KR20140050369A

KR20140050369A - 압력 변화를 통한 촉각 피드백을 제공하는 터치 패널 및 그것의 동작 방법

Info

Publication number: KR20140050369A
Application number: KR1020120116708A
Authority: KR
Inventors: 김영성; 경기욱; 박선택; 박봉제; 윤성률; 이한샘; 최미정
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2012-10-19
Filing date: 2012-10-19
Publication date: 2014-04-29
Also published as: US20140111480A1; US9323328B2; KR102032336B1

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널은 광신호를 발생하는 광원부와 상기 광신호를 전달하는 광도파로와, 외부에서 인가되는 압력 세기에 따라 상기 광도파로와 접촉하여 상기 광신호를 수신하는 센싱부, 그리고 상기 센싱부를 지나 상기 광도파로를 통해 전달된 광신호를 수신하는 수광부를 포함하는 압력 감지부, 상기 압력 감지부에 접촉하고, 상기 센싱부에 가해지는 압력 세기에 따라 물질의 변형을 일으키는 액추에이터를 포함하되, 상기 액추에이터는 상기 압력 세기에 응답하여 진동을 통한 촉각 피드백을 제공한다.

Description

압력 변화를 통한 촉각 피드백을 제공하는 터치 패널 및 그것의 동작 방법{TOUCH PANEL PROVIDING TACTILE FEEDBACK IN RESPONSE TO VARIABLE PRESSURE AND OPERATION METHOD THEREOF}

본 발명은 터치 패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부에서 인가된 압력 세기에 따라 사용자에게 촉감을 피드백하는 터치 패널에 관한 것이다.

터치 패널은 주로 구현 방식에 따라 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식 등으로 분류할 수 있다. 저항막 및 정전용량 방식은 접촉에 의해서만 신호가 검출됨으로 근접 센싱을 필요로 하는 3D 디스플레이용으로는 적합하지 않다. 그리고 적외선 및 초음파 방식을 이용한 터치 패널은 소형화와 멀티 터치 기술을 구현하는데 적합하지 않다.

최근에 이러한 단점들을 보안하기 위하여 광도파로 기반의 터치 센서 기술이 개발되고 있다. 광 도파로 기반의 터치 센서 기술은 멀티 터치, 소형화가 가능하고, 필름형 구조로 구현이 가능하여 연성 터치 패널에 이용될 수 있는 기술이다.

그 중에서도, 압력 센서를 이용한 광도파로 기반의 터치 패널 기술이 개발되고 있다. 압력 센서를 이용한 터치 패널은 위치와 압력을 동시에 측정할 수 있을 뿐 아니라, 멀티-터치 기능이 가능하다. 그러나, 이러한 터치 패널은 촉각을 통한 입력 여부에 대한 느낌, 즉 입체감 또는 햅틱감(haptic feeling)을 사용자에게 전달해주지 못한다. 이에 따라, 사용자가 촉각을 전달받을 수 있는 다양한 방식의 터치 패널 방식이 개발되고 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 것으로, 압력 센서를 이용하여 촉각을 전달할 수 있는 광도파로 기반의 터치 패널을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 패널은 외부에서 인가되는 압력에 응답하여 제 1 광신호를 수신하고, 상기 수신된 제 1 광신호의 세기에 따라 위치 정보 및 압력 세기를 검출하는 압력 감지부, 상기 압력 감지부에 접촉하고, 상기 압력 세기에 비례하여 물질의 변형을 일으키는 액추에이터를 포함하되, 상기 액추에이터는 상기 압력 세기에 응답하여 진동을 통한 촉각 피드백을 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 패널의 동작 방법은 광도파로를 통해 전달되는 광신호를 수신하여 압력 세기 및 위치 정보를 감지하는 단계, 상기 인가된 압력 세기의 강도에 따라 액추에이터에 전류를 인가하는 단계, 상기 인가된 구동 전압에 따라 상기 액추에이터의 형상 변화가 발생하는 단계, 상기 액추에이터의 형상 변화에 응답하여 진동을 통한 촉감 피드백을 제공하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 외부로부터 가해진 터치 압력 세기에 따라 촉각 피드백을 감지할 수 있는 터치 패널이 제공된다. 이에 따라, 사용자는 터치 패널의 입력 유무를 촉각 피드백 기능을 통해 실시간으로 전달받을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널을 보여준다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 센싱부 상의 X-X' 부분을 따라 절단한 단면도를 보여준다.
도 4는 및 도 5는 도 1에 도시된 센싱부에 인가되는 압력 세기에 따른 광신호의 세기 변화를 보여준다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널이 전자 기기와 적용된 예를 보여준다.
도 7은 도 6에 도시된 터치 패널의 I-I' 부분을 따라 절단한 단면도를 보여준다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널이 전자 기기와 적용된 다른 예를 보여준다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널이 동작하는 순서도를 보여준다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 동일한 구성 요소들은 동일한 참조번호를 이용하여 인용될 것이다. 유사한 구성 요소들은 유사한 참조번호들을 이용하여 인용될 것이다. 아래에서 설명될 본 발명에 따른 터치 패널과, 그것에 의해 수행되는 동작은 예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널을 보여준다. 도 1을 참조하면, 터치 패널은 압력 감지부(100), 액추에이터(200), 및 기저부(300)를 포함한다. 그리고 본 발명에 따른 터치 패널은 광신호를 이용한 광 터치 패널로써 구현되어 사용될 수 있다.

압력 감지부(100)는 외부로부터 인가된 터치 입력에 응답하여 압력의 세기 및 위치 정보를 파악할 수 있다. 자세하게, 압력 감지부(100)는 광원부(110), 광도파로(120), 센싱부(130), 및 수광부(140)를 포함한다.

광원부(110)는 광신호를 생성하여 광도파로(120)에 전달한다. 광원부(110)는 광신호를 생성하는 다양한 소자를 포함할 수 있다. 또한, 투명한 소재에 광신호가 사용될 경우에는, 광원부(110)는 사용자의 시각을 통해 광신호가 인지되지 못하도록, 적외선 광신호를 이용할 수 있다.

광도파로(120)는 광원부(110)로부터 광신호를 전달받아 센싱부(130) 및 수광부(140)에 전달하는 역할을 한다. 그리고 광도파로(120)는 코어(Core) 및 코어를 감싸는 클래드(Clad)를 포함할 수 있다. 코어는 광원부(110)로부터 수신된 광신호를 전달한다. 그리고 이렇게 코어를 통해 광신호가 전달될 수 있기 위해, 코어의 굴절률이 클래드의 굴절률보다 크도록 제작한다. 또한, 하나의 광도파로(120)는 하나의 센싱부(130)와 일대일 대응되어 연결될 수 있게 제작된다.

센싱부(130)는 하나의 광도파로(120)에 접촉되게 연결되고, 외부에서 인가되는 압력의 세기에 따라 광도파로(120)를 지나는 광신호의 세기를 조절할 수 있다. 자세하게, 센싱부(130)는 외부로부터 직접적으로 터치가 입력되는 구간이다. 만약, 센싱부(130)를 통해 인가되는 터치의 압력 세기가 증가한다면, 센싱부(130)를 지나 전달되는 광신호의 세기는 줄어들게 된다. 다시 말해, 터치의 압력 세기가 증가함에 따라 광도파로(120)와 센싱부(130)의 접촉면적이 커지게 된다. 그리고 커진 접촉면적에 비례하여 센싱부(130)를 통해 전달되는 광신호의 양이 많아지기 때문에, 센싱부(130)를 지나서 수광부(140)로 전달되는 광신호의 세기는 줄어들게 된다.

또한, 마찬가지로 센싱부(130)를 통해 인가되는 터치의 압력 세기가 줄어든다면, 센싱부(130)를 지나서 수광부(140)로 전달되는 광신호의 세기는 증가하게 될 것이다. 그리고 여기서 하나의 센싱부(130)를 예로 들어 설명하였지만, 센싱부(130)의 수는 이에 국한되지 않으며, 복수의 수로 구비될 수 있다.

수광부(140)는 센싱부(130)를 지나서 광도파로(120)를 통해 전달되는 광신호를 수신한다. 그리고 수광부(140)는 광신호의 세기를 측정하는 복수의 광 검출기(미도시)들을 포함한다. 수광부(140)에 구비된 광 검출기는 수신된 광신호의 세기에 대응하여 압력 세기 및 위치 정보를 측정한다. 또한, 수광부(140)에 포함된 하나의 광 검출기는 하나의 센싱부(130)를 지나는 하나의 광 도파로(120)와 연결될 수 있다.

또한, 압력 감지부(100)에 포함된 각 구성 요소들은 투명하며 플렉서블한 고분자(polymer) 소재의 물질로 구현될 수 있다.

액추에이터(200)는 압력 감지부(100)에 접촉되게 위치하며, 외로부로부터 인가된 터치 입력에 대해 진동을 통한 촉각 피드백을 제공할 수 있다. 그리고 예시적으로, 액추에이터(200)는 투명하며 플렉서블한 소재의 물질인 전기 활성 고분자(Electro active polymer: 이하, EAP)로 구성되는 것으로 가정한다. 이와 같은 전기 활성 고분자(EAP)는 인가되는 구동 전압에 따라 변형량 조절이 가능하며, 전기 자극에 의해 팽창, 수축, 및 휨 현상 등 큰 변형률을 일으키는 전기적 특성을 갖는다.

그리고 액추에이터(200)는 외부 터치 입력에 대한 압력 세기의 신호를 압력 감지부(100)로부터 수신하여, 전기 활성 고분자(EAP)에 구동 전압을 인가하는 전극부(미도시)를 포함한다. 그리고 전극부는 전기 활성 고분자(EAP)의 양 방향에 각각 접촉되게 위치한다. 두 개의 전극부는 서로 반대되는 전위를 전기 활성 고분자(EAP)에 각각 공급한다. 여기서 반대되는 전위란, 양 전극이 (+,-), (-,+)등 서로 전극이 반대되는 것을 의미한다. 전극부로부터 서로 반대되는 두 개의 전위가 인가됨에 따라, 전기 활성 고분자(EAP)는 물질의 변형을 일으킨다.

또한, 전극부도 압력 감지부(100)와 같은 투명하고 플렉서블한 소재의 물질로써 구현될 수 있다. 그리고 액추에이터(200)를 구성하는 물질은 전기 활성 고분자(EAP)에 국한되지 않으며, 다양한 소재의 물질이 사용될 수 있다.

기저부(300)는 압력 감지부(100) 및 액추에이터(200)를 지지하는 역할을 한다. 예를 들어, 기저부(300)는 전자 기기의 플랫폼으로 구현될 수 있다. 마찬가지로, 기저부(300) 역시 투명하며 플렉서블한 소재의 물질로써 구현될 수 있다.

이와 같이, 압력 감지부(100)는 외부에서 인가되는 압력에 대해 세기를 감지하고, 감지된 압력 세기에 응답하여 액추에이터(200)에 구동 전압을 제공한다. 이에 따라, 액추에이터(200)는 수신된 구동 전압에 응답하여 물질의 변형을 일으킨다. 이로 인해, 사용자는 터치한 세기에 따라 진동을 통한 촉감 피드백을 전달받을 수 있다.

도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 센싱부 상의 X-X' 부분을 따라 절단한 단면도를 보여준다. 먼저 도 2를 참조하면, 액추에이터(200) 및 압력 감지부(100)를 지지하는 기저부(300)층의 가장 하단에 위치한다. 기저부(300)층의 상단에 액추에이터(200)층이 구비되고, 액추에이터(200)층의 상단에 광도파로(120)층이 구비된다. 그리고 액추에이터(200)층을 구성하는 물질은 광도파로(120)층을 구성하는 물질의 굴절률 보다 낮도록 제작된다. 이에 따라, 광원부(110, 도1 참조)에서 공급되는 광신호가 외부로 산란되지 않고, 광도파로(120)를 통해서만 전달될 수 있다.

또한, 센싱부(130)는 하부층(131), 상부층(132), 및 돌출부(133)를 포함한다. 하부층(131)은 광도파로(120)층 상단에 위치하며, 광도파로(120)를 구성하는 물질의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가지도록 제작된다. 이에 따라, 광도파로(120)를 통해 전달되는 광신호가 하부층(131)을 통해 산란되지 못한다. 그리고 하부층(131)의 어느 한 구간, 즉, 외부로부터 직접적으로 압력이 작용하는 부분에 홈이 형성될 수 있다.

상부층(132)은 하부층(131)의 상단에 위치하며, 광도파로(120)층을 구성하는 물질의 굴절률과 같거나 더 높은 물질로써 제작될 수 있다. 또한, 상부층(132)은 하부층(131)에 구비된 홈을 통해 돌출부(133)를 가진다. 마찬가지로, 돌출부(133)도 광도파로(120)층을 구성하는 물질의 굴절률과 같거나 더 높은 물질로서 제작될 수 있다. 또한, 돌출부(133)는 외부로부터 인가된 터치 입력에 따라 광도파로(120)층과 접촉될 수 있다. 만약, 돌출부(133)에 인가되는 터치 압력의 세기가 증가한다면, 돌출부(133)와 광도파로(120)층과의 접촉되는 면적이 커지게 된다. 이에 따라, 돌출부(133)를 통해 산란되는 광신호의 양이 증가하게 되어 광도파로(120)층을 통해 전달되는 광신호의 세기가 줄어들게 된다.

다시 말해, 광도파로(120)층을 통해 전달되는 광신호는 하부층(131)을 통해서는 외부로 산란되지 못한다. 그러나, 광도파로(120)층의 굴절률보다 높은 물질로 구성된 돌출부(133)가 외부로부터의 터치 압력의 세기에 따라 광도파로(120)에 접촉하면, 접촉면적에 따라 광신호는 돌출부(133)를 통해 일부 산란된다.

도 3은 본 발명에 따른 센싱부의 다른 실시 예를 보여준다. 도 3을 참조하면, 센싱부(130)는 하부층(131) 및 상부층(132)을 포함한다. 도 2와 달리, 도 3에 도시된 하부층(141)은 도 2에 도시된 하부층(131)보다 얇게 제작되어 광도파로(120)층 상단에 위치한다. 그리고 하부층(141)이 얇게 제작됨에 따라 센싱부(140)에는 돌출부가 형성되지 않는다(143). 이처럼 하부층(141)이 얇게 제작되어, 외부로부터 인가된 터치 압력에 따라 하부층(141)의 일부분이 광도파로(120)층에 접촉될 수 있다.

이와 같이, 하부층(141)은 두께를 얇게 제작함으로써 돌출부를 갖지 않는 센싱부(140)가 제작된다. 그러나, 센싱부(140)의 구조는 이에 국한되지 않으며, 사용 용도에 따라 다양한 형상으로 제작될 수 있다. 다시 말해, 센싱부(140)는 외부로부터 인가된 압력을 측정하기에 편리한 구조로 다양하게 변화될 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)에 구비된 돌출부의 가장 하단 부분이 뾰족한 형태로 바뀔 수도 있다.

도 4는 및 도 5는 도 1에 도시된 센싱부에 인가되는 압력 세기에 따른 광신호의 세기 변화를 보여준다. 도 4를 참조하면, 외부로부터 인가된 압력에 따라 상부층(152)은 압력 세기를 받게된다. 예를 들어, 상부층(153)이 외부로부터 인가된 압력에 따라 'd1' 거리 만큼의 압력 세기를 받게되면, 인가된 압력 세기에 비례하여 상부층(152)에 구비된 돌출부(153)는 하부층(152)의 홈을 통해 광도파로(120)층과 접촉하게 된다. 광도파로(120)층을 통해 전달되는 광신호의 세기가 100퍼센트라고 가정하면, 'd1' 거리 만큼의 압력 세기에 따라 광도파로(120)층과 접촉한 돌출부(153)를 통해 20퍼센트의 광신호가 산란된다.

도 5를 참조하면, 상부층(163)이 외부로부터 인가된 압력에 따라 'd2'거리 만큼의 압력 세기를 받게되면, 인가된 압력 세기에 비례하여 상부층(162)에 구비된 돌출부(163)는 하부층(161)의 홈을 통해 광도파로(120)층과 접촉하게 된다. 마찬가지로, 광도파로(120)층을 통해 전달되는 광신호의 세기가 100퍼센트라고 가정하면, 'd2'거리 만큼의 압력 세기에 따라 광도파로(120)층과 접촉한 돌출부(163)를 통해 40퍼센트의 광신호가 산란된다.

또한, 센싱부(130, 도1참조)에 포함된 상부층(132)은 광도파로(120) 물질의 굴절률보다 높은 물질로써 제작된다. 이에 따라, 상부층(132)이 광도파로(120)와 접촉하였을 경우, 광도파로(120)를 통해 이동하던 광신호가 상부층(132)을 통해 산란될 수 있다. 그리고 도 4 및 도 5에 설명된 예시를 참조하면, 외부로부터 인가된 압력이 클수록, 돌출부(133)와 광도파로(120)와의 접촉하는 면적이 커지게 된다. 다시 말해, 돌출부(133)가 광도파로(120)와 접촉하는 면적이 클수록, 돌출부(133)를 통해 산란되는 광신호의 양이 증가하게 된다.

이와 같이, 외부로부터 인가된 압력의 세기에 따라 수광부(140, 도1 참조)에 수신되는 광신호의 세기가 변화된다. 그리고 수광부(140)는 수신된 광신호의 세기에 기초하여, 터치 패널의 위치 정보 및 전극부(미도시)에 인가할 구동 전압의 세기를 검출한다. 그리고 전극부는 수광부(140)에서 검출된 구동 전압의 세기에 응답하여외부 전원(미도시)으로부터 전기 활성 고분자(EAP)에 인가할 구동 전압을 수신한다. 여기서, 외부 전원(미도시)이란 전극부에 구동 전압을 인가하는 전원 장치로써, 터치 패널의 어느 일부분에 위치한다. 이에 따라, 사용자는 터치한 압력 세기에 따라 촉각 피드백을 전달받을 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널이 터치 스크린 종류의 전자 기기에 적용된 예를 보여준다. 도 6을 참조하면, 터치 스크린(400)은 압력 감지부(100, 도1 참조)를 기반으로 동작되며, 터치되는 압력 세기에 따라 사용자에게 진동을 통한 촉감 피드백을 전달한다.

예를 들어, 기존의 터치 스크린상에서의 자판 기능을 살펴보면, 사용자는 입력한 내용이 정확한지 확인하기 위해, 디스플레이에 표시된 내용을 봐야 알 수 있다. 그러나, 본 발명의 터치 패널이 구현된 터치 스크린은 사용자가 입력한 내용에 대해 디스플레이에 표시된 내용을 보지 않고도 입력 내용이 정확히 수행되었는지 파악할 수 있다. 도 7을 참조하여 자세히 설명한다.

도 7은 도 6에 도시된 터치 패널의 I-I' 부분을 따라 절단한 단면도를 보여준다. 도 7을 참조하면, 터치 스크린(400, 도6 참조)은 압력 감지부(410), 액추에이터(420), 및 기저부(430)를 포함한다.

먼저, 사용자가 터치 스크린(400)상에 구비된 자판의 어느 일부분에 터치를 입력하면, 압력 감지부(410)는 입력된 터치에 대해 압력 세기 및 위치 정보를 파악한다. 그리고 압력 감지부(410)는 입력된 압력 세기에 따라 액추에이터(420)에 구동 전압을 전달한다. 액추에이터(420)는 인가된 전류 신호에 응답하여 수직 방향 또는 수평 방향으로 형상이 변화한다. 이를 통해, 사용자는 촉감 피드백을 전달받을 수 있다.

예를 들어, 사용자가 자판 버튼의 "ㄲ" 버튼을 누른다고 가정하자. 사용자가 자판 버튼의 "ㄲ" 버튼에 일정 이상의 압력을 가하게 되면, 압력 감지부(410)로부터 전달된 전류 신호에 따라 액추에이터(420)는 두 번의 약한 진동을 발생하여 사용자에게 전달한다. 이로 인해, 사용자는 디스플레이 상에 "ㄲ" 내용이 입력되었음을 알 수 있다. 여기서 "ㄲ" 버튼에 대해 예시를 하였지만, 이는 이에 국한되지 않는다. 다시 말해, 본 발명의 터치 패널이 적용된 터치 스크린(400)은 자판에 형성된 모든 입력 버튼에 대해 특정한 촉감 피드백을 제공할 수 있다.

또한, 기저부(430)는 전자 기기의 플랫폼 등으로 구현되어 압력 감지부(410) 및 액추에이터(420)를 지지한다.

이처럼, 액추에이터(200)는 압력 감지부(100)의 하단에 매트릭스의 형태로 전기 활성 고분자(EAP)가 위치하여 각 입력 버튼에 대해 다른 촉감 피드백을 제공할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널이 전자 기기와 적용된 다른 예를 보여준다. 도 8를 참조하면, 터치 패널이 비디오 게임의 터치 스크린(500)에 적용된 것이다. 터치 스크린(500)은 비디오 게임이 영상되는 표시부(510) 상에 액셀레이터(520) 및 브레이크(520)가 표시된다.

사용자가 게임상에서 액셀레이터(520)에 압력을 가하게 되면, 인가된 압력에 응답하여 압력 감지부(100, 도1 참조)는 액추에이터(200, 도1 참조)에 구동 전압을 전달한다. 이에 따라, 사용자는 단계적인 진동을 통한 촉감 피드백을 전달받을 수 있다. 또한, 사용자는 브레이크(520)에 인가한 압력에 따라 단계적인 촉감 피드백을 전달받을 수 있다.

이와 같이, 사용자는 본 발명에 따른 터치 패널이 구현된 전자 기기에 대해 입력한 압력 세기에 따라 촉감 피드백을 제공받을 수 있다. 이에 따라, 사용자는 보다 정확한 터치 기능을 수행할 수 있으며, 입체적인 느낌을 전달받을 수 있다. 또한, 이러한 터치 패널이 구현된 전지 기기로는 터치 스크린뿐만 아니라 게임용 패널, 현관 도어락 비밀 번호 셋팅 등에 다양하게 구현될 수 있다.

또한, 또한, 컨트롤러(미도시)는 터치 패널 및 전자 기기의 어느 일 부분에 포함되어 동작할 수 있다. 다시 말해, 컨트롤러는 터치 패널의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러는 수광부(140, 도1 참조)에 전달된 광신호의 세기에 따라 발생된 구동 전압을 액추에이터(200)의 전극부로 전달할 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널이 동작하는 순서도를 보여준다. 도 9를 참조하면, S110 단계에서는, 외부에서 인가된 터치 압력 세기에 따라 수광부(140, 도1 참조)는 위치 정보 및 압력 세기를 검출한다.

자세하게, 외부에서 인가된 터치 압력의 세기가 증가하면, 센싱부(130)에 구비된 돌출부(133, 도2 참조)와 광도파로(120)가 접촉하는 면적이 넓어진다. 이에 따라, 광도파로(120)를 통해 전달되는 광신호가 돌출부(133)를 통해 일부 산란되어, 수광부(140)는 줄어든 광신호의 세기를 검출한다. 이렇게 수광부(140)에서 측정된 광신호의 세기에 따라 외부에서 인가된 압력 세기 및 위치 정보가 검출될 수 있다.

S120 단계에서는, 컨트롤러(미도시)는 수광부(140)로부터 검출된 압력 세기에 따라 구동 전압을 발생하여, 액추에이터(200)에 구비된 전극부(미도시)에 전달한다. 전극부는 액추에이터(200)를 구성하는 전기 활성 고분자(EAP)의 양 측면에 부착되어 구동 전압을 인가한다.

S130 단계에서는, 액추에이터(200)를 구성하는 전기 활성 고분자(EAP)는 전극부로부터 인가된 구동 전압에 따라 물질의 변형을 일으킨다. 다시 말해, 전기 활성 고분자(EAP)는 인가되는 구동 전압의 세기에 따라 물질의 변형하는 정도가 달라진다. 만약, 전기 활성 고분자(EAP)에 인가되는 구동 전압의 세기가 증가한다면, 전기 활성 고분자(EAP)는 더욱 크게 물질의 변형을 일으킨다.

S140 단계에서는, 사용자는 전기 활성 고분자(EAP)의 물질 변형을 통해 진동을 통한 촉감 피드백을 제공받을 수 있다. 이처럼, 사용자는 입력한 터치 세기에 따라 단계적으로 촉감 피드백을 제공받을 수 있다. 이에 따라, 사용자는 보다 정확한 입력이 가능한 터치 기능을 수행할 수 있으며, 입체감을 전달받을 수 있는 터치 기능을 사용할 수 있다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100: 압력 감지부 200: 액추에이터
110: 광원부 300: 기저부
120: 광도파로
130: 센싱부
140: 수광부

Claims

외부에서 인가되는 압력에 응답하여 제 1 광신호를 수신하고, 상기 수신된 제 1 광신호의 세기에 따라 위치 정보 또는 압력 세기를 검출하는 압력 감지부; 및
상기 압력 감지부에 접촉하고, 상기 압력 세기에 비례하여 물질의 변형을 일으키는 액추에이터를 포함하되,
상기 액추에이터는 상기 압력 세기에 응답하여 진동을 통한 촉각 피드백을 제공하는 터치 패널.
제 1 항에 있어서,
상기 압력 감지부 및 상기 액추에이터를 지지하는 기저부를 더 포함하는 터치 패널.
제 1 항에 있어서,
상기 압력 감지부는,
광신호를 발생하는 광원부;
상기 광신호를 전달하는 광도파로;
상기 광도파로와 접촉하고, 상기 외부에서 인가되는 압력에 비례하여 상기 광도파로를 통해 제 2 광신호를 수신하는 센싱부; 및
상기 센싱부를 지나서 전달되는 상기 제 1 광신호를 수신하는 수광부를 포함하되,
상기 압력 감지부는 투명하며, 외부 압력에 대해 변형이 가능한 물질로 구성되는 터치 패널.
제 3 항에 있어서,
상기 위치 정보 및 상기 압력 세기는 상기 수광부에서 수신된 상기 제 1 광신호의 세기에 따라 검출되는 터치 패널.
제 3 항에 있어서,
상기 센싱부는, 적어도 하나의 홈을 갖는 하부층과, 상기 하부층 상단에 위치하며 상기 홈을 통해 돌출부를 형성하는 상부층을 포함하는 터치 패널.
제 5 항에 있어서,
상기 하부층은 상기 광도파로의 굴절률보다 낮은 물질로 제작되고, 상기 상부층은 상기 광도파로의 굴절률보다 높은 물질로 제작되는 터치 패널.
제 6 항에 있어서,
상기 상부층에 형성된 돌출부는 상기 외부에서 인가된 압력 세기에 따라 상기 광도파로와 접촉하는 면적이 달라지는 터치 패널.
제 1 항에 있어서,
상기 액추에이터는 상기 압력 세기에 응답하여 구동 전압을 발생하는 전극부를 포함하는 터치 패널.
제 8 항에 있어서,
상기 전극부에서 발생되는 상기 구동 전압에 응답하여 상기 액추에이터의 형상 변화가 발생하는 터치 패널.
제 9 항에 있어서,
상기 전극부는 투명하고 플렉시블한 물질로 구성되는 터치 패널.
전자 기기에 적용되어 구현되는 터치 패널의 동작 방법에 있어서,
광도파로를 통해 전달되는 제 1 광신호를 수신하여 압력 세기 또는 위치 정보를 감지하는 단계;
상기 감지된 압력 세기의 강도에 따라 액추에이터에 구동 전압을 인가하는 단계;
상기 인가된 구동 전압에 따라 상기 액추에이터의 형상 변화가 발생하는 단계; 및
상기 액추에이터의 형상 변화에 응답하여 진동을 통한 촉감 피드백을 제공하는 단계를 포함하는 터치 패널의 동작 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 광도파로에 접촉하는 센싱부는 외부로부터 인가된 터치 입력에 따라 제 2 광신호의 일부를 수신하는 터치 패널의 동작 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 액추에이터의 형상 변화가 발생하는 단계는,
상기 감지된 압력 세기에 따라 상기 액추에이터에 인가할 상기 구동 전압을 결정하는 단계; 및
상기 구동 전압을 상기 액추에이터에 구비된 전극부에 공급하는 단계로 구성되는 터치 패널의 동작 방법.