KR101648854B1 - Apparatus for inducing tactile sense using pulse laser - Google Patents

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Abstract

본 발명은 체성감각 유도장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 809nm의 파장을 가지는 펄스 레이저를 이용하여 안전기준 내에서 사용자 피부에 체성감각을 유도하는 장치에 관한 것이다. 특히 본 발명은, 조사되는 레이저의 메인주파수, 서브주파수, 세기, 듀티비, 직경 등을 제어함으로써 사용자에게 체성감각을 유도하게 할 수 있는 체성감각 유도장치에 관한 것이다.The present invention relates to a somatosensory induction device, and more particularly, to a device for inducing a somatosensory sensation in a user's skin in a safety standard using a pulse laser having a wavelength of 809 nm. In particular, the present invention relates to a somatosensory induction device capable of inducing a somatosensory to a user by controlling a main frequency, a sub frequency, an intensity, a duty ratio, and a diameter of a laser to be irradiated.

Description

펄스 레이저를 이용한 체성감각 유도장치{APPARATUS FOR INDUCING TACTILE SENSE USING PULSE LASER}[0001] APPARATUS FOR INDUCING TACTILE SENSE USING PULSE LASER [0002]

본 발명은 체성감각 유도장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 809nm의 파장을 가지는 펄스 레이저를 이용하여 안전기준 내에서 사용자 피부에 체성감각을 유도하는 장치에 관한 것이다. 특히 본 발명은, 조사되는 레이저의 메인주파수, 서브주파수, 세기, 듀티비, 직경 등을 제어함으로써 사용자에게 체성감각을 유도하게 할 수 있는 체성감각 유도장치에 관한 것이다.The present invention relates to a somatosensory induction device, and more particularly, to a device for inducing a somatosensory sensation in a user's skin in a safety standard using a pulse laser having a wavelength of 809 nm. In particular, the present invention relates to a somatosensory induction device capable of inducing a somatosensory to a user by controlling a main frequency, a sub frequency, an intensity, a duty ratio, and a diameter of a laser to be irradiated.

레이저 장치란 방사의 유도 방출에 의한 광증폭(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)을 이용하여 빛을 방출하는 장치를 의미한다.A laser device is a device that emits light using light amplification by stimulated emission of radiation.

이러한 레이저 장치는 방향, 위상, 파장이 고른 인공의 빛을 방출하는데, 위와 같이 속성을 제어할 수 있음에 기하여 상기 레이저 장치는 통신, 의료, 나노기술, 정밀 공작 기계 영역 등 다양한 산업 분야에서 많이 활용되고 있다.Such a laser device emits artificial light with uniform direction, phase and wavelength. Due to the above-described property control, the laser device is widely used in various industrial fields such as communication, medical, nanotechnology, and precision machine tools .

한편, 레이저는 크게 매질에의 손상을 동반하는 기전과 매질에의 손상을 동반하지 않는 기전 등 두 가지 기전으로 구현될 수 있다. On the other hand, the laser can be realized by two mechanisms, namely, a mechanism accompanied by damage to the medium and a mechanism not accompanied by damage to the medium.

매질에의 손상을 동반하는 기전은 광학 절연파괴(Laser induced optical breakdown)나 레이저 제거(Laser ablation)에 의해 나타나는 것으로, 이러한 기전은 생체 자극 및 의료 수술 분야 등에서 활용된다.The mechanism of damage to the medium is manifested by laser induced optical breakdown or laser ablation, which is used in biomedical stimulation and medical surgery.

이에 반해 매질에의 손상을 동반하지 않는 기전은 열탄성 효과(Laser induced thermo-elastic effect)라 불리는 것으로 매질의 손상 없이도 스트레스 파(wave)를 발생시키는 기전을 일컬으며, 이러한 열탄성 효과는 비파괴 검사(non-destructive inspection), 의료영상(imaging) 등에 활용될 수 있다. On the other hand, the mechanism that does not cause damage to the medium is called the laser induced thermo-elastic effect, which is a mechanism of generating a stress wave without damaging the medium. Such a thermoelastic effect is called a nondestructive test non-destructive inspection, and medical imaging.

최근에는 이렇게 생체 손상이 없는 레이저 장치에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 특히 생체 손상을 발생시키지 않는 레이저의 속성 범위를 찾는 연구가 구체적으로 진행되고 있다. In recent years, studies on laser devices without such injury have been actively carried out, and studies for finding the property range of the laser which does not cause injury of the living body have been progressed in detail.

이 건 발명은 위와 같은 기술적 배경을 바탕으로 발명되었으며, 이상에서 살핀 기술적 요구를 충족시킴은 물론, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 발명할 수 없는 추가적인 기술요소들을 제공하기 위해 발명되었다. The present invention has been invented based on the above technical background and has been invented to provide additional technical elements that can not easily be invented by those skilled in the art, .

2012-0004709 (2012.01.13)2012-0004709 (Jan. 13, 2012)

본 발명은 레이저 조사시 매질에 손상이 없는, 즉 사용자 피부에의 손상을 동반하지 않는 기전을 구현하기 위한 것이다.The present invention is intended to realize a mechanism in which there is no damage to the medium during laser irradiation, i.e., a mechanism not accompanied by damage to the user's skin.

본 발명은 이러한 기전을 구현하기 위해 레이저를 조사하되 레이저의 다양한 속성, 예를 들어 조사되는 레이저의 서브주파수, 메인주파수, 세기 또는 직경 등을 조절하여 사용자 피부에 손상을 입히지 않는 범위에서 체성감각을 유도할 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to realize such a mechanism, the laser is irradiated to adjust the various properties of the laser such as the sub-frequency, the main frequency, the intensity, or the diameter of the irradiated laser so that the somatic sensation And to provide a device capable of inducing the same.

구체적으로 본 발명은 서브주파수와 세기를 조절하여 사용자 피부에 손상 없이 체성감각을 유도할 수 있는 범위, 서브주파수가 특정 값으로 설정되어 있을 때 메인주파수 및 메인주기 대비 엔벨롭 폭의 비율을 조절하여 사용자 피부에 손상 없이 체성감각을 유도할 수 있는 범위, 레이저의 직경, 세기 및 서브주파수를 조절하여 사용자 피부에 손상 없이 체성감각을 유도할 수 있는 범위를 제공하고, 체성감각 유도장치로 하여금 레이저의 각 속성을 위 범위 내에서 제어함으로써 결과적으로 사용자로 하여금 안전하게 체성감각을 느낄 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.More specifically, the present invention can adjust the sub-frequency and intensity to adjust the ratio of the main frequency and the envelope width to the main period when the sub-frequency is set to a specific value, The present invention provides a range in which a somatic sensation can be induced without damaging the user's skin, a diameter, an intensity, and a sub-frequency of the laser to guide the somatic sensation without damaging the user's skin, And to control each attribute within the above range so that the user can feel the sense of body safely as a result.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 포함될 수 있다. The technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned technical problems, and various technical problems can be included within the scope of what is well known to a person skilled in the art from the following description.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 수단으로 체성감각 유도장치를 제공한다. 다만, 이러한 발명의 카테고리들은 단어 그 자체에 의해 한정되지 않으며, 이하에서 살펴볼 기술 사상을 포함하는 범위 내에서 다양하게 확장 해석될 수 있다.The present invention provides a somatosensory induction device as means for solving the above problems. However, the categories of the present invention are not limited to the words themselves, and can be variously extended within the scope of technical ideas to be discussed below.

본 발명에 따른 체성감각 유도장치는 서브주파수를 제어하는 서브주파수 컨트롤부; 기설정된 서브주파수에 따른 레이저를 생성하는 레이저 생성부; 및 상기 서브주파수 컨트롤부 및 레이저 생성부를 제어하는 제어부;를 포함한다.The somatic sensory guidance apparatus according to the present invention includes a sub frequency control unit for controlling a sub frequency; A laser generator for generating a laser according to a predetermined sub frequency; And a control unit for controlling the sub-frequency control unit and the laser generation unit.

또한, 상기 체성감각 유도장치에 있어서 상기 서브주파수 컨트롤부는, 서브주파수를 3khz 이상 4.5khz 이하의 값 중 어느 하나로 설정하는 것을 특징으로 한다. In the somatic sensory guidance apparatus, the sub-frequency control unit may set the sub-frequency to any one of values of 3 kHz to 4.5 kHz.

한편 이 때 상기 체성감각 유도장치는 레이저의 세기를 제어하는 파워 컨트롤부;Meanwhile, the somatic sensory guidance apparatus includes a power control unit for controlling a laser intensity;

를 더 포함할 수 있으며, 이 때 파워 컨트롤부는, 상기 레이저의 세기를 23W 이상 36W 이하의 값 중 어느 하나로 설정하는 것을 특징으로 한다.Wherein the power control unit sets the intensity of the laser to any one of values of 23W to 36W.

또한, 상기 체성감각 유도장치는 레이저의 직경(beam diameter)을 제어하는 직경 컨트롤부;를 더 포함할 수도 있으며, 이 때 상기 직경 컨트롤부는, 상기 레이저의 직경을 0.45mm 이상 7.0mm 이하의 값 중 어느 하나로 설정하는 것을 특징으로 한다.In addition, the somatic sensory guidance apparatus may further include a diameter control unit for controlling a beam diameter of the laser, wherein the diameter control unit controls the diameter of the laser to be in a range of 0.45 mm to 7.0 mm Is set to any one of them.

한편, 상기 체성감각 유도장치는 메인주파수를 제어하는 메인주파수 컨트롤부;를 더 포함할 수 있다. The somatic sensory guidance apparatus may further include a main frequency control unit for controlling the main frequency.

또한 상기 체성감각 유도장치에 있어서 상기 메인주파수 컨트롤부는, 레이저 메인주기 대비 엔벨롭 폭의 비율을 특정 값이 되도록 제어할 수 있으며, 특히 상기 레이저 메인주기 대비 엔벨롭 폭의 비율(duty ratio)은 25% 이상 75% 이하의 값 중 어느 하나가 되도록 제어할 수 있다.The main frequency control unit may control the ratio of the envelope width to the laser main period to a specific value. In particular, the duty ratio of the envelope width with respect to the laser main period is 25 Or more and 75% or less.

또한 이 때 상기 메인주파수 컨트롤부는, 메인주파수를 0.5Hz 이상 1khz 이하의 값 중 어느 하나로 설정하는 것을 특징으로 한다.In this case, the main frequency control unit may set the main frequency to any value of 0.5 Hz or more and 1 kHz or less.

본 발명에 따르면 사용자로 하여금 피부 손상 없이 체성감각을 유도시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the user can induce somatic sensation without damaging the skin.

또한 본 발명에 따르면, 레이저의 다양한 속성, 즉 펄스 레이저 자체의 주파수(서브주파수) 및 세기, 엔벨롭의 주파수(메인주파수) 및 메인주기 대비 엔벨롭 폭의 비율(듀티비), 레이저 자체의 직경 등 레이저 조사시 조절이 가능한 속성들 및 이들의 조합을 제안함으로써 사용자에게 피부 손상 없이 체성감각을 유발시킬 수 있는 다양한 방법론을 제공할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to control various properties of the laser, that is, the frequency (sub frequency) and intensity of the pulse laser itself, the frequency of the envelope (main frequency) And a combination thereof. Thus, it is possible to provide a variety of methodologies that can induce somatic sensation without damaging the skin.

또한 본 발명에 따르면, 사용자 피부에 손상이 가지 않는 각 속성 또는 속성의 조합별 수치범위를 제공하는 효과가 있다.Further, according to the present invention, it is possible to provide a numerical range of each attribute or combination of attributes that does not damage the user's skin.

도 1은 본 발명에 따른 체성감각 유도장치를 이용하여 사용자에게 체성감각을 유도시키는 모습을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 체성감각 유도장치의 세부구성을 블록도로 나타낸 것이다.
도 3은 조사되는 레이저의 각 속성을 설명하기 위한 펄스 레이저 및 펄스 레이저가 형성하는 엔벨롭의 모습을 나타낸 것이다.
도 4는 사용자 피부에 손상이 가지 않는 범위의 서브주파수 및 레이저 세기 범위에 대한 실험결과를 나타낸 것이다.
도 5는 사용자 피부에 손상이 가지 않는 범위의 메인주파수 및 메인주기 대비 엔벨롭 폭의 비율(엔벨롭 듀티 비율)에 대한 실험결과를 나타낸 것이다.
도 6은 사용자 피부에 손상이 가지 않는 범위의 레이저 직경, 서브주파수 및 레이저 세기의 범위에 대한 실험결과를 나타낸 것이다.
FIG. 1 is a view showing a user's sense of body sensation induced by using a somatosensory induction device according to the present invention.
2 is a block diagram showing a detailed configuration of a somatosensor according to the present invention.
Fig. 3 shows the envelope formed by the pulse laser and the pulse laser for explaining the respective properties of the laser to be irradiated.
FIG. 4 shows experimental results on the sub-frequency and the laser intensity range within a range that does not cause damage to the user's skin.
FIG. 5 shows experimental results on the ratio of the envelope width (envelope duty ratio) to the main frequency and the main period in a range in which no damage occurs to the user's skin.
FIG. 6 shows experimental results on the range of the laser diameter, sub-frequency, and laser intensity within a range that does not cause damage to the user's skin.

본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 명세서에서 개시되는 실시예들은 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되거나 이용되지 않아야 할 것이다. 이 분야의 통상의 기술자에게 본 명세서의 실시예를 포함한 설명은 다양한 응용을 갖는다는 것이 당연하다. 따라서, 본 발명의 상세한 설명에 기재된 임의의 실시예들은 본 발명을 보다 잘 설명하기 위한 예시적인 것이며 본 발명의 범위가 실시예들로 한정되는 것을 의도하지 않는다.The embodiments disclosed herein should not be construed or interpreted as limiting the scope of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art that the description including the embodiments of the present specification has various applications. Accordingly, any embodiment described in the Detailed Description of the Invention is illustrative for a better understanding of the invention and is not intended to limit the scope of the invention to embodiments.

도면에 표시되고 아래에 설명되는 기능 블록들은 가능한 구현의 예들일 뿐이다. 다른 구현들에서는 상세한 설명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 기능 블록들이 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 하나 이상의 기능 블록이 개별 블록들로 표시되지만, 본 발명의 기능 블록들 중 하나 이상은 동일 기능을 실행하는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성들의 조합일 수 있다.The functional blocks shown in the drawings and described below are merely examples of possible implementations. In other implementations, other functional blocks may be used without departing from the spirit and scope of the following detailed description. Also, although one or more functional blocks of the present invention are represented as discrete blocks, one or more of the functional blocks of the present invention may be a combination of various hardware and software configurations that perform the same function.

또한, 어떤 구성요소들을 포함한다는 표현은 개방형의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.In addition, the expression "including any element" is merely an expression of an open-ended expression, and is not to be construed as excluding the additional elements.

나아가 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다.Further, when a component is referred to as being connected or connected to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it should be understood that there may be other components in between.

본 발명에 대한 설명을 하기에 앞서, 먼저 본 설명에서 사용되는 용어들에 대한정의를 살펴보기로 한다.Before describing the present invention, the definition of terms used in the present description will be described first.

도 1은 레이저 빔의 작동주기 및 레이저의 세기를 나타내는 도면으로, 도 3에는 서브주기, 메인주기, 펄스폭, 엔벨롭폭, 레이저의 세기 등이 표시되어 있다.FIG. 1 is a view showing an operation period of a laser beam and an intensity of a laser, and FIG. 3 shows a sub period, a main period, a pulse width, an envelop width, and laser intensity.

먼저 서브주기란, 조사되는 레이저 펄스의 상승 및 하강이 1회 이루어지는 구간, 즉 주기를 말하는 것으로 도 1에서는 t1으로 표시되어 있다. 따라서 서브주기는 레이저 펄스가 하이(high)상태인 구간, 로우(low)상태인 구간을 포함하며, 이 중에서도 상승상태인 구간은 별도로 t2로 표시하고, 펄스폭이라 칭하기로 한다. First, the sub-period is a period in which the rising and falling of the irradiated laser pulse occur once, that is, a period, and is indicated by t1 in Fig. Therefore, the sub-period includes a period in which the laser pulse is in the high state and a period in which the laser pulse is in the low state. Of these, the rising period is separately referred to as t2 and referred to as pulse width.

한편 메인주기란, 조사되는 레이저 엔벨롭의 형성 및 소멸이 1회 이루어지는 구간, 즉 주기를 말하는 것으로 도 1에서는 T1으로 표시되어 있다. 이 때 엔벨롭이란, 짧은 주기의 레이저 펄스가 다수 개 연속으로 발생하여 형성한 그룹, 즉 일련의 레이저 펄스 그룹을 일컫는 것으로, 도 1에서 보는 것과 같이 다수 개의 레이저 펄스가 매우 짧은 주기로 연속적으로 존재하는 경우, 거시적으로는 마치 하나의 상승(high)구간처럼 보이게 되는데, 이렇게 레이저 펄스가 그룹을 이루어 형성한 것을 엔벨롭이라 칭하기로 한다. On the other hand, the main period is a period in which formation and disappearance of a laser envelope to be irradiated are performed once, that is, a period, and is denoted by T1 in Fig. In this case, the envelope refers to a group formed by a plurality of consecutive short-period laser pulses, that is, a series of laser pulse groups. As shown in FIG. 1, a plurality of laser pulses are continuously present in a very short period In this case, macroscopically, it looks as if it is a single high period. The group of laser pulses is called an envelope.

결국 메인주기는 엔벨롭이 하이(high)상태인 구간, 로우(low)상태인 구간을 포함하며, 이 중에서도 특히 상승상태인 구간은 별도로 T2로 표시하고, 엔벨롭폭이라 칭하기로 한다.As a result, the main period includes a period in which the envelope is in a high state and a period in which the state is in a low state, and in particular, a period in which the rising state is specifically indicated as T2 is referred to as an envelope width.

한편, 레이저의 세기란 조사되는 레이저가 내포하는 에너지의 크기를 의미하는 것으로, 레이저 세기는 공급되는 전력의 크기를 통해 조절이 가능하다. On the other hand, the intensity of the laser means the intensity of the energy contained in the laser, and the intensity of the laser can be controlled by the magnitude of the supplied power.

또한, 후술하게 될 파라미터들은 본 발명에서 사용하는 레이저의 파장이 809nm임을 전제로 한다. 809nm 파장의 레이저는 다이오드 펄스 레이저 형태로 펄스 폭 및 펄스의 반복주기(Repetition rate)를 비교적 쉽게 제어할 수 있는 장점이 있다. 또한, 809nm의 경우 일반적으로 가시광선 파장에 비해 침투깊이가 높아 본 발명과 같이 인체의 피부 내 세포를 자극하기에 적합한 파장의 레이저라 할 수 있다. In addition, parameters to be described later assume that the wavelength of the laser used in the present invention is 809 nm. The 809nm wavelength laser has the advantage of being able to relatively easily control the repetition rate of the pulse width and pulse in the form of a diode pulse laser. In addition, in the case of 809 nm, penetration depth is higher than visible light wavelength, so that it can be said to be a laser having a wavelength suitable for stimulating cells in the human skin as in the present invention.

이하 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 체성감각 유도장치(100)의 작동원리 및 위 장치의 세부구성에 대해 살펴보기로 한다.Hereinafter, the operation principle of the somatosensory induction device 100 according to the embodiment of the present invention and the detailed configuration of the device will be described with reference to FIG. 2 and FIG.

도 2는 본 발명에 따른 체성감각 유도장치(100)를 이용하여 사용자에게 체성감각을 유도시키는 과정을 설명하기 위한 것으로서, 이에 따르면 체성감각 유도장치(100)는 펄스 레이저를 지속적으로 생성하고, 생성된 펄스 레이저를 상기 체성감각 유도장치(100)와 연결된 광섬유(200)를 통해 전달한다. FIG. 2 is a view for explaining a process of inducing a somatosensory to a user by using the somatosensory induction apparatus 100 according to the present invention. The somatosensory induction apparatus 100 continuously generates a pulse laser, And transmits the pulsed laser through the optical fiber 200 connected to the somatic sensory guidance apparatus 100.

한편, 체성감각 유도장치(100)에 의해 생성된 레이저는 광섬유(200)를 통해 사용자에게 전달이 되는데, 이 때 광섬유(200)란 레이저를 전달하는 가느다란 섬유를 통칭하는 것으로서, 일반적으로는 유리 또는 플라스틱의 재질을 가진다. 광섬유(200)는 코어와 클래딩으로 구성될 수 있으며, 일반적으로는 둥근 코어를 클래딩으로 균일하게 감싼 형태를 가진다. 광섬유(200)를 통해 레이저를 비롯한 빛 신호가 전달되는 방식은 이미 널리 알려진 것이므로, 본 발명에 다른 체성감각 유도장치(100)가 생성한 펄스 레이저가 광섬유(200)를 통해 전달되는 과정에 대해서는 구체적인 설명을 생략하기로 한다.Meanwhile, the laser generated by the somatic sensory guidance apparatus 100 is transmitted to the user through the optical fiber 200. Here, the optical fiber 200 refers to a thin fiber that transmits a laser, Or plastic. The optical fiber 200 may be composed of a core and a cladding, and generally has a shape in which a round core is uniformly wrapped with a cladding. Since the manner in which a light signal including a laser is transmitted through the optical fiber 200 is well known, the process of transmitting the pulse laser generated by the somatic sense induction apparatus 100 according to the present invention through the optical fiber 200 will be described in detail Description thereof will be omitted.

다른 한편, 체성감각 유도장치(100)와 연결된 부분을 광섬유(200)의 일단이라 정의할 때, 이와 반대되는 타단에는 매질에 직접 펄스 레이저를 조사하는 부속장치가 연결된다. 위 부속장치로서는 바람직하게는 렌즈를 활용할 수 있으며, 렌즈는 광섬유(200)를 통해 전달된 레이저를 한 점으로 집속시키는 역할을 한다. On the other hand, when the part connected to the somatic sense-inducing device 100 is defined as one end of the optical fiber 200, the other end opposite thereto is connected with an accessory device for directly irradiating the pulsed laser to the medium. A lens is preferably used as the upper accessory, and the lens serves to focus the laser transmitted through the optical fiber 200 to one point.

또한, 도 2에서는 사용자의 손가락의 일점에만 펄스 레이저가 조사되는 것처럼 묘사가 되어 있으나, 펄스 레이저는 제작자의 설계변경에 따라 복수 개의 점으로 조사될 수도 있으며, 나아가 각각의 펄스 레이저들은 생성 간격, 전달 간격 등을 제어함으로써 일련의 패턴에 따라 사용자의 특정 신체부위에 조사되도록 구현할 수도 있다.2, the pulse laser is depicted as being irradiated with only one point of the user's finger. However, the pulse laser may be irradiated to a plurality of points according to the design change of the manufacturer, and further, Intervals, and the like, so that a specific body part of the user is irradiated according to a series of patterns.

체성감각 유도장치(100)는 기본적으로 매질을 자극하여 기계적 반응, 화학적 반응을 발생시키는 레이저를 생성하는 장치이며, 후술하겠지만 위 체성감각 유도장치(100)는 레이저의 다양한 속성을 제어함으로써 다양한 형태의 레이저를 생성해 낼 수 있다. The somatic sensory guidance apparatus 100 basically generates a laser for generating a mechanical reaction or a chemical reaction by stimulating a medium. As will be described later, the gastric sense induction apparatus 100 controls various properties of the laser, A laser can be generated.

한편, 체성감각 유도장치(100)에 의한 레이저 빔은 기본적으로 에너지 소스의 역할을 하고, 사용자의 피부 조직 내로 전달되어 열에너지로 변환되며, 이와 같이 변환된 열에너지는 사용자의 피부 조직 내 온도를 상승시켜 주변 조직으로 열을 전달하는 과정을 거쳐 사용자가 체성감각을 느낄 수 있게 한다. 더 구체적으로는, 매우 짧은 펄스폭을 가지는 레이저가 매질, 즉 사용자의 피부 조직에 조사되는 경우 순간적인 레이저 흡수에 의해 매질이 국소적으로 가열이 되고 이러한 순간적인 가열에 의해 매질의 국소부가 열팽창을 하게 되는데, 매질의 열팽창은 다시 주변으로 압력을 전달, 즉 압력이 스트레스파의 형태로 탄성을 가지는 매질 내부로 전달되어 피부 조직 내 촉감세포를 자극한다. 즉, 본 발명에 따른 체성감각 유도장치(100)는 레이저를 조사함으로써 온도를 증가시키고, 이에 따라 발생하는 일련의 열팽창, 압력증가, 스트레스파 생성 및 전달 과정을 통해 사용자로 하여금 촉감을 느낄 수 있도록 한다. On the other hand, the laser beam by the somatic sensory guidance apparatus 100 basically serves as an energy source, is transferred into the skin tissue of the user and is converted into thermal energy, and the thus converted thermal energy raises the temperature in the skin tissue of the user The heat is transferred to the surrounding tissues so that the user can feel the somatic sensation. More specifically, when the laser having a very short pulse width is irradiated to the medium, that is, the skin tissue of the user, the medium is locally heated by the momentary laser absorption, and the localized thermal expansion of the medium is caused by such instantaneous heating The thermal expansion of the medium again transmits pressure to the surroundings, that is, the pressure is transmitted to the elastic medium in the form of stress waves to stimulate tactile cells in the skin tissue. In other words, the somatic sensory guidance apparatus 100 according to the present invention increases the temperature by irradiating a laser, and allows the user to feel a touch through a series of thermal expansion, pressure increase, stress wave generation, do.

이하에서는 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 체성감각 유도장치(100)의 세부구성을 살펴보기로 한다.Hereinafter, the detailed configuration of the somatic sensory guidance apparatus 100 according to the present invention will be described with reference to FIG.

도 3에 따르면, 체성감각 유도장치(100)는 서브주파수 컨트롤부(110), 파워 컨트롤부(120), 메인주파수 컨트롤부(130), 레이저 생성부(140), 제어부(160)를 포함한다. 3, the somatic sensory guidance apparatus 100 includes a sub frequency control unit 110, a power control unit 120, a main frequency control unit 130, a laser generation unit 140, and a control unit 160 .

먼저 서브주파수 컨트롤부(110)는 본 체성감각 유도장치(100)에서 생성되는 펄스 레이저의 주파수를 제어한다.First, the sub frequency control unit 110 controls the frequency of the pulse laser generated in the somatic sensory guidance apparatus 100.

서브주파수란 앞서 도 1에서 설명한 서브주기의 역수에 해당하는 값으로서, 단위 시간당 레이저 펄스의 싸이클이 몇 회인지를 가리키는 지표를 의미한다. 본 발명에서의 서브주파수 컨트롤부(110)는 1kHz 내지 100kHz의 범위에서 서브주파수를 제어하도록 구현하는 것이 바람직하다. The sub-frequency is a value corresponding to the reciprocal of the sub-period described above with reference to FIG. 1, and indicates an index indicating the number of cycles of the laser pulse per unit time. The sub frequency control unit 110 in the present invention is preferably implemented to control the sub frequency in the range of 1 kHz to 100 kHz.

한편, 서브주파수 컨트롤부(110)는 레이저 펄스의 폭도 조절이 가능하며, 바람직하게는 레이저 펄스의 폭을 1㎲ 내지 1000㎲까지 조절 가능하도록 구현할 수 있다.Meanwhile, the sub-frequency control unit 110 can control the width of the laser pulse, and preferably the width of the laser pulse can be adjusted to 1 to 1000 mu s.

체성감각 유도장치(100) 내 파워 컨트롤부(120)는 레이저의 세기를 제어한다. 레이저의 세기란 레이저가 포함하는 에너지의 크기와 비례하는 것으로서, 일반적으로 레이저의 세기는 레이저 발생에 필요한 전력의 크기에 따라 결정된다. 즉, 본 파워 컨트롤부(120)는 후술하게 될 레이저 생성부(140)가 실제 레이저를 생성함에 있어서 외부 전력원으로부터 전력을 수급할 때에, 상기 전력의 크기를 제어함으로써 조사되는 레이저의 세기를 제어하게 된다. The power control unit 120 in the somatic sensory guidance apparatus 100 controls the intensity of the laser. The intensity of a laser is proportional to the amount of energy contained in the laser. Generally, the intensity of the laser is determined by the magnitude of the power required to generate the laser. That is, the power control unit 120 controls the intensity of the irradiated laser by controlling the magnitude of the power when the laser generating unit 140 generates an actual laser when receiving power from an external power source .

한편, 본 발명에서의 바람직한 실시예에 따를 때, 파워 컨트롤부(120)는 레이저의 세기를 1W 내지 1000W의 범위 내에서 제어할 수 있도록 구현한다. Meanwhile, according to a preferred embodiment of the present invention, the power control unit 120 is configured to control the intensity of the laser within a range of 1W to 1000W.

체성감각 유도장치(100) 내 메인주파수 컨트롤부(130)는 앞서 도 1에서 정의한 엔벨롭의 주파수, 즉 메인주파수를 제어한다. The main frequency control unit 130 in the somatic sensory guidance apparatus 100 controls the frequency of the envelope defined in FIG. 1, that is, the main frequency.

메인주파수란 앞서 도 1에서 설명한 메인주기의 역수에 해당하는 값으로서, 단위 시간당 엔벨롭의 싸이클이 몇 회 반복되는지를 가리키는 지표이다. 본 발명에서의 메인주파수 컨트롤부(130)는 0.1Hz 내지 1000Hz의 범위에서 메인주파수를 제어하도록 구현하는 것이 바람직하다. The main frequency is a value corresponding to the reciprocal of the main period described above with reference to FIG. 1, and is an index indicating how many cycles of the envelope per unit time are repeated. The main frequency control unit 130 in the present invention is preferably implemented to control the main frequency in the range of 0.1 Hz to 1000 Hz.

또한, 상기 메인주파수 컨트롤부(130)는 단순히 메인주파수의 크기만을 제어할 수 있는 것이 아니라, 엔벨롭 폭의 길이도 제어할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 메인주파수 컨트롤부(130)는 전체 메인주기 중 엔벨롭이 하이(high)인 부분, 즉 엔벨롭 폭의 길이를 제어함으로써, 궁극적으로는 후술하게 될 메인주기 대비 엔벨롭 폭의 비율, 즉 듀티비를 제어할 수도 있다. In addition, the main frequency control unit 130 can control not only the size of the main frequency but also the envelope width. That is, the main frequency control unit 130 according to the present invention controls the length of the envelope width, that is, the portion where the envelope is high in the entire main period, so that the envelope width , That is, the duty ratio can be controlled.

다음으로, 체성감각 유도장치(100) 내 레이저 생성부(140)는 기 설정된 서브주파수, 세기 또는 메인주파수에 따라 실제 조사되는 레이저를 생성한다. Next, the laser generating unit 140 in the somatic sensory guidance apparatus 100 generates a laser actually irradiated according to a preset sub-frequency, intensity, or main frequency.

더 구체적으로, 본 레이저 생성부(140)는 펄스 레이저 빔을 출력하는 구성으로서, 레이저 드라이버, 냉각 장치를 포함한다. More specifically, the present laser generation unit 140 includes a laser driver and a cooling device, which are configured to output a pulsed laser beam.

이 때, 레이저 드라이버는 다시 레이저 매질(Laser medium), 광 펌핑부(Optical pumping), 광 공진기(Optical resonator) 등을 포함할 수 있다. In this case, the laser driver may further include a laser medium, an optical pumping unit, an optical resonator, and the like.

또한, 냉각 장치는 상기 레이저 드라이버가 광 신호를 생성하는 과정에서 발생하는 열을 식히는 구성으로서, 레이저 드라이버 장치를 보호한다.Further, the cooling device protects the laser driver device by cooling the heat generated by the laser driver in the process of generating the optical signal.

한편, 본 레이저 생성부(140)는 다양한 구현예에 의해 레이저 빔을 생성할 수 있다. 예를 들어 상기 레이저 생성부(140)는 루비 레이저, 네오디뮴:야그 레이저, 네오디뮴:글라스 레이저, 레이저 다이오드, 엑시머 레이저, 색소 레이저 등 다양한 방식으로 생성될 수 있다. Meanwhile, the laser generator 140 may generate a laser beam according to various embodiments. For example, the laser generation unit 140 may be generated in various manners such as a ruby laser, a neodymium: YAG laser, a neodymium: glass laser, a laser diode, an excimer laser, and a dye laser.

한편, 체성감각 유도장치(100)는 레이저의 직경을 제어하는 직경 컨트롤부(150)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the somatic sensory guidance apparatus 100 may further include a diameter control unit 150 for controlling the diameter of the laser.

조사되는 레이저의 직경은 사용자의 피부조직에 전달되는 에너지 밀도와 관련된 것으로서, 일반적으로는 레이저 직경이 증가할수록 에너지 밀도가 감소한다. The diameter of the irradiated laser is related to the energy density transferred to the user's skin tissue, and generally, the energy density decreases as the laser diameter increases.

본 발명에서의 직경 컨트롤부(150)는, 바람직하게는 0.01mm 내지 10.0mm의 범위 내에서 설정이 가능하도록 구현한다.The diameter control unit 150 in the present invention is preferably configured to be set within a range of 0.01 mm to 10.0 mm.

마지막으로, 체성감각 유도장치(100)는 앞서 설명한 서브주파수 컨트롤부(110), 파워 컨트롤부(120), 메인주파수 컨트롤부(130) 및 레이저 생성부(140)를 제어하기 위한 제어부(160)를 더 포함한다. Finally, the somatic sensory guidance apparatus 100 includes a control unit 160 for controlling the sub-frequency control unit 110, the power control unit 120, the main frequency control unit 130, and the laser generation unit 140, .

제어부(160)는 적어도 하나의 연산 수단과 저장 수단을 포함할 수 있으며, 이 때 연산 수단은 범용의 중앙연산장치(CPU)일 수도 있고, 특정 목적에 적합하게 구현된 프로그래머블 디바이스 소자(CPLD, FPGA), 주문형 반도체 연산장치(ASIC) 또는 마이크로 컨트롤러 칩일 수도 있다. 또한, 저장 수단으로는 휘발성 메모리 소자, 비휘발성 메모리 소자 또는 비휘발성 전자기적 저장 소자가 활용될 수 있다.The control unit 160 may include at least one computing unit and a storage unit. The computing unit may be a general-purpose central processing unit (CPU), a programmable device device (CPLD, FPGA ), An application specific integrated circuit (ASIC), or a microcontroller chip. In addition, a volatile memory element, a non-volatile memory element, or a non-volatile electromagnetic storage element may be utilized as the storage means.

이하에서는 도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 체성감각 유도장치(100)를 이용해 실제 사용자들을 대상으로 실시한 예를 살펴보기로 한다.Hereinafter, referring to FIGS. 4 to 6, an example in which the somatosensory induction apparatus 100 according to the present invention is used for actual users will be described.

도 4는 본 발명에 따른 체성감각 유도장치(100)를 이용하되, 그 중에서도 서브주파수와 레이저의 세기 제어를 통해 사용자의 체성감각을 유도한 결과를 나타낸 것이다.FIG. 4 shows a result of deriving the somatic sensation of the user through the intensity control of the sub frequency and the laser using the somatosensory induction apparatus 100 according to the present invention.

참고로, 도 4 실시예는 전체 실험에 참가한 자들 중 50% 이상의 피험자가 체성감각(온감, 촉감)을 느꼈다고 응답한 구간에 음영 표시를 한 것으로서, 도 4(a)는 체성감각이 존재했었는지 여부에 대한 응답, 도 4(b)는 유도되는 체성감각의 강도가 너무 세어 통증으로까지 느껴지는지 여부에 대한 응답, 도 4(c)는 체성감각을 단순촉감, 온감, 통증의 구체화 된 단계로 나누어 조사한 것에 대한 응답을 표시한 것이다.In the example of FIG. 4, a shaded area is displayed in a section in which 50% or more of the participants in the entire experiment felt that they felt somatic sensation (warmth, touch). FIG. 4 (a) Fig. 4 (b) is a response to whether or not the intensity of the somatic sensation induced is too much to be felt to be pain, Fig. 4 (c) is a response to whether the somatic sensation is a specific step of simple touch, This is the response to the survey.

우선 도 4(a)는, 체성감각 유도장치(100)에 의해 조사된 레이저가 서브주파수가 1kHz, 2kHz, 3kHz, 3.5kHz, 4kHz, 4.5kHz로 제어될 때, 레이저의 세기가 20.16W 내지 35.03W의 범위에서 사용자가 체성감각을 느끼는지 여부를 확인하는 방식으로 이루어진 실험예의 결과를 표로 나타낸 것이다.4 (a) shows a case where when the laser irradiated by the somatic sense induction apparatus 100 is controlled at sub-frequencies of 1 kHz, 2 kHz, 3 kHz, 3.5 kHz, 4 kHz, and 4.5 kHz, Lt; / RTI > in the range of < RTI ID = 0.0 > W, < / RTI >

이에 따르면, 레이저의 세기가 23.2W 이상인 범위에서부터 사용자는 체성감각을 느끼기 시작하는 것으로 확인되었으며, 이 때의 서브주파수는 4.5kHz로 다소 높은 값의 주파수에서 체성감각이 유발됨을 알 수 있다. According to this, it is confirmed that the user begins to sense the somatic sensation from the range of the laser intensity of 23.2 W or more, and the sub-frequency at this time is the somatic sensation at the frequency of 4.5 kHz and somewhat higher value.

한편, 레이저의 세기가 23.2W 이상인 범위에서, 사용자는 서브주파수가 3kHz일 때부터 체성감각을 느끼기 시작하였다. On the other hand, in the range of the laser intensity of 23.2 W or more, the user began to sense the somatic sensation when the sub frequency was 3 kHz.

도 4(a)의 응답 경향성을 살펴볼 때에, 조사되는 레이저의 세기가 특정 수치 이상이고, 레이저 펄스의 주파수, 즉 서브주파수가 특정 값 이상인 경우 사용자들은 자신의 피부에 체성감각이 유도되었다고 느낀다는 사실을 확인할 수 있다. 또한, 이 때 레이저의 세기 또는 서브주파수의 크기는 그 값이 커질수록 사용자에게 더 뚜렷한 체성감각을 제공한다는 경향성을 알 수 있다. 4A, when the intensity of the irradiated laser is higher than a specific value and the frequency of the laser pulse, that is, the sub-frequency is higher than a specific value, users feel that the somatic sensation is induced in their skin can confirm. Also, at this time, the intensity of the laser or the frequency of the sub-frequency has a tendency to provide a more distinct body sense to the user as the value increases.

한편, 도 4(b)는 도 4(a)의 응답결과에서 더 나아가, 피험자들이 체성감각을 느꼈을 때에 그 체성감각의 강도가 얼마나 강했는지를 정리한 것으로, 체성감각이 단순히 무언가 감각이 존재한다는 것을 느낄 수 있는 정도의 촉감인지, 아니면 그 강도가 다소 세어 통증이 느껴지는 정도였는지를 정리한 표이다. On the other hand, FIG. 4 (b) shows the result of the response in FIG. 4 (a) and further shows how strong the intensity of the somatosensory when the subjects felt the somatosensory sense. That is, It is the table which summarizes whether it is the touch feeling to be able to feel it, or whether the degree of the intensity is the degree which felt the pain a little.

도 4(b)에 따르면, 레이저의 세기가 23.2W 내지 29.39W의 범위일 때, 그리고 서브주파수의 크기가 3kHz 내지 4.5kHz의 범위일 때 사용자들은 단순 촉감이 있었다고 인지하며, 레이저의 세기가 30.55W 이상이고 서브주파수의 크기가 4kHz 이상인 경우부터는 경우에 따라 단순 촉감으로 느낀 피험자도 있었으나 대체적으로 촉감의 강도가 다소 강한 나머지 통증으로 느낀다는 피험자가 다수를 이루었다. According to Fig. 4 (b), when the laser intensity is in the range of 23.2 W to 29.39 W and the sub-frequency range is in the range of 3 kHz to 4.5 kHz, the users recognize that there is a simple touch, W and the frequency of the sub-frequency is more than 4 kHz, there were some subjects who felt simple tactile feeling in some cases, but most of the subjects felt that the tactile intensity was somewhat stronger.

한편, 도 4(c)는 피험자들이 느낀 체성감각을 더 세분화하여, 레이저에 의해 느낀 체성감각이 촉감이었는지, 온감이었는지 또는 통증이었는지를 정리한 표이다. On the other hand, FIG. 4 (c) is a table summarizing whether the somatic sensation felt by the laser was touch, warmth, or pain by further subdividing the somatic sensation experienced by the subjects.

이에 따르면, 레이저의 세기 및 서브주파수가 어떤 범위에 있을 때 각 사용자들에게 촉감, 온감, 통증을 유발하는지 정확한 경계를 알 수 없으나, 레이저의 세기가 29.39W이상이면서 서브주파수의 크기가 3.5kHz이상인 경우 피험자들은 온감을 넘어 촉감, 즉 기계적인 압감을 느끼기 시작하였으며, 또한 레이저의 세기가 30.55W 이상인 경우에는 서브주파수의 크기가 3kHz로서 다소 수치가 작은 경우에도 압감을 제공함을 확인할 수 있다. According to this, it is not possible to know precisely whether the laser intensity and sub-frequency are within a certain range to cause tactile, warmth and pain to each user. However, when the laser intensity is 29.39 W or more and the sub- In this case, the subjects began to feel tactile sensation, ie, mechanical tactile sensation, over the warmth. Also, when the laser intensity was 30.55 W or more, the sub frequency was 3 kHz.

이상 도 4(a) 내지 도 4(c)를 통해서는, 조사되는 레이저의 두 가지 속성, 즉 레이저의 세기 및 서브주파수를 제어함으로써 사용자들로 하여금 다양한 체성감각을 유도케 할 수 있음을 알 수 있으며, 또한 어느 범위의 레이저 세기, 서브주파수 크기에서 온감, 촉감, 통증이 대체적으로 유도되는지를 확인할 수 있다. 4 (a) to 4 (c), it can be seen that users can induce various somatic senses by controlling the two properties of the irradiated laser, that is, the laser intensity and sub frequency , And it can be confirmed that a certain range of laser intensity, sub frequency size, warmth, touch, and pain are largely induced.

도 5는 본 발명에 따른 체성감각 유도장치(100)를 이용하되, 그 중에서도 메인주파수, 그리고 레이저의 메인주기 대비 엔벨롭 폭의 비율(이하 듀티비(duty ratio)) 제어를 통해 사용자의 체성감각을 유도한 결과를 나타낸 것이다. (도 5의 표에서 가로축은 메인주파수, 세로축은 듀티비 임을 참조)FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a main body of the present invention using the somatic sense induction apparatus 100 according to the present invention. In particular, the main feeling and the main body of the user are controlled through the ratio of the envelope width The results are shown in Fig. (In the table of Fig. 5, the horizontal axis indicates the main frequency and the vertical axis indicates the duty ratio)

참고로, 도 5의 실시예 역시 도 4와 마찬가지로 전체 실험에 참가한 자들 중 50% 이상의 피험자가 체성감각을 느꼈다고 응답한 구간에 음영 표시를 한 것을 단계에 따라 정리한 것이다. 5, the embodiment of FIG. 5 is similar to FIG. 4, except that at least 50% of the participants who participated in the entire experiment shaded in a section where they answered that they felt somatic sensation.

도 5(a)에 따르면 메인주파수 및 듀티비가 어떤 값으로 설정되었을 때 피험자들이 체성감각을 느꼈는지 여부를 나타내고 있는데, 특히 피험자들은 메인주파수가 0.5Hz일 때, 그리고 동시에 듀티비가 25%, 50%, 75%인 모든 경우에 있어서 체성감각을 느낀 것으로 응답하였다. 5 (a) shows whether the subjects felt somatic sensation when the main frequency and the duty ratio were set to a certain value. Particularly, the subjects showed that when the main frequency was 0.5 Hz and the duty ratio was 25%, 50% 75% of the subjects reported feeling somatosensory in all cases.

다른 한편, 조사되는 레이저의 듀티비가 75%, 즉 엔벨롭의 폭이 주기 내에서 차지하는 비율이 일정 비율 이상인 경우에는 레이저의 메인주파수가 0.5Hz 내지 1kHz 중 어느 값으로 설정되더라도 대부분의 피험자들이 체성감각을 느낀 것으로 응답하였다. On the other hand, when the duty ratio of the laser to be irradiated is 75%, that is, the ratio of the width of the envelope in the period is equal to or more than a certain rate, even if the main frequency of the laser is set to any value from 0.5 Hz to 1 kHz, .

한편 도 5(a)의 특이사항으로, 메인주파수의 크기가 5Hz 내지 500Hz인 범위, 그리고 듀티비가 25% 내지 50%인 범위에서는 체성감각이 유도되지 못하고 있음을 확인할 수 있었다. On the other hand, FIG. 5 (a) shows that the somatic sensation is not induced in the range of the main frequency of 5 Hz to 500 Hz and the duty ratio of 25% to 50%.

도 5(b)는 앞서 도 5(a)의 응답결과에서 더 나아가 피험자들이 체성감각을 느꼈을 때에 그 체성감각이 온감이었는지, 기계적인 압감이었는지 또는 통증이었는지를 정리한 것이다.Fig. 5 (b) is a summary of the results of the response of Fig. 5 (a), which summarizes whether the somatosensory sensation was warmth, mechanical pressure, or pain when subjects felt somatosensory.

이에 따르면, 레이저의 메인주파수가 0.5Hz일 때, 그리고 듀티비가 25% 내지 75%일 때 피험자들은 대부분 레이저가 조사된 부위에 온감이 느껴졌다고 응답하였다. 또한 레이저의 듀티비가 75%일 때에는 메인주파수가 0.5Hz 내지 500Hz인 범위에서 피험자들이 온감을 느꼈다고 응답하였다. According to this, when the main frequency of the laser was 0.5 Hz and the duty ratio was 25% to 75%, the subjects answered that they felt warmness in the area where the laser was irradiated. Also, when the duty ratio of the laser was 75%, the subjects felt warmth in the range of the main frequency of 0.5 Hz to 500 Hz.

한편, 레이저의 메인주파수가 1kHz로 설정된 경우, 듀티비가 50% 내지 75%인 범위에서는 사용자가 온감을 넘어 기계적인 압감을 느낀 것으로 나타났다. On the other hand, when the main frequency of the laser was set to 1 kHz, the user felt mechanical pressure beyond the warmth in the range of the duty ratio of 50% to 75%.

이상 도 5(a) 내지 도 5(b)를 통해서는, 레이저의 메인주파수 및 듀티비를 제어함으로써 사용자들로 하여금 다양한 체성감각을 유도케 할 수 있으며, 특히 전체 메인주기에서 레이저 펄스가 차지하는 비율이 높아질 수록, 즉 듀티비가 증가할수록 사용자는 더 높은 확률로 촉감을 느낄 수 있음을 알 수 있다. 또한, 더 구체적으로는 어느 범위의 메인주파수, 듀티비에서 사용자에게 온감, 촉감이 유도되는지를 확인하였다. 5 (a) to 5 (b), by controlling the main frequency and the duty ratio of the laser, it is possible for the users to induce various body senses. In particular, The higher the duty ratio, the more the user can feel the touch with higher probability. More specifically, it was confirmed in which range of main frequencies and duty ratios the warmth and touch were induced to the user.

도 6은 앞서 살펴 본 도 4의 시뮬레이션에서 더 나아가 레이저의 직경이라는 변수를 더 고려한 시뮬레이션 결과를 정리한 것이다. 즉, 도 6은 도 4와 마찬가지로 서브주파수와 레이저의 세기를 제어하여 피험자들이 체성감각을 느꼈는지를 조사하되, 세 가지 다른 값의 레이저의 직경에 따라 각각 실시함으로써, 레이저의 직경에 따라 피험자들에게 유도되는 체성감각이 어떻게 달라지는지를 알아본 결과이다.FIG. 6 is a summary of a simulation result in which the variable of the laser diameter is further considered in the simulation of FIG. 4, which has been described above. In other words, FIG. 6 shows whether the subjects felt somatic sensation by controlling the sub-frequency and the intensity of the laser, as shown in FIG. 4, according to the diameter of the laser of three different values. This is the result of examining how the somatic sensation that is induced changes.

도 6(a)는 조사되는 레이저의 직경이 0.46mm일 때, 도 6(b)는 1.86mm일 때, 도 6(c)는 6.7mm일 때의 실험 결과를 나타낸 것이다.Fig. 6 (a) shows the experimental results when the diameter of the irradiated laser is 0.46 mm, Fig. 6 (b) is 1.86 mm and Fig. 6 (c) is 6.7 mm.

도 6(a) 내지 도 6(c)의 실험결과를 살펴보면, 조사되는 레이저의 직경이 증가할 수록 (레이저 직경을 제외한) 여타의 조건이 같은 상태에서의 피험자들은, 대체로 더 낮은 비율로 온감 또는 기계적 압감을 느꼈다고 응답하였다. 6 (a) to 6 (c), as the diameter of the irradiated laser increases, subjects in other conditions (except for the laser diameter) I felt mechanical pressure.

또한, 유도되는 체성감각의 강도와 관련하여서도, 레이저 직경이 증가할수록 피험자들은 유도되는 감각의 강도가 낮아진 것으로 인지하였다. Also, with respect to the intensity of the somatic sensation induced, the subjects perceived that the intensity of the induced sensation decreased as the laser diameter increased.

이상 도 6(a) 내지 도 6(c)를 통해서는, 조사되는 레이저의 직경을 제어함으로써 사용자들로 하여금 다양한 강도의 체성감각을 유도케 할 수 있음을 알 수 있다. 즉, 레이저에 의해 사용자의 피부조직으로 전달되는 에너지 밀도가 증가할 수록 사용자는 더 높은 확률로 촉감을 느낄 수 있게 됨을 확인할 수 있다. 6 (a) to 6 (c), it can be seen that by controlling the diameter of the laser to be irradiated, the users can induce various sensations of body strength. That is, as the energy density transferred to the skin tissue of the user is increased by the laser, the user can feel the touch with a higher probability.

이상 도면을 참조하여 본 발명에 따른 체성감각 유도장치(100) 및 체성감각 유도장치(100)가 제어할 수 있는 다양한 요소들에 대해 살펴보았다. 위에서 설명된 본 발명의 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 이들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 대한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있을 것이며, 이러한 수정 및 변경은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.The various elements that the somatosensory induction apparatus 100 and the somatosensory induction apparatus 100 according to the present invention can control can be described with reference to the drawings. The embodiments of the present invention described above are disclosed for the purpose of illustration, and the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.

100 : 체성감각 유도장치
110: 서브주파수 컨트롤부
120: 파워 컨트롤부
130: 메인주파수 컨트롤부
140: 레이저 생성부
150: 직경 컨트롤부
160: 제어부
200 : 광섬유
100: somatosensory induction device
110: Sub frequency control unit
120: Power control unit
130: Main frequency control section
140: laser generator
150: Diameter control section
160:
200: Optical fiber

Claims (10)

서브주파수를 3khz 이상 4.5khz 이하의 값 중 어느 하나로 설정하도록 서브주파수를 제어하는 서브주파수 컨트롤부;
사용자의 피부조직에 조사되는 레이저를 생성하는 것으로서 기설정된 서브주파수에 따른 레이저를 생성하는 레이저 생성부; 및
상기 서브주파수 컨트롤부 및 레이저 생성부를 제어하는 제어부;
를 포함하되,
사용자의 피부조직에 조사된 레이저는 상기 사용자 피부조직 내 매질의 국소부를 열팽창시켜 촉감세포를 자극함으로써 체성감각을 유도하는 것을 특징으로 하는 체성감각 유도장치.
A sub frequency control unit for controlling the sub frequency to set the sub frequency to any one of a value of 3 kHz to 4.5 kHz;
A laser generator for generating a laser irradiated to a skin tissue of a user and generating a laser according to a predetermined sub frequency; And
A control unit for controlling the sub-frequency control unit and the laser generation unit;
, ≪ / RTI &
Wherein the laser irradiated on the skin tissue of the user thermally expands a local portion of the medium in the user's skin tissue to stimulate the tactile cell to induce somatic sensation.
삭제delete 제1항에 있어서,
레이저의 세기를 제어하는 파워 컨트롤부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 체성감각 유도장치.
The method according to claim 1,
A power control unit for controlling the intensity of the laser;
Wherein the body sensory guiding device further comprises:
제3항에 있어서,
상기 파워 컨트롤부는,
상기 레이저의 세기를 23W 이상 36W 이하의 값 중 어느 하나로 설정하는 것을 특징으로 하는 체성감각 유도장치.

The method of claim 3,
The power control unit includes:
Wherein the intensity of the laser is set to any one of a value of 23 W to 36 W or less.

제4항에 있어서,
레이저의 직경(beam diameter)을 제어하는 직경 컨트롤부;
를 더 포함하는 체성감각 유도장치.

5. The method of claim 4,
A diameter control unit for controlling the diameter of the laser;
Wherein the body sensory guiding device further comprises:

제5항에 있어서,
상기 직경 컨트롤부는,
상기 레이저의 직경을 0.45mm 이상 7.0mm 이하의 값 중 어느 하나로 설정하는 것을 특징으로 하는 체성감각 유도장치.

6. The method of claim 5,
The diameter control unit
Characterized in that the diameter of the laser is set to a value of 0.45 mm or more and 7.0 mm or less.

제1항에 있어서,
메인주파수를 제어하는 메인주파수 컨트롤부;
를 더 포함하는 체성감각 유도장치.

The method according to claim 1,
A main frequency control unit for controlling the main frequency;
Wherein the body sensory guiding device further comprises:

제7항에 있어서,
상기 메인주파수 컨트롤부는,
레이저 메인주기 대비 엔벨롭 폭의 비율을 특정 값이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 체성감각 유도장치.

8. The method of claim 7,
Wherein the main frequency control unit comprises:
Wherein the ratio of the envelope width to the laser main period is a specific value.

제8항에 있어서,
상기 레이저 메인주기 대비 엔벨롭 폭의 비율(duty ratio)은 25% 이상 75% 이하의 값 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 체성감각 유도장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the duty ratio of the envelope width with respect to the laser main period is a value between 25% and 75%.
제9항에 있어서,
상기 메인주파수 컨트롤부는,
메인주파수를 0.5Hz 이상 1khz 이하의 값 중 어느 하나로 설정하는 것을 특징으로 하는 체성감각 유도장치.


10. The method of claim 9,
Wherein the main frequency control unit comprises:
Wherein the main frequency is set to any one of values of 0.5 Hz to 1 kHz.


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