KR101860045B1 - Fibers for haptic feedback, textile and wearable device using the same - Google Patents

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KR101860045B1 KR1020170017701A KR20170017701A KR101860045B1 KR 101860045 B1 KR101860045 B1 KR 101860045B1 KR 1020170017701 A KR1020170017701 A KR 1020170017701A KR 20170017701 A KR20170017701 A KR 20170017701A KR 101860045 B1 KR101860045 B1 KR 101860045B1
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최승태
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중앙대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a haptic feedback fiber, and a textile and a wearable device using the same. According to the present invention, the haptic feedback fiber comprises: a core fiber having a first electrode to cover an outer surface thereof; and a vibrating fiber intermittently coming in contact with the outer surface of the core fiber and having a second electrode provided on an inner surface of the vibrating fiber. Moreover, piezoelectric polymers are disposed on an outer surface of the first electrode or an inner surface of the second electrode so as to generate fretting vibration when the piezoelectric polymers are coming in close contact with the first and second electrodes, facing each other.

Description

햅틱 피드백 섬유체, 이를 이용한 직물 및 웨어러블 디바이스{Fibers for haptic feedback, textile and wearable device using the same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a haptic feedback fiber body, a fabric and a wearable device using the haptic feedback fiber body,

본 발명은 햅틱 피드백 섬유체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨어러블 디바이스의 제조에 이용되는 햅틱 피드백 섬유체 및 직물에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a haptic feedback fiber body, and more particularly, to a haptic feedback fiber body and a fabric used for manufacturing a wearable device.

스마트웨어(smart wear)와 같은 웨어러블 디바이스(wearable device)는 신기술을 결합해 전통적 의복의 개념을 탈피한 신개념의 미래형 의류이다. 스마트웨어는 정보기술(IT), 생명공학(BT), 극소나노단위(nano scale)의 생산기술, 친환경소재(ET) 등 신기술을 결합해 전통적 섬유나 의복의 개념을 벗어난 미래형 의류이다. A wearable device such as smart wear is a new concept of futuristic garment that combines new technology and breaks the concept of traditional clothing. SmartWare is a futuristic garment that is out of the traditional textile and garment concept by combining new technology such as information technology (IT), biotechnology (BT), micro nano scale production technology and environment friendly material (ET).

이러한 스마트웨어는 반도체칩이나 센서, 디지털 기기의 초소형화 및 초경량화가 필수적이며, 외부의 자극을 감지하고 스스로 반응하는 섬유 소재의 기능성과 의복 및 직물 자체가 갖지 못한 기계적 기능을 결합하는 등 새로운 개념이 도입되고 있다. Such smartware is required to be miniaturized and lightweight of semiconductor chips, sensors and digital devices, and it is necessary to detect the external stimuli and to combine the functionalities of the self-reactive textile material with the mechanical functions that the fabric itself does not have. Has been introduced.

한편, 촉각적 피드백 방식인 햅틱 피드백(haptic feedback)은 각종 그래픽 환경에서 발생하는 이벤트 또는 상호 작용을 근거로 하여 사용자에게 물리적 힘(force)을 출력하는 방식으로서, 터치 스크린에 터치가 감지되면 진동을 가하여 사용자에게 햅틱 느낌을 전달한다.On the other hand, haptic feedback, which is a tactile feedback method, is a method of outputting a physical force to a user on the basis of an event or an interaction occurring in various graphic environments. When a touch is detected on a touch screen, And transmits a haptic feeling to the user.

이러한 햅틱 피드백 방식은 주로 휴대용 전자기기의 터치 스크린 등에만 사용되고 있어 상술한 스마트웨어와 같은 웨어러블 디바이스에도 사용자에게 햅틱 피드백을 제공할 수 있는 기술의 개발이 필요한 실정이다. Since such a haptic feedback method is mainly used only for a touch screen of a portable electronic device, it is necessary to develop a technique capable of providing haptic feedback to a wearable device such as the smart wearer.

대한민국 공개특허공보 제10-2016-0066298호(2016.06.10. 공개)Korean Patent Publication No. 10-2016-0066298 (published on June 10, 2016)

본 발명은 압전 고분자 소재를 섬유체에 이용하여 직물, 웨어러블 디바이스에 적용함으로써, 햅틱 피드백 기능을 구현할 수 있는 햅틱 피드백 섬유체, 이를 이용한 직물 및 웨어러블 디바이스를 제공하는 것이다.The present invention provides a haptic feedback fiber body capable of realizing a haptic feedback function by applying a piezoelectric polymer material to a fabric and a wearable device, and to provide a fabric and a wearable device using the same.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 의한 햅틱 피드백 섬유체는 외면을 감싸도록 제1 전극이 구비되는 코어 섬유; 및 상기 코어 섬유의 외면과 간헐적으로 접촉하도록 구비되고, 내면에 제2 전극이 구비되는 진동 섬유를 포함하고, 상기 제1 전극의 외면 또는 상기 제2 전극의 내면에는 압전 고분자가 구비되어, 상기 압전 고분자가 대향되게 배치된 상기 제1 전극 또는 제2 전극과 밀착될 때 프레팅 바이브레이션이 발생할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a haptic feedback fiber body according to the present invention includes a core fiber having a first electrode to surround an outer surface thereof; And an oscillating fiber provided on the inner surface so as to intermittently contact the outer surface of the core fiber and having a second electrode, wherein the piezoelectric polymer is provided on the outer surface of the first electrode or on the inner surface of the second electrode, Fretting vibration may occur when the polymer is in close contact with the first electrode or the second electrode disposed opposite to each other.

상기 코어 섬유와 상기 진동 섬유의 사이에 간극을 형성하도록 상기 코어 섬유의 외면에 감아지는 스페이서 섬유를 더 포함할 수 있다. And a spacer fiber wound around an outer surface of the core fiber to form a gap between the core fiber and the vibration fiber.

상기 스페이서 섬유는 상기 코어 섬유의 외면을 나선형상으로 감싸도록 구비될 수 있다. The spacer fibers may be provided to spirally cover the outer surface of the core fibers.

상기 진동 섬유는 상기 스페이서 섬유가 감아진 코어 섬유의 외면에 적어도 하나 이상이 상기 코어 섬유의 길이방향을 따라 구비될 수 있다.The vibrating fibers may be provided on the outer surface of the core fiber on which the spacer fibers are wound, along at least one longitudinal direction of the core fibers.

상기 진동 섬유가 상기 코어 섬유의 외면에 고정되도록 상기 코어 섬유에 감아지는 고정 섬유를 더 포함할 수 있다. And a fixed fiber wound around the core fiber so that the vibrating fiber is fixed to the outer surface of the core fiber.

상기 고정 섬유는 상기 코어 섬유의 외면을 나선형상으로 감싸도록 구비되는데, 상기 스페이서 섬유가 감겨진 나선형상의 사이를 지나가도록 구비될 수 있다. The fixed fibers are provided to surround the outer surface of the core fibers in a spiral shape, and the spacer fibers may be provided so as to pass between the spiral shapes wound around the core fibers.

상기 스페이서 섬유 및 고정 섬유는 부도체일 수 있다.The spacer fibers and the fixing fibers may be non-conductive.

상기 진동 섬유와 스페이서 섬유는 상기 코어 섬유의 외면을 나선형상으로 감싸도록 구비되는데, 상기 진동 섬유와 스페이서 섬유는 서로 대각방향으로 교차되고 상기 스페이서 섬유는 상기 코어 섬유의 외면과 진동 섬유의 사이에 위치되도록 구비될 수 있다. Wherein the vibrating fiber and the spacer fiber are provided so as to surround the outer surface of the core fiber in a spiral shape, wherein the vibrating fiber and the spacer fiber intersect each other in a diagonal direction, and the spacer fiber is positioned between the outer surface of the core fiber and the vibrating fiber Respectively.

상기 압전 고분자는 PVDF 기반의 강유전 고분자 또는 완화형 강유전 고분자일 수 있다. The piezoelectric polymer may be a PVDF-based ferroelectric polymer or a relaxed ferroelectric polymer.

상기 PVDF 기반의 강유전 고분자는 P(VDF-TrFE)이고, 상기 완화형 강유전 고분자는 P(VDF-TrFE-CFE) 또는 P(VDFTrFE-CTFE)일 수 있다. The PVDF-based ferroelectric polymer may be P (VDF-TrFE) and the relaxed ferroelectric polymer may be P (VDF-TrFE-CFE) or P (VDFTrFE-CTFE).

상기 햅틱 피드백 섬유체로 직조된 햅틱 피드백 직물을 제공할 수 있다.Thereby providing a haptic feedback fabric woven with the haptic feedback fibrous body.

상기 햅틱 피드백 직물을 이용하여 제조된 웨어러블 디바이스를 제공할 수 있다. The wearable device fabricated using the haptic feedback fabric can be provided.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 압전 고분자 소재를 섬유체에 이용하여 직물, 웨어러블 디바이스에 적용함으로써, 햅틱 피드백 기능을 구현할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a haptic feedback function can be realized by applying a piezoelectric polymer material to a fabric and a wearable device by using the piezoelectric polymer material.

또한, 다양한 형태의 섬유 조합을 적용한 햅틱 피드백 섬유체를 제공함으로써, 사용자가 직물, 웨어러블 디바이스를 이용하면서 촉감을 느낄 수 있다. Further, by providing a haptic feedback fiber body to which various types of fiber combinations are applied, a user can feel a touch while using a fabric or a wearable device.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 피드백 섬유체의 일부를 보인 도면.
도 2는 도 1에 도시된 코어 섬유의 단면도.
도 3은 도 2에 도시된 예의 다른 예를 보인 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 햅틱 피드백 섬유체의 일부를 보인 도면.
도 5는 도 4에 도시된 코어 섬유의 단면도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 햅틱 피드백 섬유체의 일부를 보인 도면.
도 7은 도 5의 선 Ⅰ-Ⅰ에 따른 단면도.1 illustrates a portion of a haptic feedback fibrous body according to one embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of the core fiber shown in Fig.
3 is a cross-sectional view showing another example of the example shown in Fig.
4 illustrates a portion of a haptic feedback fibrous body according to another embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of the core fiber shown in Fig.
6 illustrates a portion of a haptic feedback fibrous body according to another embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view taken along the line I-I in Fig.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated and described in the drawings. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만,상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

이하, 본 발명에 의한 햅틱 피드백 섬유체, 이를 이용한 직물 및 웨어러블 디바이스의 일 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, an embodiment of a haptic feedback fiber body according to the present invention, a fabric using the same, and a wearable device using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, And a detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 피드백 섬유체의 일부를 보인 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 코어 섬유의 단면도이다.FIG. 1 is a view showing a part of a haptic feedback fiber body according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the core fiber shown in FIG.

이에 도시된 바에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 피드백 섬유체는 외면을 감싸도록 제1 전극(14)이 구비되는 코어 섬유(10); 및 상기 코어 섬유(10)의 외면과 간헐적으로 접촉하도록 구비되고, 내면에 제2 전극(22)이 구비되는 진동 섬유(20)를 포함하고, 상기 제1 전극(14)의 외면 또는 상기 제2 전극(22)의 내면에는 압전 고분자(16)가 구비되어, 상기 압전 고분자(16)가 대향되게 배치된 상기 제1 전극(14) 또는 제2 전극(22)과 밀착될 때 프레팅 바이브레이션이 발생할 수 있다. According to the present invention, the haptic feedback fiber body according to an embodiment of the present invention includes a core fiber 10 having a first electrode 14 to surround an outer surface thereof; And an oscillating fiber (20) provided so as to intermittently contact the outer surface of the core fiber (10) and having a second electrode (22) on the inner surface, wherein the outer surface of the first electrode (14) The piezoelectric polymer 16 is provided on the inner surface of the electrode 22 so that when the piezoelectric polymer 16 is brought into close contact with the first electrode 14 or the second electrode 22 disposed opposite to each other, .

코어 섬유(10)는 도 2에 잘 도시된 바와 같이, 중심부(12)와, 상기 중심부(12)의 외면을 감싸는 제1 전극(14)과, 상기 제1 전극(14)을 감싸는 압전 고분자(16)를 포함한다. 압전 고분자(16)는 본 실시예에서 제1 전극(14)의 외면에 구비되는 것으로 설명하였으나, 반드시 제1 전극(14)의 외면에 구비되어야 하는 것은 아니고 제2 전극(22) 쪽에 구비될 수도 있다. 이에 대해서는 이하의 다른 실시예를 설명할 때 상세하게 설명하기로 한다. 상기 코어 섬유(10)는 섬유 한가닥으로 이루어지며, 이하에서 설명할 진동 섬유(20), 스페이서 섬유(30), 고정 섬유(40)와 함께 하나의 섬유체를 형성하게 된다.2, the core fiber 10 includes a central portion 12, a first electrode 14 surrounding the outer surface of the central portion 12, and a piezoelectric polymer (not shown) surrounding the first electrode 14 16). Although the piezoelectric polymer 16 is provided on the outer surface of the first electrode 14 in the present embodiment, the piezoelectric polymer 16 may not necessarily be provided on the outer surface of the first electrode 14, have. This will be described in detail in the following description of another embodiment. The core fiber 10 is composed of a single fiber and forms a single fiber body together with the vibration fiber 20, the spacer fiber 30 and the stationary fiber 40 to be described below.

본 실시예에서 코어 섬유(10)의 외면에는 내면에 제2 전극(22)이 구비된 진동 섬유(20)가 간헐적으로 접촉하도록 구비된다. 진동 섬유(20)가 코어 섬유(10)와 접촉하여 밀착되는 부분에서는 프레팅 바이브레이션(fretting vibration)이 발생하게 되는데, 이는 사용자가 실질적으로 햅틱 피드백을 느끼는 부분이다.In the present embodiment, the outer surface of the core fiber 10 is provided so that the vibrating fiber 20 having the second electrode 22 on its inner surface is intermittently contacted. Fretting vibration occurs in the portion where the vibration fibers 20 are in contact with the core fibers 10 and is in close contact with each other, which is a part where the user substantially feels the haptic feedback.

진동 섬유(20)가 코어 섬유(10)와 전면에 걸쳐 접촉을 하게 되면 섬유체 전체에서 진동이 발생하게 되므로, 사용자는 터치한 영역에서만의 국부적 진동을 느낄 수 없게 된다. 따라서, 본 실시예에서는 사용자가 햅틱 피드백 기능을 직관적으로 느낄 수 있도록 진동 섬유(20)가 코어 섬유(10)의 외면에 간헐적으로 접촉하도록 구성한 것이다. 진동 섬유(20)가 코어 섬유(10)의 외면과 간헐적으로 접촉하는 예는 다양하게 제시될 수 있으며, 이하에서 설명할 실시예들에 제한되지는 않는다. 즉, 진동 섬유(20)가 코어 섬유(10)의 외면과 간헐적으로 접촉하여 사용자가 원하는 영역에서 햅틱 피드백을 느낄 수 있다면 다양한 실시예들이 제시될 수 있다. When the vibrating fiber 20 makes contact with the core fiber 10 over the entire surface, vibration occurs in the entire fiber body, so that the user can not feel the local vibration only in the touched area. Therefore, in the present embodiment, the vibration fiber 20 is intermittently contacted to the outer surface of the core fiber 10 so that the user can intuitively feel the haptic feedback function. Examples in which the vibrating fiber 20 intermittently contacts the outer surface of the core fiber 10 can be variously suggested and are not limited to the embodiments described below. That is, various embodiments may be suggested if the vibrating fiber 20 intermittently contacts the outer surface of the core fiber 10 so that the user can feel the haptic feedback in the desired area.

도 1 및 도 2를 참조하면, 진동 섬유(20)는 적어도 하나 이상이 코어 섬유(10)의 길이방향을 따라 배치되고, 코어 섬유(10)와 진동 섬유(20)의 사이에는 간극을 형성하도록 스페이서 섬유(30)가 감아짐으로써, 코어 섬유(10)의 외면과 진동 섬유(20)가 간헐적으로 접촉되게 한다. 스페이서 섬유(30)는 진동 섬유(20)가 코어 섬유(10)의 길이방향을 따라 일정한 간격으로 코어 섬유(10)의 외면과 접촉하도록 하는 역할을 한다. 다시 말해, 스페이서 섬유(30)는 일정한 간격으로 코어 섬유(10)와 진동 섬유(20)의 사이에 배치되어 일정 간격으로 코어 섬유(10)의 외면과 진동 섬유(20)가 직접 접촉하지 않도록 한다. 1 and 2, at least one of the vibrating fibers 20 is disposed along the longitudinal direction of the core fibers 10, and a gap is formed between the core fibers 10 and the vibrating fibers 20 The spacer fibers 30 are wound so that the outer surface of the core fibers 10 and the vibration fibers 20 are intermittently brought into contact with each other. The spacer fibers 30 serve to bring the vibrating fibers 20 into contact with the outer surface of the core fibers 10 at regular intervals along the longitudinal direction of the core fibers 10. [ In other words, the spacer fibers 30 are disposed between the core fibers 10 and the vibration fibers 20 at regular intervals so that the outer surfaces of the core fibers 10 and the vibration fibers 20 are not in direct contact with each other at regular intervals .

이를 위해 도 1에서는 스페이서 섬유(30)가 코어 섬유(10)의 외면을 나선형상(helical shape)으로 감싸도록 구비된다. 그리고, 진동 섬유(20)는 스페이서 섬유(30)가 감아진 코어 섬유(10)의 길이방향을 따라 적어도 하나 이상이 원주방향으로 배치될 수 있다. 이 상태가 되면, 진동 섬유(20)는 나선형상으로 감아진 스페이서 섬유(30)로 인하여 일정한 간격으로 코어 섬유(10)의 외면과 접촉하게 되므로, 상술한 간헐적인 접촉이 이루어질 수 있다. 1, the spacer fibers 30 are provided to surround the outer surface of the core fibers 10 in a helical shape. At least one or more of the vibration fibers 20 may be disposed in the circumferential direction along the longitudinal direction of the core fiber 10 wound with the spacer fibers 30. In this state, the vibration fibers 20 come into contact with the outer surface of the core fibers 10 at regular intervals due to the spirally wound spacer fibers 30, so that the intermittent contact described above can be made.

한편, 도 2에서는 코어 섬유(10)가 중심부(12) 및 중심부(12)의 외면을 감싸는 제1 전극(14)을 포함하는 것으로 도시하였으나, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 전극(14)이 코어 섬유(10)의 중심 전체를 차지하도록 구성될 수도 있다. 2, the core fibers 10 include the first electrode 14 surrounding the central portion 12 and the outer surface of the central portion 12. However, as shown in FIG. 3, the first electrode 14, May occupy the entire center of the core fiber 10.

다음으로, 진동 섬유(20)의 고정을 위해 코어 섬유(10)의 외면에 고정 섬유(40)가 감아진다. 고정 섬유(40) 또한 코어 섬유(10)의 외면을 나선형상으로 감싸도록 구비되는데, 스페이서 섬유(30)와 중첩되지 않도록 스페이서 섬유(30)가 감겨진 나선형상의 사이를 지나가도록 구비된다. 즉, 도 1에서 가운데 부분에 감겨진 스페이서 섬유(30)의 상부 및 하부를 지나가도록 고정 섬유(40)가 감겨지고, 고정 섬유(40)의 상부 및 하부로는 스페이서 섬유(30)가 지나가도록 감아지는 것이다. Next, the fixing fibers 40 are wound around the outer surface of the core fiber 10 for fixing the vibration fiber 20. The fixed fibers 40 are also provided to spirally cover the outer surface of the core fibers 10 so as to pass between the spiral shapes in which the spacer fibers 30 are wound so as not to overlap with the spacer fibers 30. That is, the fixed fibers 40 are wound so as to pass over the upper and lower portions of the spacer fibers 30 wound around the center portion in FIG. 1, and the spacer fibers 30 are passed through the upper and lower portions of the fixed fibers 40 It is wrapped.

이와 같이 고정 섬유(40)는 진동 섬유(20)를 코어 섬유(10)에 고정시킴과 동시에 진동 섬유(20)가 코어 섬유(10)의 외면에 밀착될 수 있도록 하여 프레팅 바이브레이션이 잘 발생하도록 한다. As described above, the fixed fibers 40 fix the vibration fibers 20 to the core fibers 10 and allow the vibration fibers 20 to adhere to the outer surface of the core fibers 10, do.

고정 섬유(40)가 진동 섬유(20)를 코어 섬유(10)에 밀착하여 접촉시키면 코어 섬유(10)의 최외곽에 구비된 압전 고분자(16)가 제2 전극(22)과 접촉한 상태가 된다. 이 상태에서 제1 전극(14) 및 제2 전극(22)에 전기적 에너지가 인가되면, 인가된 전기적 에너지는 압전 고분자(16)에서 기계적 진동 에너지로 변환되어 햅틱 피드백 기능을 구현한다. When the fixed fibers 40 are in contact with the core fibers 10 in contact with the vibrating fibers 20, the piezoelectric polymer 16 provided at the outermost portion of the core fibers 10 is in contact with the second electrodes 22 do. In this state, when electrical energy is applied to the first electrode 14 and the second electrode 22, the applied electrical energy is converted into mechanical vibration energy in the piezoelectric polymer 16 to realize a haptic feedback function.

한편, 이상에서 설명한 스페이서 섬유(30) 및 고정 섬유(40)는 부도체로 만들어진다. 스페이서 섬유(30) 및 고정 섬유(40)는 진동 섬유(20)의 간헐적 접촉 및 고정을 위해 구비되는 것이므로, 전도성이 있게 되면 햅틱 피드백 기능을 정확하게 구현할 수 없기 때문에 부도체로 만들어지는 것이 바람직하다. On the other hand, the spacer fibers 30 and the fixed fibers 40 described above are made of non-conductive materials. Since the spacer fibers 30 and the fixed fibers 40 are provided for intermittent contact and fixing of the vibrating fibers 20, it is preferable that the spacer fibers 30 and the fixed fibers 40 are made of nonconductive materials because the haptic feedback function can not be accurately realized when the vibrating fibers 20 are conductive.

압전 고분자(16)는 PVDF 기반의 강유전 고분자(예: P(VDF-TrFE)) 또는 완화형 강유전 고분자(예: P(VDF-TrFECFE) 또는 P(VDF-TrFE-CTFE))를 사용할 수 있다.The piezoelectric polymer 16 may be a PVDF-based ferroelectric polymer such as P (VDF-TrFE) or a relaxed ferroelectric polymer such as P (VDF-TrFECFE) or P (VDF-TrFE-CTFE).

참고로, P(VDF-TrFE)는 PVDF 기반의 고분자 중에서 두 개의 단분자 VDF (vinylidene fluoride)와 TrFE(trifluoroethylene)의 조합으로 구성되며, 다른 압전 고분자보다 높은 압전 특성을 보여주어 널리 사용되고 있는 압전 고분자 중의 하나로 알려져 있다.For reference, P (VDF-TrFE) is composed of a combination of two unidirectional molecules VDF (vinylidene fluoride) and TrFE (trifluoroethylene) among PVDF-based polymers, and has a piezoelectric characteristic higher than that of other piezoelectric polymers. Is known as one of.

완화형 강유전 고분자인 P(VDF-TrFE-CFE) [poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylenechlorofluoroethylene)] 또는 P(VDF-TrFE-CTFE) [poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylenechlorotrifluoroethylene)] 고분자는 150 V/μm 정도의 electric field 하에서 최대 5~7 % 수준의 strain을 발생하는 매우 유망한 재료로 알려져 있다.(VDF-TrFE-CFE) [poly (vinylidene fluoride-trifluoroethylenechlorofluoroethylene)] or P (VDF-TrFE-CTFE) It is known to be a very promising material that generates a strain of up to 5 ~ 7% under the condition of.

한편, 이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 햅틱 피드백 섬유체에 대하여 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다. Hereinafter, a haptic feedback fiber body according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 햅틱 피드백 섬유체의 일부를 보인 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 코어 섬유의 단면도이다.FIG. 4 is a view showing a part of the haptic feedback fiber body according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the core fiber shown in FIG.

이에 도시된 바에 따르면, 본 실시예는 상술한 실시예와 거의 유사한 구성을 가진다. 다만, 본 실시예에서는 압전 고분자(24)가 제1 전극(14)의 외면에 구비되지 않고 제2 전극(22)의 내면에 구비된다. 즉, 압전 고분자(24)가 코어 섬유(10) 쪽에 구비되지 않고 진동 섬유(20) 쪽에 구비되는 것이다. As shown, the present embodiment has a configuration substantially similar to that of the above-described embodiment. However, in this embodiment, the piezoelectric polymer 24 is not provided on the outer surface of the first electrode 14 but is provided on the inner surface of the second electrode 22. That is, the piezoelectric polymer 24 is not provided on the core fiber 10 side but on the side of the vibration fiber 20.

압전 고분자(24)는 대향하는 2개의 전극 사이에 배치되어 서로 접촉이 되면 전기적 에너지가 가해질 때 프레팅 바이브레이션을 발생시켜 햅틱 피드백 기능을 구현한다. 따라서, 압전 고분자(24)는 대향하는 제1 전극(14) 또는 제2 전극(22) 중 어느 한 쪽에 구비되기만 하면 서로 밀착된 상태에서 기계적 진동을 발생시킬 수 있는 것이다. The piezoelectric polymer 24 is disposed between two opposing electrodes and when contacted with each other, generates fretting vibration when electrical energy is applied to implement a haptic feedback function. Therefore, the piezoelectric polymer 24 can generate mechanical vibration in a state in which the piezoelectric polymer 24 is in close contact with the first electrode 14 or the second electrode 22, provided that the piezoelectric polymer 24 is provided on either one of the opposing first electrode 14 or the second electrode 22.

한편, 이하에서는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 햅틱 피드백 섬유체에 대하여 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다. Hereinafter, a haptic feedback fiber according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 햅틱 피드백 섬유체의 일부를 보인 도면이고, 도 7은 도 6의 선 Ⅰ-Ⅰ에 따른 단면도이다.FIG. 6 is a view showing a part of a haptic feedback fiber body according to another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a sectional view taken along the line I-I in FIG.

이에 도시된 바에 따르면, 본 실시예에서는 코어 섬유(10)의 외면에 진동 섬유(20)와 스페이서 섬유(30)가 각각 나선형상으로 감싸도록 구비된다. 즉, 상술한 실시예들에서는 진동 섬유(20)가 코어 섬유(10)의 외면에 길이방향으로 적어도 하나 이상이 배치되어 구비되도록 하였으나, 본 실시예에서는 진동 섬유(20)가 스페이서 섬유(30)와 같이 코어 섬유(10)의 외면에 나선형상으로 감싸도록 하였다. In this embodiment, the vibration fibers 20 and the spacer fibers 30 are provided on the outer surface of the core fiber 10 so as to surround the core fibers 10 in a spiral shape. That is, in the above-described embodiments, at least one or more vibrational fibers 20 are arranged on the outer surface of the core fibers 10 in the longitudinal direction. However, in the present embodiment, So that the outer surface of the core fiber 10 is helically wrapped.

이와 같이 진동 섬유(20)와 스페이서 섬유(30)가 감겨질 때 각각이 동일한 방향으로 감기지 않고, 서로 대각방향으로 교차된다. 즉, 정면에서 보았을 때 도 5에서와 같이 엑스자 형태로 진동 섬유(20)와 스페이서 섬유(30)가 서로 교차하면서 감아진다. 이때, 진동 섬유(20)와 스페이서 섬유(30)가 교차하는 부분에서는 스페이서 섬유(30)가 코어 섬유(10)의 외면과 진동 섬유(20)의 사이에 위치하도록 구비된다. 이와 같이 되면 스페이서 섬유(30)에 의해 코어 섬유(10)와 진동 섬유(20) 간에 간극이 생기게 된다. When the vibrating fibers 20 and the spacer fibers 30 are wound as described above, they are not wound in the same direction but cross each other in the diagonal direction. That is, when viewed from the front, the vibrating fibers 20 and the spacer fibers 30 are wound in an X-shaped crossing manner as shown in FIG. At this point, the spacer fibers 30 are provided so as to be positioned between the outer surface of the core fibers 10 and the vibration fibers 20 at the portions where the vibration fibers 20 and the spacer fibers 30 intersect. As a result, a gap is created between the core fibers 10 and the vibration fibers 20 by the spacer fibers 30.

본 도면에서는 진동 섬유(20)가 코어 섬유(10)의 외면 중 한 부분에서만 접촉을 하는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니고 코어 섬유(10)의 외면 여러 부분에 진동 섬유(20)가 밀착되도록 구성될 수도 있다. Although the vibration fibers 20 are illustrated as being in contact with only one portion of the outer surface of the core fibers 10 in the figure, the present invention is not limited thereto, and the vibration fibers 20 may be attached to various portions of the outer surface of the core fibers 10 .

이상에서 살펴본 실시예들은 결국 진동 섬유(20)가 코어 섬유(10)의 외면과 간헐적으로 접촉하는 구성의 일 예로서 제시된 것에 불과하며, 진동 섬유(20)가 코어 섬유(10)의 외면과 간헐적으로 접촉할 수 있는 구성이라면 어떠한 실시예도 채용될 수 있다. The embodiments described above are merely given as an example of a configuration in which the vibration fibers 20 are intermittently in contact with the outer surface of the core fibers 10 and the vibration fibers 20 are intermittently contacted with the outer surfaces of the core fibers 10. [ But any embodiment can be employed as long as the structure can be contacted.

한편, 상술한 햅틱 피드백 섬유체를 이용하여 햅틱 피드백 직물을 직조할 수 있다. 또한, 이와 같이 직조된 햅틱 피드백 직물은 웨어러블 디바이스를 제조하는 데에 이용할 수 있다. On the other hand, the haptic feedback fabric can be woven using the haptic feedback fibrous body described above. Such woven haptic feedback fabrics can also be used to fabricate wearable devices.

상기에서는 본 발명의 특정의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.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 or scope of the present invention as set forth in the following claims It will be understood that the invention may be modified and varied without departing from the scope of the invention.

10 : 코어 섬유 12 : 중심부
14 : 제1 전극 16 : 압전 고분자
20 : 진동 섬유 22 : 제2 전극
24 : 압전 고분자 30 : 스페이서 섬유
40 : 고정 섬유10: core fiber 12: center
14: first electrode 16: piezoelectric polymer
20: Vibrating fiber 22: Second electrode
24: Piezoelectric polymer 30: Spacer fiber
40: Fixed fiber

Claims (12)

외면을 감싸도록 제1 전극이 구비되는 코어 섬유;
상기 코어 섬유의 외면과 간헐적으로 접촉하도록 구비되고, 상기 코어 섬유의 길이방향을 따라 배치되며, 내면에 제2 전극이 구비되는 진동 섬유; 및
상기 코어 섬유와 상기 진동 섬유의 사이에 간극을 형성하도록 상기 코어 섬유의 외면에 감아지는 스페이서 섬유를 포함하고,
상기 제1 전극의 외면 또는 상기 제2 전극의 내면에는 압전 고분자가 구비되어, 상기 압전 고분자가 대향되게 배치된 상기 제1 전극 또는 제2 전극과 밀착될 때 프레팅 바이브레이션이 발생하는 것을 특징으로 하는 햅틱 피드백 섬유체.A core fiber having a first electrode to surround the outer surface;
An oscillating fiber provided so as to intermittently contact with an outer surface of the core fiber and disposed along a longitudinal direction of the core fiber and having a second electrode on an inner surface thereof; And
And a spacer fiber wound around an outer surface of the core fiber to form a gap between the core fiber and the vibration fiber,
Wherein the piezoelectric polymer is provided on the outer surface of the first electrode or the inner surface of the second electrode and fretting vibration occurs when the piezoelectric polymer is in close contact with the first electrode or the second electrode arranged to face each other Haptic Feedback Fibers. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 스페이서 섬유는 상기 코어 섬유의 외면을 나선형상으로 감싸도록 구비되는 것을 특징으로 하는 햅틱 피드백 섬유체. The method according to claim 1,
Wherein the spacer fibers are provided to spirally surround the outer surface of the core fibers. 제 3 항에 있어서,
상기 진동 섬유는 상기 스페이서 섬유가 감아진 코어 섬유의 외면에 적어도 하나 이상이 상기 코어 섬유의 길이방향을 따라 구비되는 것을 특징으로 하는 햅틱 피드백 섬유체. The method of claim 3,
Wherein the vibrating fibers are provided on at least one outer surface of the core fiber around which the spacer fibers are wound, along the longitudinal direction of the core fibers. 제 4 항에 있어서,
상기 진동 섬유가 상기 코어 섬유의 외면에 고정되도록 상기 코어 섬유에 감아지는 고정 섬유를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 피드백 섬유체. 5. The method of claim 4,
Further comprising a fixing fiber wound around the core fiber so that the vibration fiber is fixed to the outer surface of the core fiber. 제 5 항에 있어서,
상기 고정 섬유는 상기 코어 섬유의 외면을 나선형상으로 감싸도록 구비되는데, 상기 스페이서 섬유가 감겨진 나선형상의 사이를 지나가도록 구비되는 것을 특징으로 하는 햅틱 피드백 섬유체.6. The method of claim 5,
Wherein the fixed fibers are provided so as to surround the outer surface of the core fibers in a spiral shape, and the spacer fibers are provided so as to pass between spiral shapes wound with the spacer fibers. 제 5 항에 있어서,
상기 스페이서 섬유 및 고정 섬유는 부도체인 것을 특징으로 하는 햅틱 피드백 섬유체.6. The method of claim 5,
Wherein the spacer fibers and the fixed fibers are nonconductive. 제 5 항에 있어서,
상기 진동 섬유와 스페이서 섬유는 상기 코어 섬유의 외면을 나선형상으로 감싸도록 구비되는데, 상기 진동 섬유와 스페이서 섬유는 서로 대각방향으로 교차되고 상기 스페이서 섬유는 상기 코어 섬유의 외면과 진동 섬유의 사이에 위치되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 햅틱 피드백 섬유체.6. The method of claim 5,
Wherein the vibrating fiber and the spacer fiber are provided so as to surround the outer surface of the core fiber in a spiral shape, wherein the vibrating fiber and the spacer fiber intersect each other in a diagonal direction, and the spacer fiber is positioned between the outer surface of the core fiber and the vibrating fiber And wherein the haptic feedback fiber body is provided with a haptic feedback fiber body. 제 1 항에 있어서,
상기 압전 고분자는 PVDF 기반의 강유전 고분자 또는 완화형 강유전 고분자인 것을 특징으로 하는 햅틱 피드백 섬유체.The method according to claim 1,
Wherein the piezoelectric polymer is a PVDF-based ferroelectric polymer or a relaxed ferroelectric polymer. 제 9 항에 있어서,
상기 PVDF 기반의 강유전 고분자는 P(VDF-TrFE)이고, 상기 완화형 강유전 고분자는 P(VDF-TrFE-CFE) 또는 P(VDFTrFE-CTFE)인 것을 특징으로 하는 햅틱 피드백 섬유체. 10. The method of claim 9,
Wherein the PVDF-based ferroelectric polymer is P (VDF-TrFE), and the relaxed ferroelectric polymer is P (VDF-TrFE-CFE) or P (VDFTrFE-CTFE). 제 1 항, 또는 제 3 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 햅틱 피드백 섬유체로 직조된 햅틱 피드백 직물. 11. A haptic feedback fabric woven with a haptic feedback fibrous body according to any one of claims 1 to 10. 제 11 항의 햅틱 피드백 직물을 이용하여 제조된 웨어러블 디바이스.
A wearable device made using the haptic feedback fabric of claim 11.
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