KR102099616B1 - 촉각디스플레이 태블릿 - Google Patents

Abstract

본 발명은 점자 디스플레이의 안정적이고 빠른 구동이 가능하게 하는 촉각디스플레이 태블릿에 관한 것으로서, 프로세서, 메모리, 통신모듈, 입출력부를 포함하고, 접속된 사용자단말기의 출력데이터 혹은 자체적으로 구동되는 앱의 출력데이터에 기초하여, 전체 촉각픽셀에 대한 정보를 포함하는 촉각맵을 생성하는 제어부; 상기 제어부로부터 현재 수신한 촉각맵 및 이전에 수신한 촉각맵의 차이에 기초하여 촉각맵에 대한 차분데이터를 도출하고, 상기 차분데이터를 분할하여 복수의 제1분할차분맵을 생성하는 촉각분배기부; 상기 제1분할차분맵을 분할하여 복수의 제2분할차분맵을 생성하는 제1슬레이브부; 상기 제2분할차분맵을 분할하여 복수의 제3분할차분맵을 생성하는 제2슬레이브부; 및 상기 제3분할차분맵에 기초하여 상기 전체 촉각픽셀에 따른 촉각디스플레이를 구현하는 제3슬레이브부;를 포함하는, 촉각디스플레이 태블릿에 관한 것이다.

Description

촉각디스플레이 태블릿 {Tactile Display Tablet}

본 발명은 촉각디스플레이 태블릿에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 점자 디스플레이의 안정적이고 빠른 구동이 가능하게 하는 촉각디스플레이 태블릿에 관한 것이다.

정보화 사회에서는 컴퓨터를 이용한 정보습득 및 활용이 필수적이며, 이러한 추세는 일반인 뿐만 아니라 시각장애인에게도 마찬가지이다.

시각장애인의 정보화 수준을 향상시키기 위해서는 그들도 정상인과 유사한 수준으로 정보를 습득하고 활용할 수 있도록 해줘야 하는데, 이는 시각장애인의 일상생활을 보다 편리하게 하고 스스로 정보를 습득하고 활용할 수 있게 해준다는 점에서 중요하다. 또한 이를 통하여 궁극적으로는 시각장애인에게 다양한 교육기회를 제공하여 사회진출 및 참여의 기회를 확대시킴으로써 그들의 복지를 한층 향상시킬 수 있다는 점에서 매우 중요하다고 할 수 있다.

하지만, 현재의 컴퓨터를 사용하는 일반적 방식은 주로 모니터를 통해 출력되는 시각적 정보를 눈으로 인지하고 이에 대하여 키보드, 마우스, 혹은 터치패드 등의 입력도구를 이용하여 정보를 입력하는 방식을 사용하고 있다. 따라서, 시각을 쓸 수 없는 시각장애인이 일반인과 동일한 수준으로 컴퓨터의 출력정보를 인지하고 이에 대한 즉각적인 정보입력과 같은 상호작용을 하는 데에는 큰 한계가 있을 수 밖에 없다. 결과적으로 시각적 장애는 컴퓨터 사용에 있어서의 효율성을 현저히 저하시켜 컴퓨터를 통한 정보습득 및 활용의 기회를 크게 빼앗게 된다.

이러한 시각장애인의 컴퓨터 사용에 있어서의 어려움을 해결하기 위하여 청각, 촉각 등을 사용해 시각적 정보를 인지하고 이를 통해 컴퓨터와 상호작용을 할 수 있도록 다양한 기술들이 개발되어 왔다. 그 대표적인 기술로서, 청각을 통해 시각장애인의 컴퓨터 사용을 보조하는 스크린 리더가 있다. 이는 컴퓨터 화면에 출력되는 내용과 자신이 입력한 키보드 정보를 음성으로 출력하여 컴퓨터를 사용할 수 있도록 도와주는 장치 혹은 소프트웨어이다.

하지만 스크린 리더는 출력화면에 대한 2차원의 공간적 위치정보 없이 한 줄로 이어진 선형화된 정보만으로 출력화면의 Graphic User Interface (GUI) 요소들을 탐색하므로 화면 출력정보 인지에 어려움이 따르며, 특히 출력화면에 포함된 정보가 많으면 많을수록 그 어려움은 현저히 증가하게 된다. 또한 문자나 GUI 요소들 이외에 그림, 도표 등과 같은 다양한 그래픽 정보들에 대해서는 스크린 리더가 텍스트 기반의 간단한 묘사적 설명만을 음성으로 제공하기 때문에 시각장애인이 그래픽 정보를 이해하고 이에 대한 상호작용을 하는 데에 큰 어려움을 가지게 된다.

또 다른 관련 기술로는 점자셀을 통하여 문자정보를 촉각으로 전달해주는 점자정보단말기가 있다. 이와 같은 대부분의 점자정보단말기는 점자셀의 구동이 안정적이지 못하고 따라서 점자셀의 구동속도가 즉각적이지 못하다는 문제점이 있다. 또한, 이와 같은 점자셀의 화소수를 늘리는 것에 있어서 한계가 있다는 문제점이 있다.

한국공개특허번호 10-2012-0063982

본 발명의 목적은 점자 디스플레이의 안정적이고 빠른 구동이 가능하게 하는 촉각디스플레이 태블릿을 제공하는 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예는, 프로세서, 메모리, 통신모듈, 입출력부를 포함하고, 접속된 사용자단말기의 출력데이터 혹은 자체적으로 구동되는 앱의 출력데이터에 기초하여, 전체 촉각픽셀에 대한 정보를 포함하는 촉각맵을 생성하는 제어부; 상기 제어부로부터 현재 수신한 촉각맵 및 이전에 수신한 촉각맵의 차이에 기초하여 촉각맵에 대한 차분데이터를 도출하고, 상기 차분데이터를 분할하여 복수의 제1분할차분맵을 생성하는 촉각분배기부; 상기 제1분할차분맵을 분할하여 복수의 제2분할차분맵을 생성하는 제1슬레이브부; 상기 제2분할차분맵을 분할하여 복수의 제3분할차분맵을 생성하는 제2슬레이브부; 및 상기 제3분할차분맵에 기초하여 상기 전체 촉각픽셀에 따른 촉각디스플레이를 구현하는 제3슬레이브부;를 포함하고, 상기 전체 촉각픽셀의 픽셀수가 N*I인 경우에, 상기 제1분할차분맵의 픽셀수는 N*J이고, 상기 제2분할차분맵의 픽셀수는 K*J이고, 상기 N, I, J, K는 자연수이고, I는 J보다 크고, N은 K보다 큰, 촉각디스플레이 태블릿을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 제3슬레이브부는, 상기 제3슬레이브기판; 상기 제2슬레이브부로부터 제3분할차분맵을 수신하는 제3슬레이브포트; 상기 제3분할차분맵으로부터 분할된 복수의 TULA구동신호를 송신하는 복수의 신호공급부; 각각의 TULA구동신호에 따라 복수의 촉각픽셀을 구현하는 복수의 TULA모듈을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 제3슬레이브부는, 상기 복수의 TULA모듈의 하측을 지지하는 TULA지지대; 상기 TULA지지대와 결합이 되고, 상기 TULA모듈의 촉각픽셀을 구현하는 물리적 부재의 하측 부분을 가이딩하는 복수의 관통홀이 형성된 제1고정가이드; 및 상기 제1고정가이드의 상측에 배치되고, 상기 TULA모듈의 촉각픽셀을 구현하는 물리적 부재의 상측 부분을 가이딩하는 복수의 관통홀이 형성된 제2고정가이드;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 제1고정가이드는 일측면에 1 이상의 제1홀이 형성되어 있고, 타측면에 상기 제1홀의 형상에 상응하는 1 이상의 제1돌출부가 형성되어 있고, 상기 제2고정가이드는 일측면에 1 이상의 제2홀이 형성되어 있고, 타측면에 상기 제2홀의 형성에 상응하는 1 이상의 제2돌출부가 형성되어 있고, 인접한 2개의 상기 제1고정가이드는 상기 제1홀과 상기 제1돌출부에 의하여 탈착할 수 있고, 인접한 2개의 상기 제2고정가이드는 상기 제2홀과 상기 제2돌출부에 의하여 탈착할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 TULA모듈은, 복수의 핀구동모듈; 상기 복수의 핀구동모듈을 지지하는 핀구동모듈고정부; 및 상기 핀구동모듈고정부에 의하여 지지되고, 상기 TULA구동신호를 수신하고, 상기 TULA구동신호에 기초하여 상기 복수의 핀구동모듈 각각에 대해 핀구동신호를 송신하는 핀구동신호공급부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 촉각디스플레이 태블릿은, 시각장애인들로 하여금 실시간으로 촉각적으로 디스플레이되는 사항들을 직관적으로 인지할 수 있게 하는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 촉각디스플레이 태블릿은, 시각장애인들로 하여금 촉각적으로 정보를 인지하면서 동시에 인지된 정보에 기반하여 즉각적으로 입력을 할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 촉각디스플레이 태블릿은 보다 높은 해상도의 점자픽셀을 안정적으로 구현하는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 촉각디스플레이 태블릿은 점자 디스플레이의 안정적이고 빠른 구동을 구현할 수 있고, 이에 따라 이미지뷰어 및 게임 등의 애플리케이션을 원활하게 작동시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 촉각디스플레이 태블릿은, 시각장애인의 컴퓨터 활용능력을 크게 향상시키고, 시각장애인용 컴퓨터 하드웨어 및 소프트웨어 시장을 확대할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각디스플레이 태블릿의 외형을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각디스플레이 태블릿의 내부 구성을 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬레이브모듈의 내부 구성을 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2슬레이브부 및 제3슬레이브부를 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제3슬레이브부를 개략적으로 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 TULA모듈을 개략적으로 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 핀구동모듈을 개략적으로 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각맵로부터 핀구동모듈 신호로의 변환 과정을 개략적으로 도시한다.

다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.

또한, 다양한 양상들 및 특징들이 다수의 디바이스들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있는 시스템에 의하여 제시될 것이다. 다양한 시스템들이, 추가적인 장치들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있다는 점 그리고/또는 도면들과 관련하여 논의된 장치들, 컴포넌트들, 모듈들 등 전부를 포함하지 않을 수도 있다는 점 또한 이해되고 인식되어야 한다.

본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다. 아래에서 사용되는 용어들 '컴포넌트', '모듈', '시스템', '인터페이스' 등은 일반적으로 컴퓨터 관련 엔티티(computer-related entity)를 의미하며, 예를 들어, 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어를 의미할 수 있다. 다만, '모듈', '부'가 물리적 부재를 의미할 수도 있다.더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 명백하게 다른 내용을 지시하지 않는 “한”과, “상기”와 같은 단수 표현들은 복수 표현들을 포함한다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 따라서, 일 예로, “컴포넌트 표면(component surface)”은 하나 혹은 그 이상의 컴포넌트 표면들을 포함한다.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각디스플레이 태블릿(100)의 외형을 개략적으로 도시한다.

촉각디스플레이 태블릿(100)은 외부적으로는 케이스(110); 복수의 촉각픽셀에 해당하는 점자셀로 구현되는 점자디스플레이부(120); 시각장애인 등이 키입력을 할 수 있는 키패드(130); 및 외부 장치와 연결되는 외부연결포트(140)를 포함한다. 상기 케이스(110) 내부에 상기 촉각디스플레이의 내부 전자적 요소들이 배치된다.

이와 같은 촉각디스플레이 태블릿(100)은 사용자로부터 키패드(130)에 의한 입력을 수신하고, 시각적 디스플레이를 대신하여 점자셀로 이루어진 점자디스플레이부(120)에 의하여 시각장애인 사용자에게 디스플레이 정보를 제공할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각디스플레이 태블릿(100)의 내부 구성을 개략적으로 도시한다.

촉각디스플레이 태블릿(100)은 사용자단말기와 접속되어, 사용자단말기와 데이터 송수신을 수행하고, 사용자단말기에서 수행되는 앱의 시각장애인에 대한 입출력 인터페이스를 수행하거나 혹은 사용자단말기와의 접속 없이 촉각디스플레이 태블릿(100) 내부에서 동작하는 앱의 입출력을 수행할 수도 있다.

구체적으로 제어부(200)는 프로세서(210), 메모리(220), 통신모듈(230), 입출력부(240), 외부연결포트(250), 및 촉각디스플레이포트(260)를 포함한다. 이와 같은 제어부(200)의 프로세서(210) 및/또는 메모리(220)에서는 접속된 사용자단말기의 출력데이터 혹은 자체적으로 구동되는 앱의 출력데이터에 기초하여, 상기 촉각디스플레이부에서 촉각적으로 디스플레이되는 전체 촉각픽셀에 대한 정보를 포함하는 촉각맵을 생성한다.

상기 제어부(200)는 하나의 단일 기판의 컴퓨팅 모듈에 의하여 구현됨이 바람직하다.

상기 통신모듈(230)은 상기 사용자단말기 등과 유선적 혹은 무선적으로 통신을 수행하는 구성에 해당하고, 상기 입출력부(240)는 접속된 스피커(241) 혹은 키보드(242)에 연결되어 있다.

상기 외부연결포트(250)는 USB 규격 등의 다양한 형태의 유선적 연결을 수행하기 위한 포트에 해당할 수 있다.

한편, 제어부(200)는 상기 촉각디스플레이포트(260)를 통하여 촉각맵을 촉각디스플레이부에 전송한다.

상기 촉각디스플레이부는 촉각분배기부(300) 및 상기 촉각분배기부(300)로부터 수신한 데이터에 기초하여 구역별 점자셀을 구현하는 복수의 슬레이브모듈(1000)을 포함한다.

구체적으로 상기 촉각분배기부(300)는 상기 제어부(200)로부터 현재 수신한 촉각맵 및 이전에 수신한 촉각맵의 차이에 기초하여 촉각맵에 대한 차분데이터를 도출하고, 상기 차분데이터를 분할하여 복수의 제1분할차분맵을 생성한다.

예를들어, 하기 표 1은 3 * 3 픽셀수에서의 과거 프레임에서의 촉각맵이고, 표 2는 3 * 3 픽셀수에서의 현재 프레임에서의 촉각맵이라고 하는 경우에, 현재 촉각맵의 차분데이터는 표 3과 같다.

1	1	1
1	1	0
1	1	0

1	1	1
1	0	0
1	0	0

	0
	0

여기서 0은 슬레이브모듈(1000)의 점자핀이 내려온 상태이고, 1은 점자핀이 올라온 상태라고 가정한다.

즉 촉각맵의 차분데이터는 이전 프레임에서의 촉각맵과 현재 프레임에서의 촉각맵의 차이에 대한 데이터에 해당한다. 이와 같은 차분데이터를 이용하여 모든 프레임에 대해 점자핀을 제어하는 것이 아니라 변동이 있는 점자핀만을 제어함으로서 점자핀을 보다 빠르게 제어할 수 있을 뿐만 아니라 점자핀의 수명을 늘릴 수 있다.

한편, 촉각분배기부(300)는 이와 같은 촉각맵의 차분데이터를 기설정된 규칙에 따라 영역별로 구분하여 제1분할차분맵을 생성하여 각각의 슬레이브모듈(1000)에 전달한다. 이후 슬레이브모듈(1000)은 수신한 각각의 제1분할차분맵에 따라 점자핀을 이동시켜 촉각픽셀을 구현할 수 있다. 바람직하게는 상기 촉각분배기부(300)는 FPGA에 의하여 구현이 되고, 촉각분배기부(300)는 병렬적으로 각각의 영역에 대한 촉각픽셀을 구현하는 복수의 슬레이브모듈(1000)에 대해 제1분할차분맵을 전달함으로써, 영역별 점자핀의 구동을 같은 타이밍에 수행할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬레이브모듈(1000)의 각각의 내부 구성을 개략적으로 도시한다.

상기 슬레이브모듈(1000)은 상기 제1분할차분맵을 분할하여 복수의 제2분할차분맵을 생성하는 제1슬레이브부(1100); 상기 제2분할차분맵을 분할하여 복수의 제3분할차분맵을 생성하는 제2슬레이브부(1200); 및 상기 제3분할차분맵에 기초하여 상기 전체 촉각픽셀에 따른 촉각디스플레이를 구현하는 제3슬레이브부(1300);를 포함한다.

제1분할차분맵은 상기 제1슬레이브부(1100)에 의하여 복수의 제2분할차분맵으로 분할되고, 상기 제2분할차분맵 각각은 각각의 제2슬레이브부(1200)에 의하여 제3분할차분맵으로 분할된다.

상기 제1슬레이브부(1100) 및 상기 제2슬레이브부(1200) 각각은 차분맵에 대한 분할을 수행하는 개별적인 드라이버를 포함하고, 이와 같은 구성에 의하여 특정 촉각픽셀의 점자핀이 먼저 구동되는 형태가 아닌, 전체 촉각픽셀에서의 점자핀이 균일한 타이밍에서 구동될 수 있다.

바람직하게는, 상기 전체 촉각픽셀의 픽셀수가 N*I인 경우에, 상기 제1분할차분맵의 픽셀수는 N*J이고, 제1분할차분맵은 I/J개가 구비되고, 상기 제2분할차분맵의 픽셀수는 K*J이고, 제2분할차분맵은 N/K개가 구비되고, 상기 N, I, J, K는 자연수이고, I는 J보다 크고, N은 K보다 크다.

전체 촉각픽셀에 대한 촉각맵의 차분데이터를 하나의 드라이버 및 하나의 모듈에 의하여 수행되는 것이 아니라, 복수의 개별적인 연산이 가능한 슬레이브모듈(1000)을 통하여 촉각맵의 차분데이터가 분할되고, 최종적으로 분할된 촉각맵의 차분데이터에 의하여 점자핀을 구동함으로써, 보다 점자핀의 균일한 타이밍에서의 동작을 구현할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2슬레이브부(1200) 및 제3슬레이브부(1300)를 개략적으로 도시한다. 도 4에서는 제3슬레이브부(1300)의 구조의 이해를 돕기 위하여 제3슬레이브부(1300)의 일부만을 도시하였고, 일부 핀구동모듈(2000)의 캡 부분의 구성요소를 생략하였다.

예시적으로 도 4에서의 실시예에서는 제2분할차분맵은 8*8의 촉각픽셀을 가지고, 제3분할차분맵은 2*8의 촉각픽셀을 갖는다.

상기 제2슬레이브부(1200)는 상기 제1슬레이브부(1100)로부터 수신한 제2분할차분맵을 분할하여 복수의 제3슬레이브부(1300)에 각각 전달한다.

상기 제3슬레이브부(1300)는, 상기 제3슬레이브기판(1310); 상기 제2슬레이브부(1200)로부터 제3분할차분맵을 수신하는 제3슬레이브포트(1320); 상기 제3분할차분맵으로부터 분할된 복수의 TULA구동신호를 송신하는 복수의 신호공급부(1330); 각각의 TULA구동신호에 따라 복수의 촉각픽셀을 구현하는 복수의 TULA모듈(1370); 상기 복수의 TULA모듈의 하측을 지지하는 TULA지지대(1340); 상기 TULA지지대와 결합이 되고, 상기 TULA모듈의 촉각픽셀을 구현하는 물리적 부재의 하측 부분을 가이딩하는 복수의 관통홀이 형성된 제1고정가이드(1350); 및 상기 제1고정가이드의 상측에 배치되고, 상기 TULA모듈의 촉각픽셀을 구현하는 물리적 부재의 상측 부분을 가이딩하는 복수의 관통홀이 형성된 제2고정가이드(1360);를 포함한다.

이와 같은 제1고정가이드(1350) 및 제2고정가이드(1360)에 의하여 보다 TULA모듈(1370)에서의 점자핀의 동작을 안정적으로 수행하고 또한 TULA모듈(1370)의 핀구동모듈(2000)의 수명을 보다 길게 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1고정가이드(1350)는 일측면에 1 이상의 제1홀(1352)이 형성되어 있고, 타측면에 상기 제1홀의 형상에 상응하는 1 이상의 제1돌출부(1351)가 형성되어 있고, 상기 제2고정가이드(1360)는 일측면에 1 이상의 제2홀(1362)이 형성되어 있고, 타측면에 상기 제2홀의 형성에 상응하는 1 이상의 제2돌출부(1361)가 형성되어 있다.

이와 같은 구조에서는 인접한 2개의 상기 제1고정가이드(1350)는 상기 제1홀(1352)과 상기 제1돌출부(1351)에 의하여 탈착할 수 있고, 인접한 2개의 상기 제2고정가이드(1360)는 상기 제2홀(1362)과 상기 제2돌출부(1361)에 의하여 탈착할 수 있다,

TULA모듈(1370)의 핀구동모듈(2000)은 일반적인 시각적 디스플레이에서의 픽셀과 달리 물리적인 구동을 수반하는 것이고, 오랜 사용에 따라 일부 영역에서의 촉각픽셀의 구현이 원활하지 않을 수 있다.

이와 같은 실시예에서는, 일부 영역의 촉각픽셀이 구현되지 않는 경우에 해당 영역을 구현하는 제1슬레이브부(1100); 제2슬레이브부(1200); 및 제3슬레이브부(1300) 중 1 이상을 용이하게 분해하고 해당하는 핀구동모듈(2000)을 용이하게 교체함으로써 촉각디스플레이부 전체를 교체하는 것이 아니라 국소적인 부품만을 교체할 수 있는 이점이 있다.

또한, 제1고정가이드(1350) 및 제2고정가이드(1360)의 경우에도 서로 용이하게 탈착을 할 수 있기 때문에, 손상이 되는 고정가이드를 용이하게 교체할 수 있을 뿐만 아니라, 핀구동모듈(2000)의 교체시에서도 해당 영역에서의 제1고정가이드(1350) 및 제2고정가이드(1360)만을 제거하여 핀구동모듈(2000)의 교체를 수행할 수 있는 이점이 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제3슬레이브부(1300)를 개략적으로 도시한다.

도 5에 도시된 바와 같이 TULA지지대(1340)에는 돌출된 복수의 부재 형태의 지지대돌출부(1341)가 형성되어 있고, 제1고정가이드(1350)에는 상기 지지대돌출부(1341)가 결합될 수 있는 형태의 지지대결합홈(1354)이 형성되어 있다. 이와 같은 구조에서 TULA모듈(1370)을 TULA지지대(1340)의 상측에 배치한 후에, 상기 제1고정가이드(1350)로 TULA모듈(1370)의 일부를 덮는 형태로 상기 제1고정가이드(1350)와 TULA지지대(1370)를 결합시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 TULA모듈(1370)을 개략적으로 도시한다.

바람직하게는 TULA모듈은 복수의 점자핀을 구현한다. 구체적으로 상기 TULA모듈은, 복수의 핀구동모듈(2000); 상기 복수의 핀구동모듈(2000)을 지지하는 핀구동모듈고정부(1372); 및 상기 핀구동모듈고정부(1372)에 의하여 지지되고, 상기 TULA구동신호를 수신하고, 상기 TULA구동신호에 기초하여 상기 복수의 핀구동모듈(2000) 각각에 대해 핀구동신호를 송신하는 핀구동신호공급부(1371)를 포함한다.

도 6에 도시된 형태의 TULA모듈(1370)은 4개의 점자핀을 구현하는 형태에 해당한다. TULA구동신호는 4개의 핀구동모듈(2000)을 구동하는 전기적 신호를 포함하고, 상기 핀구동신호공급부(1371)는 수신한 TULA구동신호로부터 각각의 핀구동모듈(2000)로의 제어신호 혹은 제어전원을 공급한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 핀구동모듈(2000)을 개략적으로 도시한다.

이하에서는, 도 7(A) 및 (B)에 도시된 핀구동모듈(2000)의 실시예에 대하여 설명하도록 한다.

도 7(A)에 도시된 바와 같이, 핀구동모듈(2000)은 각각, 진동운동을 선형운동으로 변환하는 트랜스듀서(2100); 상기 트랜스듀서에 연결되는 샤프트(2300); 상기 샤프트(2300) 상에서 상기 샤프트(2300)의 축 방향으로 상하 운동할 수 있는 이동체(2200); 및 상기 이동체(2200)의 움직임에 따라서 이동할 수 있는 TULA캡(2400);을 포함한다.

바람직하게는, 상기 트랜스듀서(2100)는 복수의 압전세라믹 및 탄성체를 포함하고, 전원이 인가되는 경우 압전세라믹의 팽창/수축에 의한 진동을 선형으로 변환하여 상기 이동체(2200)를 상하로 이동시키고, 트랜스듀셔를 제어함으로써 상기 이동체(2200)의 움직임을 제어할 수 있다.

도 7(C)는 본 발명의 일 실시예에 따른 핀구동모듈(2000)의 예의 단면을 도시한 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 핀구동모듈(2000)의 트랜스듀서(2100)는 하우징(1231.1);하우징(1231.1) 내부에 배치되는 제1 압전세라믹(2110), 제2 압전세라믹(2130); 및 상기 제1 압전세라믹 및 제2 압전세라믹 사이에 배치된 탄성부재(2120)를 포함한다.

한편, 이동체(2200)는 이동체본체(2200) 및 상기 이동체본체(1233.1)의 내부에 배치되는 고무링(2210) 을 포함한다.

이와 같은 구조에서 트랜스듀서(2100)의 제1 압전세라믹(2110) 및 제2 압전세라믹(2130)에 인가되는 전압을 제어함으로써 상기 이동체(2200)의 상하운동을 효율적으로 제어할 수 있다.

도 7에 도시된 핀구동모듈은 본 발명의 일 실시예일 뿐, 본 발명은 압전세라믹 기반의 다양한 핀구동모듈이 이용될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각맵로부터 핀구동모듈(2000) 신호로의 변환 과정을 개략적으로 도시한다.

이해를 보다 용이하게 하기 위하여, 도 8에 도시된 촉각맵의 전체 촉각픽셀의 화소는 56*40이라고 가정한다. 56*80의 촉각맵은 촉각분배부에서 8*40 화소의 7개의 제1분할차분맵으로 분할된다. 이후 각각의 제1분할차분맵은 제1슬레이브부(1100)에 의하여 8*8 화소의 제2분할차분맵으로 분할된다. 이후, 각가의 제2분할차분맵은 제2슬레이브부(1200)에 의하여 2*8의 제3분할차분맵으로 분할된다.

이후 제3슬레이브부(1300)는 2*8의 제3분할차분맵으로부터 2*2의 핀구동모듈(2000)을 구동할 수 있는 핀구동신호를 4개 생성하고 각각의 핀구동신호는 각각의 핀구동신호공급부(1371)를 통하여 4개의 핀구동모듈(2000)로 공급되어 핀구동모듈(2000)이 점자핀을 구현함으로써 촉각픽셀을 구현할 수 있다.

즉, 상기 전체 촉각픽셀의 픽셀수가 N*I인 경우에, 상기 제1분할차분맵의 픽셀수는 N*J이고, 상기 제2분할차분맵의 픽셀수는 K*J이고, 상기 N, I, J, K는 자연수이고, I는 J보다 크고, N은 K보다 크다.

게다가, 여기에서 설명되는 다양한 양상들 또는 특징들은 표준 프로그래밍 및/또는 엔지니어링 기법들을 사용하는 방법, 장치, 또는 제조물로서 구현될 수 있다. 또한, 여기에서 개시되는 양상들과 관련하여 설명되는 방법 또는 알고리즘의 단계들 및/또는 동작들은 하드웨어로, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로, 또는 이들의 조합으로 직접 구현될 수 있다. 추가적으로, 몇몇의 양상들에서, 방법 또는 알고리즘의 단계들 또는 동작들은 기계-판독가능 매체, 또는 컴퓨터-판독가능 매체 상의 코드들 또는 명령들의 세트의 적어도 하나의 또는 임의의 조합으로서 존재할 수 있으며, 이는 컴퓨터 프로그램 물건으로 통합될 수 있다. 여기에서 사용되는 용어 제조물은 임의의 적절한 컴퓨터-판독가능 디바이스 또는 매체로부터 액세스 가능한 컴퓨터 프로그램을 포함하도록 의도된다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

1. 프로세서, 메모리, 통신모듈, 입출력부를 포함하고, 접속된 사용자단말기의 출력데이터 혹은 자체적으로 구동되는 앱의 출력데이터에 기초하여, 전체 촉각픽셀에 대한 정보를 포함하는 촉각맵을 생성하는 제어부;
   상기 제어부로부터 현재 수신한 촉각맵 및 이전에 수신한 촉각맵의 차이에 기초하여 촉각맵에 대한 차분데이터를 도출하고, 상기 차분데이터를 분할하여 복수의 제1분할차분맵을 생성하는 촉각분배기부;
   상기 제1분할차분맵을 분할하여 복수의 제2분할차분맵을 생성하는 제1슬레이브부;
   상기 제2분할차분맵을 분할하여 복수의 제3분할차분맵을 생성하는 제2슬레이브부; 및
   상기 제3분할차분맵에 기초하여 상기 전체 촉각픽셀에 따른 촉각디스플레이를 구현하는 제3슬레이브부;를 포함하고,
   상기 전체 촉각픽셀의 픽셀수가 N*I인 경우에, 상기 제1분할차분맵의 픽셀수는 N*J이고, 상기 제2분할차분맵의 픽셀수는 K*J이고, 상기 N, I, J, K는 자연수이고, I는 J보다 크고, N은 K보다 큰, 촉각디스플레이 태블릿.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제3슬레이브부는,
   제3슬레이브기판;
   상기 제2슬레이브부로부터 제3분할차분맵을 수신하는 제3슬레이브포트;
   상기 제3분할차분맵으로부터 분할된 복수의 TULA구동신호를 송신하는 복수의 신호공급부;
   각각의 TULA구동신호에 따라 복수의 촉각픽셀을 구현하는 복수의 TULA모듈을 포함하는, 촉각디스플레이 태블릿.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제3슬레이브부는,
   상기 복수의 TULA모듈의 하측을 지지하는 TULA지지대;
   상기 TULA지지대와 결합이 되고, 상기 TULA모듈의 촉각픽셀을 구현하는 물리적 부재의 하측 부분을 가이딩하는 복수의 관통홀이 형성된 제1고정가이드; 및
   상기 제1고정가이드의 상측에 배치되고, 상기 TULA모듈의 촉각픽셀을 구현하는 물리적 부재의 상측 부분을 가이딩하는 복수의 관통홀이 형성된 제2고정가이드;를 포함하는, 촉각디스플레이 태블릿.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1고정가이드는 일측면에 1 이상의 제1홀이 형성되어 있고, 타측면에 상기 제1홀의 형상에 상응하는 1 이상의 제1돌출부가 형성되어 있고,
   상기 제2고정가이드는 일측면에 1 이상의 제2홀이 형성되어 있고, 타측면에 상기 제2홀의 형성에 상응하는 1 이상의 제2돌출부가 형성되어 있고,
   인접한 2개의 상기 제1고정가이드는 상기 제1홀과 상기 제1돌출부에 의하여 탈착할 수 있고,
   인접한 2개의 상기 제2고정가이드는 상기 제2홀과 상기 제2돌출부에 의하여 탈착할 수 있는, 촉각디스플레이 태블릿.
   
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 TULA모듈은,
   복수의 핀구동모듈;
   상기 복수의 핀구동모듈을 지지하는 핀구동모듈고정부; 및
   상기 핀구동모듈고정부에 의하여 지지되고, 상기 TULA구동신호를 수신하고, 상기 TULA구동신호에 기초하여 상기 복수의 핀구동모듈 각각에 대해 핀구동신호를 송신하는 핀구동신호공급부를 포함하는, 촉각디스플레이 태블릿.
   
   
   

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