WO2016114487A1 - 촉각 정보 제공 기기 - Google Patents

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WO2016114487A1
WO2016114487A1 PCT/KR2015/012680 KR2015012680W WO2016114487A1 WO 2016114487 A1 WO2016114487 A1 WO 2016114487A1 KR 2015012680 W KR2015012680 W KR 2015012680W WO 2016114487 A1 WO2016114487 A1 WO 2016114487A1
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WO
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tactile
information
unit
magnetic field
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PCT/KR2015/012680
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도승훈
김형준
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주식회사 씨케이머티리얼즈랩
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    • H01F1/447—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids characterised by magnetoviscosity, e.g. magnetorheological, magnetothixotropic, magnetodilatant liquids

Definitions

  • the present invention relates to a tactile information providing device. More specifically, the present invention relates to a tactile information providing device capable of converting information received from the outside into a tactile signal and providing road guidance, notification, and the like.
  • Devices wearable on a human body or various structures generally include a main body for performing an inherent function of the electronic device, and a strap disposed to be drawn out of the main body to a predetermined length and fixed to the human body or the structure. Can be.
  • Such wearable devices may be used alone or may be used depending on other electronic devices.
  • a communication method using a short-range communication module may be adopted, and the use of the wearable electronic device may reduce annoying and frequent use of another electronic device. Therefore, the use of such wearable electronic devices is increasing.
  • the navigation system is a device for guiding a road by displaying information (for example, a straight line distance, a direction, etc.) to a current location and a destination by using information received through a satellite or a base station.
  • the vehicle navigation apparatus includes a control unit for inputting an instruction command to the navigation apparatus, a position detector including a plurality of sensor devices such as a GPS receiver for detecting a position, a movement sensor, a gyro sensor, and an instruction command input through the operation unit. It is common to include a control unit for analyzing terrain information from a current location to a destination, and a display unit for displaying information related to road guidance.
  • a navigation device or an app that provides a conventional road / location guide function provides information based only on visual and auditory hearing. Therefore, when a user is in a conversation or is hard to turn a gaze, there is a problem that it is difficult to efficiently provide information. In addition, there is a problem in that the risk of an accident increases when the user while driving turns to look at the road guidance of the navigation device.
  • an object of the present invention is to provide a tactile information providing device capable of more effectively delivering information such as a road guide, a text alarm, and the like, in order to solve the above problems of the prior art.
  • an object of the present invention is to provide a tactile information providing device that can effectively receive the tactile information even in a situation where the user is difficult to receive information in the visual, auditory form.
  • Another object of the present invention is to provide a tactile information providing device which is worn on a part of a user's body and transmits various tactile information such as vibration, grazing, tightening, hitting, pressing, tapping, or tilting to a user.
  • An object of the present invention is to provide a tactile information providing device capable of performing a navigation function such as road guidance information.
  • the receiving unit for receiving external notification information; A controller converting the notification information into a tactile signal; And an operation unit which transmits tactile information to the user according to the tactile signal, wherein the operation unit includes a plurality of operation units, and each operation unit operates in response to different notification information. It is achieved by a tactile information providing device characterized in that the transmission.
  • FIG. 1 is a perspective view and a side view showing a tactile information providing device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view illustrating a device for providing tactile information according to a second embodiment of the present invention.
  • 3 and 4 are a perspective view and a side view showing a tactile information providing device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view and a side cross-sectional view showing an operating unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 6 and 7 are views illustrating a process of providing tactile information according to an external magnetic field of a tactile transmission unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing a tactile transmission unit according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a tactile information providing process according to an external magnetic field of a tactile transmission unit according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram showing the configuration of an operation unit according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a view showing the operation of the operation unit according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram showing a configuration of an operation unit according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a view showing the operation of the operation unit according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a diagram showing the configuration of an operation unit according to a third embodiment of the present invention.
  • 15 is a view showing the operation of the operation unit according to the third embodiment of the present invention.
  • 16 is a diagram illustrating a driving process of a device for providing tactile information according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating an example in which a tactile information providing device according to an embodiment of the present invention is applied to a vehicle navigation.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an example in which the tactile information providing device according to an embodiment of the present invention is applied to a vehicle sensor.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating an example of applying a tactile information providing device according to an embodiment of the present invention to a place guide.
  • 20 and 21 are diagrams illustrating an example in which a device for providing tactile information according to an embodiment of the present invention is linked with another terminal.
  • control unit 130 control unit
  • FIG. 1 is a perspective view and a side view showing a tactile information providing device 100 according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a side view showing a tactile information providing device according to another embodiment of the present invention.
  • the tactile information providing device 100 of the present invention may include an operation unit 110, a receiver 120, and a controller 130.
  • the tactile information providing device 100 may be used by itself, and may be a main body (core) of an existing device, for example, a mobile communication terminal such as a smartphone or a wearable device such as a smart watch. , Vehicle navigation, etc. can be attached or connected (see FIG. 2).
  • the connection should be understood to include not only a wired connection but also a wireless connection concept.
  • the tactile information providing device 100 may be worn on a part of a user's body, ie, a wrist, an arm, an ankle, a neck, or the like, and may provide tactile information directly or indirectly to the user.
  • the tactile information providing device 100 may have a shape that can be placed by a user, for example, a watch shape or a band shape.
  • the operation unit 110 may provide tactile information to the user according to the tactile signal transmitted from the controller 130.
  • the tactile information is vibration, but in addition to the vibration, the tactile information is not only vibration but also tactile feeling such as grazing, tightening, hitting, pressing, tapping, tilting, tickling, and the like. For example, it conveys the feeling of "I love you” through the touch of " ⁇ ” form, or conveys the feeling of "sad” through the touch of " ⁇ ” form].
  • the operation unit 110 may be disposed on a surface contacting the user of the tactile information providing device 100 to directly provide tactile information.
  • the operation unit 110 may be disposed on an inner circumferential surface of the band 140 of the tactile information providing device 100.
  • the operation unit 110 may be disposed inside the band 140 to indirectly provide the user with tactile information such as vibration and tapping.
  • the operation unit 110 may include a plurality of operation units 110a-110d.
  • the number of the operation units 110a-110d is disposed four, upper, lower, left, and right, but is not limited thereto.
  • the operation unit 110 may be mounted on a portion of the inner circumferential surface of the band 140 or may be mounted on the entire inner circumferential surface.
  • there is no limitation in the shape of the operation unit 110 as long as the user and some of the contact within the range of the purpose to provide tactile information.
  • Each of the operation units 110a-110d may transmit different tactile information to the user as each operation corresponds to different notification information. This will be described later with reference to FIGS. 17 to 21.
  • the receiver 120 may receive external notification information, and may use a known data receiver without limitation.
  • the notification information should be understood to include image information such as texts, figures, and symbols as well as information such as simple warnings, alarms, and road / location guidance that can be transmitted through wired and wireless communication networks.
  • the controller 130 may convert the notification information received by the receiver 120 into a tactile signal.
  • the tactile signal is a control signal capable of controlling each configuration of the operation unit 110, and in addition to a signal capable of controlling the operation intensity, operation pulse, etc. of the operation units 110a-110d, the tactile transmission unit 111 to be described later. It should be understood as a concept that includes a signal to apply / release a magnetic field.
  • FIG. 2 is a side view illustrating a tactile information providing device 100 ′ according to a second embodiment of the present invention.
  • the tactile information providing device 100 ′ may be used by combining an existing terminal 200, in particular, a main body (core) 200 of a smart watch.
  • the terminal 140 may be provided with a terminal coupling unit 150 to which an external terminal 200 may be coupled.
  • the terminal coupling part 150 may be formed in a groove shape to allow the terminal 200 to be seated.
  • the notification information transmitting unit 210 of the terminal 200 and the receiving unit 160 of the tactile information providing device 100 ′ may be joined to receive the notification information.
  • Various software, applications, etc. installed in the terminal 200 may generate notification information, and may transmit notification information to the receiver 160 through the notification information transmitter 210 such as a USB terminal.
  • the controller 130 may convert the received notification information into a tactile signal and transmit the tactile information to the user.
  • two operating units 110e and 110f are disposed at the left and right sides (FIG. 2A), or four operating units 110g-110j are disposed at regular intervals along the inner circumferential surface of the band 140. 2 (b), but the present invention is not limited thereto.
  • 3 and 4 are a perspective view and a side view showing a tactile information providing device 100 ′′ according to a third embodiment of the present invention.
  • the tactile information providing device 100 ′′ may include a core coupling part 170 and a core coupling part detachable or attachable to a smart core 300 (or an external terminal) that provides information. It is connected to the 170, and is provided on one side of the operation unit 110 and the operation unit 110 for providing tactile information to the user, and includes a fastening unit 180 provided to be fastened to a part of the user's body.
  • the tactile information providing device 100 ′′ of the third embodiment is connected to the smart core 300 to convert tactile information into signal information or location information provided by the smart core 300 to provide directional information to the user through tactile information. can do.
  • the core coupling unit 170 is a coupling unit (not shown) electrically coupled with the smart core 300, a communication unit for transmitting and receiving the user's location information (not shown) And a control unit (not shown) for converting information provided by the smart core 300 or the communication unit into a tactile signal, and the control unit may provide a tactile signal to the operation unit 110.
  • the core coupling unit 170 and the operation unit 110 may be coupled or separated from each other, the core coupling unit 170 converts the information of the smart core 300 into a tactile signal to the operation unit 110 Provide a tactile signal.
  • the core coupling unit 170 is electrically connected to the smart core 300 that provides and displays a variety of information, or transmit and receive the user's location information, converts it into a tactile signal and provides it to the operation unit 110 at the same time. can do.
  • the core coupling unit 170 may perform a function such as a road guide through the location information of the user by the communication unit even when the smart core 300 is not coupled. That is, the core coupler 170 may perform various functions independent of the smart core 300.
  • the coupling portion is configured in a removable form of the smart core 300, it can exchange electrical signals or power with the smart core 300. Therefore, various information provided by the smart core 300 may be delivered to the controller through the coupling unit. In addition, through the coupling unit, the tactile signal and power may be transmitted to the terminal coupling unit 100 with respect to information input from the outside from the smart core 300.
  • the communication unit may transmit and receive user location information.
  • the communication unit may transmit and receive a GPS signal and provide the user location information to the controller.
  • the controller may convert the information into a tactile signal using the information provided by the coupling unit and the communication unit, and provide the converted tactile signal to the operation unit 110.
  • power may be simultaneously supplied to the operation unit 110.
  • the same function as the controller 130 of FIGS. 1 and 2 may be performed.
  • the operation unit 110 of the tactile information providing device 100 "includes a band unit 140 in close contact with the user's body and a plurality of operation units 110 (110k-100p) provided inside the band unit 210. do.
  • the band unit 140 is coupled to both ends of the terminal coupling unit 100, respectively, and maintains a shape that can be attached to the user's body, wrist, ankle, waist or neck, and may be made of rubber or silicone material.
  • the operation unit 110 may be provided in plural in the band unit 140 and may be electrically connected to the core coupling unit 170 to transmit tactile information to the user according to the tactile signal transmitted from the core coupling unit 170. have.
  • FIG. 5 shows an operation unit (operation unit 110) according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5A is an exploded perspective view of the operation unit
  • FIG. 5B is a schematic diagram showing the magnetic field lines of the magnetic field generated by the magnetic field generating unit 115.
  • the operation unit may include a tactile transmitter 111 and a magnetic field generator 115.
  • the haptic transmitting unit 111 may be composed of a magnetic particle (111a) and a matrix material (111b).
  • a magnetic particle 111a
  • a matrix material 111b
  • the magnetic particles 111a Fe, Co, Ni, ferrite particles, or the like may be used.
  • carbonyl iron particles or the like may be used.
  • the size of the magnetic particles 111a is 0.01 to 100 um, and the maximum saturation magnetization of the magnetic particles in the matrix material 111b in order to maximize the shape change caused by the magnetic field generating unit 115 is higher, and the larger the content, the larger the size. desirable.
  • the magnetic particles 111a need not have a specific shape, but may have a shape such as a spherical shape and a large aspect ratio flake having magnetic anisotropy.
  • the matrix material 111b may be made of rubber or other polymer material.
  • the tactile transmission unit 111 may be a magneto-rheological elastomer (MRE).
  • MRE magneto-rheological elastomer
  • the magnetorheological elastomer is an elastic material including particles capable of reacting to an external magnetic field. Since magnetic particles that can be magnetized by an external magnetic field are included, properties such as stiffness, tensile strength, and elongation may be changed by the application of an external magnetic field.
  • the tactile transmission unit 111 may select and apply shapes such as a hollow cylinder, a fine protrusion shape, a polyhedral phenomenon such as a dome, a plate shape, a seesaw shape, and a tunnel shape. Can be. In FIG. 5, the cylindrical tactile transmission part 111 with an empty inside is assumed and demonstrated.
  • the magnetic field generating unit 115 may form a magnetic field and may include at least one coil unit.
  • the magnetic field generating unit 115 is disposed below the tactile transmitting unit 111 to form a magnetic field, and the magnetic particles 111a in the tactile transmitting unit 111 react to the magnetic field.
  • the magnetic field generating unit 115 may be located at another place such as the upper side instead of the lower side of the tactile transmission unit 111.
  • at least one of a flat coil or a solenoid coil is used as the magnetic field generating unit 115.
  • the magnetic field generating unit 115 has a position and shape corresponding to the tactile transmitting unit 111, and the shape of the tactile transmitting unit 111 is changed by the magnetic field generated by the magnetic field generating unit 115, and the tactile transmission is performed.
  • the touch can be transmitted according to the shape change of the part 111.
  • the touch may be at least one of vibration, grazing, tightening, hitting, pressing, tapping, or tilting.
  • the magnetic field generating unit 115 may change the type of the magnetic field to change the characteristics of the tactile transmission unit 111. For example, when the alternating magnetic field is generated, the tactile transmission unit 111 vibrates, When a magnetic field is generated, the stiffness of the tactile transmission unit 111 may be changed.
  • the operation unit 110 may be a motor or an actuator for generating vibration to transmit tactile information.
  • the operation unit 110 may include an eccentric motor that vibrates with an eccentric force generated when the motor rotates, an inertial actuator including a linear resonant actuator that maximizes the intensity of vibration by using a resonant frequency, and a beam.
  • Piezoelectric actuators driven using piezoelectric elements whose shape or disk shape changes in size or shape instantaneously by an electric field, and electroactive activity that generates vibration by repeated movement of the mass by attaching the mass on an electroactive polymer film
  • the electrostatic force actuator driven by the repulsive force generated when the same kind of charge is charged and the attraction force between the two glass surfaces charged with different charges can be used. Since the motor or actuator is a known technology, detailed description thereof will be omitted.
  • the operation unit 110 may directly or indirectly transmit tactile information of vibration, grazing, tightening, hitting, pressing, tapping, or tilting according to the received tactile signal. Accordingly, the operation unit 110 may indicate directionality to the user, and may recognize various information such as direction information according to the tactile information of the operation unit 110 as a tactile sense.
  • FIGS. 6 and 7 are views illustrating a process of providing tactile information according to an external magnetic field of the tactile transmitting unit 111 according to an embodiment of the present invention.
  • State A represents an initial shape (or first shape) of the tactile transmission unit 111 in a state in which no current is applied to the magnetic field generating unit 115 (that is, a state in which no magnetic field is generated)
  • State B Is a shape deformed into a state in which a current is applied to the magnetic field generating unit 115 (that is, a magnetic field is generated), that is, a shape in which the tactile transmission unit 111 is bent up or down in response to the magnetic field (or the second Shape].
  • the shape change from the first shape to the second shape is repeatedly performed, the reciprocating motion is realized, and thus the vibrational feeling can be transmitted.
  • the cylindrical tactile transmission part 111 having an empty inside has a flat shape 111a (or a first shape) having an upper surface. Can be represented.
  • the tactile transmission part 111 has a shape 111b (or a first shape) in which the upper surface 111b is recessed into the empty inner space. 2 shape].
  • the elastic force or the restoring force
  • the upper surface can reciprocate (111c, 111d). Therefore, the tactile information, such as vibration or knocking, may be transmitted as the first shape to the second shape, that is, the upper surface reciprocates, according to the application of the magnetic field.
  • At least one thin permanent magnet having a form of a disk or the like may be used as the tactile transmission unit 111.
  • the permanent magnet does not transmit the tactile information by deformation of the first shape to the second shape like the tactile transmission part 111 shown in FIG. 7, but changes the vertical position according to the application of the magnetic field of the magnetic field generating part 115 (vibration). Can deliver tactile information.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a tactile transmitter 112 according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a process of providing tactile information according to an external magnetic field of another tactile transmitter 112 according to another embodiment of the present invention.
  • the tactile transmission part 112 is recessed with the protrusion 112b alternately formed on at least one of the upper and lower surfaces of the base part 112a and the base part 112a. It may include a portion 112c. That is, at least one surface of the upper surface and the lower surface of the base portion 112a may have an uneven structure.
  • 8A illustrates protrusions 112b and recesses 112c formed only on the upper surface of the base portion 112a
  • FIGS. 8B and 8C show protrusions on both sides of the base portion 112a. 112b and the recess 112c are formed to have different sizes.
  • the tactile transmission unit 112 is disposed inside the tactile transmission unit housing 113 surrounding the tactile transmission unit 112 so as to fit the size of the tactile transmission unit housing 113. Can be. However, as long as the tactile transmission unit 112 is within a range for the purpose of efficiently transmitting tactile information, the tactile transmission unit 112 does not necessarily have to be exactly sized.
  • the base portion 112a, the protrusion 112b, and the recess 112c of the tactile transmission portion 112 are fixedly supported by the edge of the tactile transmission housing 113.
  • the state (or the first shape) can be maintained.
  • the protrusion 112b is fixed by the upper portion of the haptic transmitting part housing 113, but a part of the base portion 112a is shaped.
  • a part of the base portion 112a ′ whose shape is changed may behave as a space of the recess 112c having a spatial margin.
  • the base 112a ′ may use the recess 112c as a space for moving up and down. Subsequently, when the application of the magnetic field is released and is not affected by the external magnetic field, the base portion may vibrate by its elastic force (or recovery force) while returning from the second shape 112a 'to the first shape 112a. . That is, the tactile information that may be vibrated or knocked may be transmitted by repetition of the first shape to the second shape according to the application of the magnetic field.
  • the tactile transmission portion 112 can dynamically move up and down. There is no need to have a separate configuration to provide additional space. Accordingly, there is an advantage that can contribute not only to lower the overall product production cost, but also to reduce the thickness of the product, miniaturization, slimming.
  • FIGS. 10 and 11 illustrate the configuration and operation of the operation unit according to the first embodiment of the present invention
  • FIGS. 12 and 13 illustrate the configuration and operation of the operation unit according to the second embodiment of the present invention
  • 14 and 15 are views showing the configuration and operation of an operation unit according to the third embodiment of the present invention.
  • a plurality of tactile transmission parts 111 and a support 114 form at least one cell, and a plurality of cells are provided at regular intervals.
  • the coil unit of the plurality of magnetic field generators 115 may be formed as a single layer 115a or a plurality of layers 115a and 115b in a shape and a position corresponding to a cell under the insulator 118. have.
  • the support 114 may be understood as a configuration that is further provided between the tactile transmission unit 111 and the magnetic field generating unit 115 to secure the operating space of the tactile transmission unit 111.
  • the support body 114 is a magnetorheological elastic body, and may have a shape of at least one of a curved shape or a wavy shape.
  • the tactile transmission 111 has a plate structure, and the support 114 is integrally provided at both sides of the tactile transmission 111 in a curved shape.
  • the support body 114 is provided between the insulator 118 and the tactile transmission part 111 and secures a space in which the tactile transmission part 111 or the support body 114 can operate.
  • the tactile transmission part 111 and the support body 114 move up and down in the space by the magnetic field generated by the magnetic field generating unit 115 to perform a reciprocating motion of changing the shape.
  • This shape change can move one cell or the entire cell, thereby providing a user with a tactile feel.
  • the tactile transmission unit 111 may be a form in which a plurality of plates overlap in the form of a plate spring in addition to the plate shape.
  • at least one cell responds to the magnetic field, thereby delivering a variety of tactile sensations to the user, such as vibration, hitting, and tapping.
  • a plurality of tactile transmission parts 111 and a support 114 form at least one cell, and a plurality of cells are provided at regular intervals.
  • the coil unit of the plurality of magnetic field generators 115 may be formed in a single layer or a plurality of layers in a shape and a position corresponding to a cell under the insulator 118.
  • the tactile transmission 111 is in the form of a plate (plate) structure
  • the support 114 is provided integrally on both sides of the tactile transmission 111 in the form of a wave.
  • the support body 114 is provided between the insulator 118 and the tactile transmission part 111 to secure a space in which the tactile transmission part 111 can operate.
  • the support body 114 formed of the magnetorheological elastic body changes shape, and one end of the tactile transmission unit 111 moves toward the center of the magnetic field generating unit 115.
  • the magnetic field generating unit 115 may return to the circular shape by the elastic force. That is, by applying a magnetic field to one cell or all cells, it is possible to transmit various touch to the user such as vibration, hitting, tapping, or tilting.
  • a plurality of tactile transmission units 111 form at least one cell, and a plurality of cells are arranged on the insulator 118 at regular intervals.
  • the coil unit of the plurality of magnetic field generators 115 may be formed in a single layer or a plurality of layers in a shape and a position corresponding to the cell under the insulator 118.
  • the tactile transmission part 111 according to the third embodiment has a tunnel structure shape and forms an elliptical space therein.
  • the haptic transmitting unit 111 formed of a magnetorheological elastic body changes shape, and one end of the tactile transmitting unit 111 is the center of the magnetic field generating unit 115.
  • the magnetic field generating unit 115 may return to the circular shape by the elastic force. That is, by applying a magnetic field to one cell or the whole cell, it is possible to transmit a variety of touch as if pinched or tightened to the user.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a driving process of the tactile information providing device 100 ′′ according to the third embodiment of the present invention.
  • the core coupling unit 170 including the communication unit detects the smart core (smart device) 300, and the communication unit and the smart core 300 are connected to each other.
  • the communication unit may use a Bluetooth device.
  • the process is repeated until the smart core 300 is detected without being connected to the smart core 300.
  • the tactile signal transmitted from the smart core 300 is transmitted to the core coupling unit 170.
  • the smart core 300 The operation information may be converted into a tactile signal by an application or an app driven by the haptic unit, and the converted tactile signal may be transmitted to the core coupling unit 170.
  • the operation unit 110k-110o of the operation unit 110 is driven according to the tactile signal. More specifically, the operation units 110k-110o may be driven in various ways such as pulse driving, left and right driving, and cross driving according to the tactile signal.
  • various tactile information such as vibration, grazing, tightening, hitting, pressing, tapping, or tilting may be provided to a user wearing the tactile information providing device 100 ′′.
  • the tactile information providing device 100 of the present invention is not limited to the following embodiments, and it can be understood that the present invention can be applied without limitation within the scope of the purpose of delivering notification information to the tactile sense.
  • FIG 17 is a diagram illustrating an example in which the tactile information providing device 100 according to an embodiment of the present invention is applied to a vehicle navigation. According to an embodiment of the present invention, the tactile information providing device 100 may be linked with the vehicle navigation.
  • the tactile information providing device 100 may provide tactile information according to the direction and distance to the destination.
  • the notification information transmitter of the vehicle navigation apparatus (or the external terminal 200) transmits notification information (road / location guide information) according to the vehicle location to the receivers 120 and 160 of the tactile information providing device 100.
  • the controller 130 may convert the notification information into a tactile signal to control the operation of the operation unit 110, that is, each of the operation units 110a-110d.
  • the controller 130 may not only control each operation unit 110a-110d independently, but also control the operation intensity, the operation pulse, and the like of each operation unit 110a-110d.
  • each of the operation units 110a-110d may be operated to match the direction information.
  • the upper operation unit 110a may be matched with the forward direction
  • the lower operation unit 110b may be backward
  • the left operation unit 110c may be matched with the left direction
  • the right operation unit 110d may inform the right direction. Can be.
  • the vehicle navigation may transmit the notification information “right turn after going straight 100 m” to the tactile information providing device 100.
  • the controller 130 may convert the notification information into a tactile signal as described below to operate the operation unit 110d located on the right side.
  • the operation unit 110d transmits tactile information of weak operation intensity (vibration intensity) and low operation pulse (vibration period).
  • the operation unit 110d transmits tactile information of an increasingly strong operating intensity (vibration intensity) and an accelerating operation pulse (vibration period).
  • the operation of the operation unit 110d is stopped.
  • the vehicle navigation may transmit the notification information “straight” to the tactile information providing device 100.
  • the controller 130 may operate the operation unit 110a located above by converting the notification information into a tactile signal as shown below.
  • the operation unit 110a transmits tactile information of weak operation intensity (vibration intensity) and low operation pulse (vibration period).
  • the operation unit 110a transmits tactile information of an increasingly strong operating intensity (vibration intensity) and an accelerating operation pulse (vibration period).
  • the operation of the operation unit 110a is stopped.
  • the vehicle navigation may transmit notification information “U-turn” to the tactile information providing device 100.
  • the controller 130 converts the notification information into a tactile signal as described below and transmits the notification information to the operation unit 110a-100d.
  • the left operation unit 110c and the right operation unit 110d alternately transmit tactile signals of weak operation intensity (vibration intensity) and low operation pulse (vibration period).
  • the left operation unit 110c and the right operation unit 110d become more and more strong in operation intensity (vibration intensity) and faster in operation pulse (vibration period). Alternately delivers tactile signals.
  • the operation of the operation units 110c and 110d is stopped.
  • the driver may receive the road / place guide only by the tactile information transmitted from the tactile information providing device 100 without turning the gaze on the screen of the vehicle navigation or listening to the voice guidance of the vehicle navigation.
  • the driver may be provided with clear direction information directly through the tactile sense even when concentration is dispersed due to a conversation with a neighbor.
  • the vibration unit is received from the operation units 110a-110d matched to each direction, there is an effect of receiving a notification such as a right turn, a straight line, and a U-turn more intuitively.
  • the tactile information providing device 100, 100 ′, 100 ′′ of the present invention may be linked with a navigation function such as a vehicle navigation device or a smartphone, or may be linked with a navigation function installed in the device.
  • a navigation function such as a vehicle navigation device or a smartphone
  • a navigation function installed in the device There is an effect that can be transmitted through the touch through the road / location finder information useful in moving through the vehicle or on foot.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an example in which the tactile information providing device 100 according to an embodiment of the present invention is applied to a vehicle sensor. According to an embodiment of the present invention, the tactile information providing device 100 may be linked with a vehicle sensor.
  • the vehicle C7 located in the blind spot of the side mirror is not easy for the driver to see, and the risk of an accident may increase during the lane change process.
  • the vehicle sensor recognizes that the vehicle C7 is located at the left rear, and transmits the position information (notification information) of the vehicle C7 to the controller 130. have.
  • the control unit 130 receiving the position information of the vehicle C7 may operate the operation unit 110h corresponding to the position (left rear, or 7 o'clock direction) of the vehicle C7 based on the driver of the vehicle C6. To generate a haptic signal.
  • the driver of the vehicle C6 may recognize that the vehicle C7 is located in the blind spot by the tactile information (vibration) transmitted from the operation unit 110h.
  • the operation unit 110g-110j may be strongly operated to warn the driver. It can also be ventilated, which may have a greater effect than if it relies solely on vision or hearing, and provides a localized sensation so that it does not affect steering wheel operation.
  • the tactile information providing device 100 may be linked with an indoor / outdoor location based service (LBS).
  • LBS indoor / outdoor location based service
  • the tactile information providing device 110 may provide tactile information (path guidance information) for the straight path R1 and the movement path R2 from the user P to the vehicle C.
  • the tactile information providing device 100, 100 ′, 100 ′′ may provide direction information on a route by interworking with an indoor / outdoor navigation system mounted on itself or a separate smart phone.
  • tactile information on whether the location of the parked vehicle is the same floor as the floor where the user is currently located may be preferentially provided.
  • the direction to the vehicle C may be provided by operating the operation units 110a-110j matching the corresponding direction, and the distance to the vehicle C is the operation unit 110a-. 110j) can be provided through the operation intensity, the operation pulse.
  • the guidance to the vehicle C may provide notifications such as going straight, going backward, turning left, and turning right as shown in FIG. 17 by operating the operation units 110a-110j.
  • FIG. 19 assumes a parking lot
  • the road / place guidance from the large mall or department store to the destination may also be performed in the same manner as the above-described guidance of the straight path R1 and the moving path R2.
  • the visually impaired person when it walks on the road, it may be provided with information such as going straight, left turn, right turn, crosswalk entry, etc. in conjunction with the LBS or the road guide app.
  • the danger signal, the warning signal, and the like may be provided as tactile information through a strong vibration or a high pulse of the operation units 110a-110j.
  • 20 and 21 are diagrams illustrating an example in which the tactile information providing device 100 according to an embodiment of the present invention is interlocked with another terminal.
  • a terminal such as a smartphone and the tactile information providing device 100 may be linked to each other to provide sender information as tactile information.
  • the sender information may be understood to include a series of information about a person who has sent a telephone, a message, or the like to the terminal.
  • each operation unit 110a-110d may operate by matching each preset sender.
  • the operation unit 110a may be matched with a mother
  • the operation unit 110b may be a friend
  • the operation unit 110c may be a workplace boss
  • the operation unit 110d may be matched with a lover.
  • the controller 130 may operate (vibrate) the operation unit 110b from the preset information.
  • the operation units 110a-110d may operate only for a predetermined specific sender. For example, when the smartphone is set to be silent and only the contact received from the lover is set to be notified, when the contact comes from the mother, the boss, a friend, or the like, the operation unit 110a-110c does not operate, and the lover The operation unit 110d may operate only when contact is received. Therefore, there is an advantage that the terminal and the tactile information providing device 100 can be implemented as a couple device.
  • the operation unit (110a-110d) is operated only when the contact comes from the number stored in the phone book of the smartphone, the operation unit (110a-110d) can not be operated for other have.
  • the operation units 110-110d can be operated only for the numbers and groups that need to be received.
  • a terminal such as a smartphone and the tactile information providing device 100 may be linked to each other to provide app information as tactile information.
  • the app information may be understood to include a series of information such as push notifications, calls, and alarms of an application.
  • Each operation unit 110a-110d may be operated to match each preset application.
  • the operation unit 110a may be matched with an alarm app
  • the operation unit 110b may be a social network service (SNS) app
  • the operation unit 110c may be a messenger app
  • the operation unit 110d may be matched with an E-mail app. have.
  • the controller 130 may operate (vibrate) the operation unit 110c from the preset information.
  • the user may obtain tactile information about the sender, the app, and the like from the positions of the operation units 110a-110d operated.
  • the user may check the display of the terminal, among which the user can easily enter the tactile form from the tactile information providing device 100. There is an effect of obtaining information.
  • the tactile information providing device 100 of the present invention can be applied to real-time tactile transmission in mobile devices and touch screen devices, console game machines, online games, etc. in the IT field, lane departure warning system, frontal collision in the automotive industry It can be applied to the driving assistance information feedback system such as prevention system, speeding prevention system, etc.In the medical field, it can be applied to pulsator, human pressure distribution measurement, surgical robot, etc. You can deliver effectively.

Landscapes

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Abstract

본 발명은 촉각 정보 제공 기기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 촉각 정보 제공 기기(100)는, 외부의 알림 정보를 수신하는 수신부(120); 알림 정보를 촉각 신호로 변환하는 제어부(130); 및 촉각 신호에 따라 사용자에게 촉각 정보를 전달하는 동작부(110)를 포함하고, 동작부(110)는, 복수의 동작 유닛(110a-110j)을 포함하며, 각각의 동작 유닛(11a-110j)은 각각 다른 알림 정보에 대응하여 동작함에 따라 사용자에게 각각 다른 촉각 정보를 전달하는 것을 특징으로 한다.

Description

촉각 정보 제공 기기
본 발명은 촉각 정보 제공 기기에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 외부에서 수신한 정보를 촉각 신호로 변환하여 길 안내, 알림 등을 제공할 수 있는 촉각 정보 제공 기기에 관한 것이다.
근래 들어, 전자 장치는 동일하거나 좀더 다양한 기능을 수행하면서 점차 소형화되고 슬림화되어 휴대하기 용이한 방향으로 발전하고 있다. 이러한 소형 전자 장치들은 일반적으로 사용자의 주머니 등에 수납되어 휴대하기도 하지만, 손목에 착용하거나, 인체의 두부(head portion) 또는 팔에 착용하기도 한다.
인체 또는 각종 구조물에 착용 가능한(wearable) 장치는 대체적으로 전자 장치 본연의 기능을 수행하기 위한 본체와, 본체에서 일정 길이로 인출되도록 배치되어 인체 또는 구조물에 고정시키기 위한 착용부(strap)를 포함할 수 있다. 이러한 웨어러블 장치들은 단독으로 사용될 수 있으며, 타 전자 장치에 종속되어 사용될 수도 있다. 전자 장치에 종속되어 사용하는 경우, 근거리 통신 모듈에 의한 통신방식이 채택될 수 있으며, 웨어러블 전자 장치의 사용으로 인하여 타 전자 장치의번거롭고 빈번한 사용을 절제시킬 수 있다. 따라서, 이러한 웨어러블 전자 장치의 사용은 점점 확대되어가고 있는 추세이다.
한편, 네비게이션 장치(Navigation System)는, 인공위성 또는 기지국을 통해 수신된 정보 등을 이용해 현위치 및 목적지까지의 정보(예를 들면, 직선거리, 방향 등) 등을 표시하여 길을 안내하는 장치이다. 차량용 네비게이션 장치는, 네비게이션 장치에 지시명령을 입력하기 위한 조작부, 위치를 검출하기 위한 GPS 수신기, 이동센서, 자이로 센서 등의 다수의 센서기기를 포함하는 위치검출부, 조작부를 통해 입력되는 지시명령에 대해 현재 위치로부터 목적지까지의 지형 정보를 분석하는 제어부, 길 안내와 관련된 정보를 표시하기 위한 디스플레이부를 포함하는 것이 일반적이다.
위와 같은, 종래의 길/장소 안내 기능을 제공하는 네비게이션 장치 또는 앱 등은 시각 및 청각에만 의존하여 정보를 제공하였다. 따라서, 사용자가 대화 중이거나 시선을 돌리기 힘든 경우에는 효율적으로 정보를 제공하기 어려운 문제점이 있었다. 또한, 운전중의 사용자가 네비게이션 장치의 길 안내를 보기 위해 시선을 돌릴때, 사고의 위험이 증가하는 문제점이 있었다.
한편, 스마트 폰, 스마트 워치와 같은 휴대용 단말기를 사용함에 있어서, 사용자는 단말기의 디스플레이를 통해 대부분의 정보를 획득하는 것이 일반적이다. 따라서, 운동을 하거나, 이동하는 중이거나, 붐비는 대중 교통 안에 있을 때와 같은 상황에서 사용자는 디스플레이를 확인하는 것이 용이하지 않은 문제점이 있었다.
따라서, 길 안내, 문자, 알람 등 외부의 알림 정보를 효과적으로 전달할 수 있는 웨어러블 전자 장치, 촉각 정보 제공 기기에 대한 연구가 필요한 실정이다.
한편, 본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 제 10-2015-0026387호(2015.03.11) 및 대한민국 공개특허 제10-2015-0036809호(2015.04.07)에 개시되어 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 길 안내, 문자 알람 등의 정보를 보다 효과적으로 전달할 수 있는 촉각 정보 제공 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 사용자가 시각, 청각 형태의 정보를 전달 받기 어려운 상황에서도 효과적으로 촉각 정보를 전달 받을 수 있는 촉각 정보 제공 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 사용자 신체 일부에 착용되어, 사용자에게 진동, 스침, 조임, 때림, 누름, 두드림, 또는 기울어짐 등 다양한 촉감 정보를 전달하는 촉각 정보 제공 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 사용자에게 촉감을 통해 방향성 정보를 제공함으로써, 사용자가 대화 중이거나 시선을 돌리기 힘든 경우에도 목적지까지의 남은 거리, 방향전환 시점, 주차된 차량 또는 실·내외 매장/제품까지의 길 안내 정보 등 네비게이션 기능을 수행할 수 있는 촉각 정보 제공 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상기의 목적은, 외부의 알림 정보를 수신하는 수신부; 알림 정보를 촉각 신호로 변환하는 제어부; 및 촉각 신호에 따라 사용자에게 촉각 정보를 전달하는 동작부를 포함하고, 동작부는, 복수의 동작 유닛을 포함하며, 각각의 동작 유닛은 각각 다른 알림 정보에 대응하여 동작함에 따라 사용자에게 각각 다른 촉각 정보를 전달하는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기에 의해 달성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 길 안내, 문자 알람 등의 알림 정보를 보다 효과적으로 전달할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 사용자가 시각, 청각 형태의 정보를 전달 받기 어려운 상황에서도 효과적으로 촉각 정보를 전달 받을 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 사용자에게 진동, 스침, 조임, 때림, 누름, 두드림, 또는 기울어짐 등 다양한 촉감 정보를 전달할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 사용자에게 촉감을 통해 방향성 정보를 제공함으로써, 사용자가 대화 중이거나 시선을 돌리기 힘든 경우에도 목적지까지의 남은 거리, 방향전환 시점, 주차된 차량 또는 실·내외 매장/제품까지의 길 안내 정보 등 네비게이션 기능을 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 촉각 정보 제공 기기를 나타내는 사시도 및 측면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 촉각 정보 제공 기기를 나타내는 측면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 촉각 정보 제공 기기를 나타내는 사시도 및 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 유닛을 나타내는 분해 사시도 및 측단면도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 전달부의 외부 자기장에 따른 촉각 정보 제공 과정을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 촉각 전달부를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 다른 촉각 전달부의 외부 자기장에 따른 촉각 정보 제공 과정을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 동작 유닛의 구성을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 동작 유닛의 동작을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 동작 유닛의 구성을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 동작 유닛의 동작을 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 동작 유닛의 구성을 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 동작 유닛의 동작을 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 촉각 정보 제공 기기의 구동 과정을 도시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 정보 제공 기기를 차량용 네비게이션에 적용한 예를 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 정보 제공 기기를 차량용 센서에 적용한 예를 나타내는 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 정보 제공 기기를 장소 안내에 적용한 예를 나타내는 도면이다.
도 20 및 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 정보 제공 기기를 다른 단말기와 연동한 예를 나타내는 도면이다.
<부호의 설명>
100, 100', 100": 촉각 정보 제공 기기
110: 동작부
110a-110o: 동작 유닛
111, 112: 촉각 전달부
113: 촉각 전달부 하우징
115: 자기장 생성부
120, 160: 수신부
130: 제어부
140: 밴드, 밴드부
150: 단말기 결합부
170: 코어 결합부
180: 체결부
200: 단말기
210: 알림 정보 송신부
300: 스마트 코어
실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조 부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 정보 제공 기기(100)를 나타내는 사시도 및 측면도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 촉각 정보 제공 기기를 나타내는 측면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 촉각 정보 제공 기기(100)는 동작부(110), 수신부(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다. 촉각 정보 제공 기기(100)는 그 자체로 사용될 수 있으며, 기존의 장치, 예를 들어 스마트 폰과 같은 이동통신 단말기, 스마트 워치(smart watch)와 같은 웨어러블 장치(wearable device)의 본체부(코어), 차량용 네비게이션 등을 부착하거나, 연결하여 사용할 수 있다[도 2 참조]. 여기서, 연결은 유선으로 직접 연결되는 것뿐만 아니라 무선으로 연결되는 개념까지 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
촉각 정보 제공 기기(100)는 사용자의 신체 중 일부, 즉, 손목, 팔, 발목, 목 등에 착용되며, 사용자에게 직간접적으로 촉각 정보를 제공할 수 있다. 촉각 정보 제공 기기(100)는 사용자가 두를 수 있는 형상, 예를 들어, 시계 형상, 밴드 형상 등을 가질 수 있다.
동작부(110)는 제어부(130)가 전달하는 촉각 신호에 따라서 사용자에게 촉각 정보를 제공할 수 있다. 본 명세서에서는 촉각 정보가 진동인 것을 상정하여 설명하나, 촉각 정보는 진동 외에도, 스침, 조임, 때림, 누름, 두드림, 기울어짐, 간지럽힘 등의 촉감과, 촉감을 통해 전해지는 감성, 감정 등[예를 들어, "♡" 형태의 촉감을 통해 "사랑해"의 감정을 전달하거나, "ㅠㅠ" 형태의 촉감을 통해 "슬프다"의 감정을 전달하는 등]까지 포함하는 의미로 이해되어야 한다.
동작부(110)는 촉각 정보 제공 기기(100)의 사용자와 접촉하는 표면에 배치되어 직접적으로 촉각 정보를 제공할 수 있다. 일 예로, 동작부(110)는 촉각 정보 제공 기기(100)의 밴드(140)의 내주면에 배치될 수 있다. 한편, 동작부(110)는 밴드(140)의 내부에 배치되어 사용자에게 간접적으로 진동, 두드림 등의 촉각 정보를 제공할 수도 있다.
동작부(110)는 복수의 동작 유닛(110a-110d)을 포함할 수 있다. 도 1에는 동작 유닛(110a-110d)의 개수가 상, 하, 좌, 우로 4개가 배치되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아님을 밝혀둔다. 동작부(110)는 밴드(140)의 내주면 일부에 장착될 수도 있고, 내주면 전체에 장착될 수도 있음은 물론이다. 이 외에도, 사용자와 일부가 접촉하여 촉각 정보를 제공할 수 있는 목적의 범위 내라면 동작부(110)의 형상에 있어서 제한은 없다.
각각의 동작 유닛(110a-110d)은 각각 다른 알림 정보에 대응하여 동작함에 따라 사용자에게 각각 다른 촉각 정보를 전달할 수 있다. 이에 대해서는, 도 17 내지 도 21을 참조하여 후술한다.
수신부(120)는 외부의 알림 정보를 수신할 수 있으며, 공지의 데이터 수신 장치를 제한없이 사용할 수 있다. 알림 정보는 유무선 통신망을 통해 전달될 수 있는, 단순한 경고, 알람(alarm), 길/장소 안내 등의 정보뿐만 아니라 문자, 도형, 기호 등의 이미지(image) 정보까지 포함하는 의미로 이해되어야 한다.
제어부(130)는 수신부(120)가 수신한 알림 정보를 촉각 신호로 변환할 수 있다. 촉각 신호는 동작부(110)의 각 구성을 제어할 수 있는 제어 신호로서, 동작 유닛(110a-110d)의 동작 강도, 동작 펄스 등을 제어할 수 있는 신호 외에, 후술할 촉각 전달부(111)에 자기장을 인가/해제하기 위한 신호까지 포함하는 개념으로 이해되어야 한다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 촉각 정보 제공 기기(100')를 나타내는 측면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 촉각 정보 제공 기기(100')는 기존의 단말기(200), 특히, 스마트 워치의 본체부(코어; 200) 등을 결합하여 사용할 수 있다.
밴드(140) 상에는 외부의 단말기(200)가 결합될 수 있는 단말기 결합부(150)가 구비될 수 있다. 단말기 결합부(150)는 홈 형태로 형성되어 단말기(200)가 안착되도록 할 수 있다. 단말기(200)가 단말기 결합부(150)에 안착되면, 단말기(200)의 알림 정보 송신부(210)와 촉각 정보 제공 기기(100')의 수신부(160)가 접합되어 알림 정보를 수신받을 수 있다. 단말기(200)에 설치된 각종 소프트웨어(software), 어플리케이션(application) 등에서는 알림 정보를 생성할 수 있고, USB 단자 등의 알림 정보 송신부(210)을 통해 수신부(160)로 알림 정보를 전달할 수 있다. 제어부(130)에서는 전달 받은 알림 정보를 촉각 신호로 변환하여 사용자에게 촉각 정보를 전달할 수 있다.
도 2에서는 2개의 동작 유닛(110e, 110f)이 좌, 우에 배치되거나[도 2의 (a)], 4개의 동작 유닛(110g-110j)이 밴드(140)의 내주면을 따라 일정 간격을 가지고 배치되는 것이 도시되어 있으나[도 2의 (b)], 이에 제한되는 것은 아니다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 촉각 정보 제공 기기(100")를 나타내는 사시도 및 측면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 촉각 정보 제공 기기(100")는 정보를 제공하는 스마트 코어(300)[또는, 외부의 단말기]가 탈착 또는 부착 가능한 코어 결합부(170), 상기 코어 결합부(170)와 연결되며, 사용자에게 촉각 정보를 제공하는 동작부(110) 및 동작부(110) 일측에 구비되며, 사용자의 신체 일부에 체결 가능하도록 구비된 체결부(180)를 포함한다.
제3 실시예의 촉각 정보 제공 기기(100")는, 스마트 코어(300)와 연결되어, 스마트 코어(300)에서 제공하는 신호 정보 또는 위치 정보를 촉각 정보 변환하여 사용자에게 촉각을 통해 방향성 정보를 제공할 수 있다.
코어 결합부(170)의 일 실시예로, 코어 결합부(170)는 스마트 코어(300)와 전기적으로 결합되는 결합부(도면부호 미도시), 사용자의 위치 정보를 송수신하는 통신부(도면부호 미도시) 및 스마트 코어(300) 또는 통신부에서 제공하는 정보를 촉각 신호로 변환하는 제어부(도면부호 미도시)를 포함하고, 제어부는 동작부(110)에 촉각 신호를 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 코어 결합부(170)와 동작부(110)는 서로 결합 또는 분리될 수 있으며, 코어 결합부(170)는 스마트 코어(300)의 정보를 촉각 신호로 변환하여 동작부(110)에 상기 촉각 신호를 제공한다.
예를 들면, 코어 결합부(170)는 다양한 정보를 제공 및 디스플레이 하는 스마트 코어(300)와 전기적으로 연결되거나 사용자의 위치 정보를 송수신하여, 이를 촉각 신호로 변환과 동시에 동작부(110)에 제공할 수 있다.
또한, 코어 결합부(170)는 스마트 코어(300)가 결합되지 않은 상태에서도 통신부에 의해 사용자의 위치 정보를 통한 길안내 등의 기능을 수행할 수 있다. 즉, 코어 결합부(170)는 스마트 코어(300)와는 상관없이 독립적인 다양한 기능을 수행할 수 있다.
특히, 결합부는 스마트 코어(300)가 탈부착 가능한 형태로 구성되며, 스마트 코어(300)와 전기적 신호 또는 전원을 주고 받을 수 있다. 따라서, 스마트 코어(300)에서 제공하는 다양한 정보가 결합부를 통해 제어부로 전달될 수 있다. 또한, 결합부를 통해, 스마트 코어(300)로부터 외부에서 입력되는 정보에 대해서 촉각 신호 및 전원을 단말기 결합부(100)에 전송할 수 있다.
또한, 통신부는 사용자의 위치 정보를 송수신 할 수 있으며, 일 예로, GPS 신호를 송수신 하여, 사용자의 위치 정보를 상기 제어부에 제공할 수 있다.
제어부는 결합부 및 통신부에서 제공하는 정보를 이용하여, 상기 정보를 촉각 신호로 변환하고, 변환한 촉각 신호를 동작부(110)에 제공할 수 있다. 이때 동작부(110)에 전원을 동시에 공급할 수 있다. 또한, 도 1 및 도 2의 제어부(130)와 동일한 구성을 가지고 같은 기능을 수행할 수 있다.
다음으로, 촉각 정보 제공 기기(100")의 동작부(110)는 사용자의 신체에 밀착되는 밴드부(140) 및 밴드부(210) 내측에 구비되는 복수의 동작 유닛(110: 110k-100p)을 포함한다.
밴드부(140)는 단말기 결합부(100)의 양단에 각각 결합되며, 사용자의 신체, 손목, 발목, 허리 또는 목 등에 부착될 수 있는 형태를 유지하고 있으며, 고무 또는 실리콘 재질로 제작될 수 있다.
동작 유닛(110)는 밴드부(140)에 복수개가 구비될 수 있으며, 코어 결합부(170)와 전기적으로 연결되어, 코어 결합부(170)에서 전송하는 촉각 신호에 따라 촉각 정보를 사용자에게 전달할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 유닛[동작부(110)]을 나타낸다. 도 5의 (a)는 동작 유닛의 분해 사시도이고, 도 5의 (b)는 자기장 생성부(115)에 의해 발생하는 자기장의 자기력선을 나타내는 개략도이다.
도 5를 참조하면, 동작 유닛은 촉각 전달부(111)와 자기장 생성부(115)를 포함할 수 있다.
일 실시예로, 촉각 전달부(111)는 자성 입자(111a)와 매트릭스(Matrix) 소재(111b)로 구성될 수 있다. 예를 들면, 자성 입자(111a)는 Fe, Co, Ni, 페라이트 입자 등이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 Carbonyl Iron 입자 등이 사용될 수 있다. 자성 입자(111a)의 크기는 0.01 ~ 100um 이며, 자기장 생성부(115)에 의한 형상 변화를 최대로 하기 위해서 매트릭스 소재(111b) 내 자성 입자의 포화 자화도가 높고, 함량이 많으며, 크기가 클수록 바람직하다. 또한, 자성 입자(111a)는 특정 형상일 필요는 없고 구형, 자기 이방성을 갖는 종횡비가 큰 플레이크(Flake) 등의 형상을 가질 수 있다.
매트릭스 소재(111b)는 고무 또는 기타 폴리머 소재 등으로 구성될 수 있다. 촉각 전달부(111)의 형상 변화 및 복원력을 최대로 하기 위해 탄성율을 높이는 것이 바람직하며, 내구성을 높이기 위해 신율 및 인장강도의 조절이 필요하다.
다른 실시예로, 촉각 전달부(111)는 자기유변 탄성체(Magneto-Rheological Elastomer, MRE)가 사용될 수 있는데, 자기유변 탄성체는 외부 자기장에 반응할 수 있는 입자를 포함하는 탄성체 소재로서, 탄성체 소재 내에 외부 자기장에 의해 자화될 수 있는 자성 입자(Magnetic Particle)를 포함하고 있으므로 외부 자기장의 인가에 의해 그 강성(Stiffness), 인장 강도(Tensile Strength), 연신율(Elongation) 등의 특성이 변화될 수 있다.
또한, 촉각 전달부(111)는 내부가 비어있는 원통, 미세돌기 형상, 돔(Dome)과 같은 다면체 현상, 판(plate) 형상, 시소(seesaw) 형상, 터널 형상 등의 형상을 선택하여 적용할 수 있다. 도 5에서는 내부가 비어있는 원통 형상의 촉각 전달부(111)를 상정하여 설명한다.
자기장 생성부(115)는 자기장을 형성할 수 있으며, 적어도 하나의 코일 유닛을 포함할 수 있다. 자기장 생성부(115)는 촉각 전달부(111)의 하부에 배치되어 자기장을 형성하며, 촉각 전달부(111) 내의 자성 입자(111a)는 이러한 자기장에 반응을 한다. 다만, 촉각 전달부(111)에 자기장을 인가할 수 있는 목적의 범위 내라면, 자기장 생성부(115)가 촉각 전달부(111)의 하부에 위치하지 않고 상부 등 다른 곳에 위치할 수도 있다. 또한, 자기장 생성부(115)는 평면 코일 또는 솔레노이드 코일 중 적어도 하나가 사용되며, 촉각 전달부(111)에 대응되는 크기와 형태로 교류 전류가 인가되면 교류 자기장을 발생시키고, 직류 전류가 인가되면 직류 자기장을 발생시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 자기장 생성부(115)는 촉각 전달부(111)와 대응되는 위치 및 형상을 가지며, 자기장 생성부(115)에서 발생되는 자기장에 의해 촉각 전달부(111)의 형상이 변화하고, 촉각 전달부(111)의 형상 변화에 따라 촉감을 전달할 수 있다. 여기서, 촉감은 진동, 스침, 조임, 때림, 누름, 두드림, 또는 기울어짐 중 적어도 하나일 수 있다.
또한, 자기장 생성부(115)는 자기장의 종류를 변경하여, 촉각 전달부(111)의 특성을 변화시킬 수 있으며, 그 예로 교류 자기장이 발생되면 상기 촉각 전달부(111)가 진동을 하고, 직류 자기장이 발생되면 촉각 전달부(111)의 강성이 변화하는 특징이 있다.
또한, 다른 실시예로, 동작 유닛(110)은 진동을 발생시켜 촉각 정보를 전달하기 위한 모터 또는 액츄에이터 일 수 있다. 구체적으로, 동작 유닛(110)은, 모터가 회전할 때 발생하는 편심력으로 진동하는 편심 모터, 공진주파수를 이용하여 진동의 세기를 최대화시키는 선형 공진 액츄에이터를 포함하는 관성형 액츄에이터, 빔(Beam) 형태나 디스크(Disk) 형태를 가지고 전기장에 의해 순간적으로 크기나 모양이 변하는 압전 소자를 이용하여 구동하는 압전 액츄에이터, 전기활성 폴리머 필름 위에 질량체를 붙여 질량체의 반복된 움직임에 의해 진동을 생성하는 전기활성 폴리머 액츄에이터, 서로 다른 전하가 충전된 두 장의 유리면 사이에서 발생하는 인력과 동일한 종류의 전하가 충전될 때 발생하는 척력을 이용하여 구동하는 정전기력 액츄에이터 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 상기 모터 또는 액츄에이터는 공지 기술이므로 자세한 설명을 생략한다.
또한, 동작 유닛(110)은 전달받은 촉각 신호에 따라 진동, 스침, 조임, 때림, 누름, 두드림, 또는 기울어짐의 촉각 정보를 사용자에게 직간접적으로 전달할 수 있다. 따라서, 동작 유닛(110)는 사용자에게 방향성을 나타내며, 동작 유닛(110)의 촉각 정보에 따라 방향 정보 등 다양한 정보를 촉감으로 인식할 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 전달부(111)의 외부 자기장에 따른 촉각 정보 제공 과정을 나타내는 도면이다.
도 6은 자기장 생성부(115)의 자기장 생성 여부에 따른 촉각 전달부(111)의 자성 입자 및 매트릭스 소재의 형상을 구체적으로 나타내고 있다. 여기서, State A는 자기장 생성부(115)에 전류가 인가되지 않은 상태(즉, 자기장이 생성되지 않은 상태)로 촉각 전달부(111)의 초기 형상[또는, 제 1 형상]을 나타내며, State B는 자기장 생성부(115)에 전류가 인가된 상태(즉, 자기장이 생성된 상태)로 변형된 형상, 즉 자기장에 반응하여 촉각 전달부(111)가 위 또는 아래로 휘어진 형상[또는, 제2 형상]을 나타낸다. 이러한 제1 형상에서 제2 형상으로의 형상 변화가 반복적으로 행해짐으로써 왕복 운동이 구현되고, 이를 통해 진동 촉감을 전달할 수 있다.
도 7의 (a)를 참조하면, 외부 자기장의 영향을 받지 않는 경우에, 내부가 비어있는 원통 형상의 촉각 전달부(111)는 상부면이 편평한 형상(111a)[또는, 제1 형상]을 나타낼 수 있다. 이어서, 도 7의 (b)를 참조하면, 외부 자기장의 영향을 받는 경우에, 촉각 전달부(111)는 상부면(111b)이 비어있는 내부 공간으로 오목하게 들어가는 형상(111b)[또는, 제2 형상]을 나타낼 수 있다. 이어서, 자기장의 인가가 해제되어 외부 자기장의 영향을 받지 않는 경우에는, 도 7의 (c) 및 (d)와 같이 제2 형상에서 제1 형상으로 회귀하면서 자체의 탄성력[또는, 회복력]에 의해 상부면이 왕복 운동(111c, 111d) 할 수 있다. 따라서, 자기장 인가에 따른 제1 형상 내지 제2 형상의 반복, 즉, 상부면이 왕복 운동함에 따라 진동 또는 두드리는 듯한 촉각 정보가 전달될 수 있다.
한편, 촉각 전달부(111)로 디스크 등의 형태를 갖는 얇은 영구 자석이 적어도 하나 이상 구성되어 사용될 수도 있다. 영구 자석은 도 7에 도시된 촉각 전달부(111)와 같이 제1 형상 내지 제2 형상의 변형으로 촉각 정보를 전달하는 것은 아니고, 자기장 생성부(115)의 자기장 인가에 따른 상하 위치변화(진동)으로 촉각 정보를 전달할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 촉각 전달부(112)를 나타내는 도면이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 다른 촉각 전달부(112)의 외부 자기장에 따른 촉각 정보 제공 과정을 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 촉각 전달부(112)는 베이스부(112a)와 베이스부(112a)의 상면, 하면 중 적어도 한 면에 교대로 형성된 돌출부(112b)와 함몰부(112c)를 포함할 수 있다. 즉, 베이스부(112a)의 상면, 하면 중 적어도 한면이 요철구조를 가질 수 있다. 도 8의 (a)는 베이스부(112a)의 상면에만 돌출부(112b)와 함몰부(112c)가 형성되고, 도 8의 (b)와 (c)는 베이스부(112a)의 양면에 돌출부(112b)와 함몰부(112c)가 서로 다른 크기를 가지며 형성된 것이 도시되어 있다.
도 9에서는 도 8의 (a) 형태의 촉각 전달부(112)를 예로 들어 촉각 정보 제공 과정을 설명한다. 도 9의 (a)를 참조하면, 촉각 전달부(112)는 촉각 전달부(112)를 둘러싸는 촉각 전달부 하우징(113) 내부에서, 촉각 전달부 하우징(113)의 크기에 딱 맞도록 배치될 수 있다. 다만, 촉각 전달부(112)가 효율적으로 촉각 정보를 전달할 수 있는 목적의 범위 내라면, 반드시 촉각 전달부 하우징(113)과 크기가 딱 맞게 배치될 필요는 없다.
일 예로, 외부 자기장의 영향을 받지 않는 경우에, 촉각 전달부(112)의 베이스부(112a), 돌출부(112b) 및 함몰부(112c)는 촉각 전달부 하우징(113) 테두리에 의해 고정지지된 상태[또는, 제1 형상]를 유지할 수 있다. 이어서, 도 9의 (b)를 참조하면, 외부 자기장의 영향을 받는 경우에는, 돌출부(112b)는 촉각 전달부 하우징(113)의 상부에 의해 고정지지되나, 베이스부(112a)의 일부는 형상이 변화(112a -> 112a')[또는, 제2 형상]될 수 있다. 형상이 변화된 베이스부(112a')의 일부는 공간적으로 여유가 있는 함몰부(112c)의 공간으로 거동할 수 있다. 다시 말해, 베이스부(112a')는 상하로 거동하기 위한 공간으로 함몰부(112c)를 이용할 수 있다. 이어서, 자기장의 인가가 해제되어 외부 자기장의 영향을 받지 않는 경우에는 베이스부가 제2 형상(112a')에서 제1 형상(112a)로 회귀하면서 자체의 탄성력[또는, 회복력]에 의해 진동할 수 있다. 즉, 자기장 인가에 따른 제1 형상 내지 제2 형상의 반복에 의해 진동 또는 두드리는 듯한 촉각 정보가 전달될 수 있다.
위와 같이, 촉각 전달부(112)는 베이스부(112a)가 상, 하로 동적 거동을 위한 공간이 함몰부(112c)에 의해 제공되기 때문에, 촉각 전달부(112)가 상하로 동적 거동할 수 있도록 추가 공간을 제공하는 별도의 구성을 확보할 필요가 없어진다. 이에 따라, 전체 제품 생산 단가를 낮출 뿐만 아니라, 제품의 두께 감소, 소형화, 슬림화에도 기여할 수 있는 이점이 있다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 동작 유닛의 구성 및 동작을 도시한 도면, 도 12 및 도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 동작 유닛의 구성 및 동작을 도시한 도면, 도 14 및 도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 동작 유닛의 구성 및 동작을 도시한 도면이다.
도 10 및 도 11을 참고하면, 제1 실시예에 따른 동작 유닛(110)은 복수의 촉각 전달부(111)와 지지체(114)가 적어도 하나의 셀을 형성하고, 셀은 복수개가 일정한 간격으로 절연체(118) 상부에 배치되며, 절연체(118) 하부에는 셀에 대응되는 형태 및 위치에 복수개의 자기장 생성부(115)의 코일 유닛이 단층(115a) 또는 복층(115a, 115b)으로 형성될 수 있다.
여기서, 지지체(114)는, 촉각 전달부(111)와 자기장 생성부(115) 사이에 더 구비되어 촉각 전달부(111)의 동작 공간이 확보될 수 있는 구성으로 이해될 수 있다. 또한, 지지체(114)는 자기유변 탄성체이며, 곡면 형상 또는 물결 형상 중 적어도 하나의 형상을 가질 수 있다.
제1 실시예에 따른 촉각 전달부(111)는 판(Plate) 구조 형태이며, 지지체(114)는 곡면 형태로 촉각 전달부(111)의 양측면에 일체로 구비된다. 지지체(114)는 절연체(118)와 촉각 전달부(111) 사이에 구비되며, 촉각 전달부(111) 또는 지지체(114)가 동작할 수 있는 공간을 확보한다.
예를 들면, 자기장 생성부(115)에서 발생된 자기장에 의해 상기 공간에서 촉각 전달부(111) 및 지지체(114)가 상하로 움직이며, 형상 변화를 하는 왕복 운동을 수행한다. 이러한 형상 변화로 하나의 셀 또는 셀 전체가 움직일 수 있으며, 그에 따라 사용자에게 두드림과 같은 촉감을 제공할 수 있다.
여기서, 촉각 전달부(111)는 판 형상 이외에 판 스프링 형태로 복수의 판이 겹쳐있는 형태가 적용될 수 있다. 따라서, 적어도 1개의 셀이 자기장에 반응함으로써, 사용자에게 진동, 때림, 두드림 등과 같은 다양한 촉감을 전달할 수 있다.
도 12 및 도 13을 참고하면, 제2 실시예에 따른 동작 유닛(110)는 복수의 촉각 전달부(111)와 지지체(114)가 적어도 하나의 셀을 형성하고, 셀은 복수개가 일정한 간격으로 절연체(118) 상부에 배치되며, 절연체(118) 하부에는 셀에 대응되는 형태 및 위치에 복수개의 자기장 생성부(115)의 코일 유닛이 단층 또는 복층으로 형성될 수 있다.
여기서, 제2 실시예에 따른 촉각 전달부(111)는 판(Plate) 구조 형태이며, 지지체(114)는 물결 형태로 촉각 전달부(111)의 양측면에 일체로 구비된다. 지지체(114)는 절연체(118)와 촉각 전달부(111) 사이에 구비되며, 촉각 전달부(111)가 동작할 수 있는 공간을 확보한다.
예를 들면, 자기장 생성부(115)에 의해 자기장이 발생하면, 자기유변 탄성체로 형성된 지지체(114)가 형상 변화하며, 촉각 전달부(111)의 일단이 자기장 생성부(115)의 중앙 방향으로 기울어 지며, 자기장 생성부(115)에서 자기장이 발생하지 않으면, 탄성력에 의해 원형의 형태로 복귀할 수 있다. 즉, 하나의 셀 또는 전체 셀에 자기장을 인가함으로써, 사용자에게 진동, 때림, 두드림, 또는 기울어짐 등과 같은 다양한 촉감을 전달할 수 있다.
도 14 및 도 15를 참고하면, 제3 실시예에 따른 동작 유닛(110)은 복수의 촉각 전달부(111)가 적어도 하나의 셀을 형성하고, 셀은 복수개가 일정한 간격으로 절연체(118) 상부에 배치되며, 절연체(118) 하부에는 셀에 대응되는 형태 및 위치에 복수개의 자기장 생성부(115)의 코일 유닛이 단층 또는 복층으로 형성될 수 있다. 여기서, 제3 실시예에 따른 촉각 전달부(111)는 터널 구조 형태이며, 내부에 타원형의 공간을 형성한다.
예를 들면, 자기장 생성부(115)에 의해 자기장이 발생하면, 자기유변 탄성체로 형성된 촉각 전달부(111)가 형상 변화하며, 촉각 전달부(111)의 일단이 자기장 생성부(115)의 중앙 방향으로 이동하며, 자기장 생성부(115)에서 자기장이 발생하지 않으면, 탄성력에 의해 원형의 형태로 복귀할 수 있다. 즉, 하나의 셀 또는 전체 셀에 자기장을 인가함으로써, 사용자에게 꼬집거나 조이는 듯한 다양한 촉감을 전달할 수 있다.
한편, 도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 촉각 정보 제공 기기(100")의 구동 과정을 도시한 도면이다.
먼저, 통신부가 구비된 코어 결합부(170)가 스마트 코어(스마트 기기)(300)를 감지하고, 통신부와 스마트 코어(300)가 서로 연결된다. 여기서, 통신부는 블루투스 장치가 사용될 수 있다. 또한, 통신부가 스마트 코어(300)를 감지하지 못하면, 스마트 코어(300)와 연결되지 않고, 스마트 코어(300)를 감지할 때까지 상기 과정을 반복한다.
다음으로, 촉각 정보 제공 기기(100")와 스마트 코어(300)가 연결되면, 스마트 코어(300)에서 전송하는 촉각신호를 코어 결합부(170)에 전송한다. 예를 들면, 스마트 코어(300)에서 구동되는 어플리케이션 또는 앱에 의해 작동 정보가 촉각신호로 변환되고, 변환된 촉각신호를 코어 결합부(170)로 전송될 수 있다.
코어 결합부(170)로 전송된 후 촉각신호에 따라 동작부(110)의 동작 유닛(110k-110o)을 구동한다. 보다 구체적으로, 촉각 신호에 따라 동작 유닛(110k-110o)는 펄스 구동, 좌우 구동, 교차 구동 등 다양한 방식으로 구동될 수 있다.
따라서, 동작부(110)의 구동에 따라 촉각 정보 제공 기기(100")를 착용한 사용자에게 진동, 스침, 조임, 때림, 누름, 두드림, 또는 기울어짐 등 다양한 촉감 정보를 제공할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 촉각 정보 제공 기기(100)를 적용한 여러 실시예에 대해서 설명한다. 다만, 본 발명의 촉각 정보 제공 기기(100)는 이하의 실시예에 국한되는 것은 아니고, 알림 정보를 촉각으로 전달하는 목적의 범위 내에서 제한없이 적용될 수 있음을 밝혀둔다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 정보 제공 기기(100)를 차량용 네비게이션에 적용한 예를 나타내는 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 촉각 정보 제공 기기(100)는 차량용 네비게이션과 연동될 수 있다.
도 17의 (a)를 참조하면, 도로 상에서 차량 주행시 촉각 정보 제공 기기(100)는 목적지까지의 방향 및 거리에 따른 촉각 정보를 제공할 수 있다. 차량용 네비게이션[또는, 외부의 단말기(200)]의 알림 정보 송신부는 차량 위치에 따른 알림 정보(길/장소 안내 정보)를 촉각 정보 제공 기기(100)의 수신부(120, 160)로 전달한다.
제어부(130)는 알림 정보를 촉각 신호로 변환하여 동작부(110), 즉, 각각의 동작 유닛(110a-110d)의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(130)는 각각의 동작 유닛(110a-110d)을 독립적으로 제어할 뿐만 아니라, 각각의 동작 유닛(110a-110d)의 동작 강도, 동작 펄스 등도 제어할 수 있다.
동작 유닛(110a-110d)은 밴드(140) 내주면에 걸쳐서 배치될 수 있으므로, 각각의 동작 유닛(110a-110d)은 방향 정보와 매칭되어 동작될 수 있다. 가령, 상부의 동작 유닛(110a)은 전진 방향, 하부의 동작 유닛(110b)은 후진 방향, 좌측의 동작 유닛(110c)은 좌측 방향, 우측의 동작 유닛(110d)은 우측 방향을 알리는 것으로 매칭될 수 있다.
예를 들어, 차량(C1)이 100m 직진 후에 우회전을 할 상황인 경우, 차량용 네비게이션은 "100m 직진 후 우회전"이라는 알림 정보를 촉각 정보 제공 기기(100)로 전달할 수 있다. 제어부(130)는 상기 알림 정보를 이하와 같은 촉각 신호로 변환하여 우측에 위치한 동작 유닛(110d)을 동작시킬 수 있다.
(1) 우회전까지 100m 남은 상황에서 동작 유닛(110d)은 미약한 동작 강도(진동 강도), 적은 동작 펄스(진동 주기)의 촉각 정보를 전달한다. (2) 차량(C2)이 더 직진하여 우회전 하는 위치에 가까워 질수록 동작 유닛(110d)은 점점 강한 동작 강도(진동 강도), 빨라지는 동작 펄스(진동 주기)의 촉각 정보를 전달한다. (3) 차량(C3)이 우회전을 마치면 동작 유닛(110d)의 동작을 중단한다.
그리고, 도 17의 (a)를 참조하여 더 살펴보면, 교차로에서 차량(C4)이 계속 직진해야 할 상황인 경우, 차량용 네비게이션은 "직진"이라는 알림 정보를 촉각 정보 제공 기기(100)로 전달할 수 있다. 제어부(130)는 상기 알림 정보를 아래와 같은 촉각 신호로 변환하여 상부에 위치한 동작 유닛(110a)을 동작시킬 수 있다.
(1) 교차로에서 100m 남은 상황에서 동작 유닛(110a)은 미약한 동작 강도(진동 강도), 적은 동작 펄스(진동 주기)의 촉각 정보를 전달한다. (2) 차량(C4)이 더 직진하여 교차로에 가까워 질수록 동작 유닛(110a)은 점점 강한 동작 강도(진동 강도), 빨라지는 동작 펄스(진동 주기)의 촉각 정보를 전달한다. (3) 차량(C4)이 교차로를 통과하면 동작 유닛(110a)의 동작을 중단한다.
그리고, 도 17의 (a)를 참조하여 더 살펴보면, 교차로에서 차량(C5)이 U턴을 해야할 상황인 경우, 차량용 네비게이션은 "U턴"이라는 알림 정보를 촉각 정보 제공 기기(100)로 전달할 수 있다. 제어부(130)는 상기 알림 정보를 아래와 같은 촉각 신호로 변환하여 동작 유닛(110a-100d)에 전달한다.
(1) U턴 구간을 100m 남은 상황에서 좌측 동작 유닛(110c)과 우측 동작 유닛(110d)은 미약한 동작 강도(진동 강도), 적은 동작 펄스(진동 주기)의 촉각 신호를 교대로 전달한다. (2) 차량(C5)이 더 직진하여 U턴 구간에 가까워 질수록 좌측 동작 유닛(110c)과 우측 동작 유닛(110d)은 점점 강한 동작 강도(진동 강도), 빨라지는 동작 펄스(진동 주기)의 촉각 신호를 교대로 전달한다. (3) 차량(C5)이 U턴을 마치면 동작 유닛(110c, 110d)의 동작을 중단한다.
한편, 동작 유닛을 110d -> 110a -> 110c 순(반시계 방향)으로 동작하도록 하여 U턴 안내를 보다 직관적으로 할 수도 있다.
위와 같은 과정을 통해, 운전자는 차량용 네비게이션의 화면에 시선을 돌리거나 차량용 네비게이션의 음성 안내를 듣지 않고도, 촉각 정보 제공 기기(100)에서 전달되는 촉각 정보만으로 길/장소 안내를 받을 수 있다. 또한, 운전자는 옆 사람과의 대화 등으로 집중력이 분산되는 경우에도 명확한 방향 정보를 촉각을 통해 직접적으로 제공받을 수 있다. 특히, 각 방향에 매칭된 동작 유닛(110a-110d)에서 진동 등을 전달받으므로, 우회전, 직진, 유턴 등의 알림을 보다 직관적으로 전달받을 수 있는 효과가 있다. 그리고, 본 발명의 촉각 정보 제공 기기(100, 100', 100")는 차량용 네비겡이션 또는 스마트폰 등의 길 찾기 기능과 연동되거나, 장치 내부에 자체적으로 장착된 길 찾기 기능과 연동되어, 사용자의 차량 또는 도보를 통한 이동에 있어서 유용한 길/장소 찾기 정보를 촉감을 통해서 전달할 수 있는 효과가 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 정보 제공 기기(100)를 차량용 센서에 적용한 예를 나타내는 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 촉각 정보 제공 기기(100)는 차량용 센서와 연동될 수 있다.
차량(C6)이 차선 변경을 하고자 할 때, 사이드 미러의 사각 지대에 위치한 차량(C7)은 운전자가 살피기 용이하지 않으며, 차선 변경 과정에서 사고의 위험이 증가할 수 있다. 운전자가 좌측 차선으로 변경을 위해, 좌측 방향지시등을 켜면, 차량용 센서는 좌측 후방에 차량(C7)이 있음을 인지하고, 제어부(130)로 차량(C7)의 위치 정보(알림 정보)를 전달할 수 있다. 차량(C7)의 위치 정보를 전달받은 제어부(130)는 차량(C6)의 운전자 기준으로 차량(C7)의 위치(좌측 후방, 또는 7시 방향)에 대응하는 동작 유닛(110h)이 동작할 수 있도록 촉각 신호를 생성할 수 있다. 차량(C6)의 운전자는 동작 유닛(110h)으로부터 전달받은 촉각 정보(진동)로 사각 지대에 차량(C7)이 위치함을 인지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 주행시뿐만 아니라, 주차시에도 동작 유닛(110g-110j)의 동작 강도, 동작 펄스에 따라서 차량 주변 상황을 인지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 차선 이탈 감지 센서 등을 채용한 차량에서, 졸음 운전 등으로 차선이 이탈되는 상황이 감지되는 경우, 동작 유닛(110g-110j)을 강하게 작동하여 운전자의 주의를 환기시킬 수도 있으며, 이는 시각 또는 청각에만 의존하는 경우보다 더 큰 효과를 나타낼 수 있고, 국부적인(Localized) 촉감을 제공하므로 핸들 조작 등에 영향을 끼치지 않는 장점이 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 정보 제공 기기(100)를 장소 안내에 적용한 예를 나타내는 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 촉각 정보 제공 기기(100)는 실내/실외 LBS(Location Based Service)와 연동될 수 있다.
복잡한 주차장에서 주차된 차량(C)까지 길/장소 안내 기능이 필요할 수 있다. 촉각 정보 제공 기기(110)은 사용자(P)로부터 차량(C)까지의 직선 경로(R1)와 이동 경로(R2)에 대한 촉각 정보(길 안내 정보)를 제공할 수 있다. 이때, 촉각 정보 제공 기기(100, 100', 100")는 자체 또는 별도의 스마트 폰 등에 장착된 실내·외 네비게이션 시스템과 연동되어 경로에 대한 방향 정보를 제공할 수 있다.
예를 들어, 다층으로 구성된 주차장인 경우, 주차된 차량의 위치가 현재 사용자가 위치한 층과 동일한 층인지에 대한 촉각정보를 우선적으로 제공할 수 있다.
이후, 직선 경로(R1)에서, 차량(C)까지의 방향은 해당 방향에 매칭되는 동작 유닛(110a-110j)을 동작시켜 제공할 수 있으며, 차량(C)까지의 거리는 해당 동작 유닛(110a-110j)의 동작 강도, 동작 펄스를 통해 제공할 수 있다.
그리고, 이동 경로(R2)에서, 차량(C)까지의 안내는 도 17에서 살펴본 바와 같이, 직진, 후진, 좌회전, 우회전 등의 알림을 동작 유닛(110a-110j)을 동작시켜 제공할 수 있다.
도 19는 주차장으로 상정하여 도시하였지만, 대형 몰(mall)이나 백화점 등에서 목적지까지 길/장소 안내도 상술한 직선 경로(R1), 이동 경로(R2)의 안내와 동일하게 행해질 수 있음은 물론이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 시각 장애인이 길을 다닐 때, LBS 또는 길 안내 앱과 연동하여, 직진, 좌회전, 우회전, 횡단보도 진입 등의 정보를 제공 받을 수 있다. 이때, 위험 신호, 경고 신호 등은 동작 유닛(110a-110j)의 강한 진동 또는 높은 펄스 등을 통해 촉각 정보로 제공받을 수 있다.
도 20 및 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 정보 제공 기기(100)를 다른 단말기와 연동한 예를 나타내는 도면이다.
도 20을 참조하면, 스마트폰 등의 단말기와 촉각 정보 제공 기기(100)이 연동되어, 송신인 정보를 촉각 정보로 제공할 수 있다. 여기서 송신인 정보라 함은, 단말기에 전화, 메시지 등을 송신한 사람에 대한 일련의 정보를 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
도 20의 (a)를 참조하면, 각각의 동작 유닛(110a-110d)은 기설정된 각각의 송신인에 매칭되어 동작할 수 있다. 예를 들어, 동작 유닛(110a)은 엄마, 동작 유닛(110b)은 친구, 동작 유닛(110c)은 직장 상사, 동작 유닛(110d)은 애인과 매칭될 수 있다. 친구로부터 메시지 또는 전화가 오는 상황일 때, 제어부(130)는 기설정된 정보로부터 동작 유닛(110b)을 동작(진동)시킬 수 있다. 또한, 동작 유닛(110a-110d)의 동작 강도, 동작 펄스 등으로부터 전화를 수신한 것인지, 메시지를 수신한 것인지 등의 여부를 판단할 수도 있다.
도 20의 (b)를 참조하면, 동작 유닛(110a-110d)은 기설정된 특정의 송신인에 대해서만 동작할 수 있다. 예를 들어, 스마트폰을 무음으로 설정하고, 애인으로부터 수신한 연락만 알림받도록 설정한 경우, 엄마, 직장 상사, 친구 등으로부터 연락이 오는 경우에는 동작 유닛(110a-110c)이 동작하지 않고, 애인에게 연락이 오는 경우에만 동작 유닛(110d)이 동작하도록 할 수 있다. 따라서, 단말기와 촉각 정보 제공 기기(100)를 커플용 기기로 구현할 수 있는 이점이 있다.
한편, 스팸 차단 기능을 확장하여, 스마트폰의 전화부에 저장된 번호에서 연락이 오는 경우에만 동작 유닛(110a-110d)이 동작되도록 하고, 이 외에 대해서는 동작 유닛(110a-110d)이 동작되지 않도록 할 수 있다. 또한, 중요하게 수신이 필요한 번호, 그룹에 대해서만 동작 유닛(110-110d)이 동작되도록 할 수 있다. 위와 같이, 수많은 통신 사항 중에서 중요한 것들만을 가려낼 수 있는 이점이 있다. 이를 통해, 회사에서는 원활한 회의 진행이 가능하고, 업무 집중도를 향상시킬 수 있으며, 가정에서는 익명으로부터 휴식을 방해 받지 않는 효과를 기대할 수 있다.
도 21을 참조하면, 스마트폰 등의 단말기와 촉각 정보 제공 기기(100)이 연동되어, 앱 정보를 촉각 정보로 제공할 수 있다. 여기서 앱 정보라 함은, 어플리케이션의 푸쉬(push) 알림, 호출, 알람 등과 같은 일련의 정보를 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
각각의 동작 유닛(110a-110d)은 기설정된 각각의 어플리케이션에 매칭되어 동작할 수 있다. 예를 들어, 동작 유닛(110a)은 알람 앱, 동작 유닛(110b)은 SNS(social network service) 앱, 동작 유닛(110c)은 메신저 앱, 동작 유닛(110d)는 E-mail 앱과 매칭될 수 있다. SNS 앱으로부터 알림(친구 추가, 게시물 업로드 등)이 오는 상황일 때, 제어부(130)는 기설정된 정보로부터 동작 유닛(110c)을 동작(진동)시킬 수 있다.
위와 같이, 사용자는 동작되는 동작 유닛(110a-110d)의 위치로부터 송신인, 앱 등에 대한 촉각 정보를 획득할 수 있다. 특히, 운동을 하거나, 이동하는 중이거나, 붐비는 대중 교통 안에 있을 때와 같은 상황에서 사용자는 단말기의 디스플레이를 확인하는 것이 용이하지 않은데, 이 중에도 촉각 정보 제공 기기(100)로부터 촉각 형태로 용이하게 정보를 획득할 수 있는 효과가 있다.
상기 예 외에도, 본 발명의 촉각 정보 제공 기기(100)는, IT 분야에서 모바일 기기 및 터치 스크린 기기, 콘솔 게임기, 온라인 게임 등에서 실시간 촉각 전달에 적용될 수 있고, 자동차 산업에서 차선이탈 경고 시스템, 전면 추돌 방지 시스템, 과속방지 시스템 등 운전 보조 정보 피드백 시스템에 적용될 수 있으며, 의료 분야에서도 맥진기, 사람 이의 압력 분포 측정, 수술용 로봇 등에 적용될 수 있고, 장애인 보조 도구 분야에서 촉각 점자 책 등에 적용되어 촉각 정보를 효과적으로 전달할 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.

Claims (25)

  1. 외부의 알림 정보를 수신하는 수신부;
    상기 알림 정보를 촉각 신호로 변환하는 제어부; 및
    상기 촉각 신호에 따라 사용자에게 촉각 정보를 전달하는 동작부
    를 포함하고,
    상기 동작부는, 복수의 동작 유닛을 포함하며,
    각각의 상기 동작 유닛은 각각 다른 알림 정보에 대응하여 동작함에 따라 사용자에게 각각 다른 촉각 정보를 전달하는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
  2. 제1항에 있어서,
    외부의 단말기가 결합될 수 있는 단말기 결합부를 더 포함하고,
    상기 단말기가 상기 단말기 결합부에 결합될 때, 상기 수신부는 상기 단말기의 알림 정보 송신부로부터 알림 정보를 수신받는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
  3. 정보를 제공하는 스마트 코어가 탈착 또는 부착 가능한 코어 결합부;
    상기 코어 결합부와 연결되며, 사용자에게 촉각 정보를 제공하는 동작부; 및
    상기 동작부 일측에 구비되며, 사용자의 신체 일부에 체결 가능하도록 구비된 체결부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기
  4. 제3항에 있어서,
    상기 코어 결합부는 상기 스마트 코어의 알림 정보를 촉각 신호로 변환하여 상기 동작부에 상기 촉각 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 동작부는,
    사용자의 신체에 밀착되는 밴드부; 및
    상기 밴드부에 구비되는 복수의 동작 유닛
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 동작 유닛은,
    자기장에 반응하여 형상 또는 위치가 변화되는 촉각 전달부; 및
    상기 촉각 전달부의 형상 또는 위치를 변화시키기 위해 자기장을 발생시키는 자기장 생성부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 촉각 전달부는 자성 입자 및 매트릭스 소재로 구성된 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 촉각 전달부는 자기유변유체(Magneto-Rheological Fluid, MRF) 또는 자기유변탄성체(Magneto-Rheological Elastomer, MRE)를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 자기장 생성부에서 교류 자기장이 발생되면 상기 촉각 전달부가 진동하고, 직류 자기장이 발생되면 상기 촉각 전달부의 강성이 변화하는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 자기장 생성부는 평면 코일 또는 솔레노이드 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 촉각 전달부는 영구 자석이고, 자기장 인가에 따른 진동으로 촉각 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
  12. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 복수의 동작 유닛은, 편심 모터, 선형 공진 액추에이터, 압전 액츄에이터, 전기활성 폴리머 액추에이터, 정전기력 액츄에이터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
  13. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 복수의 동작 유닛은 진동, 스침, 조임, 때림, 누름, 두드림, 또는 기울어짐 중 적어도 하나의 촉감 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
  14. 제6항에 있어서,
    상기 촉각 전달부는, 자기장에 영향을 받지 않을 때에는 제1 형상을 가지고, 자기장에 영향을 받을 때에는 제2 형상을 가지며, 상기 촉각 전달부가 상기 제2 형상과 상기 제1 형상 간의 왕복 운동으로 촉각 정보를 전달하는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
  15. 제6항에 있어서,
    상기 촉각 전달부는, 자기장에 영향을 받지 않을 때에는 제1 위치를 유지하고, 자기장에 영향을 받을 때에는 제2 위치를 유지하며, 상기 촉각 전달부가 상기 제2 위치와 상기 제1 위치 간의 왕복 운동으로 촉각 정보를 전달하는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 자기장 생성부에 의해 형성되는 자기장의 세기, 방향 또는 주파수(Frequency) 중 적어도 하나를 제어함에 따라, 상기 제1 형상에서 상기 제2 형상로의 변형의 세기, 방향 또는 주파수 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 자기장 생성부에 의해 형성되는 자기장의 세기, 방향 또는 주파수(Frequency) 중 적어도 하나를 제어함에 따라, 상기 제1 위치에서 상기 제2 위치로의 변화의 세기, 방향 또는 주파수 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
  18. 제6항에 있어서,
    상기 촉각 전달부는 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni) 중 적어도 하나의 원소를 포함하는 성분으로 구성된 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
  19. 제6항에 있어서,
    상기 촉각 전달부는, 베이스부 및 베이스부의 상면, 하면 중 적어도 한 면에 교대로 형성되는 돌출부와 함몰부를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
  20. 제19항에 있어서,
    자기장의 영향을 받을 때에 상기 베이스부의 일부 형상이 변화되고, 자기장의 영향을 받지 않을 때에 상기 베이스부의 변화된 일부 형상이 원상복귀 되는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 알림 정보는 상기 촉각 정보 제공 기기의 위치에 따른 길 안내 정보를 포함하고,
    상기 길 안내 정보에 따라 각각의 상기 동작 유닛의 동작 강도, 동작 펄스 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
  22. 제1항에 있어서,
    차량용 네비게이션으로부터 상기 알림 정보를 수신하여, 상기 알림 정보에 따라 각각의 상기 동작 유닛의 동작 강도, 동작 펄스 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서,
    각각의 상기 동작 유닛은 상기 알림 정보에 포함된 각각의 방향 정보에 매칭되어 동작하는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
  24. 제1항에 있어서,
    상기 알림 정보는 상기 촉각 정보 제공 기기에 정보를 송신하는 송신인 정보를 포함하고,
    상기 송신인 정보에 따라 각각의 상기 동작 유닛의 동작 강도, 동작 펄스 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
  25. 제2항에 있어서,
    상기 알림 정보는 상기 단말기에 포함된 어플리케이션(application)에 따른 앱 정보를 포함하며,
    상기 앱 정보에 따라 각각의 상기 동작 유닛의 동작 강도, 동작 펄스 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 촉각 정보 제공 기기.
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