KR101113897B1 - Solenoid System Using Spiral Transparant Material of Conductivity, Apparatus Providing Passive Haptic Feedback Using the Same, Touchpad Using the Same and Control Method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 나선형의 제 1 투명전극이 형성된 상면기질; 상면기질의 하부에 위치하고, 나선형의 제 2 투명전극이 형성된 하면기질; 및 제 1, 제 2 투명전극과 연결되어 제 1, 제 2 투명전극에 제공되는 전원을 제어하는 제어수단;을 포함하여, 제공되는 전원의 제어에 따라 전자기유도현상을 통한 외력의 세기 측정, 상면기질 및 하면기질 간의 인력 또는 척력의 반복으로 인한 진동, 인력 또는 척력의 반복으로 소리 생성 및 외력에 대한 강성구현이 가능한 것을 특징으로 하는 나선형의 투명전극을 이용한 전자기력발생 시스템, 이를 이용한 햅틱제공장치, 이를 이용한 터치패드 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명의 구성은(이를 달성하기 위한 수단으로)..형성된 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면 본 발명에 따르면 서로 이격되어 대면하도록 위치한 나선형의 투명전극이 형성된 상, 하면기질 사이에서 발생하는 전자기유도현상에 의해 외력의 세기를 측정할 수 있게 됨으로써 측정된 외력의 세기에 대응한 햅틱 피드백을 사용자에게 제공할 수 있는 효과가 있다. 또한, 별도의 힘센서를 구비하지 않고도 외력의 세기에 대응한 햅틱 피드백을 제공할 수 있게 됨에 따라 햅틱제공장치의 소형화에 기여할 수 있는 효과가 있다. The present invention is a top substrate formed with a spiral first transparent electrode; A lower substrate positioned below the upper substrate and having a spiral second transparent electrode formed thereon; And control means connected to the first and second transparent electrodes to control the power provided to the first and second transparent electrodes, the intensity measurement of the external force through the electromagnetic induction phenomenon under the control of the provided power, the upper surface. Electromagnetic force generation system using a spiral transparent electrode, haptic providing device using the same, characterized in that it is possible to generate the sound and stiffness to the external force by the repetition of the attraction force or repulsive force between the substrate and the lower substrate substrate It relates to a touch pad and a control method using the same. The configuration of the present invention (as a means for achieving this) is characterized by being formed. According to the present invention according to the present invention it is possible to measure the intensity of the external force by the electromagnetic induction phenomenon generated between the upper and lower substrates formed in the spiral transparent electrodes spaced apart to face each other according to the present invention There is an effect that can provide haptic feedback to the user. In addition, since it is possible to provide haptic feedback corresponding to the strength of the external force without having a separate force sensor, there is an effect that can contribute to the miniaturization of the haptic providing device.
나선형, 투명전극, 전자기력발생, 햅틱제공, 터치패드, 진동, 강성, 음향 Spiral, transparent electrode, electromagnetic force generation, haptic provision, touch pad, vibration, rigidity, sound
Description
본 발명은 나선형의 투명전극을 이용한 전자기력발생 시스템, 이를 이용한 햅틱제공장치, 이를 이용한 터치패드 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각각의 투명전극이 형성된 상면기질 및 하면기질 간의 인력 또는 척력의 반복으로 인한 진동 및 외력에 대한 강성 구현이 가능한 나선형의 투명전극을 이용한 전자기력발생 시스템, 이를 이용한 햅틱제공장치, 이를 이용한 터치패드 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electromagnetic force generation system using a spiral transparent electrode, a haptic providing device using the same, a touch pad using the same and a control method thereof, and more particularly, attraction or repulsion between the upper substrate and the lower substrate of each transparent electrode is formed. The present invention relates to an electromagnetic force generation system using a spiral transparent electrode capable of implementing rigidity due to repetition of vibration and external force, a haptic providing device using the same, a touch pad using the same, and a control method thereof.
기존에 사용되고 있는 투명 전극 재료가 산화인듐주석, 즉 ITO(Indium Tin Oxide)라는 재료를 사용한다. 일본으로부터 수입의존도가 높아 대체 기술을 개발해야 할 필요성이 높았다. 만약 이러한 개발이 이루어지면 막대한 파급효과가 이루어진다.The transparent electrode material currently used uses indium tin oxide, that is, a material called indium tin oxide (ITO). The high dependence on imports from Japan necessitated the need to develop alternative technologies. If this development takes place, there is a huge ripple effect.
또한, 탄소나노튜브는 CNT(Carbon Nanotube)로 불리며, 탄소원자가 육각형을 이루면서 다발을 이루고 있는 순수한 탄소로 된 재료이다. CNT의 특성은 다발 형태를 이루고 있는 신소재로 강철의 100배 강도, 구리의 1000배 전기전도도를 지녀 전기전자 소재로 폭넓은 활용이 기대되고 있다. 이러한 CNT 투명전극 필름은 CNT(탄소나노튜브를 용매, 바인더(결합물질), 안정제, 균일제 등 5개 성분을 소정의 비율로 조합한 CNT 코팅액을 초음파 처리 후 일반 필름 위에 CNT 코팅액을 고르게 분사하여 건조함으로써 제조한다. 기존의 ITO 필름은 복잡한 여러 단계를 거치기 때문에 제조단가 면에서 월등히 유리하고, 극소량의 CNT를 사용하여 코팅하는 방식이므로 제조단가 및 비용 측면에서 유리하다. 또한, ITO 필름은 유연성이 없는 반면, CNT 투명전극 필름은 일반 필름 위에 코팅되는 방식으로 제조되기 때문에 유연한 특성을 갖는다. 유연한 특성이 있음에도 불구하고 CNT 투명전극 필름은 구부려도 특성에 변함이 없다.In addition, carbon nanotubes are called CNTs (Carbon Nanotubes), and are made of pure carbon in which carbon atoms form a hexagonal bundle. The characteristics of CNTs are bundles of new materials, and they are expected to be widely used as electrical and electronic materials with 100 times the strength of steel and 1000 times the electrical conductivity of copper. The CNT transparent electrode film is dried by spraying the CNT coating solution evenly on a general film after ultrasonication of a CNT coating solution combining CNTs (carbon nanotubes, solvents, binders (binding materials), stabilizers, homogenizers, etc.) at a predetermined ratio. Existing ITO film is extremely advantageous in terms of manufacturing cost because it goes through many complicated steps, and it is advantageous in terms of manufacturing cost and cost because it is coated by using a very small amount of CNT. On the other hand, since the CNT transparent electrode film is manufactured by coating on a general film, the CNT transparent electrode film has a flexible characteristic, although the CNT transparent electrode film does not change even if it is flexible.
이러한 CNT 투명전극 필름의 개발로 이를 활용한 유연 디스플레이 등이 개발되었다. With the development of the CNT transparent electrode film, a flexible display using the same has been developed.
하지만, 종래의 CNT 투명전극 필름을 이용한 장치들에서 햅틱 피드백을 구현하기 위해 지금까지는 모터와 링크 메커니즘을 이용한 메카트로닉스 장비 등이 사용되었다. 그러나 이러한 기계적인 햅틱제공장치는 무게가 많이 나가고, 복잡한 링크 구조를 가질 뿐만 아니라 소형화가 어렵고, 관성으로 인한 신속한 응답속도를 구현하기 어려웠다. However, in order to implement haptic feedback in devices using conventional CNT transparent electrode films, mechatronics equipment using a motor and a link mechanism has been used. However, such a mechanical haptic providing device is expensive, has a complicated link structure, it is difficult to miniaturize, it is difficult to implement a rapid response speed due to inertia.
이를 극복하기 위해 유변유체 또는 전자석 등을 이용한 햅틱제공장치가 개발되었다. 그러나 이러한 유변유체 또는 전자석 등을 이용한 햅틱제공장치는 사용자 에게 단순히 설정된 일방향 진동 또는 강성을 제공하기 때문에 다양한 햅틱 피드백의 제공이 불가능하였다. 이를 보완한 것이 햅틱제공장치에 별도의 힘센서를 구비함으로써 사용자는 가해진 외력에 기초한 다양한 햅틱 피드백을 제공받을 수 있었다. 하지만, 별도의 힘센서의 구비는 별도의 전력을 필요로 하고 배선이 복잡해지며 소형화가 어려운 문제점이 있다. In order to overcome this problem, a haptic providing device using a rheological fluid or an electromagnet is developed. However, since the haptic providing device using such a rheological fluid or an electromagnet simply provides the user with one-way vibration or rigidity, it is impossible to provide various haptic feedbacks. Complementing this by providing a separate force sensor in the haptic providing device was able to receive a variety of haptic feedback based on the external force applied. However, the provision of a separate force sensor requires a separate power, there is a problem that the wiring is complicated and miniaturization is difficult.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 각각의 투명전극이 형성된 상면기질 및 하면기질 간의 인력 또는 척력의 반복으로 인한 진동 및 외력에 대한 강성 구현이 가능한 나선형의 투명전극을 이용한 전자기력발생 시스템, 이를 이용한 햅틱제공장치, 이를 이용한 터치패드 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.Therefore, the present invention was created to solve the above problems, and an object of the present invention is a spiral capable of implementing rigidity against vibration and external force due to repetition of attraction or repulsion between the upper and lower substrates on which each transparent electrode is formed. The present invention provides an electromagnetic force generation system using a transparent electrode, a haptic providing device using the same, a touch pad using the same, and a control method thereof.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부 도면들과 관련되어 설명되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 명확해질 것이다.Other objects, specific advantages and novel features of the invention will become apparent from the following detailed description and the preferred embodiments described in conjunction with the accompanying drawings.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 수단은, 나선형의 제 1 투명전극이 형성된 상면기질; 상면기질의 하부에 위치하고, 나선형의 제 2 투명전극이 형성된 하면기질; 및 제 1, 제 2 투명전극과 연결되어 제 1, 제 2 투명전극에 제공되는 전원을 제어하는 제어수단;을 포함하여, 제공되는 전원의 제어에 따라 전자기유도현상을 통한 외력의 세기 측정, 상면기질 및 하면기질 간의 인력 또는 척력의 반복으로 인한 진동, 인력 또는 척력의 반복으로 소리 생성 및 외력에 대한 강성구현이 가능한 것을 특징으로 하는 나선형의 투명전극을 이용한 전자기력발생 시스템인 것을 특징으로 한다. Means for achieving the object of the present invention, the upper substrate having a spiral first transparent electrode formed; A lower substrate positioned below the upper substrate and having a spiral second transparent electrode formed thereon; And control means connected to the first and second transparent electrodes to control the power provided to the first and second transparent electrodes, the intensity measurement of the external force through the electromagnetic induction phenomenon under the control of the provided power, the upper surface. It is characterized in that the electromagnetic force generation system using a spiral transparent electrode characterized in that the stiffness of the vibration and attraction force or repulsive force due to the repetition of the attraction force or repulsive force between the substrate and the lower substrate can be implemented.
또한, 제 1 투명전극과 제 2 투명전극이 서로 이격되어 대면가능하도록 상면 기질과 하면기질을 연결하는 연결수단을 더 포함하여 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the first transparent electrode and the second transparent electrode is characterized in that it further comprises a connecting means for connecting the upper substrate and the lower substrate so as to be spaced apart from each other.
또한, 투명전극은 CNT 투명전극 또는 ITO 투명전극인 것을 특징으로 한다.In addition, the transparent electrode is characterized in that the CNT transparent electrode or ITO transparent electrode.
또한, 상면기질 및 하면기질은 유리, 실리콘, 합성고무, 합성수지 또는 절연금속으로 형성된 막인 것을 특징으로 한다.In addition, the upper and lower substrates are characterized in that the film is formed of glass, silicon, synthetic rubber, synthetic resin or insulating metal.
또한, 연결수단의 재질은 연질의 탄성을 갖는 실리콘, 합성고무 또는 합성수지인 것을 특징으로 한다.In addition, the material of the connecting means is characterized in that the soft elastic silicone, synthetic rubber or synthetic resin.
또한, 제어수단은, 사용자에게 진동 햅틱 피드백을 제공하기 위해, 제 1 투명전극 및 제 2 투명전극에 제공되는 전원을 제어하여, 상면기질이 진동수 1Hz 내지 500Hz로 진동하도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control means, in order to provide a vibration haptic feedback to the user, by controlling the power supplied to the first transparent electrode and the second transparent electrode, characterized in that the upper substrate vibrates at a frequency of 1Hz to 500Hz.
또한, 제어수단은, 상면기질에 가해지는 외력의 세기를 측정하기 위해, 제 1 투명전극 및 제 2 투명전극 중 어느 하나에 전원을 제공한 상태에서 외력의 세기에 따른 제 1 투명전극의 변형에 의해 제 1 투명전극 또는 제 2 투명전극에 유도되는 기전력을 측정하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control means, in order to measure the strength of the external force applied to the upper substrate, in response to the deformation of the first transparent electrode according to the strength of the external force while supplying power to one of the first transparent electrode and the second transparent electrode. By measuring the electromotive force induced in the first transparent electrode or the second transparent electrode.
또한, 제어수단은, 측정된 외력의 세기에 따라 제 1, 제 2 투명전극에 제공되는 전원을 독립적으로 제어하여 강성을 구현하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control means is characterized in that the rigidity by controlling the power supplied to the first and second transparent electrodes independently according to the measured strength of the external force.
또한, 제어수단은, 사용자에게 음향을 제공하기 위해, 제 1 투명전극 및 제 2 투명전극에 제공되는 전원을 제어하여, 상면기질 또는 하면기질이 가청주파수 영역에서 진동하도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control means, in order to provide a sound to the user, by controlling the power supplied to the first transparent electrode and the second transparent electrode, it characterized in that the upper substrate or the lower substrate to vibrate in the audio frequency range.
다른 카테고리로써, 나선형의 투명전극을 이용한 전자기력발생 시스템이 복수 개 구비되어 사용자에게 멀티 모드의 피드백을 제공할 수 있는 것을 특징으로 하는 햅틱제공장치인 것을 특징으로 한다. As another category, the haptic providing device is characterized in that a plurality of electromagnetic force generation system using a spiral transparent electrode is provided to provide a multi-mode feedback to the user.
또 다른 카테고리로써, 햅틱제공장치가 유연한 디스플레이 상부에 구비되어 사용자에게 멀티 모드의 햅틱 피드백을 제공하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치인 것을 특징으로 한다. In another category, the haptic providing device is a display device, which is provided on the flexible display to provide a multi-mode haptic feedback to the user.
또한, 제어수단이 유연한 디스플레이에서 표출되는 그래픽과 연동하여 햅틱제공장치가 국부적으로 진동 또는 음향을 제공할 수 있도록 제공되는 전원을 각각 제어하는 것을 특징으로 한다. In addition, the control means, in conjunction with the graphics displayed on the flexible display, the haptic providing device is characterized in that each of the power to be provided so as to provide a local vibration or sound.
또 다른 카테고리로써, 나선형의 투명전극을 이용한 전자기력발생 시스템을 댐퍼로 이용한 것을 특징으로 하는 초소형 이동체인 것을 특징으로 한다. In another category, it is characterized in that the ultra-compact mobile body characterized in that the electromagnetic force generation system using a spiral transparent electrode as a damper.
또 다른 카테고리로써, 나선형의 투명전극을 이용한 전자기력발생 시스템을 이용하여 사용자에게 다양한 버튼감을 제공할 수 있는 것을 특징으로 하는 사용자 입력장치인 것을 특징으로 한다. In another category, the user input device is characterized by providing a variety of buttons to the user by using the electromagnetic force generation system using a spiral transparent electrode.
또 다른 카테고리로써, 제어수단이 상면기질에 가해지는 외력의 세기를 전자기유도현상을 이용하여 측정하는 단계; 측정된 외력의 세기에 기초하여 제 1 투명전극 및 제 2 투명전극이 제어수단으로부터 전원을 제공받아 자기장을 발생하는 단계; 발생된 자기장에 의하여 상면기질 및 하면기질 사이에 자력이 작용하는 단계; 및 제어수단이 제 1 투명전극 및 제 2 투명전극에 제공되는 전원을 제어하여 상면기질 또는 하면기질이 진동수 1Hz 내지 500Hz로 진동하도록 조절함으로써 사용자에게 진동 햅틱 피드백을 제공하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 나선형의 투명전극을 이용한 전자기력발생 시스템의 제어방법인 것을 특징으로 한다. In another category, the control means for measuring the strength of the external force applied to the upper substrate by using an electromagnetic induction phenomenon; Generating a magnetic field by receiving power from the control means by the first transparent electrode and the second transparent electrode based on the measured intensity of the external force; Magnetic force acting between the upper substrate and the lower substrate by the generated magnetic field; And controlling the power provided to the first transparent electrode and the second transparent electrode to adjust the upper substrate or the lower substrate to vibrate at a frequency of 1 Hz to 500 Hz to provide a vibration haptic feedback to the user. It is characterized in that the control method of the electromagnetic force generation system using a spiral transparent electrode.
또 다른 카테고리로써, 제어수단이 상면기질에 가해지는 외력의 세기를 전자기유도현상을 이용하여 측정하는 단계; 측정된 외력의 세기에 기초하여 제 1 투명전극 및 제 2 투명전극이 제어수단으로부터 전원을 제공받아 자기장을 발생하는 단계; 발생된 자기장에 의하여 상면기질 및 하면기질 사이에 자력이 작용하는 단계; 및 제어수단이 제 1 투명전극 및 제 2 투명전극에 제공되는 전원을 제어하여 상면기질의 이동을 억제함에 따라 외력에 대한 저항력인 강성을 발현하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 나선형의 투명전극을 이용한 전자기력발생 시스템의 제어방법인 것을 특징으로 한다. In another category, the control means for measuring the strength of the external force applied to the upper substrate by using an electromagnetic induction phenomenon; Generating a magnetic field by receiving power from the control means by the first transparent electrode and the second transparent electrode based on the measured intensity of the external force; Magnetic force acting between the upper substrate and the lower substrate by the generated magnetic field; And controlling the power provided to the first transparent electrode and the second transparent electrode to suppress the movement of the upper substrate, thereby expressing stiffness that is resistant to external forces. It is characterized in that the control method of the electromagnetic force generation system used.
또한, 강성이 발현되는 단계의 저항력은, 상면기질 및 하면기질 사이의 자력에, 상면기질의 탄성력 및 연결부제의 탄성력 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the resistance of the step of expressing the stiffness, characterized in that it further comprises at least one of the elastic force of the upper substrate and the elastic force of the connecting portion in the magnetic force between the upper substrate and the lower substrate.
또한, 제어수단이 상면기질의 초기 위치로의 복원속도를 조절하기 위해 제 1 투명전극 및 제 2 투명전극에 제공되는 전원을 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control means for controlling the power supplied to the first transparent electrode and the second transparent electrode to adjust the speed of restoration to the initial position of the upper substrate; characterized in that it further comprises.
또한, 제어수단이 전자기유도현상을 이용하여 상면기질에 가해지는 외력의 세기를 측정하는 단계는, 제어수단이 제 1 투명전극 및 제 2 투명전극 중 어느 하나에 전원을 제공한 상태에서 상면기질에 외력이 가해지는 단계; 및 제어수단이 가해진 외력의 세기에 따른 제 1 투명전극의 변형에 의해 제 1 투명전극 또는 제 2 투명전극에 유도되는 기전력을 기초로 외력의 세기를 측정하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the step of the control means for measuring the intensity of the external force applied to the upper substrate by using the electromagnetic induction phenomenon, in the state in which the control means provides a power to any one of the first transparent electrode and the second transparent electrode External force is applied; And measuring the intensity of the external force based on the electromotive force induced in the first transparent electrode or the second transparent electrode by the deformation of the first transparent electrode according to the intensity of the external force applied by the control means.
또한, 제어수단이 제 1 투명전극 및 제 2 투명전극에 제공되는 전원을 제어하여 상면기질 또는 하면기질이 가청주파수 영역에서 진동하도록 조절함으로써 사용자에게 음향을 제공하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control means for controlling the power supplied to the first transparent electrode and the second transparent electrode to provide a sound to the user by adjusting the upper substrate or lower substrate substrate to vibrate in the audio frequency region; do.
또 다른 카테고리로써, 진동발생수단이 외력에 의해 소정깊이까지 일방향으로 이동하는 동안 저항력이 증대되는 단계; 진동발생수단이 외력에 의해 소정깊이보다 일방향으로 더 이동하는 동안 저항력이 소정깊이에서 작용한 저항력보다 작은 크기로 일정하게 유지되는 단계; 및 진동발생수단이 외력에 의해 저항력이 일정하게 유지되는 깊이보다 일방향으로 더 이동하는 동안 저항력이 증대되는 단계;로 이루어져, 버튼 클릭감을 구현한 것을 특징으로 하는 진동발생수단 및 전자기력발생수단을 이용한 혼합형 액추에이터의 제어방법인 것을 특징으로 한다. In another category, the step of increasing the resistance while the vibration generating means is moved in one direction to a predetermined depth by an external force; While the vibration generating means is moved further in one direction than the predetermined depth by the external force, the resistance force is kept constant to a size smaller than the resistance force acting at the predetermined depth; And a step of increasing the resistance while the vibration generating means moves in one direction more than the depth at which the resistance is kept constant by external force; and a mixed type using the vibration generating means and the electromagnetic force generating means, which embodies a button click feeling. It is characterized in that the control method of the actuator.
본 발명에 따르면 서로 이격되어 대면하도록 위치한 나선형의 투명전극이 형성된 상, 하면기질 사이에서 발생하는 전자기유도현상에 의해 외력의 세기를 측정할 수 있게 됨으로써 측정된 외력의 세기에 대응한 햅틱 피드백을 사용자에게 제공할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention it is possible to measure the intensity of the external force by the electromagnetic induction generated between the upper, lower substrate substrate formed with spiral transparent electrodes spaced apart to face each other, so that the user receives the haptic feedback corresponding to the measured intensity of the external force. There is an effect that can be provided to.
또한, 별도의 힘센서를 구비하지 않고도 외력의 세기에 대응한 햅틱 피드백을 제공할 수 있게 됨에 따라 햅틱제공장치의 소형화에 기여할 수 있고, 저전력을 구현할 수 있는 효과가 있다. In addition, since it is possible to provide haptic feedback corresponding to the strength of the external force without providing a separate force sensor, it can contribute to miniaturization of the haptic providing device and implement low power.
또한, 상면기질에 가해진 외력에 따라 유도되는 전기적 신호가 변하는 임의의 시점을 사용자에 의한 데이터 또는 커맨드의 입력처리시점으로 설정할 수 있어 키보드 또는 마우스 등의 다양한 사용자 입력장치에 적용할 수 있는 효과가 있다. In addition, an arbitrary time point at which the electrical signal induced by the external force applied to the upper substrate is changed can be set as the input processing point of data or a command by the user, and thus it can be applied to various user input devices such as a keyboard or a mouse. .
또한, 제어수단을 통해 1Hz 내지 500Hz의 주파수를 갖는 펄스 전원을 제어함으로써 사용자에게 버튼 클릭감을 제공할 수 있는 효과가 있다. In addition, by controlling the pulse power source having a frequency of 1Hz to 500Hz through the control means there is an effect that can provide a button click feeling to the user.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
<전자기력발생 시스템의 구성><Configuration of Electromagnetic Force Generating System>
도 1은 본 발명에 따른 전자기력발생 시스템의 분해사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전자기력발생 시스템의 결합사시도이며, 도 3은 도 2의 A-A' 단면도이다.1 is an exploded perspective view of the electromagnetic force generation system according to the present invention, Figure 2 is a combined perspective view of the electromagnetic force generation system according to the present invention, Figure 3 is a sectional view taken along line AA 'of FIG.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전자기력발생 시스템(1)은 대략 상면기질(10), 하면기질(20), 연결수단(30) 및 제어수단(40)을 포함하여 이루어진다.As shown in Figure 1 and 2, the electromagnetic
여기서 상면기질(10)은 사용자에게 노출되어 사용자의 입력을 받거나 진동, 강성 또는 음향을 사용자에게 제공하는 막형상의 부재로, 본 발명에 따른 전자기력발생 시스템(1)의 상부에 구비된다. 이러한 상면기질(10)에는 나선형의 제 1 투명전극(11)이 형성된다. 여기서, 막형상의 상면기질(10)은 원형, 타원형 또는 다각형 등의 다양한 형상과 두께로 제작될 수 있으며, 일례로 10mm×10mm×0.5mm의 크기로 제작될 수 있다. Here, the
그리고 상면기질(10)은 본 발명에 따른 전자기력발생 시스템(1)의 사용목적 및 용도에 따라 유리, 실리콘, 합성고무, 합성수지 또는 절연금속 등의 다양한 재질을 사용하여 형성할 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예에서는 상면기질(10)이 내구성, 빛 투과성 및 탄성을 가질 수 있도록 실리콘계열의 유기실리콘 중합체(PDM: Polydimethylsiloxane(이하 PDMS))와 같은 유연한 재질의 폴리머를 사용한다.And the
한편, 상면기질(10)에 형성되는 나선형의 제 1 투명전극(11)은 전원을 제공받음으로써 자기장을 발생시키는 솔레노이드와 같은 기능(N극 또는 S극의 형성)을 수행하는 부재로, 상면기질(10)의 상부면 일측 또는 하부면 일측 중 적어도 하나에 형성될 수 있다. 이때, 제 1 투명전극(11)이 형성되는 바람직한 위치는 상면기질(10)의 상부면과 하부면의 중심영역이 된다. On the other hand, the first
그리고 제 1 투명전극(11)은 전원 제공시 솔레노이드의 기능을 수행할 수 있도록 제 1 투명전극(11)의 중심영역에서 외곽을 향해 나선형을 이루기만 하면 충분하다. 따라서 제 1 투명전극(11)의 외형은 나선형을 이루기만 한다면, 원형, 타원형 또는 다각형(도 1 및 도 2에 도시) 등의 다양한 형상으로 변형할 수 있음은 물론이다. In addition, the first
이러한 제 1 투명전극(11)의 재질은 빛 투과성과 전기전도성이 좋으며 화학적, 열적 안정성이 우수한 Indium Tin Oxide(이하 ITO) 또는 Carbon Nanotube(이하 CNT)가 사용될 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예에서는 CNT, 용매, 바인더(결합물질), 안정제, 균일제 등이 소정의 비율로 조합된 CNT 코팅액을 사용한다. 이때, CNT 코팅액은 공지된 기술로 구체적인 설명은 생략하기로 하고 이하에서는 CNT 코 팅액을 사용하여 상면기질(10)에 제 1 투명전극(11)을 형성하는 공정에 대하여 설명하기로 한다. The first
우선, 상면기질(10), CNT 코팅액, 나선형의 홈이 형성된 마스크 패턴을 준비한다. 이때, 마스크 패턴은 나선형의 제 1 투명전극(11)의 형상에 대응하는 나선형의 홈이 형성된 것으로, 상면기질(10) 상부면 또는 하부면에 이러한 마스크 패턴을 밀착시킨다. First, a mask pattern on which an
그리고 마스크 패턴의 위로 CNT 코팅액을 고르게 분사한 후 건조시켜 상면기질(10)에 나선형의 제 1 투명전극(11)이 소정의 두께로 증착되도록 한다. 이러한 공정을 통해 제 1 투명전극(11)이 형성된다.The CNT coating solution is evenly sprayed onto the mask pattern and dried to allow the spiral first
한편, 이렇게 형성된 제 1 투명전극(11)의 나선형상 양측 종단에 해당하는 상면기질(10)에는 제 1 투명전극(11)에 전원을 공급하기 위한 2개의 제 1 배선공(12)이 관통형성된다.Meanwhile, two first wiring holes 12 for supplying power to the first
본 발명에 따른 하면기질(20)은 사용자에게 노출되지 않은 채 상면기질(10)이 진동, 강성 또는 음향을 사용자에게 제공할 수 있도록 상면기질(10)과 상호작용(인력/척력 또는 전자기유도)을 하는 막형상의 부재이다. 이러한 하면기질(20)은 본 발명에 따른 전자기력발생 시스템(1)의 하부, 즉 상면기질(10)의 하부에 구비되며, 막형상의 하면기질(20)에는 나선형의 제 2 투명전극(21)이 형성된다. 이때, 하면기질(20)과 나선형의 제 2 투명전극(21)에 관한 구체적 기술은 앞서 기술한 상면기질(10)과 제 1 투명전극(11)에 관한 기술 내용으로 갈음하여 적용시킬 수 있다.The
본 발명에 따른 연결수단(30)은 도 3에 도시된 바와 같이, 외력의 작용에 따 라 상면기질(10)이 눌려 변형될 수 있는 공간을 형성함과 동시에 상면기질(10)과 하면기질(20)을 상호 연결하여 고정하기 위해 상면기질(10)과 하면기질(20) 사이에 구비되는 부재이다. 이때, 연결수단(30)은 전원의 제공을 통해 제 1 투명전극(11)과 제 2 투명전극(21) 사이에 작용하는 자력(인력 또는 척력)에 따른 상면기질(10)의 일방향 이동을 방해하지 않도록 제 1, 제 2 투명전극(10, 20)이 형성된 영역의 외곽에 구비할 수 있다.As shown in FIG. 3, the connecting means 30 according to the present invention forms a space in which the
이러한 연결수단(30)은 제 1 투명전극(11)과 제 2 투명전극(21)이 서로 이격되어 대면가능하도록 상면기질(10)과 하면기질(20) 사이에 구비될 수 있는 형상이라면 원기둥(도 1 및 도 2에 도시), 각기둥, 격벽 등의 다양한 형상으로 변형가능하다. 그러나 필요에 따라서는 이러한 다양한 형상의 연결수단(30)을 사용하지 않고, 단순히 상,하면기질(10, 20)의 외곽영역을 따라 접착하는 방식으로 상,하면기질(10, 20)을 연결할 수 있다.The connecting means 30 may have a cylindrical shape that may be provided between the
한편, 연결수단(30)의 재질은 본 발명에 따른 전자기력발생 시스템(1)의 사용목적 및 용도에 따라 다양한 재질을 사용할 수 있다. 하지만, 연질의 탄성을 갖는 실리콘, 합성고무 또는 합성수지를 사용하는 것이 바람직하다. 이는 사용자가 상면기질(10) 상의 임의의 영역에 외력을 가하더라도 부드러운 느낌의 햅틱을 사용자에게 제공하기 위함이다.On the other hand, the material of the connecting
본 발명에 따른 제어수단(40)은 제 1, 제 2 투명전극(11, 21)에 제공되는 전원을 각각 제어하여 상면기질(10)의 진동, 전자기유도현상을 통한 외력의 세기 측정, 가청주파수 영역에서 진동 및 외력에 대한 강성구현 등을 가능하게 하는 것으 로, 제 1, 제 2 투명전극(11, 21)과 각각 독립적으로 연결된다. 여기서 제어수단(40)이 전원을 제어한다는 것은 전원의 세기(전류 또는 전압의 세기), 인가되는 시간, 주기(전극의 상호 역전) 등을 제어함을 말한다. The control means 40 according to the present invention controls the power provided to the first and second
그리고 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1, 제 2 투명전극(11, 21)과 제어수단(40)의 연결은 제 1, 제 2 배선공(12, 22)을 통해 제 1, 제 2 투명배선(41, 42)의 일단이 제 1, 제 2 투명전극(11, 21)과 각각 연결되고 타단이 제어수단(40)과 연결됨으로써 이루어진다. 이때, 제 1, 제 2 투명배선(41, 42)의 형성은 전술한 제 1, 제 2 투명전극(11, 21)을 형성하는 공정과 같은 방식으로 이루어진다. 즉, 제 1, 제 2 배선공(12, 22)과 제 1, 제 2 투명배선(41, 42)이 서로 연결될 수 있도록 홈이 형성된 배선용 마스크 패턴을 제 1, 제 2 투명전극(11, 21)이 위치하는 일면과 대향되는 타면에 각각 밀착한 후 CNT 코팅액을 분사하여 건조함으로써 이루어진다. 1 to 3, the first and second
본 발명에 따른 전자기력발생 시스템(1)은 전술한 각 구성들이 상호 연결됨으로써 완성된다. The electromagnetic
<< 햅틱제공장치Haptic provision device 및 기타장치> And other devices>
도 4는 본 발명에 따른 전자기력발생 시스템을 이용한 햅틱제공장치의 사시도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱제공장치(100)는 전술한 전자기력발생 시스템(1)을 통전 가능한 배선이 프린팅된 기판(110) 등에 단순히 복수개로 배열 장착한 후 측정수단 및 제어수단(40)과 연결함으로써 형성될 수 있다. 이때, 제어수단(40)은 복수 개의 외력 반응형 햅틱제공장치(100)를 독립적으로 제어할 수 있도록 구현되는 것이 바람직하다. 이렇게 형성된 햅틱제공장치(100)는 휴대용 단말기 등의 버튼부, 키보드 또는 마우스 등과 같은 사용자 입력장치(5)에 다양하게 활용될 수 있다. 4 is a perspective view of a haptic providing apparatus using an electromagnetic force generating system according to the present invention. As shown in FIG. 4, the haptic providing
이하에서는 햅틱제공장치(100)의 구체적 구성, 햅틱제공장치(100)가 노트북(3)의 터치패드(300)에 활용된 일실시예 및 휴대용 단말기에 활용된 일실시예를 각각 설명하기로 한다.Hereinafter, a specific configuration of the haptic providing
도 5는 본 발명에 따른 전자기력발생 시스템을 이용한 햅틱제공장치가 노트북의 터치패드로 사용된 경우의 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 전자기력발생 시스템을 이용한 햅틱제공장치가 휴대폰에 사용된 경우의 사시도이다.5 is a perspective view of a case where a haptic providing apparatus using an electromagnetic force generating system according to the present invention is used as a touch pad of a notebook, and FIG. 6 is a case where a haptic providing apparatus using an electromagnetic force generating system according to the present invention is used in a mobile phone. Perspective view.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 햅틱제공장치(100)는 이를 이용하는 휴대폰(4), 노트북(3)과 같은 장치의 특성, 용도 및 목적에 따라 혼합형 전자기력발생 시스템(1)의 개수 및 위치를 변경할 수 있다. As shown in FIG. 6, the haptic providing
이러한 햅틱제공장치(100)는 사용자와의 신체 접촉을 통해 사용자에게 햅틱 피드백의 제공이 가능한 조이스틱, 마우스, 키보드 등의 입력장치(5)와 휴대폰(4), MP3플레이어, PDA단말기, 내비게이션과 같은 디스플레이 장치를 갖는 휴대단말기 등에 활용된다. The haptic providing
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전자기력발생 시스템(1)이 노트북(3)에 사용되는 경우, 사용자 입력장치(5)는 터치패드(300) 및 햅틱제공장치(100) 등을 포함하여 이루어진다. 이때, 햅틱제공장치(100)는 터치패드(300) 하 부에 위치한다. 여기서, 터치패드(300)는 압력감지기가 달려있는 작은 평판으로 마우스를 대신하는 입력장치(5)를 의미한다. 이렇게 구비된 사용자 입력장치(5)는 햅틱제공장치(100)의 제어수단(40)을 통해 전자기력 발생시스템(1)이 각각 독립적으로 제어됨에 따라 사용자에게 진동 햅틱 피드백을 제공한다. As shown in FIG. 5, when the electromagnetic
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전자기력발생 시스템을 이용한 햅틱제공장치(100)가 휴대폰(4)과 같은 디스플레이장치에 이용되는 경우, 디스플레이장치는 터치스크린(400) 및 전자기력발생 시스템(1) 등을 포함하여 이루어진다. 이때, 햅틱제공장치(100)는 터치스크린(400)의 하부에 위치한다. 여기서 터치스크린(400)은 영상 표시장치인 디스플레이 패널 상부에 투명한 터치패드(300)를 구비한 장치를 말한다. As shown in FIG. 6, when the haptic providing
이렇게 구비된 디스플레이장치는 터치스크린(400) 하부에 위치한 햅틱제공장치(100)의 제어수단(40)을 통해 전자기력발생 시스템(1)이 각각 독립적으로 제어됨에 따라 사용자에게 햅틱 피드백을 제공한다. 또한, 디스플레이장치는 디스플레이에서 표출되는 그래픽과 연동하여 햅틱제공장치(100)가 국부적으로 진동 또는 음향을 제공할 수 있도록 햅틱 피드백을 제공한다. 이는 표출될 임의의 그래픽 정보에 대한 다양한 모드의 햅틱 피드백을 미리 구현해 놓은 프로그램 또는 데이터 베이스에 따라 디스플레이상에 표출되는 해당 그래픽과 연동하여 햅틱제공장치(100)가 국부적으로 진동 또는 음향을 제공하도록 제어함으로써 이루어질 수 있다. The display device provided as described above provides haptic feedback to the user as the electromagnetic
일예로써, 디스플레이장치에 바다의 영상이 표출되는 경우 먼바다의 영상이 표출되는 부분에는 약한 피드백을 주기적으로 발생하여 너울 및 먼 바다의 느낌을 구현하고, 가까운 바다의 영상이 표출되는 부분에는 강한 피드백을 주기적으로 발생하여 너울 및 근 바다의 느낌을 구현할 수 있다. 또 다른 실시예로써, 일례로, 얼음 또는 돌과 같은 그래픽으로 표현된 메뉴를 터치스크린(400)을 통해 선택하는 경우 딱딱한 느낌의 햅틱 피드백이 전달되도록 프로그램화할 수 있다. 또한, 사람의 피부 또는 비누거품과 같은 그래픽으로 표현된 메뉴를 선택하는 경우 부드러운 느낌의 햅틱 피드백이 전달되도록 프로그램화할 수 있다.For example, when the image of the sea is displayed on the display device, weak feedback is periodically generated at the portion where the image of the distant sea is displayed to realize the feeling of swell and the distant sea, and strong feedback is applied to the portion where the image of the near sea is displayed. Occurs periodically to create the feel of a well and near sea. As another embodiment, for example, when a graphic menu such as ice or stone is selected through the
한편, 전술한 터치패드(300) 또는 터치스크린(400)과 햅틱제공장치(100) 사이에는 압력센서(미도시)가 더 구비될 수 있다. 이때, 압력센서는 외력이 가해질 때 압축되거나 늘어나는 변형에 의해 발생한 전기적 신호를 이용하여 각 부위에 걸리는 외력이 분포상태 및 크기를 검출하는 부재이다. 즉, 외력의 세기에 비례하여 변화된 전기적 출력신호를 발생한다. 본 발명에 사용가능한 압력센서는 박막으로 이루어진 전자식 압력센서, 반도체 압력센서 또는 광섬유 압력센서 등의 다양한 압력센서가 사용될 수 있다. Meanwhile, a pressure sensor (not shown) may be further provided between the above-described
반면에, 압력센서가 구비되지 않더라도 터치패드(300) 또는 터치스크린(400) 자체의 압력 감지기를 통해 외력에 대한 위치정보를 추출하도록 구현될 수 있다. On the other hand, even without a pressure sensor may be implemented to extract the position information on the external force through the pressure sensor of the
도 7은 본 발명에 따른 전자기력발생 시스템을 이용한 초소형 이동체의 사시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 전자기력발생 시스템(1)을 이용한 가변형 버튼의 사시도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전자기력발생 시스템(1)은 소형으로 제작될 수 있어 초소형 이동체(500)의 댐퍼로 사용될 수 있다. 여기서 초소형 이동체(500)란 마이크로 로봇, 초소형 RC(Radio Control)차량, 비행체 등을 말한다. 이렇게 본 발명에 따른 전자기력발생 시스템(1)의 상부에 압력센서를 구비하여 제어수단(40)을 통해 외력의 세기에 따른 다양한 강성을 갖는 댐퍼로 사용할 수 있다. 7 is a perspective view of the ultra-small moving body using the electromagnetic force generating system according to the present invention, Figure 8 is a perspective view of a variable button using the electromagnetic force generating system (1) according to the present invention. As shown in FIG. 7, the electromagnetic
그리고 도 8에 도시된 바와 같이, 사용자에게 버튼 클릭감을 제공하기 위해 본 발명에 따른 전자기력발생 시스템(1)의 상부에 버튼덮개(610)가 형성된다. 본 발명에 따른 전자기력발생 시스템(1)은 앞서 언급한 바와 같이, 햅틱제공장치(100) 또는 댐퍼로 사용되는 이외에도, 버튼덮개(610)를 더 형성하여 가변형 버튼(600)으로 활용가능하다. 이때, 가변형 버튼(600)은 햅틱 피드백을 이용하여 사용자에게 딸각하고 눌리는 것과 같은 버튼 클릭감을 제공할 수 있다. As shown in FIG. 8, a
<전자기력 발생 시스템의 제어방법><Control Method of Electromagnetic Force Generating System>
(제 1 실시예)(First embodiment)
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전자기력발생 시스템의 제어방법에 따른 순서도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 제어수단(40)이 상면기질(10)에 가해지는 외력의 세기를 전자기유도현상을 이용하여 측정한다(S110). 이와 같이, 외력의 세기를 측정하는 방법을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.9 is a flowchart illustrating a control method of an electromagnetic force generating system according to a first embodiment of the present invention. As shown in Figure 9, the control means 40 measures the strength of the external force applied to the
먼저, 제어수단(40)이 제 1 투명전극(11) 및 제 2 투명전극(21) 중 어느 하나에 전원을 제공한 상태에서 상면기질(10)에 외력을 가한다(S111). 사용자의 손가락을 통해 가해진 외력에 따라 상면기질(10)은 최초 위치에서 하방으로 이동한다. First, the control means 40 applies an external force to the
다음으로, 제어수단(40)이 가해진 외력의 세기에 따른 제 1 투명전극(11)의 변형에 의해 제 1 투명전극(11) 또는 제 2 투명전극(21)에 유도되는 기전력을 기초로 외력의 세기를 측정한다(S112). 상면기질(10)이 최초 위치에서 하방으로 이동함에 따라 제 1 투명전극(11)이 변형하며 제 1 투명전극(11) 또는 제 2 투명전극(21)에 유도되는 기전력을 기초로 제어수단(40)에서 외력의 세기를 측정한다.Next, the external force is based on the electromotive force induced in the first
다음으로, 측정된 외력의 세기에 기초하여 제 1 투명전극(11) 및 제 2 투명전극(21)이 제어수단(40)으로부터 전원을 제공받아 자기장을 발생한다(S120). 제어수단(40)에서 측정된 외력의 세기에 기초하여 제 1 투명전극(11) 및 제 2 투명전극(21)에서 전원을 제공받아 자기장이 발생한다. Next, based on the measured intensity of the external force, the first
다음으로, 제 1 투명전극(11) 및 제 2 투명전극(21)에서 발생한 자기장에 의하여 상면기질(10) 및 하면기질(20) 사이에 자력이 작용한다(S130). 제 1 투명전극(11) 및 제 2 투명전극(21)에서 발생한 자기장에 의해 상면기질(10) 및 하면기질(20)에 인력 또는 척력 등의 자력이 작용한다. Next, a magnetic force acts between the
마지막으로, 제어수단(40)이 제 1 투명전극(11) 및 제 2 투명전극(21)에 제공되는 전원을 제어하여 상면기질(10) 또는 하면기질(20)이 진동수 1Hz 내지 500Hz로 진동하도록 조절함으로써 사용자에게 진동 햅틱 피드백을 제공한다(S140).Finally, the control means 40 controls the power provided to the first
이때, 제어수단(40)은 제 1 투명전극(11) 및 제 2 투명전극(21)에 제공되는 전원을 제어하여 상면기질(10) 또는 하면기질(20)이 가청주파수 영역에서 진동하도록 조절함으로써 사용자에게 음향을 제공할 수 있다(S150).In this case, the control means 40 controls the power provided to the first
(제 2 실시예)(Second embodiment)
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전자기력발생 시스템의 제어방법에 따른 순서도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 제어수단(40)이 상면기질(10)에 가해지는 외력의 세기를 전자기유도현상을 이용하여 측정한다(S210). 이와 같이, 외력의 세기를 측정하는 방법을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.10 is a flowchart illustrating a control method of an electromagnetic force generating system according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 10, the control means 40 measures the strength of the external force applied to the
먼저, 제어수단(40)이 제 1 투명전극(11) 및 제 2 투명전극(21) 중 어느 하나에 전원을 제공한 상태에서 상면기질(10)에 외력을 가한다(S211). 사용자의 손가락을 통해 가해진 외력에 따라 상면기질(10)은 최초 위치에서 하방으로 이동한다. First, in a state in which the control means 40 supplies power to one of the first
다음으로, 제어수단(40)이 가해진 외력의 세기에 따른 제 1 투명전극(11)의 변형에 의해 제 1 투명전극(11) 또는 제 2 투명전극(21)에 유도되는 기전력을 기초로 외력의 세기를 측정한다(S212). 상면기질(10)이 최초 위치에서 하방으로 이동함에 따라 제 1 투명전극(11)이 변형하며 제 1 투명전극(11) 또는 제 2 투명전극(21)에 유도되는 기전력을 기초로 제어수단(40)에서 외력의 세기를 측정한다.Next, the external force is based on the electromotive force induced in the first
다음으로, 측정된 외력의 세기에 기초하여 제 1 투명전극(11) 및 제 2 투명전극(21)이 제어수단(40)으로부터 전원을 제공받아 자기장을 발생한다(S220).제어수단(40)에서 측정된 외력의 세기에 기초하여 제 1 투명전극(11) 및 제 2 투명전극(21)에서 전원을 제공받아 자기장이 발생한다. Next, the first
다음으로, 제 1 투명전극(11) 및 제 2 투명전극(21)에서 발생한 자기장에 의하여 상면기질(10) 및 하면기질(20) 사이에 자력이 작용한다(S230). 제 1 투명전극(11) 및 제 2 투명전극(21)에서 발생한 자기장에 의해 상면기질(10) 및 하면기질(20)에 인력 또는 척력 등의 자력이 작용한다. Next, a magnetic force acts between the
다음으로, 제어수단(40)이 제 1 투명전극(11) 및 제 2 투명전극(21)에 제공되는 전원을 제어하여 상면기질(10)의 이동을 억제함에 따라 외력에 대한 저항력인 강성을 발현하여 사용자에게 강성을 제공한다(S240).Next, the control means 40 controls the power provided to the first
이때, 제어수단(40)은 제 1 투명전극(11) 및 제 2 투명전극(21)에 제공되는 전원을 제어하여 상면기질(10) 또는 하면기질(20)이 가청주파수 영역에서 진동하도록 조절함으로써 사용자에게 음향을 제공할 수 있다(S250).In this case, the control means 40 controls the power provided to the first
마지막으로, 제어수단(40)이 상면기질(10)의 초기 위치로의 복원속도를 조절하기 위해 제 1 투명전극(11) 및 제 2 투명전극(21)에 제공되는 전원을 제어한다(S260).Finally, the control means 40 controls the power provided to the first
(제 3 실시예)(Third embodiment)
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전자기력발생 시스템의 제어방법에 따른 순서도이고, 도 12는 버튼 클릭 시 누르는 깊이와 힘의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 상면기질(10)에 외력이 가해져 소정의 깊이(A)까지 일방향으로 이동하는 동안 저항력이 증대된다(S310). 제어수단(40)은 상면기질(10)의 제 1 투명전극(11) 및 하면기질(20)의 제 2 투명전극(21) 사이에 척력이 작용하도록 제 2 투명전극(21)에 전원을 제공함으로써 저항력을 증대한다.11 is a flowchart illustrating a control method of an electromagnetic force generating system according to a third exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a graph showing a relationship between a depth and a force pressed when a button is clicked. As shown in FIGS. 11 and 12, an external force is applied to the
다음으로, 상면기질(10)이 외력에 의해 최초 소정의 깊이(A)로 일방향으로 이동한 깊이보다 더 이동(B)하는 동안 저항력이 최초 소정의 깊이(A)로 이동할 때 작용한 저항력보다 작은 크기로 일정하게 유지된다(S320). 이를 위해 제어수단(40) 은 상면기질(10)의 제 1 투명전극(11) 및 하면기질(20)의 제 2 투명전극(21) 사이에 약간의 인력이 작용하도록 전원을 인가하고 인가된 전원의 세기를 점차 증대하여 인력을 증대시킴으로써 저항력의 크기를 일정하게 유지한다.Next, while the
마지막으로, 상면기질(10)이 외력에 의해 저항력이 일정하게 유지되는 깊이(B)보다 일방향으로 더 이동하면 증대된 저항력이 발생된다(S330). 상면기질(10)이 저항력이 일정하게 유지되는 깊이를 넘어서 하방으로 이동하는 경우 제어수단(40)은 급격히 증대된 저항력이 발생하도록 제어한다. 일예로써, 제어수단(40)은 제 1 투명전극(11) 및 제 2 투명전극(21) 간에 척력이 작용하도록 인가가능한 최대 전원을 제 1 투명전극(11) 및 제 2 투명전극(21)에 인가한다. 이로 인해, 제 1 투명전극(11) 및 제 2 투명전극(21) 사이에는 최대 척력이 작용하여 사용자의 외력에 강하게 저항하는 강성을 구현하게 된다. 이러한 과정을 통해 사용자는 '딸각'하는 버튼 클릭감의 햅틱을 제공받을 수 있다. Finally, when the
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 권리범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 정해지며, 특허청구범위의 의미 및 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As described above, those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meanings and equivalent concepts of the claims should be construed as being included in the scope of the present invention.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.The following drawings, which are attached in this specification, illustrate the preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description thereof, serve to further understand the technical spirit of the present invention, and therefore, the present invention is limited only to the matters described in the drawings. It should not be interpreted.
도 1은 본 발명에 따른 전자기력발생 시스템의 분해사시도,1 is an exploded perspective view of an electromagnetic force generating system according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 전자기력발생 시스템의 결합사시도,2 is a perspective view of the electromagnetic force generation system according to the present invention;
도 3은 도 2의 A-A' 단면도,3 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 2;
도 4는 본 발명에 따른 전자기력발생 시스템을 이용한 햅틱제공장치의 사시도,4 is a perspective view of a haptic providing apparatus using an electromagnetic force generation system according to the present invention,
도 5는 본 발명에 따른 전자기력발생 시스템을 이용한 햅틱제공장치가 노트북의 터치패드로 사용된 경우의 사시도,5 is a perspective view of a case where a haptic providing device using an electromagnetic force generating system according to the present invention is used as a touch pad of a notebook,
도 6은 본 발명에 따른 전자기력발생 시스템을 이용한 햅틱제공장치가 휴대폰에 사용된 경우의 사시도,6 is a perspective view of a case where a haptic providing device using an electromagnetic force generating system according to the present invention is used in a mobile phone,
도 7은 본 발명에 따른 전자기력발생 시스템을 이용한 초소형 이동체의 사시도,7 is a perspective view of a micro moving object using the electromagnetic force generating system according to the present invention,
도 8은 본 발명에 따른 전자기력발생 시스템을 이용한 가변형 버튼의 사시도, 8 is a perspective view of a variable button using an electromagnetic force generation system according to the present invention;
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전자기력발생 시스템의 제어방법에 따른 순서도,9 is a flowchart according to a control method of an electromagnetic force generating system according to a first embodiment of the present invention;
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전자기력발생 시스템의 제어방법에 따른 순서도,10 is a flow chart according to the control method of the electromagnetic force generation system according to a second embodiment of the present invention,
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전자기력발생 시스템의 제어방법에 따른 순서도,11 is a flowchart according to a control method of an electromagnetic force generating system according to a third embodiment of the present invention;
도 12는 버튼 클릭 시 누르는 깊이와 힘의 관계를 나타낸 그래프이다.12 is a graph showing the relationship between the depth and the force pressed when the button is clicked.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1: 본 발명에 따른 전자기력발생 시스템1: electromagnetic force generating system according to the present invention
3: 노트북 4: 휴대폰3: notebook 4: mobile phone
5 : 사용자 입력장치 10: 상면기질5: user input device 10: upper substrate
11: 제 1 투명전극 12: 제 1 배선공11: first transparent electrode 12: first wiring hole
20: 하면기질 21: 제 2 투명전극20: lower substrate 21: second transparent electrode
22: 제 2 배선공 30: 연결수단22: second wiring hole 30: connecting means
40: 제어수단 41: 투명배선40: control means 41: transparent wiring
100: 햅틱제공장치 110 : 기판100: haptic providing device 110: the substrate
300 : 터치패드 400 : 터치 스크린300: touch pad 400: touch screen
500 : 초소형 이동체 600 : 가변형 버튼500: ultra-small moving object 600: variable button
610 : 버튼덮개610: button cover
Claims (21)
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