KR102400141B1 - Contactless button assembly and method for pressing button without contact using it - Google Patents

Contactless button assembly and method for pressing button without contact using it Download PDF

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KR102400141B1
KR102400141B1 KR1020200152144A KR20200152144A KR102400141B1 KR 102400141 B1 KR102400141 B1 KR 102400141B1 KR 1020200152144 A KR1020200152144 A KR 1020200152144A KR 20200152144 A KR20200152144 A KR 20200152144A KR 102400141 B1 KR102400141 B1 KR 102400141B1
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정순철
김형식
이제협
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건국대학교 글로컬산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a non-contact button assembly and a method for pressing a button without contact using the same, and more specifically, to a non-contact button assembly capable of pressing a button without contact in line with an untact era and a method of pressing the button without contact using the same. The non-contact button assembly includes: a plurality of buttons having one surface of which is exposed toward a user; a frame fixing the plurality of buttons; and a tactile induction device disposed in the direction of the other surfaces of the plurality of buttons.

Description

비접촉식 버튼 어셈블리 및 이를 이용한 접촉하지 않고 버튼을 누르는 방법{CONTACTLESS BUTTON ASSEMBLY AND METHOD FOR PRESSING BUTTON WITHOUT CONTACT USING IT}Non-contact button assembly and method of pressing a button without contact using the same

본 발명은 촉감 비접촉식 버튼 어셈블리 및 이를 이용한 접촉하지 않고 버튼을 누르는 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 언택트(Untact) 시대에 맞추어 접촉하지 않고 버튼을 누를 수 있는 비접촉식 버튼 어셈블리 및 이를 이용한 접촉하지 않고 버튼을 누르는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a tactile non-contact button assembly and a method of pressing a button without contact using the same, and more particularly, to a non-contact button assembly capable of pressing a button without contact in accordance with the untact era and a non-contact button assembly using the same It's about how to press a button.

전세계적으로 성행하고 있는 코로나 바이러스와 함께 찾아온 언택트 시대에 대응하여, 기존에 통상적으로 수행해오던 많은 행위들이 비접촉 그리고 비대면 방식으로 변화되고 있다. In response to the untact era that has come along with the global coronavirus, many of the previously performed activities are being changed to non-contact and non-face-to-face methods.

이 중에서 비접촉 방식이란 서로 접촉하지 않는 방식을 의미하는바, 공공장소나 공용부문에 설치된 기구물, 예를 들어 엘리베이터의 경우 탑승객이 가고자 하는 층의 버튼을 눌러야 해당 층으로 엘리베이터가 이동하기에 버튼에 대하여 비접촉 방식을 적용하는 것은 상상하기 어렵다 할 것이다.Among them, the non-contact method refers to a method that does not contact each other. In the case of an appliance installed in a public place or public sector, for example, an elevator, the passenger must press the button of the floor to which the passenger wants to go, so that the elevator moves to the corresponding floor. Applying a non-contact method would be difficult to imagine.

이러한 버튼에는 많은 탑승객들의 손으로부터 옮겨진 각종 세균들이 묻어있을 것임은 너무나 자명하며, 그 중에는 코로나 바이러스도 포함되어 있을 수 있는바, 버튼을 기존과 같은 방식으로 이용한다면 코로나 바이러스의 전염이 너무나 쉽게 이루어질 것이기에 공공장소나 공용부문에 설치된 어느 다른 기구물보다 비접촉 방식의 적용이 시급하다 할 것이다. It is very self-evident that these buttons will have various germs transferred from the hands of many passengers, and some of them may contain the corona virus. It will be said that the application of a non-contact method is more urgent than any other apparatus installed in a public place or public sector.

한편, 최근의 엘리베이터의 버튼에는 향균 시트지를 부착함으로써 코로나 바이러스의 전염을 방지하기 위한 시도를 계속하고 있으나, 버튼을 직접적으로 접촉하지 않게 되었을 뿐, 향균 시트지는 버튼을 누르면서 매번 접촉할 수밖에 없으며, 반복된 사용으로 인해 향균 시트지가 찢어진 상태에서 버튼을 누르게 되는 경우가 빈번한바, 비접촉 방식 도입을 위한 본질적인 해결책이 되지 못한다는 문제점이 있다. On the other hand, recent attempts to prevent the spread of the coronavirus by attaching an antibacterial sheet to the button of the elevator have been continued, but the button has not come into direct contact, and the antibacterial sheet has no choice but to contact each time while pressing the button, repeatedly There is a problem in that it is not an essential solution for the introduction of a non-contact method, as it is often the case that the button is pressed while the antibacterial sheet is torn due to the used use.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 공공장소나 공용부문에 설치된 기구물인 버튼에 완전한 비접촉 방식을 도입하여 언택트 시대의 변화에 대응할 수 있는 새롭고 진보된 기술을 제안하고자 한다.The present invention was derived to solve such a problem, and intends to propose a new and advanced technology that can respond to changes in the untact era by introducing a completely non-contact method to a button, which is an appliance installed in a public place or public sector.

공개특허공보 제10-1581763호 (2015.12.24. 등록)Laid-open Patent Publication No. 10-1581763 (Registered on December 24, 2015)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 공공장소나 공용부문에 설치된 기구물인 버튼에 완전한 비접촉 방식을 도입함으로써 세균이나 코로나 바이러스 등의 전염을 온전하게 방지할 수 있는 비접촉식 버튼 어셈블리 및 이를 이용한 접촉하지 않고 버튼을 누르는 방법을 제공하는 것이다. The technical problem to be solved by the present invention is a non-contact button assembly that can completely prevent the transmission of bacteria or corona virus by introducing a completely non-contact method to a button, which is an appliance installed in a public place or public sector, and a button without contact using the same It provides a way to press .

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 비접촉 방식을 채택했다 할지라도, 사용자로 하여금 자신이 버튼을 눌렀다는 느낌을 제공할 수 있는 비접촉식 버튼 어셈블리 및 이를 이용한 접촉하지 않고 버튼을 누르는 방법을 제공하는 것이다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a non-contact button assembly that can provide a user with a feeling that he or she has pressed the button, even if a non-contact method is adopted, and a method of pressing the button without contact using the same will be.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 비접촉식 버튼 어셈블리는, 사용자 방향으로 일면이 노출된 복수 개의 버튼; 상기 복수 개의 버튼을 고정하는 프레임; 및 상기 복수 개의 버튼의 타면 방향에 배치되는 촉감 유도 장치;를 포함하되, 상기 촉감 유도 장치는, 상기 사용자의 신체를 감지하고, 상기 감지한 사용자의 신체 방향으로 촉감을 유도하는 레이저 빔(Laser beam)을 출력하는 레이저 출력부; 상기 레이저 빔의 직경을 변화시키는 렌즈부; 및 상기 사용자의 신체 감지 결과에 따라 상기 레이저 출력부가 출력하는 레이저 빔의 직경(Diameter)을 조절하기 위해 상기 렌즈부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.The present invention is to solve the above problems, the non-contact button assembly according to the present invention, a plurality of buttons with one surface exposed to the user; a frame for fixing the plurality of buttons; and a tactile inducing device disposed in the direction of the other surfaces of the plurality of buttons, wherein the tactile inducing device detects the user's body and induces a tactile sense in the sensed direction of the user's body. ) a laser output unit to output; a lens unit for changing a diameter of the laser beam; and a controller configured to control an operation of the lens unit to adjust a diameter of the laser beam output from the laser output unit according to a result of detecting the user's body.

또한, 상기 비접촉식 버튼 어셈블리에 있어서 상기 복수 개의 버튼은, 상기 레이저 출력부가 출력하는 레이저 빔이 통과할 수 있는 하나 이상의 비아(Via)를 개별적으로 포함할 수 있다.In addition, in the non-contact button assembly, the plurality of buttons may individually include one or more vias through which the laser beam output from the laser output unit may pass.

또한, 상기 비접촉식 버튼 어셈블리에 있어서 상기 레이저 빔이 지나가는 경로를 상기 비아를 통과하는 경로로 변경시키는 반사체;를 더 포함할 수 있다.The non-contact button assembly may further include a reflector configured to change a path through which the laser beam passes to a path through the via.

또한, 상기 비접촉식 버튼 어셈블리에 있어서, 상기 촉감 유도 장치는, 상기 복수 개의 버튼 각각의 타면 방향에 1:1 대응하여 복수 개 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, in the non-contact button assembly, the plurality of tactile inducing devices may be arranged in a 1:1 correspondence with the other surface direction of each of the plurality of buttons.

또한, 상기 비접촉식 버튼 어셈블리에 있어서 상기 촉감 유도 장치는, 상기 복수 개의 버튼 중 일부 버튼들을 포함하는 제1 그룹 및 나머지 버튼들을 포함하는 제2 그룹의 타면 방향에 1:1 대응하여 복수 개 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, in the non-contact button assembly, the plurality of tactile inducing devices are arranged in a 1:1 correspondence with the other surface direction of the first group including some buttons among the plurality of buttons and the second group including the remaining buttons. can be characterized.

또한, 상기 비접촉식 버튼 어셈블리에 있어서 상기 촉감 유도 장치는, 상기 복수 개의 버튼 전부의 타면 방향에 하나 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, in the non-contact button assembly, the tactile inducing device may be disposed in a direction of the other surface of all of the plurality of buttons.

또한, 상기 비접촉식 버튼 어셈블리에 있어서 상기 렌즈부는, 상기 레이저 빔을 확산시키는 광확산부; 및 상기 레이저 빔을 집속시키는 광집속부;를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 광확산부 및 광집속부를 선택적으로 배치하거나 또는 상기 광확산부 및 광집속부가 배치되는 위치를 변화시켜 상기 레이저 빔의 직경을 조절할 수 있다.In addition, in the non-contact button assembly, the lens unit may include: a light diffusing unit for diffusing the laser beam; and a light focusing unit converging the laser beam, wherein the control unit selectively disposes the light diffusing unit and the light focusing unit or by changing a position at which the light diffusing unit and the light focusing unit are disposed to control the laser beam. The diameter can be adjusted.

또한, 상기 비접촉식 버튼 어셈블리에 있어서 상기 제어부는, 상기 사용자의 신체 감지 결과 상기 레이저 출력부로부터 상기 사용자의 신체까지의 이격거리가 제1 거리인 경우, 상기 레이저 빔이 지나가는 경로에 상기 광확산부만을 선택적으로 배치하는 제1 제어, 상기 광확산부만을 선택적으로 배치한 경우, 배치되는 위치를 상기 레이저 출력부와 가깝게 배치하는 제2 제어 및 상기 광집속부만을 선택적으로 배치한 경우, 배치되는 위치를 상기 레이저 출력부와 멀게 배치하는 제3 제어 중 어느 하나를 수행하여 상기 레이저 빔의 직경을 증가시켜 상기 사용자의 신체에 "촉감"을 제공할 수 있다.In addition, in the non-contact button assembly, when the distance from the laser output unit to the user's body is a first distance as a result of detecting the user's body, the control unit only includes the light diffusing unit in the path through which the laser beam passes. The first control selectively arranging, the second control arranging the arrangement position close to the laser output unit when only the light diffusion unit is selectively arranged, and the arrangement position when only the light focusing unit is selectively arranged By performing any one of the third control arranged far from the laser output unit to increase the diameter of the laser beam, it is possible to provide “tactile sensation” to the user's body.

또한, 상기 비접촉식 버튼 어셈블리에 있어서 상기 제어부는, 상기 제1 제어, 제2 제어 및 제3 제어 중 어느 하나를 수행한 후, 상기 사용자의 신체 감지 결과 상기 레이저 출력부로부터 상기 사용자의 신체까지의 이격거리가 제1 거리를 초과한 경우, 상기 광확산부 및 광집속부를 선택적으로 배치하거나 또는 상기 광확산부 및 광집속부가 배치되는 위치를 변화시켜 상기 레이저 빔의 직경을 증가시키기 이전 상태로 되돌리는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, in the non-contact button assembly, after performing any one of the first control, the second control, and the third control, the laser output unit is separated from the user's body as a result of detecting the user's body If the distance exceeds the first distance, return to the state before increasing the diameter of the laser beam by selectively arranging the light diffusing unit and the light focusing unit or changing the positions at which the light diffusing unit and the light focusing unit are disposed can be characterized as

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비접촉식 버튼 어셈블리를 통해 접촉하지 않고 버튼을 누르는 방법은 (a) 레이저 출력부가 사용자의 신체를 감지하는 단계; (b) 상기 사용자의 신체 감지 결과 상기 레이저 출력부로부터 상기 사용자의 신체까지의 이격거리가 제1 거리인지 판단하는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계의 판단 결과 "YES"라면, 제어부가 상기 레이저 출력부가 출력하는 레이저 빔의 직경을 조절하기 위해 렌즈부의 동작을 제어하여 "촉감"을 레이저 빔을 통해 상기 사용자의 신체에 제공하는 단계; 를 포함할 수 있다.Meanwhile, a method of pressing a button without contact through a non-contact button assembly according to another embodiment of the present invention includes the steps of: (a) detecting a user's body by a laser output unit; (b) determining whether a separation distance from the laser output unit to the user's body is a first distance as a result of detecting the user's body; and (c) if "YES" as a result of the determination in step (b), the control unit controls the operation of the lens unit to adjust the diameter of the laser beam output by the laser output unit to provide "tactile sensation" to the user through the laser beam. providing to the body; may include

본 발명에 따르면 방해물이 중간에 존재하더라도 사용자의 촉감을 비접촉식으로 유도할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect that can induce the user's tactile sense in a non-contact manner even if an obstacle is present in the middle.

또한 본 발명에 따르면 사용자의 신체가 버튼을 직접 누를 필요가 없이 일정 거리까지 접근하는 경우 해당 버튼이 눌려졌음을 "촉감"을 통해 사용자의 신체에 제공함과 동시에 버튼이 눌러진 것으로 동작함으로써 진정한 의미의 언택트의 구현이 가능하며, 이를 통해 세균이나 코로나 바이러스 등의 전염을 온전하게 방지할 수 있다는 효과가 있다. In addition, according to the present invention, when the user's body approaches a certain distance without having to press the button directly, it provides the user's body through "tactile feeling" that the button is pressed, and at the same time operates as if the button was pressed. It is possible to implement untact, which has the effect of completely preventing the transmission of bacteria or corona virus.

한편, 본 발명에 의한 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other technical effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비접촉식 버튼 어셈블리의 전체 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 촉감 유도 장치의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 3은 펄스 레이저 빔의 파라미터들을 보여주는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 장치가 포함할 수 있는 렌즈부를 보여주는 예시도이다.
도 5 내지 도 7은 빔 직경 변화와 침투 깊이 변화의 관계에 관한 시뮬레이션 결과들이다.
도 8는 빔 직경과 침투 깊이 사이의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 9는 펄스 레이저 빔의 직경에 따른 피부에서의 산란, 에너지 전달 효율을 보여주는 자료이다.
도 10 내지 11은 빔 직경의 변화와 촉감 제시를 위한 에너지 밀도(피험자의 50% 이상이 촉감을 느끼는 에너지 밀도) 사이의 관계를 보여주는 실험 결과 그래프들이다.
도 12는 피부의 표피 또는 진피에 존재하는 감각 수용기들의 예시를 나타내는 예시도이다.
도 13은 촉감 유도 장치가 배치된 모습을 나타낸 도면이다.
도 14 및 도 15는 촉감 유도 장치가 배치된 모습에 대하여 도 13 이외의 또 다른 실시 예를 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 접촉하지 않고 버튼을 누르는 방법의 대표적인 단계를 도시한 순서도이다.
1 is a view showing the overall configuration of a non-contact button assembly according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing the configuration of a tactile induction device according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram showing parameters of a pulsed laser beam.
4 is an exemplary view illustrating a lens unit that may be included in a laser device according to an embodiment of the present invention.
5 to 7 are simulation results regarding the relationship between the change in the beam diameter and the change in the penetration depth.
8 is a graph showing the relationship between beam diameter and penetration depth.
9 is data showing scattering and energy transfer efficiency in the skin according to the diameter of a pulsed laser beam.
10 to 11 are graphs of experimental results showing the relationship between the change in beam diameter and the energy density for tactile presentation (the energy density at which 50% or more of the subjects feel tactile).
12 is an exemplary diagram illustrating examples of sensory receptors present in the epidermis or dermis of the skin.
13 is a view showing a state in which a tactile induction device is disposed.
14 and 15 are views showing another embodiment other than FIG. 13 with respect to the arrangement of the tactile inducing device.
16 is a flowchart illustrating representative steps of a method of pressing a button without contact according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명한다.The purpose and technical configuration of the present invention, and details regarding the operational effects thereof will be more clearly understood by the following detailed description based on the accompanying drawings in the specification of the present invention. An embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 명세서에서 개시되는 실시 예들은 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되거나 이용되지 않아야 할 것이다. 이 분야의 통상의 기술자에게 본 명세서의 실시 예를 포함한 설명은 다양한 응용을 갖는다는 것이 당연하다. 따라서, 본 발명의 상세한 설명에 기재된 임의의 실시 예들은 본 발명을 보다 잘 설명하기 위한 예시적인 것이며 본 발명의 범위가 실시 예들로 한정되는 것을 의도하지 않는다.The embodiments disclosed herein should not be construed or used as limiting the scope of the present invention. It is natural for those skilled in the art that the description including the embodiments of the present specification will have various applications. Accordingly, any embodiments described in the detailed description of the present invention are illustrative for better describing the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention to the embodiments.

도면에 표시되고 아래에 설명되는 기능 블록들은 가능한 구현의 예들일 뿐이다. 다른 구현들에서는 상세한 설명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 기능 블록들이 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 하나 이상의 기능 블록이 개별 블록들로 표시되지만, 본 발명의 기능 블록들 중 하나 이상은 동일 기능을 실행하는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성들의 조합일 수 있다.The functional blocks shown in the drawings and described below are merely examples of possible implementations. Other functional blocks may be used in other implementations without departing from the spirit and scope of the detailed description. Also, although one or more functional blocks of the present invention are represented as separate blocks, one or more of the functional blocks of the present invention may be combinations of various hardware and software configurations that perform the same function.

또한, 어떤 구성요소들을 포함한다는 표현은 “개방형”의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.In addition, the expression that includes certain components is an expression of “open type” and merely refers to the existence of the corresponding components, and should not be construed as excluding additional components.

나아가 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. Furthermore, when it is said that a component is “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it should be understood that other components may exist in between. do.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비접촉식 버튼 어셈블리(A)의 전체 구성도이다. 1 is an overall configuration diagram of a non-contact button assembly (A) according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시 예에 따른 비접촉식 버튼 어셈블리(A)는 복수 개의 버튼(30), 프레임(70) 및 촉감 유도 장치(100)를 포함할 수 있으며, 기타 본 발명의 목적을 달성함에 있어 요구되는 부가적인 구성들을 더 포함할 수 있다. The non-contact button assembly A according to an embodiment of the present invention may include a plurality of buttons 30 , a frame 70 , and a tactile induction device 100 , and may include other required elements in achieving the object of the present invention. Additional components may be further included.

버튼(30)은 사용자 방향으로 일면이 노출된다. One side of the button 30 is exposed toward the user.

여기서 사용자 방향으로 일면이 노출된다는 것은 사용자가 버튼(30)을 식별하여 누를 수 있도록 노출된다는 것이며, 그에 따라 일면의 반대 면인 타면은 사용자가 식별할 수 없도록 본 발명의 일 실시 예에 따른 비접촉식 버튼 어셈블리(A)의 후면 방향을 향하게 된다. Here, that one surface is exposed in the direction of the user means that the user can identify and press the button 30 so that the other surface, which is the opposite surface of the one surface, cannot be identified by the user. (A) is facing the rear direction.

한편, 버튼(30)은 복수 개인 것이 일반적이나, 그렇다 하여 하나의 버튼(30)만을 포함하는 경우를 제외하는 것은 아닌바, 본 발명의 일 실시 예에 따른 비접촉식 버튼 어셈블리(A)가 설치될 수 있는 공공장소나 공용부문에 설치된 기구물의 용도에 따라 버튼(30)의 개수는 얼마든지 달라질 수 있기 때문이다. On the other hand, it is common that there are a plurality of buttons 30, but this does not exclude the case where only one button 30 is included, so the non-contact button assembly A according to an embodiment of the present invention can be installed. This is because the number of buttons 30 may vary according to the purpose of the appliance installed in a public place or public sector.

프레임(70)은 복수 개의 버튼(30)을 고정한다. The frame 70 fixes the plurality of buttons 30 .

여기서 고정한다는 것은 복수 개의 버튼(30)이 본연의 위치에 배치된 상태에서 이탈하지 않도록 함을 의미하는바, 프레임(70)은 고정하는 복수 개의 버튼(30)의 개수만큼의 홀(Hole)을 포함하고 있는 것이 일반적이다. Here, fixing means that the plurality of buttons 30 do not deviate from their original positions, and the frame 70 has as many holes as the number of the plurality of buttons 30 to be fixed. It is common to include

여기서 홀은 그 형상에 제한이 없으며, 복수 개의 버튼(30)이 홀을 통해 프레임(70)을 관통하여 일면이 사용자 방향으로 노출되고, 타면이 본 발명의 일 실시 예에 따른 비접촉식 버튼 어셈블리(A)의 후면 방향을 향하게 되는 형상이기만 하면 충분하나, 버튼(30)의 형상과 홀의 형상이 상이하면 본 발명의 일 실시 예에 따른 비접촉식 버튼 어셈블리(A)의 내부가 훤히 보여 외관상 좋지 않거나 먼지 등이 침투하여 고장이 발생할 가능성이 있으므로 가능한 동일한 형상으로 형성하여 이를 방지하도록 함이 바람직하다 할 것이다. Here, the hole is not limited in its shape, a plurality of buttons 30 pass through the frame 70 through the hole, one surface is exposed toward the user, and the other surface is a non-contact button assembly (A) according to an embodiment of the present invention. ) is sufficient, but if the shape of the button 30 and the shape of the hole are different, the inside of the non-contact button assembly (A) according to an embodiment of the present invention is clearly visible, so the appearance is not good or there is no dust, etc. Since there is a possibility of penetration and failure, it would be desirable to prevent this by forming the same shape as possible.

이상 간략하게 설명한 버튼(30) 및 프레임(70)은 보편적인 버튼 어셈블리에서 대동소이(大同小異)한 필수 구성으로 볼 수 있으며, 해당 버튼 어셈블리가 설치되는 기구물에 따라 그 재질과 디자인은 얼마든지 다양하게 구현할 수 있고, 이는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비접촉식 버튼 어셈블리(A)의 경우 역시 마찬가지일 것인바, 공지된 사항에 해당하므로 자세한 설명은 생략하도록 한다. 이하 차이점인 촉감 유도 장치(100)에 대하여 설명하도록 한다. The button 30 and the frame 70 briefly described above can be viewed as essential components of a universal button assembly, and the material and design of the button assembly may vary according to the mechanism in which the button assembly is installed. Can be implemented, which will be the same in the case of the non-contact button assembly (A) according to an embodiment of the present invention, and since it corresponds to a known matter, a detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, the difference in the tactile induction apparatus 100 will be described.

촉감 유도 장치(100)는 복수 개의 버튼(30)의 타면 방향에 배치된다. The tactile inducing device 100 is disposed in the direction of the other surfaces of the plurality of buttons 30 .

여기서 복수 개의 버튼(30)의 타면 방향이라 함은 사용자 방향의 반대 방향이자 프레임(70)의 후면 방향이며, 촉감 유도 장치(100)가 복수 개의 버튼(30)의 타면 방향에 배치되기에, 본 발명의 일 실시 예에 따른 비접촉식 버튼 어셈블리(A)가 기구물에 설치된 경우, 외부에서 촉감 유도 장치(100)를 식별할 수 없다 할 것이다. Here, the direction of the other surface of the plurality of buttons 30 is the opposite direction to the user direction and the rear direction of the frame 70 , and since the tactile induction device 100 is disposed in the direction of the other surface of the plurality of buttons 30 , this When the non-contact button assembly A according to an embodiment of the present invention is installed in a device, it will be said that the tactile induction device 100 cannot be identified from the outside.

도 2는 촉감 유도 장치(100)의 세부 구성을 나타낸 도면인바, 촉감 유도 장치(100)는 레이저 출력부(110), 렌즈부(50) 및 제어부(170)를 포함할 수 있으며, 본 발명의 목적을 달성함에 있어 요구되는 부가적인 구성들, 예를 들어 광필터부(130) 등을 더 포함할 수 있음은 물론이라 할 것이다. 2 is a view showing a detailed configuration of the tactile induction apparatus 100. The tactile inducing apparatus 100 may include a laser output unit 110, a lens unit 50, and a control unit 170, and Needless to say, it may further include additional components required to achieve the purpose, for example, the optical filter unit 130 .

한편, 촉감 유도 장치(100)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비접촉식 버튼 어셈블리(A)의 핵심 구성에 해당하며, 촉감 유도을 유도하는 레이저 빔을 출력하는바, 이에 적용된 원리에 대하여 독립적으로 설명할 필요가 있다. 이하 설명을 이어가도록 한다. On the other hand, the tactile induction device 100 corresponds to a core configuration of the non-contact button assembly A according to an embodiment of the present invention, and outputs a laser beam inducing tactile induction. The principle applied thereto will be described independently. There is a need. Let the description continue below.

촉감 유도 장치(100)는 ms(millisecond) 이하의 펄스 폭(Pulse width) 조건에서 펄스 레이저 빔을 생성하며, 이러한 ms 이하의 펄스 폭을 가지는 펄스 레이저 빔을 이용하여 촉감을 제시한다. The tactile induction apparatus 100 generates a pulsed laser beam under a condition of a pulse width of ms (millisecond) or less, and presents a sense of touch using the pulsed laser beam having a pulse width of ms or less.

펄스 레이저를 이용하는 경우에도, 펄스 폭이 큰 경우에는 레이저 자극의 충분한 노출시간이 확보되어 생체 조직에 손상을 가할 수 있는 광-화학적 또는 광-열적 현상이 일어날 수 있다. 따라서, ms(millisecond) 이하의 펄스 폭(Pulse width) 조건에서 펄스 레이저 빔을 생성하는 것이 바람직하다. Even in the case of using a pulse laser, if the pulse width is large, a sufficient exposure time of the laser stimulation is secured, so that a photo-chemical or photo-thermal phenomenon that can damage living tissue may occur. Therefore, it is preferable to generate a pulsed laser beam under a condition of a pulse width of ms (millisecond) or less.

또한, 본 발명에 따른 촉감 유도 장치(100)는 촉감 제시를 위한 펄스 레이저 빔의 직경을 증가시키거나 감소시킬 수 있으며, 이를 통해 펄스 레이저 빔이 피부에 침투하는 깊이를 조절할 수 있다. 따라서, 이러한 침투 깊이 조절을 통해, 피부 조직의 서로 다른 깊이 상에 존재하는 감각 수용기(Sensory Receptor)들을 선택적으로 자극할 수 있으며, 이러한 선택적인 자극 동작을 통해 제시하는 촉감(단일 감각 또는 복합 감각)의 종류를 변화시킬 수 있다. In addition, the tactile inducing apparatus 100 according to the present invention may increase or decrease the diameter of the pulsed laser beam for presenting tactile sensation, thereby controlling the depth at which the pulsed laser beam penetrates the skin. Therefore, by controlling the penetration depth, it is possible to selectively stimulate sensory receptors existing at different depths of the skin tissue, and the tactile sensation (single sensory or multi-sensory) presented through this selective stimulation action. can change the type of

참고로, 도 12를 참조하면, 피부 조직의 서로 다른 깊이 상에 존재하는 다양한 감각 수용기(Sensory Receptor)들을 확인할 수 있다. 도 12에서도 확인할 수 있듯이, 이러한 감각 수용기에는, 크라우제 소체(Krause corpuscle, 냉각 등의 감각 담당), 메르켈 소체(Merkel's disc, 촉각 등을 담당), 마이스너 소체(Meissner's corpuscle, 압각 등을 담당), 신경 말단(Free nerve ending, 통각 등을 담당), 루피니 소체(Ruffini's ending, 온감 등을 담당), 파치니 소체(Pacinian corpuscle, 심부 압각 등을 담당) 등이 있다. 따라서, 본 발명에 따른 레이저 장치는, 침투 깊이 조절을 통해 이러한 감각 수용기(Sensory Receptor)들을 선택적으로 자극하여, 제시하는 촉감의 종류를 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 침투 깊이 조절을 통해 냉각, 촉각, 통각 등의 단일 감각을 제시하거나, 촉각 + 온각, 촉각 + 온각 + 압각 등의 복합 감각을 제시할 수 있다. For reference, referring to FIG. 12 , various sensory receptors present at different depths of skin tissue may be identified. As can be seen in FIG. 12 , these sensory receptors include Krause corpuscle (responsible for sensation such as cooling), Merkel's disc (responsible for touch, etc.), Meissner's corpuscle (responsible for pressure, etc.), nerves There are extremities (Free nerve ending, responsible for pain, etc.), Ruffini's ending (responsible for warmth, etc.), Pacinian corpuscle (Pacinian corpuscle, responsible for deep pressure, etc.). Therefore, the laser device according to the present invention can selectively stimulate these sensory receptors by adjusting the depth of penetration, thereby changing the type of tactile sensation presented. For example, a single sense such as cooling, touch, and pain may be presented by adjusting the penetration depth, or a complex sense such as touch + warmth, touch + warm + pressure may be presented.

또한, 본 발명에 따른 촉감 유도 장치(100)는 레이저 빔의 침투 깊이를 조절하여 에너지 전달 효율(펄스 레이저 빔의 에너지가 피부에 전달되는 효율)을 조절할 수도 있다. 구체적으로, 레이저의 빔의 침투 깊이를 증가시켜 에너지 전달 효율을 증가시키거나, 레이저 빔의 침투 깊이를 감소시켜 에너지 전달 효율을 감소시킬 수 있다. 따라서, 이러한 에너지 전달 효율의 조절을 통해 제시하는 촉감의 강도도 변화시킬 수 있다. 이하, 촉감 유도 장치(100)가 포함하는 구성에 대하여 자세히 설명하도록 한다. In addition, the tactile inducing apparatus 100 according to the present invention may adjust the energy transfer efficiency (the efficiency of transmitting energy of the pulsed laser beam to the skin) by adjusting the penetration depth of the laser beam. Specifically, the energy transfer efficiency may be increased by increasing the penetration depth of the laser beam, or the energy transfer efficiency may be decreased by decreasing the penetration depth of the laser beam. Therefore, it is possible to change the intensity of the presented tactile sensation by controlling the energy transfer efficiency. Hereinafter, the configuration included in the tactile induction device 100 will be described in detail.

레이저 출력부(110)는 사용자의 신체를 감지하고, 감지한 사용자의 신체 방향으로 촉감을 유도하는 레이저 빔(Laser beam)을 출력한다. The laser output unit 110 detects the user's body and outputs a laser beam that induces a sense of touch in the sensed direction of the user's body.

여기서 사용자의 신체의 감지는 레이저 출력부(110)가 포함하는 별도의 신체 감지 수단(미도시) 등을 통해서 이루어질 수도 있을 것이나, 레이저 출력부(110)가 출력하는 레이저 빔 자체로 사용자의 신체를 감지할 수 있으므로 비용 절감과 제품성을 높이기 위해 레이저 빔을 통해 사용자의 신체를 감지하도록 구현함이 바람직하다 할 것이다. Here, the detection of the user's body may be made through a separate body sensing means (not shown) included in the laser output unit 110 , but the user's body is detected by the laser beam itself output from the laser output unit 110 . Since it can detect it, it would be desirable to implement it to detect the user's body through a laser beam in order to reduce cost and increase productivity.

이는 마치 적외선, 전자기파, 초음파 및 레이저 신호 등을 통해 오브젝트(Object)를 식별하는 것과 유사한 원리이며, 출력한 이들 신호가 오브젝트에 부딪혀 회귀하는 시간을 이용하여 사용자의 신체를 감지한다 할 것이다. This is a principle similar to identifying an object through infrared, electromagnetic wave, ultrasound, and laser signals, and the user's body is detected using the time when these output signals collide with the object and return.

사용자의 신체 감지뿐만 아니라 레이저 출력부(110)는 촉감을 유도하는 펄스 레이저 빔(Pulsed laser beam)을 출력하는 구성으로서, 레이저 드라이버(Laser driver), 냉각 장치 등을 포함할 수 있다. 여기서 레이저 드라이버는, 레이저 매질(Laser medium), 광 펌핑부(Optical pumping), 광 공진기(Optical resonator) 등의 구성을 포함하는 구성으로서, 펄스 레이저 빔을 구성하는 광신호를 생성한다. 또한, 냉각 장치는, 레이저 드라이버가 광 신호를 생성하는 과정에서 발생 될 수 있는 열을 제거하는 구성으로서, 레이저 드라이버 장치를 보호하는 역할을 하는 구성이다.In addition to sensing the user's body, the laser output unit 110 outputs a pulsed laser beam that induces tactile sensation, and may include a laser driver, a cooling device, and the like. Here, the laser driver is a component including a laser medium, an optical pumping unit, an optical resonator, and the like, and generates an optical signal constituting a pulsed laser beam. In addition, the cooling device is a configuration that removes heat that may be generated while the laser driver generates an optical signal, and serves to protect the laser driver device.

이러한 레이저 출력부(110)는, 펄스 레이저 빔을 생성할 수 있는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부(110)는 루비 레이저, 네오디뮴:야그 레이저(Nd:YAG Laser), 네오디뮴:글라스 레이저(Nd:Glass Laser), 레이저 다이오드(Ga, Al, As), 엑시머(Excimer) 레이저, 색소 레이저 등의 형태로 형성될 수 있으며, 이러한 종류 이외에도 다양한 형태로 구성될 수 있다.The laser output unit 110 may be formed in various forms capable of generating a pulsed laser beam. For example, the laser output unit 110 includes a ruby laser, a neodymium:YAG laser, a neodymium:a glass laser (Nd:Glass Laser), a laser diode (Ga, Al, As), and an excimer. It may be formed in the form of a laser, a dye laser, or the like, and may be configured in various forms other than these types.

또한, 레이저 출력부(110)는, 펄스 레이저 빔의 다양한 파라미터를 조절할 수 있으며, 특히 광-기계적 효과의 발생을 위해 상기 펄스 레이저 빔의 단위 펄스당 에너지를 조절할 수 있다. 여기서 단위 펄스당 에너지의 조절은, 펄스 레이저 빔을 구성하는 광신호의 세기(Power, J/s)를 조절하는 동작을 통해 달성되거나, 펄스 레이저 빔의 펄스 폭(Pulse width)을 조절하는 동작을 통해 달성할 수 있다. In addition, the laser output unit 110 may control various parameters of the pulsed laser beam, and in particular, may control the energy per unit pulse of the pulsed laser beam to generate an opto-mechanical effect. Here, the control of energy per unit pulse is achieved through the operation of adjusting the intensity (Power, J/s) of the optical signal constituting the pulsed laser beam, or the operation of adjusting the pulse width of the pulsed laser beam. can be achieved through

다만 이 경우 펄스 폭의 조절은 ms(millisecond) 이하의 범위에서 조절되는 것이 바람직한데, ms를 초과하는 범위에서 조절되는 경우에는 생체 조직에 손상을 가할 수 있는 광-화학적 효과 또는 광-열적 효과가 유발될 가능성이 있기 때문이다.However, in this case, it is preferable to control the pulse width in the range of ms (millisecond) or less, but when it is controlled in the range exceeding ms, there is no photo-chemical effect or photo-thermal effect that can damage living tissue. Because there is a possibility that it may be triggered.

참고로 도 3을 참조하면, 펄스 레이저 빔의, 광신호 세기(Power, J/s), 펄스 폭(Pulse width), 펄스 반복율(Repetition rate) 등의 파라미터를 확인해볼 수 있다. For reference, referring to FIG. 3 , parameters such as optical signal strength (Power, J/s), pulse width, and pulse repetition rate of the pulsed laser beam can be checked.

한편, 레이저 출력부가 펄스 레이저 빔의 단위 펄스당 에너지를 조절함에 따라, 피부에 조사되는 펄스 레이저 빔의 에너지 밀도 역시 조절될 수 있다. 구체적으로, 펄스 레이저 빔의 단위 펄스당 에너지를 증가시켜 에너지 밀도를 증가시키거나, 펄스 레이저 빔의 단위 펄스당 에너지를 감소시켜 에너지 밀도를 감소시킬 수 있다.Meanwhile, as the laser output unit adjusts the energy per unit pulse of the pulsed laser beam, the energy density of the pulsed laser beam irradiated to the skin may also be adjusted. Specifically, the energy density may be increased by increasing the energy per unit pulse of the pulsed laser beam, or the energy density may be decreased by decreasing the energy per unit pulse of the pulsed laser beam.

렌즈부(150)는 레이저 빔의 직경(Diameter)을 변화시키기 위한 구성이다. The lens unit 150 is configured to change the diameter of the laser beam.

보다 구체적으로 펄스 레이저 빔을 확산시키기 위한 광확산부(154, 예컨대, 오목 렌즈부 등) 및 집속하기 위한 광집속부(152, 예컨대, 볼록렌즈부 등)를 포함할 수 있다. More specifically, it may include a light diffusion unit 154 (eg, a concave lens unit, etc.) for diffusing the pulsed laser beam and a light focusing unit 152 (eg, a convex lens unit, etc.) for focusing.

이러한 렌즈부(150)는 펄스 레이저 빔의 직경을 변화시킬 수 있다. 구체적으로 렌즈부(150)는, 1) 광집속부(152)와 광확산부(154)를 선택적으로 배치(펄스 레이저 빔이 통과하는 경로 상에 배치)하는 제1 제어, 2) 광확산부(154)의 배치 위치를 변화시키는 제2 제어, 3) 광집속부(152)의 배치 위치를 변화시키는 제3 제어, 4) 광집속부(152)와 광확산부(154)를 연속적으로 배치하고, 광집속부(152) 및 광학산부(154)의 배치 위치를 변화시키는 제4 제어 등을 통해 펄스 레이저 빔의 직경을 증가시키거나 감소시킬 수 있으며, 이러한 렌즈부(150)의 제어 동작은 후술할 제어부(170)에 의한다 할 것이다. The lens unit 150 may change the diameter of the pulsed laser beam. Specifically, the lens unit 150 includes 1) a first control for selectively arranging the light focusing unit 152 and the light diffusing unit 154 (on a path through which the pulsed laser beam passes), 2) the light diffusing unit The second control for changing the arrangement position of 154, 3) the third control for changing the arrangement position of the light focusing unit 152, 4) The light focusing unit 152 and the light diffusing unit 154 are sequentially arranged In addition, the diameter of the pulse laser beam can be increased or decreased through a fourth control for changing the arrangement positions of the light focusing unit 152 and the optical mountain unit 154 , and the control operation of the lens unit 150 is It will be referred to by the control unit 170, which will be described later.

도 4를 참조하면, 렌즈부(150)가 펄스 레이저 빔의 직경을 변화시키는 동작의 예시를 살펴볼 수 있다. 구체적으로, 도 4의 (A)를 참조하면, 렌즈부(150)가 광집속부(152)와 광확산부(154)를 선택적으로 배치하여 펄스 레이저 빔의 직경을 변화시키는 동작을 살펴볼 수 있다. 이 경우 렌즈부(150)는 펄스 레이저 빔이 지나가는 경로에 광확산부(154)를 배치하여 빔의 직경을 증가시키거나, 펄스 레이저 빔이 지나가는 경로에 광집속부(152)를 배치하여 빔의 직경을 감소시킬 수 있다. Referring to FIG. 4 , an example of an operation in which the lens unit 150 changes the diameter of a pulsed laser beam can be seen. Specifically, referring to FIG. 4A , it can be seen that the lens unit 150 selectively arranges the light focusing unit 152 and the light diffusing unit 154 to change the diameter of the pulsed laser beam. . In this case, the lens unit 150 increases the diameter of the beam by arranging the light diffusing unit 154 in the path through which the pulsed laser beam passes, or by disposing the light focusing unit 152 in the path through which the pulsed laser beam passes. diameter can be reduced.

또한, 도 4의 (B)를 참조하면, 렌즈부(150)가 광집속부(152)의 배치 위치를 변화시켜 펄스 레이저 빔의 직경을 변화시키는 동작을 살펴볼 수 있다. 이 경우 렌즈부(150)는, 펄스 레이저 빔이 진행하는 방향(또는 반대 방향)으로 광집속부(152)를 운동시켜서 빔의 직경을 증가시키거나 감소시킬 수 있다. (이러한 광집속부(152)의 위치 이동에 따른 빔의 직경 변화는, 광확산부(154)의 위치 이동에 따른 빔의 직경 변화에도 당연히 유추되어 적용될 수 있다.)Also, referring to FIG. 4B , an operation in which the lens unit 150 changes the arrangement position of the light focusing unit 152 to change the diameter of the pulsed laser beam can be seen. In this case, the lens unit 150 may increase or decrease the diameter of the beam by moving the light focusing unit 152 in the direction in which the pulsed laser beam travels (or in the opposite direction). (The change in diameter of the beam according to the movement of the position of the light focusing unit 152 may be inferred and applied to the change in diameter of the beam according to the movement of the position of the light diffusion unit 154 of course.)

한편, 렌즈부(150)는 펄스 레이저 빔의 직경을 변화시켜 펄스 레이저 빔이 사용자의 신체인 피부에 침투하는 깊이를 변화시킬 수 있다. 뒤에서 살펴보겠지만, 펄스 레이저 빔이 피부에 침투하는 깊이는 펄스 레이저 빔의 직경에 따라 변화될 수 있으므로, 렌즈부(150)의 동작(빔의 직경을 변화시키는 동작)에 의해 펄스 레이저 빔의 침투 깊이가 변화될 수 있다. Meanwhile, the lens unit 150 may change the diameter of the pulsed laser beam to change the depth at which the pulsed laser beam penetrates into the skin of the user's body. As will be seen later, since the depth at which the pulsed laser beam penetrates the skin can be changed according to the diameter of the pulsed laser beam, the penetration of the pulsed laser beam by the operation of the lens unit 150 (the operation of changing the diameter of the beam) Depth can be varied.

또한, 렌즈부(150)는 0 mm를 초과하고 6 mm 이하인 범위에서 펄스 레이저의 빔의 직경을 변화시키는 형태로도 구성될 수 있다. 마찬가지로 뒤에서 살펴 보겠지만, 이러한 범위에서 빔의 직경과 침투 깊이가 1:1로 대응되기가 용이하므로, 레이저 빔의 침투 깊이를 정량적으로 제어하기가 용이하기 때문이다.In addition, the lens unit 150 may be configured in a form in which the diameter of the pulse laser beam is changed in a range of greater than 0 mm and less than or equal to 6 mm. Similarly, as will be seen later, in this range, it is easy to have a 1:1 correspondence between the diameter of the beam and the penetration depth, so it is easy to quantitatively control the penetration depth of the laser beam.

부가적인 구성인 광필터부(130)는 펄스 레이저 빔을 구성하는 광신호의 세기(Power, J/s)를 조절하기 위한 구성으로서, 이러한 세기 조절을 통해 레이저 출력부(110)가 출력하는 레이저 빔의 단위 펄스당 에너지를 2차적으로 조절할 수 있는 구성이다. The optical filter unit 130, which is an additional component, is a component for adjusting the intensity (Power, J/s) of an optical signal constituting the pulsed laser beam, and the laser output unit 110 outputs through such intensity control. It is a configuration in which the energy per unit pulse of the beam can be secondarily adjusted.

이러한 광필터부(130)는 광신호의 세기를 감쇄시키는 감쇄 장치(Attenuator)를 포함할 수 있는데, 이러한 장치를 이용하여 광신호의 세기(Power, J/s)를 감쇄시킬 수 있다. 따라서, 광필터부(130)는, 펄스 폭이 동일한 상태에서 광신호의 세기를 감쇄시켜 단위 펄스당 에너지를 감소시키는 동작을 수행할 수 있다. The optical filter unit 130 may include an attenuator for attenuating the intensity of the optical signal, and may attenuate the intensity (Power, J/s) of the optical signal by using this device. Accordingly, the optical filter unit 130 may perform an operation of reducing the energy per unit pulse by attenuating the intensity of the optical signal while the pulse width is the same.

한편, 광필터부(130)는 레이저 출력부(110) 자체가 단위 펄스당 에너지를 조절하는 능력을 갖추고 있는 경우에는 촉감 유도 장치(100)에 선택적으로 장착될 수 있으며, 단위 펄스당 에너지를 세밀하게 조절하기 위한 보조적인 역할을 수행할 수 있다. 다만, 레이저 출력부(110) 자체가 단위 펄스당 에너지를 조절하는 능력을 갖추고 있지 못하는 경우에는 촉감 유도 장치(100)에 필수적으로 포함되어서, 단위 펄스당 에너지를 조절하는 주도적인 역할을 수행하게 된다.On the other hand, when the laser output unit 110 itself has the ability to control the energy per unit pulse, the optical filter unit 130 may be selectively mounted on the tactile induction device 100 and finely control the energy per unit pulse. It can play an auxiliary role in regulating However, if the laser output unit 110 itself does not have the ability to control the energy per unit pulse, it is essential to the tactile induction device 100 and plays a leading role in controlling the energy per unit pulse. .

제어부(170)는 레이저 출력부(110), 광필터부(130), 렌즈부(150) 등을 포함하는 촉감 유도 장치(100)의 다양한 구성들을 제어하기 위한 구성일뿐만 아니라, 사용자의 신체 감지 결과에 따라 레이저 출력부(110)가 출력하는 레이저 빔의 직경(Diameter)을 조절하기 위해 렌즈부(150)의 동작을 제어한다. The control unit 170 is not only configured to control various components of the tactile induction device 100 including the laser output unit 110 , the optical filter unit 130 , the lens unit 150 , and the like, but also detects the user's body. The operation of the lens unit 150 is controlled to adjust the diameter of the laser beam output from the laser output unit 110 according to the result.

이러한 제어부(170)는 중앙처리유닛 및 메모리를 갖춘 연산수단일 수 있으며, 이 때 중앙처리유닛은 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 불릴 수 있다. The control unit 170 may be a computing means having a central processing unit and a memory, and in this case, the central processing unit is also a controller, a microcontroller, a microprocessor, a microcomputer, etc. can be called

또한, 중앙처리유닛은 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있는데, 하드웨어를 이용하여 구현하는 경우에는 ASIC(application specific integrated circuit) 또는 DSP(digital signal processor), DSPD(digital signal processing device), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array) 등으로, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 구현하는 경우에는 위와 같은 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있다. 또한, 메모리는 ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), 플래쉬(flash) 메모리, SRAM(Static RAM), HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive) 등으로 구현될 수 있다. In addition, the central processing unit may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof. When implemented using hardware, an ASIC (application specific integrated circuit) or DSP (digital signal processor) ), DSPD (digital signal processing device), PLD (programmable logic device), FPGA (field programmable gate array), etc., when implemented using firmware or software, a module, procedure or function that performs the above functions or operations Firmware or software may be configured to include, for example. In addition, memory includes ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), flash memory, SRAM (Static RAM), It may be implemented as a hard disk drive (HDD), a solid state drive (SSD), or the like.

또 다른 한편, 제어부(170)는 사용자로부터 임의의 입력을 수신할 수 있는 입력수단, 그리고 사용자에게 임의의 정보를 표시하기 위한 출력수단과도 연결될 수 있다. 입력수단의 종류에는 키보드, 마우스, 및/또는 조이스틱 등이 포함될 수 있으며, 또한 터치 감응형 표면을 구비하고 있는 디스플레이 역시 입력수단의 한 종류로 포함될 수도 있다. 출력수단에는 임의의 텍스트, 이미지, 영상 등을 출력할 수 있는 디스플레이라면 제한 없이 포함될 수 있다. On the other hand, the control unit 170 may be connected to an input means for receiving an arbitrary input from the user, and an output means for displaying arbitrary information to the user. The type of input means may include a keyboard, a mouse, and/or a joystick, and a display having a touch-sensitive surface may also be included as one type of the input means. The output means may be included without limitation as long as it is a display capable of outputting arbitrary text, image, image, and the like.

한편, 제어부(170)는, 레이저 출력부(110) 및 광필터부(130)의 동작을 제어하여 펄스 레이저 빔의 단위 펄스당 에너지를 총괄적으로 조절할 수 있다. 구체적으로, 제어부(170)는, 레이저 출력부(110) 및 광필터부(130)의 동작을 제어하여 펄스 폭(Pulse width) 또는 광신호의 세기(Power, J/s)를 조절할 수 있으며, 이러한 파라미터들의 조절동작을 통해 단위 펄스당 에너지를 총괄적으로 조절할 수 있다. Meanwhile, the control unit 170 may control the operation of the laser output unit 110 and the optical filter unit 130 to collectively adjust the energy per unit pulse of the pulsed laser beam. Specifically, the control unit 170 may control the operation of the laser output unit 110 and the optical filter unit 130 to adjust the pulse width or the intensity of the optical signal (Power, J/s), Through the control operation of these parameters, it is possible to collectively control the energy per unit pulse.

또한, 제어부(170)는 렌즈부(150)의 동작을 제어하여 펄스 레이저 빔의 직경을 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 제어부(170)는 렌즈부(150)가 포함할 수 있는 광집속부(152) 또는 광확산부(154)를 선택적으로 배치(펄스 레이저 빔이 통과하는 경로 상에 배치)하거나, 광확산부(152) 또는 광집속부(154)가 배치되는 위치를 변화시켜서 펄스 레이저 빔의 직경을 변화시킬 수 있다. 앞에서도 언급되었듯이, 펄스 레이저 빔의 직경이 변화함에 따라 펄스 레이저 빔이 사용자의 신체인 피부에 침투하는 깊이가 변화할 수 있으므로, 제어부(170)는 펄스 레이저 빔의 직경을 조절하는 동작을 통해 펄스 레이저 빔의 침투 깊이(피부에 침투하는 깊이)를 제어할 수 있다. Also, the controller 170 may control the operation of the lens unit 150 to change the diameter of the pulsed laser beam. For example, the control unit 170 selectively arranges the light focusing unit 152 or the light diffusing unit 154 that the lens unit 150 may include (on a path through which the pulsed laser beam passes), or The diameter of the pulsed laser beam may be changed by changing the position at which the light diffusing unit 152 or the light focusing unit 154 is disposed. As mentioned above, as the diameter of the pulsed laser beam changes, the depth at which the pulsed laser beam penetrates the skin, which is the user's body, may change. It is possible to control the penetration depth (the depth of penetration into the skin) of the pulsed laser beam.

또한, 제어부(170)는 펄스 레이저 빔의 직경 정보와 침투 깊이 정보를 포함하고 있는 DB(Data Base)를 기초로 펄스 레이저 빔의 직경을 제어할 수도 있다. 여기서 DB에는 펄스 레이저 빔의 직경 정보와 침투 깊이 정보가 대응(매칭)된 상태로 포함될 수 있는데, 예를 들어, '빔 직경 A - 침투 깊이 a', '빔 직경 B - 침투 깊이 b', '빔 직경 C - 침투 깊이 c' 등의 대응 정보가 포함되어 있을 수 있다. 따라서, 제어부(170)는, 이러한 DB를 이용하여 목표하는 침투 깊이를 정량적으로 제어할 수 있다. 구체적으로, a의 침투 깊이를 구현하고자 하는 경우에는 빔의 직경을 A로 조절하고, b의 침투 깊이를 구현하고자 하는 경우에는 빔의 직경을 B로 조절하는 등의 동작을 통해 상기 펄스 레이저 빔의 침투 깊이를 정량적으로 제어할 수 있다. (참고로, 상기 DB는 다양한 메모리 소자에 의해 구현될 수 있으며, 제어부(170)와 링크된 상태로 제어부(170)의 내부 또는 외부에 형성될 수 있다.)Also, the controller 170 may control the diameter of the pulsed laser beam based on a DB (Data Base) including information on the diameter of the pulsed laser beam and the penetration depth information. Here, the DB may include information on the diameter of the pulsed laser beam and the penetration depth information in a state of matching (matching), for example, 'beam diameter A - penetration depth a', 'beam diameter B - penetration depth b', ' Corresponding information such as beam diameter C - penetration depth c' may be included. Accordingly, the controller 170 may quantitatively control the target penetration depth by using the DB. Specifically, in the case of implementing the penetration depth of a, the diameter of the beam is adjusted to A, and in the case of implementing the penetration depth of b, the diameter of the beam is adjusted to B through the operation of the pulse laser beam. Penetration depth can be controlled quantitatively. (For reference, the DB may be implemented by various memory devices, and may be formed inside or outside the control unit 170 in a linked state with the control unit 170 .)

또한, 제어부(170)는 렌즈부(150)를 제어하는 동작을 통해 다양한 촉감을 선택적으로 제시할 수 있다. 구체적으로, 제어부(170)는 렌즈부(150)의 동작을 제어하여 상기 펄스 레이저 빔의 직경을 제어할 수 있고, 상기 펄스 레이저 빔의 직경을 제어하여 상기 펄스 레이저 빔의 피부 침투 깊이를 제어할 수 있으며, 상기 펄스 레이저 빔의 피부 침투 깊이를 제어하여 서로 다른 깊이에 위치하는 감각 수용기(Sensory Receptor)들을 선택적으로 자극시킬 수 있다. 따라서, 이러한 동작을 통해 다양한 감각 수용기들이 담당하는 다양한 감각들을 선택적으로 제시할 수 있다. 참고로, 여기서 선택적으로 제시되는 촉감들은, 개별적인 감각(냉각, 통각, 촉각 등)이거나, 개별적인 감각들이 둘 이상 복합된 복합 감각(촉각 + 온각, 촉각 + 온각 + 압각 등)일 수 있다. 침투 위치 및 침투 깊이의 선택적인 제어에 따라, 1개의 감각 수용기(얕은 깊이의 수용기)만이 자극될 수도 있지만, 둘 이상의 감각 수용기들(얕은 깊이 + 깊은 깊이의 수용기)이 동시에 자극될 수도 있기 때문이다. Also, the controller 170 may selectively present various tactile sensations through an operation of controlling the lens unit 150 . Specifically, the controller 170 may control the operation of the lens unit 150 to control the diameter of the pulsed laser beam, and control the diameter of the pulsed laser beam to control the skin penetration depth of the pulsed laser beam. It is possible to selectively stimulate sensory receptors located at different depths by controlling the skin penetration depth of the pulsed laser beam. Accordingly, through such an operation, it is possible to selectively present various senses that various sensory receptors are responsible for. For reference, the tactile sensations selectively presented herein may be individual sensations (cooling, pain, tactile, etc.) or complex sensations in which two or more individual sensations are combined (tactile + warm, tactile + warm + pressure). This is because, depending on the selective control of the penetration location and depth of penetration, only one sensory receptor (receptor of shallow depth) may be stimulated, but two or more sensory receptors (receptor of shallow depth + receptor of deep depth) may be stimulated simultaneously. .

또한, 제어부(170)는 펄스 레이저 빔의 직경 정보, 침투 깊이 정보, 및 촉감 종류 정보를 포함하고 있는 DB(Data Base)를 기초로 펄스 레이저 빔의 직경을 제어할 수도 있다. 여기서 DB에는 펄스 레이저 빔의 직경 정보, 침투 깊이 정보 및 촉감 종류 정보가 대응(매칭)된 상태로 포함될 수 있으며, 제어부(170)는 이러한 DB와 정량적인 빔 직경의 제어를 기초로 목표하는 종류의 촉감을 구현할 수 있다. 예를 들어, 통각을 구현하고자 하는 경우에는 빔의 직경을 A로 조절하고, 통각 + 압각의 복합감각을 구현하고자 하는 경우에는 빔의 직경을 B로 조절하는 등의 동작을 통해 촉감의 종류를 제어할 수 있다. Also, the controller 170 may control the diameter of the pulsed laser beam based on a DB (Data Base) including information on the diameter of the pulsed laser beam, penetration depth information, and tactile type information. Here, the DB may include information on the diameter of the pulsed laser beam, the penetration depth information, and the tactile type information in a state in which they are matched (matched), and the control unit 170 controls the target type based on the DB and quantitative control of the beam diameter. tactile sensation can be realized. For example, if you want to implement pain sensation, adjust the beam diameter to A, and if you want to implement a complex sense of pain + pressure, adjust the beam diameter to B, etc. to control the type of touch. can do.

또한, 제어부(170)는 펄스 레이저 빔의 직경을 제어하는 동작을 통해 촉감의 강도도 변화시킬 수 있다. 뒤에서 살펴보겠지만, 펄스 레이저 빔의 직경이 증가 또는 감소함에 따라 에너지 전달 효율(피부에 에너지가 전달되는 효율)이 증가 또는 감소하기 때문에, 펄스 레이저 빔의 직경을 변화시키는 동작을 통해 촉감의 강도도 변화시킬 수 있다. 따라서, 제어부(170)는, 1) 에너지 밀도가 동일한 상태에서 레이저 빔의 직경을 증가시켜서, 1-1) 촉감의 종류를 변화시킴과 동시에 촉감의 강도를 증가시키거나, 1-2) 촉감의 종류를 변화시키지 않더라도(자극되는 감각 수용기들이 변화하지 않은 경우) 촉감의 강도를 증가시킬 수 있다. 또한, 제어부(170)는 2) 에너지 밀도가 동일한 상태에서 레이저 빔의 직경을 감소시켜, 2-1) 촉감의 종류를 변화시킴과 동시에 촉감의 강도를 감소시키거나, 2-2) 촉감의 종류를 변화시키지 않더라도 촉감의 강도를 감소시킬 수 있다. In addition, the control unit 170 may also change the intensity of the touch through the operation of controlling the diameter of the pulsed laser beam. As will be seen later, energy transfer efficiency (efficiency of energy transfer to the skin) increases or decreases as the diameter of the pulsed laser beam increases or decreases. can change Accordingly, the controller 170 may 1) increase the diameter of the laser beam while the energy density is the same, 1-1) change the type of touch and increase the intensity of the touch, or 1-2) increase the intensity of the touch. Even if the type does not change (provided that the sensory receptors being stimulated do not change), the intensity of touch can be increased. In addition, the control unit 170 2) reduces the diameter of the laser beam in a state where the energy density is the same, 2-1) changes the type of touch and reduces the intensity of the touch at the same time, or 2-2) reduces the type of touch Even if you do not change the tactile intensity can be reduced.

한편, 이러한 펄스 레이저 빔의 직경, 침투 깊이 및 에너지 전달 효율 사이의 정량적인 대응관계 역시 DB화 될 수 있으며, 상기 제어부(170)는 이렇게 DB화된 정보를 기초로 정량적인 제어 동작을 수행할 수도 있다.On the other hand, the quantitative correspondence between the diameter of the pulsed laser beam, the penetration depth, and the energy transfer efficiency may also be converted into a DB, and the control unit 170 may perform a quantitative control operation based on the DB information. .

이하, 도 5 내지 도 8을 참조하여, 펄스 레이저 빔의 직경과 침투 깊이 사이의 관계를 살펴본다. Hereinafter, a relationship between a diameter of a pulsed laser beam and a penetration depth will be described with reference to FIGS. 5 to 8 .

펄스 레이저 빔의 직경과 침투 깊이 사이의 관계를 살펴보기 위해 시뮬레이션을 시행하였으며, 시뮬레이션에 사용된 파라미터들은 아래와 같다. Simulation was conducted to examine the relationship between the diameter of the pulsed laser beam and the penetration depth, and the parameters used for the simulation are as follows.

- 532 nm의 파장(Wavelength), 5ns의 펄스 폭(Pulse width)을 가지는 레이저 장치를 모델링하여 사용하였다. - A laser device having a wavelength of 532 nm and a pulse width of 5 ns was modeled and used.

- 피부 조직은 다음의 표 1과 같이 모델링하여 사용하였다.- The skin tissue was modeled and used as shown in Table 1 below.

파라미터parameter 표피epidermis 진피dermis 두께thickness 0.1 mm0.1 mm 4.9 mm4.9 mm width 5mm5mm 5mm5mm 굴절률 (n)refractive index (n) 1.41.4 1.41.4 흡수 계수(ma)Absorption coefficient (ma) 0.54 mm-10.54 mm-1 0.26 mm-0.26 mm- 산란 계수(ms)Scattering Coefficient (ms) 30.02 mm-130.02 mm-1 19.95 mm-119.95 mm-1 비등방 계수 (g)Anisotropy coefficient (g) 0.80.8 0.80.8 티슈 밀도 [Kg/m3]Tissue Density [Kg/m3] 12001200 12001200 비열 [J/Kg·K]Specific heat [J/Kg·K] 35893589 33003300

시뮬레이션은, 빔 직경이 0.03 mm 내지 8 mm의 범위로 변화하고, 에너지 밀도가 0.051995 내지 396.3199 J/㎠의 범위에서 변화하는 조건에서, 펄스 레이저 빔의 침투 깊이를 분석하는 방식으로 진행되었다. The simulation was conducted in such a way that the penetration depth of the pulsed laser beam was analyzed under the condition that the beam diameter was changed in the range of 0.03 mm to 8 mm and the energy density was changed in the range of 0.051995 to 396.3199 J/cm 2 .

도 5 내지 도 7을 참조하면, 시뮬레이션 결과 데이터들의 일부를 살펴볼 수 있다. 5 to 7 , some of simulation result data can be viewed.

도 5는 빔직경 0.03 mm 및 에너지 밀도 396.3199 J/㎠의 조건에서 시뮬레이션한 결과를 나타낸다. 도 5를 참조하면, 펄스 레이저 빔의 침투 깊이가 0.11 mm인 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 6은 빔직경 4mm 및 에너지 밀도 0.143312 J/㎠의 조건에서 시뮬레이션한 결과를 나타낸다. 도 6을 참조하면, 펄스 레이저 빔의 침투 깊이가 0.66 mm인 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 7은 빔직경 8 mm 및 에너지 밀도 0.069665605 J/㎠의 조건에서 시뮬레이션한 결과를 나타낸다. 도 7을 참조하면, 펄스 레이저 빔의 침투 깊이가 0.71 mm인 것을 확인할 수 있다. 5 shows simulation results under the conditions of a beam diameter of 0.03 mm and an energy density of 396.3199 J/cm 2 . Referring to FIG. 5 , it can be seen that the penetration depth of the pulsed laser beam is 0.11 mm. 6 shows the simulation results under the conditions of a beam diameter of 4 mm and an energy density of 0.143312 J/cm 2 . Referring to FIG. 6 , it can be seen that the penetration depth of the pulsed laser beam is 0.66 mm. 7 shows the simulation results under the conditions of a beam diameter of 8 mm and an energy density of 0.069665605 J/cm 2 . Referring to FIG. 7 , it can be seen that the penetration depth of the pulsed laser beam is 0.71 mm.

도 5 내지 도 7을 결과를 분석해보면, 에너지 밀도가 감소하더라도 빔의 직경이 증가함에 따라 침투 깊이가 증가하는 것을 확인할 수 있다. 즉, 펄스 레이저 빔의 침투 깊이는 빔의 직경에 주도적인 영향을 받는 것을 확인할 수 있다.Analyzing the results of FIGS. 5 to 7 , it can be seen that the penetration depth increases as the diameter of the beam increases even when the energy density decreases. That is, it can be confirmed that the penetration depth of the pulsed laser beam is predominantly affected by the diameter of the beam.

도 8은 시뮬레이션 결과들을 '빔 직경 - 침투 깊이'의 관계로 정리한 그래프이다. 8 is a graph in which simulation results are summarized in the relationship of 'beam diameter - penetration depth'.

이러한 도 8의 결과 그래프를 참조하면, 펄스 레이저 빔의 직경이 증가함에 따라 침투 깊이도 증가하는 것을 확인할 수 있고, 펄스 레이저 빔의 직경이 감소함에 따라 침투 깊이도 감소하는 것을 확인할 수 있다. Referring to the graph of FIG. 8 , it can be seen that the penetration depth increases as the diameter of the pulsed laser beam increases, and the penetration depth decreases as the diameter of the pulsed laser beam decreases.

또한, 빔의 직경이 0 내지 6 mm인 범위에서는, 빔의 직경 변화에 따른 침투 깊이의 변화가 크기 때문에, 빔의 직경 데이터와 침투 깊이 데이터를 1:1로 매칭시키기가 용이한 것을 확인할 수 있다. In addition, in the range where the diameter of the beam is 0 to 6 mm, since the change in the penetration depth according to the change in the diameter of the beam is large, it can be confirmed that it is easy to match the diameter data of the beam and the penetration depth data 1:1 .

이하, 도 9 내지 도 11을 참조하여, 펄스 레이저 빔의 직경과 에너지 전달 효율 사이의 관계를 살펴본다. Hereinafter, a relationship between a diameter of a pulsed laser beam and energy transfer efficiency will be described with reference to FIGS. 9 to 11 .

도 9는 펄스 레이저 빔의 직경과 에너지 전달 효율 사이의 관계를 보여주는 개념도이다. 도 9를 참조하면, 펄스 레이저 빔의 직경이 증가함에 따라 레이저 빔의 산란이 증가하여 침투 깊이가 증가하고, 이러한 침투 깊이 증가에 의해 피부의 에너지 전달 효율이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 9 is a conceptual diagram illustrating a relationship between a diameter of a pulsed laser beam and energy transfer efficiency. Referring to FIG. 9 , as the diameter of the pulsed laser beam increases, the scattering of the laser beam increases to increase the penetration depth, and it can be seen that the energy transfer efficiency of the skin is increased by the increase in the penetration depth.

도 10 내지 도 11은 실험 결과 데이터를 정리한 그래프들이다. 구체적으로, 빔의 직경과 에너지 전달 효율 사이의 관계를 살펴보기 위해 수행된 In-vivo 실험 결과 데이터들을 정리한 그래프들이다. 10 to 11 are graphs summarizing experimental result data. Specifically, it is a graph that summarizes the data of the in-vivo experiment performed to examine the relationship between the beam diameter and the energy transfer efficiency.

실험은 아래와 같은 방식으로 진행되었다. The experiment was conducted in the following way.

1) 532 nm의 파장(Wavelength), 5ns의 펄스 폭(Pulse width)을 가지는 레이저 장치를 이용하여, 피험자들의 피부에 레이저 자극을 1회 가하는 방식으로 실험을 진행하였다. 1) Using a laser device having a wavelength of 532 nm and a pulse width of 5 ns, the experiment was conducted by applying laser stimulation to the skin of the subjects once.

2) 빔 직경을 0.03 mm 내지 8 mm의 범위에서 변화시키고, 에너지 밀도를 0.051995 내지 396.3199 J/㎠의 범위에서 변화시키는 조건으로 실험을 진행하였다. 대표적으로, 표 2와 같은 파라미터를 이용하여 실험을 진행하였다. 2) The experiment was conducted under conditions of changing the beam diameter in the range of 0.03 mm to 8 mm and changing the energy density in the range of 0.051995 to 396.3199 J/cm 2 . Typically, the experiment was conducted using the parameters shown in Table 2.

3) 각각의 실험 파라미터에 대한 레이저 자극 후 설문을 통하여 레이저 자극에 대한 응답을 조사하였다. 응답은, '느낌 없음', '촉감', '아픔'의 세가지 분류를 사용하였다. 3) The response to laser stimulation was investigated through a questionnaire after laser stimulation for each experimental parameter. For the response, three categories of 'no feeling', 'tactile' and 'pain' were used.

빔 직경 [mm]Beam diameter [mm] 에너지 밀도 [J/cm2]Energy density [J/cm2] 빔 직경 [mm]Beam diameter [mm] 에너지 밀도 [J/cm2]Energy density [J/cm2] 77 0.0519950.051995 1.081.08 0.30580.3058 88 0.0696660.069666 0.430.43 0.4133750.413375 66 0.0707710.070771 0.430.43 0.6200630.620063 77 0.0753930.075393 0.430.43 0.8267510.826751 66 0.0849260.084926 0.430.43 1.0334391.033439 55 0.0968150.096815 0.430.43 1.3090221.309022 77 0.0987910.098791 0.350.35 1.9758221.975822 66 0.099080.09908 0.350.35 2.911742.91174 88 0.0995220.099522 0.310.31 3.711633.71163 0.870.87 0.1009820.100982 0.230.23 4.5753924.575392 33 0.1273890.127389 0.250.25 5.707015.70701 44 0.1273890.127389 0.210.21 8.088168.08816 55 0.1273890.127389 0.140.14 18.198418.1984 0.870.87 0.1514730.151473 0.120.12 24.7724.77 33 0.1556970.155697 0.110.11 29.478329.4783 55 0.1579620.157962 0.070.07 72.793472.7934 44 0.1592360.159236 0.050.05 142.675142.675 0.870.87 0.2019640.2201964 0.040.04 222.9299222.9299 0.870.87 0.2524540.252454 0.030.03 396.3199396.3199

도 10 내지 도 11의 그래프는, 이러한 실험 결과 데이터를 분석한 결과를 보여주는 그래프이다. 구체적으로, '빔 직경의 변화'와 '피험자 중 50% 이상이 촉감을 느끼기 위해 필요한 에너지 밀도의 변화(=자극에 대한 평균적인 민감도를 가진 사람이 촉감을 인지하기 위한 에너지 밀도의 변화)'의 관계를 분석한 결과를 보여주는 그래프이다. The graphs of FIGS. 10 to 11 are graphs showing the results of analyzing the experimental result data. Specifically, 'change in beam diameter' and 'change in energy density required for more than 50% of subjects to feel touch (= change in energy density for a person with average sensitivity to stimulus to perceive touch)' It is a graph showing the result of analyzing the relationship.

도 10의 (a)를 참조하면, '빔 직경'과 '피험자 중 50% 이상이 촉감을 느끼기 위해 필요한 에너지 밀도'의 관계를 분석한 원 데이터를 확인할 수 있다. 또한, 도 10의 (b)를 참조하면, 이러한 원 데이터를 로그 스케일로 나타낸 그래프를 확인할 수 있다. Referring to (a) of FIG. 10 , raw data obtained by analyzing the relationship between 'beam diameter' and 'energy density required for more than 50% of subjects to feel touch' can be confirmed. In addition, referring to (b) of FIG. 10 , a graph representing such raw data on a log scale can be confirmed.

또한, 도 10에서 확인할 수 있듯이 '빔 직경'과 '피험자 중 50% 이상이 촉감을 느끼기 위해 필요한 에너지 밀도'의 관계를 지수 함수를 이용하여 모델링하였으며, 얻어진 수식을 그래프와 함께 표시하였다. 또한, 회귀식(Regression equation)의 적합도를 재는 척도인 결정 계수(Coefficient of determination)의 값(R2 = 0.9999)도 도면상에 함께 표시하였다.In addition, as can be seen in FIG. 10 , the relationship between 'beam diameter' and 'energy density required for more than 50% of subjects to feel the touch' was modeled using an exponential function, and the obtained formula was displayed along with a graph. In addition, the value of the coefficient of determination (R2 = 0.9999), which is a measure of the fitness of the regression equation, is also displayed on the drawing.

도 11을 참조하면, 도 10 (a)의 원 데이터를 로그 값으로 표현한 그래프를 확인할 수 있다. 또한, 도 10의 경우에도 마찬가지로 '빔 직경'과 '피험자 중 50% 이상이 촉감을 느끼기 위해 필요한 에너지 밀도'의 관계를 모델링 하였으며(5차 다항식을 이용하여 모델링), 얻어진 수식을 그래프와 함께 표시하였다. 또한, 회귀식(Regression equation)의 적합도를 재는 척도인 결정 계수(Coefficient of determination)의 값(R2 = 0.9948)도 도면상에 함께 표시하였다.Referring to FIG. 11 , a graph in which the raw data of FIG. 10 (a) is expressed as a log value can be confirmed. In addition, in the case of FIG. 10 as well, the relationship between 'beam diameter' and 'energy density required for more than 50% of the subjects to feel the touch' was modeled (modeled using a fifth-order polynomial), and the obtained formula is displayed with a graph did. In addition, the value of the coefficient of determination (R2 = 0.9948), which is a measure of the fitness of the regression equation, is also displayed on the drawing.

이러한 도 10 내지 도 11의 결과를 살펴보면, '빔 직경'이 커짐에 따라 '피험자 중 50% 이상이 촉감을 느끼기 위해 필요한 에너지 밀도'가 줄어드는 것을 확인할 수 있다. 즉, '빔 직경'이 커지면, 에너지 밀도가 작더라도 50% 이상의 피험자들에게 충분한 강도(보통의 민감성을 가지는 사람이 촉감을 느낄 수 있는 강도)의 촉감이 제시될 수 있는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 이러한 실험 결과들을 바탕으로, '빔 직경'이 커짐에 따라 '에너지 효율(피부에 에너지가 전달되는 효율)'도 함께 향상되는 것을 확인할 수 있다. Looking at the results of FIGS. 10 to 11 , it can be seen that as the 'beam diameter' increases, the 'energy density required for more than 50% of the subjects to feel the touch' decreases. That is, it can be confirmed that when the 'beam diameter' is increased, a tactile sensation of sufficient intensity (intensity that can be felt by a person with normal sensitivity) can be presented to 50% or more of the subjects even if the energy density is small. Therefore, based on these experimental results, it can be confirmed that as the 'beam diameter' increases, the 'energy efficiency (efficiency of energy transfer to the skin)' also improves.

정리하면, 도 10 내지 도 11의 결과를 바탕으로, '빔 직경'을 증가 또는 감소 시켜 '피부에 에너지가 전달되는 효율'을 증가 또는 감소시킬 수 있는 것을 확인할 수 있다. In summary, based on the results of FIGS. 10 to 11 , it can be confirmed that the 'beam diameter' can be increased or decreased to increase or decrease the 'efficiency of energy transfer to the skin'.

따라서, 에너지 밀도가 동일한 상태에서 빔 직경을 증가시키거나 감소시켜서, 피부에 전달되는 에너지를 증가시키거나 감소시킬 수 있고, 이에 따라 피부에 유도되는 촉감의 강도를 증가시키거나 감소시킬 수 있다.Accordingly, by increasing or decreasing the beam diameter in a state where the energy density is the same, it is possible to increase or decrease the energy delivered to the skin, thereby increasing or decreasing the intensity of the tactile sensation induced on the skin.

지금까지 도 2 내지 도 12를 참조하여 촉감 유도 장치(100)가 사용자의 신체인 피부에 레이저 빔으로 촉감을 유도하는 기술적 특징에 대하여 설명하였다. 이에, 다시 도 1에 대한 설명으로 돌아가 본 발명의 일 실시 예에 따른 비접촉식 버튼 어셈블리(A)에 적용되는 세부적인 모습에 대하여 설명하도록 한다. So far, the technical characteristics of the tactile inducing apparatus 100 inducing tactile sense to the user's body, the skin, with a laser beam, have been described with reference to FIGS. 2 to 12 . Accordingly, returning to the description of FIG. 1 again, a detailed aspect applied to the non-contact button assembly A according to an embodiment of the present invention will be described.

앞선 설명에서 제어부(170)는 렌즈부(150)의 동작을 제어한다고 했던바, 본 발명의 일 실시 예에 따른 비접촉식 버튼 어셈블리(A)에서 렌즈부(150)의 동작을 제어하는 목적은 이를 통해 레이저 빔의 직경을 조절하고, 그에 따른 사용자의 신체에 촉감을 유도하는 레이저 빔의 침투 깊이 조절을 통해 서로 다른 깊이에 존재하는 피부 감수기(Receptor)들을 선택적으로 자극함으로써 버튼(30)을 직접 누르지 않더라도 누른 것과 같은 촉감을 제공하기 위함이다. 이를 위해 복수 개의 버튼(30)은 레이저 출력부(110)가 출력하는 레이저 빔이 통과할 수 있는 하나 이상의 비아(Via, V)를 개별적으로 포함할 수 있다. In the preceding description, the control unit 170 is said to control the operation of the lens unit 150, the purpose of controlling the operation of the lens unit 150 in the non-contact button assembly (A) according to an embodiment of the present invention is through this By adjusting the diameter of the laser beam and selectively stimulating the skin receptors at different depths through the adjustment of the penetration depth of the laser beam that induces tactile sensation in the user's body, the button 30 is not pressed directly. This is to provide the same tactile sensation as when pressed. To this end, the plurality of buttons 30 may individually include one or more vias (Via, V) through which the laser beam output from the laser output unit 110 may pass.

한편, 도 13에는 촉감 유도 장치(100)가 복수 개의 버튼(30) 각각의 타면 방향에 1:1 대응하여 복수 개 배치되어 있는 모습이 도시되어 있으나, 이에 반드시 한정하는 것은 아니며 복수 개의 버튼(30) 중 일부 버튼들을 포함하는 제1 그룹 및 나머지 버튼들을 포함하는 제2 그룹의 타면 방향에 1:1 대응하여 복수 개 배치될 수 있으며, 복수 개의 버튼(30) 전부의 타면 방향에 하나만 배치될 수도 있다 할 것이다. Meanwhile, although FIG. 13 illustrates a state in which a plurality of tactile induction devices 100 are disposed in a 1:1 correspondence with the other surface direction of each of the plurality of buttons 30, the present invention is not necessarily limited thereto. ) of the first group including some buttons and a plurality of 1:1 corresponding to the other surface direction of the second group including the remaining buttons may be arranged in plurality, and only one may be arranged in the other surface direction of all of the plurality of buttons 30 there will be

예를 들어, 복수 개의 버튼(30)이 숫자가 개별적으로 기재된 한 열의 6개의 버튼들이라고 할 경우, 제1 그룹은 아래 3개의 버튼들을 포함하고, 제2 그룹은 위의 3개의 버튼들을 포함할 시, 본 발명의 일 실시 예에 따른 촉감 유도 장치(100)는 도 14에 도시된 바와 같이 제1 그룹인 아래 3개의 버튼들의 타면 방향에, 제2 그룹인 위의 3개의 버튼들의 타면 방향에 각각 배치될 수 있으며, 도 15에 도시된 바와 같이 버튼들 전부의 타면 방향에 하나만 배치될 수 있는바, 이들 모두 하나의 촉감 유도 장치(100), 보다 구체적으로 하나의 레이저 출력부(110)가 복수 개의 버튼(30)을 향하여 레이저 빔을 출력해야 하므로 촉감 유도 장치(100) 자체를 틸팅(Tilting)가능하도록 구현하거나 레이저 빔이 지나가는 경로를 복수 개의 버튼(30) 중 어느 하나가 포함하는 비아(Via, V)를 통과하는 경로로 변경시키는 하나 이상의 반사체(미도시)를 포함하도록 함이 바람직하다 할 것이다. For example, if the plurality of buttons 30 are six buttons in a row where numbers are individually written, the first group includes three buttons below, and the second group includes three buttons above. At the time, as shown in FIG. 14 , the tactile inducing device 100 according to an embodiment of the present invention is located in the direction of the other surfaces of the three buttons below the first group and in the direction of the other surfaces of the upper three buttons of the second group. Each of them may be disposed, and as shown in FIG. 15 , only one of the buttons may be disposed in the other direction of the buttons, all of which have one tactile induction device 100 , more specifically, one laser output unit 110 . Since the laser beam must be output toward the plurality of buttons 30, the tactile inducing device 100 itself is implemented to be tiltable, or the path through which the laser beam passes is a via ( It would be desirable to include one or more reflectors (not shown) that change the path through Via and V).

이하, 예를 들어 설명하도록 한다. Hereinafter, an example will be described.

출력부(110)는 사용자의 신체를 감지하기 위해 상시 또는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비접촉식 버튼 어셈블리(A)가 설치될 수 있는 공공장소나 공용부문에 설치된 기구물이 구동하는 동안에만, 사용자 신체 감지를 위한 레이저 빔을 출력하며, 여기서 레이저 빔은 사용자의 신체에 특별한 촉감을 제공하지 않는 것이 바람직한바, 사용자로 하여금 감시 당하고 있다는 느낌을 줄 수도 있으며, 해당 촉감의 구체적인 종류에 따라 이를 기피하는 사용자도 있을 것이기에 사용자로 하여금 본 발명의 일 실시 예에 따른 비접촉식 버튼 어셈블리(A)의 사용 빈도를 떨어뜨리지 않게 하기 위함이다. The output unit 110 is configured to detect the user's body at all times or only while the device installed in a public place or public sector in which the non-contact button assembly A according to an embodiment of the present invention can be installed is driven, the user's body Outputs a laser beam for detection, where it is desirable that the laser beam does not provide a special touch to the user's body, which may give the user a feeling that he is being watched, and a user who avoids it depending on the specific type of the touch This is to prevent the user from reducing the frequency of use of the non-contact button assembly (A) according to an embodiment of the present invention.

레이저 출력부(110)가 사용자의 신체를 감지한 경우, 제어부(170)는 레이저 출력부(110)로부터 사용자의 신체까지의 이격거리를 산정할 수 있을 것이며, 버튼(30)의 두께는 고정되어 있기 때문에 버튼(30)의 일면으로부터 사용자의 신체까지의 이격거리 역시 산정할 수 있을 것이나, 이하의 이격거리는 레이저 출력부(110)로부터 사용자의 신체까지의 이격거리임을 전제로 설명을 이어가도록 한다. When the laser output unit 110 detects the user's body, the control unit 170 may calculate the separation distance from the laser output unit 110 to the user's body, and the thickness of the button 30 is fixed. Because there is, the separation distance from one side of the button 30 to the user's body can also be calculated, but the following separation distance is the separation distance from the laser output unit 110 to the user's body.

사용자의 신체 감지 결과 레이저 출력부로부터 사용자의 신체까지의 이격거리가 제1 거리인 경우, 제어부(170)는 광집속부(152) 및 광확산부(154)를 선택적으로 배치하거나 광집속부(152) 및 광확산부(154)가 배치되는 위치를 변화시켜 레이저 빔의 직경을 조절하는바, 보다 구체적으로 레이저 빔이 지나가는 경로에 광확산부(154)만을 선택적으로 배치하는 제1 제어, 광확산부(154)만을 선택적으로 배치한 경우, 배치되는 위치를 레이저 출력부(110)와 가깝게 배치하는 제2 제어 및 광집속부(152)만을 선택적으로 배치한 경우, 배치되는 위치를 레이저 출력부(110)와 멀게 배치하는 제3 제어 중 어느 하나를 수행하여 레이저 빔의 직경을 증가시킨다. As a result of detecting the user's body, when the separation distance from the laser output unit to the user's body is the first distance, the control unit 170 selectively arranges the light focusing unit 152 and the light diffusing unit 154 or the light focusing unit ( 152) and a first control for selectively disposing only the light diffusing unit 154 in a path through which the laser beam passes, more specifically, the first control, light When only the diffusion unit 154 is selectively arranged, when only the second control and light focusing unit 152 that is disposed close to the laser output unit 110 is selectively arranged, the arrangement position is the laser output unit The diameter of the laser beam is increased by performing any one of the third control that is arranged far from 110.

여기서 제1 거리는 보편적인 버튼 어셈블리의 사용 모습에 따라 사용자의 의사가 특정 버튼을 누르고자 하는 의사라는 것을 확신할 수 있을 정도로 가까운 거리인바, 1cm내지 3cm 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 이를 벗어날 정도로 긴 거리라면 사용자의 의사가 특정 버튼을 누르고자 하는 것이 아닐 수 있으며, 이보다 가까운 거리라면 접촉하지 않고 버튼(30)을 누르고자 하는 본 발명의 취지를 벗어나 버튼(30)과 접촉하게 될 가능성이 높기 때문이다. Here, the first distance is a distance that is close enough to be sure that the user's doctor is a doctor who wants to press a specific button according to the general usage of the button assembly, and is preferably any one of 1 cm to 3 cm. If the distance is long enough to deviate from this, the user's doctor may not want to press a specific button, and if the distance is shorter than this, it will come into contact with the button 30 outside the scope of the present invention of pressing the button 30 without contact. because it is highly likely.

그에 따라 레이저 출력부(110)로부터 사용자의 신체까지의 이격거리가 제1 거리인 경우, 즉 사용자가 특정 버튼을 누르고자 하는 의사가 확실할 정도로 해당 버튼에 근접하게 다가온 경우 제어부(170)는 제1 제어, 제2 제어 및 제3 제어 중 어느 하나를 수행함으로써 출력하던 레이저 빔의 직경을 증가시키고, 이를 통해 사용자의 신체인 피부에 "촉감"을 제공해 버튼(30)을 직접 누르지 않고도 누르고자 하는 특정 버튼이 눌러졌음을 알리는 것이다. Accordingly, when the separation distance from the laser output unit 110 to the user's body is the first distance, that is, when the user approaches the button to the extent that the intention to press a specific button is certain, the control unit 170 controls the second By performing any one of the 1st control, the 2nd control, and the 3rd control, the diameter of the laser beam output is increased, and through this, the user's body, the skin, is provided with a "tactile feel" to press the button 30 without directly pressing it. It indicates that a specific button has been pressed.

한편, 사용자마다 "촉감"을 느끼는 정도가 다를 수 있으며, 이 경우 자신이 누르고자 하는 버튼이 제대로 눌렸는지 확인하고 싶을 수 있으므로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 비접촉식 버튼 어셈블리(A)는 별도의 발광부(미도시)를 더 포함할 수 있다. On the other hand, the degree of "tactile feeling" may be different for each user, and in this case, the user may want to check whether the button he or she wants to press is properly pressed. It may further include a light emitting unit (not shown).

여기서 발광부(미도시)는 복수 개의 버튼(30)의 타면 방향에서 일정 색상의 빛을 발광하여 버튼(30)으로 하여금 해당 색상의 빛을 나타내게 할 수 있는 구성인바, 제어부(170)는 "촉감"을 사용자의 신체에 제공함과 동시 또는 직후에 레이저 출력부(110)가 감지한 사용자의 신체와 가장 가까운 곳에 위치한 버튼(30)의 타면 방향에 배치된 발광부(미도시)를 동작하게 함으로써 사용자로 하여금 자신이 누르고자 하는 버튼이 제대로 눌렸는지 확인하게 할 수 있을 것이다. Here, the light emitting unit (not shown) is configured to emit light of a certain color from the other surface direction of the plurality of buttons 30 to cause the button 30 to display the light of the corresponding color. By operating the light emitting unit (not shown) disposed in the other surface direction of the button 30 located closest to the user's body detected by the laser output unit 110 at the same time or immediately after providing " to the user's body, the user You can make sure that the button you want to press is properly pressed.

한편, 버튼(30)의 경우 그 재질에 아무런 제한이 없다고 할 것이나, 발광부(미도시)가 타면 방향에 배치되는 경우 발광부(미도시)가 발광한 빛이 버튼(30)을 통해 사용자가 위치한 방향으로 나타나야 할 것이므로 어두운 재질 또는 빛의 투과성이 적은 재질보다는 밝은 재질 또는 빛의 투과성이 높은 재질, 투명한 재질로 구현하는 것이 바람직하다 할 것이다.On the other hand, in the case of the button 30, it will be said that there is no limitation on the material thereof, but when the light emitting unit (not shown) is disposed in the other direction, the light emitted by the light emitting unit (not shown) is transmitted through the button 30 by the user. Since it should appear in the direction in which it is located, it would be preferable to implement it with a bright material, a material with high light transmittance, or a transparent material rather than a dark material or a material with low light permeability.

사용자가 누르고자 하는 버튼을 직접 누르지 않고 비접촉 방식으로 눌려졌다면 사용자의 목적은 달성된 것이므로 더 이상 "촉감"을 제공할 필요가 없다. 그에 따라 제어부(170)는 제1 제어, 제2 제어 및 제3 제어 중 어느 하나를 수행한 후, 사용자의 신체 감지 결과 레이저 출력부(110)로부터 사용자의 신체까지의 이격거리가 제1 거리를 초과한 경우, 광확산부(154) 및 광집속부(152)를 선택적으로 배치하거나 또는 광확산부(154) 및 광집속부(152)가 배치되는 위치를 변화시켜 레이저 빔의 직경을 증가시키기 이전 상태로 되돌릴 수 있다. 이는 제어의 모습이 다소 어렵게 보일 수 있으나 단순히 설명하자면 사용자에게 "촉감"을 제공한 이후, 사용자의 신체를 감지할 수 있을 정도의 최초 상태로 돌아간다는 것이다. If the button that the user wants to press is pressed in a non-contact manner without directly pressing the button, the user's purpose has been achieved and there is no need to provide a "tactile feeling" anymore. Accordingly, the control unit 170 performs any one of the first control, the second control, and the third control, and as a result of detecting the user's body, the separation distance from the laser output unit 110 to the user's body is the first distance. If it is exceeded, selectively disposing the light diffusing unit 154 and the light focusing unit 152 or changing the positions at which the light diffusing unit 154 and the light focusing unit 152 are disposed to increase the diameter of the laser beam You can revert to the previous state. This may seem a bit difficult to control, but to simply explain, after providing a "tactile feeling" to the user, it returns to an initial state that can detect the user's body.

한편, 최초 상태로 돌아가지 않더라도 레이저 출력부(110)로부터 사용자의 신체까지의 이격거리가 제1 거리인 경우에 제공한 "촉감"과 상이한 촉감을 제공함으로써 버튼(30)이 눌러졌음을 알릴 수도 있을 것이다.On the other hand, even if it does not return to the initial state, the button 30 may be notified that the button 30 is pressed by providing a tactile sensation different from the "tactile" provided when the separation distance from the laser output unit 110 to the user's body is the first distance. There will be.

지금까지 본 발명의 일 실시 예에 따른 비접촉식 버튼 어셈블리(A)가 사용자에 의해 직접 접촉하여 버튼(30)이 눌려지지 않더라도 특정 버튼(30)을 누르고자 하는 사용자의 의사를 반영하여 눌러짐과 동시에 사용자의 신체에 "촉감"을 제공함으로써 눌러졌음을 알리는 모습에 대하여 설명하였다. 본 발명에 따르면 사용자의 신체가 버튼을 직접 누를 필요가 없이 일정 거리까지 접근하는 경우 해당 버튼이 눌려졌음을 "촉감"을 통해 사용자의 신체에 제공함과 동시에 버튼이 눌러진 것으로 동작함으로써 진정한 의미의 언택트의 구현이 가능하며, 이를 통해 세균이나 코로나 바이러스 등의 전염을 온전하게 방지할 수 있다. Until now, the non-contact button assembly (A) according to an embodiment of the present invention reflects the user's intention to press the specific button 30 even if the button 30 is not pressed due to direct contact by the user. A state of notifying that the user is pressed by providing "tactile sensation" to the user's body has been described. According to the present invention, when the user's body approaches a certain distance without having to press the button directly, it provides the user's body through "tactile feeling" that the button is pressed, and at the same time operates as if the button was pressed. It is possible to implement tact, and through this, it is possible to completely prevent the transmission of bacteria or corona virus.

또 다른 한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 비접촉식 버튼 어셈블리(A)는 동일한 기술적 특징을 모두 포함하는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 접촉하지 않고 버튼을 누르는 방법으로 구현할 수 있는바, 이 경우 도 16에 도시된 바와 같이 레이저 출력부(110)가 사용자의 신체를 감지하는 단계(S110), 사용자의 신체 감지 결과 레이저 출력부(110)로부터 사용자의 신체까지의 이격거리가 제1 거리인지 판단하는 단계(S120), S120 단계의 판단 결과 "YES'라면 제어부(170)가 레이저 출력부(110)가 출력하는 레이저 빔의 직경을 조절하기 위해 렌즈부(150)의 동작을 제어하여 "촉감"을 레이저 빔을 통해 사용자의 신체에 제공하는 단계(S130), S130 단계 이후에 사용자의 신체 감지 결과 레이저 출력부(110)로부터 사용자의 신체까지의 이격거리가 제1 거리를 초과하는 지 판단하는 단계(S140) 및 S140 단계의 판단 결과 "YES"라면, 제어부(130)가 레이저 빔의 직경을 감소시켜 최초 상태로 복귀하는 단계(S150)를 수행할 수 있다. On the other hand, the non-contact button assembly (A) according to an embodiment of the present invention can be implemented by a method of pressing a button without contact according to another embodiment of the present invention including all the same technical features, in this case As shown in FIG. 16 , the laser output unit 110 detects the user's body ( S110 ), and as a result of detecting the user's body, it is determined whether the separation distance from the laser output unit 110 to the user's body is the first distance If the determination result of steps S120 and S120 is "YES", the control unit 170 controls the operation of the lens unit 150 to adjust the diameter of the laser beam output from the laser output unit 110 to "tactile" Step of providing to the user's body through a laser beam (S130), the step of determining whether the separation distance from the laser output unit 110 to the user's body as a result of detecting the user's body after step S130 exceeds the first distance If the determination result of steps S140 and S140 is "YES", the controller 130 may reduce the diameter of the laser beam to return to the initial state (S150).

중복 서술을 방지하기 위해 자세히 기술하지는 않았지만 본 발명의 일 실시 예에 따른 비접촉식 버튼 어셈블리(A)에 적용되는 모든 기술적 특징은 도 16에 도시된 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 접촉하지 않고 버튼을 누르는 방법에 동일하게 적용될 수 있다. Although not described in detail to prevent duplicate description, all technical features applied to the non-contact button assembly (A) according to an embodiment of the present invention are shown in FIG. The same can be applied to the pressing method.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can realize that the present invention can be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. you will be able to understand Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

A: 비접촉식 버튼 어셈블리
30: 버튼
70: 프레임
100: 촉감 유도 장치
110: 레이저 출력부
130: 광필터부
150: 렌즈부
170: 제어부
V: 비아
A: Contactless button assembly
30: button
70: frame
100: tactile induction device
110: laser output unit
130: optical filter unit
150: lens unit
170: control unit
V: via

Claims (10)

사용자 방향으로 일면이 노출된 복수 개의 버튼;
상기 복수 개의 버튼을 고정하는 프레임; 및
상기 복수 개의 버튼의 타면 방향에 배치되는 촉감 유도 장치;
를 포함하는 비접촉식 버튼 어셈블리에 있어서,
상기 촉감 유도 장치는,
상기 사용자의 신체를 감지하고, 상기 감지한 사용자의 신체 방향으로 촉감을 유도하는 레이저 빔(Laser beam)을 출력하는 레이저 출력부;
상기 레이저 빔의 직경을 변화시키는 렌즈부; 및
상기 사용자의 신체 감지 결과에 따라 상기 레이저 출력부가 출력하는 레이저 빔의 직경(Diameter)을 조절하기 위해 상기 렌즈부의 동작을 제어하는 제어부;
를 포함하되,
상기 레이저 출력부는, 사용자 신체 감지를 위한 레이저 빔 - 상기 사용자 신체 감지를 위한 레이저 빔은 사용자의 신체에 촉감을 제공하지 않음 - 및 을 출력하고,
상기 사용자 신체 감지를 위한 레이저 빔에 의해 사용자 신체가 감지되고 상기 제어부에 의해 상기 사용자 신체까지의 이격거리가 기 정해진 제1 거리인 것으로 산정된 경우, 상기 렌즈부가 제어되어 상기 출력 중인 레이저 빔의 직경을 증가시킴으로써 상기 사용자 신체에 촉감을 제공하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 버튼 어셈블리.
a plurality of buttons with one side exposed toward the user;
a frame for fixing the plurality of buttons; and
a tactile inducing device disposed in the direction of the other surfaces of the plurality of buttons;
In the non-contact button assembly comprising a,
The tactile induction device,
a laser output unit for detecting the user's body and outputting a laser beam for inducing a sense of touch in the sensed direction of the user's body;
a lens unit for changing a diameter of the laser beam; and
a control unit for controlling an operation of the lens unit to adjust a diameter of the laser beam output from the laser output unit according to the user's body detection result;
including,
The laser output unit outputs a laser beam for detecting the user's body, the laser beam for detecting the user's body does not provide a tactile sense to the user's body, and
When the user's body is detected by the laser beam for detecting the user's body and the separation distance to the user's body is calculated as a predetermined first distance by the control unit, the diameter of the laser beam being output by controlling the lens unit Non-contact button assembly, characterized in that providing a tactile sense to the user's body by increasing the.
제1항에 있어서,
상기 복수 개의 버튼은,
상기 레이저 출력부가 출력하는 레이저 빔이 통과할 수 있는 하나 이상의 비아(Via)를 개별적으로 포함하는,
비접촉식 버튼 어셈블리.
According to claim 1,
The plurality of buttons,
Individually comprising one or more vias through which the laser beam output from the laser output unit can pass,
Contactless button assembly.
제2항에 있어서,
상기 레이저 빔이 지나가는 경로를 상기 비아를 통과하는 경로로 변경시키는 반사체;
를 더 포함하는 비접촉식 버튼 어셈블리.
3. The method of claim 2,
a reflector for changing a path through which the laser beam passes into a path through the via;
A contactless button assembly further comprising a.
제1항에 있어서,
상기 촉감 유도 장치는,
상기 복수 개의 버튼 각각의 타면 방향에 1:1 대응하여 복수 개 배치되는,
비접촉식 버튼 어셈블리.
According to claim 1,
The tactile induction device,
A plurality of buttons are arranged in 1:1 correspondence to the other surface direction of each of the plurality of buttons,
Contactless button assembly.
제1항에 있어서,
상기 촉감 유도 장치는,
상기 복수 개의 버튼 중 일부 버튼들을 포함하는 제1 그룹 및 나머지 버튼들을 포함하는 제2 그룹의 타면 방향에 1:1 대응하여 복수 개 배치되는,
비접촉식 버튼 어셈블리.
According to claim 1,
The tactile induction device,
A plurality of the plurality of buttons are arranged in a 1:1 correspondence with the other surface direction of the first group including some buttons and the second group including the remaining buttons among the plurality of buttons,
Contactless button assembly.
제1항에 있어서,
상기 촉감 유도 장치는,
상기 복수 개의 버튼 전부의 타면 방향에 하나 배치되는,
비접촉식 버튼 어셈블리.
According to claim 1,
The tactile induction device,
One disposed in the direction of the other surface of all of the plurality of buttons,
Contactless button assembly.
제1항에 있어서,
상기 렌즈부는,
상기 레이저 빔을 확산시키는 광확산부; 및
상기 레이저 빔을 집속시키는 광집속부;
를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 광확산부 및 광집속부를 선택적으로 배치하거나 또는 상기 광확산부 및 광집속부가 배치되는 위치를 변화시켜 상기 레이저 빔의 직경을 조절하는,
비접촉식 버튼 어셈블리.
According to claim 1,
The lens unit,
a light diffusing unit for diffusing the laser beam; and
a light focusing unit for focusing the laser beam;
includes,
The control unit is
Controlling the diameter of the laser beam by selectively arranging the light diffusing unit and the light focusing unit or changing positions at which the light diffusing unit and the light focusing unit are disposed,
Contactless button assembly.
제7항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 사용자의 신체 감지 결과 상기 레이저 출력부로부터 상기 사용자의 신체까지의 이격거리가 제1 거리인 경우,
상기 레이저 빔이 지나가는 경로에 상기 광확산부만을 선택적으로 배치하는 제1 제어, 상기 광확산부만을 선택적으로 배치한 경우, 배치되는 위치를 상기 레이저 출력부와 가깝게 배치하는 제2 제어 및 상기 광집속부만을 선택적으로 배치한 경우, 배치되는 위치를 상기 레이저 출력부와 멀게 배치하는 제3 제어 중 어느 하나를 수행하여 상기 레이저 빔의 직경을 증가시켜 상기 사용자의 신체에 "촉감"을 제공하는,
비접촉식 버튼 어셈블리.
8. The method of claim 7,
The control unit is
As a result of detecting the user's body, when the separation distance from the laser output unit to the user's body is a first distance,
A first control for selectively arranging only the light diffusion unit in a path through which the laser beam passes, a second control for arranging a position close to the laser output unit when only the light diffusion unit is selectively arranged, and the light focusing When only the part is selectively disposed, any one of the third control of disposing the disposed position away from the laser output unit is performed to increase the diameter of the laser beam to provide "tactile sensation" to the user's body,
Contactless button assembly.
제8항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 제어, 제2 제어 및 제3 제어 중 어느 하나를 수행한 후, 상기 사용자의 신체 감지 결과 상기 레이저 출력부로부터 상기 사용자의 신체까지의 이격거리가 제1 거리를 초과한 경우,
상기 광확산부 및 광집속부를 선택적으로 배치하거나 또는 상기 광확산부 및 광집속부가 배치되는 위치를 변화시켜 상기 레이저 빔의 직경을 증가시키기 이전 상태로 되돌리는,
비접촉식 버튼 어셈블리.
9. The method of claim 8,
The control unit is
After performing any one of the first control, the second control, and the third control, when the separation distance from the laser output unit to the user's body exceeds the first distance as a result of detecting the user's body,
Returning to the state before increasing the diameter of the laser beam by selectively disposing the light diffusing unit and the light focusing unit or changing the position at which the light diffusing unit and the light focusing unit are disposed,
Contactless button assembly.
비접촉식 버튼 어셈블리를 통해 접촉하지 않고 버튼을 누르는 방법에 있어서,
(a) 레이저 출력부가 사용자 신체 감지를 위한 레이저 빔 - 상기 사용자 신체 감지를 위한 레이저 빔은 사용자의 신체에 촉감을 제공하지 않음 - 을 출력함으로써 사용자의 신체를 감지하는 단계;
(b) 상기 사용자 신체 감지를 위한 레이저 빔에 의해 사용자 신체가 감지된 후 상기 사용자의 신체까지의 이격거리가 제1 거리인지 판단하는 단계; 및
(c) 상기 (b) 단계의 판단 결과 "YES"라면, 제어부가 상기 레이저 출력부가 출력 중인 레이저 빔의 직경을 증가시킴으로써 "촉감"을 레이저 빔을 통해 상기 사용자의 신체에 제공하는 단계;
를 포함하는 접촉하지 않고 버튼을 누르는 방법.
A method of pressing a button without contact through a contactless button assembly, the method comprising:
(a) detecting the user's body by outputting, by a laser output unit, a laser beam for detecting the user's body, the laser beam for detecting the user's body does not provide a tactile sense to the user's body;
(b) determining whether a separation distance to the user's body is a first distance after the user's body is sensed by the laser beam for detecting the user's body; and
(c) providing "tactile sensation" to the user's body through a laser beam by a control unit increasing a diameter of a laser beam being output by the laser output unit if "YES" as a result of the determination in step (b);
How to press a button without contact, including.
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