KR101911625B1 - Device, method and tactile display for providing tactile sensation using ultrasonic wave - Google Patents

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Abstract

사용자가 접촉하는 촉감 제공막 내부에서 정상파가 형성되도록 초음파의 주파수를 조절하여, 사용자에게 촉감을 제공하는 촉감 제공 장치 및 방법, 촉감 디스플레이 장치가 개시된다. 개시된 촉감 제공 장치는 초음파를 방사하는 초음파 송신부; 상기 초음파에 의해 진동하여, 일면에 접촉하는 사용자에게 촉감을 제공하는 촉감 제공막; 및 상기 촉감 제공막 내부에서 정상파가 형성되도록, 상기 초음파의 주파수를 조절하는 제어부를 포함한다.Disclosed is a tactile feedback device and method, and a tactile display device, which adjust a frequency of an ultrasonic wave so that a standing wave is formed inside a tactile feedback film that a user touches. The disclosed tactile feedback device includes an ultrasonic transmitter for emitting ultrasonic waves; A tactile feedback film which vibrates by the ultrasonic waves to provide a tactile sensation to a user contacting one surface; And a control unit for adjusting a frequency of the ultrasonic wave so that a standing wave is formed inside the tactile feedback film.

Description

초음파를 이용하는 촉감 제공 장치, 방법 및 촉감 디스플레이 장치{DEVICE, METHOD AND TACTILE DISPLAY FOR PROVIDING TACTILE SENSATION USING ULTRASONIC WAVE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a device, a method and a tactile display device using ultrasonic waves.

본 발명은 촉감 제공 장치, 방법 및 촉감 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초음파를 이용하는 촉감 제공 장치, 방법 및 촉감 디스플레이 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tactile feedback device, a tactile feedback device, and a tactile display device, and more particularly, to a tactile feedback device and method using ultrasonic waves and a tactile display device.

인간이 들을 수 있는 소리가 가지는 진동수, 즉 가청 진동수(20 ~ 20,000 Hz)보다 높은 진동수를 갖는 소리를 초음파(Ultrasonic wave)라고 한다.Ultrasonic waves are sounds that have frequencies higher than those of human audible sounds, that is, audible frequencies (20 to 20,000 Hz).

초음파는 사람의 귀에 들리지 않는 신호를 전달할 수 있으므로, 리모콘이나 카메라의 초점을 맞추는 용도 등에 이용된다. 또한 초음파는 파장이 짧으므로, 물체에 부딪혀 반사되어 나오는 초음파를 통해 형태를 세밀하게 파악하기 위해 많이 이용된다. 특히, 물 속에서 음파가 잘 진행한다는 점을 이용하여, 물 속의 물체나 지형을 파악하기 위해 초음파가 사용되며, 몸 속을 진단하는 용도로도 사용된다.Since ultrasound can transmit a signal that can not be heard by the human ear, it is used for the purpose of focusing the remote control or the camera. Ultrasonic wave is also used to grasp the shape through ultrasound reflected from the object because it has a short wavelength. In particular, ultrasonic waves are used to detect objects and terrains in the water using the fact that sound waves propagate well in the water, and they are also used to diagnose the body.

한편, 최근에는 초음파를 이용하여 사용자에게 자극을 제공하는 다양한 장치들이 연구 개발되고 있다. 초음파로 촉감을 제공하는 촉감 디스플레이 장치, 초음파를 이용하는 뇌자극 장치, 초음파 물리 치료기 등이 그 예이다.Recently, various devices for providing stimulation to users by using ultrasonic waves have been researched and developed. A touch display device for providing tactile sensation with ultrasonic waves, a brain stimulation device using ultrasonic waves, and an ultrasonic physical therapy device.

일반적으로 초음파를 이용한 초음파 촉감 디스플레이의 경우, 초음파의 감쇄, 상쇄 등의 성질로 인하여 높은 물리 에너지를 유도하기 위해서는 고강도 입력 에너지와 많은 수의 초음파 트랜스듀서가 필요하다. 따라서 현재 초음파를 이용한 촉감 디스플레이는 수십개의 초음파 트랜스듀서를 배치하는 동시에 각각의 위상을 조절하여 하나의 초점을 형성하도록 하고 있다. 이를 통해 각각의 트랜스듀서로부터 나오는 물리 에너지들을 중첩시킨다.Generally, in the case of ultrasonic tactile display using ultrasound, high intensity input energy and a large number of ultrasonic transducers are required to induce high physical energy due to properties such as attenuation and offset of ultrasonic waves. Therefore, in the present tactile display using ultrasonic waves, dozens of ultrasonic transducers are arranged and the respective phases are adjusted to form one focus. This superimposes the physical energies from each transducer.

이러한 종래의 초음파 촉감 디스플레이의 경우, 물리자극을 유도하는 하나의 초점을 형성하기 위해 수십개의 초음파 트랜스듀서를 배치하며 높은 입력 에너지를 필요로 한다. 따라서 동시에 여러 개의 초점을 형성하는데 한계를 가지고 있으며, 하나의 초점을 형성하기 위해 일정 거리가 필요하기 때문에 초음파 촉감 디스플레이로부터 멀리 떨어진 곳에서만 촉각 자극을 형성 할 수 있다. 여러 개의 트랜스듀서들을 통해 하나의 초점을 형성하기 위해서는 각각의 트랜스듀서들을 동시에 제어하여 위상을 일치시켜야 하는데, 이를 위해서는 복잡한 내부 제어 회로가 필요로 하며 따라서 소형화에 한계를 가지고 있다.In such a conventional ultrasonic tactile display, dozens of ultrasonic transducers are disposed in order to form one focus for inducing physical stimulation, and high input energy is required. Therefore, it is possible to form a tactile stimulus only at a distance from the ultrasound tactile display, because it has a limitation in forming multiple focal points at the same time and requires a certain distance to form a single focus. In order to form a single focus through several transducers, the respective transducers must be simultaneously controlled to match the phases. To do so, a complicated internal control circuit is required, which limits the miniaturization.

관련된 선행문헌으로 대한민국 등록특허 10-1516923호가 있다.A related prior art document is Korean Patent No. 10-1516923.

본 발명은 사용자가 접촉하는 촉감 제공막 내부에서 정상파가 형성되도록 초음파의 주파수를 조절하여, 사용자에게 촉감을 제공하는 촉감 제공 장치 및 방법, 촉감 디스플레이 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention provides a tactile force providing device and method, and a tactile display device, which adjust a frequency of an ultrasonic wave so that a standing wave is formed inside a tactile feedback film that a user touches.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 초음파를 방사하는 초음파 송신부; 상기 초음파에 의해 진동하여, 일면에 접촉하는 사용자에게 촉감을 제공하는 촉감 제공막; 및 상기 촉감 제공막 내부에서 정상파가 형성되도록, 상기 초음파의 주파수를 조절하는 제어부를 포함하는 초음파를 이용하는 촉감 제공 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic diagnostic apparatus comprising: an ultrasonic transmitter for emitting ultrasound; A tactile feedback film which vibrates by the ultrasonic waves to provide a tactile sensation to a user contacting one surface; And a control unit for adjusting a frequency of the ultrasonic wave so that a standing wave is formed inside the tactile feedback film.

또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 초음파를 방사 또는 수신하는 초음파 셀 어레이; 상기 초음파 셀 어레이 상에 형성되며, 상기 초음파에 의해 진동하여, 일면에 접촉하는 사용자에게 촉감을 제공하는 촉감 제공막; 및 상기 촉감 제공막 내부에서 정상파가 형성되도록, 상기 초음파의 주파수를 조절하는 제어부를 포함하는 초음파를 이용하는 촉감 디스플레이 장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided an ultrasound system including: an ultrasound cell array for emitting or receiving ultrasound; A tactile feedback film formed on the ultrasonic cell array and vibrating by the ultrasonic waves to provide a tactile sensation to a user contacting one surface; And a control unit for adjusting a frequency of the ultrasonic wave so that a standing wave is formed inside the tactile feedback film.

또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 초음파 송신부를 이용하여 촉감 제공막으로 초음파를 방사하는 단계; 사용자가 접촉하는 상기 촉감 제공막의 일면에 의해 반사된 초음파를 수신하는 단계; 및 상기 반사된 초음파를 이용하여, 상기 촉감 제공막 내부에서 정상파가 형성되도록 방사되는 초음파의 주파수를 조절하는 단계를 포함하는 초음파를 이용하는 촉감 제공 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a touch screen, comprising the steps of: radiating ultrasonic waves into a tactile feedback film using an ultrasonic transmitter; Receiving ultrasound reflected by one surface of the tactile feedback film that the user touches; And adjusting a frequency of an ultrasonic wave radiated to form a standing wave within the tactile feedback film using the reflected ultrasonic waves.

본 발명에 따르면, 정상파를 이용하여 촉감을 제공함으로써, 초음파 에너지가 효율적으로 운동 에너지로 변환될 수 있으며, 촉감 제공을 위해 소비되는 전력이 감소될 수 있다.According to the present invention, ultrasonic energy can be efficiently converted into kinetic energy and the power consumed for providing tactile feedback can be reduced by providing tactile sensation using standing waves.

또한 본 발명에 따르면, 사용자의 접촉에 따라 촉감 제공막의 일면에서 발생하는 변위에 적응적으로 초음파의 주파수를 조절함으로써, 촉감 제공막에서 지속적으로 정상파가 형성될 수 있다.According to the present invention, a standing wave can be continuously formed in the tactile feedback film by adjusting the frequency of the ultrasonic waves adaptively to the displacement occurring on one surface of the tactile providing film according to the user's touch.

또한 본 발명에 따르면, 정상파를 이용하는 촉감 디스플레이 장치를 제공함으로써, 초음파 셀당 초음파 에너지의 운동 에너지 변환 효율을 증가시킬 수 있으며, 초음파 셀이 방사하는 초음파의 초점이 하나로 형성되도록 초음파 셀의 위상 제어하지 않더라도, 효율적으로 사용자에게 촉감을 제공할 수 있다.Further, according to the present invention, it is possible to increase the kinetic energy conversion efficiency of the ultrasonic energy per ultrasonic cell by providing the tactile display device using the standing wave, and even if the phase control of the ultrasonic cell is not performed so that the focus of the ultrasonic wave radiated by the ultrasonic cell is formed into one , It is possible to efficiently provide the user with tactile feedback.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파를 이용하는 촉감 제공 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 송신부와 촉감 제공막의 결합 관계를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제어부의 주파수 조절 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파를 이용하는 촉감 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 촉감 디스플레이 장치에 사용자가 접촉한 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파를 이용하는 촉감 제공 방법을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a block diagram showing a tactile feedback apparatus using ultrasonic waves according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a coupling relationship between an ultrasonic transmitter and a tactile sensation providing film according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a frequency adjusting method of a controller according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining a tactile display device using ultrasonic waves according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing a state in which a user touches the tactile display device.
6 is a view for explaining a method of providing tactile feedback using ultrasonic waves according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파를 이용하는 촉감 제공 장치를 나타내는 블록도이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 송신부와 촉감 제공막의 결합 관계를 도시하는 도면이다.FIG. 1 is a block diagram showing a tactile feedback apparatus using ultrasonic waves according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a coupling relationship between an ultrasonic transmitter and a tactile feedback film according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 촉감 제공 장치는 초음파 송신부(110), 촉감 제공막(120) 및 제어부(130)를 포함한다.1 and 2, the tactile providing device according to the present invention includes an ultrasonic transmitter 110, a tactile feedback film 120, and a controller 130.

초음파 송신부(110)는 초음파(140)를 방사하며, 촉감 제공막(120)은 초음파(140)에 의해 진동한다.The ultrasonic wave transmitting unit 110 emits the ultrasonic waves 140 and the touch providing film 120 vibrates by the ultrasonic waves 140.

촉감 제공막(120)이 초음파에 의해 진동함으로써, 사용자가 촉감 제공막(120)의 일면에 접촉하면 촉감을 느낄 수 있다. 촉감 제공막(120)은 초음파 에너지에 의해 진동할 수 있는 탄성체인 것이 바람직하다. 촉감 제공막(120)은 일실시예로서 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)으로 제조될 수 있으며, 2mm 정도의 두께로 제조될 수 있다. 촉감 제공막(120)의 재료 및 두께는 실시예에 따라서 다양하게 변경될 수 있다.When the user touches one surface of the tactile feedback film 120 by touching the tactile feedback film 120 by ultrasonic waves, the user can feel the touch. The touch-imparting film 120 is preferably an elastic body capable of vibrating by ultrasonic energy. The touch-providing film 120 may be made of polydimethylsiloxane (PDMS) as an example, and may be manufactured to a thickness of about 2 mm. The material and the thickness of the tactile feedback film 120 can be variously changed according to the embodiment.

제어부(130)는 촉감 제공막(120) 내부에서 정상파(standing wave)가 형성되도록, 초음파의 주파수를 조절하며, 초음파 송신부(110)는 제어부(130)에 의해 조절된 주파수에 따른 초음파를 생성하여 방사할 수 있다.The control unit 130 adjusts the frequency of the ultrasonic waves so that a standing wave is formed within the tactile feedback film 120. The ultrasonic transmission unit 110 generates ultrasonic waves according to the frequency controlled by the control unit 130 It can radiate.

촉감 제공막(120)은 초음파 송신부(110)와 결합되어, 초음파(140)의 방사 방향(220)에 위치한다. 촉감 제공막(120)으로 방사되는 초음파는 촉감 제공막(120) 내부에서 초음파(140)의 방사 방향(220)으로 진행하고, 촉감 제공막(120)의 일면(210)에 의해 반사된다. 초음파가 반사되면서 촉감 제공막(120)이 진동할 수 있다. The touch-providing film 120 is combined with the ultrasonic transmitter 110 and is located in the radial direction 220 of the ultrasonic wave 140. The ultrasonic waves radiated to the tactile providing film 120 travel in the radial direction 220 of the ultrasonic wave 140 inside the tactile providing film 120 and are reflected by one surface 210 of the tactile providing film 120. The ultrasonic wave is reflected and the tactile feedback film 120 can vibrate.

그리고 이러한 반사파에 의해 촉감 제공막(120) 내부에서 정상파가 형성될 수 있는데, 제어부(130)는 초음파의 주파수를 조절함으로써, 촉감 제공막(120) 내부에서 정상파가 형성될 수 있도록 한다. 사용자가 촉감 제공막(120)에 접촉할 경우, 촉감 제공막(120)의 두께가 변하며, 촉감 제공막(120) 내부에서 정상파가 형성되기 위해서는The control unit 130 adjusts the frequency of the ultrasonic waves so that a standing wave can be formed inside the tactile feedback film 120 by the reflected waves. When the user touches the tactile feedback film 120, the thickness of the tactile feedback film 120 is changed and the standing wave is formed inside the tactile feedback film 120

촉감 제공막(120)의 두께에 따라서 초음파의 주파수가 가변될 필요가 있기 때문에, 제어부(120)는 촉감 제공막(120) 내부에서 지속적으로 정상파가 형성될 수 있도록 초음파의 주파수를 조절한다.Since the frequency of the ultrasonic waves needs to be varied according to the thickness of the tactile feedback film 120, the controller 120 adjusts the frequency of the ultrasonic waves so that a standing wave can be continuously formed inside the tactile feedback film 120.

촉감 제공막(120) 내부에서 정상파가 형성될 경우, 초음파 에너지가 효율적으로 촉감 제공막(120)을 진동시키는 운동 에너지로 변환될 수 있기 때문에, 본 발명에 따르면, 촉감 제공을 위해 소비되는 전력이 감소될 수 있다.According to the present invention, since the ultrasonic energy can be efficiently converted into the kinetic energy that vibrates the tactile feedback film 120 when the standing wave is formed inside the tactile feedback film 120, Can be reduced.

또한 본 발명에 따르면, 초음파 에너지가 효율적으로 촉감 제공막(120)을 진동시키는 운동 에너지로 변환될 수 있기 때문에, 본 발명에 따른 촉감 제공 장치가 후술되는 촉감 디스플레이 장치에 적용될 경우, 복수의 초음파 송신부가 방사하는 초음파가 하나의 초점을 형성하도록 제어하지 않더라도, 사용자에게 효율적으로 촉감을 제공할 수 있다.Further, according to the present invention, since the ultrasonic energy can be efficiently converted into kinetic energy that vibrates the tactile feedback film 120, when the tactile feedback device according to the present invention is applied to the tactile display device described below, It is possible to provide the user with a tactile effect efficiently even if the ultrasonic waves emitted by the user do not control to form one focus.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제어부의 주파수 조절 방법을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a frequency adjusting method of a controller according to an embodiment of the present invention.

도 3(a)는 사용자가 접촉하지 않은 상태에서 촉감 제공막(120) 내부에 형성되는 정상파를 도시하는 도면이며, 도 3(b) 및 도 3(c)는 사용자의 피부가 촉감 제공막(120)의 일면에 접촉한 상태에서 촉감 제공막(120) 내부에 형성되는 정상파를 도시하는 도면이다. 도 3에서 촉감 제공막(120) 좌측의 화살표는 초음파의 방사 방향을 나타낸다. 촉감 제공막(120)의 일면(310)에 사용자가 접촉하며, 타면(320)에 초음파 송신부(110)가 결합된다. 3 (a) is a diagram showing a standing wave formed inside the tactile feedback film 120 in a state in which the user is not in contact. Figs. 3 (b) and 3 (c) 120 provided on the tactile feedback film 120 in contact with one surface of the tactile feedback film 120. 3, arrows on the left side of the tactile feedback film 120 indicate the direction of radiation of the ultrasonic waves. A user touches one surface 310 of the tactile feedback film 120 and the ultrasonic transmission unit 110 is coupled to the other surface 320. [

도 3에서는 이해를 돕기 위해, 촉감 제공막의 실제 두께, 초음파의 실제 주파수 및 파장 등을 고려하지 않고, 개념적으로 설명하기로 한다. In FIG. 3, for the sake of understanding, the actual thickness of the tactile feedback film, the actual frequency and wavelength of the ultrasonic wave, and the like are not considered, but will be conceptually explained.

촉감 제공막의 두께가 L이라고 할 때, 촉감 제공막 내부에 형성되는 정상파의 파장(λ)은 [수학식 1]과 같이 계산될 수 있다. [수학식 1]에서 n은 자연수로서 실시예에 따라서 결정될 수 있다.When the thickness of the tactile feedback film is L, the wavelength? Of the standing wave formed inside the tactile feedback film can be calculated as shown in Equation (1). In Equation (1), n can be determined as a natural number according to the embodiment.

Figure 112017023398917-pat00001
Figure 112017023398917-pat00001

그리고, 초음파의 속도는 초음파의 주파수와 파장의 곱셈으로 계산될 수 있다.The speed of the ultrasonic wave can be calculated by multiplying the frequency and the wavelength of the ultrasonic wave.

따라서, 제어부(130)는 촉감 제공막(120)에서 진행하는 초음파의 속도와, 촉감 제공막(120)의 두께를 이용하여, 도 3(a)와 같이 촉감 제공막(120) 내부에서 정상파가 형성될 수 있도록 초음파의 주파수를 결정할 수 있다.3 (a), the control unit 130 uses the velocity of the ultrasonic wave propagating in the tactile feedback film 120 and the thickness of the tactile feedback film 120 to generate a standing wave within the tactile feedback film 120 The frequency of the ultrasonic waves can be determined so that the ultrasonic waves can be formed.

[수학식 1]에 따르면, L이 가변할 경우, 정상파의 파장이 변할 수 있고, 초음파의 속도는 일정하므로, 따라서 L의 변화에 따라 초음파의 주파수를 조절할 필요가 있다. 따라서, 제어부(130)는, 사용자가 촉감 제공막에 접촉할 때 발생하는 촉감 제공막의 일면의 변위에 따라서, 촉감 제공막 내부에서 정상파가 형성될 수 있도록 초음파의 주파수를 조절한다. 전술된 바와 같이, 촉감 제공막(120)은 탄성체이며, 따라서, 사용자의 접촉에 의해 촉감 제공막(120)의 일면에 외력이 가해지면, 일면이 압축되고 L이 가변되기 때문이다.According to Equation (1), when L is variable, the wavelength of the standing wave can be changed, and the velocity of the ultrasonic wave is constant. Therefore, it is necessary to adjust the frequency of the ultrasonic wave according to the change of L. Accordingly, the controller 130 adjusts the frequency of the ultrasonic waves so that a standing wave can be formed inside the tactile feedback film, in accordance with the displacement of one surface of the tactile feedback film that occurs when the user touches the tactile feedback film. As described above, the tactile feedback film 120 is an elastic body, and therefore, when an external force is applied to one surface of the tactile feedback film 120 by the user's touch, one side is compressed and L is varied.

도 3(b) 및 도 3(c)를 참조하여 설명하면, 사용자의 피부가 촉감 제공막(120)의 일면에 접촉하면, 일면이 압축되고, 따라서 초음파가 반사되는 촉감 제공막의 일면과, 초음파 송신부 사이의 거리(L)가 감소한다. 이에, 제어부(130)는 초음파 송신부(110)와 촉감 제공막(120) 일면의 거리에 따라서, 정상파가 형성될 수 있도록 주파수를 조절한다.3 (b) and 3 (c), when the skin of the user touches one surface of the tactile feedback film 120, one surface of the tactile feedback film on which one surface is compressed and thus the ultrasonic waves are reflected, The distance L between the transmitting parts decreases. The control unit 130 adjusts the frequency so that a standing wave can be formed according to the distance between the ultrasonic transmitter 110 and one side of the tactile feedback film 120.

[수학식 1]에 따라서, L이 감소하면, 정상파의 파장도 감소되어야 하며, 초음파의 속도는 일정하므로, 제어부(130)는 정상파의 파장이 감소하는만큼 초음파의 주파수를 증가시킨다.According to Equation (1), when L is decreased, the wavelength of the standing wave must also be reduced, and the velocity of the ultrasonic wave is constant, so that the controller 130 increases the frequency of the ultrasonic wave as the wavelength of the standing wave decreases.

또는 [수학식 1]에 따라서, L이 감소하더라도 n이 함께 감소하는 경우, 도 3(b)와 같이 정상파의 파장이 증가될 수 있다. 이 때 제어부(130)는 정상파의 파장이 증가하는만큼 초음파의 주파수를 감소시킴으로써, 촉감 제공막(120) 내부에서 정상파가 형성될 수 있다.According to Equation (1), if n decreases together with L decrease, the wavelength of the standing wave can be increased as shown in FIG. 3 (b). At this time, the control unit 130 can reduce the frequency of the ultrasonic waves as the wavelength of the standing wave increases, so that a standing wave can be formed inside the tactile feedback film 120.

한편, 본 발명에 따른 촉감 제공 장치는, 촉감 제공막(120)의 일면에서 반사되는 초음파를 수신하는 초음파 수신부를 더 포함할 수 있으며, 초음파 수신부는 초음파 송신부(110)와 함께 모듈 형태로 구성될 수 있다.The tactile feedback device according to the present invention may further include an ultrasonic receiver for receiving ultrasonic waves reflected from one surface of the tactile feedback film 120. The ultrasonic receiver may be formed as a module together with the ultrasonic transmitter 110 .

그리고 촉감 제공막(120) 일면의 변위는, 일면에 의해 반사되는 초음파를 이용하여 추정될 수 있다. 일실시예로서, 제어부(130)는 송신된 초음파가 반사되어 수신되는데까지 걸리는 시간을 이용하는 ToA(Time of Arrival) 알고리즘을 이용하여, 초음파 송신부와 일면의 거리를 추정할 수 있다.The displacement of one surface of the tactile feedback film 120 can be estimated using ultrasonic waves reflected by one surface. In one embodiment, the controller 130 may estimate the distance between the ultrasonic transmitter and the ultrasonic transmitter using a ToA (Time of Arrival) algorithm that uses the time taken for the transmitted ultrasonic waves to be reflected and received.

또 다른 실시예로서, 제어부(130)는 반사되는 초음파의 파워에 따라서 초음파의 주파수를 조절할 수 있다. 즉, 제어부(130)는 반사되어 수신되는 초음파의 파워에 따라서 촉감 제공막의 일면의 변위가 달라지는 것으로 판단할 수 있다.In yet another embodiment, the controller 130 may adjust the frequency of the ultrasonic waves according to the power of the reflected ultrasonic waves. That is, the controller 130 can determine that the displacement of one surface of the tactile feedback film is different depending on the power of the reflected ultrasonic waves.

정상파는 주파수와 진폭이 동일한 진행파와 반사파가 중첩하여 형성되기 때문에, 반사되는 초음파가 진행파와 중첩된 상태로 초음파 수신부에 의해 수신될 때 최대 파워를 나타낸다. 반사되는 초음파가 진행파와 중첩되지 않으면, 상호 간섭에 의해 수신되는 반사파의 파워가 약해질 수 있다. 즉, 촉감 제공막의 일면에서 반사된 초음파의 파워가 최대가 될 때의 초음파의 주파수를, 촉감 제공막(120) 내부에서 정상파를 형성시킬 수 있는 초음파로 볼 수 있다.Since the standing wave and the reflected wave having the same frequency and amplitude are formed by overlapping each other, the reflected ultrasonic wave shows the maximum power when it is received by the ultrasonic receiving unit in a superimposed state with the traveling wave. If the reflected ultrasonic wave does not overlap with the traveling wave, the power of the reflected wave received by the mutual interference can be weakened. That is, the frequency of the ultrasonic wave when the power of the ultrasonic waves reflected from one surface of the tactile-providing film reaches a maximum can be seen as an ultrasonic wave that can form a standing wave inside the tactile feedback film 120.

이에 초음파 송신부(110)는, 기 설정된 간격으로 주파수가 조절된 초음파를 순차적으로 방사한다. 촉감 제공막(120) 일면의 변위에 따라서 초음파 수신부에 수신되는 신호의 파워가 주파수 별로 달라지며, 제어부(130)는 수신된 초음파 중, 최대 파워를 나타내는 초음파의 주파수를, 정상파 형성을 위한 주파수로 결정할 수 있다.The ultrasonic transmission unit 110 sequentially emits ultrasonic waves whose frequencies are adjusted at predetermined intervals. The power of the signal received by the ultrasonic wave receiving unit changes according to the frequency according to the displacement of one surface of the tactile providing film 120. The controller 130 sets the frequency of the ultrasonic wave representing the maximum power among the received ultrasonic waves as a frequency for forming a standing wave You can decide.

초음파 송신부(110)는 촉감 제공을 위한 초음파와 정상파 주파수 결정을 위한 초음파를 주기적으로 방사할 수 있다.The ultrasonic transmission unit 110 may periodically emit ultrasonic waves for providing touch and ultrasonic waves for determining a standing wave frequency.

결국, 본 발명에 따르면, 사용자의 접촉에 따라 촉감 제공막의 일면에서 발생하는 변위에 적응적으로 초음파의 주파수를 조절함으로써, 촉감 제공막에서 지속적으로 정상파가 형성될 수 있다.As a result, according to the present invention, a standing wave can be continuously formed in the tactile feedback film by adjusting the frequency of the ultrasonic waves adaptively to the displacement occurring on one surface of the tactile providing film in accordance with the user's touch.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파를 이용하는 촉감 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 촉감 디스플레이 장치에 사용자가 접촉한 상태를 도시한 도면이다.FIG. 4 is a view for explaining a tactile display device using ultrasonic waves according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view showing a state where a user touches the tactile display device.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 촉감 디스플레이 장치는 초음파 셀 어레이(410), 촉감 제공막(420) 및 제어부(430)를 포함한다. 도 4에서는 가로 8개, 세로 8개 형태의 초음파 셀 어레이가 일실시예로서 도시되나, 초음파 셀의 개수는 촉감 디스플레이 장치의 크기에 따라서 변경될 수 있다. 4, the tactile display device according to the present invention includes an ultrasound cell array 410, a tactile feedback film 420, and a controller 430. In FIG. 4, an ultrasonic wave cell array of 8 horizontal and 8 vertical ultrasonic wave cells is shown as an embodiment, but the number of ultrasonic cells can be changed according to the size of the tactile display device.

초음파 셀 어레이(410)는 초음파를 방사 또는 수신한다. 초음파 셀 중 적어도 하나는 초음파를 방사하는 초음파 방사부 및 반사되는 초음파를 수신하는 초음파 수신부를 포함한다. 즉, 초음파 셀에는 초음파 송신부가 포함되거나 초음파 수신부가 포함될 수 있으며, 또는 초음파 송신부와 수신부가 모두 포함될 수 있다.The ultrasonic cell array 410 emits or receives ultrasonic waves. At least one of the ultrasonic cells includes an ultrasonic wave radiating part for emitting ultrasound waves and an ultrasonic wave receiving part for receiving reflected ultrasonic waves. That is, the ultrasonic cell may include an ultrasonic transmission unit, an ultrasonic reception unit, or both an ultrasonic transmission unit and a reception unit.

촉감 제공막(420)은 초음파 셀 어레이(410) 상에 형성되며, 초음파에 의해 진동하여, 일면에 접촉하는 사용자에게 촉감을 제공한다. The touch-imparting film 420 is formed on the ultrasonic cell array 410 and vibrates by ultrasonic waves to provide touch to the user in contact with one surface.

제어부(430)는 촉감 제공막(420) 내부에서 정상파가 형성되도록, 초음파의 주파수를 조절한다. 제어부(430)는 실시예에 따라서, 기판 상에 형성되어 초음파 셀 어레이(410)와 결합되거나 또는 초음파 셀 어레이 별로 할당되어 결합될 수 있다.The control unit 430 adjusts the frequency of the ultrasonic waves so that a standing wave is formed inside the tactile feedback film 420. The control unit 430 may be formed on the substrate and coupled to the ultrasound cell array 410 or may be assigned to the ultrasound cell array according to the embodiment.

본 발명에 따른 촉감 디스플레이 장치는 전술된 촉감 제공 장치가 배열된 형태이되, 촉감 제공막이 일체형으로 제공되는 형태이다. 따라서, 제어부(430)는 전술된 촉감 제공 장치와 동일한 방법으로 주파수를 조절하되, 초음파 셀 별로 주파수를 조절한다. The tactile display device according to the present invention has a configuration in which the above-mentioned tactile feedback device is arranged, and the tactile feedback film is integrally provided. Accordingly, the controller 430 adjusts the frequency by the same method as that of the tactile feedback device described above, and controls the frequency of each ultrasonic cell.

도 5는 도 4와 비교하여 보다 많은 초음파 셀이 배치된 형태를 도시하고 있는데, 도 5에 도시된 바와 같이, 촉감 제공막(520)의 면적이 넓으므로 사용자의 접촉이 발생한 영역과 그렇지 않은 영역이 촉감 제공막 상에 혼재할 수 있으며, 사용자의 접촉이 발생한 영역에서, 촉감 제공막(520)의 두께가 감소할 수 있다. 따라서, 제어부는 사용자의 접촉이 발생한 영역 하부에 위치한 초음파 셀(531 내지 536)이 방사하는 초음파의 주파수를 촉감 제공막(520)의 일면의 변위에 따라서 조절한다.FIG. 5 shows a configuration in which more ultrasonic cells are arranged than in FIG. 4. As shown in FIG. 5, since the area of the tactile feedback film 520 is wide, The thickness of the tactile feedback film 520 can be reduced in the area where the user's touch occurs. Therefore, the control unit adjusts the frequency of the ultrasonic waves radiated by the ultrasonic cells 531 to 536 located under the region where the user's touch occurs, according to the displacement of one surface of the tactile feedback film 520.

제어부는 전술된 바와 같이, 반사되는 초음파를 이용하여 초음파 셀(531 내지 536)과 촉감 제공막(520)의 일면 사이의 거리를 판단하거나, 반사되어 수신되는 초음파의 파워를 고려하여, 초음파 셀(531 내지 536)의 주파수를 조절할 수 있다.The control unit determines the distance between one surface of the tactile feedback film 520 and the ultrasonic cells 531 to 536 using the reflected ultrasonic waves as described above, 531 to 536) can be adjusted.

이 때, 초음파 셀이 매우 작게 형성된다고 하면, 사용자의 접촉이 발생한 영역에 위치한 대부분의 초음파 셀과 촉감 제공막의 일면 사이의 거리는 큰 차이가 없으므로, 모든 초음파 셀이 반사되는 초음파를 수신하여 모든 초음파 셀별로 거리 또는 파워를 판단하는 것은 비효율적일 수 있다. 따라서, 실시예에 따라서 초음파 수신부는 모든 초음파 셀에 포함되지 않고, 기 설정된 구역 내의 초음파 셀 중 일부에만 포함될 수 있다. 기 설정된 구역 내의 초음파 셀 중 일부만, 정상파 주파수 결정을 위해, 기 설정된 간격으로 주파수가 조절된 초음파를 순차적으로 방사할 수 있다.In this case, if the ultrasonic cell is formed to be very small, there is no large difference in distance between one surface of most of the ultrasonic cells located in the area where the user touches and the one surface of the tactile sensation providing film. Therefore, all the ultrasonic cells receive reflected ultrasonic waves, Determining the distance or power may be inefficient. Therefore, according to the embodiment, the ultrasound receiving unit is not included in all of the ultrasound cells, but may be included in only a part of the ultrasound cells within a predetermined area. Only a part of the ultrasonic cells within the predetermined zone can sequentially emit ultrasound whose frequency is adjusted at predetermined intervals in order to determine the standing wave frequency.

예를 들어, 제1구역에 포함된 초음파 셀이 제1 내지 제3초음파 셀(531 내지 533)이며, 제2구역에 포함된 초음파 셀이 제4 내지 제6초음파 셀(534 내지 536)인 경우, 제2초음파 셀(532) 및 제5초음파 셀(535)에만 초음파 수신부가 포함될 수 있으며, 또는 제2초음파 셀(532) 및 제5초음파 셀(535)만 정상파 주파수 결정을 위해, 기 설정된 간격으로 주파수가 조절된 초음파를 순차적으로 방사할 수 있다.For example, when the ultrasonic cells included in the first zone are the first to third ultrasonic cells 531 to 533, and the ultrasonic cells included in the second zone are the fourth to sixth ultrasonic cells 534 to 536 Only the second ultrasonic wave cell 532 and the fifth ultrasonic wave cell 535 may include an ultrasonic wave receiving unit or only the second ultrasonic wave cell 532 and the fifth ultrasonic wave cell 535 may include a predetermined interval It is possible to sequentially radiate the ultrasonic waves whose frequency is controlled by the ultrasonic waves.

제어부는 제2초음파 셀(532)에서 수신된 초음파 신호에 따라 제1 내지 제3초음파 셀(531 내지 533)이 방사하는 초음파의 주파수를 조절할 수 있으며, 제5초음파 셀(535)에서 수신된 초음파 신호에 따라 제4 내지 제6초음파 셀(534 내지 536)이 방사하는 초음파의 주파수를 조절할 수 있다.The controller may adjust the frequency of the ultrasonic waves emitted by the first through third ultrasonic waves 531 through 533 according to the ultrasonic signals received from the second ultrasonic cell 532, The frequency of the ultrasonic waves radiated by the fourth through sixth ultrasonic waves 534 through 536 can be adjusted.

다시 도 4로 돌아가, 제어부(430)는 반사되는 초음파를 이용하여, 촉감 제공막의 일면의 변위를 판단할 수 있고, 변위가 발생한 영역을 사용자의 피부가 접촉한 촉감 제공막의 영역으로 검출할 수 있다. 4, the control unit 430 can determine the displacement of one surface of the tactile feedback film using the reflected ultrasonic waves, and can detect the region where the displacement occurs in the region of the tactile feedback provided by the skin of the user .

제어부(430)는 사용자의 피부가 접촉한 촉감 제공막(420)의 영역 아래에 위치한 초음파 셀들 중에서, 초음파를 방사할 초음파 셀을 결정할 수 있다. 초음파를 방사할 초음파 셀의 개수에 따라서, 사용자가 느끼는 촉감의 정도가 달라질 수 있으며, 제어부(430)는 초음파를 방사할 초음파 셀의 개수를 조절함으로써, 촉감의 정도를 조절할 수 있다.The controller 430 can determine an ultrasonic cell to emit ultrasonic waves among the ultrasonic cells positioned below the area of the tactile feedback film 420 that the user's skin touches. The degree of the touch sensed by the user may be changed according to the number of the ultrasonic waves to emit the ultrasonic waves and the control unit 430 may adjust the degree of the touch by adjusting the number of the ultrasonic cells to emit the ultrasonic waves.

도 5를 참조하면, 예를 들어, 제어부(430)는 초음파 셀(531 내지 536) 모두 또는 그 중 일부가 초음파를 방사하도록 제어함으로써, 사용자가 느끼는 촉감의 정도를 조절할 수 있다.Referring to FIG. 5, for example, the control unit 430 may control the degree of the touch felt by the user by controlling all or some of the ultrasonic cells 531 to 536 to emit ultrasonic waves.

결국, 본 발명에 따르면, 정상파를 이용하여 촉감을 제공함으로써, 초음파 셀당 초음파 에너지의 운동 에너지 변환 효율을 증가시킬 수 있으므로, 초음파 셀이 방사하는 초음파의 초점이 하나로 형성되도록 초음파 셀의 위상 제어하지 않더라도, 효율적으로 사용자에게 촉감을 제공할 수 있다.As a result, according to the present invention, it is possible to increase the kinetic energy conversion efficiency of the ultrasonic energy per ultrasonic cell by providing the tactile sensation by using the standing waves. Therefore, even if the phase control of the ultrasonic cell is not performed so that the focus of the ultrasonic wave radiated by the ultrasonic cell is formed into one , It is possible to efficiently provide the user with tactile feedback.

한편, 도 4에서는 복수의 초음파 셀을 포함하는 촉감 디스플레이 장치가 일실시예로서 설명되었는데, 촉감 디스플레이 장치는 하나의 초음파 셀을 포함하는 형태로 사용될 수도 있으며, 이 경우, 도 1에서 설명된 촉감 제공 장치가 촉감 디스플레이 장치로 활용될 수 있다.In FIG. 4, a tactile display device including a plurality of ultrasonic cells has been described as an embodiment. However, the tactile display device may be used in a form including one ultrasonic cell. In this case, The device can be utilized as a tactile display device.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파를 이용하는 촉감 제공 방법을 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining a method of providing tactile feedback using ultrasonic waves according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 촉감 제공 방법은 도 1 내지 도 5에서 설명된 촉감 제공 장치 및 촉감 디스플레이 장치에서 수행될 수 있으며, 이하에서는 촉감 제공 장치의 촉감 제공 방법이 일실시예로서 설명된다.The method of providing a tactile sensation according to the present invention can be performed in the tactile providing device and the tactile display device described in Figs. 1 to 5. Hereinafter, a method of providing tactile feedback of the tactile providing device will be described as an embodiment.

본 발명에 따른 촉감 제공 장치는 초음파 송신부를 이용하여 촉감 제공막으로 초음파를 방사(S610)하고, 사용자가 접촉하는 촉감 제공막의 일면에 의해 반사된 초음파를 수신(S620)한다. The tactile feedback apparatus according to the present invention uses an ultrasonic transmission unit to emit an ultrasonic wave (S610) using a tactile feedback film, and receives ultrasonic waves reflected by one side of a tactile feedback film that the user touches (S620).

그리고 촉감 제공 장치는 반사된 초음파를 이용하여, 방사되는 초음파의 주파수를 조절한다. 이 때, 촉감 제공 장치는 촉감 제공막 내부에서 정상파가 형성되도록 방사되는 초음파의 주파수를 조절(S630)한다.The tactile feedback device uses the reflected ultrasonic waves to adjust the frequency of the emitted ultrasonic waves. At this time, the tactile feedback device adjusts the frequency of the ultrasonic wave radiated to form a standing wave inside the tactile feedback film (S630).

일실시예로서, 본 발명에 따른 촉감 제공 장치는 초음파 송신부와 일면 사이의 거리에 따라서 초음파의 주파수를 조절할 수 있다. 즉, 촉감 제공 장치는 수신된 초음파를 이용하여, 초음파 송신부와 일면 사이의 거리를 판단하고, 판단된 거리에 따라서, 초음파의 주파수를 조절할 수 있다.In one embodiment, the tactile providing device according to the present invention can adjust the frequency of ultrasonic waves according to the distance between the ultrasonic transmitter and one surface. That is, the tactile providing device can determine the distance between the ultrasonic transmitter and the one surface using the received ultrasonic wave, and adjust the frequency of the ultrasonic wave according to the determined distance.

또는 본 발명에 따른 촉감 제공 장치는 다른 실시예로서, 수신된 초음파의 파워를 이용하여 초음파의 주파수를 조절할 수 있다. 단계 S610에서 촉감 제공 장치는 정상파 주파수 결정을 위해 기 설정된 간격으로 주파수가 조절된 초음파를 순차적으로 방사할 수 있으며, 단계 S630에서 촉감 제공 장치는 수신된 초음파 중, 최대 파워를 나타내는 초음파의 주파수를, 정상파 형성을 위한 주파수로 결정할 수 있다.Alternatively, the tactile providing device according to the present invention may adjust the frequency of the ultrasonic wave by using the power of the received ultrasonic wave as another embodiment. In step S610, the tactile feedback device may sequentially radiate the ultrasound waves whose frequencies are adjusted at predetermined intervals for determination of the standing wave frequency. In step S630, the tactile feedback device determines the frequency of the ultrasound waves, It can be determined as a frequency for standing wave formation.

앞서 설명한 기술적 내용들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예들을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 하드웨어 장치는 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The above-described technical features may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to particular embodiments, such as specific elements, and specific embodiments and drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the above- And various modifications and changes may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

Claims (15)

초음파를 방사하는 초음파 송신부;
상기 초음파에 의해 진동하여, 일면에 접촉하는 사용자에게 촉감을 제공하는 탄성체의 촉감 제공막;
상기 일면에서 반사되는 초음파를 수신하는 초음파 수신부; 및
상기 촉감 제공막 내부에서 정상파가 형성되도록, 상기 초음파의 주파수를 조절하는 제어부를 포함하며,
상기 제어부는 상기 수신된 초음파를 이용하여, 상기 사용자가 상기 촉감 제공막에 접촉할 때 발생하는 상기 일면의 변위에 의한 상기 초음파 송신부와 상기 일면 사이의 거리를 판단하고, 상기 거리에 따라서, 상기 주파수를 조절하는
초음파를 이용하는 촉감 제공 장치.
An ultrasonic transmitter for emitting ultrasonic waves;
A tactile feedback film of an elastic body that vibrates by the ultrasonic waves to provide a touch to a user contacting one surface;
An ultrasonic receiver for receiving ultrasonic waves reflected from the one surface; And
And a controller for adjusting a frequency of the ultrasonic wave so that a standing wave is formed inside the tactile feedback film,
Wherein the control unit determines the distance between the ultrasonic wave transmitting unit and the one surface by the displacement of the one surface generated when the user touches the tactile feedback film using the received ultrasonic wave, Regulate
A tactile feedback device using ultrasonic waves.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 초음파를 방사하는 초음파 송신부;
상기 초음파에 의해 진동하여, 일면에 접촉하는 사용자에게 촉감을 제공하는 탄성체의 촉감 제공막;
상기 일면에서 반사되는 초음파를 수신하는 초음파 수신부; 및
상기 촉감 제공막 내부에서 정상파가 형성되도록, 상기 초음파의 주파수를 조절하는 제어부를 포함하며,
상기 초음파 송신부는, 기 설정된 간격으로 주파수가 조절된 초음파를 순차적으로 방사하며,
상기 제어부는 수신된 초음파 중, 최대 파워를 나타내는 초음파의 주파수를, 상기 정상파 형성을 위한 주파수로 결정하는
초음파를 이용하는 촉감 제공 장치.
An ultrasonic transmitter for emitting ultrasonic waves;
A tactile feedback film of an elastic body that vibrates by the ultrasonic waves to provide a touch to a user contacting one surface;
An ultrasonic receiver for receiving ultrasonic waves reflected from the one surface; And
And a controller for adjusting a frequency of the ultrasonic wave so that a standing wave is formed inside the tactile feedback film,
The ultrasonic transmission unit sequentially emits ultrasonic waves whose frequency is adjusted at predetermined intervals,
The control unit determines the frequency of the ultrasonic wave representing the maximum power among the received ultrasonic waves as the frequency for forming the standing wave
A tactile feedback device using ultrasonic waves.
제 6항에 있어서,
상기 촉감 제공막은
상기 초음파 송신부와 결합되어, 상기 초음파의 방사 방향에 위치하는
초음파를 이용하는 촉감 제공 장치.
The method according to claim 6,
The touch-
The ultrasonic wave transmitting unit being coupled to the ultrasonic wave transmitting unit,
A tactile feedback device using ultrasonic waves.
초음파를 방사 또는 수신하는 초음파 셀 어레이;
상기 초음파 셀 어레이 상에 형성되며, 상기 초음파에 의해 진동하여, 일면에 접촉하는 사용자에게 촉감을 제공하는 탄성체의 촉감 제공막; 및
상기 촉감 제공막 내부에서 정상파가 형성되도록, 상기 초음파의 주파수를 조절하는 제어부를 포함하며,
상기 초음파 셀 중 적어도 하나는
상기 초음파를 방사하는 초음파 송신부; 및
반사되는 초음파를 수신하는 초음파 수신부를 포함하며,
상기 제어부는
상기 사용자의 피부가 접촉한 상기 촉감 제공막의 영역 아래에 위치한 초음파 셀들 중에서, 상기 초음파를 방사할 초음파 셀을 결정하는
초음파를 이용하는 촉감 디스플레이 장치.
An ultrasound cell array for emitting or receiving ultrasonic waves;
A tactile feedback film formed on the ultrasonic cell array and vibrating by the ultrasonic waves to provide a touch to a user contacting one surface; And
And a controller for adjusting a frequency of the ultrasonic wave so that a standing wave is formed inside the tactile feedback film,
At least one of the ultrasonic cells
An ultrasonic transmitter for emitting the ultrasonic wave; And
And an ultrasonic receiver for receiving the reflected ultrasonic waves,
The control unit
An ultrasound cell to emit the ultrasonic wave is determined from the ultrasound cells positioned below the region of the tactile feedback film that the user's skin contacts
A tactile display device using ultrasonic waves.
삭제delete 삭제delete 제 8항에 있어서,
상기 제어부는
상기 반사되는 초음파를 이용하여, 상기 사용자의 피부가 접촉한 상기 촉감 제공막의 영역을 검출하는
초음파를 이용하는 촉감 디스플레이 장치.
9. The method of claim 8,
The control unit
The region of the tactile feedback film on which the skin of the user is touched is detected using the reflected ultrasonic waves
A tactile display device using ultrasonic waves.
초음파를 방사 또는 수신하는 초음파 셀 어레이;
상기 초음파 셀 어레이 상에 형성되며, 상기 초음파에 의해 진동하여, 일면에 접촉하는 사용자에게 촉감을 제공하는 탄성체의 촉감 제공막; 및
상기 촉감 제공막 내부에서 정상파가 형성되도록, 상기 초음파의 주파수를 조절하는 제어부를 포함하며,
상기 초음파 셀 중 적어도 하나는
상기 초음파를 방사하는 초음파 송신부; 및
반사되는 초음파를 수신하는 초음파 수신부를 포함하며,
상기 초음파 셀 중 적어도 하나는
기 설정된 간격으로 주파수가 조절된 초음파를 순차적으로 방사하는
초음파를 이용하는 촉감 디스플레이 장치.
An ultrasound cell array for emitting or receiving ultrasonic waves;
A tactile feedback film formed on the ultrasonic cell array and vibrating by the ultrasonic waves to provide a touch to a user contacting one surface; And
And a controller for adjusting a frequency of the ultrasonic wave so that a standing wave is formed inside the tactile feedback film,
At least one of the ultrasonic cells
An ultrasonic transmitter for emitting the ultrasonic wave; And
And an ultrasonic receiver for receiving the reflected ultrasonic waves,
At least one of the ultrasonic cells
And sequentially emits ultrasound whose frequency is adjusted at a predetermined interval
A tactile display device using ultrasonic waves.
초음파 송신부를 이용하여 탄성체의 촉감 제공막으로 초음파를 방사하는 단계;
사용자가 접촉하는 상기 촉감 제공막의 일면에 의해 반사된 초음파를 수신하는 단계; 및
상기 반사된 초음파를 이용하여, 상기 촉감 제공막 내부에서 정상파가 형성되도록 방사되는 초음파의 주파수를 조절하는 단계를 포함하며,
상기 초음파를 방사하는 단계는
기 설정된 간격으로 주파수가 조절된 초음파를 순차적으로 방사하며,
상기 초음파의 주파수를 조절하는 단계는
상기 수신된 초음파 중, 최대 파워를 나타내는 초음파의 주파수를, 상기 정상파 형성을 위한 주파수로 결정하는
초음파를 이용하는 촉감 제공 방법.
Radiating an ultrasonic wave into a tactile feeling providing film of an elastic body by using an ultrasonic transmission unit;
Receiving ultrasound reflected by one surface of the tactile feedback film that the user touches; And
And adjusting the frequency of the ultrasonic wave radiated so as to form a standing wave inside the tactile feedback film using the reflected ultrasonic wave,
The step of radiating the ultrasonic waves
Sequentially emits ultrasound whose frequency is adjusted at a predetermined interval,
The step of adjusting the frequency of the ultrasonic wave
The frequency of the ultrasonic wave representing the maximum power among the received ultrasonic waves is determined as the frequency for forming the standing wave
A method of providing a touch using ultrasonic waves.
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