KR101801389B1 - 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치 및 진동 패널 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 진동기가 그 하부에 배치되는 구성을 개선하여 디스플레이 디스플레이부의 원하는 위치를 진동시키거나 진동 위치를 조절할 수 있는 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치에 관한 것으로, 하우징, 상기 하우징의 상면을 형성하고 영상을 구현하며 상면을 통해 터치입력을 받는 디스플레이부 및 긴 장방형의 판재 형상으로 이루어지고 일부분이 상기 디스플레이부의 테두리부에 연결되는 복수의 압전 빔 진동기를 포함하는 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치를 제공한다. 따라서, 압전 빔 진동기에 의해 정밀한 주파수 제어가 가능하고 진동 위치를 가변할 수 있는 햅틱 디스플레이 장치가 제공된다.
Description
본 발명은 햅틱 디스플레이 장치 및 진동 패널에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 진동기가 그 하부에 배치되는 구성을 개선하여 디스플레이의 원하는 위치를 진동시키거나 진동 위치를 조절할 수 있는 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치 및 진동 패널에 관한 것이다.
최근 인터페이스의 감성적인 구현 조작성 향상에 대한 요청에 따라 터치윈도우를 구비하는 디스플레이 장치의 보급이 확대되고 있다. 터치윈도우는 마우스와 유사한 포인터 입력장치로, LED나 LCD와 같은 화상표시장치와 연동되어서 움직인다.
상기 터치윈도우는 손으로 직접 위치를 지정하거나 스타일러스 펜과 같은 전용 입력도구를 사용하여 터치윈도우에 접촉한 상태로 포인터를 이동하고 특정 동작을 통해 원하는 지시사항을 입력할 수 있는 장치이다.
이러한 터치윈도우는 주로 시각과 청각을 중심으로 사용자의 감각을 자극하여 직관적인 사용이 가능하도록 하였으나, 최근에는 촉각을 이용한 햅틱(Haptic) 기술을 적용하는 장치가 점점 증가하고 있다.
이러한 햅틱기술은 모바일장치, 모니터나 텔레비전과 같은 디스플레이가 구비된 장치에 광범위하게 적용되고 있다.
도 1은 종래기술에 따른 모바일 장치에 적용된 터치디스플레이을 나타내는 도면이다. 모바일장치(1)의 전면은 대부분 화상의 구현과 터치입력을 위한 액정표시장치인 터치스크린(2)이 배치되는데, 스크린(2)에 나타난 명령을 수행하기 위해 화상에 포인터가 배치되어 사용자의 동작에 따라 움직이게 되고, 원하는 메뉴나 위치에 도달하게 되면 손가락 등으로 두드리는 등의 동작을 통해 명령을 수행하게 된다.
상기 터치스크린(2)의 감성적인 조작성을 향상하기 위해 진동을 발생하는 장치인 진동기(미도시)를 구비하게 되는데, 일반적으로 모바일장치(1)의 본체 내부에 수용되어 본체나 윈도우에 진동을 전달한다.
사용자가 손가락이나 스타일러스 펜 등을 이용하여 특정 부위를 터치함으로써 명령을 입력하면, 정격전압이 흐르는 진동기에 의해 진동이 발생하여 사용자는 진동을 느끼게 된다.
진동기는 진동모터나 선형 액추에이터와 같은 장치가 사용될 수 있고, 이러한 진동기는 스크린이나 본체로 진동을 전달하게 된다.
그런데, 이러한 진동기를 통해서는 단순히 진동을 전달하는 데 그칠 뿐, 햅틱장치의 본래적 의미에 따른 세밀하고 정확한 진동을 제어할 수 있는 기술 개발은 미미한 실정이다.
또한, 진동기의 배치 위치에 따라 스크린의 부위마다 서로 다른 크기의 진동이 발생하는 경우가 많고, 설계배치의 문제로 인해 디스플레이보다는 기기의 본체부위에서 더 큰 진동이 발생하는 문제가 있었다.
이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 햅틱 디스플레이 장치나 진동 패널의 원하는 부위에 진동이 가능하도록 진동기를 장치에 배치하여 특정 위치에서 연결하고, 정밀한 주파수 제어가 가능한 진동기를 선택함으로써 디스플레이의 국부진동과 진동 위치의 이동이 가능한 국부진동이 가능한 햅틱 디스플레이 장치 및 진동 패널을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명에 따른 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치는, 하우징, 상기 하우징의 상면을 형성하고 영상을 구현하며 상면을 통해 터치입력을 받는 디스플레이부 및 긴 장방형의 판재 형상으로 이루어지고 일부분이 상기 디스플레이부의 테두리부에 연결되는 복수의 압전 빔 진동기를 포함하는 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치를 제공한다. 따라서, 압전 빔 진동기에 의해 정밀한 주파수 제어가 가능하고 진동 위치를 가변할 수 있는 햅틱 디스플레이 장치가 제공된다.
또한, 본 발명에 따른 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치는, 상기 압전 빔 진동기는 상기 디스플레이부의 하면에서 상기 디스플레이부의 테두리부에 평행하게 배치되는 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치를 제공한다. 따라서, 공간배치에 효율성이 향상되고, 디스플레이부에 진동의 전달이 명확하게 이루어질 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치는, 상기 압전 빔 진동기는 상기 디스플레이부의 테두리부를 따라 3개 이상이 배치된 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치를 제공한다. 따라서, 디스플레이부의 전 영역에 걸쳐 진동 위치 조절이 가능한 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치는, 상기 디스플레이부는 직사각의 평판 형상으로 이루어지고, 상기 압전 빔 진동기는 상기디스플레이부의 테두리부를 따라 4개가 배치된 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치를 제공한다. 따라서, 디스플레이부의 각각의 테두리부에 가진점이 형성되므로 디스플레이부의 전 영역에서 진동 위치의 조절이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치는, 상기 디스플레이부와 상기 압전 빔 진동기는 각각의 테두리부의 중심에서 연결된 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치를 제공한다. 따라서, 정확한 진동 위치의 제어가 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치는, 상면에서 상기 디스플레이부를 지지하고 내부에 상기 진동기를 수용하는 하우징 및 상기 하우징의 상기 디스플레이부 하면측에 형성되고 상기 압전 빔 진동기의 단부측을 지지하는 지지부를 더 포함하는 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치를 제공한다. 따라서, 진동기의 지지가 확실하게 이루어질 수 있고, 진동이 디스플레이부에 명확하게 전달될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치는, 상기 압전 빔 진동기의 일단부는 상기 지지부에 고정지지되고, 타단부는 상기 디스플레이부의 테두리부에 연결되는 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치를 제공한다. 따라서, 일단 지지방식의 압전 빔 진동기에 의해 진동이 제공되어 진동 효율이 우수하다.
또한, 본 발명에 따른 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치는, 상기 압전 빔 진동기의 양단부는 상기 지지부에 고정지지되고, 상기 빔의 중심부는 상기 디스플레이부의 테두리부에 연결되는 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치를 제공한다. 따라서, 진동의 주파수 제어가 정확하고 신속해지는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치는, 상기 디스플레이부의 테두리부의 하면과 상기 압전 빔 진동기의 상면은 상호 이격되도록 배치되고, 상기 이격된 공간에 배치되고 상기 압전 빔 진동기의 높이방향의 진동을 상기 디스플레이부의 하면에 전달하는 연결부재를 더 포함하는 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치를 제공한다. 따라서, 가진점의 형성이 더욱 정확해진다.
또한, 본 발명에 따른 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치는, 상기 압전 빔 진동기는 상기 하우징의 내측면에서 이격되도록 배치된 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치를 제공한다. 따라서, 진동의 하우징으로의 전달을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치는, 상기 압전 빔 진동기에 인가되는 전압의 주파수를 상기 디스플레이부의 1차 공진 주파수 이하의 영역에서 조절함으로써, 상기 진동기가 배치된 부위에서 상기 디스플레이부의 중심부까지의 진동위치를 제어할 수 있는 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치를 제공한다. 따라서, 햅틱장치 디스플레이부의 테두리측에 배치되는 진동기의 주파수 조절을 통해 디스플레이의 진동 위치를 정확하게 제어할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치는, 상기 진동기에 인가되는 전압의 주파수는 삼각 파형인 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치를 제공한다. 따라서, 삼각 파형의 형태를 적절하게 선택하여 1차 공진주파수 성분이 없는 진동이 발진될 수 있으므로 정확한 진동 위치 제어가 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치는, 상기 삼각 파형의 대칭비는 스펙트럼 분석시 상기 디스플레이부의 1차 공진 주파수에 해당하는 주파수 성분이 나타나지 않는 모양에서 선택되는 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치를 제공한다. 따라서, 정확한 국부진동이 가능한 가진 주파수의 모양 선택이 가능한 이점이 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 가진점을 갖는 진동 패널은, 터치방식으로 명령을 입력하고 상면에서 진동을 감각할 수 있는 패널 및 상기 패널의 하측에 배치되고, 상기 진동 패널의 테두리부 중심을 가진하는 복수의 진동기를 포함하는 복수의 가진점을 가지는 진동 패널을 제공한다. 따라서, 복수의 가진점을 통해 정확한 진동 위치의 제어가 가능하다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 가진점을 갖는 진동 패널은, 상기 진동기는 압전 빔 진동기인 복수의 가진점을 가지는 진동 패널을 제공한다. 따라서, 진동효율이 높고 순간적인 진동의 전달이 가능하다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 가진점을 갖는 진동 패널은, 상기 진동 패널의 테두리부측을 지지하고, 내부에 상기 압전 빔 진동기를 수용하는 하우징을 더 포함하며, 하우징은 내부에서 상기 압전 빔 진동기의 일단 또는 양단을 지지하는 복수의 가진점을 가지는 진동 패널을 제공한다. 따라서, 진동기가 견고하게 지지될 수 있는 구조가 제공된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 가진점을 갖는 진동 패널은, 상기 압전 빔 진동기는 상기 테두리부와 평행하도록 배치되는 복수의 가진점을 가지는 진동 패널을 제공한다. 따라서, 공간배치에 효율성이 향상되고, 디스플레이에 진동의 전달이 명확하게 이루어질 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 가진점을 갖는 진동 패널은, 상기 압전 빔 진동기는 상기 패널의 하측으로 이격되어 배치되고, 상기 디스플레이의 하면과 상기 압전 빔 진동기의 상면은 연결부재에 의해 연결되어 진동이 전달되는 복수의 가진점을 가지는 진동 패널을 제공한다. 따라서, 가진점의 형성이 확실하게 이루어질 수 있고, 진동의 전달 효율이 향상된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 가진점을 갖는 진동 패널은, 상기 압전 빔 진동기의 측면은 상기 하우징의 내주면과 이격되도록 배치된 복수의 가진점을 가지는 진동패널을 제공한다. 따라서, 진동의 하우징으로의 전달을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복수의 가진점을 갖는 진동 패널은, 터치방식으로 명령을 입력하고 상면에서 진동을 감각할 수 있는 패널 및 상기 패널의 하측에 배치되고, 상기 진동 패널의 모서리부를 가진하는 복수의 진동기를 포함하는 복수의 가진점을 가지는 진동 패널을 제공한다. 따라서, 복수의 가진점을 통해 정확한 진동 위치의 제어가 가능하다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 복수의 가진점을 가진 햅틱 디스플레이 장치 및 진동 패널은, 디스플레이부나 패널의 테두리 부위에 가진위치를 설정할 수 있도록 복수의 진동기를 배치하고, 그 연결부위를 구성함으로써 디스플레이부나 패널의 원하는 위치에 진동을 발생시키거나 이동시킬 수 있어 사용자의 감각적인 만족감이 극대화될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 터치스크린을 구비한 모바일장치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 개념에 따른 햅틱 디스플레이 장치의 가진점의 배치의 예를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 햅틱 디스플레이 장치의 압전 빔 진동기의 예를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치를 도시한 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치를 도시한 측단면도.
도 6은 본 발명에 따른 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치의 주파수에 따른 진동위치를 도식적으로 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치에서 진동위치를 제1테두리에서 제3테두리 측으로 이동시키는 예를 도시한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치에서 진동위치를 제4테두리에서 제2테두리 측으로 이동시키는 예를 도시한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치에서 진동위치를 제1테두리에서 제2테두리 측으로 이동시키는 예를 도시한 도면.
도 10는 본 발명에 따른 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치에서 진동위치를 원형으로 이동시키는 예를 도시한 도면.
도 11은 본 발명에 따른 햅틱 디스플레이 장치의 압전 빔 진동기에 인가되는 삼각 파형의 전압을 시간 영역에서 나타낸 그래프.
도 12는 본 발명에 따른 햅틱 디스플레이 장치의 압전 빔 진동기에 인가되는 삼각 파형의 전압을 주파수 영역에서 나타낸 그래프.
도 2는 본 발명의 개념에 따른 햅틱 디스플레이 장치의 가진점의 배치의 예를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 햅틱 디스플레이 장치의 압전 빔 진동기의 예를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치를 도시한 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치를 도시한 측단면도.
도 6은 본 발명에 따른 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치의 주파수에 따른 진동위치를 도식적으로 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치에서 진동위치를 제1테두리에서 제3테두리 측으로 이동시키는 예를 도시한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치에서 진동위치를 제4테두리에서 제2테두리 측으로 이동시키는 예를 도시한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치에서 진동위치를 제1테두리에서 제2테두리 측으로 이동시키는 예를 도시한 도면.
도 10는 본 발명에 따른 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치에서 진동위치를 원형으로 이동시키는 예를 도시한 도면.
도 11은 본 발명에 따른 햅틱 디스플레이 장치의 압전 빔 진동기에 인가되는 삼각 파형의 전압을 시간 영역에서 나타낸 그래프.
도 12는 본 발명에 따른 햅틱 디스플레이 장치의 압전 빔 진동기에 인가되는 삼각 파형의 전압을 주파수 영역에서 나타낸 그래프.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치 및 진동 패널을 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
본 발명에서 햅틱 디스플레이 장치는 터치에 의해 진동 피드백을 전달하거나 진동을 출력하는 디스플레이을 포함한다. 이하, 본 발명의 개념에서는 상기 햅틱 디스플레이은 진동방식의 햅틱기술이 적용된 필름이나 디스플레이 형태라면 다양한 디스플레이 방식의 터치 피드백 스크린 또는 단순히 디스플레이만 구현하는 스크린에도 적용된다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 필름 방식의 스크린 또는 다양한 영상 출력 방식의 디스플레이부로 설명되지만, 영상이 구현되지 않는 경우라도 햅틱기술에 의해 진동에 의한 촉감이 전달되는 진동 패널을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 상기 디스플레이부 및 패널은 일반적으로 평판 형상으로 이루어지지만, 장치의 전체 형상에 따라 곡면 또는 입체 형상 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있음은 물론이다.
도 2는 본 발명의 개념에 따라 햅틱 디스플레이 장치의 디스플레이부 상에 가진점이 배치된 예를 도시한 평면도이다.
본 발명에 따른 햅틱 디스플레이장치는 손가락으로 터치 입력을 하거나 진동을 감각할 수 있는 디스플레이부(110)가 구비된다.
이하에서, 상기 디스플레이부(110)는 직사각의 평판 형상을 기준으로 설명되고, 도 2의 평면도에서 하측의 테두리부위를 제1테두리(111)로 정의하고, 반시계방향으로 각각의 테두리부위를 제2테두리(112), 제3테두리(113) 및 제4테두리(114)로 정의하여 사용한다. 상기와 같이 정의된 테두리 부위는 디스플레이부(110)의 가장자리측을 의미한다. 다만, 상기 디스플레이부(110)는 다각 형상이나 테두리가 곡선으로 이루어진 형상일 수도 있음은 물론이다.
도 2의 (a)에서는 디스플레이부(110)의 테두리의 중심 부위에 가진점들이 배치되는 예를 나타낸다. 상기 가진점(11, 21, 31, 41)은 디스플레이부(110)의 진동기와 연결되어 진동이 전달되는 지점을 의미하고, 바람직하게는 상기 진동기들은 테두리부위의 하면측에 배치되어 디스플레이 장치의 높이방향으로 진동을 전달한다.
상기와 같이 테두리부위에 가진점들이 배치되는 경우, 이하 살펴볼 바와 같이 각각의 진동기에 인가되는 주파수를 조절함에 따라 대략 '＋'자 형상의 진동 영역이 나타나게 된다. 각각의 진동기의 작동 및 주파수를 조절함으로써 디스플레이부(110)의 상면에서의 진동 위치를 조절하거나 이동시킬 수 있게 되는데, 이러한 개념과 관련하여는 후술하기로 한다.
한편, 도 2의 (b) 및 (c)에서는 디스플레이부(110)의 모서리 부위에 가진점들이 배치되는 예를 나타낸다. 디스플레이부의 모서리 부위에 가진점들이 배치되는 경우, 각각의 진동기에 인가되는 주파수를 조절함에 따라 대략 '×'자 형상의 진동 영역이 나타나게 되는데, 각각의 진동기의 작동 및 주파수를 조절하여 디스플레이부(110) 상면에서의 진동 위치를 조절하거나 이동시킬 수 있게 된다.
따라서, 디스플레이부의 테두리부위에 배치되는 복수의 진동기에 의한 복수의 가진점들에 의해 디스플레이부 상면에서 진동 위치를 조절할 수 있게 되는 개념이 제시된다. 바람직하게는 상기 가진점들은 디스플레이부의 테두리 부위에서 3개 이상이 배치되고, 디스플레이부가 직사각 형상을 이루는 경우 각각의 테두리 부위의 중심이나 모서리 부위에 4개가 배치되도록 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.
상기 진동기들은 디스플레이부의 테두리 부위나 모서리 부위의 하면에 배치되어 디스플레이부와 연결되는데, 디스플레이부의 특정 부위에 가진점을 형성할 수 있다면 진동 모터 또는 선형 진동기 등 다양한 진동기 중에서 선택되어 사용될 수 있지만, 정밀한 진동제어가 가능한 압전소자(Piezoelectric element) 방식의 진동기가 사용되는 것이 바람직하다.
이러한 압전방식의 진동기는 도 3에서 더욱 구체적으로 설명된다. 도 3은 본 발명의 개념에 따른 디스플레이 장치에 배치될 수 있는 압전 진동기의 예를 도시한 측단면도이다.
압전방식의 진동기는 압전 또는 자기 비틀림 효과를 이용하여 진동부의 진동을 얻는 방식으로서, 본 발명의 개념에 따른 진동기의 경우 압전소자에 단부가 지지되어 가진하는 압전 빔 진동기(PZT beam vibrator)가 사용된다.
상기 압전 빔 진동기는 탄성력에 의해 진동을 증폭하여 전달할 수 있는 긴 장방형의 판재 형상으로 형성된 빔(12)과 상기 빔에 연결되어 인가되는 전압에 의해 수축 또는 팽창하여 진동을 전달하는 압전 액추에이터(13)으로 이루어진다.
상기 압전 액추에이터(13)는 전계가 가해질 때에 횡방향으로 수축 또는 팽창하고, 빔(12)에 본딩되는 방식으로 결합하며, 상기 빔(12)은 압전 액추에이터(13)에 의해 증폭된 수직 운동을 일으킨다.
상기 압전 액추에이터(13)는 구형파(square wave)에 의해 구동되는 경우 클릭과 유사한 가속 곡선과 감각을 생성하고, 정현파 구동에 의해 구동되는 경우 액추에이터들이 손에 진동을 전달함에 있어서 컴포트 존(comfort zone)에 드는 변위를 발생시킬 수 있다. 상기와 같이 진동기에 인가되는 주파수의 파형과 관련하여는 후술하기로 한다.
상기 압전 액추에이터들에 인가되는 전압은 다양한 주파수와 입력 파형의 범위에서 동작할 수 있고, 광대역의 햅틱 응답들을 가능하게 할 수 있는 이점이 있다. 또한, 상기 압전 액추에이터들의 전력 소모는 일반적인 진동기에 비해 작고, 액추에이터의 응답속도가 빠르기 때문에 사용자 입력에 대한 피드백의 햅틱장치에 있어 즉각적인 반응이 가능한 이점이 있다.
도 3의 (a)는 빔의 일단이 지지되고 타단이 종방향으로 자유진동할 수 있는 압전 빔 진동기를 나타내고, (b)는 양단이 지지되어 그 사이의 영역에서 종방향으로 진동할 수 있는 압전 빔 진동기를 나타낸다.
도 3에 나타난 압전 빔 진동기는 모두 본 발명의 햅틱 디스플레이 장치에 적용 가능하고, 일단 지지방식의 압전 빔 진동기는 타단부에서 종방향의 변위가 최대로 나타나게 되므로, 상기 타단부가 디스플레이부(110)의 테두리부위에 연결되며, 더욱 정확하게는 상기 타단부의 상면이 소정의 연결부재를 통해 디스플레이부의 테두리부위의 하면에 연결되어 종방향의 진동을 전달함으로써 가진점을 형성하게 되는 것이다.
한편, 도 3의 (b)의 양단 지지 방식의 압전 빔 진동기의 경우 그 중심부위에서 변위가 최대가 되므로, 빔(12)의 중심과 디스플레이부(110)가 연결되어 가진점이 형성된다.
빔(12)과 압전 액추에이터(13)가 본딩되어 전계에 의해 최종적으로 종방향 진동을 발생하는 경우, 중심부의 진동 제어가 용이하고, 내구성 및 작동 신뢰성이 보다 우수한 양단 지지방식의 압전 빔 진동기를 사용하는 것이 바람직하다.
그런데, 일단 지지방식의 압전 빔 진동기는 도 2의 모든 유형에 관하여 적용되는 데 문제가 없으나, 양단 지지방식의 압전 빔 진동기의 경우 도 2의 (b) 및 (c)에 나타난 바와 같이 배치 공간에 문제를 가질 수 있다.
양단 지지방식의 압전 빔 진동기는 양단부가 디스플레이 장치의 하우징이나 브라켓 등과 같은 고정부위에 지지되어야 하기 때문에, 중심부가 가진점을 형성하는 경우 디스플레이부보다 넓은 공간이 확보되어야 모서리 부위에 배치가 가능하다.
이러한 공간적인 문제는 소형화 및 경량화가 요구되는 모바일장치에 적용되는 경우 더욱 심화될 수 있다.
따라서, 본 발명의 개념에 따라, 양단 지지방식의 압전 빔 진동기가 적용되는 경우, 디스플레이부(110)의 테두리부위의 중심에서 연결되어 가진점을 형성하는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 개념에 따라 양단 지지방식의 압전 빔 진동기가 배치되는 햅틱 디스플레이 장치의 구조를 도시한 평면도이고, 도 5는 햅틱 디스플레이 장치의 측단면도이다.
햅틱 디스플레이 장치(100)는 외관을 이루면서 내부에 진동기를 결합하는 하우징(120)과 상기 하우징의 상측의 개구부에 배치하고 상면을 통해 진동을 전달하는 디스플레이부(110)으로 구성된다.
상기 디스플레이부(110)는 가장자리측에서 하우징(120)의 상면과 결합하고, 그 하면에는 진동기(10, 20, 30, 40)가 연결된다.
상기 진동기들은 압전 빔 진동기이고, 상기 디스플레이부(110)의 테두리부의 하면에 테두리부위와 평행하게 배치된다. 상기 압전 빔 진동기들은 하우징(120)에 양단이나 일단이 고정되는 방식으로 배치되는데, 본 발명의 개념에서는 양단 지지방식의 압전 빔 진동기로 이루어지는 것이 더욱 바람직함은 상기한 바와 같다.
따라서, 디스플레이부(110) 테두리부위의 하면측으로는 각각 압전 빔 진동기가 평행하게 배치되고, 상기 압전 빔 진동기들은 하우징(120)에 형성된 지지부에 의해 양단이 지지되는 방식으로 결합된다.
상기 지지부들은 디스플레이부(110)의 하면에서 이격되고 내주방향으로 돌출된 단차부위를 의미하는데, 4개의 진동기의 양단을 각각 지지하면서 진동기의 빔이 종방향으로 진동할 수 있는 공간을 형성하여야 하므로, 디스플레이부(110)의 모서리 부위의 하면의 부위에만 지지부들이 배치되는 것이 바람직하다.
더욱 구체적으로 살펴보면, 상기 지지부들은 디스플레이부의 제1테두리(111)와 제4테두리(114)가 만나는 모서리 부위의 하면에 하우징(120)으로부터 연장되어 형성되는 제1지지부(121), 제1테두리(111)와 제2테두리(112)의 모서리 부위의 제2지지부(122), 제2테두리(112)와 제3테두리(113)의 모서리 부위의 제3지지부(123) 및 제3테두리(113)와 제4테두리(114)의 모서리 부위의 제4지지부(124)로 이루어진다.
따라서, 제1진동기(10)는 양단의 하면이 제1지지부(121)와 제2지지부(122)의 상면에서 지지되고, 나머지의 진동기들도 마찬가지의 방식으로 지지되어 고정될 수 있다.
상기 지지부들의 면적이나 각각의 테두리와 평행한 방향으로의 길이는 압전 빔 진동기의 지지부위를 고려하여 선택적으로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 진동기의 빔들은 종방향 즉, 하우징(120)의 높이방향으로 진동하여 진동력을 디스플레이부(110)로 전달하여야 하기 때문에, 변위가 가장 큰 빔의 중심이 가진점을 이루게 됨은 상기한 바와 같다.
따라서, 디스플레이부(110)의 하면에서 하방으로 진동기의 빔과 소정 거리가 이격된 상면 이격부(102)가 형성된다. 상기 이격 거리는 상기 빔의 변위를 고려하여 이루어질 수 있고, 가진점 이외의 영역에서 진동기의 진동이 직접 디스플레이부로 전달되지 않을 수 있을 정도의 거리면 족하다.
도 2와 관련하여 설명된 바와 같이, 각각의 가진점(11, 21, 31, 41)들을 형성하기 위해, 압전 빔 진동기의 중심부와 테두리부위의 중심부는 진동력을 전달할 수 있도록 연결부재에 의해 연결된다.
도 5의 측단면도에서 제2진동기(20)를 예로 설명하면, 디스플레이부(110)의 제2테두리(112)의 하면과 제2진동기(20)의 상면 사이에는 제2연결부재(24)가 개재된다. 상기 제2연결부재(24)는 압전 액추에이터(23)에 의한 빔(22)의 종방향 진동을 디스플레이부(110)의 제2테두리(112)부위로 전달하게 된다. 제1진동기(10), 제3진동기(30) 및 제4테두리(114)의 배치 및 연결부재와의 배치관계는 제2진동기(20)에서 설명한 바와 같다.
본 발명에서는 압전 빔 진동기가 디스플레이부의 테두리 부위에 배치되고 가진점에서만 디스플레이부에 진동을 전달하는 개념이 제시된다. 즉, 진동기 빔에 의한 진동은 상면 이격부(102)에 배치된 연결부재에 의해서만 전달되기 때문에 진동 전달의 효율 및 정밀한 제어에 있어서 이점을 갖게 된다.
햅틱 디스플레이 장치에 있어서, 진동이 하우징으로 전달되는 경우 정밀한 진동감각을 제공하는 데 문제가 발생할 수 있으므로, 하우징으로의 진동의 전달은 최대한 억제되는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 진동기의 측부와 하우징의 내측면 사이에 이격된 측면 이격부(101)가 형성된다. 따라서, 하우징(120)은 단차부에 형성된 지지부(121, 122, 123, 124)에 지지되되 하우징의 내측면에서 소정 간격 이격되고, 디스플레이부(110)의 하면으로부터 이격되도록 배치된다.
상기와 같이 상면 이격부(102) 및 측면 이격부(101)를 통해 디스플레이부(110) 및 하우징(120)으로 진동기로부터의 바람직하지 않은 진동의 전달이 억제되어 진동제어의 효율이 극대화될 수 있는 이점이 있음에 유의하여야 한다.
한편, 디스플레이부는 외관에서 평판 형상으로 이루어지지만, 다양한 소재와 부품이 결합되어 이루어져 있으므로, 복수의 공진 주파수(Resonant frequency)를 가지는 것이 일반적이다.
도 6은 본 발명의 햅틱 디스플레이 장치에서 주파수의 변화에 따른 진동 영역의 이동을 도식적으로 나타내는 도면이다.
본 발명의 개념에 따라 진동기로부터 출력되는 가진 주파수는 디스플레이부의 1차 공진 주파수 이하의 영역에서 조절된다.
1차 공진 주파수가 의미를 가지는 이유는, 1차 공진 주파수보다 높은 영역에서의 공진 주파수가 설정되는 경우, 진동기로부터 출력되는 가진 주파수가 설정된 공진 주파수 이하의 영역에서 조절되므로, 설정된 공진 주파수 이하의 범위에서 공진 주파수가 나타나는 되면 설정된 공진 주파수 이하에서 디스플레이부의 중심부에 진동 위치가 도달하게 되고, 결국 진동 위치의 제어에 적절하지 않게 됨을 의미하기 때문이다.
도 6의 실시예에서는 제1진동기(10)에 의한 디스플레이부(110) 상에서 진동위치의 변화를 나타낸다.
도 6의 (a)와 같이, 가진 주파수가 1차 공진 주파수에 대해 상대적으로 낮을 때는 디스플레이부(110)의 상면에서 진동이 가장 크게 일어나는 진동 중심(131)은 제1가진점(11)에 인접한 부위에서 나타난다.
도 6의 (b)는 (a)의 경우보다 가진 주파수를 높였을 때의 진동 중심(131)과 진동 영역(130)을 나타내는데, 상대적으로 진동 중심(131)이 제1테두리(10)에서 햅틱 디스플레이 장치의 디스플레이부(110)의 중심부 방향으로 이동하였음을 이해할 수 있다.
도 6의 (c)는 가진 주파수가 1차 공진 주파수와 같을 때의 진동을 나타내는데, 진동 중심(131)이 디스플레이부(110)의 중심부와 일치하게 된다.
즉, 디스플레이부(110) 상에서 진동 중심(131)은 주파수가 낮을 때는 제1가진점(11)에 인접하여 형성되고, 주파수가 높아질수록 디스플레이부(110)의 중심 방향으로 이동하며, 주파수가 1차 공진 주파수와 일치하는 경우에는 디스플레이부(110)의 중심부에 진동 중심(131)이 형성된다.
따라서, 진동기(10, 20, 30, 40)의 가진 주파수를 디스플레이부(110)의 1차 공진 주파수 이하의 영역에서 조절함으로써, 디스플레이부의 테두리부에서 중심부까지 진동 영역을 이동시켜 진동위치를 제어할 수 있는 개념이 제시된다.
다만, 기술된 1차 공진 주파수는 햅틱 디스플레이 장치의 재질, 배치관계 및 질량에 따라 다양하게 이루어질 수 있다. 또한, 상기 디스플레이부(110)가 상기한 하우징이나, 브라켓 또는 주변장치와 결합되는 경우, 상기 주파수는 디스플레이부 자체의 공진 주파수를 의미할 수 있고, 결합된 부재들과의 계(System) 전체의 공진 주파수를 의미할 수도 있음에 유의하여야 한다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 개념에 따라 햅틱 디스플레이 장치의 진동 위치 제어를 하는 다양한 예를 나타내는 평면도이다.
도 7은 진동 중심이 제1테두리에서 제3테두리방향으로 이동하는 것을 나타내는 평면도이다.
상술한 바와 같이, 디스플레이부(110)는 평면도상에서 하측에서부터 반시계 방향으로 제1테두리(111), 제2테두리(112), 제3테두리(113) 및 제4테두리(114)를 구비하고 압전 빔 진동기(10, 20, 30, 40)가 각각의 테두리부 하면측에 평행하게 배치된다. 또한, 상기 진동기는 중심부에서 상기 테두리부들과 연결부재에 의해 연결되어 가진점(11, 31, 31, 41)들을 형성한다.
여기서, 'X'로 표시된 부위는 진동 중심(131) 즉, 원하는 진동위치를 나타내며, 화살표는 진동 중심(131)의 이동 경로를 나타낸다.
진동 중심을 제1테두리(111)에서 제3테두리(113) 측으로 이동하는 과정을 설명하면, 제1진동기(10)를 디스플레이부 또는 디스플레이 장치의 1차 공진 주파수보다 작은 영역에서 점점 주파수를 높여가며 가진하면 제1테두리(111)에 인접하여 형성된 진동 중심(131)이 점차적으로 디스플레이부의 중심부로 이동하게 된다.
제1진동기(10)의 가진 주파수가 1차 공진 주파수와 같아지면 진동 중심(131)은 디스플레이의 중심부에 위치하게 되고, 이때 제1진동기(10)에 인가되는 전압을 차단하고 제3진동기(30)에 인가되는 전압의 주파수를 1차 공진 주파수로부터 점점 낮춰가면, 중심부에 형성된 진동 중심(131)은 점차적으로 제3테두리(113) 측으로 이동하게 된다.
진동 중심(131)을 제3테두리(113)로부터 제1테두리(111) 측으로 이동시키는 방법은 상기한 바와 역순이므로 이하 생략한다.
또한, 도 8은 제2테두리와 제4테두리 사이에서 진동 중심이 이동하는 모습을 나타내는 평면도이다.
도 7의 예에서 설명한 바와 마찬가지로 제2진동기(20)와 제4진동기(40)의 가진 주파수를 1차 공진 주파수 이하의 영역에서 조절하면, 진동 중심은 제2테두리(112)와 제4테두리(114) 사이 즉, 디스플레이부의 평면상 가로 방향으로 이동할 수 있게 된다.
또한, 도 9는 제1테두리와 제2테두리 사이에서 진동 중심이 이동하는 모습을 나타내는 평면도이다.
제1테두리(111) 측에서 진동 중심(131)이 디스플레이부(110)의 중심부까지 이동하는 과정은 도 7의 예와 같지만, 진동 중심(131)이 디스플레이부의 중심부에 도달한 경우, 제2진동기(20)의 가진 주파수를 1차 공진 주파수로부터 점점 낮춰가는 과정을 통해 제2테두리(112) 방향으로 진동 위치를 이동시킬 수 있게 되는 것이다.
이러한 과정에 따라 이동하는 진동의 경로는 대략 'ㄱ'자 내지는 반전된 'ㄱ'자 형상을 하게 된다.
또한, 도 10은 진동 중심이 원형으로 이동하는 모습을 나타내는 평면도이다.
햅틱 디스플레이 장치의 디스플레이부(110)의 중심부에서 제3테두리(113) 측으로 소정 거리 이격된 부위에 진동 중심(131)이 형성되도록 제3진동기(30)에 소정 주파수의 전압을 인가하고, 시간 간격을 두고 제2진동기(20)에 동일한 전압을 인가하고, 순차적으로 제1진동기(10) 및 제4진동기(40)로 가진하는 방식으로 진동 위치를 이동시키면, 시간 차이를 두고 진동 중심(131)이 시계방향으로 이동하게 된다.
상기와 같은 진동 위치를 연결하면 사각 형상을 이루게 되지만, 상기와 같이 진동 중심(131)이 이동하는 경우 촉감적으로는 진동위치가 회전하는 것으로 인지될 수 있음에 유의하여야 한다.
한편, 상기에서는 1개의 진동기에 의해 원하는 위치를 진동하거나 순차적으로 진동 위치를 이동시키는 경우가 설명되었지만, 2개 이상의 진동기에 의한 진동의 간섭을 이용하여 진동을 보강 또는 상쇄하는 방법이 제안된다.
도 6을 참고하면, 진동기에 의해 소정의 진동 중심(131)이 형성되지만, 그 중심을 기준으로 주변에는 진동 영역(130)이 발생한다. 상기 진동 영역(130)은 진동 중심(131)에 비해 변위가 작지만, 진동 위치의 정확한 제어를 위해 상기 진동 중심(131) 외의 영역에서는 진동이 제거될 필요성이 제기된다.
따라서, 상기 복수의 진동기 중 선택된 어느 하나의 진동기는 상기 디스플레이부를 진동하고, 나머지의 진동기 중 적어도 어느 하나의 진동기는 상기 디스플레이부의 특정 위치를 제외한 부위의 진동을 상쇄하여 제거할 수 있다. 이와 같이 상쇄하는 개념은 위상이 반대이고 동일한 크기의 주파수를 대향하는 부위에서 발진함으로써 이루어질 수 있다.
또한, 2개 이상의 진동기를 동시에 발진하여 간섭에 의한 파장의 보강을 통해 진동을 더욱 극대화할 수도 있다. 이러한 개념에 따르는 경우, 2개의 진동기에 의해 발생한 진동 영역(130)의 교차되는 부위에서는 진동이 보강되어 진동이 더욱 커지도록 할 수도 있고, 특정 점이 아닌 특정 라인 또는 영역을 따라 감지할 수 있는 진동이 발생하도록 제어할 수도 있음은 물론이다.
한편, 햅틱 디스플레이 장치의 1차 공진 주파수를 이용한 정확한 진동 부위의 제어를 위해서는 진동기에 의해 가진되는 주파수의 파형을 고려할 필요가 있다. 이하, 압전 빔 진동기에 인가되는 전압의 주파수를 기준으로 출력 주파수를 살펴본다.
도 11 및 도 12에서는 대칭비가 삼각 파형을 나타낸다.
도 11에서 가로축은 초(Second) 스케일의 시간(Time)축을 나타내고, 세로축은 인가되는 입력의 전압(Volatage) 스케일의 크기(Amplitute)축을 나타낸다.
또한, 도 12에서는 y=f(t) 즉, 시간에 대한 전압의 함수를 주파수에 대한 크기의 함수 |Y(f)|로 변환한, 스펙트럼 분석의 그래프이다. 또한, 우측 도면은 오실로스코프에 의한 스펙트럼 결과를 나타낸다.
도 11의 시간 영역에서의 삼각파형을 스펙트럼 분석한 도 12를 살펴보면, 우측 도면의 점선영역에서 확인할 수 있듯이 1차 공진 주파수 영역의 크기가 나타나지 않으므로, 원하는 국부진동의 목적을 달성할 수 있게 된다.
특히, 도면의 실시예에서는 삼각파형의 대칭비가 9:1인 경우를 나타내는데, 이 경우 스펙트럼 분석 결과를 살펴보면 1차 공진 주파수로 설정된 257Hz의 주파수 성분이 나타나지 않게 된다.
한편, 인가되는 전압 파형은 정현파(Sine wave)나 사각파(sqaure wave)와 같은 다양한 형상을 고려할 수 있다. 그러나, 정현파나 사각파의 경우는 주파수 영역에서 살펴보면 대부분의 주파수 영역대에서 크기를 가지게 되어 가전점과 진동 영역의 진동 구분이 어렵게 되므로 정확한 진동 위치 제어에 적합하지 않게 된다.
따라서, 본 발명의 개념에 따라 국부진동이 가능한 햅틱장치의 진동 제어를 위한 입력 파형은 삼각파형이 바람직하다.
다만, 상기한 바와 같이 상기 1차 공진 주파수는 선택된 햅틱 디스플레이 장치에 대한 예시이며, 햅틱 디스플레이 장치의 디스플레이부의 재질, 배치관계 및 질량에 따라 다른 범위의 1차 공진 주파수가 나타날 수 있고, 이 경우 상기한 삼각파형의 대칭비는 수정되어야 한다.
즉, 상기 진동기에 인가되는 입력 전압의 주파수의 파형의 대칭비는, 스펙트럼 분석시 디스플레이부 또는 디스플레이부 장치 계(System)의 1차 공진 주파수 영역의 성분이 나타나지 않는 모양에서 선택될 수 있는 것이다.
다만, 특정 파형을 가진 주파수에서 스펙트럼 분석시 1차 공진 주파수 영역보다 낮은 주파수에서 큰 크기를 가지고, 1차 공진 주파수 영역의 성분이 상대적으로 작은 크기를 나타낸다면 이러한 파형의 주파수는 입력 파형으로서 사용될 수 있다.
또한, 1차 공진 주파수 영역의 성분이 나타나지 않는 경우라면 삼각파형과 다른 형상의 주파수를 입력파형으로 선택할 수 있음은 물론이다.
상기한 바와 같이, 디스플레이부의 테두리부에 가진점을 형성하여, 이를 압전 빔 진동기를 통해 진동시키고, 각각 1차 공진 주파수 이하의 범위에서 가진 주파수를 조정하게 되면, 디스플레이부의 원하는 위치에 진동을 발생시킬 수 있고, 진동 위치를 조절할 수 있으며 또한 2개의 부위 이상의 부위에서 멀티진동도 발생시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 개념에 따른 압전 진동기를 구비한 햅틱 디스플레이 장치는 종래기술과 달리 디스플레이부의 대부분의 영역에 걸쳐서 원하는 위치에 진동을 발생시키거나 이동시킬 수 있어 사용자의 편의가 극대화되고 다양한 출력을 효과적으로 발생시킬 수 있는 이점을 가지게 된다.
다만, 본 발명의 실시예에서는 각각의 테두리의 중심에 가진 위치가 설정되도록 진동기가 배치되지만, 더욱 정밀한 진동위치 제어를 위해 각각의 테두리에 진동기가 2개 이상이 배치될 수도 있고, 테두리부보다 중심부에 인접한 부위에도 가진점이 형성될 수도 있음은 물론이다.
본 발명에서는 직사각 형상의 디스플레이부을 예로 설명하였지만, 상기한 바와 같이 상기 햅틱 디스플레이 장치나 디스플레이부 또는 스크린은 필요에 따라 다양한 형상으로 이루어질 수 있고, 적절한 위치에 진동기가 배치되고 개별 진동기의 주파수의 변화 및 상호간의 작용에 의하여 진동 위치를 제어할 수 있다. 또한, 본 발명의 개념에 따른 햅틱 디스플레이 장치는 다양한 종류의 영상이 표시되는 디스플레이부는 물론, 영상이 표시되지 않더라도 촉감을 제공하는 진동 패널도 본 발명의 권리범위에 포함되어야 하는 것으로 이해되어야 한다.
이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.
10...제1진동기 11...제1가진점
12...빔 13...압전 액추에이터
14...제1연결부재 20...제2진동기
21...제2가진점 22...빔
33...압전 액추에이터 24...제2연결부재
30...제3진동기 31...제3가진점
34...제3연결부재 40...제4진동기
41...제4가진점 44...제4연결부재
41...제1가진점 42...제2가진점
43...제3가진점 44...제4가진점
100...햅틱 디스플레이 장치 101...측면 이격부
102...상면 이격부 110...디스플레이부
111...제1테두리 112...제2테두리
113...제3테두리 114...제4테두리
120...하우징 121...제1지지부
122...제2지지부 123...제3지지부
124...제4지지부 130...진동 영역
131...진동 중심
12...빔 13...압전 액추에이터
14...제1연결부재 20...제2진동기
21...제2가진점 22...빔
33...압전 액추에이터 24...제2연결부재
30...제3진동기 31...제3가진점
34...제3연결부재 40...제4진동기
41...제4가진점 44...제4연결부재
41...제1가진점 42...제2가진점
43...제3가진점 44...제4가진점
100...햅틱 디스플레이 장치 101...측면 이격부
102...상면 이격부 110...디스플레이부
111...제1테두리 112...제2테두리
113...제3테두리 114...제4테두리
120...하우징 121...제1지지부
122...제2지지부 123...제3지지부
124...제4지지부 130...진동 영역
131...진동 중심
Claims (20)
- 상부 개구에 의해 내부공간이 형성된 하우징;
상기 하우징의 내부공간의 상부에 배치되며, 영상을 구현하고, 터치입력을 받는 디스플레이부; 및
상기 하우징의 내부공간에서 상기 디스플레이부의 아래측에 배치되는 복수의 압전진동기를 포함하고,
상기 디스플레이부는,
서로 경사지게 배치된 복수의 테두리부를 포함하고,
상기 복수의 압전진동기 각각은,
상기 복수의 테두리부 각각의 중심 또는 모서리와 연결되어 복수의 가진점을 형성하고,
상기 복수의 압전진동기에 인가되는 전압의 주파수는 상기 디스플레이부의 1차 공진 주파수 이하의 영역에서 조절되는 햅틱 디스플레이 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 압전진동기는 압전 빔 진동기로, 상기 테두리부를 따라 배치되는 햅틱 디스플레이 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 압전진동기와 상기 테두리부는 3개 이상인 햅틱 디스플레이 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 디스플레이부는 직사각의 평판 형상으로 상기 압전진동기와 상기 테두리부는 4개이고,
서로 경사지게 배치된 상기 복수의 테두리부의 경사각도는 90도인 햅틱 디스플레이 장치.
- 삭제
- 제2항에 있어서,
상기 하우징은,
상기 압전진동기의 단부를 지지하는 지지부를 포함하는 햅틱 디스플레이 장치.
- 제6항에 있어서,
상기 압전진동기의 일단부는 상기 지지부에 고정되고, 상기 압전진동기의 타단부는 상기 테두리부와 연결된 햅틱 디스플레이 장치.
- 제6항에 있어서,
상기 압전진동기의 양단부는 상기 지지부에 고정되고, 상기 압전진동기의 중심부는 상기 테두리부에 연결되는 햅틱 디스플레이 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 테두리부와 상기 압전진동기는 상하 방향으로 서로 이격되고,
상기 테두리부와 상기 압전진동기를 연결하는 연결부재를 더 포함하는 햅틱 디스플레이 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 압전진동기는 상기 하우징의 내측면과 이격되어 배치된 햅틱 디스플레이 장치.
- 삭제
- 제2항에 있어서,
상기 진동기에 인가되는 전압의 주파수는 삼각 파형인 햅틱 디스플레이 장치.
- 제12항에 있어서,
상기 삼각 파형의 대칭비는 스펙트럼 분석시 상기 디스플레이부의 1차 공진 주파수에 해당하는 주파수 성분이 나타나지 않는 모양에서 선택되는 햅틱 디스플레이 장치.
- 터치방식으로 명령을 입력하고 윗면에서 진동을 감각할 수 있는 패널; 및
상기 패널의 하부에 배치되는 복수의 압전진동기를 포함하고,
상기 패널은,
서로 경사지게 배치된 복수의 테두리부를 포함하고,
상기 복수의 압전진동기 각각은,
상기 복수의 테두리부 각각의 중심 또는 모서리와 연결되어 복수의 가진점을 형성하고,
상기 복수의 압전진동기에 인가되는 전압의 주파수는 상기 패널의 1차 공진 주파수 이하의 영역에서 조절되는 진동 패널.
- 제14항에 있어서,
상기 압전진동기는 압전 빔 진동기인 진동 패널.
- 제15항에 있어서,
상기 패널의 테두리부를 지지하고, 내부에 상기 진동기를 수용하는 하우징을 더 포함하고,
상기 하우징은 상기 압전진동기의 일단 또는 양단을 지지하는 진동 패널.
- 제15항에 있어서,
상기 압전진동기는 상기 테두리부를 따라 배치되는 진동 패널.
- 제15항에 있어서,
상기 테두리부와 상기 압전진동기는 상하 방향으로 서로 이격되고,
상기 테두리부와 상기 압전진동기를 연결하는 연결부재를 더 포함하는 진동 패널.
- 제16항에 있어서,
상기 압전진동기는 상기 하우징의 내측면과 이격되어 배치된 진동 패널.
- 삭제
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100137089A KR101801389B1 (ko) | 2010-12-28 | 2010-12-28 | 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치 및 진동 패널 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100137089A KR101801389B1 (ko) | 2010-12-28 | 2010-12-28 | 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치 및 진동 패널 |
Publications (2)
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|---|---|
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Family
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020100137089A KR101801389B1 (ko) | 2010-12-28 | 2010-12-28 | 복수의 가진점을 갖는 햅틱 디스플레이 장치 및 진동 패널 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101801389B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11432059B2 (en) | 2019-06-19 | 2022-08-30 | Samsung Display Co., Ltd. | Display device and sound providing method |
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|---|---|---|---|---|
| US10845877B2 (en) | 2015-04-27 | 2020-11-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method of forming localized vibration field, and method of disposing exciters |
| KR102631306B1 (ko) * | 2015-04-27 | 2024-01-30 | 삼성전자주식회사 | 국소 진동장 형성 장치 및 방법과, 가진기 배치 방법 |
| KR102449879B1 (ko) | 2015-12-02 | 2022-10-05 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 장치 및 그 구동 방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008123453A (ja) * | 2006-11-15 | 2008-05-29 | Sony Corp | 基板支持振動構造、触覚機能付きの入力装置及び電子機器 |
-
2010
- 2010-12-28 KR KR1020100137089A patent/KR101801389B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008123453A (ja) * | 2006-11-15 | 2008-05-29 | Sony Corp | 基板支持振動構造、触覚機能付きの入力装置及び電子機器 |
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| US11432059B2 (en) | 2019-06-19 | 2022-08-30 | Samsung Display Co., Ltd. | Display device and sound providing method |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20120075064A (ko) | 2012-07-06 |
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