KR20160115431A - 점자 액츄에이터 및 이를 이용한 점자 출력 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 점자 액츄에이터 및 이를 이용한 점자 출력 장치를 공개한다. 본 발명의 점자 액츄에이터는, 바닥면에 설치되고 전류의 흐름에 따라서 극성이 변화되는 전자석과, 상면이 경사면으로 형성되고 하면에 영구자석이 설치되어 전자석과 인력 또는 척력이 작용하여 회전하는 회전 부재와, 밑면이 회전 부재의 경사면과 접촉하도록 경사면으로 형성되고 회전 부재가 회전하면 회전 부재의 경사면을 따라서 상승하거나 하강하는 점자 돌기를 포함한다. 이러한 구성으로, 본 발명의 액츄에이터는 전자석에 전류를 인가하여 회전 부재의 영구자석과 척력 또는 인력이 작용하도록 함으로써 회전부재를 회전시키고, 회전하는 회전부재의 상면이 점자 돌기의 밑면을 상승시켜 점자를 출력한 후, 전자석으로의 전류 공급을 차단하여도 점자 돌기는 회전 부재에 의해서 지지되어 출력 상태를 유지하므로, 점자 출력에 소비되는 전력을 현저하게 감소시킬 수 있다.

Description

점자 액츄에이터 및 이를 이용한 점자 출력 장치{Braille actuator and Braille outputting device using the same}
본 발명은 점자 액츄에이터 및 이를 이용한 점자 출력 장치에 관한 것이다.
최근 스마트폰 및 스마트패드 등의 각종 휴대 전자 장치의 보급이 급증하고 있으며, 사람들은 언제 어디서나 자신이 원하는 정보를 검색하여 열람할 수 있다. 그러나, 이러한 일반적인 휴대용 전자 장치들은 정상인을 기준으로 설계되어 있으므로 시각 장애인이 이용하기 어려운 문제점이 존재하였다.
최근에는, 시각 장애인에게 정보를 제공하기 위한 장치들이 개발되고 있고, 그 중 대표적인 것이 점자시계이다. 점자 시계는 시계의 표면에 돌출된 점자 돌기를 시각 장애인이 감지함으로써 시간을 파악할 수 있는 장치로서, 점자 시계는 영구 자석과 전자석을 이용하여, 돌출시키고자 하는 점자 돌기 주변에 설치된 전자석에 전류를 인가하여 전자석과 영구 자석 사이에 척력 또는 인력이 형성되도록 함으로써, 정보를 출력한다.
그러나, 이러한 점자 시계를 비롯한 대부분의 전자석을 이용한 점자 출력 장치의 경우, 사용자가 점자를 판독하는 동안 점자 돌기의 돌출 상태를 유지해야 하므로, 전자석에 지속적으로 전류를 공급하여 전자석의 상태를 유지하여야 할뿐만 아니라, 사용자가 점자를 터치하여 점자가 돌출된 방향과 반대 방향으로 힘이 인가될 때에도 점자 돌기의 돌출 상태를 유지해야 하므로, 전자석에 상대적으로 높은 전류를 지속적으로 인가해야하므로 전력소모가 매우 많았다. 따라서, 이러한 종래기술은 제한된 배터리 전력을 이용해야하는 휴대용 전자기기에는 적용되기 어려운 문제점이 존재하였다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 적은 소비 전력만으로도 점자를 돌출시키고 돌출 상태를 유지시킬 수 있는, 점자 액츄에이터 및 이를 이용한 점자 출력 장치를 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 점자 액츄에이터는, 바닥면에 설치되고, 전류의 흐름에 따라서 극성이 변화되는 전자석; 상면이 경사면으로 형성되고, 하면에 영구자석이 설치되어, 상기 전자석과 인력 또는 척력이 작용하여 회전하는 회전 부재; 및 밑면이 상기 회전 부재의 경사면과 접촉하도록 경사면으로 형성되고, 상기 회전 부재가 회전하면, 상기 회전 부재의 경사면을 따라서 상승하거나 하강하는 점자 돌기를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 점자 액츄에이터에서, 상기 점자 돌기의 측면에는 상기 점자 돌기의 회전을 방지하면서 상기 점자 돌기가 상하 이동만을 수행할 수 있도록 하는 가이드부가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 점자 액츄에이터에서, 상기 회전부재 및 상기 점자돌기를 내부에 수용하는 하우징을 더 포함하고, 상기 하우징의 상기 가이드부에 대응되는 위치에 상기 가이드부가 결합하는 가이드 홈이 길이 방향으로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 점자 액츄에이터에서, 상기 회전 부재는 180도 만큼 회전할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 점자 액츄에이터에서, 상기 회전부재 및 상기 점자 돌기는 원통형으로 형성되고, 상기 전자석과 상기 영구 자석은 상기 회전 부재 단면의 원주를 따라서 원형으로 배열될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 점자 액츄에이터에서, 상기 전자석과 상기 영구자석이 차지하는 원주상의 길이의 합은 상기 회전부재의 원주 길이의 50%인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 점자 액츄에이터에서, 상기 전자석은 제 1 전자석 및 제 2 전자석으로 구성되고, 상기 제 1 전자석과 상기 제 2 전자석은 서로 마주보는 면과 서로 반대되는 면이 각각 동일한 극성을 갖도록 전류가 공급될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 점자 액츄에이터에서, 상기 회전 부재 상면의 최고점 및 상기 점자 돌기 밑면의 최저점은 수평으로 절개면이 형성되어 있어, 상기 점자 돌기가 돌출된 상태에서, 상기 회전부재의 절개면과 상기 점자 돌기의 절개면은 서로 접촉되어 지지될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 점자 액츄에이터에서, 상기 회전 부재와 상기 점자 돌기의 중심을 관통하는 중심축을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 점자 액츄에이터에서, 상기 회전 부재의 상면의 가장자리와, 상기 점자 돌기 밑면의 가장자리는 둥글게 처리될 수 있다.
한편, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 점자 출력 장치는, 복수의 셀이 형성된 베이스부; 상기 복수의 셀에 각각 설치되는 상술한 점자 액츄에이터; 상기 베이스부와 결합되는 커버부; 및 사용자에게 출력될 정보에 따라서, 상기 복수의 셀에 설치된 액츄에이터의 전자석으로 전류를 공급하여, 각 셀에 설치된 액츄에이터를 제어하는 드라이버 회로를 포함한다.
본 발명의 점자 액츄에이터는, 바닥면에 설치되고 전류의 흐름에 따라서 극성이 변화되는 전자석과, 상면이 경사면으로 형성되고 하면에 영구자석이 설치되어 전자석과 인력 또는 척력이 작용하여 회전하는 회전 부재와, 밑면이 회전 부재의 경사면과 접촉하도록 경사면으로 형성되고 회전 부재가 회전하면 회전 부재의 경사면을 따라서 상승하거나 하강하는 점자 돌기를 포함한다. 이러한 구성으로, 본 발명의 액츄에이터는 전자석에 전류를 인가하여 회전 부재의 영구자석과 척력 또는 인력이 작용하도록 함으로써 회전부재를 회전시키고, 회전하는 회전부재의 상면이 점자 돌기의 밑면을 상승시켜 점자를 출력한 후, 전자석으로의 전류 공급을 차단하여도 점자 돌기는 회전 부재에 의해서 지지되어 출력 상태를 유지하므로, 점자 출력에 소비되는 전력을 현저하게 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 점자 액츄에이터의 전체 구성을 도시하는 도면이다.
도 2a는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따라서, 바닥면에 고정 설치된 전자석과 회전 부재에 설치된 영구자석의 구조를 도시하는 도면이고, 도 2b는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따라서, 바닥면에 고정 설치된 전자석과 회전 부재에 설치된 영구자석의 구조를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직할 실시예에 따라서 본 발명의 회전 부재가 회전하는 방식을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 점자 액츄에이터의 구조를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 점자 액츄에이터의 구조를 도시하는 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 점자 액츄에이터를 이용한 점자 출력 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 점자 액츄에이터의 전체 구성을 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 점자 액츄에이터는 전자석(400), 회전 부재(100), 및 점자 돌기(200)를 기본적으로 포함하여 구성되고, 하우징(300)을 추가적으로 포함하여 구성될 수도 있다.
먼저, 전자석(400)은 점자 액츄에이터의 바닥면(500)에 고정적으로 설치되고, 유입되는 전류의 방향에 따라서 극성이 변화된다. 전자석(400)은 철심과 같은 자기 코어에 코일이 감긴 형태의 일반적인 전자석(400)으로 구현될 수 있다.
회전 부재(100)는 상면(110)이 경사면으로 형성되고, 하면(120)에 영구 자석(130)이 설치되어, 하면에 설치된 영구 자석(130)이 전자석(400)과 인력 또는 척력이 작용하여 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전함으로써 점자 돌기(200)를 상승시키거나 하강시키는 부재이다. 회전 부재(100)의 구성에 대해서는 도 2을 참조하여 더 자세하게 설명한다.
점자 돌기(200)는 밑면(210)이 회전 부재(100)의 경사면과 접촉하도록 경사면으로 형성되고, 회전 부재(100)가 회전하면, 회전 부재(100)의 경사면을 따라서 상승하거나 하강한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서 점자 돌기(200)의 경사면이 형성하는 경사각은 회전 부재(100)의 경사면이 형성하는 경사각과 동일하게 형성되어, 회전 부재(100)의 경사면과 점자 돌기(200)의 경사면은 서로 밀착된다. 그러나, 양 경사면이 완전히 밀착되지 않아도 무방하다.
또한, 점자 돌기(200)의 측면에는 점자 돌기(200)가 회전부재(100)와 함께 회전하는 것을 방지하면서 점자 돌기(200)가 상하 이동만을 수행할 수 있도록 하는 가이드부(220)가 형성되어 있다.
한편, 본 발명의 점자 액츄에이터는 점자 돌기(200) 및 회전 부재(100)를 내부에 수용하는 하우징(300)을 더 포함할 수 있는데, 도 1에 도시된 바와 같이, 하우징(300)의 측면에는 점자 돌기(200)의 측면에 형성된 가이드부(220)에 대응되는 위치에, 가이드부(220)가 결합하는 가이드 홈(310)이 길이 방향으로 형성되어 있다.
도 1을 참조하여, 본 발명의 점자 액츄에이터의 동작과정을 살펴보면, 먼저, 점자가 돌출되지 않은 상태(도 1의 (a) 참조)에서는, 회전 부재(100)의 상면(110)인 경사면과 점자 돌기(200)의 밑면(210)인 경사면이 서로 밀착되게 맞닿아 있다. 이렇게 점자가 돌출되지 않은 상태는 전자석(400)에 전류가 공급되지 않은 상태이다. 이 상태에서, 회전 부재(100)의 상면(110)의 최고점(111)은 점자 돌기(200)의 밑면(210)의 최고점(211)과, 회전 부재(100)의 상면(110)의 최저점(112)은 점자 돌길의 밑면(210)의 최저점과 맞닿아 있거나, 일직선상에 배치되게 된다.
그 후, 점자 돌기(200)를 돌출시키고자 하는 경우에는, 바닥면(500)에 고정 설치된 전자석(400)에 전류를 공급하여 회전 부재(100)의 하면(120)에 설치된 영구 자석(130)과 전자석(400)간에 인력 또는 척력이 작용하도록 하여 회전 부재(100)를 180도 회전시킨다.
회전 부재(100)가 회전되면, 상면(110)에 형성된 경사면의 방향이 180도 회전되고, 이 과정에서 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 밀착되어 있던 회전 부재(100)의 상면(110)과 점자 돌기(200)의 밑면(210)이 서로 어긋나면서, 회전 부재(100)의 경사면(110)이 점자 돌기(200)의 경사면(210)을 상승시켜 점자 돌기(200)가 외부로 돌출된다. 점자 돌기(200)가 돌출된 상태에서, 회전 부재(100)의 상면(110)의 최고점(111)은 점자 돌기(200)의 밑면(210)의 최저점(212)과 맞닿거나 일직선상에 배치되고, 회전 부재(100)의 상면(110)의 최저점(112)은 점자 돌기(200)의 밑면(210)의 최고점(211)과 일직선상에 배치된다.
회전이 완료되면, 전자석(400)에 공급되던 전류의 공급은 차단된다. 이렇게 전류 공급이 차단되어도, 회전 부재(100)는 전자석(400)에 남아있는 잉여 자력과 바닥면(500)과의 마찰력에 의해서 현재 상태를 유지하고, 점자 돌기(200) 역시 회전 부재(100)와의 마찰력에 의해서 회전 부재(100)에 의해서 지지되어 돌출 상태가 유지된다. 또한, 사용자가 점자 돌기(200)의 위에서 아래로 압력을 가한다 하더라도, 가해진 압력은 수직 방향으로 전달되므로, 고정된 상태를 유지하고 있는 회전 부재(100)에 의해서 지지되어 돌출 상태가 유지된다.
한편, 돌출되었던 점자 돌기(200)를 다시 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 원 상태로 환원시키기 위해서는(내부로 넣기 위해서는), 점자 돌기(200)를 돌출시킬때와 전자석(400)의 극성이 반대가 되도록 전류를 공급한다. 그러면, 회전 부재(100)는 점자 돌기(200)를 돌출시킬때와 반대로 회전하게 되어, 돌출되었던 점자 돌기(200) 역시 하강하여 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 원상태로 환원된다.
이렇게, 본 발명은 점자 돌기(200)의 상태를 변경할 때, 즉, 점자 돌기(200)를 돌출시키거나, 돌출된 점자 돌기(200)를 내부로 넣을때에만 전류가 공급되고, 돌출 상태가 유지되는 동안에는 전류가 공급되지 않으므로, 종래 기술에 비해서 현저하게 소비 전력을 절감할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예는, 회전 부재(100)가 회전할 때 점자 돌기(200)와의 마찰력을 가능한 감소시키면서 부드럽게 점자 돌기(200)를 상승시킬 수 있도록 회전 부재(100)의 상면(110)의 가장자리와, 점자 돌기(200) 밑면(210)의 가장자리는 둥글게 처리할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 바람직한 제 1 및 제 2 실시예에 따라서, 바닥면(500)에 고정 설치된 전자석(400)과 회전 부재(100)에 설치된 영구 자석(130)의 구조를 도시하는 도면이다.
먼저, 도 2a를 참조하여 제 1 실시예를 설명하면, 본 발명의 점자 돌기(200) 및 회전 부재(100)는 모두 원통형으로 형성되고, 전자석(400)과 영구 자석(130)은 회전 부재(100) 단면의 원주를 따라서 원형으로 배열되며, 전자석(400)과 영구 자석(130)이 차지하는 원주상의 길이의 합은, 회전 부재(100)의 원주 길이의 50%이다. 따라서, 회전 부재(100)는 180도 만큼 회전이 가능하다.
본 발명의 전자석(400)은 도 2a의 (b) 및 (c) 에 도시된 바와 같이 2개의 전자석(400)(제 1 전자석(410) 및 제 2 전자석(420))으로 구성된다. 제 1 전자석(410)은, 도 1의 (a)에 도시된 상태와 같이, 점자 돌기(200)가 안쪽에 수용되어 회전 부재(100)와 밀착된 상태에서 영구 자석(130)과 접촉하고, 제 2 전자석(420)은 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 점자 돌기(200)가 돌출된 상태에서 영구 자석(130)과 접촉한다.
여기서, 제 1 전자석(410)과 제 2 전자석(420)은 도 2a의 (b)에 도시된 바와 같이, 각각 자기 코어와 자기 코어 둘레에 감긴 전선을 구비하여 각 전자석(400)에 공급되는 전류 방향을 제어함으로써 서로 자기력선의 방향이 반대가 되도록(즉, 서로 마주보는 극이 동일한 극성을 갖도록) 구동될 수도 있다.
또한, 제 1 전자석(410)과 제 2 전자석(420)은 도 2a의 (c) 에 도시된 바와 같이, 자기 코어만이 별개로 분리되어 존재하고, 자기 코어들 둘레를 감싸는 전선은 공유하되, 자기력선의 방향만 상호 반대가 되도록 자기 코어들 둘레에 전선이 감기도록 구성될 수도 있다.
이하에서는, 도 2a의 (c)에 도시된 제 1 전자석(410) 및 제 2 전자석(420)을 이용하여 구현된 예를 설명한다. 도 2a의 (b)에 도시된 예는 제 1 전자석(410) 및 제 2 전자석(420)에 공급되는 전류 방향을 각각 제어하여 극성을 제어한다는 점을 제외하면, 도 2a의 (c)에 도시된 전자석(400)들을 이용하여 구동하는 방식과 동일함을 당업자는 알 수 있을 것이다.
한편, 도 2b에 도시된 제 2 실시예를 설명하면, 점자 돌기(200) 및 회전 부재(100)는 모두 원통형으로 형성되고, 영구 자석(130)은 N극과 S극이 회전 부재(100)의 하면에 수직한 방향을 향하도록 교대로 배치되도록 회전 부재(100)의 하면 전체에 형성 또는 설치될 수 있다.
도 2b의 (a)에 도시된 예에서는, 4개의 영구자석(300)이 그 극성이 서로 교대로 배치되도록 회전 부재(100)의 하면에 형성 또는 설치되고, 영구 자석(300)과 접촉하는 바닥면(500) 역시, 영구 자석(300)의 극성과 대응되도록 4개의 전자석(300)이 고정 설치되었다.
또한, 도 2b의 (b)에 도시된 예에서는, 2개의 영구 자석(300)이 서로 다른 극성이 배치되도록 회전 부재(100)의 하면에 형성 또는 설치되고, 영구 자석(300)과 접촉하는 바닥면(500) 역시, 영구 자석(300)의 극성과 대응되도록 2개의 전자석(300)이 고정 설치되었다.
도 3은 본 발명의 바람직할 실시예에 따라서 본 발명의 회전 부재(100)가 회전하는 방식을 설명하는 도면이다. 이하에서는, 도 2a에 도시된 제 1 실시예를 참조하여 본 발명의 회전 부재(100)가 회전하는 방식을 설명한다.
도 3을 참조하면, 도 1의 (a)에 도시된 상태에서는, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 모든 전자석(400)에 전류가 공급되지 않아 전자석(400)이 극성을 갖지 않고, 회전 부재(100)에 설치된 영구 자석(130)은 제 1 전자석(410)과 접촉되어 있다.
이 때, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 회전 부재(100)를 180도 회전시킴으로써 점자 돌기(200)를 상승시켜 외부로 돌출시키기 위해서, 제 1 전자석(410)의 영구 자석(130)과의 접촉면이 영구 자석(130)과 척력이 작용하고, 제 1 전자석(410)의 접촉면과 반대되는 제 2 전자석(420)의 일면이 제 1 전자석(410)의 접촉면과 동일한 극성을 갖음으로써 영구 자석(130)과 인력이 작용하도록 전류를 공급한다.
도 3의 (b)를 참조하면, 제 1 전자석(410)의 접촉면에 접하는 영구 자석(130)의 극성이 S극 이므로, 제 1 전자석(410)의 접촉면에 S극이 형성되도록 제 1 전자석(410)에 전류를 공급하면 제 1 전자석(410)과 영구 자석(130) 사이에 척력이 작용하여, 회전 부재(100)는 화살표 방향으로 회전하기 시작한다.
회전하는 영구 자석(130)은 제 2 전자석(420)의 S극과 영구 자석(130)의 N극 간에 인력이 작용하여, 영구 자석(130)의 N극이 제 2 전자석(420)의 S극과 접촉함으로써, 회전 부재(100)는 180도만큼 회전하게 된다.(도 3의 (c) 참조)
마지막으로, 영구 자석(130)이 제 2 전자석(420)에 접촉하면, 즉, 점자 돌기(200)가 상승하여 외부로 돌출되면, 전자석(400)에 공급되던 전류는 차단되고, 점자 돌기(200)의 돌출상태는 회전 부재(100)가 지지하여 유지된다.(도 3의 (d) 참조)
한편, 제 1 전자석(410) 및 제 2 전자석(420)이 권선되는 전선을 공유하지 않고 개별적으로 전선이 권선되어 각각 극성이 제어되는 경우에는, 점자 돌기(200)가 내부에 수용된 상태에서, 영구 자석(130)의 S극에 접촉하는 제 1 전자석(410) 접촉면에 S극이 형성되고, 제 2 전자석(420)의 반대면에도 S극이 형성되도록 전류를 공급하면 도 3에 도시된 것과 동일한 방식으로 회전 부재(100)가 회전됨을 알 수 있을 것이다.
한편, 본 발명의 액츄에이터를 구동하는 구동회로가 수 ms 단위를 전류 공급을 제어할 수 있는 경우에는 전자석(400)을 1개만 이용하여도 동작이 가능하다. 구체적으로, 도 3의 (a)에 도시된 상태에서 제 1 전자석(410)과 제 2 전자석(420)을 연결한 길이의 전자석(400) 하나만 존재하는 경우에, 영구 자석(130)의 S극과 접촉하는 전자석(400)의 면에 S극이 형성되도록 순간적으로 전류 펄스를 인가한다. 단, 이 때 인가되는 전류 펄스의 크기는 도 3에 도시된 전류의 크기보다 큰 것이 바람직하다.
전자석(400)의 접촉면에 S극이 순간적으로 형성되면, 영구 자석(130)은 척력에 의해서 회전을 시작하고, 펄스의 듀티사이클이 종료되어 전자석(400)에 형성된 극성은 소멸되어도, 영구 자석(130)은 관성에 의해서 회전을 지속한다. 영구 자석(130)이 이동해야 하는 전체 원주 길이의 50%를 넘게 이동하는 순간, 전자석(400)의 반대면에 S극이 작용하도록 이전에 공급된 것과 반대 방향의 전류를 공급한다. 그러면, 영구 자석(130)의 N극과 전자석(400)의 반대면에 형성된 S극간에 인력이 작용하여 영구 자석(130)의 N극은 전자석(400)의 반대면과 접촉함으로써 영구 자석(130) 및 영구 자석(130)이 설치된 회전 부재(100)는 180도를 회전하게 되고, 이에 따라 점자 돌기(200)는 외부로 돌출된다. 이러한 예에서, 최초로 인가되는 전류 펄스의 크기 및 폭과, 인가되었던 전류 펄스와 다른 방향의 전류를 공급하는 시간차 등은 회전 부재(100)의 무게, 재질 등을 고려하여 사전에 계산되거나 다수의 실험을 통해서 사전에 정의될 수 있다.
한편, 도 2b에 도시된 제 2 실시예의 경우에도, 전자석(400)과 영구자석(130)의 배치만이 제 1 실시예와 차이가 있을 뿐, 영구 자석을 회전시키는 기술적 사상은 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
한편, 도 4에 도시된 본 발명의 바람직한 다른 실시예는, 회전 부재(100)가 회전하면서 하우징(300) 측면과 접촉함으로써 마찰력의 영향을 받고, 점자 돌기(200)가 연동하여 회전하면서 하우징(300) 측면과 접촉하여 마찰력의 영향을 받는 것을 최소화할 수 있도록, 바닥면(500)으로부터 수직으로 형성되어 회전 부재(100)와 점자 돌기(200)의 중심을 관통하는 중심축(550)을 더 포함할 수 있다. 이 때, 중심축(550)과 회전 부재(100) 및 점자 돌기(200)간의 마찰력을 최소화할 수 있도록 중심축(550)에는 윤활제가 도포되어 있는 것이 바람직하다.
한편, 도 5에 도시된 본 발명의 바람직한 다른 실시예는, 회전 부재(100)가 회전하여 점자 돌기(200)가 돌출된 상태에서 돌출 상태가 보다 견고하게 유지되도록, 회전 부재(100) 상면(110)의 최고점(111) 및 상기 점자 돌기(200) 밑면(210)의 최저점(212)에 수평으로 절개면(113,213)을 형성할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 회전 부재(100) 상면(110)의 최고점(111) 및 상기 점자 돌기(200) 밑면(210)의 최저점(212)에 수평으로 절개면(113,213)을 형성하면, 점자가 돌출된 상태에서 양 절개면(113,213)이 서로 맞닿아 마찰력이 발생하게 된다. 따라서, 사용자가 점자 돌기(200)를 살짝 접촉하여 점자 돌기(200)가 약간 회전하는 경우에도, 절개면(113,213)에 의해서 지지되므로, 경사면을 따라서 아래로 하강하는 것을 막을 수 있다. 다만, 이 경우에, 절개면의 마찰력을 고려하여, 절개면이 없는 경우보다 전자석(400)의 세기를 더 세게 하여야 한다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 점자 액츄에이터를 이용한 점자 출력 장치(600)의 구성을 도시하는 도면이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 발명의 점자 출력 장치(600)는, 베이스부(610), 커버부(620), 및 드라이버 회로(630)를 포함하여 구성된다.
베이스부(610)에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 점자 액츄에이터들이 하나씩 설치되는 복수의 셀(612)이 형성되어 있고, 복수의 셀(612)에 액츄에이터들이 하나씩 설치되어 있다.
커버부(620)에는 점자 돌기(200)가 돌출될 수 있도록 점자 홈(622)이 형성되어 있으며, 베이스부(610)와 결합되어 점자 액츄에이터 전체가 외부로 유출되는 것을 방지한다.
드라이버 회로(630)는 사용자에게 출력될 정보에 따라서, 복수의 셀(612)에 설치된 점자 액츄에이터의 전자석(400)으로 전류를 공급하여, 각 셀(612)에 설치된 점자 액츄에이터를 제어한다. 이 때, 드라이버 회로(630)는 베이스부(610) 내부에 설치될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 회전 부재 110 회전부재 상면
111 상면의 최고점 112 상면의 최저점
113 절개면
120 회전부재 하면 130 영구 자석
200 점자 돌기 210 점자 돌기 밑면
211 밑면 최고점 212 밑면 최저점
213 절개면
220 가이드부 300 하우징
310 가이드홈 400 전자석
410 제 1 전자석 420 제 2 전자석
500 바닥면 550 중심축
600 점자 출력 장치 610 베이스부
612 셀 620 커버부
622 점자 홈 630 드라이버 회로

Claims (11)

  1. 바닥면에 설치되고, 전류의 흐름에 따라서 극성이 변화되는 전자석;
    상면이 경사면으로 형성되고, 하면에 영구자석이 설치되어, 상기 전자석과 인력 또는 척력이 작용하여 회전하는 회전 부재; 및
    밑면이 상기 회전 부재의 경사면과 접촉하도록 경사면으로 형성되고, 상기 회전 부재가 회전하면, 상기 회전 부재의 경사면을 따라서 상승하거나 하강하는 점자 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 점자 액츄에이터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 점자 돌기의 측면에는 상기 점자 돌기의 회전을 방지하면서 상기 점자 돌기가 상하 이동만을 수행할 수 있도록 하는 가이드부가 형성된 것을 특징으로 하는 점자 액추에이터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 회전부재 및 상기 점자돌기를 내부에 수용하는 하우징을 더 포함하고,
    상기 하우징의 상기 가이드부에 대응되는 위치에 상기 가이드부가 결합하는 가이드 홈이 길이 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 점자 액츄에이터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 부재는 180도 만큼 회전하는 것을 특징으로 하는 점자 액츄에이터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전부재 및 상기 점자 돌기는 원통형으로 형성되고,
    상기 전자석과 상기 영구 자석은 상기 회전 부재 단면의 원주를 따라서 원형으로 배열되는 것을 특징으로 하는 점자 액츄에이터.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전자석과 상기 영구자석이 차지하는 원주상의 길이의 합은 상기 회전부재의 원주 길이의 50%인 것을 특징으로 하는 점자 액츄에이터.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 전자석은 제 1 전자석 및 제 2 전자석으로 구성되고,
    상기 제 1 전자석과 상기 제 2 전자석은 서로 마주보는 면과 서로 반대되는 면이 각각 동일한 극성을 갖도록 전류가 공급되는 것을 특징으로 하는 저자 액츄에이터.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 부재 상면의 최고점 및 상기 점자 돌기 밑면의 최저점은 수평으로 절개면이 형성되어 있어, 상기 점자 돌기가 돌출된 상태에서, 상기 회전부재의 절개면과 상기 점자 돌기의 절개면은 서로 접촉되어 지지되는 것을 특징으로 하는 점자 액츄에이터.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 부재와 상기 점자 돌기의 중심을 관통하는 중심축을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 점자 액츄에이터.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 부재의 상면의 가장자리와, 상기 점자 돌기 밑면의 가장자리는 둥글게 처리된 것을 특징으로 하는 점자 액츄에이터.
  11. 복수의 셀이 형성된 베이스부;
    상기 복수의 셀에 각각 설치되는, 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 점자 액츄에이터;
    상기 베이스부와 결합되는 커버부; 및
    사용자에게 출력될 정보에 따라서, 상기 복수의 셀에 설치된 점자 액츄에이터의 전자석으로 전류를 공급하여, 각 셀에 설치된 점자 액츄에이터를 제어하는 드라이버 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 점자 출력 장치.
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