KR101911634B1 - Tactile display for providing tactile sensation using ultrasonic wave and control method of tactile sensation for tactile display - Google Patents

Tactile display for providing tactile sensation using ultrasonic wave and control method of tactile sensation for tactile display Download PDF

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박관규
장동표
육순현
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한양대학교 산학협력단
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Abstract

Disclosed are a tactile display device in which an ultrasonic cell to emit an ultrasonic wave is arranged in an array shape and a tactile sensation control method thereof. The disclosed tactile display device includes: a substrate; an ultrasonic cell array formed on the substrate and emitting the ultrasonic wave; a medium layer in which the ultrasonic wave propagates in a direction from a bottom side to a top side; and a control unit for controlling the ultrasonic wave emission of the ultrasonic cell array. Accordingly, the present invention can more finely provide tactile information.

Description

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

본 발명은 초음파를 이용하는 촉감 디스플레이 장치 및 촉감 디스플레이의 촉감 제어 방법에 관한 것으로서, 초음파를 방사하는 초음파 셀이 어레이 형태로 배치된 촉감 디스플레이 장치 및 이러한 촉감 디스플레이 장치의 촉감 제어 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a tactile display device using ultrasonic waves and a tactile control method of a tactile display, and relates to a tactile display device in which ultrasonic cells emitting ultrasonic waves are arranged in an array form and a tactile control method of such 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 제10-1516923호 및 제10-0798480호가 있다.Related prior arts include Korea Patent No. 10-1516923 and No. 10-0798480.

본 발명은 초음파를 방사하는 초음파 셀이 어레이 형태로 배치된 촉감 디스플레이 장치 및 이러한 촉감 디스플레이 장치의 촉감 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention provides a tactile display device in which ultrasonic cells emitting ultrasonic waves are arranged in an array form, and a tactile control method for such a tactile display device.

또한 본 발명은 초음파 셀을 소형화하면서도 효과적으로 촉감을 제공할 수 있는 촉감 디스플레이 장치 및 이러한 촉감 디스플레이 장치의 촉감 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention also provides a tactile display device capable of providing a tactile effect effectively while downsizing an ultrasonic cell, and a tactile control method of such a tactile display device.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판; 상기 기판 상에 형성되며, 초음파를 방사하는 초음파 셀 어레이; 하면에서 상면 방향으로 상기 초음파가 진행하는 매질층; 및 상기 초음파 셀 어레이의 초음파 방사를 제어하는 제어부를 포함하는 초음파를 이용하는 촉감 디스플레이 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma display panel comprising: a substrate; An ultrasonic wave cell array formed on the substrate and emitting ultrasonic waves; A medium layer in which the ultrasonic waves propagate in a direction from the bottom surface to the top surface; And a controller for controlling the ultrasonic emission of the ultrasonic wave cell array.

또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기판; 상기 기판 상에 형성되며, 초음파를 방사하는 초음파 셀 어레이; 상기 초음파 셀 어레이 상에 위치하며, 상기 초음파를 집속하는 초음파 집속부; 상기 초음파 집속부를 통과한 초음파가 진행하는 매질층; 및 상기 초음파 셀 어레이의 초음파 방사를 제어하는 제어부를 포함하는 초음파를 이용하는 촉감 디스플레이 장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a plasma display panel comprising: a substrate; An ultrasonic wave cell array formed on the substrate and emitting ultrasonic waves; An ultrasonic focusing unit positioned on the ultrasonic wave cell array and concentrating the ultrasonic wave; A medium layer through which the ultrasonic waves pass through the ultrasonic focusing unit; And a controller for controlling the ultrasonic emission of the ultrasonic wave cell array.

또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 초음파 셀 어레이를 포함하는 촉감 디스플레이 장치의 촉감 제어 방법에 있어서, 이미지의 좌표 정보 및 촉감 정보를 입력받는 단계; 상기 좌표 정보에 따라서, 상기 초음파를 방사할 초음파 셀을 결정하는 단계; 및 상기 촉감 정보에 따라서, 상기 결정된 초음파 셀의 초음파 방사 시점 또는 방사 파워를 조절하는 단계를 포함하는 촉감 제어 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a tactile control method of a tactile display device including an ultrasonic cell array, the method comprising: receiving coordinate information and tactile information of an image; Determining an ultrasonic cell to emit the ultrasonic wave according to the coordinate information; And controlling the ultrasonic wave emission time or radiation power of the determined ultrasonic cell according to the tactile information.

본 발명에 따르면, 초음파를 방사하는 초음파 셀과, 초음파 에너지를 운동 에너지로 변환하는 매질층을 이용함으로써 사용자에게 촉감을 제공할 수 있으며, 초음파 셀을 어레이 형태로 배치함으로써 보다 세밀하게 촉감 정보를 제공할 수 있다.According to the present invention, the ultrasonic wave emitting the ultrasonic wave and the medium layer converting the ultrasonic energy into the kinetic energy can be used to provide tactile feedback to the user. By arranging the ultrasonic cells in an array form, can do.

또한 본 발명에 따르면, 초음파 집속부를 이용함으로써, 초음파 셀을 소형화로 구현하면서도 효율적으로 촉감 정보를 제공할 수 있다.Further, according to the present invention, by using the ultrasonic focusing unit, it is possible to efficiently provide tactile information while realizing miniaturization of the ultrasonic cell.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파를 이용하는 촉감 디스플레이 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 촉감 디스플레이 장치의 사용예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 입력된 이미지와 초음파 셀의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 촉감 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 촉감 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 촉감 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 촉감 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 셀 어레이를 포함하는 촉감 디스플레이 장치의 촉감 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a view showing a tactile display device using ultrasonic waves according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining an example of using a tactile display device according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram for explaining the relationship between an input image and an ultrasonic cell.
4 and 5 are views for explaining a tactile display device according to another embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining a tactile display device according to another embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining a tactile display device according to another embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining a tactile display device according to another embodiment of the present invention.
9 is a view for explaining a tactile control method of a tactile display device including an ultrasonic cell array 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 디스플레이 장치를 나타내는 도면이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 촉감 디스플레이 장치의 사용예를 설명하기 위한 도면으로서, 도 1의 촉감 디스플레이 장치의 단면을 나타낸다. 도 3은 입력된 이미지와 초음파 셀의 관계를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a view showing a tactile display device using ultrasonic waves according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view for explaining an example of using a tactile display device according to an embodiment of the present invention, And shows a cross section of the display device. 3 is a diagram for explaining the relationship between an input image and an ultrasonic cell.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 촉감 디스플레이 장치는 기판(110), 초음파 셀 어레이(120), 매질층(130) 및 제어부(미도시)를 포함한다.1 and 2, the tactile display device according to the present invention includes a substrate 110, an ultrasonic cell array 120, a medium layer 130, and a control unit (not shown).

기판(110) 상에는 다수의 초음파 셀이 어레이 형태로 배치된 초음파 셀 어레이(120)가 형성된다.On the substrate 110, an ultrasound cell array 120 in which a plurality of ultrasound cells are arrayed is formed.

초음파 셀 어레이(120)는 초음파 셀 A 및 다수의 초음파 셀을 포함하며, 초음파 셀 각각은 초음파 트랜스듀서를 이용하여 초음파를 방사한다. 초음파 셀은 구면파 또는 평면파 형태의 초음파를 방사할 수 있다.The ultrasound cell array 120 includes an ultrasound cell A and a plurality of ultrasound cells. Each of the ultrasound cells emits ultrasound using an ultrasound transducer. The ultrasound cell may emit ultrasound waves in the form of spherical waves or plane waves.

도 1에서는 가로 8개, 세로 8개 형태의 초음파 셀 어레이가 일실시예로서 도시되나, 초음파 셀의 개수는 촉감 디스플레이 장치의 크기에 따라서 변경될 수 있다. 또한 도 1에서는 초음파 셀들이 접촉한 형태의 초음파 셀 어레이(120)가 도시되나, 실시예에 따라서 초음파 셀들은 도 2에 도시된 바와 같이, 기 설정된 간격만큼 이격된 형태로 배치될 수 있다.In FIG. 1, an ultrasonic wave cell array of 8 horizontal and 8 vertical ultrasonic wave cells is shown as an example, but the number of ultrasonic cells may be changed according to the size of the tactile display device. In FIG. 1, an ultrasonic cell array 120 is shown in which ultrasonic cells are in contact with each other. However, the ultrasonic wave cells may be spaced apart from each other by predetermined intervals as shown in FIG.

초음파 셀로부터 방사된 초음파는 매질층(130) 내부를 진행하며, 매질층(130)의 하면(131)에서 상면(132) 방향으로 초음파가 진행한다. 실시예에 따라서, 기판(110)은 초음파 셀 어레이(120)의 전체 면적보다 넓을 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이, 매질층(130)은 기판(110)으로부터 돌출된 초음파 셀 어레이를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 또는 도 1에 도시된 바와 같이, 매질층(130)은 초음파 셀 어레이 상에 형성될 수 있다.Ultrasonic waves radiated from the ultrasonic wave cells propagate in the medium layer 130 and the ultrasonic waves propagate from the lower surface 131 to the upper surface 132 of the medium layer 130. The substrate 110 may be wider than the entire area of the ultrasonic cell array 120 and the medium layer 130 surrounds the ultrasonic cell array protruding from the substrate 110 . Alternatively, as shown in FIG. 1, the medium layer 130 may be formed on the ultrasonic cell array.

초음파 셀로부터 초음파가 방사될 때, 사용자가 매질층(130)의 상면(132)에 손가랄 등을 접촉하면 촉감을 느낄 수 있다. 초음파 에너지가 운동 에너지로 변환되면서, 사용자는 촉감을 느낄 수 있다. When a user touches the upper surface 132 of the medium layer 130 with a finger or the like when ultrasonic waves are radiated from the ultrasonic cell, the user can feel the touch. As ultrasonic energy is converted into kinetic energy, the user can feel the touch.

매질층(130) 내부를 진행하는 초음파의 일부는 매질층의 상면에 의해 반사되며, 일부는 매질층에 접촉된 사용자의 피부로 전달된다. 초음파의 반사에 의해 매질층이 진동하면서, 사용자는 촉감을 느낄 수 있으며, 또한 사용자의 접촉 피부와 매질층 사이의 공기층과 매질층의 임피던스 차이에 의해 초음파 에너지가 운동 에너지로 변환되며 사용자는 촉감을 느낄 수 있다.Some of the ultrasonic waves propagating inside the medium layer 130 are reflected by the upper surface of the medium layer and some are transmitted to the skin of the user contacting the medium layer. The ultrasonic energy is converted into kinetic energy by the difference of the impedance between the air layer and the medium layer between the contact skin of the user and the medium layer, I can feel it.

도 2에 도시된 바와 같이, 초음파 셀 어레이 중에서 제1 내지 제4초음파 셀(210 내지 240)이 초음파를 방사하며, 사용자가 초음파를 방사하는 초음파 셀 상(210 내지 240)의 매질층(130)의 상면(132)에 손가락(250)을 접촉하고 있는 경우, 초음파에 의해 사용자는 촉감을 느낄 수 있다. 이미지의 색상 정보가 화소 단위로 제공되는 것과 유사하게, 사용자가 매질층(130)에서 촉감을 느끼는 지점(251 내지 254)이 촉감 정보가 전달되는 화소에 대응된다고 볼 수 있다. 촉감 정보를 제공하는 관점에서, 초음파 셀의 크기, 배치 개수에 따라서 촉감 디스플레이 장치의 해상도는 달라질 수 있다.2, the first to fourth ultrasound cells 210 to 240 emit ultrasound waves, and the ultrasound waves generated by the user are transmitted through the medium layer 130 of the ultrasound cell images 210 to 240, The user can feel the touch by the ultrasonic waves when the finger 250 is in contact with the upper surface 132 of the user. Similar to the case where the color information of an image is provided on a pixel basis, the points 251 to 254 where the user feels tactile feeling in the medium layer 130 correspond to the pixels to which the tactile information is transmitted. From the viewpoint of providing the tactile information, the resolution of the tactile display device may vary depending on the size and arrangement number of the ultrasonic cells.

매질층(130)은 초음파 에너지에 의해 진동할 수 있는 탄성체일 수 있으며, 일실시예로서 2mm 정도의 두께의 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)으로 제조될 수 있다. PDMS 이외에도, 실리콘, 아크릴, 플라스틱 등이 매질층(130)으로 이용될 수 있다.The medium layer 130 may be an elastic body that can be vibrated by ultrasonic energy. In one embodiment, the medium layer 130 may be made of polydimethylsiloxane (PDMS) having a thickness of about 2 mm. In addition to PDMS, silicon, acrylic, plastic, etc. may be used as the medium layer 130.

제어부는 초음파 셀 어레이의 초음파 방사를 제어하며, 기판 상에 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부는 초음파 셀 어레이에서, 초음파를 방사할 초음파 셀을 선택하며, 초음파 셀이 방사하는 초음파의 방사 파워나 초점 거리를 조절할 수 있다. The control unit controls ultrasonic emission of the ultrasonic wave cell array and can be formed on the substrate. More specifically, in the ultrasound cell array, the controller selects an ultrasound cell to emit an ultrasound wave, and adjusts the emission power and the focal distance of the ultrasound beam emitted from the ultrasound cell.

본 발명에 따른 촉감 디스플레이 장치는 이미지 형태의 정보를 촉각 형태로 변환하여 표현할 수 있으며, 이 경우, 초음파를 방사하는 초음파 셀이 촉감 정보를 전달하는 화소에 대응된다. 그리고 초음파의 방사 파워는 이미지의 재질을 표현할 수 있으며, 초음파의 초점 거리는 이미지의 깊이를 표현할 수 있다.The tactile display device according to the present invention can convert image-type information into a tactile-type image, and in this case, an ultrasonic cell that emits ultrasonic waves corresponds to a pixel that transmits tactile information. The radiation power of the ultrasonic wave can represent the material of the image, and the focal distance of the ultrasonic wave can express the depth of the image.

일예로서 도 3을 참조하여 설명하면, 도 3의 이미지(310)에 표시된 2개의 사각형 중, 좌측 사각형(311)은 거친 재질의 이미지이다. 우측 사각형(312)는 매끄러운 재질의 이미지이며, 좌측 사격형(311)보다 상대적으로 뒤에 위치한다. 이러한 이미지(310)에 대해 제어부는, 좌측 사각형(311)에 대한 촉감 정보를 전달하기 위해 초음파 셀 어레이(120)에서, 빗금친 12개의 초음파 셀들을 제1초음파 방사 셀로 선택한다. 그리고 제어부는 우측 사각형(312)에 대한 촉감 정보를 전달하기 위해, 검은 점이 표시된 8개의 초음파 셀들을 제2초음파 방사 셀로 선택한다. 또한 제어부는 좌측 사각형(311)과 우측 사각형(312)의 재질이 다르고 깊이도 서로 다르므로, 제1초음파 방사 셀과 제2초음파 방사 셀의 초음파 방사 파워 및 초음파 초점 거리를 서로 다르게 조절한다. As an example, referring to FIG. 3, of the two rectangles shown in the image 310 of FIG. 3, the left square 311 is an image of a rough material. The right quadrangle 312 is an image of a smooth material, and is positioned behind relative to the left shooting mold 311. For this image 310, the controller selects twelve ultrasound cells hatched in the ultrasound cell array 120 as the first ultrasound radiation cell to transmit tactile information to the left square 311. In order to transmit tactile information to the right quadrangle 312, the controller selects eight ultrasonic cells indicated by black dots as the second ultrasonic radiation cells. In addition, since the left quadrant 311 and the right quadrant 312 are different in material and depth from each other, the controller controls the ultrasonic radiation power and the ultrasonic focal distance of the first and second ultrasonic radiation cells to be different from each other.

만일, 좌측 사각형(311)이나 우측 사각형(312) 내에서도 재질이나 깊이가 다른 부분이 존재한다면, 제어부는 제1초음파 방사 셀이나 제2초음파 방사 셀에 포함되는 초음파 셀 각각의 방사 파워 및 초음파 초점 거리를 서로 다르게 조절함으로써, 하나의 이미지 객체에 대한 촉감 정보를 보다 세밀하게 사용자에게 제공할 수 있다.If there is a portion having different material or depth in the left square 311 or the right square 312, the control unit may control the radiation power of each of the ultrasonic wave cells included in the first ultrasonic wave emitting cell or the second ultrasonic wave emitting cell, The tactile information for one image object can be finely provided to the user.

제어부의 구체적인 제어 방법은 이하 도면에서 보다 상세히 설명하기로 한다.A specific control method of the control unit will be described in detail below with reference to the drawings.

결국 본 발명에 따르면, 초음파를 방사하는 초음파 셀과, 초음파 에너지를 운동 에너지로 변환하는 매질층을 이용함으로써 사용자에게 촉감을 제공할 수 있으며, 초음파 셀을 어레이 형태로 배치함으로써 보다 세밀하게 촉감 정보를 제공할 수 있다.As a result, according to the present invention, the ultrasonic wave emitting the ultrasonic wave and the medium layer converting the ultrasonic energy into the kinetic energy can be used to provide tactile feedback to the user. By arranging the ultrasonic cells in an array form, .

본 발명에 따른 촉감 디스플레이 장치는, 게임, 영화 또는 장애인을 위해 촉감을 제공하는 촉감 피드백 장치로 활용될 수 있으며, 영상 디스플레이 장치와 결합되어 촉감 정보와 영상 정보를 동시에 제공할 수 있다. The tactile display device according to the present invention can be used as a tactile feedback device for providing tactile feedback for a game, a movie or a disabled person, and can be combined with an image display device to simultaneously provide tactile information and image information.

도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 촉감 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.4 and 5 are views for explaining a tactile display device according to another embodiment of the present invention.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 촉감 디스플레이 장치는 초음파 셀 어레이 상에 위치하며, 초음파를 집속하는 초음파 집속부(410, 510)를 더 포함한다. 전술된 초음파 셀들은 보다 정밀한 촉감 정보 제공을 위해 소형화된 형태로, 제공되는 것이 바람직한데, 이 경우 초음파의 출력을 향상시키는데 한계가 있다. 4 and 5, the tactile display apparatus according to the present invention further includes an ultrasound focusing unit 410 and 510 positioned on the ultrasound cell array and concentrating ultrasound waves. It is preferable that the above-described ultrasonic cells are provided in a miniaturized form in order to provide more precise tactile information. In this case, there is a limit in improving the output of ultrasonic waves.

따라서 본 발명은 초음파의 출력을 증가시키지 않으면서 초음파의 출력이 증가되는 경우와 동일한 효과를 제공하기 위해 초음파 집속부를 이용한다. 초음파 집속부에 의해 초음파 에너지가 분산되지 않고 집중될 수 있으므로, 작은 초음파 출력으로도 효과적으로 촉감을 제공할 수 있다.Therefore, the present invention uses an ultrasonic focusing unit to provide the same effect as the case where the output of the ultrasonic wave is increased without increasing the output of the ultrasonic wave. Since the ultrasonic focusing unit can concentrate the ultrasonic wave energy without being scattered, the ultrasonic wave output can effectively provide tactile sensation.

일실시예로서, 초음파 집속부(410)의 굴절률은 매질층의 굴절률과 상이하다. 잘 알려진 바와 같이, 굴절률의 차이에 의해 파동인 음파의 진행 방향이 변경될 수 있으며, 따라서, 초음파 집속부를 통과한 초음파는 초음파 집속부와 굴절률이 상이한 매질층에 이르러 진행 방향이 변경될 수 있으며 결국, 초음파가 한곳으로 집중될 수 있다.In one embodiment, the refractive index of the ultrasonic focusing unit 410 is different from the refractive index of the medium layer. As is well known, the traveling direction of a sound wave which is a wave can be changed by the difference in refractive index, and therefore, the ultrasonic wave that has passed through the ultrasonic focusing section reaches the medium layer having a refractive index different from that of the ultrasonic focusing section, , And ultrasound can be concentrated in one place.

다른 실시예로서, 초음파 집속부는 굴절률과 별개로 초음파가 집중될 수 있는 형상일 수 있다. 일실시예로서, 초음파 집속부는 도 5에 도시된 바와 같이 볼록한 형태의 음향 렌즈(510)일 수 있다. 이 때 음향 렌즈(510)는 매질층의 굴절률과 상이하거나 또는 동일해도 무방하다.In another embodiment, the ultrasonic focusing unit may have a configuration in which ultrasonic waves can be concentrated separately from the refractive index. In one embodiment, the ultrasound focusing unit may be a convex acoustic lens 510 as shown in FIG. At this time, the acoustic lens 510 may be different from or the same as the refractive index of the medium layer.

한편, 도면에 도시되지는 않았지만 초음파 셀에서 초음파가 방사되는 일면의 형상을 이용하여 초음파를 집속시킬 수도 있다. 초음파 셀에서 초음파가 방사되는 일면이 초음파 셀의 내부 방향으로 들어간 오목한 형태인 경우, 오목 거울에 반사된 빛이 한 곳으로 모이는 원리와 유사하게 초음파가 집속될 수 있다.Although not shown in the drawing, ultrasonic waves may be focused using a shape of one surface of the ultrasonic wave emitting the ultrasonic waves. In the case where the one surface of the ultrasonic wave emitting the ultrasonic wave is concave in the direction of the interior of the ultrasonic cell, the ultrasonic wave can be focused similarly to the principle of the reflection of the light reflected in the concave mirror into one place.

따라서 본 발명에 따르면, 초음파 집속부를 이용함으로써, 초음파 셀을 소형화로 구현하면서도 효율적으로 촉감 정보를 제공할 수 있다.Therefore, according to the present invention, by using the ultrasonic focusing unit, tactile information can be efficiently provided while realizing miniaturization of the ultrasonic cell.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 촉감 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining a tactile display device according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 초음파 집속부(600)는 초음파 셀 어레이와 매질층 사이에 위치하며, 제1집속부(610) 및 제2집속부(620)를 포함한다. Referring to FIG. 6, the ultrasound focusing unit 600 includes a first focusing unit 610 and a second focusing unit 620, which are located between the ultrasonic wave cell array and the medium layer.

제1집속부(610)는 초음파 셀 상에 위치하며, 제2집속부(620)는 제1집속부(610)를 둘러싸는 형태이다. 제1집속부(610)와 제2집속부(620)는 진행하는 음파의 속도가 서로 다른 매질로 이루어질 수 있다. 일예로서, 제1집속부(610) 및 제2집속부(620) 각각은 PDMS 및 실리콘으로 이루어지거나 또는 PDMS 및 공기로 이루어질 수 있다. 따라서 초음파 셀에서 방사되는 초음파는 제1집속부(610)를 통해서만 전달될 수 있다.The first focusing unit 610 is located on the ultrasonic cell and the second focusing unit 620 is surrounding the first focusing unit 610. The first focusing unit 610 and the second focusing unit 620 may be made of a medium having different speeds of the proceeding sound waves. As an example, each of the first focusing unit 610 and the second focusing unit 620 may be made of PDMS and silicon, or may be made of PDMS and air. Accordingly, the ultrasonic waves radiated from the ultrasonic cell can be transmitted only through the first focusing unit 610.

제1집속부(610)는 일실시예로서, 매질층(130)에 가까울수록 폭이 감소하는 형태일 수 있으며, 따라서 제1집속부(610)의 내부를 진행하는 초음파는 제1집속부(610)의 형태에 따라 매질층에 가까워질수록 음향의 압력이 증대되며 집속될 수 있다.The first focusing unit 610 may be configured such that the width of the first focusing unit 610 decreases toward the medium layer 130. Accordingly, the ultrasonic waves propagating through the first focusing unit 610 are incident on the first focusing unit 610 610, the acoustic pressure can be increased and converged as it approaches the medium layer.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 촉감 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining a tactile display device according to another embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 촉감 디스플레이 장치는 기 설정된 초음파 셀 그룹 단위로 초음파를 방사할 수 있다. 즉, 제어부는 도 1에서 설명된 바와 같이, 초음파 셀 단위로 초음파가 방사되도록 제어하거나 또는 도 7과 같이 기 설정된 초음파 셀 그룹 단위로 초음파가 방사되되도록 제어할 수 있다. 초음파 셀 단위로 초음파가 방사될 경우, 도 1에서 설명된 바와 같이, 하나의 초음파 셀이 촉감을 제공하는 하나의 화소를 형성하며, 초름파 셀 그룹 단위로 초음파가 방사될 경우, 초음파 셀 그룹이 촉감을 제공하는 하나의 화소를 형성한다.The tactile display device according to the present invention can emit ultrasonic waves in units of predetermined ultrasonic cell groups. That is, as described in FIG. 1, the controller may control the ultrasonic waves to be radiated in units of ultrasonic cells or may control the ultrasonic waves to be emitted in units of preset ultrasonic cell groups as shown in FIG. When an ultrasound wave is emitted in units of ultrasound cells, one ultrasound cell forms a pixel for providing tactile sensation, as described in FIG. 1, and when an ultrasound wave is emitted in units of ultramodern cell groups, Thereby forming one pixel that provides tactile sensation.

도 7에서는 3개의 초음파 셀 그룹(710, 720, 730)이 설정되고, 초음파 셀 그룹이 4개의 초음파 셀로 구성된 실시예가 설명되나, 초음파 셀 그룹의 개수 및 초음파 셀 그룹을 구성하는 초음파 셀의 개수는 실시예에 따라 달라질 수 있다.7 shows an example in which three groups of ultrasonic wave cells 710, 720 and 730 are set and an ultrasonic wave cell group is composed of four ultrasonic cells, the number of ultrasonic wave cell groups and the number of ultrasonic wave cells constituting the ultrasonic wave cell group are Depending on the embodiment.

제어부는 초음파 셀 그룹을 구성하는 초음파 셀의 초음파 방사 시점을 조절하여, 초음파 빔의 방향과 초음파 초점 거리를 조절할 수 있다. 도 7에서 제1초음파 셀 그룹(710)에 의해 형성된 초음파(711)의 초점 거리는 제2 및 제3초음파 셀 그룹(720, 730)에 의해 형성된 초음파(712, 713)의 초점 거리보다 길다. 초음파 셀들의 방사 시점의 차이가 길어질수록 초점 거리는 길어질 수 있다.The control unit can adjust the direction of the ultrasonic beam and the ultrasonic focal distance by adjusting the ultrasonic wave emission time of the ultrasonic cell constituting the ultrasonic wave cell group. 7, the focal length of the ultrasonic wave 711 formed by the first ultrasonic wave cell group 710 is longer than the focal distance of the ultrasonic waves 712 and 713 formed by the second and third ultrasonic wave cell groups 720 and 730. The longer the difference in the emission time of the ultrasound cells, the longer the focal length can be.

그리고 제1 내지 제3초음파 셀 그룹(710, 720, 730)에 의해 형성된 초음파 빔의 방향은 서로 다르다. 구체적으로 제1초음파 셀 그룹(710)에 의해 형성된 초음파 빔(711)을 기준으로, 제2초음파 셀 그룹(720)에 의해 형성된 초음파 빔은 오른쪽으로 치우쳐저 있으며, 제3초음파 셀 그룹(730)에 의해 형성된 초음파 빔은 왼쪽으로 치우쳐 형성된다. 제2초음파 셀 그룹(720)은 가장 좌측의 초음파 셀부터 순차적으로 초음파를 방사하며, 제3초음파 셀 그룹(730)은 가장 우측의 초음파 셀부터 초음파를 순차적으로 방사한다.The directions of the ultrasound beams formed by the first to third ultrasound cell groups 710, 720, and 730 are different from each other. The ultrasound beam formed by the second ultrasound cell group 720 is biased to the right with respect to the ultrasound beam 711 formed by the first ultrasound cell group 710, Is formed to be biased to the left. The second ultrasound cell group 720 sequentially emits ultrasound waves from the leftmost ultrasound cell and the third ultrasound cell group 730 sequentially emits ultrasound waves from the rightmost ultrasound cell.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 촉감 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면으로서, 도 6 및 도 7에서 설명된 실시예가 결합된 형태이다.FIG. 8 is a view for explaining a tactile display device according to another embodiment of the present invention, in which the embodiment described in FIGS. 6 and 7 is combined.

도 8에서, 각각의 초음파 셀 그룹(830) 상에 제1집속부(810)가 위치하며, 제2집속부(820)는 제1집속부(810)를 둘러싼다. 도 8에서는 제1집속부(810)의 형상을 노출시켜 표현하기 위해, 임의의 직선(840)을 기준으로 위쪽에는 제2집속부(820)가 표현되어 있으며, 아래쪽에는 제2집속부(820)가 제거되어 있다.8, the first focusing unit 810 is located on each ultrasonic wave cell group 830, and the second focusing unit 820 surrounds the first focusing unit 810. 8, the second focusing unit 820 is represented on the upper side of the arbitrary straight line 840 in order to expose the shape of the first focusing unit 810, and the second focusing unit 820 ) Are removed.

제1 및 제2집속부(810, 820)를 포함하는 초음파 집속부 상에 매질층이 형성된다.A medium layer is formed on the ultrasonic focusing part including the first and second focusing parts 810 and 820.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 셀 어레이를 포함하는 촉감 디스플레이 장치의 촉감 제어 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 본 발명에 따른 촉감 제어 방법은 촉감 디스플레이 장치의 제어부에서 수행될 수 있다.FIG. 9 is a view for explaining a tactile control method of a tactile display device including an ultrasonic cell array according to an embodiment of the present invention, wherein the tactile control method according to the present invention can be performed in a controller of a tactile display device.

본 발명에 따른 촉감 디스플레이 장치는 이미지의 좌표 정보 및 촉감 정보를 수신(S910) 즉, 입력받는다. 촉감 정보는 이미지에 대한 재질 정보 및 깊이 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고 좌표 정보는 초음파 셀의 위치에 대응되는 정보일 수 있다.The tactile display device according to the present invention receives coordinate information and tactile information of an image (S910), i.e. receives input. The tactile information may include at least one of material information and depth information for the image. The coordinate information may be information corresponding to the position of the ultrasonic cell.

촉감 디스플레이 장치는 좌표 정보에 따라서, 초음파를 방사할 초음파 셀을 결정(S920)하며, 촉감 정보에 따라서, 초음파 방사가 결정된 초음파 셀의 초음파 방사 시점 또는 방사 파워를 조절(S930)한다. 초음파는 초음파 셀 어레이 상에 형성된 매질층 내부를 진행하고, 사용자는 촉감을 느낄 수 있다.The tactile display device determines an ultrasonic wave cell to emit ultrasonic waves in accordance with the coordinate information (S920), and adjusts the ultrasonic wave emission time or radiation power of the ultrasonic wave cell in which the ultrasonic wave radiation has been determined (S930) according to the tactile information. The ultrasonic waves travel inside the medium layer formed on the ultrasonic cell array, and the user can feel the touch.

도 3을 참조하면, 사각형 이미지(311, 312)에 대한 좌표 정보를 통해 촉감 디스플레이 장치는 빗금친 초음파 셀과 점이 표시된 초음파 셀을 선택할 수 있다. 그리고 거친 재질인 좌측 사각형 이미지(311)의 촉감을 표현하기 위한 초음파 셀은 매끈한 재질인 우측 사각형 이미지(312)의 촉감을 표현하기 위한 초음파 셀보다 강한 파워로 초음파를 방사할 수 있다. 그리고 또한 상대적으로 깊이 값이 큰 우측 사각형 이미지(312)의 촉감을 표현하기 위한 초음파 셀이 형성하는 초점 거리는 좌측 사각형 이미지(311)의 촉감을 표현하기 위한 초음파 셀이 형성하는 초점 거리보다 길 수 있다.Referring to FIG. 3, the tactile display device can select the shaded ultrasound cells and the dotted ultrasound cells through the coordinate information on the rectangular images 311 and 312. The ultrasonic cell for expressing the tactile sensation of the left rectangular image 311, which is a rough material, can emit ultrasonic waves with stronger power than the ultrasonic cell for expressing the touch of the right rectangular image 312, which is a smooth material. The focal distance formed by the ultrasonic cell for expressing the tactile sensation of the right rectangular image 312 having a relatively large depth value may be longer than the focal distance formed by the ultrasonic cell for expressing the tactile sensation of the left rectangular image 311 .

다시 도 9로 돌아가, 단계 S930에서 촉감 디스플레이 장치는 기 설정된 초음파 셀 그룹 단위 또는 초음파 셀 단위로 초음파 방사 시점 또는 방사 파워를 조절할 수 있다. Referring back to FIG. 9, in step S930, the tactile display device can adjust the ultrasound emission time or radiation power in units of predetermined ultrasound cell groups or ultrasound cell units.

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)

기판;
상기 기판 상에 형성되며, 초음파를 방사하는 초음파 셀 어레이;
하면에서 상면 방향으로 상기 초음파가 진행하는 매질층; 및
상기 초음파 셀 어레이의 초음파 방사를 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 초음파 셀에서 상기 초음파가 방사되는 일면은
오목한 형태인
초음파를 이용하는 촉감 디스플레이 장치.
Board;
An ultrasonic wave cell array formed on the substrate and emitting ultrasonic waves;
A medium layer in which the ultrasonic waves propagate in a direction from the bottom surface to the top surface; And
And a control unit for controlling ultrasonic emission of the ultrasonic wave cell array,
Wherein one surface of the ultrasonic wave cell on which the ultrasonic wave is radiated
Concave
A tactile display device using ultrasonic waves.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는
기 설정된 초음파 셀 그룹 단위로 초음파가 방사되거나 또는 초음파 셀 단위로 초음파가 방사되도록 제어하는
초음파를 이용하는 촉감 디스플레이 장치.
The method according to claim 1,
The control unit
The ultrasonic wave is radiated in units of predetermined ultrasonic cell groups or ultrasonic waves are radiated in units of ultrasonic cells
A tactile display device using ultrasonic waves.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 초음파 셀 어레이의 초음파 방사 파워 또는 초음파 방사 시점을 제어하는
초음파를 이용하는 촉감 디스플레이 장치.
The method according to claim 1,
The control unit
And controlling the ultrasonic radiation power or the ultrasonic emission time of the ultrasonic cell array
A tactile display device using ultrasonic waves.
삭제delete 기판;
상기 기판 상에 형성되며, 초음파를 방사하는 초음파 셀 어레이;
상기 초음파 셀 어레이 상에 위치하며, 상기 초음파를 집속하는 초음파 집속부;
상기 초음파 집속부를 통과한 초음파가 진행하는 매질층; 및
상기 초음파 셀 어레이의 초음파 방사를 제어하는 제어부
를 포함하는 초음파를 이용하는 촉감 디스플레이 장치.
Board;
An ultrasonic wave cell array formed on the substrate and emitting ultrasonic waves;
An ultrasonic focusing unit positioned on the ultrasonic wave cell array and concentrating the ultrasonic wave;
A medium layer through which the ultrasonic waves pass through the ultrasonic focusing unit; And
A controller for controlling the ultrasonic emission of the ultrasonic wave cell array;
And a display unit for displaying the tactile display.
제 5항에 있어서,
상기 초음파 셀 어레이와 상기 매질층 사이에 위치하는 상기 초음파 집속부는
상기 초음파 셀 상에 위치하는 복수의 제1집속부; 및
상기 제1집속부를 둘러싸며, 상기 제1집속부와 음파의 속도가 상이한 매질로 이루어진 제2집속부
를 포함하는 초음파를 이용하는 촉감 디스플레이 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the ultrasonic focusing unit positioned between the ultrasonic wave cell array and the medium layer comprises:
A plurality of first focusing units positioned on the ultrasonic cells; And
And a second focusing unit that surrounds the first focusing unit and is made of a medium having a velocity different from that of the first focusing unit,
And a display unit for displaying the tactile display.
제 6항에 있어서,
상기 제1집속부는
상기 매질층에 가까울수록 폭이 감소하는 형태인
초음파를 이용하는 촉감 디스플레이 장치.
The method according to claim 6,
The first focusing unit
And the width is decreased as the layer is closer to the medium layer
A tactile display device using ultrasonic waves.
제 6항에 있어서,
상기 제1집속부 각각은
기 설정된 초음파 셀 그룹 별로 배치된
초음파를 이용하는 촉감 디스플레이 장치.
The method according to claim 6,
Each of the first focusing portions
And a plurality of ultrasound cell groups
A tactile display device using ultrasonic waves.
제 5항에 있어서,
상기 초음파 집속부의 굴절률은
상기 매질층의 굴절률과 상이한
초음파를 이용하는 촉감 디스플레이 장치.
6. The method of claim 5,
The refractive index of the ultrasonic focusing unit is
The refractive index of the medium layer
A tactile display device using ultrasonic waves.
제 5항에 있어서,
상기 초음파 집속부는
볼록한 음향 렌즈인
초음파를 이용하는 촉감 디스플레이 장치.
6. The method of claim 5,
The ultrasound focusing unit
A convex acoustic lens
A tactile display device using ultrasonic waves.
제 5항에 있어서,
상기 매질층은
상기 기판으로부터 돌출된 상기 초음파 셀 어레이를 둘러싸는
초음파를 이용하는 촉감 디스플레이 장치.
6. The method of claim 5,
The medium layer
And a plurality of electrodes
A tactile display device using ultrasonic waves.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016007920A1 (en) * 2014-07-11 2016-01-14 New York University Three dimensional tactile feedback system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016007920A1 (en) * 2014-07-11 2016-01-14 New York University Three dimensional tactile feedback system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240107661A (en) 2022-12-30 2024-07-09 한국기술교육대학교 산학협력단 Vibration actuator using ultrasonic wave and beat phenomenon and vibrotactile interaction device comprising the same

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