WO2015023056A1 - 레이저를 이용하여 촉감을 제공하는 전자 장치 및 이를 이용한 방법 - Google Patents

레이저를 이용하여 촉감을 제공하는 전자 장치 및 이를 이용한 방법 Download PDF

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WO2015023056A1
WO2015023056A1 PCT/KR2014/005556 KR2014005556W WO2015023056A1 WO 2015023056 A1 WO2015023056 A1 WO 2015023056A1 KR 2014005556 W KR2014005556 W KR 2014005556W WO 2015023056 A1 WO2015023056 A1 WO 2015023056A1
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tactile
laser beam
unit
pulse
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정순철
김형식
전재훈
최승문
민병찬
김성필
박종락
배영민
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건국대학교 산학협력단
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    • G06F2203/01—Indexing scheme relating to G06F3/01
    • G06F2203/014—Force feedback applied to GUI

Definitions

  • the present invention relates to an electronic device that provides a touch using a laser. More particularly, the present invention relates to an electronic device that provides a tactile touch. The present invention relates to an electronic device capable of implementing a tactile sense.
  • the present invention has been invented on the basis of this technical background, in order to meet the salping technical needs from above, as well as to provide additional technical elements that can be easily invented by those skilled in the art.
  • An object of the present invention is to implement a technology capable of providing tactile information together with visual information displayed by an electronic device.
  • an object of the present invention is to provide a technique for implementing a tactile sense using a pulsed laser beam.
  • the display unit for visually displaying information; And a tactile generation unit configured to generate a pulsed laser beam for generating tactile sensations, wherein the tactile generation unit outputs the pulsed laser beam in association with an operation of the display unit.
  • the electronic device may further include a controller configured to control information displayed by the display unit and to control a pulsed laser beam generated by the tactile generation unit.
  • control unit by adjusting the intensity (Power) or pulse width (Pulsed width) of the pulse laser beam, to adjust the energy per unit pulse of the pulse laser beam It is characterized by.
  • the electronic device is characterized in that the control unit adjusts the pulse width in a range of several tens of ms (millisecond) or less.
  • the electronic device is characterized in that the control unit controls the energy per unit pulse to a value within a range of 0.005 mJ to 9.5 mJ.
  • the electronic device is characterized in that a plurality of the touch generating units are formed.
  • the electronic device may be configured such that the controller selectively operates the plurality of tactile generating units to implement a tactile pattern.
  • the electronic device is characterized in that the controller implements the tactile pattern by operating the plurality of tactile generating units at a time difference.
  • control unit controls the tactile pattern to express symbol information, character information, numeric information, or figure information.
  • the electronic device may control the tactile pattern to express direction information and change the direction information according to the information displayed on the display unit. It is done.
  • the electronic device is characterized in that the tactile generator is integrally formed with an input unit for receiving information.
  • the electronic device is characterized in that the tactile generation unit is installed inside the display unit, and the visual stimulus and the tactile stimulus are provided together at the same position on the display unit.
  • the tactile generating unit is installed in the display unit formed in the form of a touch screen, the pulse laser beam is applied only to the region where the touch is input of the entire region of the display unit. It is characterized by investigating.
  • the electronic device is implemented in the form of an IT device, the IT device, TV, mobile phone, smart phone, tablet, PC, notebook, PDA, digital camera or digital It is characterized by including a picture frame.
  • multi-sensory providing method for solving the above problems, (a) displaying the visual information by the electronic device; And (b) generating, by the electronic device, a touch in conjunction with the display operation of the visual information, wherein the electronic device generates a pulsed laser beam to generate the touch. do.
  • the present invention can provide tactile information linked to information displayed visually using a 'laser beam'. Therefore, it is possible to provide a touch even without using a conventional vibration motor, air-shot, thermoelectric element, piezo element, etc., and to provide a touch even in a non-contact state.
  • the degree of tactile sensation may be controlled by controlling parameters of the laser beam, and tactile sense with high spatial resolution may be realized.
  • the plurality of laser generating modules may be 1) selectively operated or 2) operated with a time difference to form various tactile patterns. Therefore, symbol information, numeric information, character information, figure information, and the like can be expressed using such a tactile pattern, and direction information can be expressed.
  • the present invention may form a tactile generation unit for generating a laser beam inside the display panel. Therefore, an effect in which 'visual stimulus' and 'tactile stimulus' are provided through the display panel can be realized.
  • the present invention can provide a 'photo-mechanical touch' to the skin of the human body by using a pulsed laser beam (Pulsed laser beam).
  • the present invention may provide a photo-mechanical touch to the human body by using a pulsed laser beam whose energy per unit pulse is adjusted to a value of 0.005 mJ or more.
  • the present invention provides a 'photo-mechanical touch' rather than 'photo-thermal touch' or 'photo-chemical touch', so that side effects that may be caused by 'photo-thermal touch' or 'photo-chemical touch' Can be minimized.
  • the present invention can provide a photo-mechanical touch without damaging the skin of the human body when providing the 'photo-mechanical touch' directly to the human skin.
  • the present invention may adjust the energy per unit pulse in the range of 0.005 mJ to 9.5 mJ, thereby providing a photo-mechanical touch without damaging the human skin.
  • the present invention can also quantitatively control the presented feel. Specifically, the present invention may quantitatively control the implemented feel by adjusting the parameter of the pulse laser beam as the tactile source.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating an operation of a tactile generation unit included in an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • 3 is an exemplary diagram showing parameters of a pulsed laser beam.
  • 4 to 5 are exemplary views illustrating specific examples of the electronic device.
  • 6 to 7 are exemplary diagrams illustrating an electronic device implementing a tactile pattern according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 8 is an exemplary view illustrating embodiments in which the tactile generation unit is installed inside the display panel.
  • FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of an experimental system for verifying the photo-mechanical touch generated by the guide apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a graph showing an output signal of a piezo sensor.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a process of processing an output signal of a piezo sensor.
  • 12 and 13 are graphs showing the relationship between the energy per unit pulse of the laser generation module and the output signal of the piezo sensor.
  • FIG. 14 is a conceptual diagram showing an experiment for comparing and observing an EEG change by laser stimulation and an EEG change by pure mechanical stimulation.
  • 15 to 16 are graphs showing the results of the experiments shown in FIG. 14.
  • tactile generation unit 112 laser generation module
  • optical filter module 116 lens module
  • the electronic device may be implemented with various kinds of IT devices.
  • the electronic device may be implemented as various IT devices such as a TV, a mobile phone, a tablet, a PC, a notebook, a PDA, a digital camera, and the like.
  • the electronic device may be implemented as a single IT device or two or more IT devices connected by wire or wirelessly.
  • an electronic device may include a display unit 120 for visually displaying information and a tactile generator configured to generate a pulsed laser beam for generating a tactile touch.
  • the controller 150 may control the information displayed by the display unit and control the pulse laser beam generated by the tactile generator.
  • the electronic device may further include an input unit 130 for inputting information and a communication unit 140 for transmitting and receiving data.
  • the tactile generator 110 is configured to generate a pulsed laser beam for generating a tactile sense.
  • the tactile generator 110 may generate and output a laser beam as illustrated in FIG. 2, and may generate a tactile sense using the laser beam.
  • the tactile generating unit 110 may output the pulsed laser beam in conjunction with the operation of the display unit 120, thereby providing a tactile sense in a state of matching with visual information. have.
  • the tactile generator 110 may include a laser generation module 112 for generating a laser beam, an optical filter module 114 for adjusting the power of the laser beam, and a diameter of the laser beam. It may include a lens module 116 to adjust, in addition to these configurations may include a variety of configurations for generating and adjusting the laser beam.
  • the optical filter module 114 may be excluded from the configuration.
  • the laser generation module 112 may generate and output a pulsed laser beam, and may include a laser driver, a cooling device, and the like.
  • the laser driver is configured to include a laser medium, an optical pumping unit, an optical resonator, and the like, and generates an optical signal constituting the pulsed laser beam.
  • the cooling device is configured to remove heat that may be generated in the process of generating an optical signal by the laser driver, and serves to protect the laser driver device.
  • the laser generation module 112 may be formed in various forms capable of generating a laser beam.
  • the laser output unit 110 may be a ruby laser, neodymium: yag laser (Nd: YAG laser), neodymium: glass laser (Nd: glass laser), laser diode (Ga, Al, As), excimer ( Excimer) can be formed in the form of a laser, a dye laser, and the like, in addition to this kind can be configured in various forms, such as a semiconductor laser diode.
  • the laser generation module 112 it is preferable to generate a pulsed laser beam (Pulsed laser beam) using a pulsed laser (Pulsed laser), not a continuous laser (CW laser, Continuous wave laser).
  • a pulsed laser beam is used to obtain a photo-mechanical touch with these effects minimized.
  • the laser generation module 112 may adjust energy per unit pulse of the pulsed laser beam, and may generate an opto-mechanical touch through the adjustment operation of such a parameter.
  • a phenomenon such as a plasma shock wave may occur by the pulse laser beam, because the photo-mechanical touch may be generated based on the phenomenon.
  • the adjustment of the energy per unit pulse is achieved through the operation of adjusting the intensity (Power, J / s) of the optical signal constituting the pulse laser beam, or adjust the pulse width of the pulse laser beam This can be achieved through the operation. (For reference, referring to FIG.
  • the optical signal intensity (Power, J / s), pulse width, pulse repetition rate, etc.) of the pulse laser beam may be checked.
  • 'Adjusting' the energy per unit pulse by the generating module 112 may mean that the laser generating module 112 changes the energy per unit pulse, but the laser generating module 112 may cause the unit to change. It may also mean maintaining the energy per pulse at a certain value (constant value). That is, the operation of 'adjusting' the energy per unit pulse includes not only the operation of changing the energy per unit pulse, but also an operation of maintaining the energy per unit pulse at a specific value (constant value) or a specific range of values. Can be.
  • the laser generation module 112 may adjust the energy per unit pulse in a pulse width condition of several tens of ms (millisecond) or less. Even in the case of using a pulsed laser beam, when the pulse width is large, sufficient exposure time of the laser stimulus is ensured, and thus a photo-chemical effect or a photo-thermal effect may occur. Therefore, it is desirable to minimize this phenomenon by controlling the energy per unit pulse in a pulse width condition of several tens of ms (millisecond) or less.
  • the laser generation module 112 it is preferable to adjust the energy per unit pulse to a value of 0.005 mJ or more. As we will see later, these conditions can cause photo-mechanical touch without damaging the human skin tissue.
  • the laser generation module 112 it is preferable to adjust the energy per unit pulse to a value of 9.5 mJ or less.
  • the photomechanical level of the photomechanical tactile sensation may be large enough to damage the human skin tissue. Therefore, in order to secure safety in providing a photo-mechanical touch directly to the human body, it is preferable to adjust the energy per unit pulse to a value of 9.5 mJ or less.
  • the optical filter module 114 is a configuration for adjusting the intensity (Power, J / s) of the optical signal constituting the pulsed laser beam, the laser output from the laser generation module 112 through this intensity adjustment The energy can be adjusted secondly per unit pulse of the beam.
  • the optical filter module 114 may include an attenuator device that attenuates the intensity of the optical signal.
  • the optical filter module 114 may attenuate the intensity (Power, J / s) of the optical signal using the apparatus. Therefore, the optical filter module 114 may perform an operation of reducing energy per unit pulse by attenuating the intensity of the optical signal in the same pulse width.
  • the optical filter module 114 if the laser generation module 112 itself has the ability to adjust the energy per unit pulse may be selectively mounted on the tactile generating unit 110, the unit It can play a secondary role to fine tune the energy per pulse. However, when the laser generation module 112 itself does not have the ability to adjust the energy per unit pulse, it is essentially mounted on the tactile generating unit 110 to play a leading role in controlling the energy per unit pulse. Will perform.
  • the lens module 116 is configured to adjust a diameter of the pulsed laser beam.
  • the lens module 116 includes a light focusing unit (for example, a convex lens unit) for focusing the pulsed laser beam and a light diffusing unit (eg, concave lens unit, etc.) for diffusing the pulsed laser beam.
  • the diameter of the pulsed laser beam may be increased or decreased through selective operation of the light converging unit and the light diffusing unit.
  • the salping sensation generating unit 110 may be installed at various positions of the electronic device.
  • the tactile generating unit 110 may be installed on the rear cover of the electronic device as shown in FIG. 4 or on the input unit (keyboard, mouse, etc.) as shown in FIG. It can be formed at various locations on the bed.
  • the display unit 120 is a configuration for visually displaying information.
  • the display unit 120 may be implemented as various display devices including a CRT, a PDP, an LCD, an LED, an OLED, and the like.
  • the input unit 130 is a component for receiving information necessary for the operation of the electronic device.
  • the input unit 130 may be configured with various interface devices capable of receiving information from a user.
  • the input unit 130 may be configured with various interface devices including a mouse, a keyboard, a touch pad, a motion recognition sensor, a microphone, and the like.
  • the input unit 130 may be configured to be integral with the tactile generating unit 110.
  • the input unit 130 may be configured to be integrated with the tactile generating unit 110 as shown in FIG. 5.
  • the input unit 130 may be configured to be integral with the display unit 120.
  • the input unit 130 may be configured in the form of a touch screen or the like integral with the display unit 120.
  • the communication unit 140 is a configuration for transmitting and receiving information with external devices.
  • the communication unit 140 may be configured in the form of various wired communication devices or wireless communication devices satisfying standards such as IEEE, ISO, IEC, ITU, etc., and may be implemented as various types of communication devices in addition to these standards. have.
  • the controller 150 is a component for controlling various components of the electronic device including the tactile generation unit 110, the display unit 120, the input unit 130, and the communication unit 140.
  • the controller 150 may include at least one arithmetic means and a storage means, wherein the arithmetic means may be a general purpose CPU (CPU), but may be implemented as a programmable device element suitable for a specific purpose. CPLD, FPGA) or application specific semiconductor processing unit (ASIC) or microcontroller chip.
  • the storage means may be a volatile memory device, a nonvolatile memory or a nonvolatile electromagnetic storage device, or a memory inside the computing means.
  • controller 150 may control the operation of the tactile generator 110 in conjunction with the operation of the display unit 120, the input unit 130, or the communication unit 140.
  • the controller 150 may include: 1) a control operation for synchronizing a 'display operation of visual information' by the display unit 120 and a 'feel operation providing operation' by the tactile generator 110. 2) when information is input through the input unit 130, a control for providing feedback (feedback indicating a state in which information is input through the input unit 130) through the tactile generation unit 110. 3) the intensity of the tactile sense generated by the tactile generating unit 110 (eg, the intensity 1 to the strength) according to the communication state goodness of the communication unit 140 (eg, communication good states 1 to 5). Control operation of step 5) may be performed.
  • the controller 150 controls the operations of the laser generation module 112 and the optical filter module 114 included in the tactile generation unit 110 to collectively control the energy per unit pulse of the pulsed laser beam. Can be adjusted. Specifically, the controller 150 controls the operations of the laser generation module 112 and the optical filter module 114 to adjust the pulse width and the intensity (Power, J / s) of the optical signal. The energy per unit pulse may be adjusted by adjusting the parameters.
  • controller 150 may control the operation of the lens module 116 included in the tactile generator 110 to adjust additional parameters of the pulsed laser beam. Specifically, the controller 150 may additionally adjust the diameter of the pulsed laser beam through the operation of the lens module 116.
  • the controller 150 may operate in a control mode for increasing the photo-mechanical touch or in a control mode for reducing the photo-mechanical touch.
  • the control unit 150 performs a control operation for sequentially increasing the energy per unit pulse, and the pulse laser beam is induced through this operation. Can increase the photo-mechanical touch.
  • the control unit 150 when operating in a control mode for reducing the photo-mechanical tactile, performs a control operation to sequentially reduce the energy per pulse, through which the pulse laser beam is induced It can reduce the photo-mechanical touch.
  • the above-described salping electronic device may be configured in the form including a plurality of the tactile generating unit 110.
  • the electronic device may be configured to include a plurality of touch generating units 110 as illustrated in FIGS. 4 to 5.
  • controller 150 may individually or integrally control the plurality of tactile generators 110, and may implement various tactile patterns through such control.
  • the controller 150 may implement two or more tactile patterns (tactile pattern 1, tactile pattern 2, etc.) by selectively operating the plurality of tactile generating units 110 as shown in FIG. 6. Accordingly, the controller 150 may express various information through this control operation. For example, the controller 150 controls the tactile pattern to form symbol information (eg, form a tactile pattern in the form of a '+' symbol) and character information (eg, form a tactile pattern in the form of a 'A'). , Numeric information (eg, forming a tactile pattern in the shape of '7'), and figure information (eg, forming the tactile pattern in the shape of ' ⁇ ').
  • symbol information eg, form a tactile pattern in the form of a '+' symbol
  • character information eg, form a tactile pattern in the form of a 'A'
  • Numeric information eg, forming a tactile pattern in the shape of '7'
  • figure information eg, forming the tactile pattern in the shape of ' ⁇ '.
  • the controller 150 may operate a plurality of tactile generating units 110 at a time difference as illustrated in FIG. 7 to implement various tactile patterns (tactile pattern A, tactile pattern B, etc.), and through the tactile patterns It can express direction information.
  • the controller 150 sequentially drives the tactile generators 110 in the right direction as shown in the left side of FIG. 7 to implement a 'tactile movement in the right direction' or the right side of FIG. 7.
  • the tactile generator 110 may be sequentially driven in an upward direction to implement a 'tactile movement in an upward direction'.
  • the controller 150 may express various direction information based on such an operation.
  • the controller 150 may change direction information expressed in a tactile pattern according to visual information displayed on the display 120. For example, when the background displayed on the display 120 moves to the right, the controller 150 implements a tactile pattern in a right direction, and the background displayed on the display 120 moves to the left. In this case, the tactile pattern in the left direction may be implemented.
  • controller 150 may control the plurality of tactile generators 110 in various ways in addition to the embodiment of FIGS. 6 and 7 described above, and forms various types of tactile patterns through such control. You may.
  • the electronic device may be configured in such a manner that the tactile generator 110 is disposed inside the display unit 120.
  • the electronic device may be configured in a form in which the tactile generating unit 110 is disposed below the panel of the display unit 120 as shown in the upper figure of FIG. 8.
  • the display unit 120 may be configured through the configuration and synchronization control operation (for example, the control unit 150 synchronizing the tactile generator 110 and the display unit 120 temporally and spatially). 'Visual stimulus and tactile stimulus may be provided together' at the same location of the image.
  • the electronic device may provide the visual stimulus (heart-shaped image) and the tactile stimulus (heart-shaped tactile) together at the same position, so that the user may experience a multi-sense with the maximum reality. have.
  • the electronic device may further include a camera unit for acquiring an image, and may interlock the operation of the tactile generator 110 and the camera unit.
  • the electronic device controls the operation of the tactile generation unit 110 to provide a tactile sense when the camera unit operates in an ON state, and provides a tactile sense when the camera unit operates in an OFF state. You can't.
  • the electronic device may control the operation of the tactile generating unit 110 to change the intensity of the tactile sense provided in the 'photographic mode' and the tactile intensity provided in the 'video capture mode'.
  • the electronic device may control the operation of the tactile generation unit 110 to provide a tactile feeling in a shooting direction in which the camera acquires an image.
  • FIG 9 is a diagram illustrating a configuration of an experimental system for confirming the photo-mechanical effect of the laser beam generated by the tactile generator 110.
  • Such an experimental system may include a configuration of a tactile generation unit 110, a collagen film, a piezo sensor, a three-axis position fine adjustment device, a computer, and the like that generate a pulse laser beam.
  • the tactile generator 110 is a component included in the electronic device according to the present invention as described above, and generates and outputs a pulsed laser beam.
  • a wavelength of 532 nm, a pulse width of 5 ns, a pulse repetition rate of 10 Hz, and 0.48 A pulsed laser beam with a beam diameter of mm (diameter irradiated to the collagen film) was used.
  • the collagen film is a type I collagen film (Neskin®-F, Medira, thickness of 300 ⁇ m to 500 ⁇ m) used for clinical treatment epidermal healing & substitue, which models the skin tissue of the human body. Configuration. Since more than 90% of the living tissue is composed of type I collagen, the collagen film can be used to indirectly experiment with the effects that will occur in living skin tissue.
  • the skin thickness (epidermis) of the human body differs according to individual, sex, and race
  • five collagen films were first conducted, and secondly, collagen films were used. The experiment was conducted. This is because the skin thickness of the human body may vary in the range of 5 to 10 collagen films according to individual, sex, and race. Referring to Table 1, the weight and thickness of five collagen films and ten collagen films can be confirmed.
  • the collagen film was used in the form attached to the piezo sensor.
  • the piezo sensor is an element expressing a mechanical stimulus applied from the outside as an electrical output signal. Therefore, in this experiment, the piezoelectric sensor was used to observe the mechanical change caused in the collagen film.
  • the three-axis position fine adjustment device is a device for finely controlling the position of the piezo sensor.
  • the computer is a device for receiving a signal output from the piezo sensor, analyzing the received signal, and displaying the analyzed result.
  • the pulsed laser beam was irradiated at a frequency of 10 Hz. Specifically, the pulsed laser beam was irradiated immediately before 0.05 [s], immediately before 0.15 [s], immediately before 0.25 [s], and immediately before 0.35 [s].
  • FIG. 10 is a graph showing the results of this experiment. Referring to FIG. 10, it can be seen that the output signal of the piezo sensor is generated at a frequency of 10 Hz corresponding to the pulse repetition rate of the irradiated laser beam. In addition, it is confirmed that the time when the output signal is generated by the piezo sensor coincides with the time when the pulse laser beam is irradiated (just before 0.05 [s], just before 0.15 [s], just before 0.25 [s], 0.35 [s], etc.). Can be.
  • the pulsed laser beam caused the photo-mechanical touch. Also, by analyzing the magnitude of the output signal of the piezo sensor, the intensity (magnitude) of the induced photo-mechanical touch can also be calculated.
  • the experiment was conducted with a pulse width of 5 ns that satisfies the range of ms (millisecond) or less. Therefore, the energy per unit pulse is changed by changing the intensity (Power, J / s) of the optical signal constituting the pulse laser beam. Changed.
  • the signal output from the piezo sensor was analyzed through a process such as i) preprocessing filtering, ii) removing low frequency components, and iii) detecting a maximum value, as shown in FIG.
  • the output signal of the piezo sensor was analyzed through a process of preliminarily filtering to remove noise, secondly removing low frequency components, and detecting a maximum value of the signal.
  • the results were expressed using the average value of the detected maximum values.
  • FIG. 12 is a graph illustrating a change in an output signal of a piezo sensor according to a change in energy per unit pulse.
  • the horizontal axis is analyzed by setting the energy per unit pulse
  • the vertical axis is analyzed by setting the output signal of the piezo sensor divided by the unit thickness (sensor output signal per unit thickness).
  • FIG. 13 is an enlarged graph of a partial region of the graph of FIG. 12. Specifically, FIG. 12 is an enlarged graph of an area surrounded by a dotted line.
  • the photo-mechanical touch is induced when energy per unit pulse of 0.00398 mJ or more is applied
  • 10 sheets For the collagen film, it can be seen that the photo-mechanical touch is caused when energy per unit pulse of 0.005 mJ or more is applied. Therefore, it can be seen that the threshold energy for inducing photo-mechanical touch of the collagen film composed within the range of 5 to 10 is in the range of 0.00398 mJ to 0.005 mJ.
  • the skin thickness of ordinary people is in the range of 5 to 10 collagen film.
  • applying a pulsed laser beam having an energy per unit pulse of at least 0.005 mJ or more to the human body can cause an opto-mechanical touch regardless of the difference in individual skin thickness.
  • the upper limit for increasing the energy per unit pulse is set to about 9.5 mJ. This is because the collagen film is damaged in the experiment in which the energy per unit pulse is set to 9.5 mJ or more. Therefore, in order to ensure safety when irradiated to the human skin, the energy per unit pulse is preferably limited to the range of 9.5 mJ or less.
  • the output signal of the piezo sensor may also be increased or decreased together. That is, it can be seen that as the energy per unit pulse increases in the corresponding range, the photo-mechanical touch increases, and as the energy per unit pulse decreases, the photo-mechanical touch decreases.
  • a pulse laser beam having a wavelength of 532 nm, a pulse width of 5 ns, an energy per unit pulse of 1.9 mJ, and a beam diameter of 0.48 mm was used.
  • Mechanical stimulation was applied using a rod having a diameter equal to.
  • the observation of the EEG using the EEG device was made in the C3 region and the C4 region, which are the body sensory cortex regions of the whole region of the brain.
  • the EEG response of the experimental group (observing the EEG response in the state of applying a pulse laser beam) and the control group (observing the EEG response in the state of applying a mechanical stimulation using a rod) the same EEG frequency
  • the EEG response was delayed for a predetermined time in the experiment with the 'pulse laser beam', the phenomenon itself that the body sensory cortical regions (C3, C4) are activated by the 'pulse laser beam' is clearly confirmed.
  • the shape of the EEG response graph when the 'pulse laser beam' is applied is also in the same frequency region of the EEG as in the case where the 'rod stimulation (pure mechanical stimulation)' is applied except for the region in which the response is delayed. It was confirmed that the average size of the EEG increases.
  • the multi-sensory providing method may include displaying (a step) visual information by the electronic device.
  • the multi-sensory providing method may further include, after step a, generating, by the electronic device, a touch in conjunction with the display operation of the visual information (step b).
  • the electronic device preferably generates a pulsed laser beam in order to generate a tactile touch.
  • the multi-sensory providing method according to the present invention may include substantially the same features as the electronic device, although the categories are different. Therefore, although not described in detail in order to prevent duplication, the above-described features related to the electronic device may be naturally inferred and applied to the invention of the guidance method.

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Abstract

본 발명은 레이저를 이용하여 촉감을 제공하는 전자 장치에 관한 것으로서, 정보를 시각적으로 표시하는 디스플레이부; 및 촉감을 발생시키기 위한 펄스 레이저 빔(Pulsed laser beam)을 생성하는 촉감 발생부;를 포함하고, 상기 촉감 발생부는 상기 디스플레이부의 동작과 연동하여 상기 펄스 레이저 빔을 출력하는 것을 특징으로 한다.

Description

레이저를 이용하여 촉감을 제공하는 전자 장치 및 이를 이용한 방법
본 발명은 레이저를 이용하여 촉감을 제공하는 전자 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시각적으로 표시되는 정보와 연동하여 펄스 레이저 빔(Pulsed laser beam)을 생성할 수 있고, 생성된 펄스 레이저 빔을 이용하여 촉감(Tactile sense)을 구현할 수 있는 전자 장치에 관한 것이다.
IT 기술이 발달함에 따라 사용자에게 종래의 시각적 경험 또는 청각적 경험 이외의 새로운 경험을 제공할 수 있는 기술들이 연구되고 있다. 예를 들어, 전자 장치를 이용하여 후각 정보를 제공하는 기술들이 연구되고 있고, 전자 장치를 이용하여 사용자의 감정이나 표정 등을 인식하는 기술들이 연구되고 있으며, 전자 장치를 이용하여 AR(Augmented Reality) 등의 가상 현실 환경을 제공하는 기술들도 연구되고 있다.
'전자 장치를 이용하여 촉감(Tactile sense)을 제공하는 기술'도 이러한 UX 중심의 분위기 속에서 활발히 연구되고 있다. 예를 들어, 햅틱(Haptic) 기술이란 이름 하에서, UX 또는 AR 등과 접목되어 활발히 연구되고 있다.
하지만, 종래의 촉감 제공 기술은, '전자 장치들과 연동하여 촉감을 제공하기 위한 수단'이 진동 모터, Air-shot, 열전 소자, 피에조 소자 등으로 한정되었다. 따라서, 공간적 해상도(Resolution)가 높은 촉감 자극을 구현하기가 어려웠고, 촉감 자극을 다른 자극들과 시간적으로 동기화시키기가 어려웠으며, 촉감 자극을 전자 장치의 다른 기능들과 연동시키기가 어려웠다.
이에 따라, 종래의 기술들과는 차별되는 새로운 개념의 촉감 제공 기술이 요구되고 있다.
본 발명은 이러한 기술적 배경을 바탕으로 발명되었으며, 이상에서 살핀 기술적 요구를 충족시킴은 물론, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 용이하게 발명할 수 없는 추가적인 기술요소들을 제공하기 위해 발명되었다.
본 발명은 전자 장치가 표시하는 시각적인 정보와 연동하여 촉감 정보를 함께 제공할 수 있는 기술을 구현하는 것을 해결 과제로 한다.
또한, 본 발명은 펄스 레이저 빔(Pulsed laser beam)을 이용하여 촉감을 구현하는 기술을 제공하는 것을 해결 과제로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 정보를 시각적으로 표시하는 디스플레이부; 및 촉감을 발생시키기 위한 펄스 레이저 빔(Pulsed laser beam)을 생성하는 촉감 발생부;를 포함하고, 상기 촉감 발생부는 상기 디스플레이부의 동작과 연동하여 상기 펄스 레이저 빔을 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 상기 디스플레이부가 표시하는 정보를 제어하고, 상기 촉감 발생부가 생성하는 펄스 레이저 빔을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 상기 제어부가, 상기 펄스 레이저 빔의 세기(Power) 또는 펄스 폭(Pulsed width)를 조절하여, 상기 펄스 레이저 빔의 단위 펄스당 에너지를 조절하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 상기 제어부가, 상기 펄스 폭을 수십 ms(millisecond) 이하의 범위에서 조절하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 상기 제어부가, 상기 단위 펄스당 에너지를 0.005 mJ 내지 9.5 mJ의 범위에 속하는 값으로 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 상기 촉감 발생부가, 복수 개로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 상기 제어부가, 상기 복수 개의 촉감 발생부를 선택적으로 동작시켜서 촉감 패턴을 구현하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 상기 제어부가, 상기 복수 개의 촉감 발생부를 시간차를 두고 동작시켜서 촉감 패턴을 구현하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 상기 제어부가, 상기 촉감 패턴을 제어하여, 기호 정보, 문자 정보, 숫자 정보 또는 도형 정보를 표현하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 상기 제어부가, 상기 촉감 패턴을 제어하여 방향 정보를 표현할 수 있고, 상기 디스플레이부에 표시되는 정보에 따라 상기 방향 정보를 변화시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 상기 촉감 발생부가, 정보를 입력받기 위한 입력부와 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 상기 촉감 발생부가 상기 디스플레이부의 내부에 설치되고, 시각 자극과 촉감 자극이 상기 디스플레이부 상의 동일한 위치에서 함께 제공되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 상기 촉감 발생부가, 터치 스크린의 형태로 형성되는 디스플레이부의 내부에 설치되며, 상기 디스플레이부의 전체 영역 중 터치가 입력된 영역에만 상기 펄스 레이저 빔을 조사하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 상기 전자 장치가 IT 기기의 형태로 구현되고, 상기 IT 기기는, TV, 휴대폰, 스마트폰, 태블릿, PC, 노트북, PDA, 디지털 카메라 또는 디지털 액자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 감각 제공 방법은, (a) 전자 장치가 시각적인 정보를 표시하는 단계; 및 (b) 전자 장치가 상기 시각적인 정보의 표시 동작과 연동하여 촉감을 발생시키는 단계;를 포함하고, 상기 전자 장치는 촉감의 발생을 위해 펄스 레이저 빔(Pulsed laser beam)을 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 '레이저 빔'을 이용하여 시각적으로 표시되는 정보와 연동 되는 촉감 정보를 제공할 수 있다. 따라서, 종래의 진동 모터, Air-shot, 열전 소자, 피에조 소자 등을 이용하지 않더라도 촉감을 제공할 수 있으며, 비접촉한 상태에서도 촉감을 제공할 수 있다. 또한, 레이저 빔의 파라미터를 제어하여 촉감의 정도를 제어할 수 있으며, 공간적인 해상도(Resolution)이 높은 촉감을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명은 복수의 촉감 발생부(레이저 발생 모듈)을 설치한 뒤에, 복수의 레이저 발생 모듈을 1) 선택적으로 동작시키거나 2) 시간차를 두고 동작시켜서, 다양한 촉감 패턴을 형성할 수 있다. 따라서, 이러한 촉감 패턴을 이용하여, 기호 정보, 숫자 정보, 문자 정보, 도형 정보 등을 표현할 수 있으며, 방향 정보를 표현할 수도 있다.
또한, 본 발명은 레이저 빔을 생성하는 촉감 발생부를 디스플레이 패널의 내부에 형성시킬 수도 있다. 따라서, 상기 디스플레이 패널을 통해 '시각적인 자극'과 '촉감 자극'이 함께 제공되는 효과를 구현할 수 있다.
한편, 본 발명은 펄스 레이저 빔(Pulsed laser beam)을 이용하여, 인체의 피부에 '광-기계적 촉감'을 제공할 수 있다. 구체적으로, 본 발명은 단위 펄스당 에너지가 0.005 mJ 이상의 값으로 조절되는 펄스 레이저 빔을 이용하여, 인체에 광-기계적 촉감을 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명은 '광-열적 촉감' 또는 '광-화학적 촉감'이 아닌 '광-기계적 촉감'을 제공하므로, '광-열적 촉감' 또는 '광-화학적 촉감'에 의해 발생 될 수 있는 부작용을 최소화시킬 수 있다.
또한, 본 발명은, 인체의 피부에 직접적으로 '광-기계적 촉감'을 제공하는 경우에, 인체의 피부에는 손상을 가하지 않으면서 광-기계적 촉감을 제공할 수 있다. 구체적으로, 본 발명은 단위 펄스당 에너지를 0.005 mJ 내지 9.5 mJ의 범위에서 조절하여, 인체의 피부에는 손상을 가하지 않으면서 광-기계적 촉감을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 제시되는 촉감을 정량적으로 제어할 수도 있다. 구체적으로, 본 발명은 촉감 소스인 펄스 레이저 빔의 파라미터를 조절하여, 구현되는 촉감을 정량적으로 제어할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치가 포함하는 촉감 발생부의 동작을 보여주는 개념도이다.
도 3은, 펄스 레이저 빔의 파라미터들을 보여주는 예시도이다.
도 4 내지 도 5는 전자 장치의 구체적인 예시를 나타내는 예시도이다.
도 6 내지 도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치가 촉감 패턴을 구현하는 것을 나타내는 예시도이다.
도 8은, 촉감 발생부가 디스플레이 패널의 내부에 설치된 실시예들을 나타내는 예시도이다.
도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른 안내 장치가 발생시키는 광-기계적 촉감을 검증하기 위한 실험 시스템의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 10은, 피에조 센서(Piezo sensor)의 출력 신호를 보여주는 그래프이다.
도 11은, 피에조 센서의 출력 신호를 처리하는 과정을 나타내는 블록도이다.
도 12 및 도 13은, 레이저 발생 모듈의 단위 펄스당 에너지와 피에조 센서의 출력 신호 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 14는, 레이저 자극에 의한 뇌파 변화와 순수 기계적 자극에 의한 뇌파 변화를 비교 관찰하는 실험을 나타내는 개념도이다.
도 15 내지 도 16은, 도 14에서 살펴본 실험의 결과를 나타내는 그래프이다.
110 : 촉감 발생부 112 : 레이저 발생 모듈
114 : 광 필터 모듈 116 : 렌즈 모듈
120 : 디스플레이부 130 : 입력부
140 : 통신부 150 : 제어부
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 '레이저를 이용하여 촉감을 제공하는 전자 장치 및 이를 이용한 방법'을 상세하게 설명한다.
이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치를 살펴본다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 다양한 종류의 IT 기기로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 전자 장치는, TV, 휴대폰, 태블릿, PC, 노트북, PDA, 디지털 카메라 등의 다양한 IT 기기로 구현될 수 있다. 또한, 상기 전자 장치는 단일의 IT 기기로 구현되거나, 유선 또는 무선으로 연결된 둘 이상의 IT 기기들로 구현될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 정보를 시각적으로 표시하는 디스플레이부(120), 촉감을 발생시키기 위한 펄스 레이저 빔(Pulsed laser beam)을 생성하는 촉감 발생부(110), 상기 디스플레이부가 표시하는 정보를 제어하고 상기 촉감 발생부가 생성하는 펄스 레이저 빔을 제어하는 제어부(150)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전자 장치는, 정보의 입력을 위한 입력부(130), 데이터의 송수신을 위한 통신부(140) 등을 더 포함할 수도 잇다.
상기 촉감 발생부(110)는, 촉감을 발생시키기 위한 펄스 레이저 빔(Pulsed laser beam)을 생성하는 구성이다. 이러한 상기 촉감 발생부(110)는, 도 2와 같이 레이저 빔(Laser beam)을 생성하고 출력할 수 있으며, 상기 레이저 빔(Laser beam)을 이용하여 촉감을 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 촉감 발생부(110)는, 상기 디스플레이부(120)의 동작과 연동하여 상기 펄스 레이저 빔을 출력할 수 있으며, 이를 통해 시각적인 정보와 매칭(Matching)시킨 상태로 촉감을 제공할 수 있다.
또한, 상기 촉감 발생부(110)는, 레이저 빔을 생성하는 레이저 발생 모듈(112), 상기 레이저 빔의 세기(Power)를 조절하는 광 필터 모듈(114), 상기 레이저 빔의 직경(Diameter)을 조절하는 렌즈 모듈(116)을 포함할 수 있으며, 이러한 구성들 이외에도 상기 레이저 빔을 생성하고 조절하기 위한 다양한 구성들을 포함할 수 있다.
한편, 상기 레이저 발생 모듈(112)이 반도체 레이저 다이오드일 경우에는, 상기 광 필터 모듈(114)이 구성에서 제외될 수 있다.
여기서, 상기 레이저 발생 모듈(112)은, 레이저 빔(Pulsed laser beam)을 생성하고 출력하는 구성으로서, 레이저 드라이버(Laser driver), 냉각 장치 등을 포함할 수 있다. 여기서 상기 레이저 드라이버는, 레이저 매질(Laser medium), 광 펌핑부(Optical pumping), 광 공진기(Optical resonator) 등의 구성을 포함하는 구성으로서, 상기 펄스 레이저 빔을 구성하는 광신호를 생성한다. 또한, 상기 냉각 장치는, 상기 레이저 드라이버가 광 신호를 생성하는 과정에서 발생 될 수 있는 열을 제거하는 구성으로서, 상기 레이저 드라이버 장치를 보호하는 역할을 하는 구성이다.
이러한 상기 레이저 발생 모듈(112)은, 레이저 빔을 생성할 수 있는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 출력부(110)는, 루비 레이저, 네오디뮴:야그 레이저(Nd:YAG Laser), 네오디뮴:글라스 레이저(Nd:Glass Laser), 레이저 다이오드(Ga, Al, As), 엑시머(Excimer) 레이저, 색소 레이저 등의 형태로 형성될 수 있으며, 이러한 종류 이외에도 반도체 레이저 다이오드 등의 다양한 형태로 구성될 수 있다.
또한, 상기 레이저 발생 모듈(112)은, 연속형 레이저(CW laser, Continuous wave laser)가 아닌 펄스 레이저(Pulsed laser)를 이용하여 펄스 레이저 빔(Pulsed laser beam)을 생성하는 것이 바람직하다. 레이저 자극이 연속적으로 제공되는 경우에는 광-화학적 효과 또는 광-열적 효과가 발생하여 인체에 부작용을 발생시킬 수 있으므로, 이러한 효과들을 최소화한 상태에서 광-기계적 촉감을 얻기 위해 펄스 레이저 빔을 이용하는 것이다.
또한, 상기 레이저 발생 모듈(112)은, 상기 펄스 레이저 빔의 단위 펄스당 에너지를 조절할 수 있으며, 이러한 파라미터의 조절 동작을 통해 광-기계적 촉감을 발생시킬 수 있다. 노출시간과 단위 펄스당 에너지를 특정 범위로 조절하면, 펄스 레이저 빔의 의해 플라즈마 충격파(Shock wave) 등의 현상이 일어날 수 있는데, 이러한 현상을 기초로 광-기계적 촉감이 발생 될 수 있기 때문이다. 한편, 상기 단위 펄스당 에너지의 조절은, 펄스 레이저 빔을 구성하는 광신호의 세기(Power, J/s)를 조절하는 동작을 통해 달성되거나, 상기 펄스 레이저 빔의 펄스 폭(Pulse width)을 조절하는 동작을 통해 달성할 수 있다. (참고로, 도 3을 참조하면, 상기 펄스 레이저 빔의 광신호 세기(Power, J/s), 펄스 폭(Pulse width), 펄스 반복율(Repetition rate) 등을 확인할 수 있다.) 또한, 상기 레이저 발생 모듈(112)이 상기 단위 펄스당 에너지를 '조절'한다는 것은, 상기 레이저 발생 모듈(112)이 상기 단위 펄스당 에너지를 변화시키는 것을 의미할 수도 있지만, 상기 레이저 발생 모듈(112)이 상기 단위 펄스당 에너지를 특정 값(일정한 값)으로 유지시키는 것을 의미할 수도 있다. 즉, 상기 단위 펄스당 에너지를 '조절'하는 동작에는, 상기 단위 펄스당 에너지를 변화시키는 동작뿐 아니라, 상기 단위 펄스당 에너지를 특정 값(일정한 값)또는 특정 범위의 값으로 유지하는 동작도 포함될 수 있다.
또한, 상기 레이저 발생 모듈(112)은, 수십 ms(millisecond) 이하의 펄스 폭(Pulse width) 조건에서 단위 펄스당 에너지를 조절하는 것이 바람직하다. 펄스 레이저 빔을 이용하는 경우에도, 펄스 폭이 큰 경우에는 레이저 자극의 충분한 노출시간이 확보되어 광-화학적 효과 또는 광-열적 효과가 일어날 수 있기 때문이다. 따라서, 수십 ms(millisecond) 이하의 펄스 폭(Pulse width) 조건에서 단위 펄스당 에너지를 조절하여 이러한 현상을 최소화하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 레이저 발생 모듈(112)은, 상기 단위 펄스당 에너지를 0.005 mJ 이상의 값으로 조절하는 것이 바람직하다. 뒤에서 살펴보겠지만, 이러한 조건에서 인체의 피부 조직에 손상을 주지 않고 광-기계적 촉감을 일으킬 수 있기 때문이다.
한편, 상기 레이저 발생 모듈(112)은, 상기 단위 펄스당 에너지를 9.5 mJ 이하의 값으로 조절하는 것이 바람직하다. 뒤에서 살펴보겠지만, 9.5 mJ를 초과하는 조건에서는 광-기계적 촉감의 정도가 인체의 피부 조직에 손상을 가할 수 있을 정도로 커질 수 있기 때문이다. 따라서, 인체에 광-기계적 촉감을 직접적으로 제공하는 경우의 안전성을 확보하기 위하여 상기 단위 펄스당 에너지를 9.5 mJ 이하의 값으로 조절하는 것이 바람직하다.
상기 광 필터 모듈(114)은, 상기 펄스 레이저 빔을 구성하는 광신호의 세기(Power, J/s)를 조절하기 위한 구성으로서, 이러한 세기 조절을 통해 상기 레이저 발생 모듈(112)이 출력하는 레이저 빔의 단위 펄스당 에너지를 2차적으로 조절할 수 있는 구성이다.
이러한 상기 광 필터 모듈(114)은, 광신호의 세기를 감쇄시키는 감쇄(Attenuator) 장치를 포함할 수 있는데, 이러한 장치를 이용하여 광신호의 세기(Power, J/s)를 감쇄시킬 수 있다. 따라서, 상기 광 필터 모듈(114)은, 펄스 폭이 동일한 상태에서 광신호의 세기를 감쇄시켜 단위 펄스당 에너지를 감소시키는 동작을 수행할 수 있다.
한편, 상기 광 필터 모듈(114)은, 상기 레이저 발생 모듈(112) 자체가 단위 펄스당 에너지를 조절하는 능력을 갖추고 있는 경우에는 상기 촉감 발생부(110)에 선택적으로 장착될 수 있으며, 상기 단위 펄스당 에너지를 세밀하게 조절하기 위한 보조적인 역할을 수행할 수 있다. 다만, 상기 레이저 발생 모듈(112) 자체가 단위 펄스당 에너지를 조절하는 능력을 갖추고 있지 못하는 경우에는 상기 촉감 발생부(110)에 필수적으로 장착되어서, 상기 단위 펄스당 에너지를 조절하는 주도적인 역할을 수행하게 된다.
상기 렌즈 모듈(116)은, 상기 펄스 레이저 빔의 직경(Diameter)을 조절하기 위한 구성이다. 이러한 상기 렌즈 모듈(116)은, 상기 펄스 레이저 빔을 집속하기 위한 광집속부(예컨대, 볼록렌즈부 등) 및 상기 펄스레이저 빔을 확산시키기 위한 광확산부(예컨대, 오목 렌즈부 등)를 포함할 수 있으며, 상기 광집속부와 상기 광확산부의 선택적인 동작을 통해 상기 펄스 레이저 빔의 직경을 증가시키거나 감소시킬 수 있다.
이상에서 살핀 상기 촉감 발생부(110)는, 전자 장치의 다양한 위치에 설치될 수 있다. 예를 들어 상기 촉감 발생부(110)는, 도 4와 같이 전자 장치의 뒷 커버에 설치되거나, 도 5와 같이 입력부(키보드, 마우스 등) 상에 설치될 수 있으며, 이러한 위치들 이외에도 상기 전자 장치상의 다양한 위치에 형성될 수 있다.
상기 디스플레이부(120)는, 정보를 시각적으로 표시하기 위한 구성이다. 이러한 상기 디스플레이부(120)는, CRT, PDP, LCD, LED, OLED 등을 포함하는 다양한 표시장치로 구현될 수 있다.
상기 입력부(130)는, 상기 전자 장치의 동작에 필요한 정보를 입력받기 위한 구성이다. 이러한 상기 입력부(130)는 사용자로부터 정보를 입력받을 수 있는 다양한 인터페이스 장치로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 입력부(130)는, 마우스, 키보드, 터치 패드, 동작 인식 센서, 마이크 등을 포함하는 다양한 인터페이스 장치로 구성될 수 있다.
또한, 상기 입력부(130)는, 상기 촉감 발생부(110)와 일체를 이루는 형태로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 상기 입력부(130)는, 도 5와 같이 상기 촉감 발생부(110)와 일체를 이루는 형태로 구성될 수도 있다.
또한, 상기 입력부(130)는, 상기 디스플레이부(120)와 일체를 이루는 형태로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 상기 입력부(130)는, 상기 디스플레이부(120)와 일체를 이루는 터치 스크린 등의 형태로도 구성될 수 있다.
상기 통신부(140)는, 외부 장치들과 정보를 송수신하기 위한 구성이다. 이러한 상기 통신부(140)는, IEEE, ISO, IEC, ITU 등의 표준을 만족시키는 다양한 유선 통신 장치 또는 무선 통신 장치의 형태로 구성될 수 있으며, 이러한 표준들 이외에도 다양한 형태의 통신 장치로 구현될 수 있다.
상기 제어부(150)는, 상기 촉감 발생부(110), 상기 디스플레이부(120), 상기 입력부(130), 상기 통신부(140)를 포함하는 상기 전자 장치의 다양한 구성들을 제어하기 위한 구성이다.
이러한 상기 제어부(150)는, 적어도 하나의 연산 수단과 저장 수단을 포함할 수 있는데, 여기서 상기 연산 수단은 범용적인 중앙연산장치(CPU)일 수 있으나, 특정 목적에 적합하게 구현된 프로그래머블 디바이스 소자(CPLD, FPGA)나 주문형 반도체 연산장치(ASIC) 또는 마이크로 컨트롤러 칩일 수 있다. 또한, 상기 저장 수단은 휘발성 메모리 소자이거나 비휘발성 메모리 또는 비휘발성 전자기적 저장 소자이거나 연산수단 내부의 메모리일 수 있다.
또한, 상기 제어부(150)는, 상기 디스플레이부(120), 입력부(130) 또는 통신부(140)의 동작과 연동하여 상기 촉감 발생부(110)의 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부(150)는, 1) 상기 디스플레이부(120)에 의한 '시각적인 정보의 표시 동작'와 상기 촉감 발생부(110)에 의한 '촉감 제공 동작'을 서로 동기화시키는 제어 동작을 수행하거나, 2) 상기 입력부(130)를 통해 정보가 입력된 경우, 상기 촉감 발생부(110)를 통해 피드백(입력부(130)를 통해 정보가 입력된 상태를 알려주는 피드백)을 제공하는 제어 동작을 수행하거나, 3) 상기 통신부(140)의 통신 상태 양호도(예컨대, 통신 양호 상태 1 내지 5 단계)에 따라, 상기 촉감 발생부(110)가 발생시키는 촉감의 강도(예컨대, 강도 1 내지 5 단계)를 조절하는 제어 동작을 수행할 수 있다.
또한, 상기 제어부(150)는, 상기 촉감 발생부(110)가 포함하는 상기 레이저 발생 모듈(112) 및 상기 광 필터 모듈(114)의 동작을 제어하여 상기 펄스 레이저 빔의 단위 펄스당 에너지를 총괄적으로 조절할 수 있다. 구체적으로 상기 제어부(150)는, 상기 레이저 발생 모듈(112) 및 상기 광 필터 모듈(114)의 동작을 제어하여, 펄스 폭(Pulse width) 및 광신호의 세기(Power, J/s)를 조절할 수 있으며, 이러한 파라미터들의 조절동작을 통해 단위 펄스당 에너지를 조절할 수 있다.
또한, 상기 제어부(150)는, 상기 촉감 발생부(110)가 포함하는 상기 렌즈 모듈(116)의 동작을 제어하여 상기 펄스 레이저 빔의 추가적인 파라미터도 조절할 수 있다. 구체적으로, 상기 제어부(150)는, 상기 렌즈 모듈(116)의 동작을 통해 상기 펄스 레이저 빔의 직경을 추가적으로 조절할 수 있다.
또한, 상기 제어부(150)는, 광-기계적 촉감을 증가시키기 위한 제어모드로 동작하거나, 광-기계적 촉감을 감소시키기 위한 제어모드로 동작할 수 있다. 1) 먼저, 상기 제어부(150)는 광-기계적 촉감을 증가시키기 위한 제어 모드로 동작하는 경우, 상기 단위 펄스당 에너지를 순차적으로 증가시키는 제어동작을 수행하며, 이러한 동작을 통해 펄스 레이저 빔이 유발하는 광-기계적 촉감을 증가시킬 수 있다. 2) 또한, 상기 제어부(150)는, 광-기계적 촉감을 감소시키기 위한 제어 모드로 동작하는 경우, 상기 펄스당 에너지를 순차적으로 감소시키는 제어동작을 수행하며, 이러한 동작을 통해 펄스 레이저 빔이 유발하는 광-기계적 촉감을 감소시킬 수 있다.
한편, 이상에서 살핀 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 복수 개의 상기 촉감 발생부(110)를 포함하는 형태로도 구성될 수 있다. 구체적으로, 상기 전자 장치는, 도 4 내지 도 5와 같이 복수 개의 촉감 발생부(110)를 포함하는 형태로도 구성될 수 있다.
이 경우 상기 제어부(150)는, 상기 복수 개의 촉감 발생부(110)를 개별적 또는 통합적으로 제어할 수 있으며, 이러한 제어를 통해 다양한 촉감 패턴을 구현할 수 있다.
특히, 상기 제어부(150)는, 도 6과 같이 상기 복수 개의 촉감 발생부(110)를 선택적으로 동작시켜서 둘 이상의 촉감 패턴(촉감 패턴 1, 촉감 패턴 2 등)을 구현할 수 있다. 따라서, 상기 제어부(150)는, 이러한 제어 동작을 통해 다양한 정보를 표현할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(150)는 상기 촉감 패턴을 제어하여 기호 정보(예컨대, 촉감 패턴을 '+' 기호의 형상으로 형성), 문자 정보(예컨대, 촉감 패턴을 'A'의 형상으로 형성), 숫자 정보(예컨대, 촉감 패턴을 '7'의 형상으로 형성), 도형 정보(예컨대, 촉감 패턴을 'ㅁ'의 형상으로 형성) 등의 정보를 제공할 수 있다.
또한, 상기 제어부(150)는, 도 7과 같이 복수 개의 촉감 발생부(110)를 시간차를 두고 동작시켜서 다양한 촉감 패턴(촉감 패턴 A, 촉감 패턴 B 등)을 구현할 수 있으며, 이러한 촉감 패턴들을 통해 방향 정보를 표현할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(150)는, 도 7의 좌측 도면과 같이 촉감 발생부(110)들을 우측 방향으로 순차적으로 구동시켜서, '우측 방향으로 이동하는 촉감'을 구현하거나, 도 7의 우측 도면과 같이 촉감 발생부(110)들을 상측 방향으로 순차적으로 구동시켜서, '상측 방향으로 이동하는 촉감'을 구현할 수 있다. 따라서, 상기 제어부(150)는, 이러한 동작을 바탕으로 다양한 방향 정보를 표현할 수 있다. 또한, 상기 제어부(150)는, 상기 디스플레이부(120)에 표시되는 시각적인 정보에 따라 촉감 패턴으로 표현하는 방향 정보를 변화시킬 수도 있다. 예를 들어, 상기 제어부(150)는, 상기 디스플레이부(120)에 표시되는 배경이 우측으로 이동하는 경우에 우측 방향의 촉감 패턴을 구현하고, 상기 디스플레이부(120) 표시되는 배경이 좌측으로 이동하는 경우에 좌측 방향의 촉감 패턴을 구현할 수도 있다.
한편, 상기 제어부(150)는, 이상에서 살핀 도 6 및 도 7의 실시예 이외에도 다양한 방식으로 상기 복수 개의 촉감 발생부(110)를 제어할 수 있으며, 이러한 제어를 통해 다양한 종류의 촉감 패턴을 형성할 수도 있다.
또한, 이상에서 살핀 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 상기 촉감 발생부(110)가 상기 디스플레이부(120)의 내부에 배치되는 형태로도 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 전자 장치는, 도 8의 상측 그림과 같이 상기 디스플레이부(120)의 패널 하부에 상기 촉감 발생부(110)가 배치되는 형태로도 구성될 수 있다. 따라서, 이러한 구성과 동기화 제어 동작(예컨대, 상기 제어부(150)가 상기 촉감 발생부(110)와 상기 디스플레이부(120)를 시간적 및 공간적으로 동기화시키는 동작)을 통해, 상기 '디스플레이부(120) 상의 동일한 위치'에서 '시각 자극과 촉감 자극이 함께 제공'될 수도 있다.
도 8의 하측 그림은 이러한 실시예를 구체적으로 나타낸다. 앞서 설명했듯이, 이러한 실시예에서는 상기 전자 장치가 시각 자극(하트 형상의 이미지)과 촉감 자극(하트 형상의 촉감)을 동일한 위치에서 함께 제공할 수 있으므로, 사용자가 현실감이 극대화된 다중 감각을 경험할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치는, 이미지를 획득하기 위한 카메라부를 더 포함할 수도 있으며, 상기 촉감 발생부(110)와 상기 카메라부의 동작을 연동시킬 수도 있다.
예를 들어, 상기 전자 장치는, 상기 촉감 발생부(110)의 동작을 제어하여, 상기 카메라부가 ON 상태로 동작하는 경우에 촉감을 제공하고, 상기 카메라부가 OFF 상태로 동작하는 경우에는 촉감을 제공하지 않을 수 있다.
또한, 상기 전자 장치는, 상기 촉감 발생부(110)의 동작을 제어하여, '사진 촬영 모드'에서 제공하는 촉감의 강도와 '동영상 촬영 모드'에서 제공하는 촉감의 강도를 변화시킬 수도 있다.
또한, 상기 전자 장치는, 상기 촉감 발생부(110)의 동작을 제어하여, 상기 카메라부가 이미지를 획득하는 촬영 방향에 촉감을 제공할 수도 있다.
[실험예 1]
이하, 도 9 내지 도 16을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 촉감 발생부(110)가 생성하는 '펄스 레이저 빔'에 의해 '광-기계적 촉감'이 유발되는 것을 실험적으로 검증해본다.
도 9는 상기 촉감 발생부(110)에 의해 생성되는 레이저 빔의 광-기계적 효과를 확인하기 위한 실험 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
이러한 상기 실험 시스템에는, 펄스 레이저 빔을 생성하는 촉감 발생부(110), 콜라겐 필름, 피에조 센서, 3축 위치 미세 조정 장치, 컴퓨터 등의 구성이 포함될 수 있다.
상기 촉감 발생부(110)는, 위에서 살펴본 본 발명에 따른 전자 장치에 포함되는 구성으로서, 펄스 레이저 빔을 생성하고 출력하는 구성이다.
본 실험에서는 상기 촉감 발생부(110)가 생성하는 펄스 레이저 빔의 일 실시예로서, 532 nm의 파장(Wavelength), 5ns의 펄스 폭(Pulse width), 10 Hz의 펄스 반복률(Repetition rate), 0.48mm의 빔 직경(콜라겐 필름에 조사되는 직경)을 가지는 펄스 레이저 빔이 사용되었다.
상기 콜라겐 필름은, 임상 치료용 대체피부(Ficilitates epidermal healing ＆ substitue) 용도로 사용되는 타입 I 콜라겐 필름(Neskin®-F, Medira, 300㎛ 내지 500㎛의 두께)으로서, 인체의 피부 조직을 모델링한 구성이다. 생체 조직의 90% 이상이 타입 I 콜라겐으로 구성되어 있으므로, 이러한 콜라겐 필름을 이용하여 생체 피부 조직에서 발생 될 효과를 간접적으로 실험할 수 있다.
다만, 인체의 피부 두께(표피)는 개인별, 성별, 인종별에 따라 차이가 있으므로, 본 실험에서는 1차적으로 5장의 콜라겐 필름을 대상으로 실험을 진행하고, 2차적으로 10장의 콜라겐 필름을 대상으로 실험을 진행하였다. 개인별, 성별, 인종별에 따라 인체의 피부 두께가 콜라겐 필름 5장 내지 10장의 범위에서 변화할 수 있기 때문이다. 표 1을 참조하면, 5장의 콜라겐 필름과 10장의 콜라겐 필름의 무게와 두께를 확인할 수 있다.
콜라겐 필름의 개수 무게[g] 두께[mm]
5장 0.12 0.15
10장 0.23 0.31
한편, 상기 콜라겐 필름은 상기 피에조 센서에 부착된 형태로 사용되었다.
상기 피에조 센서(Piezo sensor)는, 외부에서 가해지는 기계적인 자극을 전기적인 출력신호로 표현하는 소자이다. 따라서, 본 실험에서는 이러한 피에조 센서를 이용하여 상기 콜라겐 필름에서 유발되는 기계적인 변화를 관측하였다.
한편, 본 실험에서는 표면이 코팅된 피에조 센서(LFT1-028K, Measurement specialties)를 사용하였는데, 이는 상기 콜라겐 필름의 부착 시 센서 표면이 받을 수 있는 영향을 최소화하기 위함이다.
상기 3축 위치 미세 조정 장치는, 상기 피에조 센서의 위치를 미세하게 컨트롤하기 위한 장치이다. 또한, 상기 컴퓨터는 상기 피에조 센서가 출력하는 신호를 수신하고, 수신한 신호를 분석하며, 분석한 결과를 디스플레이하는 장치이다.
이상에서 살핀 실험 시스템을 이용하여 다음과 같은 실험을 진행하였다.
1) 단위 펄스당 에너지가 0.05 mJ인 펄스 레이저 빔을 5장으로 구성된 콜라겐 필름에 조사하는 실험을 진행하였다.
2) 펄스 레이저 빔은 10 Hz의 빈도로 조사되었으며, 구체적으로 0.05[s] 직전, 0.15[s] 직전, 0.25[s] 직전, 0.35[s] 직전 등의 순간에 조사되었다.
3) 이러한 실험 과정에서 출력되는 피에조 센서의 신호를 분석하였다.
도 10은 이러한 실험의 결과를 보여주는 그래프이다. 도 10을 참조하면, 조사된 레이저 빔의 펄스 반복율과 대응되는 10 Hz의 빈도로 피에조 센서의 출력신호가 생성되는 것을 알 수 있다. 또한, 피에조 센서에서 출력신호가 생성되는 시점도 상기 펄스 레이저 빔이 조사된 시점(0.05[s] 직전, 0.15[s] 직전, 0.25[s] 직전, 0.35[s] 등)과 일치하는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 이러한 실험 결과를 통해, 상기 펄스 레이저 빔이 광-기계적 촉감을 유발한 것을 확인할 수 있다. 또한, 피에조 센서의 출력신호의 크기를 분석함으로써, 유발된 광-기계적 촉감의 강도(크기)도 산출할 수도 있다.
또한, 이상에서 살핀 실험 시스템을 이용하여 다음과 같은 실험도 진행하였다.
1) 먼저, 상기 촉감 발생부(110)를 이용하여 5장으로 구성된 콜라겐 필름에 펄스 레이저 빔을 조사하면서, 피에조 센서의 출력신호를 관찰하였다. 특히, 상기 촉감 발생부가 조사하는 펄스 레이저 빔의 단위 펄스당 에너지를 순차적으로 변화시키면서 실험을 진행하였다.
2) 다음으로, 상기 촉감 발생부(110)를 이용하여 10장으로 구성된 콜라겐 필름에 펄스 레이저를 조사하면서, 피에조 센서의 출력신호를 관찰하였다. 이 경우도 마찬가지로, 상기 촉감 발생부(110)가 조사하는 펄스 레이저 빔의 단위 펄스당 에너지를 순차적으로 변화시키면서 실험을 진행하였다.
한편, 본 실험에서는 ms(millisecond) 이하의 범위를 만족하는 5ns의 펄스 폭으로 실험을 진행하였으므로, 펄스 레이저 빔을 구성하는 광신호의 세기(Power, J/s)를 변화시켜 단위 펄스당 에너지를 변화시켰다.
또한, 상기 피에조 센서가 출력하는 신호는, 도 11과 같이 i) 전처리 필터링, ii) 저주파 성분 제거, iii) 최대값 검출 등의 과정을 통해 분석되었다. 즉, 상기 피에조 센서의 출력 신호는, 전처리 필터링을 하여 1차적으로 노이즈를 제거하고, 2차적으로 저주파 성분을 제거하며, 신호의 최대값을 검출하는 과정을 통해 분석되었다. 또한, 검출된 최대값의 평균치를 이용하여 결과를 표현하였다.
도 12 및 도 13은 이러한 실험의 결과를 보여주는 그래프이다.
도 12는 단위 펄스당 에너지의 변화에 따른 피에조 센서의 출력 신호의 변화를 나타내는 그래프이다. 여기서 가로축은 단위 펄스당 에너지로 설정하여 분석하였으며, 세로축은 피에조 센서의 출력신호를 단위 두께로 나눈 신호(단위 두께당 센서 출력신호)로 설정하여 분석하였다.
또한, 도 13은 도 12의 그래프의 일부 영역을 확대한 그래프이다. 구체적으로, 도 12에서 점선으로 둘러싸인 영역을 확대한 그래프이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 1) 5장으로 구성된 콜라겐 필름에 대해서는, 0.00398 mJ 이상의 단위 펄스당 에너지가 가해지는 경우에 광-기계적 촉감이 유발되는 것을 확인할 수 있고, 2) 10장으로 구성된 콜라겐 필름에 대해서는, 0.005 mJ 이상의 단위 펄스당 에너지가 가해지는 경우에 광-기계적 촉감이 유발되는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 5장 내지 10장의 범위 내에서 구성되는 콜라겐 필름의 광-기계적 촉감 유발을 위한 역치 에너지가 0.00398 mJ 내지 0.005 mJ 범위에 위치함을 확인할 수 있다.
한편, 앞에서 살펴본 것과 같이 일반적인 사람들의 피부 두께는 콜라겐 필름 5장 내지 10장의 범위 내에 있다. 따라서, 적어도 0.005 mJ 이상의 단위 펄스당 에너지를 갖는 펄스 레이저 빔을 인체에 가한다면, 개인별 피부 두께의 차이에 관계없이 광-기계적 촉감을 유발시킬 수 있다.
또한, 도 12 및 도 13을 참조하면, 단위 펄스당 에너지를 증가시키는 상한을 약 9.5 mJ로 설정한 것을 확인할 수 있다. 이는 상기 단위 펄스당 에너지를 9.5 mJ 이상으로 설정한 실험에서 콜라겐 필름이 손상되는 현상이 관찰되었기 때문이다. 따라서, 인체의 피부에 조사되는 경우의 안전성 확보를 위하여, 상기 단위 펄스당 에너지는 9.5 mJ 이하의 범위로 제한함이 바람직하다.
한편, 도 12 및 도 13을 참조하면, 0.005 mJ 내지 9.5 mJ의 범위에서 상기 단위 펄스당 에너지를 증가시키거나 감소시키는 경우에, 피에조 센서의 출력신호도 함께 증가되거나 감소되는 것을 확인할 수 있다. 즉, 해당 범위에서 단위 펄스당 에너지를 증가시킴에 따라 광-기계적 촉감이 증가하고, 단위 펄스당 에너지를 감소시킴에 따라 광-기계적 촉감이 감소되는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 상기 단위 펄스당 에너지를 증가시키거나 감소시키는 동작을 통해, 광-기계적 촉감을 증가시키거나 감소시키는 제어 동작을 수행할 수 있다.
[실험예 2]
이하, 도 14 내지 도 16을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 촉감 발생부(110)가 생성하는 '펄스 레이저 빔'에 의해 '광-기계적 촉감'이 유발되는 것을 실험적으로 검증해본다.
'펄스 레이저 빔'에 의해 '광-기계적 촉감'이 유발되는 것을 검증하기 위하여 아래와 같은 실험을 진행하였다.
1) 먼저, 상기 촉감 발생부가 생성하는 펄스 레이저 빔을 오른쪽 손에 조사하면서 EEG(Electro EncephaloGraphy) 장치를 이용하여 뇌파 변화를 관찰하였다. (도 14 A - 실험군)
2) 또한, 막대를 이용하여 마찬가지로 오른쪽 손에 기계적 자극 가하면서 EEG 장치를 이용하여 뇌파 변화를 관찰하였다. (도 14 B - 대조군)
실험에는 532 nm의 파장(Wavelength), 5ns의 펄스 폭(Pulse width), 1.9 mJ의 단위 펄스당 에너지, 0.48mm의 빔 직경(Diameter)의 파라미터를 가지는 펄스 레이저 빔을 사용하였으며, 상기 펄스 레이저 빔과 동일한 직경(Diameter)를 가지를 막대를 사용하여 기계적 자극을 가하였다. 또한, 상기 EEG 장치를 이용한 뇌파의 관찰은, 뇌의 전체 영역 중 체 감각 피질 영역인 C3 영역 및 C4 영역에서 이루어졌다.
도 15 내지 도 16은 이러한 실험의 결과 데이터를 나타내는 도면들이다.
도 15 내지 도 16에서 확인할 수 있듯이, 상기 실험군(펄스 레이저 빔을 가한 상태에서의 뇌파 반응 관찰)과 대조군(막대를 이용한 기계적 자극을 가한 상태에서의 뇌파 반응 관찰)의 뇌파 반응이 동일한 뇌파의 주파수 영역에서 뇌파의 평균 크기가 유의하게 증가하는 것으로 관찰되었다. 비록, 상기 '펄스 레이저 빔'을 가한 실험에서는 뇌파 반응이 일정 시간 지연(Delay) 되기는 하였지만, 상기 '펄스 레이저 빔'에 의해서도 체 감각 피질 영역(C3, C4)이 활성화되는 현상 자체는 명확하게 확인될 수 있었다. 또한, 상기 '펄스 레이저 빔'이 가해질 때의 뇌파 반응 그래프의 형태도, 반응이 지연되는 영역을 제외하고는 '막대 자극(순수 기계적 자극)'이 가해지는 경우와 유사하게 동일한 뇌파의 주파수 영역에서 뇌파의 평균 크기가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 이러한 실험을 통해, 상기 '펄스 레이저 빔'에 의해 '광-기계적 촉감'이 유발되는 것을 검증할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 감각 제공 방법을 살펴본다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다중 감각 제공 방법은, 전자 장치가 시각적인 정보를 표시하는 단계(a 단계)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 다중 감각 제공 방법은, 상기 a 단계 이후에, 상기 전자 장치가 상기 시각적인 정보의 표시 동작과 연동하여 촉감을 발생시키는 단계(b 단계)를 더 포함할 수 있다.
이 경우 상기 전자 장치는, 촉감의 발생을 위해 펄스 레이저 빔(Pulsed laser beam)을 생성하는 것이 바람직하다.
이상에서 살핀 본 발명에 따른 다중 감각 제공 방법은, 카테고리는 상이하지만, 본 발명의 일 실시예에 전자 장치와 실질적으로 동일한 특징을 포함할 수 있다. 따라서, 중복서술을 방지하기 위하여 자세히 기재하지는 않았지만, 상기 전자 장치와 관련하여 상술한 특징들은 상기 안내 방법 발명에도 당연히 유추되어서 적용될 수 있다.
위에서 설명된 본 발명의 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 이들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 대한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있을 것이며, 이러한 수정 및 변경은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 정보를 시각적으로 표시하는 디스플레이부; 및
    촉감을 발생시키기 위한 펄스 레이저 빔(Pulsed laser beam)을 생성하는 촉감 발생부;
    를 포함하고,
    상기 촉감 발생부는 상기 디스플레이부의 동작과 연동하여 상기 펄스 레이저 빔을 출력하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이부가 표시하는 정보를 제어하고, 상기 촉감 발생부가 생성하는 펄스 레이저 빔을 제어하는 제어부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 펄스 레이저 빔의 세기(Power) 또는 펄스 폭(Pulsed width)를 조절하여, 상기 펄스 레이저 빔의 단위 펄스당 에너지를 조절하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 펄스 폭을 수십 ms(millisecond) 이하의 범위에서 조절하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 단위 펄스당 에너지를 0.005 mJ 내지 9.5 mJ의 범위에 속하는 값으로 제어하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 촉감 발생부는, 복수 개로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 복수 개의 촉감 발생부를 선택적으로 동작시켜서 촉감 패턴을 구현하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 복수 개의 촉감 발생부를 시간차를 두고 동작시켜서 촉감 패턴을 구현하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 촉감 패턴을 제어하여, 기호 정보, 문자 정보, 숫자 정보 또는 도형 정보를 표현하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  10. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 촉감 패턴을 제어하여 방향 정보를 표현할 수 있고,
    상기 디스플레이부에 표시되는 정보에 따라 상기 방향 정보를 변화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 촉감 발생부는, 정보를 입력받기 위한 입력부와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 촉감 발생부는 상기 디스플레이부의 내부에 설치되고,
    시각 자극과 촉감 자극이 상기 디스플레이부 상의 동일한 위치에서 함께 제공되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 촉감 발생부는, 터치 스크린의 형태로 형성되는 디스플레이부의 내부에 설치되며,
    상기 디스플레이부의 전체 영역 중 터치가 입력된 영역에만 상기 펄스 레이저 빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 장치는 IT 기기의 형태로 구현되고,
    상기 IT 기기는, TV, 휴대폰, 스마트폰, 태블릿, PC, 노트북, PDA, 디지털 카메라 또는 디지털 액자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
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