KR102378857B1 - 차량의 내부 패널용 햅틱 구조 및 이를 이용한 차량용 내부 패널 - Google Patents

차량의 내부 패널용 햅틱 구조 및 이를 이용한 차량용 내부 패널 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 내부 패널용 햅틱 구조 및 이를 이용한 차량용 내부 패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 햅틱 구조를 내부 패널에 직접 결합함으로써 부품 수를 감소시켜 제조 단가를 줄일 뿐만 아니라 사용자에게 일체화된 장식감을 제공할 수 있는 차량용 내부 패널용 햅틱 구조 및 이를 이용한 차량용 내부 패널에 관한 것이다.
본 발명은, 차량의 내부에 설치되는 패널에 설치되는 햅틱 구조에 있어서, 일단부가 상기 패널의 배면에 결합하는 제1결합부재; 상기 제1결합부재의 타단부와 결합하는 케이싱; 상기 케이싱에 수용되며 햅틱 진동을 만드는 햅틱 액추에이터; 일단부가 상기 패널의 배면에 결합하는 제2결합부재; 상기 제2결합부재의 타단부에 결합하는 지지부재; 상기 지지부재와 일정거리 이격된 상태로 상기 패널의 배면에 결합하는 터치 센서; 상기 지지부재에 의해 지지되는 PCB 패널; 및, 상기 패널의 표면 중 상기 터치 센서의 상부에 마련되어 스위치에 대한 정보를 제공하기 위한 표시부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 내부 패널용 햅틱 구조를 제공한다.

Description

차량의 내부 패널용 햅틱 구조 및 이를 이용한 차량용 내부 패널{Haptic Generator for Panels of Vehicles and Interior Panel for Vehicles using thereof}
본 발명은 차량의 내부 패널용 햅틱 구조 및 이를 이용한 차량용 내부 패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 햅틱 구조를 내부 패널에 직접 결합함으로써 부품 수를 감소시켜 제조 단가를 줄일 뿐만 아니라 사용자에게 일체화된 장식감을 제공할 수 있는 차량용 내부 패널용 햅틱 구조 및 이를 이용한 차량용 내부 패널에 관한 것이다.
햅틱은 일반적으로 전자 장치의 사용자 인터페이스에서 피드백 힘 또는 진동으로서 사용자에게 제공되는 촉감을 표현하는 단어이다. 사용자는 햅틱에 의한 진동 정보를 받는 방식으로 다양한 종류의 피드백을 받는다. 예를 들어 디스플레이 상의 특정 버튼을 누를 때 햅틱에 의한 진동을 전달받음으로써 사용자가 그 버튼을 제대로 누른 것을 알게 되는 것이다.
이러한 햅틱 기술은 모바일 장치, 터치 스크린, 터치 패드, 레버, 조이스틱 등 다양한 장치에 적용될 수 있으며, 햅틱 효과를 발생시키기 위한 액추에이터 등의 내장 하드웨어를 포함하여 구성된다.
이러한 햅틱 구조는 최근 차량에도 적용되고 있는데 터치 스크린 기능이 있는 전면 디스플레이 이외에도 차량의 내부 패널에 설치되는 각종 스위치에도 햅틱 구조를 설치함으로써 차량 사용자에게 스위치 동작에 대해 피드백을 제공하고 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 차량용 내부 패널에 설치되는 햅틱 구조의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 종래에는 차량용 내부 패널(p)에 공간(s)을 마련하여 그 공간에 도 2에 도시된 형태의 햅틱 구조(h)를 설치했다.
종래의 햅틱 구조(h)는 사용자가 스위치로 인식하는 프런트 커버(1)와 백커버(2), 액추에이터(3), 액추에이터 케이싱(4), 터치 센서(5), PCB(6), LED(7) 등의 구성을 포함하고 있다.
사용자가 프런트 커버(1)를 터치하면 터치 센서(5)가 이를 인식하여 액추에이터(3)를 구동하며, 액추에이터(3)에서 발생한 진동이 설치된 구조물을 타고 전달되어 프론트 커버(1)가 진동하는 방식이며, PCB(6)에 의해 모든 구동이 제어된다.
이러한 종래의 햅틱 구조는 부품 수가 많아 조립 작업에 소요되는 시간이 길게 소요되어 제조 단가가 올라가는 문제가 있다.
또한, 프런트 커버(1)가 패널(p)에 형성된 공간부(s)의 최상부 설치되는데 프런트 커버(1)는 패널(p)의 다른 부분과 분리되어 있고, 재료나 모양도 달라서 장식적인 측면에서 일체감이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 제작하는데 소요되는 부품의 수를 줄여 제조 시간을 단축하면서도 장식적인 측면에서 일체감을 줄 수 있는 차량의 내부 패널용 햅틱 장치 및 이를 이용한 차량용 내부 패널을 제공하는 것이다.
전술한 과제의 해결 수단으로서 본 발명은,
차량의 내부에 설치되는 패널에 설치되는 햅틱 구조에 있어서,
일단부가 상기 패널의 배면에 결합하는 제1결합부재;
상기 제1결합부재의 타단부와 결합하는 케이싱;
상기 케이싱에 수용되며 햅틱 진동을 만드는 햅틱 액추에이터;
일단부가 상기 패널의 배면에 결합하는 제2결합부재;
상기 제2결합부재의 타단부에 결합하는 지지부재;
상기 지지부재와 일정거리 이격된 상태로 상기 패널의 배면에 결합하는 터치 센서;
상기 지지부재에 의해 지지되는 PCB 패널; 및,
상기 패널의 표면 중 상기 터치 센서의 상부에 마련되어 스위치에 대한 정보를 제공하기 위한 표시부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 내부 패널용 햅틱 구조를 제공한다.
상기 지지부재에 결합하여 상기 케이싱, 햅틱 액추에이터, 터치 센서, PCB 패널을 수용하는 공간을 형성하는 백커버를 더 포함하는 것이 좋다.
상기 PCB 패널에 설치되는 LED를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 차량의 내부에 설치되는 조도 센서를 더 포함하며, 조도 센서에 의해 측정되는 차량 내부에 조도에 의해 상기 LED의 점멸을 결정할 수도 있고, 상기 터치 센서에 사용자에 의한 터치 신호가 인가되면 상기 LED를 점등하여 상기 표시부를 활성화할 수도 있다.
본 발명은 두 번째 형태로서 전술한 햅틱 구조를 포함하는 차량용 내부 패널을 제공한다.
본 발명에 의하면 제작하는데 소요되는 부품의 수를 줄여 제조 시간을 단축하면서도 장식적인 측면에서 일체감을 줄 수 있는 차량의 내부 패널용 햅틱 장치 및 이를 이용한 차량용 내부 패널을 제공할 수 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 차량의 내부 패널용 햅틱 구조의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 차량의 내부 패널용 햅틱 구조 및 이를 이용한 차량용 내부 패널을 설명하기 위한 도면.
이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명함으로써 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 제공하기로 한다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 차량의 내부 패널용 햅틱 구조 및 이를 이용한 차량용 내부 패널을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 첫 번째 형태로서 차량의 내부 패널용 햅틱 구조를 제공하고, 두 번째 형태로서 차량용 내부 패널을 제공한다. 두 번째 형태인 차량용 내부 패널은 첫 번째 형태인 차량의 내부 패널용 햅틱 구조를 채용하는 패널에 관한 것이고 추가적인 특징은 포함하고 있지 않으므로 첫 번째 형태인 차량의 내부 패널용 햅틱 구조에 대한 설명을 위주로 하고 차량용 내부 패널에 대해서는 간략히 설명하기로 한다.
이하에서 도 3에 도시된 차량의 내부 패널용 햅틱 구조의 하나의 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
본 실시예에 따른 차량의 내부 패널용 햅틱 구조는 차량의 내부 패널에 설치되어 사용자에게 햅틱 피드백을 제공하기 위한 것이다. 차량의 내부 패널은 차량의 내부에 설치되는 패널로서 장식적 요소가 가미되는 경우 가니쉬라고도 하는데 본 실시예에서 상기 내부 패널은 장식적 요소로 사용되는 것을 염두에 두고 제작된 것이므로 가니쉬로 호칭해도 무방하나 용어의 통일을 위해 차량의 내부 패널로 호칭하기로 한다.
본 실시예에 따른 차량의 내부 패널용 햅틱 구조는 제1결합부재(10), 케이싱(20), 햅틱 액추에이터(30), 제2결합부재(40), 지지부재(50), 터치 센서(60), PCB 패널(70), LED(80), 표시부(90), 백커버(100)를 포함하여 구성된다.
상기 제1결합부재(10)는 일단부가 상기 패널(P)의 배면에 결합하는 봉형상의 구성이다. 상기 제1결합부재(10)는 상기 패널(P)을 제작(사출)할 때 패널(P)의 배면에 패널(P)과 일체로 결합한다.
상기 케이싱(20)은 케이싱 볼트(21)에 의해 상기 제1결합부재(10)의 타단부에 결합하는 구성으로서 움푹 패인 형상의 공간을 제공한다.
상기 햅틱 액추에이터(30)는 상기 케이싱(20)에 수용되는 구성으로서 햅틱 진동을 만드는 구성이다.
본 실시예에서 상기 햅틱 액추에이터(30)는 도면에 표시된 바와 같이 상하방향의 진동을 만드는데 인체가 가장 민감하게 감지하는 영역인 100~200Hz 주파수대 파형을 사용하며, 더욱 바람직하게는 사용자에게 길고 부드러운 느낌을 제공할 수 있는 120Hz나 짧고 간결한 느낌을 주는 175Hz의 주파수를 사용한다.
상기 제2결합부재(40)는 일단부가 상기 패널(P)의 배면에 결합하는 봉형상의 구성으로서 상기 제1결합부재(10)와 마찬가지로 패널(P)의 배면에 패널(P)과 일체로 결합한다.
상기 지지부재(50)는 제1결합수단(51)에 의해 상기 제2결합부재(40)의 타단부에 결합하여 상기 터치 센서(60), PCB 패널(70), 백커버(100) 등의 구성을 지지한다. 상기 지지부재(50)는 제2결합수단(52)에 의해 백커버(100)와 결합한다. 상기 제1결합(51)수단과 제2결합수단(52)으로는 피스(볼트)가 사용될 수도 있고, 고리 형식의 결합수단이 사용될 수도 있으며 제조장의 상황이나 제조 단가 등을 고려하여 적절한 결합수단을 선택하면 된다.
상기 터치 센서(60)는 상기 지지부재(50)와 일정거리 이격된 상태로 패널(P)의 배면에 결합한다. 상기 터치 센서(60)는 다양한 방식이 적용될 수 있는데 정전용량 방식(Capacitive Touch)이 다양한 입력 장치를 활용할 수 있고 해상도가 높은 점 등의 이유로 가장 바람직하다.
상기 PCB 패널(70)은 상기 지지부재(50)에 의해 지지되는 회로기판이다. 각종 제어를 위한 구성이 포함된다.
상기 LED(80)는 PCB 패널(70)에 결합하며 필요한 경우 상기 표시부(90)에 조명을 제공한다.
차량의 내부에 조도 센서(미도시)를 설치하고 조도를 측정하여 일정 이하의 조도에서만 LED(80)를 점등하고 일정 이상의 조도에서는 LED(80)를 멸등하게 할 수도 있고, 조도와 상관 없이 차량의 사용 중에는 LED(80)가 점등하게 할 수도 있다.
또한, 상기 터치 센서(60)에 사용자에 의한 터치 신호가 인가되면 LED(80)가 점등하여 표시부(90)를 활성화할 수 있다. 표시부(90)가 활성화 된다는 의미는 터치 센서(60)로 동작 신호를 받을 준비가 되었다는 것을 의미한다. 다시 말해 장시간 터치 센서(60)에 인가되는 신호가 없어 표시부(90)가 비활성화 된 상태에서 터치 센서(60)에 터치 신호가 인가되면 LED(80)가 점등되어 표시부(90)가 활성화된 것을 사용자에게 알려주고 이 상태에서 터치 센서(60)에 신호가 인가되면 액추에이터(30)가 작동하고 사용자가 원하는 동작이 이루어지게 하는 것이다.
상기 PCB 패널(70)은 백커버를 관통하는 커넥터(110)에 의해 다른 회로와 연결되며 전원을 공급받기도 한다.
상기 표시부(90)는 상기 패널(P)의 표면 중 상기 터치 센서(60) 상부에 마련되며 스위치에 대한 정보를 사용자에게 제공한다. 그림이나 문자를 인쇄하여 스위치의 작용에 대한 정보를 사용자에게 줄 수도 있고, 단순한 패턴만 인쇄될 수 있으며 어떤 방식으로든 표시부(90)가 있는 곳이 스위치라는 것을 표시하면 된다.
상기 백커버(100)는 제2결합수단(52)에 의해 상기 지지부재(50)와 결합하며, 전체적으로는 상기 패널(P), 지지부재(70)와 함께 공간을 형성하고, 형성된 공간에 전술한 케이싱(20), 햅틱 액추에이터(30), 터치 센서(60), PCB 패널(70) 등의 구성을 수용한다.
전술한 실시예에 따른 장식 스위치의 동작 과정은 다음과 같다.
사용자가 표시부(90)를 보고 스위치임을 확인하고 손가락 등을 터치하면 터치 센서(60)에 의해 터치를 감지하고 표시부(90)를 활성화시킨다. 표시부(90)가 활성화되면 LED(80)에 의해 비활성화 되어 있을때와는 다른 색으로 보이게 되며, 이 상태에서 사용자가 터치 센서(60)를 터치하면 햅틱 엑추에이터는 햅틱 진동을 형성하여 사용자에게 진동을 전달하고, 사용자가 원한 동작이 발생하게 한다. 햅틱 액추에이터에서 발생한 햅틱 진동은 케이싱(20)과 제1결합부재(30)를 통해 패널(P)의 표면으로 전달되며 사용자는 표시부에 발생하는 진동을 터치에 대한 피드백으로 제공받게 된다.
본 실시예의 햅틱 장치는 종래의 햅틱 장치에 비하여 부품의 수가 적어 원가 절감할 수 있다. 부품의 수가 적다는 것은 제조 공정 시간을 단축할 수 있다는 것이고 이는 생산성 향상으로 이어질 수 있다.
또한, 진동의 전달 경로가 짧아 사용자에게 빠른 피드백을 전달할 수 있는 장점도 기대할 수 있고, 햅틱 액추에이터에서 발생한 진동이 패널(P) 전체에 전달됨으로써 진동의 감쇄가 효과적으로 발생하여 별도의 진동 감쇄를 위한 현가 수단을 쓸 필요가 없는 장점도 있다.
한편, 패널(P)에 공간부를 형성할 필요가 없이 패널(P)의 표면에 직접 표시부(90)를 마련함으로써 별도의 탑커버를 이용한 스위치 표시와 같은 이질감이 발생하지 않아 통일된 장식감을 제공할 수 있는 장점도 있다.
본 발명의 두 번째 형태는 전술한 햅틱 장치를 포함하는 차량용 내부 패널이다. 차량용 내부 패널은 차량의 내부에 설치되는 패널을 모두 지칭하는 단어로서 패널이 차량의 내부에 설치된다면 그 설치 위치가 도어, 대쉬보드, 천정 등 어디든 상관없이 모두 차량용 내부 패널이 될 수 있다.
본 차량용 내부 패널의 특징은 전술한 햅틱 장치에 있고 햅틱 장치를 차량용 내부 패널에 적용하는 것에 대한 설명도 이루어졌으므로 차량용 내부 패널에 패널에 대한 추가적인 설명은 생략하기로 한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 내부 패널용 햅틱 장치에 대하여 설명함으로써 차량의 내부 패널용 햅틱 장치와 이를 이용한 차량용 내부 패널을 실시하기 위한 구체적인 내용을 제공하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 사상에 어긋나지 않는 범위 안에서 다양한 형태의 차량의 내부 패널용 햅틱 장치와 이를 이용한 차량용 내부 패널로 구체화 될 수 있다.
10 : 제1결합부재 20 :케이싱
30 : 햅틱 액추에이터 40 : 제2결합부재
50 : 지지부재 60 : 터치 센서
70 : PCB 패널 80 : LED
90 : 표시부 100 : 백커버

Claims (10)

  1. 차량의 내부에 설치되는 패널에 설치되는 햅틱 구조에 있어서,
    일단부가 상기 패널의 배면에 패널과 일체로 결합하는 제1결합부재;
    상기 제1결합부재의 타단부와 결합하는 케이싱;
    상기 케이싱에 수용되며 햅틱 진동을 만드는 햅틱 액추에이터;
    일단부가 상기 패널의 배면에 패널과 일체로 결합하는 제2결합부재;
    상기 제2결합부재의 타단부에 결합하는 지지부재;
    상기 지지부재와 일정거리 이격된 상태로 상기 패널의 배면에 결합하는 터치 센서;
    상기 지지부재에 의해 지지되는 PCB 패널; 및,
    상기 패널의 표면 중 상기 터치 센서의 상부에 마련되어 스위치에 대한 정보를 제공하기 위한 표시부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 내부 패널용 햅틱 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지부재에 결합하여 상기 케이싱, 햅틱 액추에이터, 터치 센서, PCB 패널을 수용하는 공간을 형성하는 백커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 내부 패널용 햅틱 구조.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 PCB 패널에 설치되는 LED를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 내부패널용 햅틱 구조.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 차량의 내부에 설치되는 조도 센서를 더 포함하며, 조도 센서에 의해 측정되는 차량 내부에 조도에 의해 상기 LED의 점멸을 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 내부 패널용 햅틱 구조.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 터치 센서에 사용자에 의한 터치 신호가 인가되면 상기 LED를 점등하여 상기 표시부를 활성화하는 것을 특징으로 하는 차량의 내부 패널용 햅틱 구조.
  6. 청구항 제1항에 기재된 햅틱 구조를 포함하는 차량용 내부 패널.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 지지부재에 결합하여 상기 케이싱, 햅틱 액추에이터, 지지부재, 터치 센서, PCB 패널을 수용하는 공간을 형성하는 백커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 내부 패널.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 PCB 패널에 설치되는 LED를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 내부 패널.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 차량의 내부에 설치되는 조도 센서를 더 포함하며, 조도 센서에 의해 측정되는 차량 내부에 조도에 의해 상기 LED의 점멸을 결정하는 것을 특징으로 하는 차량용 내부 패널.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 터치 센서에 사용자에 의한 터치 신호가 인가되면 상기 LED를 점등하여 상기 표시부를 활성화하는 것을 특징으로 하는 차량용 내부 패널.
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