KR20070067448A - 핀형 진동촉각 장치 - Google Patents

핀형 진동촉각 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20070067448A
KR20070067448A KR1020050128760A KR20050128760A KR20070067448A KR 20070067448 A KR20070067448 A KR 20070067448A KR 1020050128760 A KR1020050128760 A KR 1020050128760A KR 20050128760 A KR20050128760 A KR 20050128760A KR 20070067448 A KR20070067448 A KR 20070067448A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pin
coil
tactile
magnet
module
Prior art date
Application number
KR1020050128760A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100773061B1 (ko
Inventor
장태정
Original Assignee
강원대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 강원대학교산학협력단 filed Critical 강원대학교산학협력단
Priority to KR1020050128760A priority Critical patent/KR100773061B1/ko
Priority to PCT/KR2006/005688 priority patent/WO2007073125A1/en
Publication of KR20070067448A publication Critical patent/KR20070067448A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100773061B1 publication Critical patent/KR100773061B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • H02K33/16Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with polarised armatures moving in alternate directions by reversal or energisation of a single coil system
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/04Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with electromagnetism
    • B06B1/045Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with electromagnetism using vibrating magnet, armature or coil system
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/03Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies having permanent magnets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/46Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/48Fastening of windings on the stator or rotor structure in slots
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/06Means for converting reciprocating motion into rotary motion or vice versa
    • H02K7/065Electromechanical oscillators; Vibrating magnetic drives

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)

Abstract

본 발명은 진동 촉각 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 코일에 흐르는 전류와 영구 자석에서 발생되는 자속의 상호작용에 의하여 핀을 수직 운동시키고 그 핀을 통한 진동 자극을 인체에 직접 전달하는 것이 가능하도록 하는 핀형 진동 촉각 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 인체 부위로 직접 전달되는 핀의 진동 촉감에 의해 정보를 전달하거나 진동 자극 내지는 그를 통한 물리 치료 효과를 제공할 수 있으며, 특히 코일과 자석 간의 성질을 이용한 것으로 구현이 간단하고 저비용으로도 구현이 가능하며 코일에 인가하는 파형의 형태, 진폭, 주파수 등을 변화시켜 다양한 패턴의 진동을 용이하게 발생시킬 수 있다.
핀, 진동촉각, 코일, 자석, 촉각모듈

Description

핀형 진동 촉각 장치{PIN-TYPE VIBROTACTILE DEVICE}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핀형 진동 촉각 장치의 구성을 나타낸 분해 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핀형 진동 촉각 장치의 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 핀형 진동 촉각 장치의 동작 상태를 나타낸 개략도,
도 4는 본 발명에 따른 핀형 진동 촉각 장치에 추가 설치되는 코일 고정 기판의 형태를 설명하기 위해 나타낸 참고도,
도 5는 본 발명의 핀형 진동 촉각 장치의 코일에 인가할 수 있는 다양한 형태의 파형도,
도 6은 본 발명의 핀형 진동 촉각 장치의 진폭 및 파형 조절을 위한 PWM 방식의 파형도,
도 7은 본 발명에 따른 핀형 진동 촉각 장치 중 촉각 모듈의 다른 형태를 설명하기 위해 나타낸 참고도,
도 8은 본 발명에 따른 핀형 진동 촉각 장치의 다른 형태를 설명하기 위해 나타낸 개략 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 하우징 11 : 핀 가이드 홀
13 : 지지대 20 : 자석
30 : 촉각 모듈 31 : 핀
33 : 몸체 35 : 핀 가이드 축
40 : 코일 50: 하우징
51 : 핀 가이드 홀 60 : 촉각 모듈
61 : 핀 63 : 핀 가이드 축
70 : 지지대 90 : 코일 고정 기판
본 발명은 진동 촉각 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 코일에 흐르는 전류와 영구 자석에서 발생되는 자속의 상호작용에 의하여 핀을 수직 운동시키고 그 핀을 통한 진동 자극을 인체에 직접 전달하는 것이 가능하도록 하는 핀형 진동 촉각 장치에 관한 것이다.
종래의 진동 촉각(vibrotactile) 장치는 진동 촉각 마우스, 휴대 전화의 진동 발생 장치 등과 같이 소형 모터를 이용하여 장치의 몸체 전체를 진동시키는 방 식이 대부분이었다. 핀(pin)을 이용하여 진동을 발생하는 장치가 오래 전부터 있어 왔지만 이 방식은 주로 시각, 청각 장애인들을 위한 보조 기기로서 만들어진 것이 대부분이었다.
또한, 종래의 판형 피에조(piezo) 구동기를 이용한 진동 촉각 장치는 피에조 구동기만을 이용한 것으로 핀을 함께 사용하지 않는 것이 대부분이며, 본 특허출원의 출원인에 의해 출원된 "진동 촉각 디스플레이 모듈 및 다채널 진동 촉각 장치(출원번호 10-2002-0023099)"에서는 두 개의 피에조 판이 접착되어 있는 판형 피에조 구동기와 그 판형 구동기 위에 촘촘하게 배열된 핀이 함께 사용되고 있다. 이러한 진동 촉각 장치는 두 개의 피에조 판의 양면에 사인파형 또는 유사한 파형의 전압을 걸어주게 되면 한 면은 신장되고, 또 다른 한 면은 수축을 반복함으로써 결국 판형 피에조 구동기가 어느 한 방향으로 번갈아 휘게 되면서 진동을 발생시키고, 그 발생된 진동이 다수의 핀으로 전달되어 접촉되는 신체 부위를 자극하도록 구현되었다.
종래의 진동 촉각 장치의 동력원으로는 지금까지 대부분이 피에조(piezo), EAP(Electro Active Polymer), SMA(Shape Memory Alloy) 및 모터 등 다양한 것들이 사용되었지만 여기서 모터를 제외한 다른 동력원들은 상대적으로 고전압을 요하거나 별도의 냉각장치를 필요로 하여 저전력 소모 및 소형화 등에 한계가 있었고, 진동 촉각 마우스나 휴대 전화의 진동 기능 등은 핀을 사용하는 것이 아니라 소형 모터를 이용하여 장치의 몸체 전체를 진동시키는 방식으로 적용 범위에 제한이 따르는 등 한계가 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 코일에 흐르는 전류와 자석 간의 밀고 당기는 힘을 이용하여 핀을 진동시키고 그 핀의 진동 자극이 인체 부위에 직접 전달되도록 하는 핀형 진동 촉각 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 중심에 구멍이 형성된 기둥 형상으로 도선을 감아 구성되고 외부 동력으로부터 전원을 인가받아 도선 내 자기장을 형성하는 코일; 몸체 및 몸체의 상부로부터 외향 돌출된 핀을 구비하는 촉각 모듈; 촉각 모듈의 몸체와 결합 고정되며 자기장을 형성하여 코일과의 상호 작용을 통해 수직 운동하는 자석; 및 장치의 외형을 이루는 것으로 상부면에 촉각 모듈의 핀과 대응하는 위치에 구멍이 형성되고 코일과의 결합을 위한 지지대를 그 하부면에 구성하는 하우징;을 포함하여 구성되는 핀형 진동 촉각 장치를 개시한다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 중심에 구멍이 형성된 기둥 형상으로 도선을 감아 구성되고 외부 동력으로부터 전원을 인가받아 도선 내 자기장을 형성하는 코일; 몸체 및 상기 몸체의 상부로부터 외향 돌출된 핀을 구비하는 촉각 모듈; 상기 촉각 모듈의 몸체와 결합 고정되며 자기장을 형성하여 상기 코일과의 상호 작용을 통해 수직 운동하는 자석; 상기 코일과 결합하여 상기 코일 을 고정하는 지지대; 및 장치의 외형을 이루는 것으로 상부면에 상기 촉각 모듈의 핀과 대응하는 위치에 구멍을 형성하는 하우징;을 포함하여 구성되는 핀형 진동 촉각 장치를 개시한다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 핀형 진동 촉각 장치는 촉각 모듈의 몸체 하부에 코일 중심 방향의 핀 가이드 축을 더 구비한다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 핀형 진동 촉각 장치는 촉각 모듈에 자석과 핀의 결합을 강화하고 핀과 자석 간의 상대적 위치를 일정하게 유지하는 판형 날개가 부착된다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 핀형 진동 촉각 장치는 하우징의 하부면에 코일을 구성하는 도선의 양끝을 고정하고 도선 양끝이 회로 배선을 따라 외부 전압과 연결하기 위한 코일 고정 기판이 부착된다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 핀형 진동 촉각 장치는 촉각 모듈에 수직 운동하는 핀을 복원하는 스프링이 부착된다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 핀형 진동 촉각 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 핀형 진동 촉각 장치의 구성을 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 핀형 진동 촉각 장치의 단면도를 나타낸 것이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 핀형 진동 촉각 장치는 자석(20), 코일(40), 몸체(33)와 몸체 상부에 핀(31)을 가지고 몸체 하부에 핀 가이드 축(35)을 형성하 는 촉각 모듈(30) 및 상부면에 핀 가이드 홀(11)을 가지고 있고 하부면에 지지대(13)를 형성하는 하우징(10)으로 구성되어 있다.
촉각 모듈(30)의 몸체(33)는 자석(20)과 결합되는 부분으로 핀과 자석의 결합시 결합 강도를 높이고 핀과 자석 간 상대적 위치를 일정하게 유지할 수 있도록 얇은 판형 날개(37)를 추가로 부착하여 구성할 수 있다. 촉각 모듈은 몸체 상단부에 수직 또는 수직에 가까운 각도로 돌출되어 있는 핀(31)을 형성하며, 이 핀은 촉각 모듈이 가장 아래로 내려가 바닥에 위치하고 있을 경우라도 하우징의 핀 가이드 홀(11)을 완전히 벗어나지 않을 정도의 길이를 가지고 구성되어야 한다. 핀은 플라스틱, 금속 등 어떤 재료로 만들어져도 무방하며, 단지 피부에 직접 자극을 가하는 핀의 특성을 고려하여 피부 자극 시 무해한 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
한편 수직 운동하는 핀(31)에 복원력을 향상시키기 위해 스프링이 상부 또는 하부로 부착될 수 있는데, 이는 코일에 단극성 파형의 전류가 인가되어 핀이 한쪽 방향으로만 움직일 수 있을 경우 스프링의 복원력을 통해 원래 위치로 돌아올 수 있도록 하기 위함이다. 스프링은 원형 또는 판형 또는 리프(leaf)형으로 설계될 수 있는데, 스프링의 힘이 지나치게 세면 핀의 돌출력이 약화되고 반대로 스프링의 힘이 지나치게 약하면 고유진동수가 낮아져 진동 가능한 주파수 또한 낮아진다는 점에 유의하여 스프링 강약을 조정하는 것이 바람직하다. 다만, 스프링은 꼭 필요한 것이 아니며 코일에 흐르는 전류의 방향을 바꾸는 방법을 사용할 경우 스프링 없이도 효과적으로 핀의 수직 운동을 만들 수 있다.
촉각 모듈의 몸체 하단부는 자석(20)과 촉각 모듈(30)의 결합 구조물이 수직 운동을 할 때 촉각 모듈이 중심을 잃지 않도록 하기 위한 것으로 코일 중심 방향으로 핀 가이드 축(35)을 형성하며, 핀 가이드 축은 코일을 고정하고 있는 하우징 하부면의 지지대(13) 중심에 형성된 구멍에 위치하게 된다. 이때 핀 가이드 축은 반드시 필요한 구조물은 아니며 도 7에 도시된 바와 같이 자석(20)과 하우징(10) 사이의 간격을 적절히 설정할 경우 핀 가이드 축(35)과 지지대(13)의 구멍은 없어도 무방하다. 도 7은 핀 가이드 축이 생략된 형태의 촉각 모듈을 나타낸 것으로, 도 7에 도시된 바와 같이 촉각 모듈은 몸체(33)와 몸체 상부면에 핀(31)을 형성하는 것만으로도 구성할 수 있다. 다만 촉각 모듈의 아래쪽에서 중심을 잡아주는 것이 안정적인 동작에 유리하다.
코일(40)은 그 중심에 구멍이 형성된 기둥 모양으로 도선을 감아 구성되고, 하우징의 하부면에 구성된 지지대(13)와의 결합을 통해 고정된다. 도선을 감을 때 도선의 굵기, 외형의 크기 및 모양을 고려하여 적절하게 감아줌으로써 원하는 직류 저항을 만들 수 있으며 외부 동력을 통해 전원이 인가되면 코일에 전류가 흐르게 되는데, 소비 전력은 인가되는 전압에 의해 결정된다. 소비 전력은 휴대폰에 들어가는 진동 모터 하나 정도의 소비 전력이면 인체 피부에 적정 수준의 진동 자극을 가할 수 있으며, 핀이 돌출되어 피부에 직접 자극을 전달하는 본 발명의 특성과 신체 부위에 따라 진동 자극에 대한 민감도가 상이하다는 특성을 고려하여 소비 전력은 사용 목적에 따라 조정되어야 한다.
자석(20)은 자기장을 형성하고 있는 부분으로 자석 내부에 형성되어 있는 자속과 코일(40)에 흐르는 전류의 상호 작용 즉, 자석과 코일의 당기거나 밀치는 힘 을 이용하여 수직 운동을 수행하고 그 결과로서 자석과 결합되어 하나의 구조물을 구성하는 촉각 모듈(30)의 핀이 수직 운동을 할 수 있도록 한다. 자석은 네오디뮴(neodymium) 등 단위 체적 당 자력이 강한 재료를 이용하는 것이 바람직하다.
하우징(10)은 본 발명의 핀형 진동 촉각 장치의 외형을 이루는 것으로 그 상부면에 촉각 모듈의 핀(31)과 대응하는 위치에 핀 가이드 홀(11)을 형성하고 있으며, 상부면은 촉각 모듈의 핀이 수직 운동 시 가속할 수 있을 정도의 깊이를 가지고 형성될 수 있어야 한다.
하우징 내부는 자석(20)과 촉각 모듈(30)로 결합된 구조물이 위 아래로의 수직 운동을 할 수 있는 공간이 확보되어야 하며 이때 이 공간은 촉각 모듈의 핀이 최대한의 높이로 상승한 경우라도 하우징의 핀 가이드 홀(11)을 통과하여 장치 외부로 돌출된 핀이 피부에 손상을 주지 않을 정도의 범위 내에서 인체 피부에 자극을 줄 수 있는 높이를 가져야 한다.
하우징의 하부면은 코일(40)의 고정을 용이하게 할 수 있도록 지지대(13)를 형성하고 있으며, 이때 지지대는 그 중심에 구멍을 형성하고 있어 촉각 모듈(30) 하부에 형성된 핀 가이드 축(35)의 수직 운동시 중심을 잃지 않도록 하며, 최대한의 높이로 상승한 촉각 모듈의 핀 가이드 축(35)이 지지대(13)를 벗어나지 않을 정도의 길이를 확보해야 한다. 다만, 지지대(13) 중심의 구멍은 촉각 모듈(30)이 핀(31)과 몸체(33)로만 구성될 경우 생략할 수 있다.
하우징의 하부 바닥면은 코일 외부를 감싸고 있는 도선의 양끝을 고정하도록 하는 역할을 하는데, 이때 도 4에 도시된 바와 같이 도선의 양끝을 납땜하여 부착 하기 쉽도록 프린트 기판을 하우징의 하부면에 추가로 설치하여 이용할 수 있다. 도 4는 핀형 진동 촉각 장치에 추가로 구성될 수 있는 코일 고정 기판의 형태를 나타낸 것으로, 코일을 감싸는 도선의 양끝 A와 B를 각각 코일 고정 기판의 A'와 B'에 연결하여 고정시키고, 프린트 기판의 배선을 따라 외부 전압과 연결될 수 있도록 한다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예를 변형하여 적용시킬 수 있는 다른 형태의 구성을 도시한 것으로, 이를 상세히 설명하면, 하우징(50)은 장치의 외형을 이루는 것으로 그 상부면에 촉각 모듈(60)의 핀(61)과 대응하는 위치에 핀 가이드 홀(51)을 형성한다. 이때 하우징의 외형은 도 8에 도시된 사각 기둥 이외의 다양한 형태로 구성될 수 있다. 촉각 모듈(60)과 코일(40)은 제 1 실시예와 동일한 것이므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
지지대(70)는 제 1 실시예에서 하우징의 하부면에 형성되었던 것과는 달리 도 8에 도시된 바와 같이 코일(40)과 자석(80) 사이에 별도의 구조물로서 구성할 수 있다. 지지대(70)의 역할은 제 1 실시예와 동일한 것으로 코일(40)과 결합되어 코일을 고정시키며 지지대(70) 중심에 구멍(71)을 형성하여 촉각 모듈(60)이 안정적인 수직 운동을 할 수 있도록 촉각 모듈의 핀 가이드 축(63)을 지지하는 역할을 수행한다.
코일 고정 기판(90)은 코일(40)을 형성하는 도선의 양끝(A,B)을 부착하고, 도선 양끝이 회로 배선을 통해 외부 전압과 연결되도록 하기 위한 것으로, 코일(40)과 하우징(50)의 하부면 사이에 형성된다. 코일 고정 기판(90)으로는 프린터 기판 등을 사용할 수 있으며, 이때 프린트 기판의 후면에 코일을 구동하기 위한 소형 드라이버 IC가 있다면 이를 부착하여 사용할 수도 있다.
본 발명에 따른 핀형 진동 장치는 상기와 같은 구성을 가지며 이하, 핀형 진동 촉각 장치의 동작 상태를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 핀형 진동 촉각 장치의 동작 상태를 나타낸 개략도이다.
외부 전원을 통해 코일에 전류를 인가하면 코일 내에 자기장이 발생하고 이 자기장은 자석에 의한 자계 사이에서 플레밍의 왼손 법칙에 입각한 방향으로 힘이 작용하게 된다. 즉, 코일에 흐르는 전류의 방향에 따라 코일 내에 발생되는 자기장의 방향이 바뀌고 이에 따라 코일과 자석 사이에 서로 당기거나 밀치는 힘이 발생하는데 이를 이용하여 자석과 촉각 모듈의 결합으로 구성된 구조물이 수직 운동을 하고, 그에 따라 몸체 상부에 형성된 핀 또한 수직 운동을 하게 된다.
보다 상세하게는 도 3에 도시된 바와 같이 외부 전원을 통하여 코일(40)에 전류(+, -)를 인가하면 코일 내에 자기장(N 또는 S)이 발생하고, 이에 따라 코일(40)과 자석(20)은 (a)에서와 같이 서로 밀치는 힘이 작용하여 (a')의 형태로 자석(20)은 수직 상승한다. 자석의 수직 상승으로 자석과 결합되어 하나의 구조물을 이루고 있는 촉각 모듈의 핀(31) 또한 하우징(10)의 핀 가이드 홀(11)을 통과하여 장치 외부로 돌출되게 되는데 이때 돌출된 핀은 신체 일부의 피부에 직접 자극을 가하게 된다. 이 상태에서 코일에 흐르는 전류의 방향을 바꾸면 코일 내에 흐르는 자 기장의 방향 또한 반대의 방향으로 바뀌게 되고(b), 코일(40)과 자석(20) 사이에는 서로 당기는 힘이 작용하게 되며, 그에 따라 자석(20)은 수직의 하향 운동을 하게 되고 신체 일부를 자극하던 핀(11) 또한 아래로 내려와 이전 위치로 복귀하게 된다(b').
이처럼 당기는 힘과 밀치는 힘이 반복적으로, 바람직하게는 수Hz ~ 수백Hz의 빠른 속도로 반복되면서 핀의 진동이 발생하는데, 이 때 도 5에 도시된 바와 같은 양극(+ 또는 -)성의 사인파(a), 삼각파(b), 구형파(c) 등의 다양한 파형을 인가함으로써 다양한 형태의 진동을 발생시킬 수 있다.
또한, PWM(Pulse Width Modulation) 방식을 이용하여 진폭과 파형의 조정을 용이하게 할 수 있다. 도 6은 PWM의 파형을 나타낸 것으로, PWM은 일정 주기 내, 동적 상태 펄스(active state pulse)의 폭을 변화시킴으로써 주기 내 온/오프 듀티비(on/off duty rate)를 바꾸는데 사용하거나 출력 신호를 필터링하여 상응하는 직류 레벨로 변환하여 직류 전압 제어를 하는데 사용하는 제어 방식이다. 인가하는 PWM 파형의 기본 주파수를 자석+핀 모듈의 고유 진동수 또는 주파수 응답 특성상 밴드폭보다 충분히 크게 하면 자체적으로 저주파 필터 기능을 수행하여 평균 전압을 인가한 것과 같은 효과를 얻을 수 있다. 본 발명의 핀형 진동 촉각 장치는 PWM 방식을 이용하여 파형의 듀티비(duty rate)를 변화시켜서 원하는 평균 전압 파형을 얻을 수 있다.
양 극성의 전류를 코일에 흘려주는 방법으로는 DC 모터 제어에 많이 사용하는 H-브리지 드라이버(H-bridge driver)를 이용할 수 있으며, H-브리지 드라이버를 사용하는 경우에는 단일 전원으로도 코일에 가하는 전압의 방향을 용이하게 바꿀 수 있다. 특히 극히 소형(예로써, 2mm×2mm×0.5mm)의 H-브리지 드라이버를 사용하면 드라이버 칩 자체를 코일 고정 기판 후면에 회로와 함께 납땜하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 인체 부위로 직접 전달되는 핀의 진동 촉감에 의해 정보를 전달하거나 진동 자극 내지는 그를 통한 물리 치료 효과를 제공할 수 있으며, 특히 코일과 자석 간의 성질을 이용한 것으로 구현이 간단하고 저비용으로도 구현이 가능하며 코일에 인가하는 파형의 형태, 진폭, 주파수 등을 변화시켜 다양한 패턴의 진동을 용이하게 발생시킬 수 있다.

Claims (6)

  1. 중심에 구멍이 형성된 기둥 형상으로 도선을 감아 구성되고 외부 동력으로부터 전원을 인가받아 도선 내 자기장을 형성하는 코일;
    몸체 및 상기 몸체의 상부로부터 외향 돌출된 핀을 구비하는 촉각 모듈;
    상기 촉각 모듈의 몸체와 결합 고정되며 자기장을 형성하여 상기 코일과의 상호 작용을 통해 수직 운동하는 자석; 및
    장치의 외형을 이루는 것으로 상부면에 상기 촉각 모듈의 핀과 대응하는 위치에 구멍이 형성되고 상기 코일과의 결합을 위한 지지대를 그 하부면에 구성하는 하우징;
    을 포함하여 구성되는 핀형 진동 촉각 장치.
  2. 중심에 구멍이 형성된 기둥 형상으로 도선을 감아 구성되고 외부 동력으로부터 전원을 인가받아 도선 내 자기장을 형성하는 코일;
    몸체 및 상기 몸체의 상부로부터 외향 돌출된 핀을 구비하는 촉각 모듈;
    상기 촉각 모듈의 몸체와 결합 고정되며 자기장을 형성하여 상기 코일과의 상호 작용을 통해 수직 운동하는 자석;
    상기 코일과 결합하여 상기 코일을 고정하는 지지대; 및
    장치의 외형을 이루는 것으로 상부면에 상기 촉각 모듈의 핀과 대응하는 위 치에 구멍을 형성하는 하우징;
    을 포함하여 구성되는 핀형 진동 촉각 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 촉각 모듈은 몸체 하부에 코일 중심 방향의 핀 가이드 축을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 핀형 진동 촉각 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 촉각 모듈에는 상기 자석과 상기 핀의 결합을 강화하고 상기 핀과 상기 자석 간의 상대적 위치를 일정하게 유지하는 판형 날개가 부착됨을 특징으로 하는 핀형 진동 촉각 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 하우징의 하부면에 상기 코일을 구성하는 도선의 양끝을 고정하고 도선 양끝이 회로 배선을 따라 외부 전압과 연결하기 위한 코일 고정 기판이 부착됨을 특징으로 하는 핀형 진동 촉각 장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 촉각 모듈에는 수직 운동하는 상기 핀을 복원하는 스프링이 부착됨을 특징으로 하는 핀형 진동 촉각 장치.
KR1020050128760A 2005-12-23 2005-12-23 핀형 진동촉각 장치 KR100773061B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050128760A KR100773061B1 (ko) 2005-12-23 2005-12-23 핀형 진동촉각 장치
PCT/KR2006/005688 WO2007073125A1 (en) 2005-12-23 2006-12-22 Pin-type vibrotactile device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050128760A KR100773061B1 (ko) 2005-12-23 2005-12-23 핀형 진동촉각 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070067448A true KR20070067448A (ko) 2007-06-28
KR100773061B1 KR100773061B1 (ko) 2007-11-02

Family

ID=38188832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050128760A KR100773061B1 (ko) 2005-12-23 2005-12-23 핀형 진동촉각 장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR100773061B1 (ko)
WO (1) WO2007073125A1 (ko)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100887762B1 (ko) * 2007-11-08 2009-03-12 한국과학기술원 촉감장치
KR101036616B1 (ko) * 2009-10-01 2011-05-24 한국과학기술원 전자기유도현상을 이용한 외력 반응형 햅틱제공장치, 이를 이용한 햅틱제공모듈, 이를 이용한 휴대단말기 및 그 제어방법
KR101389903B1 (ko) * 2012-11-27 2014-04-30 배명근 인체용 진동발생장치
US9030306B2 (en) 2011-10-06 2015-05-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for 3 degree of freedom (3DOF) tactile feedback
WO2015163492A1 (ko) * 2014-04-21 2015-10-29 김덕우 진동 장치
KR101638119B1 (ko) * 2015-03-30 2016-07-08 한양대학교 에리카산학협력단 피부 감각 측정 장치
WO2017078476A1 (ko) * 2015-11-04 2017-05-11 주식회사 닷 정보 출력 장치
WO2017171125A1 (ko) * 2016-03-31 2017-10-05 한양대학교 에리카산학협력단 피부 감각 측정 장치
WO2019031836A1 (ko) * 2017-08-08 2019-02-14 주식회사 닷 정보 출력 장치
KR20190139634A (ko) * 2018-06-08 2019-12-18 주식회사 닷 정보 출력 장치
CN112845061A (zh) * 2020-12-25 2021-05-28 刘俊燕 一种用于振动盘的振动装置
KR102641000B1 (ko) * 2023-10-12 2024-02-27 주식회사 프로디지 간편 광고 이미지 제작 및 발송 시스템

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100847139B1 (ko) * 2006-08-30 2008-07-18 한국전자통신연구원 길 안내 서비스 방법 및 장치
CN106236541A (zh) * 2016-08-27 2016-12-21 深圳市前海康启源科技有限公司 具有磁性振动功能的健康按摩装置
KR101841365B1 (ko) * 2016-11-08 2018-03-22 성균관대학교산학협력단 촉각 피드백 장치
WO2019148289A1 (en) * 2018-02-01 2019-08-08 Shi Xianyu Rehabilitation therapeutic device
KR102111255B1 (ko) * 2018-11-01 2020-05-18 (주)이미지스테크놀로지 핀 타입 햅틱 액츄에이터

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0965636A (ja) * 1995-08-25 1997-03-07 Foster Electric Co Ltd 振動アクチュエータ
JP3271884B2 (ja) * 1995-12-15 2002-04-08 松下電器産業株式会社 振動発生装置
JPH1132470A (ja) 1997-07-10 1999-02-02 Yamatake Honeywell Co Ltd 現場型機器
KR100532554B1 (ko) * 2003-11-13 2005-12-02 이용 안마기의 진동장치

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100887762B1 (ko) * 2007-11-08 2009-03-12 한국과학기술원 촉감장치
KR101036616B1 (ko) * 2009-10-01 2011-05-24 한국과학기술원 전자기유도현상을 이용한 외력 반응형 햅틱제공장치, 이를 이용한 햅틱제공모듈, 이를 이용한 휴대단말기 및 그 제어방법
US9030306B2 (en) 2011-10-06 2015-05-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for 3 degree of freedom (3DOF) tactile feedback
KR101389903B1 (ko) * 2012-11-27 2014-04-30 배명근 인체용 진동발생장치
WO2015163492A1 (ko) * 2014-04-21 2015-10-29 김덕우 진동 장치
KR101638119B1 (ko) * 2015-03-30 2016-07-08 한양대학교 에리카산학협력단 피부 감각 측정 장치
WO2017078476A1 (ko) * 2015-11-04 2017-05-11 주식회사 닷 정보 출력 장치
WO2017171125A1 (ko) * 2016-03-31 2017-10-05 한양대학교 에리카산학협력단 피부 감각 측정 장치
WO2019031836A1 (ko) * 2017-08-08 2019-02-14 주식회사 닷 정보 출력 장치
US11586289B2 (en) 2017-08-08 2023-02-21 Dot Incorporation Information output device
KR20190139634A (ko) * 2018-06-08 2019-12-18 주식회사 닷 정보 출력 장치
CN112845061A (zh) * 2020-12-25 2021-05-28 刘俊燕 一种用于振动盘的振动装置
KR102641000B1 (ko) * 2023-10-12 2024-02-27 주식회사 프로디지 간편 광고 이미지 제작 및 발송 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007073125A1 (en) 2007-06-28
KR100773061B1 (ko) 2007-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100773061B1 (ko) 핀형 진동촉각 장치
KR101090609B1 (ko) 촉각 피드백을 제공하기 위한 전자 장치 및 회로
US7191014B2 (en) Living body stimulating apparatus
JP5079820B2 (ja) 触覚刺激装置及びそれを応用した装置
KR100802414B1 (ko) 진동발생장치
US20130082546A1 (en) Linear vibration motor
CN114930874A (zh) 具有移动线圈和移动磁体的线性振动致动器
JP2019025390A (ja) 振動発生装置
CN111316543A (zh) 振动产生装置
JP3833607B2 (ja) 振動発生器
KR101284132B1 (ko) 고분자 유전체 기반 고성능 구동기, 그 구동기를 이용한 촉감제공 액추에이터, 진동모터, 작동방법, 촉각 감성 피드백 제공장치 및 시청각장애인을 위한 고분자 유전체 기반 촉각 감성피드백 제공장치
JP2006253039A (ja) マイクロマシンスイッチ及びその駆動方法
KR20180043773A (ko) 선형 진동 발생 장치
CN211486236U (zh) 电子脉冲治疗装置
JP2002291830A (ja) 超音波美容装置
CN210298066U (zh) 喇叭装置
CN210443077U (zh) 一种物理实验用磁场模拟设备
KR20220063072A (ko) 자기유변탄성체 햅틱 장치 및 햅틱 모듈
KR101011448B1 (ko) 관성진동 및 충격진동이 가능한 진동발생모듈
KR20000016256A (ko) 비선형 왕복 장치
JPH08238901A (ja) 振動による信号報知装置
CN115102355A (zh) 一种透明的线性振动驱动器及阵列
US20230074323A1 (en) Haptic device and haptic module
KR20200007930A (ko) 생체 자극 장치
KR200329904Y1 (ko) 진동장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Publication of correction
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121011

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130930

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140912

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151110

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161123

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171010

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180928

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190930

Year of fee payment: 13