KR100560860B1

KR100560860B1 - Braille display cell using dielectric elastomer and tactile display device using the same

Info

Publication number: KR100560860B1
Application number: KR1020040021066A
Authority: KR
Inventors: 최혁렬; 전재욱; 이성일; 최후곤; 정광목; 이상원; 최병준
Original assignee: 최혁렬; 이성일; 전재욱; 최후곤; 정광목; 이상원; 최병준
Priority date: 2004-03-29
Filing date: 2004-03-29
Publication date: 2006-03-14
Also published as: KR20050096219A

Abstract

본 발명은 고분자 유전체를 이용한 점자 출력 셀 및 이를 이용한 촉감 디스플레이 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탄소 전극과 박층 유전체 필름을 수회 적층하여 형성한 유전체 필름을 홀 사이에 삽입 고정, 즉 외곽을 고정시킨 다음에 유전체 필름의 탄소 전극에 고전압을 가하여 유전체 필름의 중심부가 원형 돌출되도록 함으로써 선장력 볼이 없어도 유전체 필름만으로 자극 핀을 상하로 이동시킬 수 있고, 또한 선장력 볼을 사용하지 않고, 유전체 필름 자체를 이용하기 때문에 홀의 크기 조절이 가능함으로써 점자 출력 셀의 크기를 소형화시킬 수 있다.The present invention relates to a braille output cell using a polymer dielectric and a tactile display device using the same. More particularly, a dielectric film formed by stacking a carbon electrode and a thin dielectric film several times is inserted and fixed, that is, fixed to an outer space between holes. Next, by applying a high voltage to the carbon electrode of the dielectric film so that the center portion of the dielectric film protrudes circularly, the magnetic pole pin can be moved up and down with only the dielectric film without the tension ball, and the dielectric film itself is not used. Since the size of the hole can be adjusted, the size of the braille output cell can be reduced.

고분자 유전체, 점자 출력 셀, 촉감 디스플레이 장치, 소형화, 도트 매트릭스 방식Polymer dielectric, braille output cell, tactile display device, miniaturization, dot matrix method

Description

고분자 유전체를 이용한 점자 출력 셀 및 이를 이용한 촉감 디스플레이 장치{BRAILLE DISPLAY CELL USING DIELECTRIC ELASTOMER AND TACTILE DISPLAY DEVICE USING THE SAME}Braille output cell using a polymer dielectric and tactile display device using the same {{BRAILLE DISPLAY CELL USING DIELECTRIC ELASTOMER AND TACTILE DISPLAY DEVICE USING THE SAME}

도 1은 종래의 고분자 유전체를 이용한 점자 출력 셀의 구성을 나타낸 분해 사시도1 is an exploded perspective view showing the configuration of a braille output cell using a conventional polymer dielectric

도 2는 일반적인 고분자 유전체의 구동 원리를 나타낸 설명도2 is an explanatory diagram showing a driving principle of a general polymer dielectric

도 3a 및 도 3c는 종래의 점자 출력 셀의 구동 원리를 나타낸 설명도3A and 3C are explanatory views showing a driving principle of a conventional braille output cell;

도 4는 본 발명에 따른 고분자 유전체를 이용한 점자 출력 셀의 구성을 나타낸 분해 사시도Figure 4 is an exploded perspective view showing the configuration of a braille output cell using a polymer dielectric according to the present invention

도 5a 및 도 5b는 도 4중 상(하)부 전극판의 부분 단면을 나타낸 단면도5A and 5B are cross-sectional views showing partial cross-sections of the upper and lower electrode plates in FIG. 4.

도 6은 본 발명에 따른 고분자 유전체를 이용한 점자 출력 셀를 이용한 촉감 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도6 is a block diagram schematically showing the configuration of a tactile display device using a braille output cell using a polymer dielectric according to the present invention.

도 7a는 본 발명이 적용된 도트 매트릭스 방식을 설명하기 위한 설명도7A is an explanatory diagram for explaining a dot matrix method to which the present invention is applied.

도 7b는 도트 매트릭스 방식에 따른 타이밍을 나타낸 타이밍도7B is a timing diagram showing timing according to the dot matrix method.

도 8은 인가 전압에 따른 변위를 나타낸 그래프8 is a graph showing the displacement according to the applied voltage

도 9는 점을 정확히 인식하고 있는가에 대한 실험 결과를 나타낸 그래프9 is a graph showing the experimental results of whether the point is correctly recognized

도 10은 점으로 표시된 숫자를 정확히 인식하고 있는가에 대한 실험 결과를 나타낸 그래프10 is a graph showing the results of experiments as to whether the numbers indicated by dots are correctly recognized

도 11은 도 4 및 도 5a와 도 5b의 액츄에이터를 사용하여 제작된 본 발명의 실제 모습과 사람의 손가락을 올렸을 때의 모습을 촬영한 사진11 is a photograph of the actual state of the present invention produced by using the actuator of FIGS. 4 and 5A and 5B and the state when the finger of a person is raised

<도면중 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100 : 점자 출력 셀 110 : 제 1하부 프레임100: braille output cell 110: first lower frame

120 : 제 1실리콘 층 130 : 하부 전극판120: first silicon layer 130: lower electrode plate

133 : 하부 유전체 필름 140 : 제 1방향성 볼 베어링133 lower dielectric film 140 first directional ball bearing

150 : 제 1상부 프레임 160 : 제 2하부 프레임150: first upper frame 160: second lower frame

170 : 제 2실리콘 층 180 : 상부 전극판170: second silicon layer 180: upper electrode plate

183 : 상부 유전체 필름 190 : 제 2방향성 볼 베어링183: upper dielectric film 190: second directional ball bearing

200 : 제 2상부 프레임 210 : 자극 핀200: second upper frame 210: magnetic pole pin

본 발명은 고분자 유전체를 이용한 점자 출력 셀 및 이를 이용한 촉감 디스플레이 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 점자 출력 셀의 형태를 큰 변위와 출력을 얻을 수 있도록 하는 고분자 유전체를 이용한 점자 출력 셀 및 이를 이용한 촉감 디스플레이 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a braille output cell using a polymer dielectric and a tactile display device using the same, and more particularly, to a braille output cell using a polymer dielectric to obtain a large displacement and output of the shape of the braille output cell and a tactile touch using the same. It relates to a display device.

햅틱(Haptic)이란 단어는 그리스어로 "만지다"를 뜻하며, 햅틱 감각이란 사람의 피부 및 근육 등에서 느끼는 모든 감각을 의미한다.The word haptic means "touch" in Greek, and haptic sense means all the senses that people feel on the skin and muscles.

햅틱 디스플레이(Haptic Display)는 원격조작(Tele-Manipulation)이나 가상현실(Virtual Reality), 기능 전수(Skill Transfer), 훈련(Training), 의료 공학(Medical Engineering) 등 다양한 분야에서 응용이 될 수 있는 기술이며, 햅틱 디스플레이의 궁극적인 목표는 사용자로 하여금 실제 환경과 접촉을 하고 있는 것과 가능하면 유사하게 느끼도록 사용자의 역각 및 촉각을 자극(Stimulate)하는 것이다.Haptic Display is a technology that can be applied in various fields such as tele-manipulation, virtual reality, skill transfer, training, and medical engineering. The ultimate goal of the haptic display is to stimulate the user's back and touch to make the user feel as similar as possible to being in contact with the real environment.

이러한 햅틱 디스플레이는 크게 나누어 역감 디스플레이(Kinesthetic Display)와 촉감 디스플레이(Tactile Display)로 나눈다. 현재까지는 많은 연구가 역감 디스플레이에 관하여 수행되어 왔으나, 최근에 들어서 촉감 디스플레이의 중요성에 관하여 많은 연구자들이 인식하기 시작하고 있으며, 원격지의 국부적인 표면 탄성, 질감, 형상 등을 전달할 수 있는 기술로 원격촉지각(Teletaction)이라는 용어까지 등장하고 있다.The haptic display is roughly divided into a kinetic display and a tactile display. To date, many studies have been carried out on the display of dysfunction, but recently, many researchers have started to recognize the importance of tactile display, and it is a technology that can transmit local surface elasticity, texture, and shape of remote places. The term Teletaction is also emerging.

촉각이란 통각, 압각, 냉각, 온각과 같은 피부 감각의 하나로 촉각을 감지하는 수용기는 메르켈 소체로서 촉각 지각은 신체 부위에 따라 민감도가 다르다. 이러한 민감도의 차이는, 두 점 역치(Two-Point Threshold)로 검사할 수 있다. 손가락 끝의 두 점을 컴퍼스로 동시에 건드릴 때, 만약 두 점이 아주 가깝다면 두 점으로 감각되지 않고, 한 점으로 감각된다. 두 점 사이의 거리를 점점 크게 할 때 최초로 두 점이 판별되는 데, 도달한 거리를 두 점 역치라 한다. 혀끝의 경우 0.5~1㎜로 가장 예민한 곳이며, 손끝의 경우 한계값은 1~3㎜, 손바닥의 경우 10㎜ 정도의 간격을 갖는다.Tactile is one of the skin sensations such as pain, pressure, cooling, and warmth. The receptor that senses the sense of touch is the Merkel body, and the sense of touch is sensitive to different parts of the body. This difference in sensitivity can be examined with the Two-Point Threshold. When you touch two points at the same time with the compass at the same time, if two points are very close, they are not perceived as two points but as one point. When the distance between two points is gradually increased, two points are first identified. The distance reached is called a two point threshold. For the tip of the tongue, 0.5-1mm is the most sensitive place. For fingertips, the limit is 1 ~ 3mm and for the palm 10mm.

한편 촉감 디스플레이 장치는 시각 장애자용 점자 출력기로 응용될 수 있으며, 단순한 텍스트 기반의 정보 전달뿐만이 아니라 그림이나 동영상, 웹서핑까지 가능하도록 할 수 있는 정보 전달 장치로 사용될 수 있다.On the other hand, the tactile display device can be applied as a braille output device for the visually impaired, and can be used as an information transmission device that enables not only text-based information transmission but also pictures, videos, and web surfing.

일반적인 촉감 디스플레이 장치는 사용자의 피부와 접촉하는 부분의 변위 혹은 힘을 능동적으로 제어함으로서, 촉각을 자극하며, 이로부터 촉감을 전달한다. 이러한 촉감 디스플레이 장치의 핵심 기술은, 좁은 면적에 다수의 촉각 자극 요소(Tactile Stimulating Element)를 배치하는 데에 있으며, 인간의 피부 감각을 모사할 수 있을 만큼 다수의 구동기(Actuator)를 좁은 면적에 집적할 수 있는 기술이 중요하다.A general tactile display device stimulates tactile sensation by actively controlling displacement or force of a part in contact with a user's skin, thereby transmitting a tactile sensation. The core technology of such a tactile display device is to place a plurality of tactile stimulating elements in a small area, and integrate a plurality of actuators in a small area to simulate the human skin sense. The skills you can do are important.

이상적인 촉감 디스플레이를 위한 구동기의 밀도는 1개/㎟이며 2㎜정도의 돌출부, 각 촉각 자극 요소당 1N이하, 구동속도 50Hz이상, 10W/㎠정도의 에너지밀도를 가져야 하는 것으로 알려져 있다. 이는 인간 손의 접촉면에 대하여 실험적으로 구한 결과이나 인간의 손은 자극 속도와 자극의 깊이, 힘의 세기 등 관련된 요소들의 조합에 따라 반응에 관한 민감도의 차이가 존재하며, 또한 손바닥의 부위에 따라서도 많은 차이가 있으므로 실제로 촉감 디스플레이의 설계를 할 때에는 다양한 형태의 장치를 개발할 수 있다.It is known that the density of the actuator for the ideal tactile display should be 1 / mm 2 and have a protrusion of about 2mm, 1N or less for each tactile magnetic pole element, a driving speed of 50Hz or more and about 10W / cm 2. This is the result of experimental evaluation of the contact surface of the human hand, but there is a difference in the sensitivity of the human hand depending on the combination of related factors such as the speed of the stimulus, the depth of the stimulus, and the strength of the stimulus. As there are many differences, when designing a tactile display, various types of devices can be developed.

이러한 촉감 디스플레이 장치로는 공압과 솔레노이드를 이용한 기구, 형상 기억 합금을 이용한 것, 보이스 코일(Voice Coil) 구동기를 이용한 것, 정전기 원리를 이용한 것, 고분자 유전체를 이용한 것 및 전기를 이용한 피부 자극기 등이 개발된 바 있다.Such tactile display devices include pneumatic and solenoid instruments, shape memory alloys, voice coil drivers, electrostatic principles, polymer dielectrics, and skin stimulators using electricity. It was developed.

이하 종래의 촉감 디스플레이 장치중 구동기의 일종인 고분자 유전체를 이용한 점자 출력 셀의 구성 및 동작 원리를 도 1 내지 도 3c를 참조하여 간략하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation principle of a braille output cell using a polymer dielectric, which is a kind of driver, will be briefly described with reference to FIGS. 1 to 3C.

도 1은 종래의 고분자 유전체 점자 출력 셀의 구성을 나타낸 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view showing the configuration of a conventional polymer dielectric braille output cell.

도 1을 참조하면, 고분자 유전체 점자 출력 셀(10)은, 하부 프레임(11)과, 하부 유전체 필름(12)과, 상부 유전체 필름(13)과, 상부 프레임(14)과, 볼 베어링(15) 및 자극 핀(16)으로 구성된다.Referring to FIG. 1, the polymer dielectric braille output cell 10 includes a lower frame 11, a lower dielectric film 12, an upper dielectric film 13, an upper frame 14, and a ball bearing 15. ) And the pole pin 16.

하부 프레임(11)은 5.6×8㎜의 직사각형의 플라스틱 재질로 형성되고, 장방형으로 형성되며, 3×2 배열의 홀(11-1)이 형성된다. 홀은 1.6㎜의 지름을 가지며, 홀과 홀의 간격은 중심부를 중심으로 2.4㎜이다.The lower frame 11 is formed of a rectangular plastic material of 5.6 × 8 mm, is formed in a rectangle, and the holes 11-1 of the 3 × 2 array are formed. The hole has a diameter of 1.6 mm and the gap between the hole and the hole is 2.4 mm around the center part.

하부 유전체 필름(12)은 하부 프레임(11)과 동일 크기로 형성되고, 상면에 패턴 형태의 공통 -전극(12-1)이 형성되고, 저면에 하부 프레임(11)의 홀(11-1)과 대응 위치에 +전극(12-3)이 형성된다.The lower dielectric film 12 is formed in the same size as the lower frame 11, the common electrode 12-1 in the form of a pattern is formed on the upper surface, the hole 11-1 of the lower frame 11 on the bottom The + electrode 12-3 is formed at the corresponding position.

상부 유전체 필름(13)은 하부 유전체 필름(12)과 반대, 즉 저면에 패턴 형태의 공통 -전극(13-1)이 형성되고, 상면에 하부 프레임(11)의 홀(11-1)과 대응 위치에 +전극(13-3)이 형성된다.The upper dielectric film 13 is opposite to the lower dielectric film 12, that is, the common electrode 13-1 in the form of a pattern is formed on the bottom, and corresponds to the hole 11-1 of the lower frame 11 on the upper surface. The positive electrode 13-3 is formed at the position.

상부 프레임(14)은 하부 프레임(11-)과 대응되는 형태로 3×2 배열의 홀(14-1)이 형성된다.The upper frame 14 is formed with holes 14-1 in a 3 × 2 array in a form corresponding to the lower frame 11-.

볼 베어링(15)은 플라스틱 재질로 형성되고, 하부 유전체 필름(12)과 상부 유전체 필름(13) 사이에 몰딩, 접합 방식 등에 의해 삽입된다.The ball bearing 15 is formed of a plastic material and is inserted between the lower dielectric film 12 and the upper dielectric film 13 by molding, bonding, or the like.

자극 핀(16)은 플라스틱 또는 합성 수지재로 형성되고, 상부 프레임(14)의 각 홀(14-1)에서 돌출 형성되도록 일단이 이의 홀(14-1)을 관통하여 상부 유전체 필름(13)의 +전극(13-3)에 본딩 방식에 의해 부착된다.The pole pin 16 is formed of a plastic or synthetic resin material, and one end thereof penetrates through the hole 14-1 so as to protrude from each hole 14-1 of the upper frame 14, and the upper dielectric film 13 It is attached to the + electrode 13-3 of by a bonding method.

또한 하부 프레임(11)과, 하부 유전체 필름(12)과, 상부 유전체 필름(13)과, 상부 프레임(14)과, 볼 베어링(15)은 순차적으로 압착되어 하나의 기판 형태로 형성된다.In addition, the lower frame 11, the lower dielectric film 12, the upper dielectric film 13, the upper frame 14, and the ball bearing 15 are sequentially compressed to form a single substrate.

이러한 종래의 고분자 유전체 점자 출력 셀은 실리콘이나 우레탄과 같이 유전율이 높은 유연한 고분자 유전체의 양면에 부드러운 전극을 입히고, 전극에 전압을 가하면 양쪽 표면에 쌓이는 양과 음의 전하에 의하여 상호간에 인력이 발생하고, 이로 인하여 고분자 유전체가 두께 방향으로는 압축을 하고, 면적 방향으로는 팽창을 하는 원리이다.Such conventional polymer dielectric braille output cells apply a soft electrode to both sides of a flexible polymer dielectric having a high dielectric constant such as silicon or urethane, and when a voltage is applied to the electrodes, attractive force is generated by positive and negative charges accumulated on both surfaces. For this reason, the polymer dielectric compresses in the thickness direction and expands in the area direction.

도 2에 도시된 바와 같이 고분자 유전체는 정전기력(Electrostatic Force)을 이용한 구동기와 유사하며, 일종의 전기장에 의해서 유도된 변형 현상으로 볼 수 있다(Maxwell Stress). 그래서 간단한 정전기력에 의한 변형 모델을 바탕으로 유효변형압력을 유도하게 되면 아래의 수학식 1을 얻을 수 있다.As shown in FIG. 2, the polymer dielectric is similar to an actuator using an electrostatic force, and may be regarded as a deformation phenomenon induced by a kind of electric field (Maxwell Stress). Thus, when the effective strain pressure is derived based on the deformation model by a simple electrostatic force, Equation 1 below can be obtained.

ε_r과 ε_o는 각각 상대 유전율과, 대기중에서 유전체의 절대 유전율을 나타내며, σ는 두께방향의 스트레스, V와 t는 각각 가해준 전압과, 두께를 나타낸다. 따라서, 수학식 1에 의하면 고분자 유전체의 스트레스에 가해진 전압의 제곱에 비례한다는 것을 알 수 있다.ε _r and ε _o represent the relative permittivity and the absolute permittivity of the dielectric in the atmosphere, σ represents the stress in the thickness direction, V and t represent the applied voltage and thickness, respectively. Therefore, it can be seen from Equation 1 that it is proportional to the square of the voltage applied to the stress of the polymer dielectric.

고분자 유전체는 비압축성이기 때문에 전압을 가했을 경우, 두께 방향으로 수축이 발생하면서 면적 방향으로 팽창이 된다. 압축력에 의한 최종 두께 t는 다음과 같이 나타낼 수 있다.Since the polymer dielectric material is incompressible, when a voltage is applied, the polymer dielectric expands in the area direction while shrinkage occurs in the thickness direction. The final thickness t by the compressive force can be expressed as follows.

여기에서 δ_z는 수직 방향 변형률이며, to는 초기 두께이다. 수학식 1과 수학식 2를 이용하여 δ_z에 의한 z방향의 변형률로 정리하면 다음과 같다.Where δ _z is the vertical strain and to is the initial thickness. Using Equations 1 and 2 as the strain in the z direction by δ _z as follows.

여기에서 Y는 재료의 인장 강도, δ_z는 수직 방향 변형률이다. 수학식 3에서 우변은 전압에 따른 상수항이므로, 수학식 3은 δ_Z에 대한 3차 방정식으로 나타내면 다음과 같다.Where Y is the tensile strength of the material and δ _z is the vertical strain. Since the right side in Equation 3 is a constant term depending on the voltage, Equation 3 is expressed as a cubic equation for δ _Z as follows.

고분자 유전체의 수평 방향의 변형률 δ_r은 다음과 같이 계산할 수 있다.The strain δ _r in the horizontal direction of the polymer dielectric material can be calculated as follows.

δ_r은 수학식 5와 같이 구할 수 있으나 급수 전개를 통하여 근사치를 구해보면 다음과 같다.δ _r can be obtained as shown in Equation 5, but an approximation through series expansion is as follows.

이와 같은 과정을 통하여 고분자 유전체의 수직, 수평 방향에 대한 변형량을 모두 구할 수 있다.Through this process, both strains in the vertical and horizontal directions of the polymer dielectric can be obtained.

이러한 고분자 유전체를 이용한 점자 출력 셀의 동작을 도 3a 내지 3c를 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.The operation of the braille output cell using the polymer dielectric will be described in more detail with reference to FIGS. 3A to 3C.

고분자 유전체 점자 출력 셀은 두 장의 고분자 유전체 필름을 겹쳐 놓은 구조의 구동기이며, 각각의 필름은 양면에 유연한 탄소 전극 A, B가 도포 되어 있다.The polymer dielectric braille output cell is a driver of two polymer dielectric films stacked on top of each other, and each film is coated with flexible carbon electrodes A and B on both sides.

도 3a는 고분자 유전체 필름 위에 유연한 전극(탄소 전극) A, B를 도포한 초기 상태이고, 전극 A와 전극 B는 한 장의 실리콘 양면에 도포되어 있다. 다시 말해 바깥쪽은 전극 A이며, 안쪽은 전극 B이다. 도 3b에 나타낸 것과 같이 전극 A에 양(+)의 전압을 가하고, 전극 B에 음(-)의 전압을 가하게 되면, 전극 A가 있는 고분자 유전체는 팽창하게 되고, 전극 A가 입혀져 있는 쪽으로 이동된다. 이 때 선장력(Pretension)에 의한 효과가 나타나게 된다. 두 장의 실리콘 필름 사이에 선장력 볼(Pretensioning Ball), 즉 볼 베어링을 넣었기 때문에 두 장의 필름은 모두 늘어난 상태이다.3A is an initial state in which flexible electrodes (carbon electrodes) A and B are coated on a polymer dielectric film, and electrodes A and B are coated on both sides of one sheet of silicon. In other words, the outside is the electrode A, and the inside is the electrode B. As shown in FIG. 3B, when a positive voltage is applied to electrode A and a negative voltage is applied to electrode B, the polymer dielectric with electrode A expands and moves to the side where electrode A is coated. . At this time, the effect by the tension appears. Both films are stretched because a tensioning ball, or ball bearing, is placed between the two silicon films.

그래서 언제라도 이러한 균형이 깨지면 원래대로 돌아갈려는 상태에 있다. 도 3b와 같이 전극 A가 칠해져 있는 필름이 팽창하게 되면 다른 필름도 같이 변형되게 되며, 이 때 원래대로 돌아갈려는 힘에 의하여 더 큰 변위를 얻을 수 있게 된다. 즉 전압에 의한 팽창력과 실리콘 필름 자체 내의 복원력으로 인하여 더 큰 힘과 변위를 얻게 되는 것이다.So if this balance is broken at any time, it is in a state of return. As shown in FIG. 3B, when the film coated with the electrode A is expanded, the other film is also deformed, and at this time, a larger displacement can be obtained by the force to return to the original state. In other words, due to the expansion force due to the voltage and the restoring force in the silicon film itself is to obtain a larger force and displacement.

또한 상대적인 움직임을 얻기 위해서는 도 3c에 나타낸 것과 같이 전극 A의 부분에 음(-)의 전압(혹은 전극 B에 걸리는 것과 동일한 전압)을 인가하게 되면 처음 상태로 돌아가게 된다.In addition, in order to obtain relative movement, when a negative voltage (or the same voltage applied to the electrode B) is applied to the portion of the electrode A as shown in FIG. 3C, the initial state is returned.

따라서 이러한 높낮이의 변화를 통하여 정보를 전달 할 수 있는 원리이다.Therefore, it is a principle that can convey information through the change of height.

그러나 이러한 고분자 유전체를 이용한 점자 출력 셀은 선장력을 이용한 볼 베어링의 이동량이 적기 때문에 확실한 촉감을 제공할 수 없어 많은 피로감을 주고, 또한 볼 베어링의 선장력을 이용하기 때문에 어느 정도 볼 베어링의 한계 크기 로 인하여 부피를 줄일 수 있는 한계가 있는 문제점이 있다.However, these braille output cells using polymer dielectrics are not able to provide a firm touch because the ball bearings use less tensile force, and thus give a lot of fatigue. Due to the problem that there is a limit to reduce the volume.

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 탄소 전극과 박층 유전체 필름을 수회 적층하여 형성한 유전체 필름을 홀 사이에 삽입 고정, 즉 외곽을 고정시킨 다음에 유전체 필름의 탄소 전극에 고전압을 가하여 유전체 필름의 중심부가 원형 돌출되도록 함으로써 선장력 볼이 없어도 유전체 필름만으로 자극 핀을 상하로 이동시킬 수 있도록 하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, inserting and fixing the dielectric film formed by stacking the carbon electrode and the thin dielectric film several times between the holes, that is, the outer edge of the dielectric film carbon electrode The high voltage is applied to the center portion of the dielectric film to protrude circularly so that the magnetic pole pin can be moved up and down only with the dielectric film without the tension ball.

또한, 본 발명의 다른 특징은, 선장력을 제공하는 볼 베어링을 사용하지 않고, 유전체 필름 자체를 이용하기 때문에 홀의 크기 조절이 가능함으로써 점자 출력 셀의 크기를 소형화시킬 수 있도록 하는데 있다.In addition, another feature of the present invention is that the size of the braille output cell can be miniaturized by adjusting the size of the hole because the dielectric film itself is used without using a ball bearing providing tension.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,Features of the present invention for achieving the above object,

장방형으로 형성되고, n개 홀이 삼각형으로 형성되는 제 1하부 프레임과,A first lower frame having a rectangular shape and n holes formed in a triangle;

상기 제 1하부 프레임과 동일 크기로 형성되는 제 1실리콘 층과,A first silicon layer formed of the same size as the first lower frame,

상기 제 1하부 프레임과 대응 위치에 홀이 형성되고, 홀 내부에 유전체 필름이 고정 설치되는 하부 전극판과,A lower electrode plate having a hole formed at a position corresponding to the first lower frame and having a dielectric film fixed therein;

상기 제 1실리콘 층과 상기 하부 전극판 사이에 상기 제 1하부 프레임의 홀의 개수와 동일 개수가 삽입되고, 상기 제 1실리콘 층에 의해 고정되는 제 1방향성 볼 베어링과,A first directional ball bearing inserted between the first silicon layer and the lower electrode plate and having the same number as the number of holes of the first lower frame and fixed by the first silicon layer;

상기 제 1하부 프레임과 동일 형태로 형성되는 제 1상부 프레임과,A first upper frame formed in the same shape as the first lower frame,

n개 홀이 삼각형으로 형성되고, n개의 홀이 역삼각형으로 형성되데, 역삼각형으로 형성된 홀의 크기가 더 크게 형성되는 제 2하부 프레임과,a second lower frame in which n holes are formed in a triangle and n holes are formed in an inverted triangle, and the size of the holes formed in the inverted triangle is larger;

상기 제 1상부 프레임의 홀과 대응 위치에 핀 관통용 홀이 형성되는 제 2실리콘 층과,A second silicon layer having a pin through hole formed at a position corresponding to the hole of the first upper frame;

상기 제 2하부 프레임과 대응 위치에 홀이 형성되고, 홀 내부에 유전체 필름이 고정 설치되는 상부 전극판과,An upper electrode plate having a hole formed at a position corresponding to the second lower frame and having a dielectric film fixed therein;

상기 제 2유전체 필름과 상기 상부 전극판 사이에 상기 제 2하부 프레임의 n개의 역삼각형으로 형성된 홀의 개수와 동일 개수가 삽입되고, 상기 제 2실리콘 층에 의해 고정되는 제 2방향성 볼 베어링과,A second directional ball bearing inserted between the second dielectric film and the upper electrode plate equal to the number of holes formed as n inverted triangles of the second lower frame and fixed by the second silicon layer;

n×m 형태의 배열로 홀이 형성되는 제 2상부 프레임과,a second upper frame in which holes are formed in an n × m array;

상기 제 2상부 프레임의 각 홀에서 돌출 형성되도록 일단이 상기 제 2상부 프레임의 홀을 관통하여 상기 상부 전극판의 유전체 필름 상단과, 상기 제 2상부 프레임의 홀과 상기 제 2실리콘 층과 제 2하부 프레임 및 제 1상부 프레임의 홀을 각각 관통하여 상기 하부 전극판의 유전체 필름 상단에 부착되며, 상기 제 1방향성 볼 베어링 및 제 2방향성 볼 베어링에 의해 상방향으로만 이동되는 복수의 자극 핀을 포함하는 것을 특징으로 한다.One end penetrates through the hole of the second upper frame so as to protrude from each hole of the second upper frame, the top of the dielectric film of the upper electrode plate, the hole of the second upper frame, the second silicon layer, and the second A plurality of magnetic pole pins penetrating through the holes of the lower frame and the first upper frame, respectively, and attached to an upper end of the dielectric film of the lower electrode plate, and moved only upward by the first and second directional ball bearings. It is characterized by including.

여기에서 상기 상, 하부 전극판의 홀에 고정된 유전체 필름은,Here, the dielectric film fixed to the holes of the upper and lower electrode plates,

박층의 유전체 필름 위에 탄소 전극을 순차적으로 n회 적층하여 형성시키는 것을 특징으로 한다.A carbon electrode is sequentially laminated n times on a thin dielectric film.

여기에서 또한 상기 유전체 필름은,Here also the dielectric film,

상기 상, 하부 전극판의 홀 내주면에 고정 가능하도록 링 형태로 형성된 고정용 프레임에 의해 고정 설치되며, 상기 고분자 유전체에 초기 변형을 줌으로써 성능의 향상 뿐만 아니라 상기 제 1방향성 볼 베어링 및 제 2방향성 볼 베어링과 동일하게 구동시 변형된 방향으로 변위를 유도하기 위하여 탄성체의 직경을 고정용 프레임 및 홀의 내경보다 크게 구성한 것을 특징으로 한다.It is fixedly installed by a fixing frame formed in a ring shape so as to be fixed to the inner circumferential surface of the upper and lower electrode plates, and the first directional ball bearing and the second directional ball as well as the performance improvement by giving an initial deformation to the polymer dielectric. In order to induce displacement in the deformed direction when driving in the same manner as the bearing, the diameter of the elastic body is characterized in that the configuration larger than the inner diameter of the frame and the hole.

여기에서 또 상기 탄소 전극은,Here again the carbon electrode,

복수의 +전극과 -전극을 가지며, 각각의 동일 전극은 상호 인접하도록 적층되고, 서로 엇갈리는 패턴 형태로 형성되며, 상기 고분자 유전체의 필름의 상면 및 하면에 전극 보호 코팅을 한다.A plurality of + electrodes and-electrodes, each of the same electrode is stacked adjacent to each other, formed in a staggered pattern form, and the electrode protective coating on the upper and lower surfaces of the film of the polymer dielectric.

여기에서 또 상기 제 1상, 하부 프레임과, 상기 제 2상, 하부 프레임과, 상기 상, 하부 전극판은,Here, the first phase, the lower frame, the second phase, the lower frame, the upper and lower electrode plates,

각각 비아홀이 구비되며, 상기 비아홀에 의해 전기적으로 결선되는 것을 특징으로 한다.Each via hole is provided and is electrically connected by the via hole.

본 발명의 또 다른 특징은,Another feature of the invention,

상기 점자 출력 셀을 구비하는 촉감 디스플레이 장치에 있어서,In the tactile display device having the braille output cell,

사용 전원을 시스템에 필요한 전압으로 가변시켜 각각의 회로에 공급하는 전압 공급회로와,A voltage supply circuit for varying the power supply to the voltage required for the system and supplying it to each circuit;

외부의 컴퓨터로부터 데이터를 전송받는 USB 드라이버와,USB driver to receive data from an external computer,

상기 USB 드라이버로부터 전송되는 데이터를 이용하여 복수의 상기 점자 출력 셀을 도트 매트릭스 방식으로 제어하도록 제어 신호를 n채널로 출력하는 마이크 로 컴퓨터와,A microcomputer for outputting a control signal in n-channel so as to control the plurality of braille output cells in a dot matrix manner using data transmitted from the USB driver;

상기 마이크로 컴퓨터의 각 채널로부터 출력되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변경하는 D/A 컨버터와,A D / A converter for converting a digital signal output from each channel of the microcomputer into an analog signal;

각각의 상기 D/A 컨버터의 신호를 증폭시켜 출력하는 OP 앰프와,An OP amplifier for amplifying and outputting the signals of the respective D / A converters;

각각의 상기 OP 앰프로부터 출력되는 증폭 신호를 광 신호로 변경하여 전달하는 포토 커플러와,A photo coupler for converting an amplified signal output from each of the op amps into an optical signal and transmitting the optical signal;

각각의 상기 포토 커플러로부터 출력되는 신호에 의해 동작되어 상기 전압 공급회로로부터 출력되는 고전압을 상기 복수의 점자 출력 셀로 공급하는 고속 스위칭용 고전압 릴레이를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a high voltage relay for high speed switching operated by a signal output from each of the photo couplers to supply a high voltage output from the voltage supply circuit to the plurality of braille output cells.

이하, 본 발명에 따른 고분자 유전체를 이용한 점자 출력 셀의 구성을 도 4 및 도 5a 및 도 5b를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a configuration of a braille output cell using a polymer dielectric according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5A and 5B.

도 4는 본 발명에 따른 고분자 유전체를 이용한 점자 출력 셀의 구성을 나타낸 분해 사시도이고, 도 5a 및 도 5b는 도 4중 상(하)부 전극판의 부분 단면을 나타낸 단면도이다.Figure 4 is an exploded perspective view showing the configuration of a braille output cell using a polymer dielectric according to the present invention, Figures 5a and 5b is a cross-sectional view showing a partial cross-section of the upper (lower) electrode plate in FIG.

도 4 및 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명에 따른 고분자 유전체를 이용한 점자 출력 셀(100)은, 제 1하부 프레임(110)과, 제 1실리콘 층(120)과, 하부 전극판(130)과, 제 1방향성 볼 베어링(140)과, 제 1상부 프레임(150)과, 제 2하부 프레임(160)과, 제 2실리콘 층(170)과, 상부 전극판(180)과, 제 2방향성 볼 베어링(190)과, 제 2상부 프레임(200) 및 자극 핀(210)으로 구성된다.4 and 5A and 5B, the braille output cell 100 using the polymer dielectric according to the present invention includes a first lower frame 110, a first silicon layer 120, and a lower electrode plate ( 130, the first directional ball bearing 140, the first upper frame 150, the second lower frame 160, the second silicon layer 170, the upper electrode plate 180, It consists of a bidirectional ball bearing 190, a second upper frame 200 and a pole pin 210.

제 1하부 프레임(110)은 5.6×8㎜의 직사각형의 플라스틱 재질로 형성되고, 3개 홀(111)이 삼각형으로 형성된다. 홀은 2.5㎜의 지름을 가진다.The first lower frame 110 is formed of a rectangular plastic material of 5.6 × 8 mm, and three holes 111 are formed in a triangle. The hole has a diameter of 2.5 mm.

제 1실리콘 층(120)은 하기에서 설명할 제 1방향성 볼 베어링(140)을 고정시키도록 제 1하부 프레임(110)과 동일 크기로 형성된다.The first silicon layer 120 is formed to have the same size as the first lower frame 110 to fix the first directional ball bearing 140 to be described below.

하부 전극판(130)은 플라스틱 재질로 형성되고, 제 1하부 프레임(110)과 대응 위치에 홀(131)이 형성되고, 각 홀(131)에 하부 유전체 필름(133)이 고정된다. 여기에서 하부 유전체 필름(133)은 도 5a에 도시된 바와 같이 박층의 유전체 필름 위에 탄소 전극(도시생략)을 순차적으로 n회 적층하여 형성시키며, 하부 전극판(130)의 홀(131) 내주면에 고정 가능하도록 링 형태로 형성된 고정용 프레임(135)에 의해 고정 설치된다. 여기에서 또한 각각의 하부 유전체 필름(133)은 패턴으로 통해 전기적으로 연결된다. 여기에서 또 탄소 전극은 복수의 +전극과 -전극을 가지며, 각각의 동일 전극은 상호 인접하도록 적층되고, 서로 엇갈리는 패턴 형태로 형성된다. 한편 도 4에 나타난 하부 유전체 필름(133)은 홀(131)의 내주면에 결합된 상태가 아닌 돌출된 형태로 형성되었는데 이는 탄성체(133)의 직경(d)을 고정용 프레임(135) 및 홀(131)의 내경(df)보다 크게 구성하여 하부 유전체 필름(133)의 면적을 넓히고, 효과를 향상시키기 위한 변형된 실시 형태로, "凸"의 역상 형태로 형성되어 돌출부가 홀(131)의 내주면에 결합된 형태이다.The lower electrode plate 130 is formed of a plastic material, and a hole 131 is formed at a position corresponding to the first lower frame 110, and the lower dielectric film 133 is fixed to each hole 131. Here, the lower dielectric film 133 is formed by sequentially stacking carbon electrodes (not shown) n times on the thin dielectric film as shown in FIG. 5A, and in the inner circumferential surface of the hole 131 of the lower electrode plate 130. It is fixedly installed by the fixing frame 135 formed in a ring shape to be fixed. Here also each lower dielectric film 133 is electrically connected in a pattern. Herein, the carbon electrode has a plurality of + electrodes and-electrodes, and the same electrodes are stacked to be adjacent to each other and are formed in a staggered pattern form. Meanwhile, the lower dielectric film 133 shown in FIG. 4 is formed in a protruding shape, rather than being bonded to the inner circumferential surface of the hole 131, which fixes the diameter d of the elastic body 133 to the fixing frame 135 and the hole ( In a modified embodiment for increasing the area of the lower dielectric film 133 by increasing the area of the inner diameter df of the 131 and improving the effect, the protrusion is formed in a reverse phase of “凸” so that the protrusion is formed on the inner circumferential surface of the hole 131. It is bound to.

제 1방향성 볼 베어링(140)은 플라스틱 재질로 형성되고, 제 1실리콘 층(120)과 하부 전극판(130) 사이에 3개가 삽입된다. 여기에서 제 1방향성 볼 베어링(140)은 하기에서 설명할 자극 핀(210)이 하방향으로 이동하는 것을 막고, 현재 위치를 중심으로 상방향으로만 이동할 수 있는 방향성을 제공하는 것으로, 종래의 선장력을 제공하는 볼 베어링(15)과는 다른 효과를 가진다. 또한 종래의 볼 베어링(15)보다 상대적으로 적은 크기로 형성할 수 있다.The first directional ball bearing 140 is formed of a plastic material, and three are inserted between the first silicon layer 120 and the lower electrode plate 130. Here, the first directional ball bearing 140 is to prevent the magnetic pole pin 210 to be described below to move in a downward direction, and provides a directional direction that can only move upward with respect to the current position, the conventional line It has a different effect than the ball bearing 15 which provides tension. In addition, it can be formed in a relatively smaller size than the conventional ball bearing 15.

제 1상부 프레임(150)은 제 1하부 프레임(110)과 동일 형태, 즉 3개 홀(151)이 삼각형으로 형성되고, 동일 재질로 형성된다.The first upper frame 150 has the same shape as the first lower frame 110, that is, three holes 151 are formed in a triangle, and are made of the same material.

제 2하부 프레임(160)은 3개 홀(161)이 삼각형으로 형성되고, 3개의 홀(163)이 역삼각형으로 형성되데, 역삼각형으로 형성된 3개의 홀(163)의 크기가 더 크게 형성된다. 여기에서 3개 역삼각형으로 형성된 홀(163)의 크기는 제 1하부 프레임(110)에 형성된 홀(111)과 동일한 크기(2.5㎜)이며, 또한 3개의 삼각형의 홀(161)은 종래의 점자 출력 셀의 하부 프레임(11)에 형성된 3×2 배열의 홀(11-1)(1.6㎜)보다 작은 지름(1.3㎜)으로 형성된다.In the second lower frame 160, three holes 161 are formed in a triangle, and three holes 163 are formed in an inverted triangle, and the size of the three holes 163 formed in the inverted triangle is larger. . Here, the size of the hole 163 formed of three inverted triangles is the same size (2.5 mm) as that of the hole 111 formed in the first lower frame 110, and the three triangular holes 161 are conventional braille. It is formed with a diameter (1.3 mm) smaller than the holes 11-1 (1.6 mm) of the 3x2 array formed in the lower frame 11 of the output cell.

제 2실리콘 층(170)은 하기에서 설명할 제 2방향성 볼 베어링(190)을 고정시키도록 제 2하부 프레임(160)과 동일 크기로 형성되고, 제 1상부 프레임(150)의 홀(151)과 대응 위치에 핀 관통용 홀(171)이 형성된다.The second silicon layer 170 is formed to have the same size as the second lower frame 160 to fix the second directional ball bearing 190 to be described below, and the hole 151 of the first upper frame 150. The pin through hole 171 is formed at the corresponding position.

상부 전극판(180)은 플라스틱 재질로 형성되고, 제 2하부 프레임(160)과 대응 위치에 홀(181)이 형성되고, 각 홀(181)에 상부 유전체 필름(183)이 고정된다. 여기에서 상부 유전체 필름(183)은 도 5a 및 5b에 도시된 바와 같이 박층의 유전체 필름 위에 탄소 전극(도시생략)을 순차적으로 n회 적층하여 형성시키며, 상부 전극판(180)의 홀(181) 내주면에 고정 가능하도록 링 형태로 형성된 고정용 프레임(185)에 의해 고정 설치된다. 여기에서 또한 각각의 상부 유전체 필름(183)은 패턴으로 통해 전기적으로 연결된다. 여기에서 또 탄소 전극은 복수의 +전극과 -전극을 가지며, 각각의 동일 전극은 상호 인접하도록 적층되고, 서로 엇갈리는 패턴 형태로 형성된다. 한편 도 4에 나타난 상부 유전체 필름(183)은 홀(181)의 내주면에 결합된 상태가 아닌 돌출된 형태로 형성되었는데 이는 탄성체(183)의 직경(d)을 고정용 프레임(185) 및 홀의 내경(df)(181)보다 크게 구성하여 상부 유전체 필름(183)의 면적을 넓히고, 효과를 향상시키기 위한 변형된 실시 형태로, "凸"의 역상 형태로 형성되어 돌출부가 홀(181)의 내주면에 결합된 형태이다.The upper electrode plate 180 is formed of a plastic material, a hole 181 is formed at a position corresponding to the second lower frame 160, and the upper dielectric film 183 is fixed to each hole 181. Here, the upper dielectric film 183 is formed by sequentially stacking carbon electrodes (not shown) n times on the thin dielectric film as illustrated in FIGS. 5A and 5B, and the holes 181 of the upper electrode plate 180. It is fixedly installed by the fixing frame 185 formed in a ring shape to be fixed to the inner circumferential surface. Here also each upper dielectric film 183 is electrically connected in a pattern. Herein, the carbon electrode has a plurality of + electrodes and-electrodes, and the same electrodes are stacked to be adjacent to each other and are formed in a staggered pattern form. Meanwhile, the upper dielectric film 183 shown in FIG. 4 is formed in a protruding shape rather than being coupled to the inner circumferential surface of the hole 181, which is used to fix the diameter d of the elastic body 183 to the fixing frame 185 and the inner diameter of the hole. (df) 181 to increase the area of the upper dielectric film 183 and to improve the effect, the modified embodiment to form a "凸" in the form of a reverse phase so that the protrusions on the inner peripheral surface of the hole 181 In combined form.

제 2방향성 볼 베어링(190)은 플라스틱 재질로 형성되고, 제 2실리콘 층(170)과 상부 전극판(180) 사이에 3개가 삽입된다. 여기에서 제 2방향성 볼 베어링(190)은 하기에서 설명할 자극 핀(210)이 하방향으로 이동하는 것을 막고, 현재 위치를 중심으로 상방향으로만 이동할 수 있는 방향성을 제공하는 것으로, 종래의 선장력을 제공하는 볼 베어링과는 다른 효과를 가진다. 또한 종래의 볼 베어링보다 상대적으로 적은 크기로 형성할 수 있다.The second directional ball bearing 190 is formed of a plastic material and three are inserted between the second silicon layer 170 and the upper electrode plate 180. Here, the second directional ball bearing 190 is to prevent the magnetic pole pin 210 to be described below to move in the downward direction, and to provide a direction that can move only upwards with respect to the current position, the conventional line It has a different effect than ball bearings that provide tension. In addition, it can be formed in a relatively smaller size than the conventional ball bearing.

제 2상부 프레임(200)은 3×2 형태의 배열로 홀(201)이 형성되데, 제 2하부 프레임(160)의 삼각형의 홀(161)보다 조금 넓은 지름(1.5㎜)으로 갖는다.The second upper frame 200 has holes 201 formed in a 3 × 2 arrangement, and has a diameter (1.5 mm) that is slightly wider than the triangular holes 161 of the second lower frame 160.

자극 핀(210)은 제 2상부 프레임(200)의 각 홀(201)에서 돌출 형성되도록 일단이 제 2상부 프레임(200)의 홀(201)을 관통하여 상부 전극판(180)의 상부 유전체 필름(183)에 3개가 부착되고, 나머지 3개는 제 2상부 프레임(200)의 홀(201)을 관통하여 상부 전극판(180)의 홀(131)과, 제 2실리콘 층(170)과, 제 2하부 프레임(160)의 홀(161) 및 제 1상부 프레임(150)의 홀(151)을 각각 관통하여 하부 전극판(130)의 하부 유전체 필름(133)에 부착된다. 여기에서 자극 핀(210)은 상부 전극판(180)에 3개가 부착되는 것보다 하부 전극판(130)에 부착되는 것이 더 길게 형성되고, 각각 부착된 상태에서 제 2상부 프레임(200)의 홀(201)에 돌출된 길이는 동일하다.The pole pin 210 has one end penetrating through the hole 201 of the second upper frame 200 so as to protrude from each hole 201 of the second upper frame 200 and the upper dielectric film of the upper electrode plate 180. Three are attached to the 183, and the remaining three penetrate the holes 201 of the second upper frame 200, the holes 131 of the upper electrode plate 180, the second silicon layer 170, The hole 161 of the second lower frame 160 and the hole 151 of the first upper frame 150 are respectively penetrated and attached to the lower dielectric film 133 of the lower electrode plate 130. Here, the magnetic pole pins 210 are formed to be attached to the lower electrode plate 130 longer than three attached to the upper electrode plate 180, and the holes of the second upper frame 200 in the attached state. The protruding length to 201 is the same.

그리고 제 1상, 하부 프레임(150, 110)과, 제 2상, 하부 프레임(200, 160)과, 상, 하부 전극판(130, 180)은, 각각 비아홀(도시 생략)이 구비되며, 비아홀에 의해 전기적으로 결선된다.In addition, via holes (not shown) are provided in the first and lower frames 150 and 110, the second and lower frames 200 and 160, and the upper and lower electrode plates 130 and 180, respectively. Electrically connected by

또 제 1하부 프레임(110)과, 제 1실리콘 층(120)과, 하부 전극판(130)과, 제 1방향성 볼 베어링(140)과, 제 1상부 프레임(150)과, 제 2하부 프레임(160)과, 제 2실리콘 층(170)과, 상부 전극판(180)과, 제 2방향성 볼 베어링(190)과, 제 2상부 프레임(200)은 순차적으로 압착되어 하나의 기판 형태로 형성된다.In addition, the first lower frame 110, the first silicon layer 120, the lower electrode plate 130, the first directional ball bearing 140, the first upper frame 150, and the second lower frame The 160, the second silicon layer 170, the upper electrode plate 180, the second directional ball bearing 190, and the second upper frame 200 are sequentially compressed to form a single substrate. do.

이하, 본 발명에 따른 고분자 유전체를 이용한 점자 출력 셀의 동작을 도 4 및 도 5a 및 5b를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, an operation of the braille output cell using the polymer dielectric according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5A and 5B.

먼저 본 발명에 따른 고분자 유전체를 이용한 점자 출력 셀은 선장력이 없는 상태에서도 큰 변위와 출력을 얻을 수 있는 구동 방식이다.First, the braille output cell using the polymer dielectric according to the present invention is a driving method that can obtain a large displacement and output even in the absence of pretension.

도 5를 참조하면, 하부 전극판(130)의 하부 유전체 필름(133)과, 상부 전극판(180)의 상부 유전체 필름(183)은 각각 홀(131, 181)에 외곽이 접착 고정되어 있다.Referring to FIG. 5, the lower dielectric film 133 of the lower electrode plate 130 and the upper dielectric film 183 of the upper electrode plate 180 are respectively adhesively fixed to the holes 131 and 181.

상, 하부 유전체 필름(183, 133)의 외곽을 고정시킬 경우 전기장의 인가에 의하여 필름이 확장을 하게 된다. 이때 고분자 유전체는 비압축성 재료이며, 외곽이 고정되어 있으므로 필름의 변형은 필름의 중심부의 원형 돌출로 나타나게 된다.When the outer edges of the upper and lower dielectric films 183 and 133 are fixed, the film is expanded by application of an electric field. In this case, the polymer dielectric is an incompressible material, and since the outer edge is fixed, the deformation of the film is represented by a circular protrusion in the center of the film.

이러한 것은 아래의 수학식 7에 의해 다음과 같이 유도할 수 있다.This can be derived as follows by Equation 7 below.

상기의 수학식 7로부터 변형율 δ_a에 대한 곡률 반경r과 δ의 변화를 구할 수 있다. 이때 sin(θ/2)를 급수 전개하면 아래의 수학식 8과 같다.From the above Equation 7, a change in the radius of curvature r and δ with respect to the strain δ _a can be obtained. At this time, when the series of sin (θ / 2) is expanded, it is expressed by Equation 8 below.

수학식 8에서 구한 sin값을 수학식 1에 대입하여 θ값을 구하면 다음과 같은 수학식 9를 얻을 수 있다.Substituting the sin value obtained in Equation 8 into Equation 1 to obtain the θ value, the following Equation 9 can be obtained.

이때 수학식 4와 수학식 5를 이용하여 δ_a를 구할 수 있으며, 이때의 값을 수학식 9에 대입하여 θ값을 구할 수 있다. 또한 수학식 7에서 곡률 반경 r은 다음과 같이 표현된다.In this case, δ _a can be obtained using Equations 4 and 5, and θ can be obtained by substituting the value in Equation 9 at this time. In addition, in Equation 7, the radius of curvature r is expressed as follows.

따라서 얻고자 하는 h는 다음과 같은 식을 통하여 계산된다.Therefore, the desired h is calculated by the following equation.

전체 영역의 변형률로 환산하면 다음과 같다.In terms of the strain of the entire region,

δ_a는 구동기 변형률, δ_i는 초기 조건에 의한 초기 변형률로 다음과 같이 나타낸다.δ _a is the driver strain and δ _i is the initial strain due to the initial conditions.

δ_r은 전압이 가해진 부분의 수평 변형률로 수학식 4, 5를 이용하여 얻어진다. 이렇게 구해진 해를 통하여 수직 방향 변위 h를 구할 수 있다.δ _r is obtained by using Equations 4 and 5 as the horizontal strain of the portion to which the voltage is applied. From this solution we can find the vertical displacement h.

한편, 제 1하부 프레임(110)과, 제 1실리콘 층(120)과, 하부 전극판(130)과, 제 1방향성 볼 베어링(140)과, 제 1상부 프레임(150)과, 제 2하부 프레임(160)과, 제 2실리콘 층(170)과, 상부 전극판(180)과, 제 2방향성 볼 베어링(190)과, 제 2상부 프레임(200)과, 자극 핀(210)이 적층 결합된 상태에서 상, 하부 유전체 필름(183, 133)에 전압을 가하면 이의 돌출과, 제 1, 2방향성 볼 베어링(140, 190)의 지지로 인해 자극 핀(210)이 현재 위치에서 상방향만으로 이동된다.Meanwhile, the first lower frame 110, the first silicon layer 120, the lower electrode plate 130, the first directional ball bearing 140, the first upper frame 150, and the second lower portion The frame 160, the second silicon layer 170, the upper electrode plate 180, the second directional ball bearing 190, the second upper frame 200, and the pole pin 210 are laminated and bonded. When the voltage is applied to the upper and lower dielectric films 183 and 133 in the closed state, the pole pin 210 moves upward only from the current position due to its protrusion and support of the first and second directional ball bearings 140 and 190. do.

따라서 고분자 유전체를 이용한 점자 출력 셀(100)은 탄소 전극과 유전체를 수회 적층시켜 형성된 유전체 필름만을 이용하여 선장력이 없는 상태에서도 자극 핀(210)을 큰 변위로 이동시킬 수 있다.Therefore, the braille output cell 100 using the polymer dielectric may move the magnetic pole pin 210 with a large displacement even in the absence of the tension by using only the dielectric film formed by stacking the carbon electrode and the dielectric several times.

또한, 제 1하부 프레임(110)과, 제 1상부 프레임(150) 및 제 2하부 프레임(160)에 각각 형성된 홀이 서로 엇갈리는 형태로 형성된 상태로 적층시키면 그 홀간의 간격이 종래보다 작게 형성됨으로써 셀(100)의 면적을 소형화시킬 수 있고, 또 제 1, 2방향성 볼 베어링(140, 190)의 크기가 종래보다 상대적으로 작아지기 때문에 홀의 크기가 작아지기 때문에 셀(100)의 면적을 더욱 더 소형화시킬 수 있다.In addition, when the holes formed in the first lower frame 110, the first upper frame 150 and the second lower frame 160 are formed in a staggered form, the spacing between the holes is smaller than before. Since the area of the cell 100 can be miniaturized and the sizes of the first and the bidirectional ball bearings 140 and 190 are relatively smaller than those of the related art, the area of the cell 100 is further reduced. It can be miniaturized.

이하 본 발명에 따른 고분자 유전체를 이용한 점자 출력 셀을 이용한 촉감 디스플레이 장치의 구성을 도 6을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration of the tactile display device using the braille output cell using the polymer dielectric according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 6.

도 6은 본 발명에 따른 고분자 유전체를 이용한 점자 출력 셀을 이용한 촉감 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.6 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a tactile display device using a braille output cell using a polymer dielectric according to the present invention.

도 6을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 고분자 유전체를 이용한 점자 출력 셀을 이용한 촉감 디스플레이 장치(400)는, 점자 출력 셀(410)과, 전압 공급회로(420)와, USB 드라이버(430)와, 마이크로 컴퓨터(440)와, D/A 컨버터(450)와, OP 앰프(460)와, 포토 커플러(470) 및 고속 스위칭용 고전압 릴레이(480)로 구성된다.Referring to FIG. 6, the tactile display device 400 using the braille output cell using the polymer dielectric according to the present invention includes a braille output cell 410, a voltage supply circuit 420, and a USB driver 430. And a microcomputer 440, a D / A converter 450, an OP amplifier 460, a photo coupler 470, and a high voltage switching high voltage relay 480.

점자 출력 셀(410)은 상기에서 설명한 바와 같이 공통 -전극과, +전극(도시 생략)이 형성된다.As described above, the braille output cell 410 has a common electrode and a positive electrode (not shown).

전압 공급회로(420)는 사용 전원을 시스템에 필요한 전압(수십 볼트~수만 볼트)으로 가변시켜 각각의 회로에 공급한다.The voltage supply circuit 420 changes the power supply to a voltage (tens of tens of volts to tens of thousands of volts) necessary for the system and supplies it to each circuit.

USB 드라이버(430)는 외부의 컴퓨터(도시 생략)로부터 데이터를 전송받는다.The USB driver 430 receives data from an external computer (not shown).

마이크로 컴퓨터(440)는 내부에 각종 프로그램과 데이터가 저장되고, 또한 USB 드라이버(430)로부터 전송되는 데이터를 이용하여 복수의 점자 출력 셀(410)을 도트 매트릭스 방식으로 제어하도록 제어 신호를 n채널로 출력한다.The microcomputer 440 stores various programs and data therein and controls the control signals to n-channel so as to control the plurality of braille output cells 410 in a dot matrix manner by using data transmitted from the USB driver 430. Output

D/A 컨버터(450)는 마이크로 컴퓨터(440)의 각 채널로부터 출력되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변경한다.The D / A converter 450 converts a digital signal output from each channel of the microcomputer 440 into an analog signal.

OP 앰프(460)는 각각의 D/A 컨버터(450)의 신호를 증폭시켜 출력한다.The OP amplifier 460 amplifies and outputs the signals of the respective D / A converters 450.

포토 커플러(470)는 각각의 OP 앰프(460)로부터 출력되는 증폭 신호를 광 신호로 변경, 즉 회로를 전기적으로 분리시키고, USB 통신 방식에서 발생되는 노이즈를 제거한다.The photo coupler 470 converts an amplified signal output from each OP amplifier 460 into an optical signal, that is, electrically separates a circuit, and removes noise generated in a USB communication method.

고속 스위칭용 고전압 릴레이(480)는 각각의 포토 커플러(470)로부터 출력되는 신호에 의해 동작되어 전압 공급회로(420)로부터 출력되는 고전압을 각각의 점자 출력 셀(410)의 +전극과, 공통 -전극으로 공급한다.The high-speed switching high voltage relay 480 is operated by a signal output from each photo coupler 470 so as to share the high voltage output from the voltage supply circuit 420 with the + electrode of each braille output cell 410, and-. Supply to the electrode.

이하, 본 발명에 따른 고분자 유전체를 이용한 점자 출력 셀을 이용한 촉감 디스플레이 장치의 동작을 도 7a 및 도 7b를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an operation of the tactile display device using the braille output cell using the polymer dielectric according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 7A and 7B.

도 7a는 본 발명이 적용된 도트 매트릭스 방식을 설명하기 위한 설명도이고, 도 7b는 도트 매트릭스 방식에 따른 타이밍을 나타낸 타이밍도이다.7A is an explanatory diagram for explaining a dot matrix method to which the present invention is applied, and FIG. 7B is a timing diagram showing timing according to the dot matrix method.

먼저 다수의 점자 출력 셀(410)을 독립적으로 제어하기 위해서는 마이크로 컴퓨터(440) 자체의 다수의 입출력 포트가 요구되며, 그에 따른 하드웨어의 부담은 증가한다. 이러한 문제를 보완, 효과적인 제어를 하기 위해 본 발명에서는 도트 매트릭스(Dot Matrix) 방식을 이용하였다. First, in order to independently control a plurality of braille output cells 410, a plurality of input / output ports of the microcomputer 440 itself are required, and the burden on hardware increases accordingly. To solve this problem and effectively control, the present invention uses a dot matrix method.

도 7a 및 도 7b를 참조하여 이를 설명하면, 데이터 0, 1, 2, 3은 순차적으로 "High"가 되는 데이터 라인이며, 데이터 4, 5, 6, 7은 실제 나타내려는 데이터, 즉 스캔 라인이라고 할 수 있다. 그림 7b에서 볼 수 있듯이 데이터 라인은 규칙적으로 변화하지만 스캔 라인은 임의로 사용자가 요구하는 출력값을 나타냄으로써 연결된 고속 스위칭용 고전압 릴레이를 구동시킨다.Referring to FIGS. 7A and 7B, the data 0, 1, 2, and 3 are data lines that sequentially become “High,” and the data 4, 5, 6, and 7 are data to be actually displayed, that is, a scan line. can do. As shown in Figure 7b, the data lines change regularly, but the scan lines drive the connected high-voltage relays for high-speed switching by arbitrarily presenting the output values required by the user.

데이터 라인의 0번이 "High"가 되는 순간 스캔 라인 6, 7이 "High"가 되어 실질적으로 스캔 라인 6, 7에 연결된 점자 출력 셀이 활성화된다. 다음으로 데이터 라인의 1번이 "High"가 되고, 스캔 라인의 7번이 "High"가 되면 7번 라인에 연결된 점자 출력 셀이 활성화되며, 다음으로 데이터 라인 3으로 넘어가게 된다. 이런 순서로 계속 반복되면서 데이터 라인과 스캔 라인을 통하여 다수의 점자 출력 셀(310)을 제어하게 된다. 이와 같은 매트릭스 방식을 적용함으로써 최소의 입력 데이터를 이용하여 다수의 점자 출력 셀(410)을 보다 효율적으로 제어할 수 있었다.As soon as 0 of the data line becomes "High", the scan lines 6 and 7 become "High" and the braille output cells substantially connected to the scan lines 6 and 7 are activated. Next, when the number 1 of the data line becomes "High" and the number 7 of the scan line becomes "High", the braille output cell connected to the line 7 is activated, and then goes to the data line 3. Repeatedly in this order to control a plurality of braille output cells 310 through the data line and the scan line. By applying such a matrix method, a plurality of braille output cells 410 can be controlled more efficiently using minimal input data.

한편 고분자 유전체는 회로상 커패시터 성분의 특징을 가지고 있다. 유전체 자체에 전원을 인가시 전원이 충전되어 단순히 전원을 제거한다 하여도 어느 시간동안은 그 잔류 전하가 남아있게 된다. 따라서 구동 주파수 증가시 축전된 전하가 미처 방전하지 못해 변위가 감소하는 현상이 발생한다. 그래서 본 발명에서는 고전압 릴레이(480)와 전원 노이즈 방지를 위하여 포토 커플러(470)를 사용한다. 고전압 릴레이(480)는 두 개가 한쌍을 이루며, 하나의 점자 출력 셀(410)에 설치된다.Polymeric dielectrics, on the other hand, have the characteristics of a capacitor component in a circuit. When power is applied to the dielectric itself, the residual charge remains for some time even if the power is simply removed. Therefore, when the driving frequency is increased, the accumulated charges do not discharge and a displacement occurs. Therefore, in the present invention, the high voltage relay 480 and the photo coupler 470 are used to prevent power supply noise. Two high voltage relays 480 are paired and installed in one braille output cell 410.

상기와 같이 구성된 상태에서 외부의 컴퓨터와 USB 드라이버(430)를 케이블로 연결한 상태에서 디스플레이하고자 하는 정보를 전달하면 마이크로 컴퓨터(440)는 내부 프로그램을 동작시켜 해당 정보가 점자 출력 셀(410)에서 디스플레이되도록 상기에서 설명한 도트 매트릭스 방식의 제어 신호를 출력한다.In the above configuration, when the external computer and the USB driver 430 are connected with the cable and the information to be displayed is transferred, the microcomputer 440 operates an internal program so that the information is stored in the braille output cell 410. The control signal of the dot matrix method described above is output so as to be displayed.

그러면 이 제어 신호는 D/A 컨버터(450)에서 아날로그 신호로 컨버팅되고, OP 앰프(460)에서 증폭되어 포토 커플러(470)로 전달된다.This control signal is then converted into an analog signal in the D / A converter 450, amplified in the OP amplifier 460 and delivered to the photo coupler 470.

그러면 포토 커플러(470)는 고속 스위칭용 고전압 릴레이(480)를 온/오프시켜 이와 연결된 점자 출력 셀(410)의 상, 하부 유전체 필름에 형성된 탄소 전극에 전압을 인가한다.Then, the photo coupler 470 turns on / off the high voltage switching high voltage relay 480 to apply voltage to the carbon electrodes formed on the upper and lower dielectric films of the braille output cell 410 connected thereto.

이로 인해 상, 하부 유전체 필름의 중앙부가 돌출되어 이와 본딩 접합된 점자 출력 셀(410)의 자극 핀이 상, 하로 이동하면서 점자 정보를 디스플레이한다.As a result, the central portions of the upper and lower dielectric films protrude, and the magnetic pole pins of the braille output cells 410 bonded thereto are moved up and down to display braille information.

《재료의 성능 실험》<< performance experiment of material >>

실험은 본 발명에 따라 개발된 3×2 촉감 디스플레이 장치에 사용되는 직경 2㎜ 점자 출력 셀을 사용한다.The experiment uses a 2 mm diameter braille output cell used in a 3 × 2 tactile display device developed in accordance with the present invention.

점자 출력 셀에 이용되는 유전체 재료는 다양하며, 이들 중에 변위, 힘, 응답 특성을 고려하여 최적의 성능을 갖는 재료를 선정하는 것은 매우 중요하다. 실험에서 사용된 재료는 Nusil(CF 19-2186), ShinEtsu(KE-44K), Dow Corning(Sylgard)를 사용하여 실험하였다. 재료는 표 2에서와 같은 조건에서 제작하여 실험을 하였으며, 도 8은 인가 전압에 따른 변위를 나타내고 있다. 표 2로부터 각각의 재료는 인가되는 전압의 변화에 따라 미세한 변위의 차이를 확인할 수 있다.Dielectric materials used for the braille output cells are various, and it is very important to select a material having optimum performance in consideration of displacement, force, and response characteristics. Materials used in the experiment were tested using Nusil (CF 19-2186), ShinEtsu (KE-44K), and Dow Corning (Sylgard) . The material was manufactured and tested under the same conditions as in Table 2, and FIG. 8 shows the displacement according to the applied voltage. From Table 2 it can be seen that each material is a slight difference in displacement according to the change in the voltage applied.

《시각 장애인 대상 실험 결과》<< experimental result for the visually impaired >>

본 발명에 따라 제작된 3×2 촉감 디스플레이 장치를 실제 시각 장애인에게 테스트하기 위하여 한국 시각 장애인 연합회에서 근무하고 있는 8명을 대상으로 실 험하였다. 실험에 참여한 시각 장애인은 다음과 같다.In order to test the 3 × 2 tactile display device manufactured according to the present invention for the visually impaired, the subjects of the 8 visually impaired associations were tested. The blind people who participated in the experiment are as follows.

-성별 : 남자 7명, 여자 1명Gender: 7 males, 1 female

-평균 나이 : 32.6세Average age: 32.6 years

-구별 : 전맹 7명, 약시 1명-Classification: 7 blind men, 1 amblyopia

3×2 촉감 디스플레이 장치를 3가지 주파수 변화(15, 30, 45, 60Hz)에 따라서 다음과 같이 두 가지 인식률을 측정하는 방법으로 수행하였다.The 3 × 2 tactile display was performed by measuring two recognition rates as follows according to three frequency changes (15, 30, 45, and 60 Hz).

-점자를 나타내는 점을 정확히 인식하는 인식률(Hit Recognition Rate)Hit Recognition Rate

-정확히 인식한 점을 조합하여 숫자로 인식할 수 있는 인식률(Number Recognition Rate)Number Recognition Rate that can be recognized as a number by combining precisely recognized points

도 9는 점을 정확히 인식하고 있는가에 대한 실험 결과를 나타낸 그래프이다. 도 9의 그래프에서 볼 수 있듯이 점에 대한 인식률은 60%이상의 결과를 확인할 수 있다. 도 10은 점으로 표시된 숫자를 정확히 인식하고 있는가에 대한 실험 결과를 나타낸 그래프이다. 도 10의 그래프에서 볼 수 있듯이 숫자에 대한 인식률은 40% 이상의 결과를 확인할 수 있다.9 is a graph showing experimental results of whether the point is correctly recognized. As can be seen in the graph of FIG. 9, the recognition rate of the point can confirm a result of 60% or more. 10 is a graph showing an experiment result as to whether the numbers indicated by dots are correctly recognized. As can be seen in the graph of FIG. 10, the recognition rate of the number can confirm a result of 40% or more.

이와 같은 촉감 디스플레이 장치는 미리 경험해 보지 못한 상태에서 점에 대한 인식률 60%와 숫자에 대한 인식률 40%라는 기대 이상의 높은 수치를 얻을 수 있었으며, 개발된 촉감 디스플레이 장치가 실용화 가능성을 충분히 보여주었다.Such a tactile display device was able to obtain a higher value than expected, such as a recognition rate of 60% for a point and a recognition rate of 40% for a number, without a prior experience, and the developed tactile display device showed the possibility of practical use.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 고분자 유전체를 이용한 점자 출력 셀 및 이를 이용한 촉감 디스플레이 장치에 의하면, 탄소 전극과 박층 유전체 필름을 다수회 적층하여 형성한 유전체 필름을 홀 사이에 삽입 고정, 즉 외곽을 고정시킨 다음에 유전체 필름의 탄소 전극에 고전압을 가하여 유전체 필름의 중심부가 원형 돌출되도록 함으로써 선장력 볼이 없어도 유전체 필름만으로 자극 핀을 상하로 이동시킬 수 있고, 또한 선장력 볼을 사용하지 않고, 유전체 필름 자체를 이용하기 때문에 홀의 크기 조절이 가능함으로써 점자 출력 셀의 크기를 소형화시킬 수 있다.As described above, according to the braille output cell using the polymer dielectric according to the present invention and the tactile display device using the same, the dielectric film formed by stacking the carbon electrode and the thin dielectric film multiple times is inserted and fixed between the holes, that is, the outline After the fixing, high voltage is applied to the carbon electrode of the dielectric film so that the center portion of the dielectric film protrudes in a circular manner. Since the film itself is used, the size of the hole can be adjusted, thereby reducing the size of the braille output cell.

Claims

상기 제 2상부 프레임의 각 홀에서 돌출 형성되도록 일단이 상기 제 2상부 프레임의 홀을 관통하여 상기 상부 전극판의 유전체 필름 상단과, 상기 제 2상부 프레임의 홀과 상기 제 2실리콘 층과 제 2하부 프레임 및 제 1상부 프레임의 홀을 각각 관통하여 상기 하부 전극판의 유전체 필름 상단에 부착되며, 상기 제 1방향성 볼 베어링 및 제 2방향성 볼 베어링에 의해 상방향으로만 이동되는 복수의 자극 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 유전체를 이용한 점자 출력 셀.One end penetrates through the hole of the second upper frame so as to protrude from each hole of the second upper frame, the top of the dielectric film of the upper electrode plate, the hole of the second upper frame, the second silicon layer, and the second A plurality of magnetic pole pins penetrating through the holes of the lower frame and the first upper frame, respectively, and attached to an upper end of the dielectric film of the lower electrode plate, and moved only upward by the first and second directional ball bearings. Braille output cell using a polymer dielectric, characterized in that it comprises a.

제 1 항에 있어서,The method of claim 1,

상기 상, 하부 전극판의 홀에 고정된 유전체 필름은,The dielectric film fixed to the holes of the upper and lower electrode plates,

박층의 유전체 필름 위에 탄소 전극을 순차적으로 n회 적층하여 형성시키는 것을 특징으로 하는 고분자 유전체를 이용한 점자 출력 셀.A braille output cell using a polymer dielectric, characterized in that the carbon electrode is sequentially stacked n times on a thin dielectric film.

제 2 항에 있어서,The method of claim 2,

상기 유전체 필름은,The dielectric film,

상기 상, 하부 전극판의 홀 내주면에 고정 가능하도록 링 형태로 형성된 고정용 프레임에 의해 고정 설치되며, 상기 고분자 유전체에 초기 변형을 줌으로써 성능의 향상 뿐만 아니라 상기 제 1방향성 볼 베어링 및 제 2방향성 볼 베어링과 동일하게 구동시 변형된 방향으로 변위를 유도하기 위하여 탄성체의 직경을 고정용 프레임 및 홀의 내경보다 크게 구성한 것을 특징으로 하는 고분자 유전체를 이용한 점자 출력 셀.It is fixedly installed by a fixing frame formed in a ring shape so as to be fixed to the inner circumferential surface of the upper and lower electrode plates, and the first directional ball bearing and the second directional ball as well as the performance improvement by giving an initial deformation to the polymer dielectric. Braille output cell using a polymer dielectric, characterized in that the diameter of the elastic body is configured to be larger than the inner diameter of the fixing frame and hole in order to induce displacement in the deformed direction when driving the same as the bearing.

제 2 항에 있어서,The method of claim 2,

상기 탄소 전극은,The carbon electrode,

복수의 +전극과 -전극을 가지며, 각각의 동일 전극은 상호 인접하도록 적층되고, 서로 엇갈리는 패턴 형태로 형성되며, 상기 고분자 유전체의 필름의 상면 및 하면에 전극 보호 코팅을 하는 것을 특징으로 하는 고분자 유전체를 이용한 점자 출력 셀.A polymer dielectric having a plurality of + electrodes and-electrodes, each of the same electrodes are stacked adjacent to each other, formed in a staggered pattern form, the electrode dielectric coating on the top and bottom of the film of the polymer dielectric Braille output cell.

제1항에 있어서, The method of claim 1,

상기 제 1상, 하부 프레임과, 상기 제 2상, 하부 프레임과, 상기 상, 하부 전극판은,The first phase, the lower frame, the second phase, the lower frame, the upper, lower electrode plate,

각각 비아홀이 구비되며, 상기 비아홀에 의해 전기적으로 결선되는 것을 특징으로 하는 고분자 유전체를 이용한 점자 출력 셀.A braille output cell using a polymer dielectric, wherein each via hole is provided and electrically connected by the via hole.

상기 제 1 항의 점자 출력 셀을 구비하는 촉감 디스플레이 장치에 있어서,A tactile display device comprising the braille output cell of claim 1,

각각의 상기 포토 커플러로부터 출력되는 신호에 의해 동작되어 상기 전압 공급회로로부터 출력되는 고전압을 상기 복수의 점자 출력 셀로 공급하는 고속 스위칭용 고전압 릴레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 유전체를 이용한 점자 출력 셀을 이용한 촉감 디스플레이 장치.And a high voltage switching high voltage relay operated by a signal output from each of the photo couplers to supply a high voltage output from the voltage supply circuit to the plurality of braille output cells. Tactile display device using.