전극을 이루는 복수의 전극 및 상기 그라운드 전극을 이루는 복수의 전극은 상기 복수의 스트립 형상을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조의 액추에이터. - 제 16항에 있어서,
상기 복수의 보호층 중 일부인 제 1 보호층은 상기 종방향으로 소정 간격 이격되어 평행하게 형성되는 복수의 스트립 형상으로 이루어져 상기 입력 전극을 이루는 복수의 전극을 따라 배치되고,
상기 복수의 보호층 중 상기 제 1 보호층에 해당되지 않는 제 2 보호층은 상기 횡방향으로 소정 간격 이격되어 평행하게 형성되는 복수의 스트립 형상으로 이루어져 상기 그라운드 전극을 이루는 복수의 전극을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조의 액추에이터. - 제 9항에 있어서,
상기 입력 전극 및 상기 그라운드 전극은 복수이고,
상기 복수의 입력 전극과 연결되어 상기 복수의 입력 전극 각각에 상기 입력신호를 인가하는 입력 신호선; 및
상기 복수의 그라운드 전극과 연결되어 상기 복수의 그라운드 전극 각각에 상기 그라운드 신호를 인가하는 그라운드 신호선;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조의 액추에이터. - 제 18항에 있어서,
상기 입력 신호선은 상기 하판의 상면에 배치되고,
상기 복수의 입력 전극 중 선택된 하나인 제 1 입력 전극의 양단은 상기 제 1 입력 전극의 하부에 배치된 제 2 입력 전극의 양단보다 돌출되도록 형성됨으로써 상기 제 1 입력 전극의 단부 및 상기 제 2 입력 전극의 단부가 상기 입력 신호선에 접합되는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조의 액추에이터. - 제 18항에 있어서,
상기 입력 신호선은 상기 상판의 하면에 배치되고,
상기 복수의 입력 전극 중 선택된 하나인 제 2 입력 전극의 양단은 상기 제 2 입력 전극의 상부에 배치된 제 1 입력 전극의 양단보다 돌출되도록 형성됨으로써 상기 제 1 입력 전극의 단부 및 상기 제 2 입력 전극의 단부가 상기 입력 신호선에 접합되는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조의 액추에이터. - 제 18항에 있어서,
상기 그라운드 신호선은 상기 하판의 상면에 배치되고,
상기 복수의 그라운드 전극 중 선택된 하나인 제 1 그라운드 전극의 양단은 상기 제 1 그라운드 전극의 하부에 배치된 제 2 그라운드 전극의 양단보다 돌출되도록 형성됨으로써 상기 제 1 그라운드 전극의 단부 및 상기 제 2 그라운드 전극의 단부가 상기 그라운드 신호선에 접합되는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조의 액추에이터. - 제 18항에 있어서,
상기 그라운드 신호선은 상기 상판의 하면에 배치되고,
상기 복수의 그라운드 전극 중 선택된 하나인 제 2 그라운드 전극의 양단은 상기 제 2 그라운드 전극의 상부에 배치된 제 1 그라운드 전극의 양단보다 돌출되도록 형성됨으로써 상기 제 1 그라운드 전극의 단부 및 상기 제 2 그라운드 전극의 단부가 상기 그라운드 신호선에 접합되는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조의 액추에이터. - 제 19항 내지 제 22항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 접합에는 ACF(Anisotropic Conductive Film)가 이용되는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조의 액추에이터. - 제 9항에 있어서,
상기 입력 전극과 이웃하는 위치에는 상기 그라운드 전극이 위치하도록 상기 상부전극, 상기 하부전극 및 상기 복수의 중간전극이 배치되는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조의 액추에이터. - 제 1항 또는 제 9항에 있어서,
상기 보호층은,
유전체(Dielectric Substance) 또는 압전체로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조의 액추에이터. - 제 2항, 제 3항, 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
상기 스페이스는,
유전체(Dielectric Substance) 또는 압전체로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조의 액추에이터. - 제 1항 또는 제 9항에 있어서,
상기 상판 및 상기 하판은,
글래스(Glass), 강화 고분자 기판 또는 폴리이미드(Polyimide, PI) 기판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조의 액추에이터. - 상판에 제 1 객체의 터치가 입력되는 제 1 단계;
입력 신호가 인가되는 입력 전극과 그라운드 신호가 인가되는 그라운드 전극 사이에 정전기력이 유도되는 제 2 단계; 및
상기 정전기력을 이용하여 상기 상판에 입력되는 상기 제 1 객체의 터치에 대응하는 소정의 촉각 피드백이 발생되는 제 3 단계;를 포함하되,
상기 상판의 하부에는 하판이 상기 상판과 이격되어 배치되고,
상부전극은 상기 상판의 하부에 위치되고, 하부전극은 상기 하판의 상부에 위치되며,
상기 상부전극과 상기 하부전극 사이에는 보호층이 위치되고,
상기 입력 전극은 상기 상부전극 및 상기 하부전극 중 하나이고, 상기 그라운드 전극은 상기 상부전극 및 상기 하부전극 중 상기 입력 전극에 해당되지 않는 전극이며,
상기 제 3 단계에서 발생되는 촉각 피드백을 강화시키기 위하여, 상기 보호층은 상기 상판 및 상기 하판에 본딩(bonding)되지 않게 형성되거나, 또는 상기 보호층은 상기 상판 및 상기 하판 중 하나에 본딩되도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조 액추에이터의 제어방법. - 상판에 제 1 객체의 터치가 입력되는 제 1 단계;
입력 신호가 인가되는 입력 전극과 그라운드 신호가 인가되는 그라운드 전극 사이에 정전기력이 유도되는 제 2 단계; 및
상기 정전기력을 이용하여 상기 상판에 입력되는 상기 제 1 객체의 터치에 대응하는 소정의 촉각 피드백이 발생되는 제 3 단계;를 포함하되,
상기 상판의 하부에는 하판이 상기 상판과 이격되어 배치되고,
상부전극은 상기 상판의 하부에 위치되고, 하부전극은 상기 하판의 상부에 위치되며,
상기 상부전극과 상기 하부전극 사이에는, 서로 상하로 이격되어 배치되는 복수의 보호층 및 상기 이격된 복수의 보호층 사이에 배치되는 복수의 중간전극을 포함하는 중간층이 위치되고,
상기 입력 전극은 상기 상부전극, 상기 하부전극 및 상기 복수의 중간전극 중 일부이고, 상기 그라운드 전극은 상기 상부전극, 상기 하부전극 및 상기 복수의 중간전극 중 상기 입력 전극에 해당되지 않는 전극이며,
상기 제 3 단계에서 발생되는 발생되는 촉각 피드백을 강화시키기 위하여, 상기 중간층은 상기 상판 및 상기 하판에 본딩(bonding)되지 않게 형성되거나, 또는 상기 중간층은 상기 상판 및 상기 하판 중 하나에 본딩되도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조 액추에이터의 제어방법. - 상판; 상기 상판의 하부에 상기 상판과 이격되어 배치되는 하판; 상기 상판의 하부에 위치되는 상부전극; 및 상기 하판의 상부에 위치되는 하부전극;을 포함하는 어레이형 구조 액추에이터를 제조하는 방법에 있어서,
유전체(Dielectric Substance) 또는 압전체를 이용하여 보호층을 형성하는 제 1 단계; 및
상기 보호층을 상기 상부전극과 상기 하부전극 사이에 위치시키는 제 2 단계;를 포함하되,
상기 상부전극 및 상기 하부전극 중 하나인 입력 전극에는 입력 신호가 인가되고, 상기 상부전극 및 상기 하부전극 중 상기 입력 전극에 해당되지 않는 그라운드 전극에는 그라운드 신호가 인가되며,
상기 입력 신호가 인가되는 상기 입력 전극과 상기 그라운드 신호가 인가되는 상기 그라운드 전극 사이에서 정전기력이 유도되고, 상기 정전기력을 이용하여 소정의 촉각 피드백이 발생되고,
상기 제 2 단계에서는, 상기 발생되는 촉각 피드백을 강화시키기 위하여, 상기 보호층을 상기 상판 및 상기 하판에 본딩(bonding)되지 않게 형성하거나, 또는 상기 보호층을 상기 상판 및 상기 하판 중 하나에 본딩되도록 형성하는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조 액추에이터의 제조방법. - 제 30항 있어서,
상기 제 1 단계 및 상기 제 2 단계 사이에는,
상기 상판을 터치하는 제 1 객체에 대한 강성을 제공하기 위하여 상기 보호층의 상면 및 상기 보호층의 하면 중 적어도 하나에 스페이스를 돌출 형성하는 단계;를 더 포함하되,
상기 상부전극은 상기 상판의 하면에 배치되고, 상기 하부전극은 상기 하판의 상면에 배치되는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조 액추에이터의 제조방법. - 제 30항 있어서,
상기 제 1 단계 및 상기 제 2 단계 사이에는,
상기 상판을 터치하는 제 1 객체에 대한 강성을 제공하기 위하여 상기 상판의 하면 및 상기 하판의 상면 중 적어도 하나에 스페이스를 돌출 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조 액추에이터의 제조방법. - 상판; 상기 상판의 하부에 상기 상판과 이격되어 배치되는 하판; 상기 상판의 하부에 위치되는 상부전극; 및 상기 하판의 상부에 위치되는 하부전극;을 포함하는 어레이형 구조 액추에이터를 제조하는 방법에 있어서,
유전체(Dielectric Substance) 또는 압전체를 이용하여 복수의 보호층을 형성하는 제 1 단계;
상기 복수의 보호층을 서로 상하로 이격되도록 배치하고, 상기 이격된 복수의 보호층 사이에 복수의 중간전극을 형성하여 중간층을 제조하는 제 2 단계; 및
상기 중간층을 상기 상판과 상기 하판 사이에 위치시키는 제 3 단계;를 포함하되,
상기 상부전극, 상기 하부전극 및 상기 복수의 중간전극 중 일부인 입력 전극에는 입력 신호가 인가되고, 상기 상부전극, 상기 하부전극 및 상기 복수의 중간전극 중 상기 입력 전극에 해당되지 않는 그라운드 전극에는 그라운드 신호가 인가되며,
상기 입력 신호가 인가되는 상기 입력 전극과 상기 그라운드 신호가 인가되는 상기 그라운드 전극 사이에서 정전기력이 유도되고, 상기 정전기력을 이용하여 소정의 촉각 피드백이 발생되며,
상기 제 3 단계에서는, 상기 발생되는 촉각 피드백을 강화시키기 위하여, 상기 중간층을 상기 상판 및 상기 하판에 본딩(bonding)되지 않게 형성하거나, 또는 상기 중간층을 상기 상판 및 상기 하판 중 하나에 본딩되도록 형성하는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조 액추에이터의 제조방법. - 제 33항 있어서,
상기 제 1 단계 및 상기 제 2 단계 사이에는,
상기 상판을 터치하는 제 1 객체에 대한 강성을 제공하기 위하여, 상기 복수의 보호층 중 가장 상부에 배치된 보호층의 상면 및 상기 복수의 보호층 중 가장 하부에 배치된 보호층의 하면 중 적어도 하나에 스페이스를 돌출 형성하는 단계;를 더 포함하되,
상기 상부전극은 상기 상판의 하면에 배치되고, 상기 하부전극은 상기 하판의 상면에 배치되는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조 액추에이터의 제조방법. - 제 33항 있어서,
상기 제 1 단계 및 상기 제 2 단계 사이에는,
상기 상판을 터치하는 제 1 객체에 대한 강성을 제공하기 위하여, 상기 상판의 하면 및 상기 하판의 상면 중 적어도 하나에 스페이스를 돌출 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 어레이형 구조 액추에이터의 제조방법.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020150019418A KR101566775B1 (ko) | 2015-02-09 | 2015-02-09 | 어레이형 구조의 액추에이터와 그 제어방법 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150019418A KR101566775B1 (ko) | 2015-02-09 | 2015-02-09 | 어레이형 구조의 액추에이터와 그 제어방법 및 그 제조방법 |
Publications (1)
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|---|---|
| KR101566775B1 true KR101566775B1 (ko) | 2015-11-09 |
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ID=54605112
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150019418A KR101566775B1 (ko) | 2015-02-09 | 2015-02-09 | 어레이형 구조의 액추에이터와 그 제어방법 및 그 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101566775B1 (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101790614B1 (ko) * | 2016-05-11 | 2017-10-26 | 서울대학교산학협력단 | 촉각정보 제공 장치 |
| KR101867086B1 (ko) * | 2017-01-19 | 2018-06-14 | 연세대학교 산학협력단 | 유연 압전 하베스팅 장치 |
| KR101881252B1 (ko) | 2017-04-05 | 2018-08-17 | 성균관대학교산학협력단 | 양방향 촉각 인터페이스를 위한 햅틱 디스플레이 장치 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101416720B1 (ko) | 2013-06-13 | 2014-07-14 | 한국표준과학연구원 | 정전기력에 의하여 발생된 마찰력과 공진 주파수에 따른 진동을 이용한 촉각 생성 장치, 그 제어방법 및 그 기록매체 |
| KR101416722B1 (ko) | 2013-07-16 | 2014-07-14 | 한국표준과학연구원 | 정전기력을 이용한 촉각 피드백 생성 장치, 그 제어방법 및 상기 촉각 피드백 생성 장치의 제조방법 |
| KR101438163B1 (ko) | 2013-07-02 | 2014-09-15 | 한국표준과학연구원 | 정전기력에 의하여 발생된 마찰력과 진동을 이용한 촉각 피드백 생성 장치의 제조방법 및 그 기록매체 |
-
2015
- 2015-02-09 KR KR1020150019418A patent/KR101566775B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101416720B1 (ko) | 2013-06-13 | 2014-07-14 | 한국표준과학연구원 | 정전기력에 의하여 발생된 마찰력과 공진 주파수에 따른 진동을 이용한 촉각 생성 장치, 그 제어방법 및 그 기록매체 |
| KR101438163B1 (ko) | 2013-07-02 | 2014-09-15 | 한국표준과학연구원 | 정전기력에 의하여 발생된 마찰력과 진동을 이용한 촉각 피드백 생성 장치의 제조방법 및 그 기록매체 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101790614B1 (ko) * | 2016-05-11 | 2017-10-26 | 서울대학교산학협력단 | 촉각정보 제공 장치 |
| KR101867086B1 (ko) * | 2017-01-19 | 2018-06-14 | 연세대학교 산학협력단 | 유연 압전 하베스팅 장치 |
| KR101881252B1 (ko) | 2017-04-05 | 2018-08-17 | 성균관대학교산학협력단 | 양방향 촉각 인터페이스를 위한 햅틱 디스플레이 장치 |
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