KR20160036382A - A haptic module employing an array of vibrotactile actuators disposed on a curved surface and a system providing a tactile illusion using the haptic module - Google Patents

A haptic module employing an array of vibrotactile actuators disposed on a curved surface and a system providing a tactile illusion using the haptic module Download PDF

Info

Publication number
KR20160036382A
KR20160036382A KR1020140128561A KR20140128561A KR20160036382A KR 20160036382 A KR20160036382 A KR 20160036382A KR 1020140128561 A KR1020140128561 A KR 1020140128561A KR 20140128561 A KR20140128561 A KR 20140128561A KR 20160036382 A KR20160036382 A KR 20160036382A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tactile
touch
haptic module
haptic
generation
Prior art date
Application number
KR1020140128561A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102155689B1 (en
Inventor
김대식
곽기욱
Original Assignee
한국과학기술원
코오롱인더스트리 주식회사
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 한국과학기술원, 코오롱인더스트리 주식회사 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020140128561A priority Critical patent/KR102155689B1/en
Publication of KR20160036382A publication Critical patent/KR20160036382A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102155689B1 publication Critical patent/KR102155689B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user

Abstract

According to an embodiment of the present invention, a haptic module includes: a touch block (110) having a touch groove (112) formed thereon in the shape of a concave curved surface; fixed blocks (130, 140) arranged on the lower part of the touch block (110); and tactile sensation generation vibrators (150, 160) coupled onto the fixed blocks (130, 140). The tactile sensation generation vibrators (150, 160) have the upper part exposed to the touch groove (112) through a touch hole (114) formed on the touch groove (112). The present invention uses the haptic module in which the plurality of tactile sensation generation vibrators, controlled with an algorithm of which a brain recognizes the tactile sensation, is disposed on a curve, to realize similar feeling to touch a real object.

Description

곡면 상에 배치된 복수의 촉각 생성 진동자를 갖는 햅틱 모듈 및 이를 이용한 촉각 환상 생성 시스템{A haptic module employing an array of vibrotactile actuators disposed on a curved surface and a system providing a tactile illusion using the haptic module}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a haptic module having a plurality of haptic generation vibrators disposed on a curved surface, and a tactile illusion generation system using the same.

본 발명은 복수의 진동자를 갖는 햅틱 모듈 및 이를 이용한 촉각 환상 생성 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인간 두뇌가 촉감을 인지하는 알고리즘과 독립적으로 제어되는 복수의 촉각 생성 진동자가 곡면 상에 구비된 햅틱 모듈을 이용하여, 실제 물체를 만지는 듯한 촉감을 모사할 수 있는 햅틱 모듈 및 이를 이용한 촉각 환상 생성 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a haptic module having a plurality of vibrators and a tactile annular generation system using the haptic module. More particularly, the present invention relates to a haptic ring generation system using a plurality of tactile generating vibrators, The present invention relates to a haptic module capable of simulating a tactile sensation that touched an actual object using a module, and a tactile illusion generation system using the same.

터치패널은 상대적으로 큰 화면을 제공함과 동시에 단순하면서 슬림한 디자인이 가능하여, 최근 휴대 단말에까지 적용되고 있다. 빠른 반응속도와 직감적인 조작 가능성에 기인하여 사용자 인터페이스 장치는 점차 터치패널로 변경되는 상황이다. The touch panel can provide a relatively large screen and a simple and slim design, and has been applied to portable terminals in recent years. Due to the fast reaction rate and intuitive operability, the user interface device is gradually changing to a touch panel.

하지만, 상기한 터치패널은 기계적인 버튼을 이용한 통상의 휴대 단말용 키 패드(keypad)와는 달리, 소프트 버튼들(soft buttons)을 제공하기 때문에 클릭감이 없어 키 입력 오류가 빈번하게 발생하게 된다는 단점이 있다. 더 나아가, 종래의 터치패널 기반의 촉각 피드백 방식은 특정 목적에 따른 정보(예를 들면 터치 여부 등)를 정해진 방식으로 전달하는 방식일 뿐, 사용자가 터치패널을 터치하는 순간의 느낌과, 실제 촉감 피드백을 통하여 제공될 수 있는 다양한 정보 등이 고려되지 않고 있다. However, unlike a conventional keypad for a portable terminal using a mechanical button, the above-described touch panel provides soft buttons so that there is no clicking feeling and a key input error frequently occurs . In addition, the conventional tactile feedback method based on a touch panel is a method of transmitting information according to a specific purpose (for example, whether or not to touch) in a predetermined manner, and is a method in which the user feels the moment of touching the touch panel, And various information that can be provided through feedback are not considered.

촉감을 이용한 햅틱 피드팩 시스템과 관련한 종래의 문헌으로는 대한민국 공개특허 2010-0072219호를 들 수 있는데, 상기 문헌에서는 사용자가 두 손가락을 이용하여 줌-인 또는 줌-아웃을 할 때 햅틱 피드백을 주는데, 줌-인의 경우 주파수가 점점 높아지는 진동을 주고, 줌-아웃은 진동의 주파수가 점점 낮아 지도록 하여 사용자의 조작을 좀 더 편리하게 한다. 하지만, 이러한 햅틱 피드백 패턴은 미리 제작자가 설정한 패턴에 따라 햅틱 피드백을 사용자에게 제공하는 것으로서 실제 터치패널에 표시되는 객체의 질감이나 촉감을 구체적으로 현실감 있게 전달하지 못하는 문제점이 있다.
A conventional literature related to a haptic feedback pack system using touch is Korea Unexamined Patent Publication No. 2010-0072219, which provides haptic feedback when a user zooms in or out using two fingers , Zoom-in causes the vibration to be gradually increased in frequency, and zoom-out causes the frequency of vibration to be gradually lowered, thereby making the operation of the user more convenient. However, such a haptic feedback pattern provides a haptic feedback to a user in accordance with a pattern set by a maker in advance, and thus has a problem in that it can not convey the texture or touch of an actual object displayed on the touch panel in a realistic manner.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하고자 하는 것으로서, 복수의 촉각 생성 진동자가 곡면 상에 배치된 구조를 통하여 사용자가 가상의 물체를 터치할 때 실제 물체를 만지는 듯한 느낌을 모사 및 생성시킬 수 있는 햅틱 모듈 및 이를 이용한 촉각 환상 생성 시스템을 제공하는 것이 목적이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a haptic device capable of simulating and generating a feeling of touching an actual object when a user touches a virtual object through a structure in which a plurality of tactile generating vibrators are arranged on a curved surface, Module and a tactile annulus generation system using the same.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 햅틱 모듈은 오목한 곡면 형상의 터치홈(112)이 형성된 터치 블럭(110); 상기 터치 블럭(110)의 하부에 배치되는 고정블럭(130,140); 및 상기 고정블럭(130,140) 상에 결합되는 촉각 생성 진동자(150,160);를 포함하며, 상기 촉각 생성 진동자(150,160)의 상단부는 상기 터치홈(112)에 형성된 터치홀(114)을 통해 상기 터치홈(112) 상에 노출된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a haptic module including: a touch block (110) having a concave curved touch groove (112); A fixed block 130, 140 disposed under the touch block 110; And an upper end of the tactile generating vibrators 150 and 160 is connected to the touch block 112 through a touch hole 114 formed in the touch groove 112. [ (Not shown).

상기 고정블럭(130,140)은 상기 터치 블럭(110)의 하부에 결합되는 제1 고정블럭(130) 및 상기 제1 고정블럭(130)의 하단에 결합되는 제2 고정블럭(140)을 포함하고, 상기 촉각 생성 진동자(150,160)는 상기 제1 고정블럭(130) 상에 결합되는 제1 촉각 생성 진동자(150) 및 상기 제2 고정블럭(140) 상에 결합되는 제2 촉각 생성 진동자(160)를 포함한다.The fixed blocks 130 and 140 include a first fixed block 130 coupled to a lower portion of the touch block 110 and a second fixed block 140 coupled to a lower end of the first fixed block 130, The haptic generation oscillators 150 and 160 may include a first haptic generation oscillator 150 coupled to the first fixed block 130 and a second haptic generation oscillator 160 coupled to the second fixed block 140 .

상기 촉각 생성 진동자(150,160)는 상기 고정블럭(130,140)의 중심으로 각각 복수개가 방사상으로 배치된다.A plurality of tactile generation vibrators 150 and 160 are radially arranged at the center of the fixed blocks 130 and 140, respectively.

상기 복수개의 촉각 생성 진동자(150,160)는 각각 고정블럭(130,140)의 진동자 홈(134,144) 상에 안착되는 진동판(151,161), 상기 진동판(151,161)에 고정되는 진동봉(152,162), 상기 진동봉(152,162) 상에 체결되는 이동자(153,163)을 포함한다.The plurality of tactile generating vibrators 150 and 160 include diaphragms 151 and 161 placed on the vibrator grooves 134 and 144 of the fixed blocks 130 and 140, vibrating bars 152 and 162 fixed to the vibrating plates 151 and 161, (Not shown).

본 발명은 상술한 햅틱 모듈을 이용한 촉각 환상 생성 시스템을 제공한다.The present invention provides a tactile illusion generation system using the above-described haptic module.

본 발명의 실시예에 따른 촉각 환상 생성 시스템은 햅틱 모듈(100); 상기 햅틱 모듈(100)에 연결되며, 임의의 물체에 대한 촉각 정보가 저장된 메모리부(200); 상기 메모리부(200)에 저장된 촉각 정보에 대응되도록 상기 햅틱 모듈(100)의 촉각 생성 진동자(150,160)를 진동시키는 제어부(300); 및 상기 메모리부(200)에 손가락의 위치와 같은 사용자(500)의 입력정보를 전달하는 입력장치(400)를 포함하며, 여기에서 상기 촉각 정보는 상기 물체를 사람이 실제 터치함에 따라 느끼는 두뇌의 촉각 정보를 생성시킬 수 있는 진동 정보이다.The tactile annulus generation system according to an embodiment of the present invention includes a haptic module 100; A memory unit 200 connected to the haptic module 100 and storing tactile information about an arbitrary object; A controller 300 for vibrating the haptic generating vibrators 150 and 160 of the haptic module 100 to correspond to tactile information stored in the memory unit 200; And an input device 400 for transmitting input information of a user 500 such as the position of a finger to the memory unit 200. Herein, the tactile information is information of a brain that the user feels as he / Vibration information capable of generating tactile information.

상기 촉각 정보는 상기 촉각 생성 진동자에 대한 진동 강도, 진동 주기 및 진동 패턴을 포함한다.The tactile information includes vibration intensity, vibration period, and vibration pattern for the tactile generation vibrator.

상기 제어부(300)는 상기 햅틱 모듈(100)에서 사용자(500)의 터치가 이루어진 가상의 물체에 근접한 하나 이상의 촉각 생성 진동자를 진동시킨다. 이 때 사용자(500)는 키보드, 마우스, 터치스크린, 제스처 인식 및 3D 위치 인식 등과 같은 입력장치(400)를 사용해 터치가 이루어지는 지점을 선택할 수 있다.The controller 300 vibrates one or more haptic generation vibrators in the haptic module 100 that are close to a virtual object with which the user 500 is touched. At this time, the user 500 can select a point where the touch is performed using the input device 400 such as a keyboard, a mouse, a touch screen, a gesture recognition, and a 3D position recognition.

상기 제어부(300)는 인간 피부의 4종류 운동역학 수용기(mechanoreceptor)를 적절히 자극하기 위한, 패턴의 주파수와 진동 폭을 가지는 진동자를 진동시킨다.
The controller 300 vibrates a vibrator having a frequency and a vibration width of a pattern for appropriately stimulating four kinds of human skin mechanoreceptors.

본 발명은 두뇌가 촉감을 인지하는 알고리즘과 독립적으로 제어되는 복수의 촉각 생성 진동자가 곡면 상에 구비된 햅틱 모듈을 이용하여, 실제 물체를 만지는 듯한 촉감을 모사할 수 있게 한다. 즉, 본 발명은 햅틱 모듈에 인간의 뇌가 촉감을 인지하는 알고리즘을 적용함으로써, 다양한 패턴의 시공간적 진동자극으로 특정한 물체를 만지고 있는 듯한 촉감을 사용자에게 피드백할 수 있다.
The present invention enables a plurality of tactile generating vibrators, which are independently controlled by an algorithm for recognizing the tactile sensation of the brain, to simulate the tactile sensation of touching an actual object by using a haptic module provided on a curved surface. In other words, the present invention can feedback the user to the haptic module by applying an algorithm for recognizing the tactile sensation of the human brain, such as touching a specific object with various patterns of spatiotemporal vibration stimuli.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 촉각 환상 생성 시스템의 블록도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 모듈의 조립된 모습을 보이는 사시도,
도 3은 햅틱 모듈의 분해 사시도,
도 4는 햅틱 모듈을 이루는 제1 고정블럭 상에 촉각 진동자가 배치된 상태를 보이는 사시도, 및
도 5는 햅틱 모듈을 이루는 상단의 터치 블럭의 하부에 촉각 진동자가 밀집된 상태를 보이는 사시도이다.1 is a block diagram of a tactile annulus generation system according to an embodiment of the present invention;
2 is a perspective view showing an assembled state of the haptic module according to the embodiment of the present invention,
3 is an exploded perspective view of the haptic module,
FIG. 4 is a perspective view showing a state where a tactile oscillator is disposed on a first fixed block constituting a haptic module, and FIG.
5 is a perspective view showing a state where a tactile oscillator is densely packed in a lower portion of an upper touch block constituting the haptic module.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of other various forms of implementation, and that these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know completely. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.

본 발명에서는 종래 기술의 문제를 해결하기 위하여, 사람이 실제 물체를 만짐에 따라 느끼는 정보를 햅틱 모듈의 곡면 상에 구비된 복수 개의 촉각 생성 진동자의 진동을 통하여 생성시킨다. 따라서, 실제로는 햅틱 모듈을 터치하고 있음에도 불구하고, 햅틱 모듈에 구비된 진동자를 특정 패턴으로 진동시켜, 사용자는 마치 특정 물체를 만지는 듯한 환상(illusion)을 느끼게 된다.
In order to solve the problems of the prior art, the present invention generates information that a person feels as he touches an actual object through vibration of a plurality of tactile generating vibrators provided on a curved surface of the haptic module. Therefore, in spite of touching the haptic module in practice, the user vibrates the vibrator provided in the haptic module in a specific pattern, so that the user feels illusion as if touching a specific object.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 환상 생성 시스템의 블록도이다.1 is a block diagram of a tactile annulus generation system in accordance with an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 촉각 환상 생성 시스템은 촉각 생성 진동자가 복수 개 구비된 햅틱 모듈(100)을 포함한다. 본 명세서에서 햅틱 모듈이라 함은 사용자가 일정한 조작에 대한 햅틱 피드백을 받는 모듈로서, 예를 들면 햅틱 피드백이 구비된 터치스크린, 터치패드 등이 본 발명의 햅틱 모듈에 속한다. 여기에서 햅틱 모듈(100)에는 각기 다른 종류의 자극에 반응을 보이는 인간 피부의 4종류 운동역학 수용기(mechanoreceptor)를 적절히 자극하기 위해 다양한 종류의 주파수와 진동 폭을 가지는 진동 요소(vibrational elements)가 구비되며, 상기 진동 요소는 기설정된 촉각 정보에 따라 특정 시공간적 패턴으로 활성화되어, 사람의 피부를 자극하게 된다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 진동 요소는 액추에이터를 구비한 진동자이나, 본 발명의 범위는 이에 제한되지 않는다. 또한 상기 진동자는 서로 독립적으로 진동하거나, 또는 서로 연동되어 움직일 수 있으며, 상기 진동자의 제어는 하기 설명되는 제어부(300)의 조작 명령 신호에 따라 활성화된다. Referring to FIG. 1, the tactile ring generating system according to the present invention includes a haptic module 100 having a plurality of tactile generating vibrators. Here, the haptic module refers to a module in which a user receives haptic feedback for a certain operation. For example, a touch screen, a touch pad, or the like with haptic feedback belongs to the haptic module of the present invention. Here, the haptic module 100 is provided with vibrational elements having various kinds of frequencies and vibrational widths in order to properly stimulate four types of human skin mechanoreceptors responding to different kinds of stimuli And the vibration element is activated in a specific time-and-space pattern according to predetermined tactile information, thereby stimulating the human skin. In one embodiment of the present invention, the vibration element is a vibrator having an actuator, but the scope of the present invention is not limited thereto. The vibrators may be independently vibrating or moving in conjunction with each other, and the control of the vibrator may be activated according to an operation command signal of the controller 300, which will be described below.

따라서 본 발명에 따른 촉각 환상 시스템은 다양한 물체에 대한 촉각 정보가 저장된 메모리부(200)를 포함한다. 여기에서 상기 촉각 정보는 두뇌의 촉각 지각 메커니즘에 기초하여 특정 물체를 사람이 실제 터치함에 따라 느끼는 두뇌의 촉각 정보를 상기 햅틱 모듈에서 생성시킬 수 있는 촉각 생성 진동자의 진동 정보에 해당한다. 즉, 햅틱 모듈을 터치함에 따라 진동하는 진동요소 패턴은 특정 촉각을 생성시키는 진동 정보에 기초하며, 이로부터 사용자는 햅틱 모듈을 터치함에 따라 특정 오브젝트를 터치하는 것과 같은 환상 촉각을 얻게 된다. Accordingly, the tactile annular system according to the present invention includes a memory unit 200 storing tactile information for various objects. Here, the tactile information corresponds to vibration information of a tactile generator that can generate tactile information of a brain that a person feels due to actual touching of a specific object based on a tactile sense mechanism of the brain in the haptic module. That is, the vibrating element pattern that vibrates as touching the haptic module is based on vibration information that generates a specific tactile sense. From this, the user obtains an annular tactile sense such as touching a specific object by touching the haptic module.

따라서, 본 발명에 따른 촉각 환상 생성 시스템은 상기 메모리부(200)는 촉각 정보에 대응되도록 상기 촉각 생성 진동자를 진동시키는 제어부(300)를 포함한다. 여기에서 상기 촉각 정보는 두뇌의 촉각 지각 메커니즘에 기초하여 특정 물체를 사람이 실제 터치함에 따라 느끼는 두뇌의 촉각 정보를 상기 햅틱 모듈에서 생성시킬 수 있는 촉각 생성 진동자의 진동 정보에 해당한다. Accordingly, in the tactile annulus generation system according to the present invention, the memory unit 200 includes a controller 300 that vibrates the tactile generating oscillator to correspond to tactile information. Here, the tactile information corresponds to vibration information of a tactile generator that can generate tactile information of a brain that a person feels due to actual touching of a specific object based on a tactile sense mechanism of the brain in the haptic module.

본 발명에 따른 촉각 환상 생성 시스템은 키보드, 마우스, 터치스크린, 제스처 인식, 3D 위치 인식장치 등의 인식 수단을 포괄하는 입력장치(400)를 포함한다. 한편, 다른 실시예로서는 햅틱 모듈(100)이 입력장치(400)를 포함하는 형태일 수 있다.The tactile annulus generation system according to the present invention includes an input device 400 including a recognition means such as a keyboard, a mouse, a touch screen, a gesture recognition, and a 3D position recognition device. Meanwhile, in another embodiment, the haptic module 100 may be configured to include the input device 400.

본 발명의 일 실시예에서 상기 촉각 정보는 상기 촉각 생성 진동자에 대한 진동 강도, 진동 주기 및 진동 패턴을 포함하며, 상기 제어부는 상기 햅틱 모듈에서 사용자(500)의 입력에 따라 촉각 생성 진동자를 생성시킨다. In one embodiment of the present invention, the tactile information includes vibration intensity, vibration period, and vibration pattern for the tactile generating vibrator, and the controller generates a tactile generating vibrator according to the input of the user 500 in the haptic module .

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 촉감 환상 생성 시스템은 사용자의 입력에 피드백하는 방식과 달리, 사용자의 입력과 상관없이 일정한 진동 패턴을 햅틱 모듈로 발생시켜, 사용자가 이를 터치함에 따라 기설정된 촉감을 느끼게 할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 촉각 환상 생성 시스템은 햅틱 자극을 기반으로 한 임의의 모든 사용자 인터페이스 장치(햅틱 피드백이 구비된 터치스크린 등)에 다 적용될 수 있으며, 상술한 바와 같이 터치-피드백에 본 발명의 범위가 국한되지 않는다.
The tactile ring generation system according to another embodiment of the present invention generates a certain vibration pattern as a haptic module irrespective of the input of the user, unlike the method of feeding back to the input of the user, I can feel it. Accordingly, the tactile annulus generation system according to the present invention can be applied to any and all user interface devices based on haptic stimulation (such as a touch screen with haptic feedback). As described above, The range is not limited.

이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 모듈의 구체적인 실시예에 대해 설명한다.Hereinafter, a specific embodiment of the haptic module according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 5. FIG.

햅틱 모듈(100)은 최상단부에 배치되는 터치 블럭(110), 터치 블럭(110)의 하단에 결합되는 중간 블럭(120), 중간 블럭(120)의 하단에 결합되는 제1 고정블럭(130), 제1 고정블럭(130)의 하단에 결합되는 제2 고정블럭(140), 제1 고정블럭(130) 상에 결합되는 하나 이상의 제1 촉각 생성 진동자(150), 및 제2 고정블럭(140) 상에 결합되는 하나 이상의 제2 촉각 생성 진동자(160)를 포함한다.The haptic module 100 includes a touch block 110 disposed at the upper end of the touch block 110, an intermediate block 120 coupled to the lower end of the touch block 110, a first fixed block 130 coupled to a lower end of the intermediate block 120, A second fixed block 140 coupled to the lower end of the first fixed block 130, at least one first tactile generation oscillator 150 coupled to the first fixed block 130, and a second fixed block 140 And a second tactile generation oscillator 160 coupled to the second tactile generation oscillator 160.

터치 블럭(110)은 중앙부에 오목하게 형성된 곡면 형상의 터치홈(112), 터치 블럭(110)을 상하부로 관통하도록 터치홈(112) 상에 형성되는 터치홀(114) 및 터치홈(112)의 일측 상단으로부터 돌출 형성되는 가이드(116)를 포함한다. 상기 터치홈(112)은 일례로서 하부로 볼록한 반구 형상의 곡면체일 수 있다.The touch block 110 includes a curved touch groove 112 recessed at the center of the touch block 110 and a touch hole 114 and a touch groove 112 formed on the touch groove 112 to penetrate the touch block 110, And a guide 116 protruding from one side of the upper end of the guide member. The touch groove 112 may be, for example, a semi-spherical curved surface convex downward.

중간 블럭(120)은 터치홈(112)의 형상에 대응하도록 하부로 볼록하게 형성되는 완충홈(122) 및 터치홀(114)의 형성 방향을 따라 완충홈(122) 상에 형성되는 연결홀(124)을 포함한다.The intermediate block 120 includes a cushion groove 122 formed to be convex downward to correspond to the shape of the touch groove 112 and a connection hole 122 formed on the cushion groove 122 along the forming direction of the touch hole 114 124).

제1 고정블럭(130)은 복수개의 제1 촉각 생성 진동자(150)가 고정배치되는 제1 그루브(132), 연결홀(124)의 형성 방향을 따라 제1 그루브(132) 상에 형성되는 제1 진동자 홈(134), 및 복수개의 제1 촉각 생성 진동자(150)와 연결되는 통신선이 거치되는 제1 연통구(138)를 포함한다.The first fixed block 130 includes a first groove 132 in which a plurality of first tactile generation vibrators 150 are fixedly arranged and a first groove 132 in which a plurality of first tactile generating oscillators 150 are formed, 1 resonator groove 134 and a first communication hole 138 through which a communication line connected to the plurality of first tactile generation vibrators 150 is mounted.

제2 고정블럭(140)은 복수개의 제2 촉각 생성 진동자(160)가 고정배치되는 제2 그루브(142), 연결홀(124)의 형성 방향을 따라 제2 그루브(132) 상에 형성되는 제2 진동자 홈(144), 및 복수개의 제2 촉각 생성 진동자(160)와 연결되는 통신선이 거치되는 제2 연통구(148)를 포함한다.
The second fixed block 140 includes a second groove 142 in which a plurality of second tactile generation vibrators 160 are fixedly arranged and a second groove 142 formed in the second groove 132 along the formation direction of the connection hole 124. [ A second oscillator groove 144 and a second communication hole 148 in which a communication line connected to the plurality of second tactile generation oscillators 160 is mounted.

복수개의 제1 촉각 생성 진동자(150)는 제1 고정블럭(130)의 제1 진동자 홈(134) 상에 안착되는 제1 진동판(151), 제1 진동판(151)에 고정되는 제1 진동봉(152), 제1 진동봉(152) 상에 체결되는 이동자(153)를 포함한다.The plurality of first tactile generation vibrators 150 includes a first diaphragm 151 seated on the first diaphragm groove 134 of the first fixed block 130, a first diaphragm 151 fixed to the first diaphragm 151, (152), and a mover (153) fastened on the first vibrating rod (152).

제1 촉각 생성 진동자(150)와 동일한 구조를 이루는 것으로서, 복수개의 제2 촉각 생성 진동자(160)는 제2 고정블럭(140)의 제2 진동자 홈(144) 상에 안착되는 제2 진동판(161), 제2 진동판(161)에 고정되는 제2 진동봉(162), 제2 진동봉(162) 상에 체결되는 이동자(163)를포함한다.The plurality of second tactile generation vibrators 160 are disposed on the second vibration plate 161 that is seated on the second vibrator groove 144 of the second fixed block 140, A second vibrating bar 162 fixed to the second diaphragm 161 and a mover 163 fastened on the second vibrating bar 162. [

상기 제1 촉각 생성 진동자(150)와 제2 촉각 생성 진동자(160)는 각각 제1 진동자 홈(134)과 제2 진동자 홈(144)의 중심을 기준으로 방사 형태로 배치되는 구조일 수 있다.The first tactile generation oscillator 150 and the second tactile generation oscillator 160 may be arranged radially with respect to the center of the first oscillator groove 134 and the second oscillator groove 144, respectively.

구체적으로, 복수개의 제1 촉각 생성 진동자(150)는 다단으로 배치될 수 있는데, 일 예로서 제1 진동자 홈(134)의 중심을 기준으로 제1원주 상에 4개가 등간격으로 배치되고, 제1원주보다 큰 직경을 이루는 동심원의 제2원주 상에 8개가 등간격으로 배치되는 구조일 수 있다. 여기에서, 상기 복수개의 제1 촉각 생성 진동자(150)는 반드시 동일한 원주 상에 배치되거나 등간격으로 한정되는 것을 아니고 다른 배치 형태로 하는 것도 당연히 가능하다.Specifically, the plurality of first tactile generating oscillators 150 may be arranged in multiple stages. For example, four first tactile generating oscillators 150 may be arranged on the first circumference at regular intervals with respect to the center of the first oscillator grooves 134, 8 may be arranged at regular intervals on a second circumference of a concentric circle having a diameter larger than one circumference. Here, the plurality of first tactile generation vibrators 150 are not necessarily arranged on the same circumference or equally spaced, but may be arranged in other arrangements.

한편, 복수개의 제2 촉각 생성 진동자(160)는 다단으로 배치될 수 있는데, 일 예로서 제2 진동자 홈(144)의 중심에 하나가 배치되고, 제2 진동자 홈(144)의 중심을 기준으로 제3원주 상에 4개가 등간격으로 배치되고, 제3원주보다 큰 직경을 이루는 동심원의 제4원주 상에 8개가 등간격으로 배치되는 구조일 수 있다. 여기에서, 상기 복수개의 제2 촉각 생성 진동자(160)는 반드시 동일한 원주 상에 배치되거나 등간격으로 한정되는 것을 아니고 다른 배치 형태로 하는 것도 당연히 가능하다.
The plurality of second tactile generating oscillators 160 may be arranged in multiple stages. For example, one second oscillator groove 144 may be disposed at the center of the second oscillator groove 144, Eight may be arranged at regular intervals on the third circumferential phase and equally spaced on the fourth circumferential phase of the fourth concentric circle having a larger diameter than the third circumferential direction. Here, the plurality of second tactile generation vibrators 160 are not necessarily arranged on the same circumference or equally spaced, but may be arranged in other arrangements.

상기 촉각 생성 진동자들(150,160)을 구성하는 진동봉들(152,162)의 상단은 터치 블럭(110)의 터치홀(114)을 통하여 터치홈(112) 상에서 돌출된 상태를 유지할 수 있다. 즉, 사용자가 터치 블럭(110)의 터치홈(112) 상에 손가락을 대는 경우에 촉감을 느낄 수 있는 상태가 된다.The upper ends of the tilt rods 152 and 162 constituting the tactile generating vibrators 150 and 160 may protrude from the touch groove 112 through the touch hole 114 of the touch block 110. [ That is, when the user puts his / her finger on the touch groove 112 of the touch block 110, the user can feel a tactile sensation.

본 발명에 따른 햅틱 모듈(100)은 개별적으로 촉감 감지 신호를 제공하는 복수개의 촉각 생성 진동자들(150,160)이 터치 블럭(110)에 형성된 터치홈(112) 상에서 일정한 행렬을 이루게 배치할 수 있는데, 일 예로서 5×5의 행렬을 이룰 수 있다.
The haptic module 100 according to the present invention can arrange a plurality of tactile generation vibrators 150 and 160 individually providing a tactile sense signal in a matrix on the touch groove 112 formed in the touch block 110, As an example, a matrix of 5 x 5 can be established.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 햅틱 모듈(100)은 지문이 형성된 사용자의 손가락 끝단이 안정적으로 위치하도록 형성된 곡면 형상의 터치홈(112) 상에 복수의 촉각 생성 진동자들이 접촉 가능하게 배치된다. 상기 상태에서 제어부가 메모리부에 저장된 촉각 정보에 대응되도록 촉각 생성 진동자들을 진동시키게 되고, 사용자는 두뇌의 촉각 지각 메커니즘에 기초하여 촉각 생성 진동자들을 터치함에 따라 느끼는 두뇌의 촉각 정보를 통해 실제 사물 객체를 터치하는 것과 같은 환상 촉각을 얻게 된다. As described above, the haptic module 100 according to the present invention is arranged such that a plurality of tactile generating vibrators can be contacted on a curved touch groove 112 formed so that the fingertip of a user with a fingerprint is stably positioned. In this state, the controller vibrates the haptic oscillators so as to correspond to the haptic information stored in the memory unit, and the user uses the haptic information of the brain sensed by touching the tactile generation oscillators based on the tactile sense mechanism of the brain, The same tactile sense as the touch is obtained.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described, the present invention is not limited to the specific embodiments described above. It will be apparent to those skilled in the art that numerous modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the appended claims. And equivalents should also be considered to be within the scope of the present invention.

Claims (9)

오목한 곡면 형상의 터치홈(112)이 형성된 터치 블럭(110);
상기 터치 블럭(110)의 하부에 배치되는 고정블럭(130,140); 및
상기 고정블럭(130,140) 상에 결합되는 촉각 생성 진동자(150,160);를 포함하며,
상기 촉각 생성 진동자(150,160)의 상단부는 상기 터치홈(112)에 형성된 터치홀(114)을 통해 상기 터치홈(112) 상에 노출되는,
햅틱 모듈.
A touch block 110 having a concave curved touch groove 112 formed therein;
A fixed block 130, 140 disposed under the touch block 110; And
And a tactile generating oscillator (150, 160) coupled to the fixed block (130, 140)
An upper end of the tactile generation vibrators 150 and 160 is exposed on the touch groove 112 through a touch hole 114 formed in the touch groove 112,
Haptic module.
제 1 항에 있어서,
상기 고정블럭(130,140)은 상기 터치 블럭(110)의 하부에 결합되는 제1 고정블럭(130) 및 상기 제1 고정블럭(130)의 하단에 결합되는 제2 고정블럭(140)을 포함하고, 상기 촉각 생성 진동자(150,160)는 상기 제1 고정블럭(130) 상에 결합되는 제1 촉각 생성 진동자(150) 및 상기 제2 고정블럭(140) 상에 결합되는 제2 촉각 생성 진동자(160)를 포함하는,
햅틱 모듈.
The method according to claim 1,
The fixed blocks 130 and 140 include a first fixed block 130 coupled to a lower portion of the touch block 110 and a second fixed block 140 coupled to a lower end of the first fixed block 130, The haptic generation oscillators 150 and 160 may include a first haptic generation oscillator 150 coupled to the first fixed block 130 and a second haptic generation oscillator 160 coupled to the second fixed block 140 Including,
Haptic module.
제 2 항에 있어서,
상기 촉각 생성 진동자(150,160)는 상기 고정블럭(130,140)의 중심으로 각각 복수개가 방사상으로 배치되는,
햅틱 모듈.
3. The method of claim 2,
The plurality of tactile generation vibrators 150 and 160 are radially arranged at the center of the fixed blocks 130 and 140,
Haptic module.
제 2 항에 있어서,
상기 복수개의 촉각 생성 진동자(150,160)는 각각 고정블럭(130,140)의 진동자 홈(134,144) 상에 안착되는 진동판(151,161), 상기 진동판(151,161)에 고정되는 진동봉(152,162), 상기 진동봉(152,162) 상에 체결되는 이동자(153,163)를 포함하는,
햅틱 모듈.
3. The method of claim 2,
The plurality of tactile generating vibrators 150 and 160 include diaphragms 151 and 161 placed on the vibrator grooves 134 and 144 of the fixed blocks 130 and 140, vibrating bars 152 and 162 fixed to the vibrating plates 151 and 161, (153, 163) which are fastened on the base
Haptic module.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나에 따른 햅틱 모듈(100);
상기 햅틱 모듈(100)에 연결되며, 임의의 물체에 대한 촉각 정보가 저장된 메모리부(200);
상기 메모리부(200)에 저장된 촉각 정보에 대응되도록 상기 햅틱 모듈(100)의 촉각 생성 진동자(150,160)를 진동시키는 제어부(300)를 포함하며,
여기에서 상기 촉각 정보는 상기 물체를 사람이 실제 터치함에 따라 느끼는 두뇌의 촉각 정보를 생성시킬 수 있는 진동 정보인,
촉각 환상 생성 시스템.
A haptic module (100) according to any one of claims 1 to 4;
A memory unit 200 connected to the haptic module 100 and storing tactile information about an arbitrary object;
And a controller 300 for vibrating the haptic generation vibrators 150 and 160 of the haptic module 100 to correspond to tactile information stored in the memory unit 200,
Here, the tactile information is vibration information that can generate the tactile information of the brain, which the user feels as the person actually touches the object,
Tactile Annulus Generation System.
제 5 항에 있어서,
상기 촉각 정보는 상기 촉각 생성 진동자에 대한 진동 강도, 진동 주기 및 진동 패턴을 포함하는,
촉각 환상 생성 시스템.
6. The method of claim 5,
Wherein the tactile information includes a vibration intensity, a vibration period, and a vibration pattern for the tactile generation vibrator,
Tactile Annulus Generation System.
제 5 항에 있어서,
상기 햅틱 모듈(100)은 키보드, 마우스, 터치스크린, 제스처 인식, 3D 위치 인식 등을 포함하는 그룹 중 어느 하나의 입력장치를 포함하는,
촉각 환상 생성 시스템.
6. The method of claim 5,
The haptic module 100 may include any one of a keyboard, a mouse, a touch screen, a gesture recognition, a 3D position recognition,
Tactile Annulus Generation System.
제 5 항에 있어서,
상기 제어부(300)는 상기 햅틱 모듈(100)의 터치 블럭(110)을 통해 가해진 사용자의 2D/3D 상의 입력에 따라 하나 이상의 촉각 생성 진동자를 진동시키는,
촉각 환상 생성 시스템.
6. The method of claim 5,
The controller 300 vibrates one or more haptic generating vibrators according to the 2D / 3D input of the user through the touch block 110 of the haptic module 100,
Tactile Annulus Generation System.
제 5 항에 있어서,
상기 제어부(300)는 인간 피부의 4종류 운동역학 수용기(mechanoreceptor)를 적절히 자극하기 위한, 패턴의 주파수와 진동 폭을 가지는 진동자를 진동시키는,
촉각 환상 생성 시스템.6. The method of claim 5,
The control unit 300 may be configured to vibrate a vibrator having a frequency and a vibration width of a pattern for appropriately stimulating four kinds of human skin mechanoreceptors,
Tactile Annulus Generation System.
KR1020140128561A 2014-09-25 2014-09-25 A haptic module employing an array of vibrotactile actuators disposed on a curved surface and a system providing a tactile illusion using the haptic module KR102155689B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140128561A KR102155689B1 (en) 2014-09-25 2014-09-25 A haptic module employing an array of vibrotactile actuators disposed on a curved surface and a system providing a tactile illusion using the haptic module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140128561A KR102155689B1 (en) 2014-09-25 2014-09-25 A haptic module employing an array of vibrotactile actuators disposed on a curved surface and a system providing a tactile illusion using the haptic module

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160036382A true KR20160036382A (en) 2016-04-04
KR102155689B1 KR102155689B1 (en) 2020-09-14

Family

ID=55799705

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140128561A KR102155689B1 (en) 2014-09-25 2014-09-25 A haptic module employing an array of vibrotactile actuators disposed on a curved surface and a system providing a tactile illusion using the haptic module

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102155689B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080072331A (en) * 2007-02-02 2008-08-06 한국전자통신연구원 Tactile stimulation device and apparatus using the same
KR20100125059A (en) * 2009-05-20 2010-11-30 한국과학기술연구원 Tactile display system and operation method using the same
KR20110027045A (en) * 2009-09-09 2011-03-16 한국과학기술원 Movement transmission system for sympathizing with a pet at a long distance
KR20130022029A (en) * 2011-08-24 2013-03-06 한국과학기술원 Tactile illusion system using multi-haptic panel

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080072331A (en) * 2007-02-02 2008-08-06 한국전자통신연구원 Tactile stimulation device and apparatus using the same
KR20100125059A (en) * 2009-05-20 2010-11-30 한국과학기술연구원 Tactile display system and operation method using the same
KR20110027045A (en) * 2009-09-09 2011-03-16 한국과학기술원 Movement transmission system for sympathizing with a pet at a long distance
KR20130022029A (en) * 2011-08-24 2013-03-06 한국과학기술원 Tactile illusion system using multi-haptic panel

Also Published As

Publication number Publication date
KR102155689B1 (en) 2020-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6001611B2 (en) Input device and method for tactile feedback
CN104423709B (en) Electro photoluminescence haptic feedback interface
US11100771B2 (en) Devices and methods for providing localized haptic effects to a display screen
US8330590B2 (en) User interface feedback apparatus, user interface feedback method, and program
US9235265B2 (en) Touch-screen device including tactile feedback actuator
KR101174008B1 (en) Input apparatus and control method of input apparatus
KR101216489B1 (en) Input apparatus and control method of input apparatus
JP2020038685A (en) Systems and methods for generating friction effect and vibrotactile effect
US8330737B2 (en) Input apparatus
US9904363B2 (en) Input apparatus for generating tactile sensations and control method of input apparatus
EP2461234B1 (en) Input apparatus and control method of input apparatus
KR20170026567A (en) Three dimensional contextual feedback
WO2015188475A1 (en) Tactile feedback system, tactile feedback method, and touch display device
CN104714687A (en) Systems and methods for optical transmission of haptic parameters
KR20120047982A (en) Input device and method for controlling input device
CN103180802A (en) User interface with haptic feedback
KR20080048837A (en) Apparatus and method for outputting tactile feedback on display device
US20180011538A1 (en) Multimodal haptic effects
KR102034023B1 (en) Hand Haptic Device
Chen et al. A novel miniature multi-mode haptic pen for image interaction on mobile terminal
KR102155689B1 (en) A haptic module employing an array of vibrotactile actuators disposed on a curved surface and a system providing a tactile illusion using the haptic module
KR101528797B1 (en) Haptic feedback device using piezoelectric polymers
JP2017037583A (en) Computer input system
Zhang et al. Active pinscreen: Exploring spatio-temporal tactile feedbackfor multi-finger interaction
JP2005128891A (en) Device for exhibiting visual tactile information

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant