KR20090056106A - 센세이션 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 시스템 하우징과, 입력되는 전기적 신호에 따라 햅틱 기능을 수행하는 햅틱 액츄에이터를 갖는 햅틱 스위치 유니트와, 상기 햅틱 스위치 유니트와 전기적 소통을 이루고 상기 햅틱 스위치 유니트의 제어 신호를 출력하는 시스템 제어부와, 상기 시스템 제어부와 전기적 소통을 이루고, 상기 햅틱 스위치 유니트와 연동하여 상기 시스템 제어부의 제어 신호에 따라 상기 햅틱 스위치 유니트의 각각의 동작에 대응되는 빛을 출력하는 시스템 발광부;를 구비하는 센세이션 시스템을 제공한다. 이러한 센세이션 시스템은 시스템 발광부에서 출사되는 빛을 통하여 사용자로 하여금 직접적이면서도 빠른 시각적 인지를 가능하게 하여 사용자의 편의성 및/또는 안전성을 증대시킬 수 있다.

Description

센세이션 시스템{SENSATION SYSTEM WITH HAPTIC SWITCHING UNIT}

본 발명은 인지 장치에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 사용자로 하여금 진동 및 회동 저항을 느낄 수 있도록 하는 촉각 인지 장치로서의 액츄에이터와 촉각 이외의 감각 인지를 더 가능하게 장치를 구비하는 센세이션 시스템에 관한 것이다.

기술의 발전에 의하여 다양한 기능을 수행하는 장치들이 단일의 장치로 컨버징되고 있다.

이러한 컨버징 효과에 의하여 단일의 장치로 다양한 기능을 수행할 수 있으나, 그만큼 장치의 사용이 복잡 다단화되어 사용자의 편의를 위한 기술 개발이 오히려 사용자의 장치 사용을 어렵게 한다는 문제점이 있다. 이러한 기술을 해결하기 위하여 사용자의 인지 기능을 향상시키기 위한 다양한 연구 및 개발이 진행되고 있다.

인지 기능을 이용하는 기술 중의 하나로서 햅틱스(Haptics)는 촉각을 통하여 사용자에게 정보를 전달하기 위한 연구 분야이다. 컴퓨터 인터페이스 혹은 가상 환경의 발전에 따라 또 다른 감각 정보에 대한 사용자의 니즈 증대로 인하여 햅틱스에 대한 연구가 급속히 이루어지고 있다.

한국 등록 특허 제507554호에는 링크 기구를 통하여 독립적인 3자유도를 구현할 수 있도록 컴퓨터에 연결되어 사용되는 햅틱 조이스틱 시스템이 개시되어 있고, 한국 공개 특허 제 2003-82968호에는 컴퓨터 터치 패드에 촉감을 전달하는 액츄에이터를 구비하여 사용자로 하여금 출력되는 포스를 감지할 수 있도록 하는 햅틱 인터페이스가 개시되어 있다.

하지만, 이와 같은 종래 기술에 따른 액츄에이터는 사용자로 하여금 촉각만을 이용한 감지를 가능하게 함으로써 보다 신속하고 간단한 인지를 어렵게 하였다. 예를 들어, 자동차에 사용되는 햅틱 장치를 운전자가 주행중 조작하는 경우, 햅틱 장치의 조작을 통하여 진동, 회전 저항 등과 같은 촉각 신호가 전해짐으로써 사용자가 볼륨의 증대 해당 모드의 작동 진행 상태를 감지할 수 있다. 하지만, 장치에 복합적 기능이 탑재되는 경우, 예를 들어 볼륨 컨트롤 이외에 네비게이션 제어, 시트 온도 제어, 벤틸레이션 제어, 시트 위치 제어 등과 같은 복합적 기능이 단일의 햅틱 장치로 통합되는 경우, 계층적 인터페이스 구조를 취할 수 밖에 없는데, 이때 사용자가 해당 모드에 대한 작동 여부를 인지하기 위하여는 디스플레이 등의 주시하여야 하고 이는 운전자의 전방 주의력을 약화시켜 안전 사고의 발생을 유발할 수도 있다는 문제점이 있었다.

본 발명은 시각적 인식으로 인한 상태 표시를 가능하게 하거나, 진동 및 회동 저항에 의해 사용자로 하여금 해당 작동모드에 대한 촉감을 느끼며 동시에 다른 인식(認識)기능을 통해 해당　작동모드의 상태표시를 가능하게 하여 사용자로 하여금 작동 모드의 인지 범위를 보다 넓히고 신속하게 인지할 수 있도록 하는 센세이션 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 시스템 하우징과, 입력되는 전기적 신호에 따라 햅틱 기능을 수행하는 햅틱 액츄에이터를 갖는 햅틱 스위치 유니트와, 상기 햅틱 스위치 유니트와 전기적 소통을 이루고 상기 햅틱 스위치 유니트의 제어 신호를 출력하는 시스템 제어부와, 상기 시스템 제어부와 전기적 소통을 이루고, 상기 햅틱 스위치 유니트와 연동하여 상기 시스템 제어부의 제어 신호에 따라 상기 햅틱 스위치 유니트의 각각의 동작에 대응되는 빛을 출력하는 시스템 발광부;를 구비하는 센세이션 시스템을 제공한다.

상기 센세이션 시스템에 있어서, 상기 시스템 발광부는: 상기 시스템 제어부의 제어 신호에 따라 빛을 생성하는 시스템 발광원을 구비하고, 상기 시스템 발광원은 LED, 유기 전계 발광 소자 및 무기 전계 발광 소자 중의 하나 이상을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 유니트 하우징에 장착되되, 상기 시스템 발광원에 인접 배치되어 상기 시스템 발광원의 빛을 외부로 출사시키는 시스템 프리즘이 더 구비될 수도 있다. 상기 시스템 프리즘은 상기 햅틱 액츄에이터가 관통되는 프리즘 관통구를 구비하는 링 타입 시스템 프리즘을 포함할 수 있으며, 상기 시스템 발광원은 상기 링 타입 시스템 프리즘의 최대 관통 길이를 갖는 선상에 배치될 수 있다.

또한, 상기 링 타입 시스템 프리즘의 일면에는 프리즘 장착 돌기가 구비되 고, 상기 유니트 하우징의 내측면으로 상기 프리즘 장착 돌기의 대응 위치에는 상기 프리즘 장착 돌기와 맞물리는 프리즘 장착 돌기 수용부가 구비될 수도 있다.

상기 센세이션 시스템에 있어서, 상기 시스템 프리즘은 상기 햅틱 액츄에이터의 외측으로 상기 유니트 하우징의 내부에 배치되는 라인 타입 시스템 프리즘을 포함할 수도 있고, 상기 시스템 발광원은 서로 색을 달리하는 복수 개가 구비될 수도 있다.

또한, 상기 센세이션 시스템은 상기 시스템 하우징에 배치되고 상기 햅틱 스위치 유니트와 전기적 소통을 이루어 상기 햅틱 스위치 유니트의 작동 상태를 표시하는 시스템 디스플레이를 더 구비하고, 상기 시스템 발광부는: 상기 시스템 디스플레이에 배치되는 시스템 발광원과, 상기 시스템 디스플레이에 장착되되, 상기 시스템 발광원과 인접 배치되어 상기 시스템 발광원의 빛을 외부로 출사시키는 시스템 프리즘을 구비할 수도 있고, 상기 시스템 제어부로부터 상기 시스템 발광부로의 제어 신호는 상기 시스템 발광부로부터 출사되는 빛을 단속시키는 플릭 신호를 포함할 수도 있으며, 상기 시스템 제어부와 전기적 소통을 이루고, 상기 햅틱 스위치 유니트와 연동하여 상기 시스템 제어부의 제어 신호에 따라 상기 햅틱 스위치 유니트의 각각의 동작에 대응되는 음향 신호를 출력하는 음향부를 더 구비할 수도 있다.

또한, 본 발명의 다른 일면에 따르면, 시스템 하우징과, 입력되는 전기적 신호에 따라 스위칭 기능을 수행하는 스위치 유니트와, 상기 스위치 유니트와 전기적 소통을 이루고 상기 스위치 유니트의 제어 신호를 출력하는 시스템 제어부와, 상기 시스템 제어부와 전기적 소통을 이루고, 상기 스위치 유니트와 연동하여 상기 시스템 제어부의 제어 신호에 따라 상기 스위치 유니트의 각각의 동작에 대응되는 빛을 출력하는 시스템 발광부;를 구비하는 센세이션 시스템을 제공한다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 센세이션 시스템은 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 본 발명에 따른 센세이션 시스템은, 시스템 발광부를 통하여 단순한 빛의 신호를 통하여 간단하고 빠른 인지를 가능하게 하여 사용자의 편의를 증대시킬 수 있다.

둘째, 본 발명에 따른 센세이션 시스템은, 촉각 인지를 가능하게 하는 햅틱 액츄에이터 이외에 시스템 발광부를 구비하여 사용자로 하여금 촉각 인지와 더불어 시각 인지를 가능하게 하여 사용자의 인지 범위를 확대하여 작동 상태를 보다 용이하고 신속하게 인지 가능하게 한다.

셋째, 본 발명에 따른 센세이션 시스템은, 촉각 인지를 가능하게 하는 햅틱 액츄에이터 이외에 음향부를 구비하여 사용자로 하여금 촉각 인지와 더불어 청각 인지를 가능하게 하여 사용자의 인지 범위를 확대하여 작동 상태를 보다 용이하고 신속하게 인지 가능하게 한다.

넷째, 본 발명에 따른 센세이션 시스템은, 간단한 구성 요소의 추가를 통하여 사용자의 인지를 보다 용이하게 함으로써, 생산 원가 대비 최대 작동 효율을 구비한다.

다섯째, 본 발명에 따른 센세이션 시스템은, 햅틱 액츄에이터와 정전 용량 스위치부를 동시에 구비함으로써, 계층적 메뉴 선택 구조(hierarchical structure)를 사용하는 유저 인터페이스의 조작 용이성을 보다 증대시켜 색상 및/또는 음향을 통해 사용자의 신속하고 용이한 사용성을 증대시킬 수도 있다.

여섯째, 게임기 및 자동차의 센터페시아(center fascia)에 배치되는 각종 컨트롤 스위치 등에 적용됨으로써, 사용자에게 우수한 조작감을 제공할 수도 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

이하에서는 본 발명에 따른 센세이션 시스템에 대한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 센세이션 시스템(2)에 대한 개략적인 사시도가 도시되고, 도 2에는 본 발명의 일실시예에 따른 센세이션 시스템(2)에 구비되는 스위치 유니트의 일예로서의 햅틱 스위치 유니트(5)에 대한 개략적인 사시도가 도시되고, 도 3에는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 스위치 유니트(5)에 대한 개략적인 분해 사시도가 도시되며, 도 4에는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 스위치 유니트(5)에 대한 다른 시점에서 본 개략적인 분해 사시도가 도시된다.

본 발명의 일실시예에 따른 센세이션 시스템(2)은 시스템 하우징(4)과, 햅틱 스위치 유니트(5)와, 시스템 제어부(6)를 구비하는데, 햅틱 스위치 유니트(5)는 입력되는 전기적 신호에 따라 햅틱 기능을 수행하는 햅틱 액츄에이터를 구비하고 시스템 하우징(4)에 장착되어 시스템 하우징(4)의 내부에 배치되는 시스템 제어부(6)에 의하여 제어된다. 또한, 시스템 하우징(4)에는 시스템 디스플레이(3)가 장착되는데, 시스템 디스플레이(3)는 시스템 제어부(6)로부터의 제어 신호에 따라 햅틱 스위치 유니트(5)의 작동 상태를 화상 표시한다. 여기서, 자세하게 도시되지는 않았으나 시스템 디스플레이(3)는 시스템 하우징(4)에 대하여 사용자에 의한 시야각을 변화시킬 수 있는 위치 가변 가능한 구조로 장착될 수도 있다. 본 실시예에서 시스템 디스플레이(3)는 햅틱 스위치 유니트(5)와 인접하도록 배치되었으나, 이들은 상당히 이격되어 배치되는 구성을 취할 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 구성이 가능하다.

햅틱 스위치 유니트(5)는 유니트 하우징(50)과, 유니트 인쇄회로기판(60)과, 햅틱 액츄에이터(1)를 포함하고, 햅틱 스위치 유니트(5)는 정전 용량 스위치부(70)를 더 구비하는 구성을 취할 수 있는데, 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 스위치 유니트(5)는 정전 용량 스위치부(70)를 구비하는 구성을 위주로 설명한다. 유니트 하우징(50)은 유니트 하우징 바디(500)와 유니트 하우징 베이스(510)를 포함하는데, 유니트 하우징 바디(500)는 유니트 하우징 베이스(510)와 서로 맞물리어 결합되어 유니트 하우징 내부 공간을 형성한다. 유니트 하우징 바디(500)와 유니트 하우징 베이스(510)에는 스냅-피트(snap-fit)가 배치되어 서로 맞물리어 결합되는 구 조를 취한다. 경우에 따라서, 유니트 하우징 바디(500)와 유니트 하우징 베이스(510)를 결합시키기 위한 볼트와 같은 별도의 체결 수단이 더 구비되는 구조를 취할 수도 있다.

유니트 하우징 바디(500)에는 햅틱 액츄에이터 관통구(502)가 형성되어 하기되는 햅틱 액츄에이터(1)의 관통을 허용한다. 여기서, 햅틱 액츄에이터 관통구(502)는 유니트 하우징 바디(500)의 중앙에 배치되는 것으로 도시되는데, 이는 본 발명의 일예로서 햅틱 액츄에이터 관통구(502)는 설계 사양에 따라 다양한 위치를 점유할 수 있다. 유니트 하우징 바디(500)의 측면에는 바디 장착부(501)가 연장 형성되는데, 유니트 하우징 바디(500)는 바디 장착부(501)를 통하여 시스템 하우징(4)에 고정 장착된다.

유니트 하우징 베이스(510)에는 햅틱 액츄에이터(1)의 장착을 위한 햅틱 액츄에이터 수용부(513)가 구비되는데, 햅틱 액츄에이터 수용부(513)에는 햅틱 액츄에이터 장착구(514)가 관통 형성됨으로써 햅틱 액츄에이터(1)가 유니트 하우징 베이스(510)에 대하여 고정 장착될 수 있다.

유니트 인쇄회로기판(60)은 유니트 하우징(50)의 내부에 배치된다. 유니트 인쇄회로기판(60)에는 햅틱 액츄에이터(1) 및/또는 하기되는 정전 용량 스위치부(70)와의 전기적 소통을 이루는 다수의 회로배선(미도시) 및 전기소자(미도시)가 배치된다. 유니트 하우징 베이스(510)에는 유니트 인쇄회로기판 수용부(511)가 구비되고, 유니트 인쇄회로기판 수용부(511)에는 유니트 인쇄회로기판(60)을 안정적으로 지지하기 위한 유니트 인쇄회로기판 안착부(512)가 구비된다.

햅틱 액츄에이터(1)는 햅틱 하우징(10)과, 로터리 스위치부(30)와, 햅틱 인쇄회로기판(40)을 구비한다. 도 7에는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 액츄에이터의 개략적인 분해 사시도가 도시되고, 도 8에는 도 7의 햅틱 액츄에이터에 대한 다른 시점에서의 개략적인 부분 분해 사시도가 도시된다.

햅틱 액츄에이터(1)는 햅틱 하우징(10)과, 로터리 스위치부(30)와, 햅틱 인쇄회로기판(40)을 구비하는데, 로터리 스위치부(30) 및 햅틱 인쇄회로기판(40)의 적어도 일부가 햅틱 하우징(10;11,13)의 내부에 배치되고, 로터리 스위치부(30)의 일부는 햅틱 하우징(10)에 대하여 햅틱 하우징(10)의 축방향 회동이 가능하도록 배치된다. 본 실시예에 따른 햅틱 액츄에이터(1)는 햅틱 하우징(10)의 일단에 버튼 스위치부(20)가 더 구비되는 구성을 취하는 것으로 도시되었으나, 로터리 스위치부만을 구비하는 구성을 취할 수도 있는 등, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니다.

햅틱 하우징(10)은 햅틱 하우징 바디(11)와 햅틱 하우징 베이스(13)를 포함하는데, 햅틱 하우징 바디(11)는 내부 바디 공간(115)을 구비하여 로터리 스위치부(30)의 적어도 일부가 배치되도록 한다. 햅틱 하우징 바디(11)는 양단이 개방된 구성을 취하는 것으로 도시되는데, 햅틱 하우징 바디(11)의 개방된 양단 중 어느 일단에는 햅틱 하우징 베이스(13)가 배치된다. 햅틱 하우징 바디(11)의 단부에는 바디 베이스 체결부(111)가 구비되고 이와 대응되는 위치로 햅틱 하우징 베이스(13)의 단부에는 베이스 바디 체결부(130)가 구비된다. 여기서, 바디 베이스 체결부(111)는 햅틱 하우징 바디(11)의 단부 측면에 형성되는 관통구로 구성되고 베이스 바디 체결부(130)는 햅틱 하우징 베이스(13)의 단부 측면에 형성되는 돌기로 구성되어 이들이 서로 맞물리는 구조를 취하는 것으로 구성되는데, 본 발명은 이에 국한되지 않고 바디 베이스 체결부(111)가 돌기 구조를 구비하고 베이스 바디 체결부(130)가 관통구 구조를 구비하는 구성을 취할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다. 또한, 햅틱 하우징 베이스(13)의 단부에는 베이스 연장부(131)가 구비되는데, 베이스 연장부(131)는 유니트 하우징 베이스(510)에 형성되는 베이스 장착 안내 관통구(514)를 관통하여 배치됨으로써 햅틱 액츄에이터(1)가 유니트 하우징(50)에 더욱 안정적으로 장착될 수 있도록 하고 제작자가 조립 위치를 용이하게 인식할 수 있도록 하여 조립 공정을 보다 용이하게 한다. 여기서, 베이스 연장부는 단순한 장착 구조에 대하여 기술되었으나 유니트 하우징으로의 신호 출력을 위한 별도의 배선이 관통 배치될 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 변형이 가능하다.

로터리 스위치부(30)는 적어도 일부가 햅틱 하우징(10)에 의하여 형성되는 내부 공간에 위치하도록 구성된다. 로터리 스위치부(30)는 로터리 노브(300)와, 로터리 플레이트(310)와, 로터리 코어(340)와, 로터리 흡인부(350)를 구비한다. 로터리 노브(300)는 햅틱 하우징 바디(11)의 타단에 배치되는데, 햅틱 하우징 바디(11)의 일단에 배치되는 햅틱 하우징 베이스(13)와 대응하며 축방향 회전 가능하게 배치된다. 즉, 로터리 노브(300)는 햅틱 하우징 바디(11)의 단부로 햅틱 하우징 베이스(13)와 마주하도록 배치되는데, 로터리 노브(300)의 외주는 플레이트 타입의 링 일면으로부터 수직 연장 형성된 연장부를 구비하고 연장부와 플레이트 타입 링 사이에 수 개의 연장 돌기를 형성하여 사용자로 하여금 로터리 노브(300)의 그립감을 증대시켜 로터리 노브(300)를 조작할 때 발생 가능한 미끄러짐을 방지할 수도 있다.

로터리 플레이트(310)는 햅틱 하우징 바디(11) 내부에 배치되는데, 로터리 플레이트(310)는 로터리 노브(300)와 맞물리어 함께 축방향 회전한다. 로터리 플레이트(310)의 외연으로부터 로터리 노브(300)를 향하여 연장 형성된 연장부에는 로터리 노브(300)와의 맞물림을 위한 로터리 플레이트 체결부(311)가 구비되는데, 로터리 플레이트(310)와 로터리 노브(300)의 결합시 로터리 플레이트 체결부(311)의 대응 위치로 로터리 노브(300)의 내측면에는 로터리 플레이트 체결 대응부(302)가 구비된다. 로터리 플레이트 체결부(311)와 로터리 플레이트 체결 대응부(302)가 서로 맞물림으로써, 로터리 노브(300)의 축회전 운동은 로터리 플레이트(310)에 그대로 전달되어 로터리 플레이트(310)는 로터리 노브(300)와 함께 축회전 운동을 이룬다. 로터리 노브(300)와 로터리 플레이트(310) 간의 맞물림에 의하여 공간이 형성되는데, 이 공간에는 하기되는 버튼 스위치부의 적어도 일부가 수용될 수도 있다.

로터리 코어(340)는 로터리 플레이트(310)와 햅틱 하우징 베이스(13) 사이에 배치되어 햅틱 액츄에이터의 축방향으로의 회동이 제한되는데, 로터리 코어(340)의 내부에는 코어 코일(미도시)이 배치된다. 즉, 로터리 코어(340)는 중앙에 코어 관통구(341)와 내부에 코어 수용부(343)를 구비하며 단면이 눕혀진 "ㄷ"자 형의 형상을 구비하는 링 타입으로 구성된다. 로터리 코어(340)는 본 실시예에서 SNC(니켈 크롬강 강재)를 포함하는 것으로 구현되었으나 이는 본 발명의 일예일뿐 강자성체를 형성하고 적절한 마찰 계수를 구비하는 등, 하기되는 로터리 흡인부의 로터리 디스크와의 자기 상호 작용을 발생시킬 수 있는 범위에서 다양한 구성이 가능하다.

로터리 코어(340)의 내부에 형성된 코어 수용부(343)에는 코어 코일(미도시)이 배치되는데, 코어 코일은 코어 수용부(343)에 직접 권취되는 구성을 취할 수도 있으나, 조립의 용이성을 증대시키기 위하여 코어 보빈(347)을 통하여 배치되는 구성을 취할 수도 있다. 코어 코일은 코어 보빈(347)의 외주 일부에 권취되는데, 중앙에 배치된 코어 보빈(347)의 중앙 관통구는 로터리 코어(340)의 코어 수용부(343)를 형성하기 위한 내측 연장부를 삽입 수용시킨다. 경우에 따라, 코어 보빈의 중앙 관통구의 내측면과 이와 마주하는 로터리 코어의 내측면 간에는 서로 맞물리어 코어 보빈의 축방향 회전을 방지하는 맞물림 부재가 더 구비될 수도 있다.

코어 코일은 로터리 코어(340)를 포함한 햅틱 액츄에이터(1)의 축을 중심으로 권선되는 구조를 취한다. 여기서, 코어 코일은 다른 구성 요소의 결합 관계를 명확히 하기 위하여 생략되었는데, 이의 형상 등은 본 기술 분야의 당업자가 용이하게 알 수 있음은 명백하다.

또한, 경우에 따라 하기되는 로터리 코어의 축방향 이동을 제한하거나 또는 축방향 이동에 의한 충격을 완화시키기 위한 구성을 더 구비할 수도 있다. 즉, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 로터리 플레이트(310)와 로터리 코어(340) 사이에 고정 플레이트(320)가 더 배치되고, 고정 플레이트(320)와 로터리 코어(340) 사이에 로터리 탄성 부재(330)가 더 배치되는 구조를 취할 수도 있다. 고정 플레이트(320)는 햅틱 하우징 바디(11)의 내측에 고정 장착되어 로터리 플레이트(310)가 배치된 영역과 로터리 코어(340)가 배치된 영역을 분리하고, 로터리 탄성 부 재(330)는 고정 플레이트(320)와 로터리 코어(340) 사이에 배치되어 로터리 코어(340)의 축방향 직선 운동에 의하여 발생하는 급격한 충격량 증대를 완화시킨다.

고정 플레이트(320)는 중앙에 고정 플레이트 관통구(321)를 구비하고, 외주 측면에 고정 플레이트 체결부(323)를 구비하는데, 햅틱 하우징 바디(11)에 형성된 고정 플레이트 체결 대응부(110, 도 7 참조)와 체결을 이룬다. 즉, 햅틱 하우징 바디(11)의 타단으로 로터리 노브(300)가 배치되는 면에는 로터리 노브(300)의 안정적인 회동을 지지하기 위한 바디 연장부가 형성되고, 바디 연장부의 적어도 내측 일면으로 고정 플레이트(320)를 향한 일면에는 고정 플레이트 체결 대응부(110)가 배치되는데, 고정 플레이트 체결부(323)와 고정 플레이트 체결 대응부(110)는 서로 맞물리어 체결되는 구성을 취한다. 따라서, 고정 플레이트(320)는 햅틱 하우징(10)에 대하여 축회전 가능하게 배치되는 로터리 노브(300) 및 로터리 플레이트(310)와는 달리 햅틱 하우징(10), 구체적으로 햅틱 하우징 바디(110)에 대하여 축방향 회동하지 않고 위치 고정되도록 배치되어 축방향 회동이 제한된다. 이와 같은 고정 플레이트(320)에 의하여 로터리 플레이트(310) 영역과 로터리 코어(340)의 영역이 분할됨으로써 양자 간의 운동시 발생 가능한 구성 요소 간의 운동 간섭을 방지할 수 있다.

또한, 로터리 탄성 부재(330)는 고정 플레이트(320)와 로터리 코어(340) 사이에 배치되는데, 본 실시예에서 로터리 탄성 부재(330)는 판상의 스파이더 타입 탄성 부재로 구성된다. 하지만, 본 발명은 상기와 같은 판상의 스파이더 타입 탄성 부재에 국한되지 않고 단순한 코일 스프링 타입의 구성을 취할 수도 있는 등, 로터리 코어(340)의 축방향 직선 운동에 의한 충격을 완화시킬 수 있는 탄성 완충 작용을 제공하는 범위에서 다양한 구성을 취할 수도 있다.

경우에 따라, 판상의 스파이더 타입으로 구성되는 로터리 탄성 부재(330)의 각각의 일면에는 탄성 부재 안착 돌기(331,333)가 구비되고, 고정 플레이트(320) 및 로터리 코어(340)의 각각의 일면으로 로터리 탄성 부재(330)의 탄성 부재 안착 돌기(331,333)에 대응하는 위치에는 탄성 부재 안착 돌기(331,333)와 맞물리는 탄성 부재 안착홈(325,344)이 구비될 수도 있다. 이와 같은 구성을 통하여, 하기되는 로터리 코어(340)의 축방향 직선 운동에 의한 로터리 코어(340)와 다른 인접 구성 요소 간의 충격으로 인한 소음 발생 및 피로에 의한 파손을 방지 내지는 경감시킬 수 있다.

로터리 흡인부(350)는 적어도 일부가 로터리 코어(340)와 햅틱 하우징 베이스(13)의 사이에 배치되는데, 로터리 흡인부(350)는 로터리 코어(340)의 내부 코어 수용부(343)에 수용되는 코어 보빈(347)의 외주 상에 권취된 코어 코일(미도시)에 입력되는 전기적 신호에 따라 로터리 코어(340)에 대하여 축방향 상대 직선 운동을 실행한다. 또한, 로터리 흡인부(350)는 로터리 플레이트(310)와 맞물리어 로터리 플레이트(310)의 축방향 회전이 이루어지는 경우 로터리 플레이트(310)와 함께 축방향 회전 가능한다. 로터리 흡인부(350)는 로터리 샤프트(351)와 로터리 디스크(355)를 구비하는 구성을 취하는데, 본 실시예에서 이들 로터리 샤프트(351)와 로터리 디스크(355)는 서로 분리 가능한 구조를 취하는 것으로 도시되었으나, 이는 본 발명을 설명하기 위한 일예로서 일체로 형성되는 구성을 취할 수도 있다.

로터리 샤프트(351)는 로터리 코어(340)에 형성된 코어 관통구(341) 이하의 외경을 구비함으로써 로터리 샤프트(351)는 로터리 코어(340)를 관통 가능하도록 배치된다. 로터리 디스크(355)는 로터리 샤프트(351)의 일단에 고정 장착되어 로터리 디스크(355)와 로터리 샤프트(351) 간에 축방향 상대 회전 운동이 발생하는 것을 방지한다. 로터리 디스크(355)에는 로터리 디스크 장착구(356)이 구비되고 로터리 샤프트(351)의 단부에는 로터리 디스크 장착 대응부(353)가 구비되어, 이들 간의 맞물림을 통해 로터리 디스크(355)와 로터리 샤프트(351)는 일체로 형성된다.

로터리 샤프트(351)와 로터리 디스크(355)를 포함하는 로터리 흡인부(350)는 강자성을 가지는 재료로 선택되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 로터리 샤프트(351)는 SUS와 같은 스테인리스 강으로 구성되고 로터리 디스크(355)는 SNC와 같은 니켈 크롬강 강재와 같은 강자성체로 구성될 수도 있는 등, 상기 로터리 코어와의 전자기 상호 작용을 발생시킬 수 있는 범위에서 다양한 구성이 가능한데, 하기되는 햅틱 액츄에이터의 작동 과정에서 발생하는 마찰에 의한 마모를 최소화시키기 위하여 로터리 디스크(355)는 상기한 로터리 코어와 동일한 SNC로 구성되는 것이 바람직하다.

로터리 샤프트(351)의 단부로 로터리 플레이트(310)를 향한 단부에는, 로터리 샤프트 맞물림부(352)가 구비되는데, 로터리 샤프트 맞물림부(352)는 로터리 플레이트(310)의 일면으로 햅틱 하우징 베이스(13)를 향한 일면에 연장 형성되는 로터리 샤프트 맞물림 대응부(313)와 맞닿는다. 따라서, 로터리 노브(300)의 축회전은 로터리 플레이트(310)로 전달되고, 로터리 플레이트(310)의 회전은 로터리 샤프 트(351)를 통하여 로터리 흡인부(350)의 축방향 회동이 이루어진다. 로터리 디스크(355)와 로터리 코어(340) 간에는 교차 면적(교차 영역, 도 10 참조)이 구비된다. 즉, 로터리 코어(340)의 내부 코어 수용부(343)에 배치되는 코어 보빈(347)의 외주에 권취된 코어 코일(미도시)에 전기적 신호가 인가되어 발생하는 자기력에 의하여 로터리 흡인부(350)의 로터리 샤프트(351)가 축방향 직선 이동하는 경우 로터리 디스크(355)와 로터리 코어(340) 간에 서로 맞닿아 마찰을 발생시키는 교차 면적이 구비된다. 이와 같이 코어 코일에 인가되는 전기적 신호가 커져 로터리 코어(340)와 로터리 흡인부(350) 간에 발생하는 자기력이 증대되는 경우, 로터리 코어(340) 단부와 로터리 디스크(355)의 교차 면적 사이의 수직력이 증대됨으로써 로터리 코어(340)와 로터리 흡인부(350)의 교차 면적 간에 발생하는 마찰력의 크기가 증대되어 사용자에 의한 로터리 노브(300)에 가해지는 회동력에 대한 저항력을 변화시키는데, 이와 같은 과정을 통하여 로터리 노브(300) 회전 조작시 사용자는 다양한 감성을 느낄 수 있게 된다.

햅틱 인쇄회로기판(40)은 로터리 흡인부(350)와 햅틱 하우징 베이스(13)의 사이에 배치되는데, 햅틱 인쇄회로기판(40)은 각종 전기 요소 및 이들을 연결하는 배선(미도시)을 구비하여 로터리 코어(340)의 내부에 배치되는 코어 코일에 인가되는 전기적 신호를 전달 및/또는 조정할 수 있다. 센세이션 시스템의 시스템 제어부(6, 도 22 참조)는 햅틱 스위치 유니트, 보다 구체적으로 유니트 인쇄회로기판과 전기적 소통을 이루어 햅틱 스위치 유니트(5), 보다 구체적으로 햅틱 액츄에이터 및/또는 하기되는 정전 용량 스위치부(70)의 제어 신호를 출력한다. 즉, 시스템 제어부(6)는 햅틱 스위치 유니트의 유니트 인쇄회로기판, 햅틱 액츄에이터 및/또는 햅틱 스위치 유니트의 유니트 인쇄회로기판에 구비될 수 있는 유니트 제어부(미도시)와 직간접적으로 전기적 소통을 이룸으로써 시스템 제어부(6)로부터의 제어 신호를 햅틱 액츄에이터의 코어 코일로 전달하거나 햅틱 액츄에이터의 하기되는 회동 감지부(600, 도 7 참조)로부터의 감지 신호를 입력받아 이를 시스템 제어부(6)로 전달할 수도 있다. 햅틱 인쇄회로기판(40)은 햅틱 하우징 베이스(13)에 고정 장착되는 구성을 취할 수도 있으나, 본 실시예에서 햅틱 인쇄회로기판(40)은 하기되는 버튼 컬럼(24)과 같은 다른 구성 요소를 통하여 위치 고정 지지되는 구조를 취할 수도 있는데, 이에 대한 구성은 하기한다.

한편, 햅틱 액츄에이터(1)는 로터리 흡인부(350)의 로터리 디스크(355) 회동을 감지하는 회동 감지부(600, 도 7 및 도 8 참조)를 구비한다. 회동 감지부(600)는 로터리 엔코더 플레이트(360)와 엔코더 센서(403)를 구비하는데, 로터리 엔코더 플레이트(360)는 로터리 디스크(355)의 일면으로 햅틱 인쇄회로기판(40)을 향한 일면에 형성된 로터리 엔코더 안착부(358)에 안착된다.

경우에 따라 로터리 엔코더 플레이트(360)의 회동을 방지하기 위한 구성 요소를 더 구비할 수도 있다. 즉, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 로터리 엔코더 플레이트(360)의 외주 상에 돌출 형성되는 로터리 엔코더 장착부(363)가 구비되고, 이와 대응되는 위치로 로터리 엔코더 플레이트(360)의 엔코더 안착부(358) 외주 상으로 로터리 엔코더 장착부(363)를 수용하는 로터리 엔코더 장착 대응부(357)가 구비된다. 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 로터리 엔코더 장착부(363) 및 로터리 엔코더 장착 대응부(357)는 복수 개가 구비될 수도 있는데, 복수 개가 구비되는 경우 이들은 외주 상으로 등각을 유지하며 배치되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 로터리 엔코더 장착부(363)가 돌기 형상으로 그리고 로터리 엔코더 장착 대응부(357)가 요홈 형상으로 도시되었으나 서로 반대되는 구성을 취할 수도 있고 복수 개가 아닌 단수 개가 구비될 수도 있으며, 이들이 외주 상이 아닌 서로 마주하는 일면 상에 각각이 형성되는 구조를 취할 수도 있는 등 본 발명은 다양한 변형이 가능하다.

엔코더 센서(403)는 햅틱 인쇄회로기판(40)의 일면으로 로터리 엔코더 플레이트(360)를 향한 일면 상에 배치되는데, 여기서 엔코더 센서(403)는 수광부와 발광부가 함께 구비되는 일체형 센서로 형성되고 이에 대응하는 로터리 엔코더 플레이트(360)에는 복수 개의 슬롯이 구비되는 형태로 구현된다. 하지만, 본 발명의 회동 감지부는 이러한 유형에 국한되지는 않고 설계 사양에 따라 다양한 선택이 가능하다. 예를 들어, 회동 감지부의 수광부와 발광부가 분리된 센서로 구현될 수도 있는 등 선택적 변형이 가능하다.

상기한 로터리 스위치부를 포함하는 햅틱 액츄에이터의 작동 과정은 다음과 같다. 로터리 스위치부가 구비하는 로터리 코어 및 로터리 흡인부 간의 작동 상태에 대하여 먼저 기술하는데, 도 9에는 본 발명의 로터리 디스크의 일면 상에 작용하는 힘을 표현하는 개략화된 FBD(free body diagram)이 도시되어 있고, 도 10에는 로터리 코어 및 로터리 흡인부 간의 접촉면의 상태를 나타내는 개략도가 도시되어 있다.

로터리 코어(340)는 로터리 탄성 부재(330)를 통하여 고정 플레이트(320)에 축방향 회전이 제한되고, 사용자에 의하여 가해지는 작용 토크에 의한 회전력은 로터리 노브(300)를 통하여 로터리 플레이트(310)를 거쳐 로터리 흡인부(350)의 로터리 샤프트(351)에 전달된다. 로터리 코어(340)의 내부에 수용된 코어 코일에 전류가 인가되는 경우 발생하는 자기 흡인력에 의하여, 로터리 샤프트(351)와 맞물리어 결합된 로터리 디스크(355)는 로터리 코어(340)의 단부와 접하여 양자 간에 맞닿는 면에 사용자에 의한 작용력과 반대되는 방향으로 자기 흡인력 등에 의한 마찰력이 발생한다.

도 9에서, Wd,s는 로터리 디스크(355)의 중력을, Wc는 로터리 코어(340)의 중력을, P는 사용자에 의하여 가해지는 회전 토크에 의한 작용력을, Fd는 코어 코일에 인가되는 전류에 의한 자기 흡인력을, F2는 로터리 코어(340)와 로터리 디스크(355)의 접촉면 사이에 발생하는 마찰력을 나타낸다. 여기서, F2는 P 이하의 값을 가지는데, F2 는 다음과 같이 표현된다.

여기서, μs는 로터리 코어와 로터리 디스크의 접촉면 사이의 최대 정지 마찰 계수를 나타낸다. 경우에 따라 보다 정확한 해석을 위해서는 동적 마찰 계수를 포함한 수학적 모델이 선택될 수도 있으나, 본 실시예에서는 해석의 설명을 용이하게 하기 위하여 단순화된 모델을 적용한다.

도 10에 도시된 바와 같이, F2 및 P에 의하여 발생하는 최종 토크(T)는 다음 과 같이 표현된다. 최종 토크 T는 사용자에 의하여 가해지며 작용력 P에 의한 작용 토크에서 로터리 코어와 로터리 디스크 간의 마찰력을 뺀 토크를 나타낸다.

여기서, r0는 로터리 코어의 단부와 로터리 디스크 간의 마찰력이 발생하는 면적에 대한 유효 반경을 나타내고 P와 F2는 로터리 코어와 로터리 디스크 간의 마찰력이 발생하는 면적에 가해지는 집중하중이라고 가정하는데, 이는 본 발명의 구성 요소 간 역학 관계의 설명을 용이하게 하기 위한 것으로, 보다 정확한 계산을 위한 모델링이 선택될 수도 있는 등 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니다.

한편, 도 11에는 본 발명에 따른 로터리 코어, 코어 코일 및 로터리 디스크 간의 자기 회로에 대한 설명을 용이하게 하기 위한 등가 모델(340eq,346eq,348eq,355eq)의 자기 회로가 도시되고, 도 12에는 등가 모델에 대한 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 링 타입의 로터리 코어는 로터리 디스크에 대하여 수직 방향의 연장부(346eq)를 갖는 사각형 타입의 등가 모델로 대체될 수 있는데, 여기서, Rc는 코어 코일이 권취된 수직 방향 연장부에 대한 자기 저항을, Ro는 코어 코일(348eq)이 권취되지 않은 수직 방향 연장부에 대한 자기 저항을, Rgc는 코어 코일(348eq)이 권취된 수직 방향 연장부와 로터리 디스크(355eq) 간의 공극부에 대한 자기 저항을, Rg는 코어 코일(348eq)이 권취되지 않은 수직 방향 연장부와 로터리 디스크(355eq) 간의 자기 저항을 나타내며, b는 등가 모델의 길이를, w는 등가 모델의 수직 방향 연장부의 폭을 나타낸다.

등가 모델의 수직 방향 연장부(346eq)와 로터리 디스크(355eq) 간의 교차 면적, 즉 공극부에서의 면적은, 로터리 코어(340)의 단부와 로터리 디스크(355) 간의 교차 면적과 동일하다.

도 11의 등가 회로에 있어, 등가 모델에 대한 자기 저항(Rm)은 다음과 같이 표현된다.

등가 모델에 의한 자속은 다음과 같다.

여기서, N은 수직 방향 연장부에 권취된 코어 코일의 권선 회수를, I는 코어 코일에 인가되는 인가 전류를, Bg는 공극의 자속 밀도를 나타낸다.

여기서, μ0는 진공의 투자율을 나타내고, Fd는 로터리 코어와 로터리 디스크 간의 자기 흡인력을 나타내는데, 이와 같이 Fd는 인가 전류 I로 표현될 수 있다. 도 13는 코어 코일에 전류 I가 인가되기 전 상태에서의 햅틱 액츄에이터에 대한 개략적인 단면도이고, 도 14는 코어 코일에 전류 I가 인가된 후 상태에서의 햅틱 액츄에이터에 대한 개략적인 단면도를 도시한다.

도 13에 도시된 바와 같이, 로터리 코어의 자중에 의하여 로터리 코어(340)의 단부와 로터리 디스크(355)의 교차 영역 간에 접촉이 이루어지나, 양자 간에는 전류 I에 의한 자기 흡인력이 작용하지 않아, 로터리 코어(340)와 고정 플레이트(320) 사이에는 상당한 유격(d1)이 존재한다. 반면, 도 14에 도시된 바와 같이 전류 I가 코어 코일에 인가되는 경우, 로터리 코어(340)의 단부와 로터리 디스크(355)의 교차 영역 간에는 자기 흡인력에 의하여 상당한 힘이 작용하여 로터리 코어(340)와 고정 플레이트(320) 사이에 배치된 로터리 탄성 부재(330)에 탄성 변형을 가함으로써, 고정 플레이트(320)와 로터리 코어(340) 간의 유격(d2)을 작게한다. 따라서, 전류 I가 코어 코일에 인가되기 전후 간의 고정 플레이트(320)와 로터리 코어(340) 간의 유격(d1, d2)에는 다음과 같은 관계가 형성된다.

따라서, 전류 I가 코어 코일에 인가되고 사용자에 의한 로터리 노브에 회전 토크를 발생시키기 위한 작용력(P)이 가해지는 경우, F2 및 T는 다음과 같이 표현된다.

전류 I는 하기되는 햅틱 액츄에이터 장치의 저장부에 사전 설정 및 저장된 패턴 중 선택된 패턴에 따라 코어 코일에 인가된다. 따라서, 사용자에 의하여 가해지는 작용력과 반대 방향으로 작용하는 F2에 의하여 사용자는 사전 설정된 패턴의 저항력을 감지할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 햅틱 액츄에이터는 상기한 회전 모드 이외에 진동 모드의 작동도 가능하다. 즉, 사용자가 로터리 노브를 통하여 회전 토크를 발생시키기 위한 작용력(P)을 가하지 않고, 단지 하기되는 저장부에 사전 설정된 패턴(전류의 크기 및 인가 주기)에 따라 코어 코일에 인가되는 전류 I의 변동에 따라 자기 흡인력의 주기적 또는 비주기적 작용이 가능하고, 이는 햅틱 액츄에이터의 축방향으로의 진동을 발생시킬 수 있다. 따라서, 사용자는 로터리 노브 또는 햅틱 하우징을 통하여 진동 모드에 의한 진동을 감지할 수 있다.

상기한 햅틱 액츄에이터의 회전 모드 및 진동 모드의 작동에 대한 해석은 설명을 용이하게 하기 위하여 단순화된 일정한 조건하에서 이루어진 것으로 본 발명이 이에 국한되지는 않는다. 즉, 상기 실시예는 수직 상태로 배치되어 토크 모드로 사용되는 상태의 햅틱 액츄에이터에 대한 힘의 상태를 나타내나, 햅틱 액츄에이터의 축이 지면에 수평하게 설치된 상태로 작동하는 경우, Wc 및 Wd,s는 제거 가능 하고 사용자에 의한 회전력이 없고 단지 코어 코일에 인가되는 자기 흡인력에 의한 진동 모드로 작동하는 경우 P와 F2는 제거될 수도 있고, 또는 경우에 따라 로터리 코어 및 로터리 디스크 간의 힘에 대한 보다 정확한 수학적 모델링이 선택되고 FEM(finite element method) 등을 통하여 자기 회로에 대한 보다 정확한 등가 모델이 선택될 수도 있는 등, 본 발명의 구성을 취하는 범위에서 다양한 해석이 이루어질 수 있다.

또 한편, 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 액츄에이터는 로터리 스위치부 이외에 다른 스위치부를 더 구비할 수도 있다. 도 1 내지 도 4, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 햅틱 액츄에이터(1)의 햅틱 하우징(10)에는 버튼 스위치부(20)가 더 구비될 수도 있다. 버튼 스위치부(20)는 햅틱 액츄에이터(1)의 축방향 회전 운동에 의한 스위칭 여부 내지는 스위칭 조절이 가능한 로터리 스위치부의 작동과는 달리, 축방향 내지는 축에 경사진 방향으로의 누름 동작에 의하여 작동한다.

버튼 스위치부(20)는 햅틱 하우징(10)의 축방향에 대한 회동이 방지 내지는 제한되도록 배치되는데, 버튼 스위치부(20)는 엔터 스위치 노브(200), 디렉셔널 스위치 노브(210) 및 버튼 인쇄회로기판(220)을 구비하고, 경우에 따라 엔터 스위치 노브(200), 디렉셔널 스위치 노브(210) 및 버튼 인쇄회로기판(220)을 안착 수용하는 공간을 형성하기 위한 버튼 커버(21) 및 버튼 베이스(23)가 더 구비되는 구성을 취할 수도 있고, 버튼 커버(21) 및 버튼 베이스(23)와 햅틱 인쇄회로기판(40)을 연결하여 이들 간의 상대 회전 운동이 발생하는 것을 방지할 수 있는 버튼 컬럼(24) 이 더 구비될 수도 있는데, 본 실시예에서는 이들 구성을 모두 구비하는 경우에 대하여 기술한다.

버튼 커버(21)와 버튼 베이스(23)는 로터리 노브(300) 및 햅틱 하우징 바디(11)의 축중심으로부터 반경 상 내측에 배치되는데, 버튼 커버(21)의 외주에는 버튼 커버 체결부(21')이 구비되고 버튼 베이스(23)의 외주로 버튼 커버 체결부(21')의 대응 위치에는 버튼 커버 체결 대응부(231)가 구비되는데, 버튼 커버 체결 대응부(231)는 버튼 커버 체결부(21')와 맞물리어 분리 가능하게 체결된다.

버튼 커버(21)의 내측에는 관통구가 형성되는데, 버튼 커버(21)의 관통구에는 디렉셔널 스위치 노브(210)와 엔더 스위치 노브(200)가 배치된다.

로터리 플레이트(310)와 햅틱 인쇄회로기판(40)의 사이에는 버튼 컬럼(24)이 더 구비되는데, 버튼 컬럼(24)은 고정 플레이트(320), 로터리 탄성 부재(330), 로터리 코어(340) 및 로터리 디스크(350)를 관통하여 배치되어, 로터리 코어 및 로터리 디스크를 구비하는 로터리 흡인부의 안정적인 축방향 이동을 가이드할 수도 있다.

한편, 버튼 컬럼(24)의 단부로 햅틱 하우징 베이스(도 7 및 도 8 참조)를 향한 단부에는 햅틱 인쇄회로기판(40)의 버튼 컬럼 장착구(401)과 맞물리는 버튼 컬럼 기판 장착부(245)가 구비될 수도 있다. 버튼 컬럼(24)의 외주에는 버튼 고정부(250)의 버튼 컬럼 체결부(253)와 맞물리는 버튼 컬럼 체결 대응부(241)가 형성된다. 여기서, 버튼 컬럼 체결부(253)는 돌기 형상으로, 그리고 버튼 컬럼 체결 대응부(241)는 요홈 형상으로 형성되었으나, 이들의 구성이 반대로 형성될 수도 있 음은 명백하다. 또한, 경우에 따라 버튼 컬럼(24)의 단부로 로터리 노브(300)를 향한 단부에는 버튼 컬럼 돌기(243)가 구비되고, 버튼 컬럼 돌기(243)가 버튼 고정부(250)의 단부와 맞물리는 구성을 취할 수도 있다. 버튼 고정부(250)의 버튼 고정 돌기(251)는 버튼 인쇄회로기판(220)의 고정 돌기 관통구(229)와 맞물리어 버튼 인쇄회로기판(220)이 중심축에 대하여 회전하는 것을 방지한다.

여기서, 디렉셔널 스위치 노브(210)는 복수 개가 구비되는데, 각각의 디렉셔널 스위치 노브(210)는 사전 설정된 위치에 배치되어 햅틱 액츄에이터의 작동에 대한 방향 선택을 이루는 스위치 노브로서 구현될 수도 있다. 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 디렉셔널 스위치 노브(210)의 배치는 중심으로부터의 동심선상에 등각을 이루며 배치되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 디렉셔널 스위치 노브(210)는 인접한 다른 디렉셔널 스위치 간에 90도의 간격을 가지며 등간격으로 배치되어 총 4개의 디렉셔널 스위치가 배치되는데, 이는 일예일뿐 본 발명에 따른 버튼 스위치부가 이와 같은 디렉셔널 스위치 노브의 개수에 한정되는 것은 아니다. 또한, 엔터 스위치 노브(200)는 디렉셔널 스위치 노브 (210)의 중앙에 배치된다.

버튼 인쇄회로기판(220)은 햅틱 하우징 바디(11)의 내부에 배치되는데, 보다 구체적으로, 버튼 인쇄회로기판(220)은 로터리 노브(300) 및 햅틱 하우징 바디(11)에 의하여 형성되는 내부 공간에 배치되는 버튼 커버(21) 및 버튼 베이스(23)가 결합하여 형성하는 내부 공간 내에 배치된다. 경우에 따라, 버튼 인쇄회로기판(220)은 별도의 구성 요소를 통하여 버튼 베이스(23)에 고정 장착될 수도 있다.

각각의 디렉셔널 스위치 노브(210)의 햅틱 하우징 베이스(13)를 향한 일면 상에는 복수 개의 디렉셔널 스위치 노브 체결부(215)가 형성되고, 엔터 스위치 노브(200)에는 엔터 스위치 노브 체결부(205)가 형성되며, 버튼 스위치 인쇄회로기판(220)에는 디렉셔널 스위치 노브 체결부(215)를 수용하기 위한 각각의 디렉셔널 스위치 체결 관통구(224) 및 엔터 스위치 체결 관통구(222)가 형성되는데, 엔터 스위치 노브 체결부(205) 및 디렉셔널 스위치 노브 체결부(215)의 각각의 단부는 돌기 형상으로 형성되어 엔터 스위치 노브 체결부(205) 및 디렉셔널 스위치 노브 체결부(215)가 원치 않게 엔터 스위치 체결 관통구(222) 및 디렉셔널 스위치 체결 관통구(224)로부터 분리 이탈되는 것을 방지한다. 여기서, 명확하게 도시되지는 않았으나, 버튼 인쇄회로기판(220)은 햅틱 액츄에이터(10)의 축방향에 대하여 회전하는 것을 방지하기 위하여 버튼 컬럼(24)에 고정 장착되는 구조를 더 취할 수도 있다.

버튼 인쇄회로기판(220)의 일면으로 엔터 스위치 노브(200) 및 디렉셔널 스위치 노브(210)를 향한 일면에는 복수 개의 버튼 스위치(221,225)가 구비되는데, 버튼 스위치는 엔터 스위치 노브에 구비되는 엔터 스위치 컬럼(미도시)과 맞닿는 엔터 스위치(221) 및 복수 개의 디렉셔널 스위치 노브(210)의 디렉셔널 스위치 컬럼(미도시)과 맞닿는 복수 개의 디렉셔널 스위치(225)를 포함한다. 상기한 엔터 스위치 노브 및 디렉셔널 스위치 노브에 대한 배치 구성과 동일하게, 엔터 스위치(221)는 버튼 인쇄회로기판(220)의 중앙에 배치되고 디렉셔널 스위치(225)는 버튼 인쇄회로기판(220)의 중앙, 즉 엔터 스위치로부터 등반경 상에 등각을 이루며 배치되는데, 본 실시예에서 디렉셔널 스위치(225)는 인접한 스위치에 대하여 90도 의 각을 이루며 총 4개가 동심 상에 배치된다. 본 실시예에서, 엔터 스위치(221)와 디렉셔널 스위치(225)는 택트 스위치로 구성되었으나, 본 발명은 이에 국한되지 않고 메탈돔 스위치로 구성될 수도 있는 등, 누름력에 의하여 ON/OFF 신호 여부가 결정되는 접촉 스위치 기능을 구비하는 범위에서 다양한 선택이 가능하다.

여기서, 보다 구체적으로 도시되지는 않았으나, 버튼 인쇄회로기판(220)에는 택트 스위치로 구현되는 엔터 스위치(221) 및 디렉셔널 스위치(225)의 작동 상태에 따라 전원이 단속되는 LED와 같은 별도의 광원이 더 구비되고, 각각의 엔터 스위치 노브(200) 및 디렉셔널 스위치 노브(210)에 LED와 같은 광원으로부터 생성되는 빛을 외부로 출사시키기 위하여 레이저 에칭 등과 같은 공정을 통하여 형성되는 광 표시부(미도시)가 더 구비되는 구조를 취할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.

정전 용량 스위치부(70)는 정전 용량 스위치 버튼(71)과 정전 용량 스위치 전극(73)을 구비한다. 정전 용량 스위치 버튼(71)은 유니트 하우징(50), 보다 구체적으로 유니트 하우징 바디(500)에 배치되고, 정전 용량 스위치 전극(73)은 유니트 인쇄회로기판(60)에 배치된다. 본 실시예에서, 정전 용량 스위치 버튼(71)은 일단이 유니트 하우징(50), 보다 구체적으로 유니트 하우징 바디(500)에 고정 장착되고 타단이 자유단으로 형성된다. 정전 용량 스위치 버튼(71)은 자유단으로 형성되되, 교차 배열되는 구조를 취한다. 즉, 정전 용량 스위치 버튼(71)의 자유단으로 형성되는 부분과 유니트 하우징 바디(500) 간에는 버튼 간극(503, 도 5 참조)이 형성되고, 버튼 간극(503)은 유니트 하우징 바디(500)의 중앙에 형성되는 햅틱 액츄에이터 관통구(503)를 중심으로 외곽에 원주 배열을 나타내도록 배치는데, 버튼 간극(503)이 지그 재그 타입으로 형성됨으로써 정전 용량 스위치 버튼(71)는 다른 인접한 정전 용량 스위치 버튼에 대하여 각각의 자유단이 서로 반대되는 방향을 향하도록 배치된다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 정전 용량 스위치 전극(73)은 유니트 인쇄회로기판(60) 상으로 정전 용량 스위치 버튼(71)을 향하도록 배치되는데, 정전 용량 스위치 전극(73)은 정전 용량 스위치 버튼(71)에 외력이 가해지지 않는 경우 정전 용량 스위치 버튼(71)에 대응되는 위치로 정전 용량 스위치 버튼(71)과 이격 배치된다. 정전 용량 스위치 버튼(71)은 챔퍼링 가공됨으로써, 정전 용량 스위치 버튼(71)의 자유단으로 형성되는 일단은 유니트 하우징 바디(500)에 고정 배치되는 타단보다 얇은 두께를 갖는다. 이와 같은 챔퍼링 구조의 자유단으로 형성됨으로써, 일단이 자유단으로 형성되는 정전 용량 스위치 버튼(71)의 반복적인 작동에도 원위치 복귀되는 충분한 복원력을 가질 수 있다. 사용자가 손가락으로 정전 용량 스위치 버튼(71)을 가압하는 경우, 정전 용량 스위치 버튼(71)의 일단은 유니트 인쇄회로기판(60)을 향하여 이동하고 정전 용량 스위치 버튼(71)은 유니트 인쇄회로기판(60) 상에 배치되는 정전 용량 스위치 전극(73)과 접하여 정전 용량 값을 변화시킴으로써 해당 정전 용량 스위치부가 작동된다.

본 발명의 일실시예에 따른 센세이션 시스템(2)은 시스템 발광부(80)를 구비하는데, 시스템 발광부(80)는 시스템 제어부(6, 도 22 참조)와 전기적 소통을 이루고, 햅틱 스위치 유니트(5)와 연동하여 시스템 제어부(6)의 제어 신호에 따라 햅틱 스위치 유니트(5)의 각각의 동작에 대응되는 빛을 출력한다. 시스템 발광부(80)는 시스템 발광원(81,82,87)과 시스템 프리즘(83,86)을 구비하는데, 시스템 발광원(81,82,87)은 시스템 제어부(6)의 제어 신호에 따라 빛을 생성하고, 시스템 프리즘(83,86)은 시스템 발광원(81,82,87)에 인접 배치되어 시스템 발광원(81,82,87)의 빛을 외부로 출사시킨다. 시스템 발광원(81,82,87)은 각각 복수 개의 LED와 같은 자발광원로 구현될 수 있는데, 시스템 발광원(81,82,87)은 모두 동일한 색상의 LED로 구성될 수도 있으나 적색, 청색, 백색 등의 복수 개의 색상을 구비하는 LED로 형성될 수도 있다. 경우에 따라, 그 이상의 색상이 필요한 경우, 시스템 발광원은 별도의 색상 필터를 더 구비하여 소정의 색상의 빛을 출력하는 구조를 취할 수도 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은, 본 발명의 일실시예에 따른 시스템 발광부(80)의 시스템 프리즘은 링 타입 시스템 프리즘(86)과 라인 타입 시스템 프리즘(83)을 포함한다.

링 타입 시스템 프리즘(86)은 중앙에 프리즘 관통구(86e)를 구비하는데, 햅틱 액츄에이터(1)의 상단부는 프리즘 관통구(86e)를 관통하고 유니트 하우징 바디(500)의 햅틱 액츄에이터 관통구(502)를 거쳐 외부로 노출된다. 도 19에는 링 타입 시스템 프리즘(86)을 포함하는 부분에 대한 개략적인 부분 단면도가 도시된다. 링 타입 시스템 프리즘(86)의 하단부는 유니트 하우징 바디(50)의 내에 배치된다. 링 타입 시스템 프리즘(86)의 상단부에는 링 타입 시스템 프리즘 지지 연장부(86d)를 구비하고 링 타입 시스템 프리즘(86)의 하단부의 일면에는 링 타입 시스 템 프리즘 접촉단(86b)을 구비하는데, 링 타입 시스템 프리즘 지지단(86d)은 햅틱 하우징 바디(11)의 상단부와 접촉하고 링 타입 시스템 프리즘 접촉단(86b)은 유니트 하우징 바디(500)의 내부 하면과 접촉하여 링 타입 시스템 프리즘을 지지한다. 링 타입 시스템 프리즘(86)의 하단부에는 링 타입 시스템 프리즘 입사면(86a)이 그리고 상단부에는 링 타입 시스템 프리즘 출사면(86c)이 구비되는데, 링 타입 시스템 프리즘 입사면(86a)과 링 타입 시스템 프리즘 출사면(86c)은 서로 교차 배치되는 구성을 취한다. 링 타입 시스템 프리즘(86)의 인근에는 시스템 발광원(87)이 구비되는데, 시스템 발광원(87)은 사이드 뷰 LED(side view LED)와 같은 측면 조사 타입의 발광원로 구현되어 링 타입 시스템 프리즘(86)의 외주 상에 복수 개가 배치되는 구조를 취할 수도 있다. 시스템 발광원(87)은 링 타입 시스템 프리즘(86)의 최대 관통 길이를 갖는 선상에 배치된다. 즉, 도 19에 도시된 바와 같이, 링 타입 시스템 프리즘(86)은 다양한 프리즘 관통 길이(l)가 형성되는데, 최대 관통 길이(lmax)는 다른 프리즘 관통 길이(l) 중에서 최대 값을 지닌다. 여기서, 프리즘 관통 길이는 빛이 링 타입 시스템 프리즘(86)을 관통하는 직선 상의 길이를 의미한다. 시스템 발광원(87)으로부터 생성된 빛은 입사되는 빛과 수직한 링 타입 시스템 프리즘 입사면(86a)을 통하여 입사되어 링 타입 시스템 프리즘 출사면(86c)을 통하여 출사되는데, 이와 같은 구조를 통하여 링 타입 시스템 프리즘 내에서의 광 경로를 증대시켜 시스템 발광원(87)으로부터 생성되어 입사된 빛의 퍼짐을 보다 원활하게 하는 구성을 취할 수 있다.

또한, 링 타입 시스템 프리즘(86)의 일면에는 프리즘 장착부(86f)가 구비되 고, 유니트 하우징의 내측면으로 프리즘 장착부(86f)의 대응 위치에는 프리즘 장착부(86f)와 맞물리는 프리즘 장착 대응부(506)가 구비된다. 즉, 도 19에 도시된 바와 같이, 링 타입 시스템 프리즘(86)의 일면으로 링 타입 시스템 프리즘 접촉단(86b)의 일면으로 유니트 하우징(500)의 내측면을 향한 일면에 프리즘 장착부(86f)가 구비되고, 프리즘 장착부(86f)의 대응되는 위치로 유니트 하우징(500)의 내측면에는 프리즘 장착 대응부(506)가 구비된다. 여기서, 프리즘 장착부(86f)는 요홈 형상으로, 그리고 프리즘 장착 대응부(506)는 돌기 형상으로 구성되었는데, 이는 서로 대응되어 접촉하는 구조를 취하는 범위에서 서로 반대되는 구성을 취할 수도 있는 등 다양한 구성이 가능하다.

경우에 따라 시스템 발광부(80)의 시스템 프리즘은 라인 타입 시스템 프리즘을 더 구비할 수도 있다. 라인 타입 시스템 프리즘(83)은 유니트 하우징(50)의 내부, 보다 구체적으로 유니트 하우징 바디(500)와 유니트 하우징 베이스(510)에 의하여 형성되는 내부 공간에 배치되어 정전 용량 스위치부(70)에 빛을 제공하여 사용자로 하여금 정전 용량 스위치부(70)의 적절한 작동 위치를 보다 용이하게 파악할 수 있도록 한다. 시스템 발광부(80)는 시스템 발광원(81,82)과 라인 타입 시스템 프리즘(83)을 포함하는데, 시스템 발광원(81,82)도 LED와 같은 발광원로 구현될 수 있는데, 시스템 발광원(81,82)은 유니트 인쇄회로기판(60)에 배치된다. 센세이션 시스템에 구비되는 시스템 제어부(6)로부터의 전기적 제어 신호에 의하여 시스템 발광원(81,82)의 작동 여부가 결정된다. 도면 부호 81,82로 지시되는 시스템 발광원은 상기한 도면 부호 87로 지시되는 시스템 발광원과 동일한 작동을 수행하는 구조를 취할 수도 있고, 경우에 따라서 개별적인 작동을 수행하는 구조를 취할 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 선택이 가능하다.

본 실시예에서 시스템 발광원(81,82)은 유니트 인쇄회로기판(60)의 하면에 배치된다. 시스템 발광원(81,82)은 정전 용량 스위치 전극(73)의 중심에 배치되는 시스템 발광 중앙 램프(81)와 정전 용량 스위치 전극(73)의 인근에 배치되는 시스템 발광 사이드 램프(82)를 포함한다. 시스템 발광 중앙 램프(81)는 톱 LED 타입으로 라인 타입 시스템 프리즘(83)의 상부에서 조사되는 구조를 취하고, 시스템 발광 사이드 램프(82)는 라인 타입 시스템 프리즘(83)의 측면에서 조사되는 구조를 취한다. 여기서, 시스템 발광원(81,82)은 두 가지 타입이 모두 구비되는 경우에 대하여 도시되었으나, 시스템 발광원(81,82)은 어느 하나를 선택적으로 또는 모두를 구비할 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 구성이 가능하다. 라인 타입 시스템 프리즘(83)은 시스템 발광 중앙 램프(81)에 인접하도록 유니트 하우징(50)의 내부로 유니트 하우징 베이스(510) 및 유니트 인쇄회로기판(60)의 사이에 배치된다. 즉, 유니트 하우징 베이스(510)에는 시스템 프리즘 수용부(511)가 형성되는데, 라인 타입 시스템 프리즘(83)은 시스템 프리즘 수용부(511)에 수용된다. 시스템 프리즘 수용부(511)의 내측벽에는 유니트 인쇄회로기판 안착부(512)가 돌출 형성되어 유니트 인쇄회로기판(60)의 안정적인 장착을 가능하게 함으로써, 라인 타입 시스템 프리즘(83)은 유니트 인쇄회로기판(60)과 유니트 하우징 베이스(510)의 사이에 배치된다. 따라서, 라인 타입 시스템 프리즘(83)은 시스템 발광원(81)으로부 터 생성되는 빛을 라인 타입 시스템 프리즘(83)의 일부, 본 실시예에서 상면으로 집중적으로 출사되도록 한다. 라인 타입 시스템 프리즘은 지그 재그 타입 프리즘 바디로 구현될 수 있고, 경우에 따라 시스템 발광원(81,82)으로부터 유입되는 광 경로를 증대시키기 위하여 지그 재그 타입 프리즘 바디로부터 연장 형성되는 프리즘 연장부(85)를 더 구비하는 구성을 취할 수도 있고, 라인 타입 시스템 프리즘(83)으로 빛이 보다 용이하게 입사되고 전달될 수 있도록, 라인 타입 시스템 프리즘(83)의 최대 관통 길이 선상에 시스템 발광 사이드 램프(82)가 배치되는 구조를 취한다. 도 21에 도시된 바와 같이, 시스템 발광 사이드 램프(82)는 복수 개가 구비되되, 최대 광경로 길이를 확보할 수 있도록 지그 재그 타입 프리즘 바디의 각각의 직선 부분에 배치된다. 또한, 프리즘 연장부(85)는 시스템 발광원(82)으로부터의 빛의 유입을 보다 용이하게 하기 위하여 시스템 발광원(82)으로부터의 빛의 진입 방향에 수직하는 연장부 입사면(85a)을 구비한다.

라인 타입 시스템 프리즘(83)의 대응되는 위치로 유니트 인쇄회로기판(60)에는 유니트 기판 관통구(61)가 구비된다. 따라서, 시스템 발광원(81,82)의 작동에 의하여 생성되는 빛은 라인 타입 시스템 프리즘(83)으로 집중되고 라인 타입 시스템 프리즘(83)의 상단을 통하여 출사되는 빛은 유니트 인쇄회로기판(60)의 유니트 기판 관통구(61)와, 유니트 하우징 바디(500)에 형성된 버튼 간극(503)을 통하여 출사된다. 따라서, 사용자로 하여금 햅틱 액츄에이터(1)를 중심으로 원주 열로 배치되는 복수 개의 정전 용량 스위치 버튼(71) 간의 경계를 보다 명확하게 인식할 수 있을 뿐만 아니라, 햅틱 액츄에이터 및/또는 정전 용량 스위치부를 구비하는 햅 틱 스위치 유니트의 동작에 대응하는 빛을 시스템 제어부로부터의 제어 신호에 따라 생성하여 출사시켜 사용자로 하여금 햅틱 스위치 유니트의 작동 상태를 보다 용이하게 인식할 수 있도록 한다. 경우에 따라, 정전 용량 스위치 버튼은 일단이 자유단으로 형성되고 버튼 간극이 형성되는 구조 이외 박막 형태로 형성되고 정전 용량 스위치 버튼의 외주에 레이저 에칭과 같은 가공 공정을 통하여 빛이 출사될 수 있는 소정의 버튼 표시부(미도시)가 구비되는 구성을 취할 수도 있다.

또 한편, 본 발명에 따른 시스템 발광부는 다른 형태의 구성요소에 배치될 수도 있다. 즉, 상기 실시예에서 시스템 발광부는 햅틱 스위치 유니트에 배치되는 구조에 대하여 설명하였으나, 시스템 발광부는 시스템 디스플레이부에 구비되는 구성을 취할 수도 있다. 즉, 시스템 디스플레이(3)는 시스템 하우징(4)에 배치되는데, 시스템 디스플레이(3)는 햅틱 스위치 유니트(5)와 전기적 소통을 이루어 햅틱 스위치 유니트(5)의 작동 상태를 표시한다. 도 20에는 본 발명의 일실시예에 따른 시스템 발광부의 다른 일예에 대한 개략적인 부분 단면도가 도시된다. 시스템 디스플레이(3)는 시스템 디스플레이 패널(3a)과 시스템 디스플레이 하우징(3b)을 구비하는데, 시스템 디스플레이 패널(3a)은 화상 영역이 외부로 노출되도록 시스템 디스플레이 하우징(3b)에 장착된다. 시스템 디스플레이 패널(3a)과 시스템 디스플레이 하우징(3b) 사이로 시스템 디스플레이 패널의 외주에는 렉탱귤러 타입(rectangular type) 시스템 프리즘(88))이 구비되는데, 렉탱귤러 타입 시스템 프리즘(88)의 상단에는 디스플레이 하우징 장착단(88d)이 배치되고 렉탱귤러 타입 시스템 프리즘(88)의 하단에는 디스플레이 패널 장착단(88b)이 배치되어, 시스템 디 스플레이 하우징(3b)과 시스템 디스플레이 패널(3a) 사이에 지지되며 배치되는 구조를 취한다. 여기서 도시되지는 않았으나, 렉탱귤러 타입 시스템 프리즘(88)을 지지하는 별도의 구성요소가 더 구비될 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 변형이 가능하다. 렉탱귤러 타입 시스템(88)의 측면으로 시스템 디스플레이 하우징(3b)의 내부에 배치되는 측면에는 렉탱귤러 타입 시스템 프리즘 입사면(88a)이 배치되고, 렉탱귤러 타입 시스템 프리즘(88)의 측면으로 시스템 디스플레이(3)의 외부를 향한 단부에는 렉탱귤러 시스템 프리즘 출사면(88c)이 형성된다. 렉탱귤러 시스템 프리즘(88)에 인접하여 시스템 디스플레이(3), 보다 구체적으로 시스템 디스플레이 하우징(3b)의 내측면에는 시스템 발광원(89)이 구비된다. 시스템 디스플레이 하우징(3b)의 내측면에는 디스플레이 인쇄회로기판(3c)이 배치되는데, 시스템 발광원(89)은 디스플레이 인쇄회로기판(3c)의 배선(미도시)과 연결되어 시스템 제어부(6)와 전기적 소통을 이루며, 햅틱 유니트, 보다 구체적으로 햅틱 액츄에이터 및/또는 정전용량 스위치부의 각각의 동작에 대응하는 빛을 출사시킬 수 있다. 시스템 발광원(89)은 복수 개가 구비될 수도 있고, 두 가지 이상의 색상의 빛을 출사하는 LED 램프로 구성될 수도 있다. 시스템 디스플레이(3)에 배치되는 시스템 프리즘(88) 및 시스템 발광원(89)은 단독으로 및/또는 상기한 도면 부호 86의 링 타입 시스템 프리즘과 도면 부호 87로 지시된 시스템 발광원과 함께 구비될 수도 있다.

시스템 발광원(89)으로부터 출사되는 빛은 렉탱귤러 시스템 프리즘(88)의 렉탱귤러 시스템 프리즘 입사면(88a)을 통하여 입사되어 시스템 프리즘 출사면(88c) 을 거쳐 출사되는데, 시스템 발광원(89)은 렉탱귤러 시스템 프리즘(88)의 최장 관통 길이를 형성하는 선상에 배치됨으로써 렉탱귤러 시스템 프리즘(88) 내부에서의 광 경로가 최대화될 수 있다.

도 22에는 본 발명에 따른 센세이션 시스템(2)의 개략적인 블록 선도가 도시되고, 도 23에는 본 발명에 따른 센세이션 시스템(2)의 햅틱 스위치 유니트(5)에 대한 개략적인 평면도가 도시된다. 센세이션 시스템(2)은 시스템 하우징(4)에 배치되는 햅틱 액츄에이터(1)를 구비하는 햅틱 스위치 유니트(5)와, 시스템 디스플레이(3)와, 시스템 제어부(6)를 구비하고, 저장부(7) 및 연산부(8)를 더 구비할 수 있는데, 여기서 햅틱 유니트(5)의 햅틱 액츄에이터(1) 및 정전 용량 스위치부(70)에 대한 설명은 상기한 사항들로 대체한다.

시스템 제어부(6)와, 저장부(7)와, 연산부(8)는 시스템 하우징에 배치될 수 있는 별도의 인쇄회로기판 상에 배치될 수도 있고 경우에 따라 유니트 인쇄회로기판(60)에 함께 배치되는 구조를 취할 수도 있다. 저장부(7)는 코어 코일(미도시)/로터리 코어(340)와 로터리 흡인부(350) 간의 자기 흡인력에 대한 사전 설정 패턴을 저장하는데, 경우에 따라서 하기되는 연산부(4)에서 연산된 수치를 임시로 저장하는 버퍼부의 기능도 수행할 수 있다.

도 15 내지 도 18에는 저장부(2)에 저장되는, 로터리 코어(340)와 로터리 흡인부(350) 간의 자기 흡인력에 대한 사전 설정 패턴의 예들이 도시되어 있는데, 각각의 도면에서 좌측은 로터리 노브(300)의 회전각(θ)에 따라 작용하는 자기 흡인력(Fd)의 패턴을 나타내고, 우측은 사용자에 의한 임의의 일정한 작용력(PT)이 가 해질 때 로터리 노브(300)를 통해 작용하는 힘의 합력(=PT-F2=PT-μs{Fd+Wc-Wd,s})을 개략적으로 나타낸다. 도 15에는 소정의 각도 위치에서 일시적으로 증가하여 사용자로 하여금 소정의 각도 위치에서 디텐트 감(感)을 느낄 수 있도록 하는 디텐트 패턴(detent pattern)이 도시된다. 도 16는 모든 각도 위치에서 일정한 자기 흡입력(Fd)이 가해지는 상수 패턴(constant pattern)을 도시하고, 도 17는 소정의 각도 위치 이상의 회전각(θ)에 대하여 임의의 일정한 작용력(PT)보다 큰 최대 자기 흡인력(Fd max)을 제공함으로써 소정의 각도 위치 이상으로의 회동을 제한하는 배리어 패턴(barrier pattern)을 도시하며, 도 18은 두 개 이상의 패턴이 복합된, 즉 각도 위치 A 및 C에서 디텐트 패턴을 구비하고 각도 위치 B에서 배리어 패턴을 구비하는 복합 패턴(compound pattern)을 도시한다. 도 15 내지 도 18에는 총 4개의 자기 흡입력 패턴이 도시되었는데, 이는 본 발명의 일예일뿐 보다 다양한 패턴이 형성될 수 있다. 또한, 도 15 내지 도 18에는 로터리 스위치부의 작동의 경우에 대하여 도시되었는데, 햅틱 액츄에이터가 진동 모드로 작동하는 경우에 대하여도 다양한 자기 흡입력 패턴이 형성될 수 있다. 예를 들어, 짧은 주기 동안 복수 개의 최대 자기 흡입력(Fd max)이 가해짐으로써 로터리 코어와 로터리 디스크의 충격, 궁극적으로 로터리 흡인부/로터리 코어의 로터리 탄성 부재를 통한 고정 플레이트와의 충격이 발생하는 임팩트 패턴(impact pattern)이 형성될 수도 있다.

한편, 본 발명에 따른 저장부(2)는 햅틱 액츄에이터의 로터리 코어(340)와 로터리 흡인부(350) 간의 자기 흡인력에 대한 사전 설정 패턴뿐만 아니라, 사전 설정 패턴, 즉 햅틱 유니트의 햅틱 액츄에이터 및/또는 정전 용량 스위치부의 각각의 동작에 대응하는 시스템 발광부의 작동 패턴도 사전 저장할 수 있다. 예를 들어, 햅틱 액츄에이터가 도 15에 도시된 디텐트 패턴을 형성하는 경우 시스템 발광부의 시스템 발광원은 청색의 빛을 생성하고, 도 16에 도시된 상수 패턴을 형성하는 경우 시스템 발광부의 시스템 발광원은 백색의 빛을 생성하고, 도 17에 도시된 배리어 패턴을 형성하는 경우 시스템 발광부의 시스템 발광원은 적색의 빛을 생성하고, 도 18에 도시된 복합 패턴을 형성하는 경우 시스템 발광부의 시스템 발광원은 자주색의 빛을 생성하는 등 각각의 햅틱 유니트의 동작에 대응하는 색상의 빛을 시스템 발광부가 출력할 수도 있다.

뿐만 아니라, 저장부(2)에 저장되는 햅틱 유니트의 동작에 대응하는 시스템 발광부의 동작은 플릭 동작(깜박임 동작)도 포함할 수 있다. 도 15 내지 도 18의 각각의 자기 흡인력 패턴이, 하기되는 정전 용량 스위치부를 포함한 햅틱 스위치 유니트의 각각의 작동 모드에 대응하여 설정되는 경우, 시스템 발광부는 각각의 모드 선택시 해당 색상의 시스템 발광원을 온(ON) 작동시키되 해당 모드 선택시 선택 완료 여부를 알려주는 플릭 동작의 플릭 회수 내지 플릭 주기 등이 저장부(2)에 사전 저장될 수 있다. 플릭 동작은 모드 선택시 수회의 빠른 깜박임과 각각의 모드 수행 중 일정한 주기로 깜박임을 실행하는 구조를 취할 수 있다. 예를 들어, 오디오 모드 작동 중 하기되는 정전 용량 스위치부의 볼륨 스위치 버튼(71-8)이 선택되는 경우, 해당 정전 용량 스위치는 시스템 제어부(6)로 입력 신호를 전달하고 시스템 제어부(6)는 저장부(2)에 사전 설정되어 저장된 해당 볼륨 작동 모드에 대응하는 자기 흡인력 신호를 햅틱 액츄에이터에 그리고 시스템 발광부의 작동을 위한 제 어 신호를 시스템 발광원에 전달하고, 제어 신호에 따라 시스템 발광원은 녹색의 빛을 방출한다. 시스템 발광원의 녹색 빛 방출은 볼륨 모드 선택시 2회의 신속한 깜박임을 이루고 이후 점등 상태를 유지한다. 사용자가 햅틱 액츄에이터의 로터리 노브(300)를 회전하는 경우 회전에 따른 전기적 신호의 변화는 시스템 제어부(6)로 전달되고, 시스템 제어부(6)는 이에 대응하여 볼륨 모드의 수행을 사용자로 하여금 알 수 있도록 녹색 빛의 사전 설정된 주기로 점멸 작동시킨다. 로터리 노브(300)를 통한 햅틱 액츄에이터의 조작이 종료되는 경우 시스템 제어부(6)는 녹색 빛을 점등 상태로 유지하고, 저장부(2)에 저장된 사전 설정된 입력 시간 동안 사용자에 의한 더 이상의 로터리 노브 조작이 없는 경우 시스템 제어부(6)는 시스템 발광원의 녹색 빛을 소등시키고 종전 오디오 모드에 대응되는 주황색 빛을 방사하여 사용자로 하여금 오디오 모드 작동 상태를 인지하도록 할 수 있다. 즉, 사용자에 의하여 햅틱 스위치 유니트에 대한 소정의 작동 모드가 선택 및 수행되는 경우 시스템 제어부(6)는 저장부(2)에 사전 설정되어 기저장된 플릭 동작에 대응하는 제어 신호를 인가하여 시스템 발광원로 전달하여 해당 색상의 빛의 방사 뿐만 아니라 온/오프 제어를 통한 플릭 동작을 수행할 수도 있다.

연산부(8)는 하기되는 시스템 제어부(6)와 전기적 소통을 이루며 코어 코일에 인가될 전기적 신호를 연산한다. 즉, 햅틱 액츄에이터가 회전 모드인 경우, 연산부(2)는 시스템 제어부(6)로부터 전달되는 저장부(7)에 저장된 자기 흡입력의 사전 설정 패턴과, 회동 감지부(500, 도 7 및 도 8 참조)에서 감지된 로터리 노브, 궁극적으로 로터리 디스크(355, 도 7 참조)의 회동량에 기초하여, 소정의 자기 흡 인력을 인가하기 위하여 필요한 인가 전류 I를 연산한다. 시스템 제어부(6)는 회동 감지부(600), 저장부(2), 연산부(4) 및 코어 코일과 전기적 소통을 이루는데, 연산부(4)로부터 연산된 인가 전류 I를 코어 코일에 인가한다. 또한, 햅틱 액츄에이터 장치에 대하여, 회전 모드와 진동 모드 중 사용자에 의하여 선택된 모드를 판단한다.

시스템 제어부(6)는 정전 용량 스위치부(70)와도 전기적 소통을 이룰 수 있다. 도 23에는 본 발명의 시스템 하우징(50)에 대한 개략적인 평면도가 도시되는데, 시스템 하우징 바디(500)에는 복수 개의 정전 용량 스위치 버튼(71-1,71-2,71-3,71-4,71-5,71-6,71-7,71-8)이 구비된다. 각각의 정전 용량 스위치 버튼은 HVAC 스위치 버튼(71-1), 시트 제어 스위치 버튼(71-2), 엔터 스위치 버튼(71-3), Exit/메뉴 스위치 버튼(71-4), 네비게이션 스위치 버튼(71-5), DMB 스위치 버튼(71-6), 오디오 스위치 버튼(71-7), 볼륨 스위치 버튼(71-8) 등으로 구현될 수 있다.

센세이션 시스템(2)에 전원이 인가되는 경우, 센세이션 시스템(2)의 시스템 디스플레이(3)에는 도 24 및 도 25와 같은 예시적인 유저 인터페이스가 표시되는데, 유저 인터페이스로서 시스템 디스플레이(2)에 표시되는 화면은 햅틱 액츄에이터의 표시부를 중심으로 이들의 외곽에는 각각의 정전 용량 스위치의 작동 모드를 표시하는 아이콘이 표시된다. 사용자가 각각의 정전 용량 스위치 버튼을 작동시키는 경우, 변화되는 정전 용량 스위치부의 작동 상태가 변화되어 발생하는 전기적 신호가 시스템 제어부(6)로 전달되고, 시스템 제어부(6)는 각각의 정전 용량 스위치부의 작동 모드에 대응되는 화상을 시스템 디스플레이(3)가 표시된다. 예를 들 어, 사용자가 햅틱 스위치 유니트에 구비되는 정전 용량 스위치부에 구비되는 HVAC 스위치 버튼(71-1), 볼륨 스위치 버튼(71-8), 시트 제어 스위치 버튼(71-2), 네비게이션 스위치 버튼(71-5)를 조작하는 경우 시스템 제어부(6)는 시스템 디스플레이(3)에 도 26, 도 27, 도 28, 도 29와 같은 HVAC 유저 인터페이스, 오디오 볼륨 유저 인터페이스, 시트 제어 유저 인터페이스, 네비게이션 유저 인터페이스를 각각 표시한다. 한편, 동시에 두 개 이상의 정전 용량 스위치 버튼이 조작되어 시스템 제어부(6)가 동시에 입력되는 두 개의 정전 용량 변화에 따른 전기적 신호를 감지하는 경우, 시스템 제어부(6)는 시스템 디스플레이(3) 및 버튼에 대응되는 각종 장치로의 제어 신호 출력을 대기 상태로 전환하여 정전 용량 스위치부의 오조작으로 인한 대응 장치의 오작동을 방지할 수도 있다. 여기서, 명확하게 도시되지는 않았으나, 센세이션 시스템의 햅틱 스위치 유니트에는 별도의 온습도 센서가 구비되어 센세이션 시스템의 온도 및 습도에 따른 외부 작동 환경의 정보가 시스템 제어부(6)에 전달되어 저장부(7)에 기 저장된 온습도 환경에 따른 정전 용량 전극의 유전 상수를 보정하는 과정을 더 수행할 수도 있다. 또한, 저장부(7)에는 다수 환경에 따른 유전 상수에 대한 정보가 사전 저장됨으로써, 정전 용량 스위치부의 작동 환경에 따른 적절한 보정 과정을 통하여, 정전 용량 스위치부의 보다 정확한 작동 상태 여부 판단이 가능한 구조를 취할 수도 있다.

그런 후, 사용자가 햅틱 액츄에이터(1, 도 2 참조)를 조작하는 경우 회동 감지부를 통하여 회동 신호가 시스템 제어부(6)로 전달되고, 또한 경우에 따라 버튼 스위치부(20)의 조작에 따른 버튼 조작 신호가 시스템 제어부(6)로 전달된다. 시 스템 제어부(6)는 저장부(7) 및 연산부(8)와의 전기적 소통을 통하여 회동 신호 또는 버튼 조작 신호에 대응하는 제어 신호를 각각의 차량 공기 조화 장치(미도시), 오디오 장치(미도시), 시트 전동 모터(미도시) 및 네비게이션 장치(미도시)에 전달함으로써 각각의 장치들을 제어한다. 이런 과정 중, 회동 신호를 전달받은 시스템 제어부(6)는 저장부(6)에 저장된 패턴에 따라 로터리 스위치부(30)를 작동시키는 제어 신호로서의 전류를 로터리 스위치부(30)의 코어 코일로로 전달하여, 로터리 스위치부(30)를 작동시킴으로써 로터리 노브를 회동시키는 사용자에게 디텐트 감 등을 제공할 수 있고, 시스템 제어부(6)로부터의 제어 신호에 의하여 시스템 발광부(80)의 시스템 발광원(81,82,87,89)의 온/오프 제어가 수행되어 해당 모드에 대한 사전 설정된 색상 및/또는 플릭 동작 제어가 수행되어 사용자로 하여금 수행되는 작동 모드 및 작동 상태의 보다 용이하고 신속한 인지를 가능하게 한다. 또한, 이러한 각각의 작동 상태는 시스템 디스플레이(3)로 전달되어 도 27, 도 29, 도 31 및 도 32, 도 34와 같이 HVAC의 풍량 조절, 오디오 볼륨 증대, 시트 인클라이닝 동작 및 전후 이동, 네비게이션 탐색 등과 같은 각각의 작동 상태가 화상 표시된다.

이와 같은 일련의 유저 인터페이스 등을 통한 각각의 장치에 대한 제어 과정시, 시스템 제어부(6)는 음향부(9)로 각각의 제어 효과음을 출력하여 사용자로 하여금 작동 모드를 보다 용이하게 알 수도 있다. 음향부(9)는 시스템 제어부(6)와 전기적 소통을 이루고, 햅틱 스위치 유니트(5)와 연동하여 시스템 제어부(6)의 제어 신호에 따라 햅틱 스위치 유니트(5)의 각각의 동작에 대응되는 음향 신호를 출력할 수 있다. 저장부(2)에는 각각의 작동 모드 및 모드의 각종 동작에 대응하 는 음향 데이터를 기저장한다.

예를 들어, 오디오 모드 작동 중 하기되는 정전 용량 스위치부의 볼륨 스위치 버튼(71-8)이 선택되는 경우, 해당 정전 용량 스위치는 시스템 제어부(6)로 입력 신호를 전달하고 시스템 제어부(6)는 저장부(2)에 사전 설정되어 저장된 해당 볼륨 작동 모드에 대응하는 자기 흡인력 신호를 햅틱 액츄에이터에 그리고 시스템 발광부의 작동을 위한 제어 신호를 시스템 발광원에 전달할 뿐만 아니라, 해당 볼륨 작동 모드에 대응하는 음향 데이터에 기초하여 음향 제어 신호를 음향부(9)로 전달하고, 제어 신호에 따라 음향부는 음향 신호를 출력한다. 시스템 발광원의 녹색 빛 방출은 볼륨 모드 선택시 2회의 신속한 깜박임을 이루고 이후 점등 상태를 유지함과 더불어, 볼륨 작동 모드의 선택에 대응하는 신호음이 2회 반복되고 이후 "볼륨 조절 모드입니다"와 같은 음향 신호를 출력한다. 여기서, 명확하게 도시되지는 않았으나, 이와 같은 음향 신호 출력을 위하여 별도의 DSP(digital signal proecssor)가 더 구비될 수도 있다.

사용자가 햅틱 액츄에이터의 로터리 노브(300)를 회전하는 경우 회전에 따른 전기적 신호의 변화는 시스템 제어부(6)로 전달되고, 시스템 제어부(6)는 이에 대응하여 볼륨 모드의 수행을 사용자로 하여금 알 수 있도록 녹색 빛의 사전 설정된 주기로 점멸 작동시키는데, 이와 더불어 특정 신호음을 주기적으로 반복한다. 물론, 로터리 노브(300)의 회전에 따라 볼륨을 증감시키기 위한 전기적 신호가 스피커(미도시)와 같은 음향 출력부에 전달되어 스피커의 볼륨이 증감되며 이에 따라 특정 신호음의 음량도 증감된다. 로터리 노브(300)를 통한 햅틱 액츄에이터의 조 작이 종료되어 저장부(2)에 저장된 사전 설정된 입력 시간 동안 사용자에 의한 더 이상의 로터리 노브 조작이 없는 경우 시스템 제어부(6)는 시스템 발광원의 녹색 빛을 소등시키고 종전 오디오 모드에 대응되는 주황색 빛을 방사함과 동시에, 종전의 오디오 모드 복귀에 따른 "오디오 모드입니다"와 같은 음향 신호를 출력하여 사용자로 하여금 오디오 모드 작동 상태를 인지하도록 할 수 있다.

또한, 센세이션 시스템(2)은 신호 출력부(9a)를 통하여 외부 장치와 신호 송수신을 이룰 수도 있는데, 신호 출력부(9a)를 통하여 저장부(7)에 저장되어 있는 네비게이션 맵 정보를 갱신하거나 또는 최신 음악 화일을 다운로드할 수도 있는 등 다양한 작동 과정을 수행할 수도 있으며, 이에 대응하여 시스템 발광부 및/또는 음향부가 해당 모드의 작동을 위한 광 및/또는 음향 신호를 출력하여, 햅틱 액츄에이터에 의한 촉각 감지 뿐만 아니라 시각 및/또는 청각을 통한 사용자의 인지 가용 범위를 증대시켜 센세이션 시스템의 작동 상태를 보다 용이하게 인지할 수 있도록 할 수도 있다.

한편, 상기 실시예들에 있어서 시스템 발광부는 시스템 발광원과 시스템 프리즘을 구비하고 시스템 발광원이 LED로 구현되는 구조에 대하여 설명하였으나, 이는 본 발명의 일실시예일뿐 본 발명이 이에 국한되지 않고 LED 이외의 시스템 발광원을 구비하거나 및/또는 시스템 발광원 만을 구비하는 구성을 취할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다. 도 35에는 본 발명에 따른 센세이션 시스템의 시스템 발광부의 변형예에 대한 개략적인 분해 사시도가 도시되는데, 시스템 발광부(80') 이외의 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 도면 부호를 부여하였고 이에 대한 설명 은 중복되는바 생략한다. 시스템 발광부(80')는 시스템 발광원(860)과 발광원 프로텍터(860')을 구비하는데, 시스템 발광원(860)은 전계 발광 소자 중의 일예로서의 유기 전계 발광 소자로 구현된다. 발광원 프로텍터(860')는 투명 재질로 형성되어 유기 전계 발광 소자로 구현되는 시스템 발광원(860)으로 생성되는 빛은 투과시키되 시스템 발광원(860)을 단순 보호하는 커버 기능을 수행하는데, 경우에 따라서는 발광원 프로텍터(860')를 배제하고 시스템 발광원(860)이 외부로 직접 노출되는 구조를 취할 수도 있다.

도 36에는 시스템 발광원(860)에 대한 개략적인 단면도가 도시되는데, 시스템 발광원(860)은 글라스 등과 같은 기판(861)의 일면에 형성되는 제 1 전극(861)과, 제 1 전극(861)과 이격되어 대향 배치되는 제 2 전극(865), 제 1 전극(861)과 제 2 전극(866) 사이에 순차적으로 배치되는 정공 주입/수송층(863), 발광층(864), 전자 수송/주입층(865)을 구비하는데, 이는 일예일뿐 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 발광층을 구비하는 범위에서 변형 가능하다. 제 1 전극(861)과 제 2 전극(867)은 배선(미도시)을 통하여 제어부와 전기적 소통을 이루는데, 제 1 전극(861)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ATO(aluminium tin oxide), 및 ZnO(zinc oxide) 중의 하나 이상의 투명 전극으로 구현되고, 제 2 전극(867)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Ir, 및 Cr 중의 하나 이상의 반사성 전극으로 구현될 수도 있다. 정공 주입/수송층(863)은 CuPc, NPD와 같은 재료로 형성될 수 있고, 전자 수송/주입층(865)은 Alq(tris(8-quinolinolato)aluminium), LiF 등과 같은 재료로 형성될 수도 있고, 발광층(864)은 프탈로시아닌(CuPc, copper phthalocyanine), Alq3 등과 같은 재료로 형성될 수 있다. 이들 전극 및 유기층은 밀봉재(867)에 의하여 밀봉되어 외부 공기와의 접촉에 의한 유기물의 열화를 방지한다. 제 1 전극(862)과 제 2 전극(866)은 제어부에 의하여 전달되는 전기적 신호에 의하여 발광 여부가 제어됨으로써, 사용자에게 직접적으로 빛을 출사시킴으로써 햅틱 스위치 유니트에 의한 햅틱 기능 이외에 빛의 주시를 통하여, 햅틱 스위치 유니트의 작동 모드에 대한 직접적이며 빠른 인지를 가능하게 한다.

상기 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 일예들로, 본 발명이 이에 국한되지 않고, 햅틱 액츄에이터를 구비하는 햅틱 스위치 유니트 및 시스템 발광부를 구비하는 센세이션 시스템을 제공하는 범위에서 다양한 변형이 가능하다. 즉, 시스템 발광부의 시스템 발광원은 LED, 유기 전계 발광 소자 이외에 무기 전계 발광 소자로 구현될 수도 있고, 상기 실시예의 변형예로서의 유기 전계 발광 소자는 단순한 면광원 형태로 구현되었으나, 능동 전계 발광 소자의 구조를 취하여 다양한 색상의 빛을 출사시키는 구조를 취할 수도 있다. 또한, 상기 실시예들에서는 스위치 유니트를 햅틱 기능을 구비하는 햅틱 스위치 유니트로 기술하였으나, 스위칭 조작에 연동하여 빛을 출사시켜 사용자로 하여금 작동 모드를 인지하게 하는 시스템 발광부를 구비하는 범위에서 다양한 스위치 유니트와도 연계될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 센세이션 시스템의 개략적인 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 스위치 유니트의 개략적인 사시도이다.

도 3은 도 2의 햅틱 스위치 유니트의 개략적인 분해 사시도이다.

도 4는 도 3의 햅틱 스위치 유니트의 다른 시점에서 본 개략적인 분해 사시도이다.

도 5는 햅틱 스위치 유니트의 유니트 하우징 바디의 개략적인 부분 확대 사시도이다.

도6은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 스위치 유니트의 정전 용량 스위치부의 작동 과정을 나타내는 개략적인 부분 단면도이다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 액츄에이터의 개략적인 분해 사시도이다.

도 8는 도 7의 햅틱 액츄에이터의 다른 시점에서 본 개략적인 부분 분해 사시도이다.

도 9는 본 발명의 로터리 디스크의 일면 상에 작용하는 힘을 표현하는 개략화된 FBD(free body diagram)을 나타내는 개략도이다.

도 10은 본 발명의 로터리 코어 및 로터리 흡인부 간의 접촉면의 상태를 나타내는 개략도이다.

도 11은 본 발명의 로터리 코어, 코어 코일 및 로터리 디스크 간의 자기 회 로에 대한 등가 모델을 나타내는 개략도이다.

도 12는 도 7의 등가 모델에 대한 개략적인 사시도이다.

도 13는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 액츄에이터의 작동전 상태의 개략적인 단면도이다.

도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 액츄에이터의 작동 상태의 개략적인 단면도이다.

도 15 내지 도 18는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 액츄에이터 장치의 저장부에 저장된 자기 흡인력의 사전 설정 패턴 및 이에 의해 로터리 노브를 통해 사용자가 감지하는 힘의 감도를 나타내는 모식도이다.

도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 센세이션 시스템의 시스템 발광부가 배치되는 영역의 개략적인 부분 단면도이다.

도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 센세이션 시스템의 시스템 발광부에 대한 다른 일예의 개략적인 부분 단면도이다.

도 21은 본 발명의 일실시예에 따른 유니트 인쇄회로기판에 대한 개략적인 부분 저면도이다.

도 22는 본 발명의 센세이션 시스템에 대한 개략적인 블록선도이다.

도 23은 본 발명의 햅틱 스위치 유니트의 정전 용량 스위 버튼의 일예를 나타내기 위한 유니트 하우징 바디에 대한 개략적인 평면도이다.

도 24 및 도 25는 본 발명의 센세이션 시스템에 대한 사용자 인터페이스의 일예들을 나타내는 개략적인 시스템 디스플레이 화상 표시도이다.

도 26 내지 도 34는 본 발명의 센세이션 시스템에 대한, HVAC 모드, 오디오 볼륨 모드, 시트 제어 모드, 네비게이션 모드에 대한 사용자 인터페이스를 나타내는 개략적인 시스템 디스플레이 화상 표시도이다.

도 35는 본 발명의 센세이션 시스템의 시스템 발광부에 대한 변형예를 도시하기 위한 개략적인 사시도이다.

도 36은 도 35의 시스템 발광부의 시스템 발광원에 대한 개략적인 부분 단면도이다.*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1...햅틱 액츄에이터 2...센세이션 시스템

4...시스템 하우징 5...햅틱 액츄에이터 장치 10...햅틱 하우징 바디 11..햅틱 하우징 바디

20...버튼 스위치부 21...버튼 커버

23...버튼 베이스 24...버튼 컬럼

50...햅틱 스위치 유니트 60...유니트 인쇄회로기판

70...정전 용량 스위치부 80...시스템 발광부

Claims (13)

1. 시스템 하우징과,

   입력되는 전기적 신호에 따라 햅틱 기능을 수행하는 햅틱 액츄에이터를 갖는 햅틱 스위치 유니트와,

   상기 햅틱 스위치 유니트와 전기적 소통을 이루고 상기 햅틱 스위치 유니트의 제어 신호를 출력하는 시스템 제어부와,

   상기 시스템 제어부와 전기적 소통을 이루고, 상기 햅틱 스위치 유니트와 연동하여 상기 시스템 제어부의 제어 신호에 따라 상기 햅틱 스위치 유니트의 각각의 동작에 대응되는 빛을 출력하는 시스템 발광부;를 구비하는 센세이션 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 시스템 발광부는:

   상기 시스템 제어부의 제어 신호에 따라 빛을 생성하는 시스템 발광원을 구비하는 것을 특징으로 하는 센세이션 시스템.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 시스템 발광원은 LED 및 전계 발광 소자 중의 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 센세이션 시스템
4. 제 2항에 있어서,

   상기 유니트 하우징에 장착되되, 상기 시스템 발광원에 인접 배치되어 상기 시스템 발광원의 빛을 외부로 출사시키는 시스템 프리즘이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 센세이션 시스템.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 시스템 프리즘은 상기 햅틱 액츄에이터가 관통되는 프리즘 관통구를 구비하는 링 타입 시스템 프리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 센세이션 시스템.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 시스템 발광원은 상기 링 타입 시스템 프리즘의 최대 관통 길이를 갖는 선상에 배치되는 것을 특징으로 하는 센세이션 시스템.
7. 제 5항에 있어서,

   상기 링 타입 시스템 프리즘의 일면에는 프리즘 장착 돌기가 구비되고, 상기 유니트 하우징의 내측면으로 상기 프리즘 장착 돌기의 대응 위치에는 상기 프리즘 장착 돌기와 맞물리는 프리즘 장착 돌기 수용부가 구비되는 것을 특징으로 하는 센세이션 시스템.
8. 제 4항에 있어서,

   상기 시스템 프리즘은 상기 햅틱 액츄에이터의 외측으로 상기 유니트 하우징의 내부에 배치되는 라인 타입 시스템 프리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 센세이션 시스템.
9. 제 4항에 있어서,

   상기 시스템 발광원은 서로 색을 달리하는 복수 개가 구비되는 것을 특징으로 하는 센세이션 시스템.
10. 제 1항에 있어서,

    상기 시스템 하우징에 배치되고 상기 햅틱 스위치 유니트와 전기적 소통을 이루어 상기 햅틱 스위치 유니트의 작동 상태를 표시하는 시스템 디스플레이를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 센세이션 시스템.
11. 제 1항에 있어서,

    상기 시스템 제어부로부터 상기 시스템 발광부로의 제어 신호는 상기 시스템 발광부로부터 출사되는 빛을 단속시키는 플릭 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 센세이션 시스템.
12. 제 1항에 있어서,

    상기 시스템 제어부와 전기적 소통을 이루고, 상기 햅틱 스위치 유니트와 연 동하여 상기 시스템 제어부의 제어 신호에 따라 상기 햅틱 스위치 유니트의 각각의 동작에 대응되는 음향 신호를 출력하는 음향부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 센세이션 시스템.
13. 시스템 하우징과,

    입력되는 전기적 신호에 따라 스위칭 기능을 수행하는 스위치 유니트와,

    상기 스위치 유니트와 전기적 소통을 이루고 상기 스위치 유니트의 제어 신호를 출력하는 시스템 제어부와,

    상기 시스템 제어부와 전기적 소통을 이루고, 상기 스위치 유니트와 연동하여 상기 시스템 제어부의 제어 신호에 따라 상기 스위치 유니트의 각각의 동작에 대응되는 빛을 출력하는 시스템 발광부;를 구비하는 센세이션 시스템.

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