KR20100064493A - Haptic apparatus for providing feedback and method for providing haptic feedback using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 피드백 제공이 가능한 햅틱장치 및 이를 이용한 햅틱 피드백 제공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피드백을 제공하는 스마트 소재가 내장되어 햅틱 피드백 제공이 가능한 햅틱 피드백 제공 장치 및 이를 이용한 햅틱 피드백 제공방법에 관한 것이다.The present invention relates to a haptic device capable of providing feedback and a haptic feedback providing method using the same, and more particularly, to a haptic feedback providing device capable of providing haptic feedback by embedding a smart material providing feedback and a haptic feedback providing method using the same. It is about.
햅틱 피드백(Haptic Feedback)이란 물체를 만질 때, 사람의 핑커팁(손가락 끝 또는 스타일러스 펜)으로 느낄 수 있는 촉각적 감각으로서, 피부가 물체 표면에 닿아서 느끼는 촉감 피드백(Tactile Feedback)과 관절과 근육의 움직임이 방해될 때 느껴지는 근감각 힘 피드백(Kinesthetic Force Feedback)을 포괄하는 개념이다. Haptic feedback is a tactile sensation that can be felt by a human's pinker tip (fingertip or stylus pen) when touching an object, tactile feedback and joints and muscles It is a concept that encompasses Kinesthetic Force Feedback, which is felt when the movement of a person is disturbed.
햅틱을 이용한 햅틱 장치는 윈도우 화면의 버튼 표시 등과 같은 가상의 물체를 사람이 만졌을 때, 실제의 버튼과 같은 실제의 물체를 만지는 것과 같은 응답성으로 버튼을 누를 때 손가락으로 전달되는 진동, 촉감과 동작음 등의 동적 특성을 재생할 수 있는 것이 가장 이상적이라 할 수 있다. The haptic device using haptic vibrates, touches, and moves when a user touches a virtual object such as a button display on a window screen, or when a button is pressed with a responsiveness such as touching a real object such as a real button. The ideal is to be able to reproduce dynamic characteristics such as sound.
이러한 햅틱 피드백을 제공하기 위해 터치패널 하단 또는 모바일 디바이스의 하우징 안쪽에 햅틱 피드백 제공용 액추에이터를 내장하여 왔다. 하지만, 작은 크기의 모바일 디바이스에 액추에이터를 넣는 것이 공간적으로 제약이 많은 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 MEMS 기술 등을 활용하여 터치패널 안에 햅틱 피드백 제고용 액추에이터를 내장하는 것에 대한 연구가 진행 중이다.In order to provide such haptic feedback, an actuator for providing haptic feedback has been built in the bottom of the touch panel or inside the housing of the mobile device. However, putting an actuator in a small sized mobile device has a problem of space limitation. In order to solve this problem, research on embedding an actuator for improving haptic feedback in a touch panel using MEMS technology is being conducted.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 사용자의 접촉에 따라 스마트 소재에서 햅틱 피드백이 발생되어 사용자에게 접촉에 따라 빠른 응답성으로 생성된 햅틱 피드백의 제공이 가능한 햅틱 피드백 제공 장치 및 이를 이용한 햅틱 피드백 제공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention was created to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a haptic feedback generated in a quick response according to the contact by generating a haptic feedback in the smart material according to the user's contact It is an object of the present invention to provide a haptic feedback providing apparatus and a haptic feedback providing method using the same.
상기와 같은 본 발명의 목적은 상부패널과 하부패널로 구성된 패널부; 상부패널과 하부패널의 마주보는 일면에 각각 서로 마주하도록 설치되어 외부의 압력에 의해 전기 신호가 발생되는 전극부; 및 상부패널과 하부패널 사이에 설치되어 전극부에서 발생되는 전기 신호에 기초하여 햅틱 피드백을 생성하는 피드백부;를 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 피드백 제공이 가능한 햅틱장치에 의해 달성될 수 있다. An object of the present invention as described above is a panel portion consisting of an upper panel and a lower panel; An electrode unit installed on one surface of the upper panel and the lower panel facing each other to generate an electrical signal by an external pressure; And a feedback unit installed between the upper panel and the lower panel to generate haptic feedback based on an electrical signal generated from the electrode unit. The haptic device capable of providing feedback may be achieved.
여기서, 상부패널과 하부패널 사이에는 상부패널과 하부패널 사이에 소정의 공간을 형성하고, 서로 접착되도록 하는 접착부가 더 구비된다.Here, an adhesive part is formed between the upper panel and the lower panel to form a predetermined space between the upper panel and the lower panel and to be bonded to each other.
또한, 전극부의 재질은 인듐 틴 옥사이드 또는 인듐 징크 옥사이드인 것이 좋다.In addition, the material of the electrode portion is preferably indium tin oxide or indium zinc oxide.
또한, 패널부의 외부에 가해지는 압력을 상기 피드백부로 전달하기 위한 제어부가 더 구비된다.In addition, a control unit for transmitting the pressure applied to the outside of the panel unit to the feedback unit is further provided.
전술한 햅틱장치는 햅틱장치는 휴대폰, PDA, PMP, MP3, 네비게이션, 전자사전 또는 스마트 폰 중 적어도 하나인 전자기기에 구비된다.The haptic device described above is a haptic device is provided in an electronic device that is at least one of a mobile phone, PDA, PMP, MP3, navigation, electronic dictionary or smart phone.
다른 카테고리로서, 본 발명의 목적은 사용자의 접촉에 의해 패널부가 변형되는 단계; 패널부가 변형되면서 전극부에서 발생된 전기 신호에 의해 피드백부에서 진동이 발생되어 햅틱 피드백이 생성되는 단계; 및 생성된 햅틱 피드백이 패널부에 전달되어 사용자에게 전달되는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 피드백 제공이 가능한 햅틱장치를 이용한 햅틱 피드백 제공방법에 의해 달성될 수 있다. In another category, an object of the present invention is to deform the panel portion by the user's contact; Generating a haptic feedback by generating vibration in the feedback unit by an electrical signal generated in the electrode unit while the panel unit is deformed; And a step of transmitting the generated haptic feedback to the panel unit to a user. The haptic feedback providing method may be achieved by a haptic feedback providing method using a haptic device capable of providing feedback.
여기서, 햅틱 피드백 생성 단계에서 햅틱 피드백의 강도는 사용자가 패널부에 접촉하여 가하는 압력의 크기에 따라 변화된다.Here, in the haptic feedback generation step, the intensity of the haptic feedback is changed according to the amount of pressure applied by the user in contact with the panel unit.
또한, 햅틱 피드백 생성 단계에서 햅틱 피드백은 사용자의 접촉된 위치와 가장 근접한 위치에 구비된 피드백부가 진동되어 발생된다.In addition, in the haptic feedback generation step, the haptic feedback is generated by vibrating the feedback unit provided at the position closest to the contacted position of the user.
본 발명에 따르면 사용자에게 빠른 응답성과 다양한 햅틱 피드백을 전달하기 위한 장치에 구비되어 사용자의 접촉에 따른 햅틱 피드백을 효과적으로 전달할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention is provided in the device for delivering a quick response and various haptic feedback to the user has an effect that can effectively deliver the haptic feedback according to the user's contact.
또한, 구조가 간단하여 장치를 구성하기 쉽고, 소형 전자기기에 구비되어 사용될 수 있는 효과가 있다. In addition, the structure is simple, easy to configure the device, there is an effect that can be provided and used in a small electronic device.
또한, 휴대폰, PDA, 노트북, 네비게이션, PMP, 스마트폰, 전자사전 또는 MP3 등과 같은 전자기기에 적용할 수 있는 효과가 있다. In addition, there is an effect that can be applied to electronic devices, such as a mobile phone, PDA, notebook, navigation, PMP, smart phone, electronic dictionary or MP3.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
<햅틱 피드백 제공장치의 구성><Configuration of Haptic Feedback Providing Device>
도 1은 본 발명에 따른 피드백 제공이 가능한 햅틱장치를 나타낸 분리 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 A-A의 단면도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 햅틱장치(100)는 상부패널(112)과 하부패널(114)로 구성된 패널부(110)과 전극부(140) 및 피드백부(150)로 구성된다. 또한, 전극부(140)와 피드백부(150)에 연결되는 제어부(미도시)를 포함하여 구성된다. 몸체부(120)는 하부패널(114)의 하부에 설치되는 전자기기의 몸체 부분을 의미한다. 1 is an exploded perspective view illustrating a haptic device capable of providing feedback according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of A-A shown in FIG. 1. As shown in FIGS. 1 and 2, the
상부패널(112)과 하부패널(114)은 상부면과 하부면이 각각 평행하게 형성된다. 상부패널(112)과 하부패널(114)의 재질은 아크릴 재질을 사용한다. The
전극부(140)는 반구 형태로 형성되어 상부패널(112)과 하부패널(114)에 각각 설치된다. 이때 전극부(140)는 상부패널(112)과 하부패널(114)이 마주보는 일면에 각각 복수 개가 구비되어 상부패널(112) 또는 하부패널(114)에 사용자가 접촉하여 가해지는 압력에 의해 전기 신호가 발생되도록 한다. 복수 개의 전극부(140)는 등간격으로 이격되어 격자 형태로 상부패널(112)과 하부패널(114)에 각각 설치됨으로써 사용자가 패널부(110)의 어느 위치에 접촉되더라도 사용자가 접촉된 위치를 정확하게 측정할 수 있다. 또한, 전극부(140)는 상부패널(112)의 하부면 및 하부패널(1140)의 상부면에 전체적으로 코팅이 되고, 각각의 코팅면에 반구형상으로 돌출된 부분이 복수 개 형성될 수도 있다. 이러한 전극부(140)의 재질은 투명전도성 물 질인 인듐 주석 옥사이드(ITO : Indium Tin Oxide) 또는 인듐 아연 옥사이드(IZO : Indium Zinc Oxide)로 구성된다.The
피드백부(150)는 상부패널(112)과 하부패널(114)의 사이에 설치되어 전극부(140)에서 발생되는 전기 신호에 의해 동작되어 진동을 발생한다. 피드백부(150)는 전기 신호에 의해 동작되어 진동을 발생시킬 수 있는 장치로 구성되면 되는바, 솔레노이드 액추에이터, 피에조 액추에이터, 소정의 기계구조와 결합된 전기활성 폴리머 또는 형상기억합금으로 피드백부(150)가 구성되는 것이 바람직하다. 이때 피드백부(150)는 햅틱장치(100)에 적어도 하나가 설치되어 사용자가 패널부(110)에 접촉한 위치와 가장 근접한 위치의 피드백부(150)에서 진동을 발생시킴으로써 사용자에게 햅틱 피드백을 제공한다. 본 발명에서는 두 개의 피드백부(150)를 패널부(110)의 일측과 타측 사이에 각각 설치하였다. 이러한 복수 개의 피드백부(150)는 패널부(110)의 일측 테두리를 따라 설치되는 것이 바람직하다.The
제어부(미도시)는 전극부(140)와 피드백부(150)에 연결되어 전극부(140)에서 발생된 전기 신호를 입력받고 입력된 전기 신호에 따른 햅틱 피드백 신호를 피드백부(150)로 전송함으로써 피드백부(150)가 전기 신호에 의해 작동되어 진동이 발생되도록 한다. 이때 제어부는 패널부(110)의 변형에 의해 발생된 전기 신호를 통해 패널부(110)에서 사용자가 접촉한 위치와 가장 근접한 위치에 구비된 피드백부(150)가 작동되어 진동을 발생하도록 제어한다. The controller (not shown) is connected to the
이러한 햅틱장치(100)에는 접착부(130)가 더 구비된다. 접착부(130)는 상부패널(112)과 하부패널(114)의 사이에 구비되어 상부패널(112)과 하부패널(114)을 결합한다. 이때 접착부(130)는 상부패널(112)과 하부패널(114) 사이의 내부에 소정의 공간이 형성될 수 있도록 상부패널(112)과 하부패널(114)의 일측 둘레를 따라 형성된다. 접착부(130) 내부의 공간에는 전극부(140)와 피드백부(150)가 포함된다. 접착부(130)의 형태는 상부패널(112)과 하부패널(114)이 접착되어 분리되지 않는 정도로 구성되는 것이 바람직하다. 접착부(130)는 폴리머, 폼 테이프 또는 양면 테이프로 이루어지는 것이 좋다.The
또한, 하부패널(114)은 하면에 LCD와 같은 디스플레이 패널(170)이 설치되어 화면이 표시된다.In addition, the
도 3은 도 1에 도시된 햅틱장치의 단면도에서 사용자의 접촉으로 인하여 변형된 상태를 나타낸 단면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 외부에서 사용자가 손가락(200)이나 터치펜을 이용하여 디스플레이 패널(170)이 구비된 패널부(110)의 상부패널(112)을 눌러 압력을 가하면 상부패널(112)과 하부패널(114)에 각각 설치된 전극부(140)와 가까워지면서 눌려진 위치에 따라 달라지는 전류량 또는 전압 레벨을 가지는 신호가 발생된다. 발생된 전기 신호에 의해 피드백부(150)가 작동되어 진동을 발생함으로써 사용자에게 햅틱 피드백을 제공하게 된다.FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a state in which the user is deformed due to contact of a user in the cross-sectional view of the haptic device shown in FIG. 1. As shown in FIG. 3, when the user presses the
이러한 햅틱장치는 휴대폰, PDA, PMP, MP3, 네비게이션, 전자사전 또는 스마트 폰 중 적어도 하나의 전자기기에 구비되어 활용됨으로써 사용자에게 햅틱 피드백을 제공할 수 있다.The haptic device may be provided in at least one electronic device among a mobile phone, PDA, PMP, MP3, navigation, electronic dictionary, or smart phone to provide haptic feedback to the user.
<햅틱 피드백을 제공방법><How to provide haptic feedback>
도 4는 본 발명에 따른 피드백 제공이 가능한 햅틱장치를 이용한 햅틱 피드백 제공 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 햅틱장치(100)의 상부패널(112)에 사용자가 손가락(200) 또는 터치펜을 이용하여 눌러 압력을 가한다. 이때 패널부(110)는 눌려진 압력에 의해 변형이 된다(S100).4 is a flowchart illustrating a haptic feedback providing method using a haptic device capable of providing feedback according to the present invention. As shown in FIG. 4, first, the user presses the pressure on the
햅틱장치(100)의 상부패널(112)과 하부패널(114)의 내면에는 복수 개의 전극부(140)가 각각 구비되어 있다. 상부패널(112)과 하부패널(114)에 각각 설치된 전극부(140) 사이의 거리가 좁혀지면서 전기 신호가 발생된다. 이때 사용자가 패널부(110)에 접촉한 위치 중 패널부(110)가 가장 크게 변형된 위치에서의 전극부(140)에서 전기 신호의 세기가 크게 발생된다(S210).A plurality of
발생된 전기 신호는 제어부로 전송된다. 제어부에서는 수신된 전기 신호에 따른 햅틱 피드백 신호를 생성한다. (S220)The generated electrical signal is transmitted to the control unit. The controller generates a haptic feedback signal according to the received electrical signal. (S220)
제어부에서 생성된 햅틱 피드백 신호는 피드백부(150)로 전송된다. 이때 패널부(110)에서 사용자의 접촉된 위치와 가장 근접한 위치에 구비된 피드백부(150)로 햅틱 피드백 신호가 전송되어 피드백부(150)에서 진동이 발생하도록 한다(S230).The haptic feedback signal generated by the controller is transmitted to the
피드백부(150)에서 발생된 햅틱 피드백 진동은 패널부(110)로 전송되어 패널부(110)가 진동되면서 사용자의 손가락(200) 또는 터치펜에 햅틱 피드백이 전달되게 된다(S300).The haptic feedback vibration generated by the
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명 이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As described above, those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.The following drawings, which are attached in this specification, illustrate the preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description thereof, serve to further understand the technical spirit of the present invention, and therefore, the present invention is limited only to the matters described in the drawings. It should not be interpreted.
도 1은 본 발명에 따른 피드백 제공이 가능한 햅틱장치를 나타낸 분리 사시도.1 is an exploded perspective view showing a haptic device capable of providing feedback according to the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 A-A의 단면도.2 is a cross-sectional view of A-A shown in FIG.
도 3은 도 1에 도시된 햅틱장치의 단면도에서 사용자의 접촉으로 인하여 변형된 상태를 나타낸 단면도.3 is a cross-sectional view showing a state in which the deformation due to the user's contact in the cross-sectional view of the haptic device shown in FIG.
도 4는 본 발명에 따른 피드백 제공이 가능한 햅틱장치를 이용한 햅틱 피드백 제공 방법을 나타낸 흐름도.4 is a flowchart illustrating a haptic feedback providing method using a haptic device capable of providing feedback according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 햅틱장치 110 : 패널부100: haptic device 110: panel portion
112 : 상부패널 114 : 하부패널112: upper panel 114: lower panel
120 : 몸체부 130 : 접착부120: body 130: adhesive
140 : 전극부 150 : 피드백부140: electrode portion 150: feedback portion
200 : 손가락200: finger
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KR102154337B1 (en) * | 2020-05-08 | 2020-09-09 | 플레이스비 주식회사 | Method for providing customized haptic effects and system using the same |
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2008
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |