KR101868527B1

KR101868527B1 - 촉각 정보 제공 기기

Info

Publication number: KR101868527B1
Application number: KR1020150180087A
Authority: KR
Inventors: 김형준; 이종훈; 이정범
Original assignee: 주식회사 씨케이머티리얼즈랩
Priority date: 2015-12-16
Filing date: 2015-12-16
Publication date: 2018-06-25
Also published as: KR20170071898A

Abstract

본 발명은 촉각 정보 제공 기기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 촉각 정보 제공 기기(100)는, 외부의 알림 정보를 수신하거나, 알림 정보를 생성하는 스마트 코어(150); 스마트 코어(150)와 전기적으로 연결되는 동작부(110)를 포함하고, 동작부(110)는, 복수의 동작 유닛(115)을 포함하며, 스마트 코어(150)의 제어부(120)에서 동작 유닛(115)에 인가되는 전압 또는 전류의 세기, 패턴, 주기 중 적어도 어느 하나를 제어함에 따라서 동작 유닛(115)이 사용자에게 촉각 정보를 전달하는 것을 특징으로 한다.

Description

촉각 정보 제공 기기 {TACTILE INFORMATION SUPPLY DEVIDE}

본 발명은 촉각 정보 제공 기기에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 외부에서 수신한 정보를 촉각 신호로 변환하여 안내, 알림 등을 제공할 수 있는 촉각 정보 제공 기기에 관한 것이다.

근래 들어, 전자 장치는 동일하거나 좀더 다양한 기능을 수행하면서 점차 소형화되고 슬림화되어 휴대하기 용이한 방향으로 발전하고 있다. 이러한 소형 전자 장치들은 일반적으로 사용자의 주머니 등에 수납되어 휴대하기도 하지만, 손목에 착용하거나, 인체의 두부(head portion) 또는 팔에 착용하기도 한다.

인체 또는 각종 구조물에 착용 가능한(wearable) 장치는 대체적으로 전자 장치 본연의 기능을 수행하기 위한 본체와, 본체에서 일정 길이로 인출되도록 배치되어 인체 또는 구조물에 고정시키기 위한 착용부(strap)를 포함할 수 있다. 이러한 웨어러블 장치들은 단독으로 사용될 수 있으며, 타 전자 장치에 종속되어 사용될 수도 있다. 전자 장치에 종속되어 사용하는 경우, 근거리 통신 모듈에 의한 통신방식이 채택될 수 있으며, 웨어러블 전자 장치의 사용으로 인하여 타 전자 장치의번거롭고 빈번한 사용을 절제시킬 수 있다. 따라서, 이러한 웨어러블 전자 장치의 사용은 점점 확대되어가고 있는 추세이다.

한편, 스마트 폰, 스마트 워치와 같은 휴대용 단말기를 사용함에 있어서, 사용자는 단말기의 디스플레이를 통해 대부분의 정보를 획득하는 것이 일반적이다. 그렇기 때문에, 운동을 하거나, 이동하는 중이거나, 붐비는 대중 교통 안에 있을 때와 같은 상황에서 사용자는 디스플레이를 확인하는 것이 용이하지 않은 문제점이 있었다.

따라서, 길 안내, 문자, 알람 등 외부의 알림 정보를 효과적으로 전달할 수 있는 웨어러블 전자 장치, 촉각 정보 제공 기기에 대한 연구가 필요한 실정이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 안내, 알림 등의 정보를 보다 효과적으로 전달할 수 있는 촉각 정보 제공 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 사용자가 시각, 청각 형태의 정보를 전달 받기 어려운 상황에서도 효과적으로 촉각 정보를 전달 받을 수 있는 촉각 정보 제공 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 사용자 신체 일부에 착용되어, 사용자에게 진동, 스침, 때림, 누름, 두드림 등 다양한 촉감 정보를 전달하는 촉각 정보 제공 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 사용자에게 촉감을 통해 방향성 정보를 제공함으로써, 사용자가 대화 중이거나 시선을 돌리기 힘든 경우에도 촉각 정보를 전달할 수 있는 촉각 정보 제공 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 상기의 목적은, 외부의 알림 정보를 수신하거나, 알림 정보를 생성하는 스마트 코어; 상기 스마트 코어와 전기적으로 연결되는 동작부를 포함하고, 상기 동작부는, 복수의 동작 유닛을 포함하며, 상기 스마트 코어의 제어부에서 상기 동작 유닛에 인가되는 전압 또는 전류의 세기, 패턴, 주기 중 적어도 어느 하나를 제어함에 따라서 상기 동작 유닛이 사용자에게 촉각 정보를 전달하는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기에 의해 달성된다.

상기 복수의 동작 유닛은, 편심 모터, 선형 공진 액추에이터, 압전 액츄에이터, 전기활성 폴리머 액추에이터, 정전기력 액츄에이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 복수의 동작 유닛은 진동, 스침, 때림, 누름, 두드림 중 적어도 하나의 촉감 정보를 제공할 수 있다.

상기 동작 유닛은 정지, 대기, 구동 중 하나의 형태로 동작할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 동작 유닛에 인가되는 전압, 전류를 제어하는 제어 엔진; 및 상호 교대로 스위칭하며 전압, 전류의 On/Off를 수행하는 한 쌍의 게이트 드라이브를 포함할 수 있다.
각각의 상기 동작 유닛은 상기 스마트 코어와 동등한 거리에 위치하지 않도록 상기 동작부 상에 배치될 수 있다.
상기 제어부와 상기 동작 유닛은 와이어를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제어부와 상기 동작 유닛은 FPBC(Flexible Printed Circuit Board)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 복수의 동작 유닛은 상기 동작부의 내부에 매립될 수 있다.

상기 스마트 코어와 상기 동작부는 결합부를 개재하여 착탈되고, 상기 스마트 코어의 일측에 형성된 단자와 상기 동작부의 단부에 형성된 단자가 접촉하여 상호 전기적으로 연결될 수 있다.

삭제

상기 스마트 코어가 탈착 또는 부착 가능한 코어 결합부를 더 포함하고, 상기 동작부는 상기 코어 결합부에 일체로 또는 분리가능하게 연결될 수 있다.

상기 알림 정보는 상기 촉각 정보 제공 기기의 위치에 따른 길 안내 정보를 포함하고, 상기 길 안내 정보에 따라 각각의 상기 동작 유닛의 동작 강도, 동작 펄스 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.

차량용 네비게이션으로부터 상기 알림 정보를 수신하여, 상기 알림 정보에 따라 각각의 상기 동작 유닛의 동작 강도, 동작 펄스 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.

각각의 상기 동작 유닛은 상기 알림 정보에 포함된 각각의 방향 정보에 매칭되어 동작할 수 있다.

상기 알림 정보는 상기 촉각 정보 제공 기기에 정보를 송신하는 송신인 정보를 포함하고, 상기 송신인 정보에 따라 각각의 상기 동작 유닛의 동작 강도, 동작 펄스 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.

상기 알림 정보는 상기 스마트 코어에 포함된 어플리케이션(application)에 따른 앱 정보를 포함하며, 상기 앱 정보에 따라 각각의 상기 동작 유닛의 동작 강도, 동작 펄스 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 안내, 알림 등의 정보를 보다 효과적으로 전달할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 사용자가 시각, 청각 형태의 정보를 전달 받기 어려운 상황에서도 효과적으로 촉각 정보를 전달 받을 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 사용자에게 진동, 스침, 때림, 누름, 두드림 등 다양한 촉감 정보를 전달할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 사용자에게 촉감을 통해 방향성 정보를 제공함으로써, 사용자가 대화 중이거나 시선을 돌리기 힘든 경우에도 촉각 정보를 전달할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 정보 제공 기기를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 유닛의 동작 원리를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 유닛의 동작 상태를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 유닛의 동작 원리를 나타내는 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 유닛의 전기적인 연결을 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동작 유닛의 전기적인 연결을 나타내는 개략도이다.

실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조 부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 정보 제공 기기를 나타내는 사시도이다.

촉각 정보 제공 기기(100)는 그 자체로 사용될 수 있으며, 기존의 장치, 예를 들어 스마트 폰과 같은 이동통신 단말기, 스마트 워치(smart watch)와 같은 웨어러블 장치(wearable device)의 본체부[스마트 코어(150)], 차량용 네비게이션 등을 부착하거나, 연결하여 사용할 수도 있다. 여기서, 연결은 유선으로 직접 연결되는 것뿐만 아니라 무선으로 연결되는 개념까지 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 이하에서는 다른 설명이 없는 한, 촉각 정보 제공 기기(100)에 스마트 코어가 내장된 형태를 상정하여 설명한다.

촉각 정보 제공 기기(100)는 사용자의 신체 중 일부, 즉, 손목, 팔, 발목, 목 등에 착용되며, 사용자에게 직간접적으로 촉각 정보를 제공할 수 있다. 촉각 정보 제공 기기(100)는 사용자가 두를 수 있는 형상, 예를 들어, 시계 형상, 밴드 형상 등을 가질 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 촉각 정보 제공 기기(100)는 동작부(110) 및 스마트 코어(150)를 포함할 수 있다.

동작부(110)는 촉각 정보 제공 기기(100)가 사용자에 착용될 수 있도록 밴드 부분을 구성하며, 스마트 코어(150) 내부의 제어부(120)가 전달하는 촉각 신호에 따라서 사용자에게 촉각 정보를 제공할 수 있다. 동작부(110)는 사용자의 신체, 손목, 발목, 허리 또는 목 등에 부착될 수 있는 형태를 유지하고 있으며, 고무 또는 실리콘 재질로 제작될 수 있다.

본 명세서에서는 촉각 정보가 진동인 것을 상정하여 설명하나, 촉각 정보는 진동 외에도, 스침, 때림, 누름, 두드림 등의 촉감과, 촉감을 통해 전해지는 감성, 감정 등[예를 들어, "♡" 형태의 촉감을 통해 "사랑해"의 감정을 전달하거나, "ㅠㅠ" 형태의 촉감을 통해 "슬프다"의 감정을 전달하는 등]까지 포함하는 의미로 이해되어야 한다.

동작부(110)는 촉각 정보 제공 기기(100)의 사용자와 접촉하여 직접적으로 촉각 정보를 제공할 수 있다.

동작부(110)는 복수의 동작 유닛(115: 115a, 115b)를 포함할 수 있다. 도 1에는 동작 유닛(115)의 개수가 좌우측에 2개가 배치되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아님을 밝혀둔다. 동작 유닛(115)은 동작부(110)의 내주면 일부에 장착될 수도 있고, 내주면 전체에 장착될 수도 있음은 물론이다. 또한, 동작 유닛(115)은 동작부(110)의 내부에 배치되어 사용자에게 간접적으로 진동, 두드림 등의 촉각 정보를 제공할 수도 있다. 이 외에도, 사용자와 일부가 접촉하여 촉각 정보를 제공할 수 있는 목적의 범위 내라면 동작 유닛(115)의 배치에 있어서 제한은 없다.

한편, 동작 유닛(115)은 동작부(110)에 일정 간격을 가지고 배치되어 있으므로, 사용자에게 방향성을 나타내며, 동작 유닛(110)의 촉각 정보에 따라 방향 정보 등 다양한 정보를 촉감으로 전달할 수 있다.

동작 유닛(115)은 스마트 코어(150)와 전기적으로 연결되어, 스마트 코어(150)에서 전송하는 촉각 신호에 따라 촉각 정보를 사용자에게 전달할 수 있다.

일 실시예로, 동작 유닛(115)은 진동을 발생시켜 촉각 정보를 전달하기 위한 모터 또는 액츄에이터 일 수 있다. 구체적으로, 동작 유닛(115)은, 모터가 회전할 때 발생하는 편심력으로 진동하는 편심 모터, 공진주파수를 이용하여 진동의 세기를 최대화시키는 선형 공진 액츄에이터를 포함하는 관성형 액츄에이터, 빔(Beam) 형태나 디스크(Disk) 형태를 가지고 전기장에 의해 순간적으로 크기나 모양이 변하는 압전 소자를 이용하여 구동하는 압전 액츄에이터, 전기활성 폴리머 필름 위에 질량체를 붙여 질량체의 반복된 움직임에 의해 진동을 생성하는 전기활성 폴리머 액츄에이터, 서로 다른 전하가 충전된 두 장의 유리면 사이에서 발생하는 인력과 동일한 종류의 전하가 충전될 때 발생하는 척력을 이용하여 구동하는 정전기력 액츄에이터 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 상기 모터 또는 액츄에이터는 공지 기술이므로 자세한 설명을 생략한다.

각각의 동작 유닛(115a, 115b)은 각각 다른 알림 정보에 대응하여 동작함에 따라 사용자에게 각각 다른 촉각 정보를 전달할 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.

스마트 코어(150)에 설치된 각종 소프트웨어(software), 어플리케이션(application) 등에서는 알림 정보를 수신/생성할 수 있고, 제어부(120)를 통해 알림 정보를 촉각 신호로 변환하여 사용자에게 촉각 정보를 전달할 수 있다.

스마트 코어(150)의 송수신부(미도시)는 알림 정보를 송수신할 수 있으며, 공지의 데이터 송수신 장치를 제한없이 사용할 수 있다. 알림 정보는 유무선 통신망을 통해 전달될 수 있는, 단순한 경고, 알람(alarm), 길/장소 안내 등의 정보뿐만 아니라 문자, 도형, 기호 등의 이미지(image) 정보까지 포함하는 의미로 이해되어야 한다.

스마트 코어(150)의 제어부(120)는 알림 정보를 촉각 신호로 변환할 수 있다. 촉각 신호는 동작 유닛(115)의 동작 강도, 동작 펄스 등을 제어할 수 있는 신호를 포함하는 개념으로 이해되어야 한다.

코어 결합부(170)는 동작부(110)의 단부에 연결되며, 스마트 코어(150)[또는, 외부의 단말기]가 탈착 또는 부착 가능하게 배치될 수 있다. 코어 결합부(170)는 결합홈(171)을 구비하여 스마트 코어(150)가 안착되도록 할 수 있다.

체결부(180)는 코어 결합부(170)와 연결되며, 사용자에게 촉각 정보를 제공하는 동작부(110) 일측에 구비되며, 사용자의 신체 일부에 체결 가능하도록 구비된 체결부(180)를 포함한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 유닛의 동작 원리를 나타내는 블록도이다.

도 2를 참조하면, 스마트 코어(150)의 송수신부에서 알림 정보를 제어부(120)로 전달할 수 있다. 제어부(120)는 입력받은 알림 정보를 동작부(110)의 드라이버(111)로 전달할 수 있다. 이때, 알림 정보는 동작 유닛(115)의 세기, 동작 주기, 동작 패턴 등을 조절하기 신호를 포함하며, 각종 신호는 전압, 전류 등의 세기, 주기를 조절함으로써 가능하다. 드라이버(111)는 각종 신호를 그대로 동작 유닛(115)에 인가할 수 있다.

일 실시예로, 제어부(120)에서는 드라이버(111)로 강한 전압 신호 또는 강한 전류 신호를 전달함에 따라서, 동작 유닛(115)의 강하게 촉각을 전달하도록 할 수 있다. 또한, 제어부(120)에서는 드라이버(111)로 전압이 전달되는 주기를 일정하게 하거나 다양하게 변형함에 따라, 동작 유닛(115)이 촉각을 전달하는 주기를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(120)에서는 드라이버(111)에 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation) 방식으로 신호를 전달할 수 있다. 전압 인가에 대한 PWM 파의 듀티비(또는 듀티 사이클)을 변경시킴에 따라서, 전압 또는 전류를 교류 형태로 전달하는 것도 가능하다.

한편, 제어부(120)에서 드라이버(111)로 신호를 전달하는 것 외에도, 드라이버(111)의 라이브러리(library)에는 동작 유닛(115)을 구동하는 각종 패턴에 대한 정보가 내장되어 있을 수 있다. 제어부(120)는 라이브러리를 참고하여 신호를 전달함에 따라 동작 유닛(115)을 제어할 수도 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 유닛의 동작 상태를 나타내는 개략도이다.

동작 유닛(115)은 정지(Shutdown) 파트, 대기(Standby) 파트, 구동(Active) 파트의 신호전달에 따라, 정지, 대기, 구동의 세 형태로 동작할 수 있다.

정지 파트에서 사용 신호를 보내면 동작 유닛(115)은 대기 상태로 변환하고, 불사용 신호를 보내면 동작 유닛(115)은 대기 상태에서 정지 상태로 변환하게 된다. 또한, 배터리 방전이나, 촉각 정보 제공 기기(100)의 전원 오프 등으로 동작 유닛(115)은 동작 상태에서 정지 상태로 변환할 수도 있다.

대기 파트에서는 구동 신호를 보내면 동작 유닛(115)은 구동하고, 대기 신호를 보내면 동작 유닛(115)은 구동을 멈추고 대기 상태로 변환하게 된다. 또한, 동작 유닛(115) 또는 촉각 정보 제공 기기(100)의 장치 리셋을 하게 되면 동작 유닛(115)은 구동을 멈추로 대기 상태로 변환하게 된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 유닛의 동작 원리를 나타내는 회로도이다.

제어부(120)의 제어 엔진(121)은 동작 유닛(115)에 인가되는 전압, 전류를 제어하는 일련의 기능을 수행한다.

두 개의 게이트 드라이브(122, 123)는 상호 교대로 스위칭하며 On/Off를 수행한다. 게이트 드라이브(122)가 On 상태에 있을 경우에 게이트 드라이브(123)는 Off 상태이어야 하고, 게이트 드라이브(123)가 On 상태에 있을 경우에 게이트 드라이브(122)는 Off 상태이어야 한다. 게이트 드라이브(122, 123) 중 어느 하나가 On 되는지에 따라, 동작 유닛(115)에 가해지는 전압, 전류는 반대가 될 수 있다. 게이트 드라이브(122, 123)의 상호 동작은 제어 엔진(121)이 제어한다.

역기전력 탐지부(124)는 게이트 드라이브(122, 123)에 의해 동작 유닛(115)에 인가되는 전류의 흐름을 탐지하고, 제어 엔진(121)의 제어에 의해 원하는 전류의 흐름이 제어될 수 있도록 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 유닛의 전기적인 연결을 나타내는 개략도이다.

도 5의 (a)를 참조하면, 동작 유닛(115)과 스마트 코어(200)는 한쌍의 와이어(130)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 동작부(110)가 동작 유닛(115)과 와이어(130)를 포함할 수 있도록, 동작부(110) 내측면에는 소정의 홈(118)이 형성될 수 있다. 또한 홈(118)에 동작 유닛(115)과 와이어(130)를 삽입하는 것이 아닌, 동작부(110)의 내부에 동작 유닛(11)과 와이어(130)를 매립하는 방식도 가능하다.

와이어(130)는 스마트 코어(200)의 외측에 마련된 단자(미도시)에 연결되어 스마트 코어(200)로부터 촉각 신호를 전달받을 수 있다.

도 5의 (b)를 참조하면, 동작 유닛(115)과 스마트 코어(200)는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board; 140)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 동작부(110)가 동작 유닛(115)과 FPBC(140)를 포함할 수 있도록, 동작부(110) 내측면에는 소정의 홈(118)이 형성될 수 있다. 또한 홈(118)에 동작 유닛(115)과 FPCB(140)를 삽입하는 것이 아닌, 동작부(110)의 내부에 동작 유닛(11)과 FPCB(140)를 매립하는 방식도 가능하다.

FPCB(140)는 스마트 코어(200)의 외측에 마련된 단자(미도시)에 연결되어 스마트 코어(200)로부터 촉각 신호를 전달받을 수 있다.

한편, 도 5를 더 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 정보 제공 기기(100)는 각각의 동작 유닛(115)이 스마트 코어(200)와 동등한 거리에 위치하지 않도록 배치될 수 있다.

일예로, 2개의 동작 유닛(115a, 115b) 중 하나는 스마트 코어(200)와 가까이, 나머지 하나는 스마트 코어(200)와 멀리 배치될 수 있다. 이 경우, 사용자가 촉각 정보 제공 기기(100)를 손목에 착용하면, 동작 유닛(115a, 115b)은 손목의 양측에 대칭으로 위치하지 않게 된다. 위와 같은 배치는 동작 유닛(115a, 115b)이 손목 뼈 부분에 보다 밀착하게 됨에 따라, 사용자가 동작 유닛(115a, 115b)의 진동을 보다 잘 느낄 수 있도록 하고, 동작 유닛(115a, 115b)이 배치된 방향에 따른 방향성을 보다 느끼기 쉽도록 하는 효과가 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동작 유닛의 전기적인 연결을 나타내는 개략도이다. 도 6은 와이어(130)를 예로 들어 설명하나, FPBC(140)를 사용하여도 무방하다.

도 6을 참조하면, 동작부(110)와 스마트 코어(150)는 분리된 형태로 제작될 수 있다. 동작부(110)는 스마트 코어(150)에 직접 결합되거나, 스마트 코어(150)가 코어 결합부(170)에 삽입된 뒤 코어 결합부(170)가 동작부(110)와 연결되는 구성을 가질 수 있다.

동작부(110)와 스마트 코어(150)가 접하는 단부에는 와이어(130)로부터 연장되는 단자(161)가 돌출될 수 있다. 그리고, 스마트 코어(150)는 측면 상에 단자(165)가 마련될 수 있다.

스마트 코어(150)[또는, 코어 결합부(170)]의 모서리 부분과, 이에 대응하는 동작부(110)의 모서리 부분에는 결합부(119)가 더 마련될 수 있다. 결합부(119)는 상호 끼어져 동작부(110)가 결합부(119)의 축을 기준으로 회전될 수 있도록 함이 바람직하다. 스마트 코어(150)[또는, 코어 결합부(170)]와 동작부(110)가 결합되어 회전될 수 있는 목적의 범위 내에서 결합부(119)는 어떠한 구성을 채용하여도 무방하다.

결합부(119)에 의해 스마트 코어(150)[또는, 코어 결합부(170)]와 동작부(110)가 결합될 때, 스마트 코어(150)의 단자(165)와 와이어(130)로부터 연장되는 단자(161)는 상호 접하게 될 수 있다. 이에 따라, 스마트 코어(150)와 동작 유닛(115)간에 전기적인 연결이 구성될 수 있다.

도 6의 실시예에 따르면, 스마트 코어(200) 또는 동작부(110) 중 어느 하나에 이상이 발생하여도 전체를 교체할 필요없이 문제가 생긴 부분만을 교체할 수 있는 효과가 있다. 또한, 사용자는 기호에 따라 여러 디자인을 가지는 동작부(110)를 교체함에 따라서, 다양한 디자인의 촉각 정보 제공 기기(100)를 사용할 수 있는 효과가 있다.

이하에서는, 본 발명의 촉각 정보 제공 기기(100)를 적용한 여러 실시예에 대해서 설명한다. 다만, 본 발명의 촉각 정보 제공 기기(100)는 이하의 실시예에 국한되는 것은 아니고, 알림 정보를 촉각으로 전달하는 목적의 범위 내에서 제한없이 적용될 수 있음을 밝혀둔다.

본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 정보 제공 기기(100)는 차량용 네비게이션에 적용할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 촉각 정보 제공 기기(100)는 차량용 네비게이션과 연동될 수 있다.

도로 상에서 차량 주행시 촉각 정보 제공 기기(100)는 목적지까지의 방향 및 거리에 따른 촉각 정보를 제공할 수 있다. 차량용 네비게이션[또는, 스마트 코어(150)]로부터 차량 위치에 따른 알림 정보(길/장소 안내 정보)를 전달받을 수 있다.

제어부(120)는 알림 정보를 촉각 신호로 변환하여 동작부(110), 즉, 각각의 동작 유닛(115)의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(120)는 각각의 동작 유닛(115)을 독립적으로 제어할 뿐만 아니라, 전압, 전류 등을 제어하여 각각의 동작 유닛(115)의 동작 강도, 동작 펄스 등도 제어할 수 있다.

동작 유닛(115)은 동작부(110) 내주면에 걸쳐서 배치될 수 있으므로, 각각의 동작 유닛(115)은 방향 정보와 매칭되어 동작될 수 있다. 가령, 동작 유닛(115)은 상하좌우로 배치되고, 상부의 동작 유닛은 전진 방향, 하부의 동작 유닛은 후진 방향, 좌측의 동작 유닛은 좌측 방향, 우측의 동작 유닛은 우측 방향을 알리는 것으로 매칭될 수 있다.

예를 들어, 차량이 100m 직진 후에 우회전을 할 상황인 경우, 차량용 네비게이션은 "100m 직진 후 우회전"이라는 알림 정보를 촉각 정보 제공 기기(100)로 전달할 수 있다. 제어부(120)는 상기 알림 정보를 이하와 같은 촉각 신호로 변환하여 우측에 위치한 동작 유닛을 동작시킬 수 있다.

(1) 우회전까지 100m 남은 상황에서 동작 유닛(115)은 미약한 동작 강도(진동 강도), 적은 동작 펄스(진동 주기)의 촉각 정보를 전달한다. (2) 차량이 더 직진하여 우회전 하는 위치에 가까워 질수록 동작 유닛(115)은 점점 강한 동작 강도(진동 강도), 빨라지는 동작 펄스(진동 주기)의 촉각 정보를 전달한다. (3) 차량이 우회전을 마치면 동작 유닛(115)의 동작을 중단한다. 동작 유닛(115)의 동작 강도, 동작 펄스의 제어는 제어부(120)의 제어 엔진(121)을 통해 수행될 수 있다.

그리고, 교차로에서 차량이 계속 직진해야 할 상황인 경우, 차량용 네비게이션은 "직진"이라는 알림 정보를 촉각 정보 제공 기기(100)로 전달할 수 있다. 제어부(120)는 상기 알림 정보를 아래와 같은 촉각 신호로 변환하여 상부에 위치한 동작 유닛을 동작시킬 수 있다.

(1) 교차로에서 100m 남은 상황에서 동작 유닛(115)은 미약한 동작 강도(진동 강도), 적은 동작 펄스(진동 주기)의 촉각 정보를 전달한다. (2) 차량이 더 직진하여 교차로에 가까워 질수록 동작 유닛(115)은 점점 강한 동작 강도(진동 강도), 빨라지는 동작 펄스(진동 주기)의 촉각 정보를 전달한다. (3) 차량이 교차로를 통과하면 동작 유닛(115)의 동작을 중단한다. 동작 유닛(115)의 동작 강도, 동작 펄스의 제어는 제어부(120)의 제어 엔진(121)을 통해 수행될 수 있다.

그리고, 교차로에서 차량이 U턴을 해야할 상황인 경우, 차량용 네비게이션은 "U턴"이라는 알림 정보를 촉각 정보 제공 기기(100)로 전달할 수 있다. 제어부(120)는 상기 알림 정보를 아래와 같은 촉각 신호로 변환하여 동작 유닛(115)에 전달한다.

(1) U턴 구간을 100m 남은 상황에서 좌측 동작 유닛과 우측 동작 유닛은 미약한 동작 강도(진동 강도), 적은 동작 펄스(진동 주기)의 촉각 신호를 교대로 전달한다. (2) 차량이 더 직진하여 U턴 구간에 가까워 질수록 좌측 동작 유닛과 우측 동작 유닛은 점점 강한 동작 강도(진동 강도), 빨라지는 동작 펄스(진동 주기)의 촉각 신호를 교대로 전달한다. (3) 차량이 U턴을 마치면 동작 유닛의 동작을 중단한다. 동작 유닛(115)의 동작 강도, 동작 펄스의 제어는 제어부(120)의 제어 엔진(121)을 통해 수행될 수 있으며, 촉각 신호를 동작 유닛에 교대로 전달하는 것은 게이트 드라이브(122, 123)를 상호 동작시킴에 따라 가능하다.

한편, 우측 동작 유닛, 상부 동작 유닛, 좌측 동작 유닛 순(반시계 방향)으로 동작하도록 하여 U턴 안내를 보다 직관적으로 할 수도 있다.

위와 같은 과정을 통해, 운전자는 차량용 네비게이션의 화면에 시선을 돌리거나 차량용 네비게이션의 음성 안내를 듣지 않고도, 촉각 정보 제공 기기(100)에서 전달되는 촉각 정보만으로 길/장소 안내를 받을 수 있다. 또한, 운전자는 옆 사람과의 대화 등으로 집중력이 분산되는 경우에도 명확한 방향 정보를 촉각을 통해 직접적으로 제공받을 수 있다. 특히, 각 방향에 매칭된 동작 유닛(115)에서 진동 등을 전달받으므로, 우회전, 직진, 유턴 등의 알림을 보다 직관적으로 전달받을 수 있는 효과가 있다. 그리고, 본 발명의 촉각 정보 제공 기기(100)는 차량용 네비게이션 또는 스마트폰 등의 길 찾기 기능과 연동되거나, 장치 내부에 자체적으로 장착된 길 찾기 기능과 연동되어, 사용자의 차량 또는 도보를 통한 이동에 있어서 유용한 길/장소 찾기 정보를 촉감을 통해서 전달할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 정보 제공 기기(100)를 차량용 센서에 적용할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 촉각 정보 제공 기기(100)는 차량용 센서와 연동될 수 있다.

차량이 차선 변경을 하고자 할 때, 사이드 미러의 사각 지대에 위치한 차량은 운전자가 살피기 용이하지 않으며, 차선 변경 과정에서 사고의 위험이 증가할 수 있다. 운전자가 좌측 차선으로 변경을 위해, 좌측 방향지시등을 켜면, 차량용 센서는 좌측 후방에 차량이 있음을 인지하고, 제어부(120)로 차량의 위치 정보(알림 정보)를 전달할 수 있다. 차량의 위치 정보를 전달받은 제어부(120)는 차량(C6)의 운전자 기준으로 차량의 위치(좌측 후방, 또는 7시 방향)에 대응하는 동작 유닛이 동작할 수 있도록 촉각 신호를 생성할 수 있다. 차량의 운전자는 좌측 하부의 동작 유닛으로부터 전달받은 촉각 정보(진동)로 사각 지대에 차량이 위치함을 인지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 주행시뿐만 아니라, 주차시에도 동작 유닛(115)의 동작 강도, 동작 펄스에 따라서 차량 주변 상황을 인지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 차선 이탈 감지 센서 등을 채용한 차량에서, 졸음 운전 등으로 차선이 이탈되는 상황이 감지되는 경우, 동작 유닛(115)을 강하게 작동하여 운전자의 주의를 환기시킬 수도 있으며, 이는 시각 또는 청각에만 의존하는 경우보다 더 큰 효과를 나타낼 수 있고, 국부적인(Localized) 촉감을 제공하므로 핸들 조작 등에 영향을 끼치지 않는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 정보 제공 기기(100)를 장소 안내에 적용할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 촉각 정보 제공 기기(100)는 실내/실외 LBS(Location Based Service)와 연동될 수 있다.

복잡한 주차장에서 주차된 차량까지 길/장소 안내 기능이 필요할 수 있다. 촉각 정보 제공 기기(100)는 사용자부터 차량까지의 직선 경로와 이동 경로에 대한 촉각 정보(길 안내 정보)를 제공할 수 있다. 이때, 촉각 정보 제공 기기(100)는 자체 또는 별도의 스마트 폰 등에 장착된 실내·외 네비게이션 시스템과 연동되어 경로에 대한 방향 정보를 제공할 수 있다.

예를 들어, 다층으로 구성된 주차장인 경우, 주차된 차량의 위치가 현재 사용자가 위치한 층과 동일한 층인지에 대한 촉각정보를 우선적으로 제공할 수 있다.

이후, 직선 경로에서, 차량까지의 방향은 해당 방향에 매칭되는 동작 유닛(115)을 동작시켜 제공할 수 있으며, 차량까지의 거리는 해당 동작 유닛(115)의 동작 강도, 동작 펄스를 통해 제공할 수 있다.

그리고, 이동 경로에서, 차량까지의 안내는 직진, 후진, 좌회전, 우회전 등의 알림을 동작 유닛(115)을 동작시켜 제공할 수 있다. 대형 몰(mall)이나 백화점 등에서 목적지까지 길/장소 안내도 상술한 직선 경로, 이동 경로의 안내와 동일하게 행해질 수 있음은 물론이다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 시각 장애인이 길을 다닐 때, LBS 또는 길 안내 앱과 연동하여, 직진, 좌회전, 우회전, 횡단보도 진입 등의 정보를 제공 받을 수 있다. 이때, 위험 신호, 경고 신호 등은 동작 유닛(115)의 강한 진동 또는 높은 펄스 등을 통해 촉각 정보로 제공받을 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시에에 따른 촉각 정보 제공 기기(100)는 송신인 정보를 촉각 정보로 제공할 수 있다. 여기서 송신인 정보라 함은, 단말기에 전화, 메시지 등을 송신한 사람에 대한 일련의 정보를 포함하는 것으로 이해될 수 있다.

각각의 동작 유닛(115)은 기설정된 각각의 송신인에 매칭되어 동작할 수 있다. 예를 들어, 상부 동작 유닛은 엄마, 좌측 동작 유닛은 친구, 하측 동작 유닛은 직장 상사, 우측 동작 유닛은 애인과 매칭될 수 있다. 친구로부터 메시지 또는 전화가 오는 상황일 때, 제어부(120)는 기설정된 정보로부터 좌측 동작 유닛을 동작(진동)시킬 수 있다. 또한, 동작 유닛(115)의 동작 강도, 동작 펄스 등으로부터 전화를 수신한 것인지, 메시지를 수신한 것인지 등의 여부를 판단할 수도 있다.

동작 유닛(115)은 기설정된 특정의 송신인에 대해서만 동작할 수 있다. 예를 들어, 스마트폰을 무음으로 설정하고, 애인으로부터 수신한 연락만 알림받도록 설정한 경우, 엄마, 직장 상사, 친구 등으로부터 연락이 오는 경우에는 동작 유닛(115)이 동작하지 않고, 애인에게 연락이 오는 경우에만 우측 동작 유닛이 동작하도록 할 수 있다. 따라서, 촉각 정보 제공 기기(100)를 커플용 기기로 구현할 수 있는 이점이 있다.

한편, 스팸 차단 기능을 확장하여, 스마트 코어(200)의 전화부에 저장된 번호에서 연락이 오는 경우에만 동작 유닛(115)이 동작되도록 하고, 이 외에 대해서는 동작 유닛(115)이 동작되지 않도록 할 수 있다. 또한, 중요하게 수신이 필요한 번호, 그룹에 대해서만 동작 유닛(115)이 동작되도록 할 수 있다. 위와 같이, 수많은 통신 사항 중에서 중요한 것들만을 가려낼 수 있는 이점이 있다. 이를 통해, 회사에서는 원활한 회의 진행이 가능하고, 업무 집중도를 향상시킬 수 있으며, 가정에서는 익명으로부터 휴식을 방해 받지 않는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 본 발명의 촉각 정보 제공 기기(100)는 앱 정보를 촉각 정보로 제공할 수 있다. 여기서 앱 정보라 함은, 어플리케이션의 푸쉬(push) 알림, 호출, 알람 등과 같은 일련의 정보를 포함하는 것으로 이해될 수 있다.

각각의 동작 유닛(115)은 기설정된 각각의 어플리케이션에 매칭되어 동작할 수 있다. 예를 들어, 상부 동작 유닛은 알람 앱, 좌측 동작 유닛은 SNS(social network service) 앱, 하부 동작 유닛은 메신저 앱, 우측 동작 유닛는 E-mail 앱과 매칭될 수 있다. SNS 앱으로부터 알림(친구 추가, 게시물 업로드 등)이 오는 상황일 때, 제어부(120)는 기설정된 정보로부터 좌측 동작 유닛을 동작(진동)시킬 수 있다.

위와 같이, 사용자는 동작되는 동작 유닛(115)의 위치로부터 송신인, 앱 등에 대한 촉각 정보를 획득할 수 있다. 특히, 운동을 하거나, 이동하는 중이거나, 붐비는 대중 교통 안에 있을 때와 같은 상황에서 사용자는 단말기의 디스플레이를 확인하는 것이 용이하지 않은데, 이 중에도 촉각 정보 제공 기기(100)로부터 촉각 형태로 용이하게 정보를 획득할 수 있는 효과가 있다.

상기 예 외에도, 본 발명의 촉각 정보 제공 기기(100)는, IT 분야에서 모바일 기기 및 터치 스크린 기기, 콘솔 게임기, 온라인 게임 등에서 실시간 촉각 전달에 적용될 수 있고, 자동차 산업에서 차선이탈 경고 시스템, 전면 추돌 방지 시스템, 과속방지 시스템 등 운전 보조 정보 피드백 시스템에 적용될 수 있으며, 의료 분야에서도 맥진기, 사람 이의 압력 분포 측정, 수술용 로봇 등에 적용될 수 있고, 장애인 보조 도구 분야에서 촉각 점자 책 등에 적용되어 촉각 정보를 효과적으로 전달할 수 있다.

본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.

100: 촉각 정보 제공 기기
110: 동작부
115: 동작 유닛
118: 홈
119: 결합부
120: 제어부
130: 와이어
140; FPCB
150: 스마트 코어
161, 165: 단자
170: 코어 결합부
180: 체결부

Claims

외부의 알림 정보를 수신하거나, 알림 정보를 생성하는 스마트 코어;
상기 스마트 코어와 전기적으로 연결되는 동작부
를 포함하고,
상기 동작부는, 복수의 동작 유닛을 포함하며,
상기 스마트 코어의 제어부는,
상기 동작 유닛에 인가되는 전압, 전류를 제어하는 제어 엔진; 및
상호 교대로 스위칭하며 전압, 전류의 On/Off를 수행하는 한 쌍의 게이트 드라이브
를 포함하며,
상기 제어부에서 상기 동작 유닛에 인가되는 전압 또는 전류의 세기, 패턴, 주기 중 적어도 어느 하나를 제어함에 따라서 상기 동작 유닛이 사용자에게 촉각 정보를 전달하는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
제1항에 있어서,
상기 복수의 동작 유닛은, 편심 모터, 선형 공진 액추에이터, 압전 액츄에이터, 전기활성 폴리머 액추에이터, 정전기력 액츄에이터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
제1항에 있어서,
상기 복수의 동작 유닛은 진동, 스침, 때림, 누름, 두드림 중 적어도 하나의 촉감 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
제1항에 있어서,
상기 동작 유닛은 정지, 대기, 구동 중 하나의 형태로 동작하는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
삭제
제1항에 있어서,
각각의 상기 동작 유닛은 상기 스마트 코어와 동등한 거리에 위치하지 않도록 상기 동작부 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
제1항에 있어서,
상기 제어부와 상기 동작 유닛은 와이어를 통해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
제1항에 있어서,
상기 제어부와 상기 동작 유닛은 FPBC(Flexible Printed Circuit Board)를 통해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 복수의 동작 유닛은 상기 동작부의 내부에 매립되는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 스마트 코어와 상기 동작부는 결합부를 개재하여 착탈되고,
상기 스마트 코어의 일측에 형성된 단자와 상기 동작부의 단부에 형성된 단자가 접촉하여 상호 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
제1항에 있어서,
상기 스마트 코어가 탈착 또는 부착 가능한 코어 결합부를 더 포함하고,
상기 동작부는 상기 코어 결합부에 일체로 또는 분리가능하게 연결된 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
제1항에 있어서,
상기 알림 정보는 상기 촉각 정보 제공 기기의 위치에 따른 길 안내 정보를 포함하고,
상기 길 안내 정보에 따라 각각의 상기 동작 유닛의 동작 강도, 동작 펄스 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
제1항에 있어서,
차량용 네비게이션으로부터 상기 알림 정보를 수신하여, 상기 알림 정보에 따라 각각의 상기 동작 유닛의 동작 강도, 동작 펄스 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
제12항 또는 제13항에 있어서,
각각의 상기 동작 유닛은 상기 알림 정보에 포함된 각각의 방향 정보에 매칭되어 동작하는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
제1항에 있어서,
상기 알림 정보는 상기 촉각 정보 제공 기기에 정보를 송신하는 송신인 정보를 포함하고,
상기 송신인 정보에 따라 각각의 상기 동작 유닛의 동작 강도, 동작 펄스 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
제1항에 있어서,
상기 알림 정보는 상기 스마트 코어에 포함된 어플리케이션(application)에 따른 앱 정보를 포함하며,
상기 앱 정보에 따라 각각의 상기 동작 유닛의 동작 강도, 동작 펄스 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.