KR20200130208A

KR20200130208A - Tactile supply device

Info

Publication number: KR20200130208A
Application number: KR1020200146754A
Authority: KR
Inventors: 도승훈; 김형준
Original assignee: 주식회사 씨케이머티리얼즈랩
Priority date: 2014-09-29
Filing date: 2020-11-05
Publication date: 2020-11-18
Also published as: KR20160037728A; KR102321281B1; KR102315579B1; KR20160037729A

Abstract

The present invention relates to a tactile sensation providing device, and more particularly, to a tactile sensation providing device for providing various tactile sensations to a user by using a tactile sensation transmission part (1) including magnetic particles. The tactile providing device comprises: a tactile transmission part (1) composed of magnetic particles (2) and matrix materials (3); and a magnetic field generating part (200) for generating a magnetic field to deform the tactile transmission part (1).

Description

촉각 제공 장치{Tactile supply device}Tactile supply device

본 발명은 촉각 제공 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 자성 입자를 포함한 소재를 이용하여, 외부 자기장 인가에 따른 형상 변화로써 사용자에게 다양한 촉감을 제공하는 촉각 제공 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a tactile sensation providing device, and more particularly, to a tactile sensation providing device using a material including magnetic particles and providing various tactile sensations to a user by changing a shape according to application of an external magnetic field.

햅틱스(Haptics)는 촉감에 관한 기술로서, 구체적으로 전자기기의 사용자에게 키보드, 마우스, 조이스틱, 및 터치스크린 등을 통해 촉각과 힘, 운동감 등을 느끼게 하는 기술을 말한다. 기존에는 전자기기와 인간이 정보를 주고 받을 때 시각적인 전달이 주를 이루었으나, 최근 들어 더욱 구체적이고 실감나는 정보 전달을 위해 햅틱 기술이 주목 받고 있다.Haptics is a technology related to tactile sensation, and specifically refers to a technology that allows users of electronic devices to feel tactile sensation, strength, and motion through a keyboard, mouse, joystick, and touch screen. In the past, when electronic devices and humans exchange information, visual transmission has been the main focus, but in recent years, haptic technology is drawing attention for more specific and realistic information delivery.

일반적으로 햅틱 기술을 위한 액츄에이터(Actuator)로는 관성형 액츄에이터,압전 액츄에이터, 전기활성 폴리머(Electro Active Polymer, EAP) 액츄에이터, 정전기력 액츄에이터 등이 사용된다. 관성형 액츄에이터는 모터가 회전할 때 발생하는 편심력으로 진동하는 편심 모터, 공진주파수를 이용하여 진동의 세기를 최대화 시키는 선형 공진 액츄에이터(Linear Resonant Actuator, LRA)가 있다. 압전 액츄에이터는 빔(Beam) 형태나 디스크(Disk) 형태를 가지고, 전기장에 의해 순간적으로 크기나 모양이 변하는 압전 소자를 이용해 구동한다. 전기활성 폴리머 액츄에이터는 전기활성 폴리머 필름 위에 질량체를 붙여 질량체의 반복된 움직임에 의해 진동을 생성한다. 정전기력 액츄에이터는 서로 다른 전하가 충전된 두 장의 유리면 사이에서 발생하는 인력과 동일한 종류의 전하가 충전될 때 발생하는 척력을 이용하여 구동한다.In general, as actuators for haptic technology, inertial actuators, piezoelectric actuators, electroactive polymer (EAP) actuators, and electrostatic force actuators are used. Inertial actuators include an eccentric motor that vibrates with an eccentric force generated when the motor rotates, and a Linear Resonant Actuator (LRA) that maximizes the intensity of vibration by using a resonance frequency. The piezoelectric actuator has a shape of a beam or a disk, and is driven using a piezoelectric element that changes in size or shape instantaneously by an electric field. The electroactive polymer actuator attaches a mass on the electroactive polymer film and generates vibrations by repeated movement of the mass. The electrostatic force actuator is driven by using the attractive force generated between two glass surfaces charged with different charges and the repulsive force generated when the same type of charge is charged.

한편, 종래기술인 햅택 장치에 대하여 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0118584호(명칭: 투명한 합성 압전 조합된 터치 센서 및 햅틱 액추에이터)에 개시되어 있으며, 도 1은 종래기술인 햅택 장치의 사시도를 도시한 개략도이다.Meanwhile, a conventional haptic device is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2011-0118584 (name: a transparent synthetic piezoelectric combined touch sensor and a haptic actuator), and FIG. 1 is a perspective view showing a conventional haptic device. It is a schematic diagram.

햅틱 장치에서 센서로서 기능하도록 구성된 층 및 액츄에이터로서 기능하도록 구성된 층은 합성 압전 액츄에이터/센서 셀의 형태로 된 단일 모듈로 결합될 수 있다. 여기서, 도 1은 합성 압전 액츄에이터/센서 셀(5)의 단면을 그것의 관련 전극들(6)과 함께 도시하고 있다. 합성 압전 셀(5)은 에폭시 물질과 같은 구조용 접착제(structural adhesive)(7b) 내의 압전 세라믹 파이버들(piezoceramic fibers)(7a)의 어레이를 포함한다. 전극들(6) 각각은, 2개의 연속하는 전극(6) 사이에 도시된 구조용 접착제(7b) 내에 삽입된 파이버들(7a)의 각각의 패치(patch)가 작동되어, 대응하는 위치에서 국부화된 햅틱 효과를 발생시킬 수 있도록, 개별 제어 신호를 송신하기 위해 이용될 수 있다. 화살표(8)는 분극된 압전 세라믹 물질이 인가된 전기장에 의해 어떻게 확장 또는 수축하는지를 나타낸 것이고, 화살표(9)는 전극들(6)에 의해 발생된 압전 세라믹 분극을 나타낸 것이다.In a haptic device, a layer configured to function as a sensor and a layer configured to function as an actuator may be combined into a single module in the form of a synthetic piezoelectric actuator/sensor cell. Here, FIG. 1 shows a cross section of a synthetic piezoelectric actuator/sensor cell 5 with its associated electrodes 6. The synthetic piezoelectric cell 5 comprises an array of piezoceramic fibers 7a in a structural adhesive 7b such as an epoxy material. Each of the electrodes 6 is localized at a corresponding position by actuating a respective patch of fibers 7a inserted in the structural adhesive 7b shown between two consecutive electrodes 6 It can be used to transmit individual control signals so as to generate a haptic effect. Arrow 8 shows how the polarized piezoelectric ceramic material expands or contracts by the applied electric field, and arrow 9 shows the piezoelectric ceramic polarization generated by the electrodes 6.

그러나, 위와 같은 종래의 햅틱 기술은 단순한 진동을 전달하는 것에 불과하여, 감성적인 촉감 전달 또는 복잡한 문자 정보 등의 전달에는 한계가 있다. 따라서, 단순한 진동을 전달하는 것에서 나아가 더욱 감성적인 전달 및 더욱 복잡한 정보를 효과적으로 전달할 수 있는 촉각 전달 구조에 대한 연구가 필요한 실정이다.However, the conventional haptic technology as described above only transmits a simple vibration, and thus, there is a limitation in transmitting an emotional touch or complex text information. Accordingly, there is a need for a study on a tactile transmission structure capable of effectively transmitting more sensitive and more complex information beyond simple vibration transmission.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 다양한 촉감을 더욱 감성적으로 전달할 수 있는 촉각 제공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been devised to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to provide a tactile sensation providing device capable of more emotionally transmitting various tactile sensations.

또한, 본 발명은 적어도 하나의 셀 형태로 촉감부를 구성함으로써, 알람(Alarm) 등의 단순한 신호뿐 아니라 문자, 도형 등의 더욱 복잡한 정보를 촉각 정보로서 효과적으로 전달할 수 있는 촉각 제공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, it is an object of the present invention to provide a tactile sensation providing device capable of effectively transmitting not only simple signals such as an alarm, but also more complex information such as characters and figures as tactile information by configuring the tactile part in at least one cell form. To do.

또한, 본 발명은 자성 입자를 포함하는 소재를 이용한 촉각 전달부를 다양한 형상으로 변경함으로써, 외부 자기장에 의해 진동, 스침, 조임, 때림, 누름, 두드림, 또는 기울어짐 등 다양한 촉감을 사용자에게 전달하는 것이 가능한 촉각 제공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention is to transmit various tactile sensations such as vibration, grazing, tightening, striking, pressing, tapping, or tilting by an external magnetic field by changing the tactile transmission unit using a material containing magnetic particles into various shapes. It is an object of the present invention to provide a device for providing tactile sensation.

또한, 본 발명은 전자기기 전체 또는 국부에 촉감을 제공하고, 상황에 따라 촉감 발생 위치를 가변하는 촉각 제공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a tactile sensation providing apparatus that provides a tactile sensation to the entire or local electronic device, and changes a tactile sensation generation position according to a situation.

또한, 본 발명은 IT 분야의 모바일 기기 및 터치스크린 기기, 콘솔 게임기 등에서 실시간 촉각 전달에 적용될 수 있고, 자동차 산업에서 차선이탈 경고 시스템, 전면 추돌 방지 시스템, 과속방지 시스템 등 운전 보조 정보 피드백 시스템 등에 적용될 수 있으며, 의료 분야에서도 맥진기, 사람 이의 압력 분포 측정, 수술용 로봇 등에서 촉감을 효과적으로 전달하는 촉각 제공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention can be applied to real-time tactile transmission in mobile devices, touch screen devices, and console game machines in the IT field, and applied to driving assistance information feedback systems such as lane departure warning systems, front collision prevention systems, and speeding prevention systems in the automotive industry. In the medical field, an object of the present invention is to provide a tactile sensation providing device that effectively transmits tactile sensation in a pulsator, measuring a pressure distribution of a person, and a surgical robot.

본 발명의 상기의 목적은, 자성 입자 및 매트릭스 소재로 구성된 촉각 전달부; 및 상기 촉각 전달부를 변형시키기 위해 자기장을 발생시키는 자기장 생성부를 포함하는 촉각 제공 장치에 의해 달성된다.The object of the present invention is a tactile transmission unit composed of magnetic particles and a matrix material; And a magnetic field generating unit that generates a magnetic field to deform the tactile sensation transmitting unit.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 다양한 촉감을 더욱 감성적으로 전달할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention configured as described above, there is an effect that can more emotionally deliver various tactile sensations.

또한, 본 발명에 따르면, 적어도 하나의 셀 형태로 촉감부를 구성함으로써, 알람 등의 단순한 신호뿐 아니라 문자, 도형 등의 더욱 복잡한 정보를 촉각 정보로서 효과적으로 전달할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, by configuring the tactile part in the form of at least one cell, there is an effect of effectively transmitting not only simple signals such as an alarm, but more complex information such as texts and figures as tactile information.

또한, 본 발명에 따르면, 자성 입자를 포함하는 소재를 이용한 촉각 전달부를 다양한 형상으로 변경함으로써, 외부 자기장에 의해 진동, 스침, 조임, 때림, 누름, 두드림, 또는 기울어짐 등 다양한 촉감을 사용자에게 전달할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, by changing the tactile transmission unit using a material containing magnetic particles into various shapes, various tactile sensations such as vibration, grazing, tightening, striking, pressing, tapping, or tilting by an external magnetic field are transmitted to the user. It can have an effect.

또한, 본 발명에 따르면, 촉각 전달부는 전자기기 전체 또는 국부에 촉감을 제공하고, 상황에 따라 촉감 발생 위치를 가변할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, there is an effect that the tactile transmission unit provides a tactile sensation to the entire electronic device or to a local portion, and the tactile sensation generation location can be varied according to the situation.

또한, 본 발명에 따르면, IT 분야의 모바일 기기 및 터치스크린 기기, 콘솔 게임기 등에서 실시간 촉각 전달에 적용될 수 있고, 자동차 산업에서 차선이탈 경고 시스템, 전면 추돌 방지 시스템, 과속방지 시스템 등 운전 보조 정보 피드백 시스템 등에 적용될 수 있으며, 의료 분야에서도 맥진기, 사람 이의 압력 분포 측정, 수술용 로봇 등에서 촉감을 효과적으로 전달할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, it can be applied to real-time tactile transmission in mobile devices, touch screen devices, and console game consoles in the IT field, and a driving assistance information feedback system such as a lane departure warning system, a front collision prevention system, and a speeding prevention system in the automobile industry. It can be applied to, etc., and in the medical field, there is an effect that can effectively transmit tactile sensation in a pulsator, measuring the pressure distribution of a person's teeth, and a surgical robot.

도 1은 종래기술인 햅택 장치의 사시도를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 제공 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 전달부의 외부 자기장에 따른 형상 변화를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 전달부의 형상 변화를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 촉각 전달부의 외부 자기장에 따른 촉각 제공 과정을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 촉각 전달부의 외부 자기장에 따른 촉각 제공 과정을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 전달부의 다양한 형상을 나타내는 도면이다.
도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 제공 장치의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 셀을 포함하는 촉감부를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 격벽이 형성된 촉감부를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 생성부의 코일 유닛의 배치를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기장 생성부의 코일 유닛의 배치를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 정보 제공 장치의 동작 과정을 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 촉각 전달부로 구성된 복수의 셀 구조를 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 촉각 전달부로 구성된 복수의 셀 동작을 도시한 도면이다.
도 16는 본 발명의 제4 실시예에 따른 촉각 전달부로 구성된 복수의 셀 구조를 도시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 제4 실시예에 따른 촉각 전달부로 구성된 복수의 셀 동작을 도시한 도면이다.
도 18은 본 발명의 제5 실시예에 따른 촉각 전달부로 구성된 복수의 셀 구조를 도시한 도면이다.
도 19은 본 발명의 제5 실시예에 따른 촉각 전달부로 구성된 복수의 셀 동작을 도시한 도면이다.1 is a schematic diagram showing a perspective view of a conventional haptic device.
2 is a diagram showing a schematic configuration of an apparatus for providing tactile sensation according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a shape change according to an external magnetic field of a tactile transmission unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a shape change of the tactile transmission unit according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a process of providing tactile sensation according to an external magnetic field of a tactile sensation transmission unit according to the first embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a process of providing a tactile sense according to an external magnetic field of a tactile sensor according to a second embodiment of the present invention.
7 is a view showing various shapes of a tactile transmission unit according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing the overall configuration of a tactile sense providing apparatus according to an embodiment of the present invention.
9 is a view showing a tactile part including a plurality of cells according to an embodiment of the present invention.
10 is a view showing a tactile part in which a cell partition wall is formed according to an embodiment of the present invention.
11 is a diagram illustrating an arrangement of a coil unit of a magnetic field generator according to an embodiment of the present invention.
12 is a diagram showing an arrangement of a coil unit of a magnetic field generator according to another embodiment of the present invention.
13 is a diagram illustrating an operation process of an apparatus for providing tactile information according to an embodiment of the present invention.
14 is a diagram showing a structure of a plurality of cells including a tactile transmission unit according to a third embodiment of the present invention.
15 is a view showing the operation of a plurality of cells composed of a tactile transmission unit according to a third embodiment of the present invention.
16 is a diagram showing a structure of a plurality of cells including a tactile transmission unit according to a fourth embodiment of the present invention.
17 is a view showing the operation of a plurality of cells composed of a tactile transmission unit according to a fourth embodiment of the present invention.
18 is a view showing a structure of a plurality of cells composed of a tactile transmission unit according to a fifth embodiment of the present invention.
19 is a diagram showing the operation of a plurality of cells configured with a tactile transmission unit according to a fifth embodiment of the present invention.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 적용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다.Hereinafter, a configuration and application according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following description is one of several aspects of the present invention that are claimable, and the following description forms part of a detailed description of the present invention.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.However, in describing the present invention, detailed descriptions of known functions or configurations will be omitted in order to clarify the gist of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 촉각 제공 장치를 상세히 설명한다.Hereinafter, an apparatus for providing tactile sensation according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 촉각 제공 장치는 자성 입자 및 매트릭스 소재로 구성된 촉각 전달부, 상기 촉각 전달부 하부에 구비되며, 상기 촉각 전달부를 변형시키기 위해 자기장을 발생시키는 자기장 생성부를 포함한다.First, the tactile sensation providing device includes a tactile sensation transmission unit composed of magnetic particles and a matrix material, and a magnetic field generating unit provided under the tactile sensation transmission unit and generating a magnetic field to deform the tactile sensation transmission unit.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 제공 장치의 구성을 도시한 도면이다.2 is a view showing the configuration of a tactile sense providing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참고하면, 촉각 전달부(1: 10, 20, 30, 40, 50)는 자성 입자(2), 예를 들면, 나노 또는 마이크론 크기의 철 또는 페라이트 입자 등과 매트릭스(Matrix) 소재(3), 예를 들면, 고무 또는 기타 폴리머 소재 등으로 구성될 수 있다. 또한, 촉각 전달부(1)는 자기유변 탄성체(Magneto-Rheological Elastomer, MRE)가 사용될 수 있는데, 자기유변 탄성체는 외부 자기장에 반응할 수 있는 입자를 포함하는 탄성체 소재로서, 탄성체 소재 내에 외부 자기장에 의해 자화될 수 있는 자성 입자(Magnetic Particle)를 포함하고 있으므로 외부 자기장의 인가에 의해 그 강성(Stiffness), 인장 강도(Tensile Strength), 연신율(Elongation) 등의 특성이 변화될 수 있다. 또한, 촉각 전달부(1)는 미세돌기 형상, 내부가 비어있는 원통, 돔(Dome)과 같은 다면체 현상, 판(plate) 형상, 시소(seesaw) 형상 또는 터널 형상 중 적어도 하나의 형상을 선택하여 적용할 수 있다.Referring to Figure 2, the tactile transmission unit (1: 10, 20, 30, 40, 50) is a magnetic particle (2), for example, nano- or micron-sized iron or ferrite particles, and a matrix material (3 ), for example, may be made of rubber or other polymer material. In addition, the tactile transmission unit 1 may be a magneto-rheological elastomer (MRE), which is an elastic material containing particles capable of reacting to an external magnetic field. Since it contains magnetic particles that can be magnetized by an external magnetic field, characteristics such as stiffness, tensile strength, and elongation may be changed by the application of an external magnetic field. In addition, the tactile transmission unit 1 selects at least one of a microprotrusion shape, a hollow cylinder, a polyhedral phenomenon such as a dome, a plate shape, a seesaw shape, or a tunnel shape. Can be applied.

예를 들면, 자성 입자(2)는 Fe, Co, Ni, 페라이트 입자 등이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 Carbonyl Iron 입자 등이 사용될 수 있다. 자성 입자(2)의 크기는 0.01~100um 이며, 자기장 생성부(200)에 의한 형상 변화를 최대로 하기 위해서 매트릭스(Matrix) 소재(3) 내 자성 입자(2)의 포화 자화도가 높고, 함량이 많으며, 크기가 클수록 바람직하다. 또한, 자성 입자는 특정 형상일 필요는 없고 구형, 자기 이방성을 갖는 종횡비가 큰 플레이크(Flake) 등의 형상을 가질 수 있다.For example, the magnetic particles 2 may include Fe, Co, Ni, ferrite particles, and the like, preferably carbonyl iron particles. The size of the magnetic particles (2) is 0.01 ~ 100um, in order to maximize the shape change by the magnetic field generating unit (200), the saturation magnetization of the magnetic particles (2) in the matrix material (3) is high, and the content There are many, and the larger the size, the more preferable. In addition, the magnetic particles need not have a specific shape and may have a shape such as a spherical shape or a flake having a large aspect ratio having magnetic anisotropy.

매트릭스 소재(3)는 촉각 전달부(1)의 형상 변화 및 복원력을 최대로 하기 위해 탄성율을 높이는 것이 바람직하며, 내구성을 높이기 위해 신율 및 인장강도의 조절이 필요하다.In the matrix material 3, it is preferable to increase the elastic modulus in order to maximize the shape change and restoring force of the tactile transmission unit 1, and the elongation and tensile strength must be adjusted to increase durability.

자기장 생성부(200)는 촉각 전달부(1)의 상부 또는 하부에 위치하여 자기장을 형성하며, 촉각 전달부(1) 내의 자성 입자(2)는 이러한 자기장에 반응을 한다. 또한, 자기장 생성부(200)는 평면 코일 또는 솔레노이드 코일 중 적어도 하나가 사용되며, 촉각 전달부(1)에 대응되는 크기와 형태로 교류 전류가 인가되면 교류 자기장을 발생시키고, 직류 전류가 인가되면 직류 자기장을 발생시키는 것을 특징으로 한다. 특히, 도 2에서 자기장 생성부(200)에 의해 발생하는 자기장의 자기력선을 개략적으로 도시하였다.The magnetic field generating unit 200 is positioned above or below the tactile transmission unit 1 to form a magnetic field, and the magnetic particles 2 in the tactile transmission unit 1 react to the magnetic field. In addition, at least one of a planar coil or a solenoid coil is used as the magnetic field generating unit 200, and when an AC current is applied in a size and shape corresponding to the tactile transmission unit 1, an AC magnetic field is generated, and when a DC current is applied It is characterized by generating a direct current magnetic field. In particular, the magnetic field lines of the magnetic field generated by the magnetic field generating unit 200 in FIG. 2 are schematically illustrated.

또한, 자기장 생성부(200)는 촉각 전달부(1)와 대응되는 위치 및 형상을 가지며, 자기장 생성부(200)에서 발생되는 자기장에 의해 촉각 전달부(1)의 형상이 변화하고, 촉각 전달부(1)의 형상 변화에 따라 촉감을 전달할 수 있다. 여기서, 촉감은 진동, 스침, 조임, 때림, 누름, 두드림, 또는 기울어짐 중 적어도 하나일 수 있다.In addition, the magnetic field generating unit 200 has a position and shape corresponding to the tactile sensation transmitting unit 1, and the shape of the tactile transmitting unit 1 is changed by the magnetic field generated from the magnetic field generating unit 200, and the tactile sensation is transmitted. The touch can be transmitted according to the shape change of the part (1). Here, the touch may be at least one of vibration, grazing, tightening, slapping, pressing, tapping, or tilting.

다음으로, 도3 및 도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 촉각 전달부의 형상 변화를 도시한 도면이다.Next, FIGS. 3 and 4 are diagrams showing a shape change of a tactile transmission unit according to embodiments of the present invention.

촉각 전달부(1: 10, 20, 30, 40, 50)는 외부 자기장의 영향에 따라서 각각 다른 형상을 나타낼 수 있다.The tactile transmission units (1: 10, 20, 30, 40, 50) may have different shapes depending on the influence of the external magnetic field.

도 3의 (a)를 참조하면, 복수의 촉각 전달부(1)가 외부 자기장의 영향을 받지 않는 경우(Off State), 다시 말해, 후술할 자기장 생성부(200)의 코일 유닛(210)[도 8 참조]에 의한 자기장이 형성되지 않은 경우에, 복수의 촉각 전달부(1)는 제1 형상(10a)을 나타낼 수 있다.Referring to (a) of FIG. 3, when a plurality of tactile transmission units 1 are not affected by an external magnetic field (Off State), that is, the coil unit 210 of the magnetic field generation unit 200 to be described later [ 8] in the case where the magnetic field is not formed, the plurality of tactile transmission units 1 may have a first shape 10a.

도 3의 (b)를 참조하면, 복수의 촉각 전달부(1)의 일부가 외부 자기장의 영향을 받는 경우(Local On State), 다시 말해, 후술할 자기장 생성부(200)의 코일 유닛(210)[도 8 참조]에 의한 자기장이 형성된 경우에, 복수의 촉각 전달부(1)의 일부는 제2 형상(10b) 을 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 3B, when some of the plurality of tactile sensation transmission units 1 are affected by an external magnetic field (Local On State), that is, the coil unit 210 of the magnetic field generation unit 200 to be described later. ) [See FIG. 8] When a magnetic field is formed, some of the plurality of tactile transmission units 1 may have a second shape 10b.

도4는 자기장 생성부(200)의 자기장 생성 여부에 따른 촉각 전달부(1)의 자성 입자(2) 및 매트릭스 소재(3)의 형상을 구체적으로 나타내고 있다. FIG. 4 specifically shows the shapes of the magnetic particles 2 and the matrix material 3 of the tactile transmission unit 1 according to whether the magnetic field generating unit 200 generates a magnetic field.

여기서, State A는 자기장 생성부(200)에 전류가 인가되지 않은 상태[즉, 자기장이 생성되지 않은 상태]로 촉각 전달부(1)의 초기 형상[제 1 형상]을 나타내며, State B는 자기장 생성부(200)에 전류가 인가된 상태[[즉, 자기장이 생성된 상태]로 변형된 형상, 즉 자기장에 반응하여 촉각 전달부(1)가 위 또는 아래로 휘어진 형상[제2 형상]을 나타낸다. 이러한 제1 형상에서 제2 형상으로의 형상 변화가 반복적으로 행해짐으로써 왕복 운동이 구현되고, 이를 통해 진동 촉감을 전달할 수 있다.Here, State A represents the initial shape [first shape] of the tactile transmission unit 1 in a state in which no current is applied to the magnetic field generating unit 200 (ie, a magnetic field is not generated), and State B is a magnetic field The shape transformed into a state in which a current is applied to the generator 200 [that is, a state in which a magnetic field is generated], that is, a shape in which the tactile transmission unit 1 is bent upward or downward in response to the magnetic field [second shape] Show. As the shape change from the first shape to the second shape is repeatedly performed, a reciprocating motion is implemented, and a vibration feel can be transmitted through this.

도 4의 State A는 도 3의 (a) 상태, 도 4의 State B는 도 3의 (b) 상태에 대응될 수 있으며, 마찬가지로 특정한 주파수의 교류 전류 또는 직류 전류를 자기장 생성부(200)에 인가하여 온/오프(On/Off) 함으로써 제1 형상(10a)에서 제2 형상(10b)으로의 왕복 운동이 동일하게 구현될 수 있다. 촉각 전달부(1)를 구성하는 자성 입자(2)가 자기장 생성부(200)에 의해 발생되는 자기장에 의해 자화 또는 반응함으로써, 촉각 전달부(1)의 형상이 변화할 수 있다.State A of FIG. 4 may correspond to the state (a) of FIG. 3, and the state B of FIG. 4 may correspond to the state (b) of FIG. 3, and similarly, an alternating current or direct current of a specific frequency is transmitted to the magnetic field generator 200. The reciprocating motion from the first shape 10a to the second shape 10b may be implemented in the same manner by applying and turning on/off. When the magnetic particles 2 constituting the tactile transmission unit 1 are magnetized or reacted by a magnetic field generated by the magnetic field generating unit 200, the shape of the tactile transmission unit 1 may be changed.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 촉각 전달부(1)의 형상에 대한 변형 실시예들을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, modified embodiments of the shape of the tactile transmission unit 1 according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 촉각 전달부(1: 10)의 외부 자기장에 따른 촉각 제공 과정을 나타내는 도면, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 촉각 전달부(1: 20)의 외부 자기장에 따른 촉각 제공 과정을 나타내는 도면, 도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 전달부(1)의 다양한 형상을 나타내는 도면이다.5 is a view showing a tactile sensation providing process according to an external magnetic field of the tactile sensation transmission unit (1:10) according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a tactile sensation transmission unit (1: 10) according to the second embodiment of the present invention. A diagram showing a process of providing a tactile sense according to an external magnetic field of 20), and FIG. 7 is a view showing various shapes of the tactile sensor 1 according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 5를 참조하면, 촉각 전달부(1)는 미세돌기(10) 형상을 가질 수 있다. 미세돌기(10) 형상은 촉감을 세밀하고 감성적으로 전달하기 위해, 양털 등과 유사하도록 약 25㎛ 이하, 또는 인체의 털 등과 유사하도록 약 100㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다.First, referring to FIG. 5, the tactile transmission unit 1 may have a shape of a fine protrusion 10. The shape of the fine protrusions 10 may have a thickness of about 25 μm or less so as to be similar to wool or the like, or about 100 μm or less to be similar to a human body's hair, in order to convey the touch in detail and emotionally.

도 5의 (a)와 같이, 외부 자기장의 영향을 받지 않는 경우에 미세돌기(10)는 약간 기울어진 형상[또는, 제1 형상(10a)]을 유지할 수 있다. 물론, 기울어짐 없이 수직으로 세워진 미세돌기 형상을 가져도 무방하다. 이어서, 도 5의 (b)와 같이, 외부 자기장의 영향을 받는 경우에 미세돌기(10)는 더 기울어지거나, 심지어 눕는 형상[또는, 제2 형상(10b)]을 유지할 수 있다. 이어서, 도 5의 (c) 및 도 5의 (d)와 같이, 자기장의 인가가 해제되어 외부 자기장의 영향을 받지 않는 경우에, 미세돌기(10)는 제2 형상(10b)에서 제1 형상(10a)으로 회귀하면서 자체의 탄성력[또는, 회복력]에 의해 왕복 운동(10c, 10d) 할 수 있다. 따라서, 왕복 운동하는 미세돌기(10c, 10d)에 의해 스치거나 간지럽히는 듯한 촉감이 전달될 수 있는 것이다.As shown in FIG. 5A, when the microprotrusion 10 is not affected by an external magnetic field, the microprotrusion 10 may maintain a slightly inclined shape (or the first shape 10a). Of course, it is okay to have the shape of a fine protrusion erected vertically without inclination. Subsequently, as shown in (b) of FIG. 5, when the microprotrusion 10 is affected by an external magnetic field, the microprotrusion 10 may be further inclined or even maintain a lying shape (or the second shape 10b). Subsequently, as shown in FIGS. 5C and 5D, when the magnetic field is released and is not affected by the external magnetic field, the microprotrusions 10 are in the first shape in the second shape 10b. While returning to (10a), the reciprocating motion (10c, 10d) can be performed by its own elastic force (or recovery force). Therefore, the touch or itchy touch can be transmitted by the reciprocating fine projections 10c and 10d.

다음으로, 도 6을 참조하면, 촉각 전달부(1)는 내부가 비어있는 원통(20), 돔(Dome) 또는 다면체(20')[도 7의 (b) 참조] 형상을 가질 수 있다. 도 6의 (a)는 원통(20) 형상의 촉각 전달부(1)의 사시도, 도 6의 (b)는 원통(20) 형상의 촉각 전달부(1)의 측단면도이다.Next, referring to FIG. 6, the tactile transmission unit 1 may have a hollow cylinder 20, a dome, or a polyhedron 20' (see FIG. 7(b)). 6A is a perspective view of the tactile transmission unit 1 in the shape of a cylinder 20, and FIG. 6B is a side cross-sectional view of the tactile transmission unit 1 in the shape of a cylinder 20.

외부 자기장의 영향을 받지 않는 경우에, 내부가 비어있는 원통(20)은 ①과 같이 상부면(21)이 편평한 형상[또는, 제1 형상(20a)]를 나타낼 수 있다. 이어서, 외부 자기장의 영향을 받는 경우에, 원통(20)은 ②와 같이 상부면(21)이 비어있는 내부 공간으로 오목하게 들어가는 형상[또는, 제2 형상(20b)]를 나타낼 수 있다. 이어서, 자기장의 인가가 해제되어 외부 자기장의 영향을 받지 않는 경우에는, ③ 및 ④와 같이 제2 형상(20b)에서 제1 형상(20a)으로 회귀하면서 자체의 탄성력[또는, 회복력]에 의해 상부면(21)이 왕복 운동(20c, 20d) 할 수 있다. 따라서, 왕복 운동하는 상부면(21)에 의해 두드리는 듯한 촉감이 전달될 수 있는 것이다.When not affected by an external magnetic field, the cylinder 20 with an empty inside may exhibit a flat shape (or the first shape 20a) as shown in ①. Subsequently, in the case of being influenced by an external magnetic field, the cylinder 20 may have a shape (or a second shape 20b) in which the upper surface 21 is concavely entered as shown in ②. Subsequently, when the application of the magnetic field is released and is not affected by the external magnetic field, as shown in ③ and ④, returning from the second shape (20b) to the first shape (20a) by its own elastic force [or recovery force] The surface 21 can reciprocate (20c, 20d). Thus, the sensation of tapping can be transmitted by the upper surface 21 that reciprocates.

촉각 전달부(1)에서 자기장 생성부(200)에 의해 형성되는 자기장의 세기, 방향 또는 주파수(Frequency) 중 적어도 어느 하나를 제어함에 따라, 제1 형상(10a, 20a)에서 제2 형상(10b, 20b)으로의 변형되는 세기(크기), 방향 또는 주파수 중 적어도 어느 하나를 제어할 수도 있다. 일 예로, 더 강한 자기장을 인가하면, 미세돌기(10)의 기울어진 정도가 커지고, 원통(20) 상부면(21)의 오목하게 들어가는 정도가 커질 것이므로, 더 강하게 촉감이 전달될 수 있다. 또한, 일 예로, 자기장의 주파수를 변화시키면, 미세돌기(10) 또는 원통(20)의 제1 형상(10a, 20a), 제2 형상(10b, 20b) 및 다시 제1 형상(10a, 20a)으로의 변화 속도가 변화하므로, 다양한 느낌의 촉감이 전달될 수 있다.By controlling at least one of the strength, direction, or frequency of the magnetic field formed by the magnetic field generating unit 200 in the tactile transmission unit 1, the first shape 10a, 20a to the second shape 10b , 20b) may control at least one of the transformed intensity (size), direction, or frequency. For example, when a stronger magnetic field is applied, the degree of inclination of the microprotrusions 10 increases, and the degree of concave entry of the upper surface 21 of the cylinder 20 increases, so that the touch can be transmitted more strongly. In addition, as an example, when the frequency of the magnetic field is changed, the first shape (10a, 20a), the second shape (10b, 20b) and the first shape (10a, 20a) of the microprotrusion 10 or the cylinder 20 Since the rate of change to the body changes, various sensations of touch can be transmitted.

도 7을 참조하면, 촉각 전달부(1)는 미세돌기(10) 또는 내부가 비어 있는 원통(20), 돔(Dome) 또는 다면체(20') 형상 외에도 이들을 조합한 여러 가지 형상을 가질 수 있다.Referring to FIG. 7, the tactile transmission unit 1 may have various shapes combining these in addition to the shape of a microprotrusion 10 or an empty cylinder 20, a dome, or a polyhedron 20'. .

(1) 도 7의 (a)는 내부가 비어 있는 원통(20), (2) 도 7의 (b)는 내부가 비어 있는 육면체(20')[또는, 다면체(20')], (3) 도 7의 (c)는 미세 홀(micro hole; 25)이 상부면에 형성되고 내부가 비어 있는 원통(20)으로, 상부면이 왕복 운동(20c, 20d)하는 과정에서 공기가 미세 홀(25)을 통해 원활하게 출입할 수 있도록 하여 촉각 전달부(1)의 내구성을 증가시킬 수 있는 구성이며, (4) 도 7의 (d)는 미세돌기(10)와 내부가 비어 있는 원통(20)을 혼합한 형상, (5) 도 7의 (e)는 도 7의 (d)의 형상에 더하여 복수의 미세 홀(25)을 원통(20) 상부면에 형성한 형상, (6) 도 7의 (f)는 도 7의 (c)의 미세 홀(25)이 복수 개 형성된 형상, (7) 도 7의 (g)는 내부가 비어 있는 원통(20)의 상부면 상에 다양한 구조체(26)[예를 들어, 원통(20)보다 더 작고 내부가 비어 있는 원통]가 결합된 형상, (8) 도 7의 (h)는 내부가 비어 있는 원통(20)의 상부면에 돔(Dome) 형태의 엠보싱 구조(27)가 형성된 형상을 나타낸다.(1) Figure 7 (a) is a cylinder 20 with an empty inside, (2) Figure 7 (b) is a hexahedron 20' (or a polyhedron 20') with an empty inside, (3) ) Fig. 7(c) is a cylinder 20 in which a micro hole 25 is formed on the upper surface and the inside is empty. In the process of the reciprocating movement of the upper surface (20c, 20d), air is a micro hole ( It is a configuration capable of increasing the durability of the tactile transmission unit 1 by allowing smooth access through 25), and (4) Fig. 7 (d) shows the microprotrusions 10 and the cylinder 20 with an empty inside. ) Mixed shape, (5) FIG. 7(e) is a shape in which a plurality of fine holes 25 are formed on the upper surface of the cylinder 20 in addition to the shape of FIG. 7(d), (6) FIG. 7 In (f) is a shape in which a plurality of fine holes 25 of FIG. 7 (c) are formed, (7), (g) of FIG. 7 is various structures 26 on the upper surface of the cylinder 20 with an empty inside. ) [For example, a cylinder smaller than the cylinder 20 and having an empty inside] is combined, (8) Fig. 7 (h) shows a dome on the upper surface of the cylinder 20 with an empty inside The shape of the embossed structure 27 is formed.

위와 같이, 본 발명은 촉각 전달부(1)의 형상을 여러 가지로 구성함에 따라, 스침, 간지럽힘, 두드림 등의 다양한 촉감을 복합적으로 전달할 수 있다.As described above, according to the present invention, various types of tactile sensations such as grazing, tickling, tapping, and the like can be delivered in a complex manner by configuring the tactile transmission unit 1 in various shapes.

도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 제공 장치의 전체 구성을 나타내는 도면, 도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 셀(110)을 포함하는 촉감부(100)를 나타내는 도면이다.8 is a view showing the overall configuration of a tactile sensation providing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 9 is a view showing a tactile unit 100 including a plurality of cells 110 according to an embodiment of the present invention .

도 8를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 제공 장치는, 촉감부(100) 및 자기장 생성부(200)를 포함하며, 촉감부(100)에는 적어도 하나의 촉각 전달부(1)가 설치된 것을 특징으로 한다.Referring to FIG. 8, the apparatus for providing tactile sensation according to an embodiment of the present invention includes a tactile sensation unit 100 and a magnetic field generating unit 200, and at least one tactile sensation transmitting unit 1 is included in the tactile sensation unit 100 It characterized in that it is installed.

촉감부(100)는 실제로 촉각 제공 장치의 사용자와 접촉하여 촉감을 전달하는 부분이다. 촉감부(100)는 적어도 하나의 셀(Cell; 110)을 포함할 수 있다. 셀(110)의 크기는 촉감부(100)의 크기, 제공하고자 하는 촉각 정보의 해상도(resolution) 등을 고려하여 적절히 설정될 수 있다.The tactile part 100 is a part that actually contacts a user of the tactile sensation providing device and transmits a tactile sensation. The tactile part 100 may include at least one cell 110. The size of the cell 110 may be appropriately set in consideration of the size of the tactile unit 100 and the resolution of tactile information to be provided.

셀(110)은 적어도 하나의 촉각 전달부(1)를 포함할 수 있다. 셀(110)은 한가지 종류 또는 두 가지 종류 이상의 촉각 전달부(1)를 포함할 수 있다. 또한, 도 9에 도시된 촉각 정보 제공 장치와 같이 각각의 셀(110)이 여러 가지 종류의 촉각 전달부(1), 예를 들어 미세돌기(10), 내부가 빈 원통(20) 등으로 구성될 수도 있다.The cell 110 may include at least one tactile transmission unit 1. The cell 110 may include one type or two or more types of tactile transmission units 1. In addition, like the tactile information providing device shown in FIG. 9, each cell 110 is composed of various types of tactile transmission units 1, for example, a microprotrusion 10, an empty cylinder 20, etc. It could be.

자기장 생성부(200)는 자기장을 형성할 수 있으며, 적어도 하나의 코일 유닛(210)을 포함할 수 있다. 자기장 생성부(200)는 촉감부(100)의 하부에 배치되어, 각각의 코일 유닛(210)[또는, 코일 유닛(210)을 포함하는 셀(110')]이 촉감부(100)의 각각의 셀(110)에 대응하도록 함이 바람직하다. 다만, 각각의 코일 유닛(210)이 대응하는 각각의 셀(110)에 자기장을 인가할 수 있는 목적의 범위 내라면, 자기장 생성부(200)가 촉감부(100)의 하부에 위치하지 않고 다른 곳에 위치할 수도 있다.The magnetic field generating unit 200 may form a magnetic field and may include at least one coil unit 210. The magnetic field generating unit 200 is disposed under the tactile unit 100 so that each coil unit 210 (or a cell 110 ′ including the coil unit 210) is each of the tactile unit 100 It is preferable to correspond to the cell 110 of. However, if each coil unit 210 is within the range of the purpose in which a magnetic field can be applied to each corresponding cell 110, the magnetic field generating unit 200 is not located under the tactile unit 100 and is It can also be located.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 격벽(120)이 형성된 촉감부(100)를 나타내는 도면이다.10 is a view showing the tactile part 100 in which the cell partition wall 120 is formed according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 촉감부(100)에는 셀 격벽(120)이 형성될 수 있다. 셀 격벽(120)은 각각의 셀(110)의 둘레를 따라 형성되어 촉각 전달부(1)를 보호하는 역할을 할 수 있다. 촉각 전달부(1)가 보호되면서 동시에 효율적으로 촉각 정보를 제공할 수 있도록, 셀 격벽(120)은 촉각 전달부(1)보다 낮은 높이로 형성되는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 10, a cell partition wall 120 may be formed in the tactile part 100. The cell partition wall 120 may serve to protect the tactile transmission unit 1 by being formed along the periphery of each cell 110. It is preferable that the cell partition wall 120 is formed at a lower height than the tactile transmission unit 1 so that the tactile transmission unit 1 is protected and at the same time, the tactile information can be efficiently provided.

예를 들어, 미세돌기(10)를 포함하는 셀(110)로 구성된 촉감부(100)를 상정하면, 촉각 정보 제공 장치의 사용자가 촉각 정보를 전달받는 과정에서, 너무 세게 미세돌기(10)를 누르는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우, 미세돌기(10)가 완전히 누워버려 미세돌기(10)가 파손되거나, 내구성이 현저히 낮아지는 문제점이 있다. 따라서, 미세돌기(10)보다 낮게 셀 격벽(120)을 형성하면 사용자가 어느 정도의 힘을 가해서 미세돌기(10)를 눌러도 미세돌기(10)가 완전히 눕는 현상을 방지할 수 있으므로, 미세돌기(10)를 보호할 수 있는 이점이 있다. 그리고, 미세돌기(10)가 최소한 셀 격벽(120)의 높이만큼은 움직일 수 있으므로, 촉각 정보를 사용자의 피부에 충분히 전달할 수 있는 이점이 있다.For example, assuming the tactile part 100 composed of the cells 110 including the fine protrusions 10, the user of the tactile information providing device may make the fine protrusions 10 too hard in the process of receiving the tactile information. Pressing may occur. In this case, there is a problem in that the fine protrusions 10 completely lie down, so that the fine protrusions 10 are damaged or the durability is significantly lowered. Therefore, if the cell partition wall 120 is formed lower than the fine protrusions 10, even if the user presses the fine protrusions 10 with a certain amount of force, it is possible to prevent the phenomenon that the fine protrusions 10 completely lie down. 10) has the advantage of protecting. In addition, since the fine protrusions 10 can move at least as high as the height of the cell partition wall 120, there is an advantage in that tactile information can be sufficiently transmitted to the user's skin.

한편, 도 9과 같이 각각의 셀(110)이 미세돌기(10)와 내부가 빈 육면체(20)로 다양하게 설치되는 경우 또는 하나의 셀(110)에 미세돌기(10)와 내부가 빈 육면체(20)가 혼합되어 설치되는 경우에는 내부가 빈 육면체(20)가 미세돌기(10)의 높이보다 낮게 형성됨으로써 별도의 셀 격벽(120)을 설치하지 않아도 상기 셀 격벽(120)과 유사한 역할을 할 수도 있다.On the other hand, as shown in FIG. 9, when each cell 110 is variously installed with a microprotrusion 10 and an empty hexahedron 20, or a microprotrusion 10 and an empty hexahedron in one cell 110 When (20) is mixed and installed, the hollow hexahedron 20 is formed to be lower than the height of the microprotrusions 10, so that it plays a similar role to the cell partition wall 120 even without installing a separate cell partition wall 120. You may.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 유닛(210)의 배치를 나타내는 도면, 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일 유닛(210: 211, 212)의 배치를 나타내는 도면이다.11 is a view showing an arrangement of a coil unit 210 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a view showing an arrangement of the coil unit 210 (211, 212) according to another embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 제공 장치는 3 X 3으로 배치된 복수의 셀(110)을 가지는 촉감부(100)와 3 X 3으로 배치된 복수의 코일 유닛(210)을 가지는 자기장 생성부(200)를 포함할 수 있다. 물론, 범위 L1 내에 있는 셀(110)과 코일 유닛(210)이 상호 대응하여, 셀(110)의 개수와 코일 유닛(210)의 개수가 동일할 수 있다. 코일 유닛(210)은 자기장 생성부(200) 내부에서 단층[도 11의 경우]으로 형성되거나, 복층[도 12의 경우]으로 형성될 수 있다. 촉감부(100)의 하나의 셀(110)은 3 X 3으로 배치된 복수의 미세돌기(10)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 11, the apparatus for providing a tactile sense according to an embodiment of the present invention includes a tactile unit 100 having a plurality of cells 110 disposed in 3×3 and a plurality of coil units 210 disposed in 3×3. It may include a magnetic field generating unit 200 having ). Of course, since the cells 110 and the coil units 210 within the range L1 correspond to each other, the number of cells 110 and the number of coil units 210 may be the same. The coil unit 210 may be formed as a single layer (in the case of FIG. 11) or a multi-layer (in the case of FIG. 12) inside the magnetic field generating unit 200. One cell 110 of the tactile part 100 may include a plurality of fine protrusions 10 arranged at 3×3.

도 11의 촉각 제공 장치에서, 하나의 코일 유닛(210)에 의해 자기장이 발생함에 따라 그 코일 유닛(210)에 대응하는 셀(110)에 설치된 적어도 하나의 미세돌기(10)는 제1 형상(10a)에서 제2 형상(10b)으로 변화될 수 있다. 상기 코일 유닛(210)에 의한 자기장이 소멸하는 경우에는, 그 코일 유닛(210)에 대응하는 셀(110)에 설치된 상기 미세돌기(10)가 제2 형상(10b)에서 제1 형상(10a)으로 회귀함은 물론이다.In the tactile sensation providing apparatus of FIG. 11, as a magnetic field is generated by one coil unit 210, at least one fine protrusion 10 installed in the cell 110 corresponding to the coil unit 210 has a first shape ( It may be changed from 10a) to the second shape 10b. When the magnetic field by the coil unit 210 is extinguished, the fine protrusion 10 installed in the cell 110 corresponding to the coil unit 210 is formed in the second shape 10b to the first shape 10a. Of course, return to.

도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 촉각 제공 장치는 자기장 생성부(200) 내부에서 코일 유닛(210)이 복층(211, 212)으로 형성될 수 있다. 실선으로 표시된 가상의 범위 L1 내에 있는 3 X 3의 셀(111)과 3 X 3의 코일 유닛(211)은 상호 대응하고, 점선으로 표시된 가상의 범위 L2 내에 있는 3 X 3의 셀(112)과 3 X 3의 코일 유닛(212)는 상호 대응할 수 있다. 촉감부(100)의 하나의 셀(110) 상에는 3 X 3의 미세돌기(10)가 형성될 수 있다.Referring to FIG. 12, in the apparatus for providing tactile sensation according to another embodiment of the present invention, the coil unit 210 may be formed as a multilayer 211 and 212 inside the magnetic field generating unit 200. The 3 X 3 cell 111 and the 3 X 3 coil unit 211 within the virtual range L1 indicated by the solid line correspond to each other, and the 3 X 3 cell 112 and the 3 X 3 cell 112 within the virtual range L2 indicated by the dotted line The 3×3 coil units 212 may correspond to each other. A 3 X 3 fine protrusion 10 may be formed on one cell 110 of the tactile part 100.

도 12의 촉각 제공 장치는, 코일 유닛(211)은 실선으로 표시된 가상의 범위 L1 내에 있는 셀(111) 상의 미세돌기(10)의 구조를 변화시킬 수 있고, 코일 유닛(212)는 점선으로 표시된 가상의 범위 L2 내에 있는 셀(112) 상의 미세돌기(10)의 구조를 변화시킬 수 있으므로, 범위 L1 및 L2 내에 중첩되어 포함된 미세돌기(10)의 경우 복수의 코일 유닛(211, 212)에 의해 그 형상이 변화될 수 있어 더욱 미세한 조절이 가능하다. 이로써, 도 11의 촉각 제공 장치보다 높은 해상도(resolution)를 가지게 되고, 보다 세밀한 촉각 정보를 제공하기 용이한 이점이 있다.In the tactile sense providing apparatus of FIG. 12, the coil unit 211 may change the structure of the microprotrusions 10 on the cell 111 within the virtual range L1 indicated by a solid line, and the coil unit 212 is indicated by a dotted line. Since the structure of the microprotrusions 10 on the cell 112 within the virtual range L2 can be changed, in the case of the microprotrusions 10 overlapped and included within the ranges L1 and L2, the plurality of coil units 211 and 212 As a result, the shape can be changed, enabling finer control. Accordingly, there is an advantage in that it has a higher resolution than the tactile sensor of FIG. 11 and it is easy to provide more detailed tactile information.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 제공 장치의 동작 과정을 나타내는 도면이다.13 is a diagram illustrating an operation process of a tactile sense providing apparatus according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 13의 (a)를 참조하면, 촉감부(100) 상의 셀 A1~C3에는 자기장을 인가하지 않은 상태이다. 따라서, 촉감부(100) 상의 모든 미세돌기(10)는 제1 형상(10a)을 유지할 수 있다.First, referring to (a) of FIG. 13, a magnetic field is not applied to cells A1 to C3 on the tactile part 100. Accordingly, all the fine protrusions 10 on the tactile part 100 can maintain the first shape 10a.

이어서, 도 13의 (b)를 참조하면, 촉감부(100) 상의 셀 A1~C3에 자기장을 인가하여, 촉감부(100) 상의 모든 미세돌기(10)는 제2 형상(10b)을 유지할 수 있다.Subsequently, referring to FIG. 13B, by applying a magnetic field to cells A1 to C3 on the tactile portion 100, all the fine protrusions 10 on the tactile portion 100 can maintain the second shape 10b. have.

이어서, 도 13의 (c)를 참조하면, 셀 A1에 대응하는 곳에 위치한 코일 유닛(210)에만 자기장의 인가를 해제하면, 셀 A1 상의 미세돌기(10)만이 제1 구조(10a)로 회귀하면서 자체의 탄성력[또는, 회복력]에 의해 왕복 운동(10c, 10d) 할 수 있다.Subsequently, referring to (c) of FIG. 13, when the application of the magnetic field is released only to the coil unit 210 located at the location corresponding to the cell A1, only the fine protrusions 10 on the cell A1 return to the first structure 10a. The reciprocating motion (10c, 10d) can be performed by its own elastic force (or recovery force).

이어서, 도 13의 (d)를 참조하면, 셀 A2에 대응하는 곳에 위치한 코일 유닛(210)에도 자기장의 인가를 해제하면, 셀 A2 상의 미세돌기(10)만이 제1 구조(10a)로 회귀하면서 자체의 탄성력[또는, 회복력]에 의해 왕복 운동(10c, 10d) 할 수 있다. 셀 A1 상의 미세돌기(10)는 셀 A2 상의 미세돌기(10)에 비해서는 왕복 운동되는 크기가 약해질 수 있다.Subsequently, referring to (d) of FIG. 13, when the application of the magnetic field is also released to the coil unit 210 located at the location corresponding to the cell A2, only the fine protrusions 10 on the cell A2 return to the first structure 10a. The reciprocating motion (10c, 10d) can be performed by its own elastic force (or recovery force). The microprotrusion 10 on the cell A1 may have a smaller reciprocating motion than the microprotrusion 10 on the cell A2.

이어서, 도 13의 (e)를 참조하면, 셀 A3에 대응하는 곳에 위치한 코일 유닛(210)에도 자기장의 인가를 해제하면, 셀 A3 상의 미세돌기(10)만이 제1 구조(10a)로 회귀하면서 자체의 탄성력[또는, 회복력]에 의해 왕복 운동(10c, 10d) 할 수 있다. 셀 A2 상의 미세돌기(10)는 셀 A3 상의 미세돌기(10)에 비해서는 왕복 운동되는 크기가 약해질 수 있다. 동시에, 셀 A1에 대응하는 곳에 위치한 코일 유닛(210)에 다시 자기장을 인가하여, 셀 A1 상의 미세돌기(10)가 제2 형상(10b)을 유지하도록 할 수 있다.Subsequently, referring to (e) of FIG. 13, when the application of the magnetic field is also released to the coil unit 210 located at the location corresponding to the cell A3, only the fine protrusions 10 on the cell A3 return to the first structure 10a. The reciprocating motion (10c, 10d) can be performed by its own elastic force (or recovery force). The microprotrusions 10 on the cell A2 may have a smaller reciprocating motion than the microprotrusions 10 on the cell A3. At the same time, a magnetic field may be again applied to the coil unit 210 located at a location corresponding to the cell A1 so that the fine protrusions 10 on the cell A1 maintain the second shape 10b.

이처럼 순차적으로, 셀 A1에서 C3까지 자기장을 인가하고 해제하면, 셀 A1에서 C3 상의 미세돌기(10)는 제1 형상(10a), 제2 형상(10b), 제2 형상(10b)에서 제1 형상(10a)으로 회귀하면서 왕복 운동(10c, 10d)하는 과정을 거쳐, 촉각 정보 제공 장치의 사용자에게 셀 A1에서 C3로 순차적으로 이동하는 촉각 정보를 제공할 수 있다.When the magnetic field is sequentially applied and released from cells A1 to C3 as described above, the microprotrusions 10 on cells A1 to C3 are formed in the first shape (10a), second shape (10b), and second shape (10b). Through the process of reciprocating motions 10c and 10d while returning to the shape 10a, tactile information sequentially moving from cells A1 to C3 may be provided to a user of the tactile information providing apparatus.

도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 촉각 전달부(1: 30)로 구성된 복수의 셀 구조를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 촉각 전달부(1: 30)로 구성된 복수의 셀 동작을 도시한 도면이다.14 is a diagram showing a structure of a plurality of cells comprising a tactile transmission unit (1:30) according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a tactile transmission unit (1: 30) according to a third embodiment of the present invention. 30) is a diagram showing the operation of a plurality of cells.

제3 실시예에 따른 촉각 제공 장치는 복수의 촉각 전달부(1: 30)와 지지체(31)가 적어도 하나의 셀을 형성하고, 상기 셀은 복수개가 일정한 간격으로 절연체(130) 상부에 배치되며, 절연체(130) 하부에는 상기 셀에 대응되는 형태 및 위치에 복수개의 자기장 생성부(200)의 코일 유닛(210)이 단층 또는 복층(211, 212)으로 형성될 수 있다. In the apparatus for providing tactile sensation according to the third embodiment, a plurality of tactile transmission units (1: 30) and a support body 31 form at least one cell, and a plurality of the cells are disposed on the insulator 130 at regular intervals, , Under the insulator 130, the coil units 210 of the plurality of magnetic field generating units 200 may be formed in a single layer or multiple layers 211 and 212 in a shape and position corresponding to the cell.

여기서, 지지체(31, 41)[도 14 내지 도 17 참조]는, 촉각 전달부(1: 30, 40)와 자기장 생성부(200) 사이에 더 구비되어 촉각 전달부(1)의 동작 공간이 확보될 수 있는 구성으로 이해될 수 있다. 또한, 지지체(31, 41)는 자기유변탄성체이며, 곡면 형상 또는 물결 형상 중 적어도 하나의 형상을 가질 수 있다.Here, the support (31, 41) (see Figs. 14 to 17) is further provided between the tactile transmission unit (1: 30, 40) and the magnetic field generating unit 200, so that the operating space of the tactile transmission unit (1) is It can be understood as a configuration that can be secured. In addition, the supports 31 and 41 are magnetorheological elastic bodies, and may have at least one shape of a curved shape or a wavy shape.

제3 실시예에 따른 촉각 전달부(1)는 판(Plate) 구조(30) 형태이며, 지지체(31)는 곡면 형태로 촉각 전달부(1)의 양측면에 일체로 구비된다. 지지체(31)는 절연체(130)와 촉각 전달부(1) 사이에 구비되며, 촉각 전달부(1) 또는 지지체(31)가 동작할 수 있는 공간을 확보한다. 예를 들면, 자기장 생성부(200)에서 발생된 자기장에 의해 상기 공간에서 촉각 전달부(1) 및 지지체(31)가 상하로 움직이며, 형상 변화를 하는 왕복 운동을 수행한다. 이러한 형상 변화로 하나의 셀 또는 셀 전체가 움직일 수 있으며, 그에 따라 사용자에게 두드림과 같은 촉감을 제공할 수 있다. 여기서, 촉각 전달부(1)는 판 형상 이외에 판 스프링 형태로 복수의 판이 겹쳐있는 형태가 적용될 수 있다.The tactile transmission unit 1 according to the third embodiment is in the form of a plate structure 30, and the support 31 is integrally provided on both sides of the tactile transmission unit 1 in a curved shape. The support 31 is provided between the insulator 130 and the tactile transmission unit 1, and secures a space in which the tactile transmission unit 1 or the support 31 can operate. For example, by the magnetic field generated by the magnetic field generating unit 200, the tactile transmission unit 1 and the support body 31 move up and down in the space and perform a reciprocating motion that changes shape. One cell or the entire cell may be moved by such a change in shape, thereby providing a tactile feel to the user. Here, the tactile transmission unit 1 may have a shape in which a plurality of plates are overlapped in the shape of a plate spring in addition to the shape of a plate.

따라서, 적어도 1개의 셀이 자기장에 반응함으로써, 사용자에게 진동, 때림, 두드림 등과 같은 다양한 촉감을 전달할 수 있다.Accordingly, by reacting at least one cell to the magnetic field, various tactile sensations such as vibration, slapping, and tapping can be transmitted to the user.

도 16는 본 발명의 제4 실시예에 따른 촉각 전달부(1: 40)로 구성된 복수의 셀 구조를 도시한 도면이고, 도 17은 본 발명의 제4 실시예에 따른 촉각 전달부(1: 40)로 구성된 복수의 셀 동작을 도시한 도면이다.FIG. 16 is a view showing a structure of a plurality of cells comprising tactile transmission units (1: 40) according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 17 is a view showing a tactile transmission unit (1: 40) according to a fourth embodiment of the present invention. 40) is a diagram showing the operation of a plurality of cells.

제4 실시예에 따른 촉각 제공 장치는 복수의 촉각 전달부(1: 40)와 지지체(41)가 적어도 하나의 셀을 형성하고, 상기 셀은 복수개가 일정한 간격으로 절연체(130) 상부에 배치되며, 절연체(130) 하부에는 상기 셀에 대응되는 형태 및 위치에 복수개의 자기장 생성부(200)의 코일 유닛(210)이 단층 또는 복층(211, 212)으로 형성될 수 있다.In the apparatus for providing tactile sensation according to the fourth embodiment, a plurality of tactile transmission units (1: 40) and a support member 41 form at least one cell, and a plurality of the cells are disposed on the insulator 130 at regular intervals. , Under the insulator 130, the coil units 210 of the plurality of magnetic field generating units 200 may be formed in a single layer or multiple layers 211 and 212 in a shape and position corresponding to the cell.

여기서, 제4 실시예에 따른 촉각 전달부(1)는 판(Plate) 구조(40) 형태이며, 지지체(41)는 물결 형태로 촉각 전달부(1)의 양측면에 일체로 구비된다. 지지체(41)는 절연체(130)와 촉각 전달부(1) 사이에 구비되며, 상기 촉각 전달부(1)가 동작할 수 있는 공간을 확보한다. 예를 들면, 자기장 생성부(200)에 의해 자기장이 발생하면, 자기유변 탄성체로 형성된 지지체(41)가 형상 변화하며, 촉각 전달부(1)의 일단이 자기장 생성부(200)의 중앙 방향으로 기울어 지며, 자기장 생성부(200)에서 자기장이 발생하지 않으면, 탄성력에 의해 원형의 형태로 복귀할 수 있다. 즉, 하나의 셀 또는 전체 셀에 자기장을 인가함으로써, 사용자에게 진동, 때림, 두드림, 또는 기울어짐 등과 같은 다양한 촉감을 전달할 수 있다.Here, the tactile transmission unit 1 according to the fourth embodiment is in the form of a plate structure 40, and the support 41 is integrally provided on both sides of the tactile transmission unit 1 in a wave shape. The support 41 is provided between the insulator 130 and the tactile transmission unit 1, and secures a space in which the tactile transmission unit 1 can operate. For example, when a magnetic field is generated by the magnetic field generating unit 200, the support 41 formed of a magnetorheological elastic body changes shape, and one end of the tactile transmission unit 1 is directed toward the center of the magnetic field generating unit 200. It is inclined, and if the magnetic field is not generated in the magnetic field generating unit 200, it may return to the circular shape by the elastic force. That is, by applying a magnetic field to one cell or all cells, various tactile sensations such as vibration, slap, tap, or tilt may be transmitted to the user.

도 18은 본 발명의 제5 실시예에 따른 촉각 전달부(1: 50)로 구성된 복수의 셀 구조를 도시한 도면이고, 도 19은 본 발명의 제5 실시예에 따른 촉각 전달부(1: 50)로 구성된 복수의 셀 동작을 도시한 도면이다.FIG. 18 is a diagram showing a structure of a plurality of cells comprising a tactile transmission unit (1:50) according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 19 is a tactile transmission unit (1: 50) according to the fifth embodiment of the present invention. 50) is a diagram showing the operation of a plurality of cells.

제5 실시예에 따른 촉각 제공 장치는 복수의 촉각 전달부(1: 50)가 적어도 하나의 셀을 형성하고, 상기 셀은 복수개가 일정한 간격으로 절연체(130) 상부에 배치되며, 절연체(130) 하부에는 상기 셀에 대응되는 형태 및 위치에 복수개의 자기장 생성부(200)의 코일 유닛(210)이 단층 또는 복층(211, 212)으로 형성될 수 있다.In the device for providing tactile sensation according to the fifth embodiment, a plurality of tactile transmission units (1:50) form at least one cell, and a plurality of the cells are disposed on the insulator 130 at regular intervals, and the insulator 130 The coil unit 210 of the plurality of magnetic field generating units 200 may be formed in a single layer or a double layer 211 and 212 in a shape and position corresponding to the cell below.

여기서, 제5 실시예에 따른 촉각 전달부(1)는 터널 구조(50) 형태이며, 내부에 타원형의 공간을 형성한다. 예를 들면, 자기장 생성부(200)에 의해 자기장이 발생하면, 자기유변 탄성체로 형성된 촉각 전달부(1)가 형상 변화하며, 촉각 전달부(1)의 일단이 자기장 생성부(200)의 중앙 방향으로 이동하며, 자기장 생성부(200)에서 자기장이 발생하지 않으면, 탄성력에 의해 원형의 형태로 복귀할 수 있다. 즉, 하나의 셀 또는 전체 셀에 자기장을 인가함으로써, 사용자에게 꼬집거나 조이는 듯한 다양한 촉감을 전달할 수 있다.Here, the tactile transmission unit 1 according to the fifth embodiment is in the form of a tunnel structure 50 and forms an elliptical space therein. For example, when a magnetic field is generated by the magnetic field generating unit 200, the tactile transmitting unit 1 formed of a magnetorheological elastic body changes shape, and one end of the tactile transmitting unit 1 is the center of the magnetic field generating unit 200 It moves in the direction, and if the magnetic field does not occur in the magnetic field generating unit 200, it may return to the circular shape by the elastic force. That is, by applying a magnetic field to one cell or all cells, various tactile sensations such as pinching or tightening can be delivered to the user.

한편, 본 명세서는 촉각 전달부(1)로서 자성입자(2)를 포함하는 소재, 대표적으로 자기유변탄성체를 상정하여 설명하였으나, 촉각 전달부(1)는 전기유변탄성체(Electro-Rheological Elastomer, ERE) 재질을 사용하고, 자기장 생성부(200) 대신 전기장 생성부를 통해 외부 전기장을 인가함으로써 동일하게 구현이 가능함을 밝혀둔다.On the other hand, the present specification has been described assuming a material including magnetic particles 2 as the tactile transmission unit 1, typically a magnetorheological elastomer, but the tactile transmission unit 1 is an electro-rheological elastomer (ERE). ) It is revealed that the same implementation is possible by using a material and applying an external electric field through an electric field generating unit instead of the magnetic field generating unit 200.

위와 같이, 본 발명의 촉각 제공 장치는, 다양한 촉각 전달부(1)를 통해 다양한 촉감을 더욱 감성적으로 전달할 수 있는 효과가 있다.As described above, the apparatus for providing tactile sensation of the present invention has the effect of being able to more emotionally transmit various tactile sensations through the various tactile sensations transmission unit 1.

그리고, 본 발명은, 셀(110) 형태로 촉감부(100)를 구성함으로써, 알람 등의 단순한 진동과 같은 신호뿐 아니라, 각 셀(110)에 대응되는 문자, 도형 등의 더욱 복잡한 정보 등을 촉각 정보로서 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자의 피부와 접촉하는 부위에 문자 정보 등을 제공할 수 있어 보안이 필요한 비밀 정보도 효과적으로 전달할 수 있는 효과가 있다.In the present invention, by configuring the tactile unit 100 in the form of the cell 110, not only a signal such as a simple vibration such as an alarm, but also more complex information such as characters and figures corresponding to each cell 110 Not only can it be provided as tactile information, but also text information or the like can be provided to a portion in contact with the user's skin, thereby effectively delivering confidential information requiring security.

이러한 촉각 제공 장치가 터치스크린 등을 포함하는 다양한 전자기기의 내부에 적용되는 경우에도 진동 발생원으로서 사용자의 입력에 대한 햅틱 피드백을 줄 수 있으며, 기존 진동 모터에 비해 얇고 플렉서블하게 구현 가능하고, 기존 압전 또는 전기활성폴리머 기반 진동기에 비해 내구성이 우수하고 저가로 구현할 수 있는 장점이 있다.Even when such a tactile sensor is applied to the interior of various electronic devices including a touch screen, it can provide haptic feedback for the user's input as a source of vibration, and can be implemented thinner and more flexible than conventional vibration motors. Or, compared to electroactive polymer-based vibrators, there is an advantage that can be implemented at low cost and excellent durability.

이와 같은 구성으로, 촉각 전달부(1)는 다양한 형상으로 변경 가능하며, 외부 자기장의 인가에 의해 진동, 스침, 조임, 때림, 누름, 두드림, 또는 기울어짐 등 다양한 촉감을 사용자에게 전달할 수 있다. 또한, 촉각 전달부(1)는 전자기기 전체 또는 국부에 촉감 정보를 제공하고, 상황에 따라 촉감 발생 위치를 가변할 수 있다. 또한, IT 분야의 모바일 기기 및 터치스크린 기기, 콘솔 게임기 등에서 실시간 촉각 전달에 적용될 수 있고, 자동차 산업에서 차선이탈 경고 시스템, 전면 추돌 방지 시스템, 과속방지 시스템 등 운전 보조 정보 피드백 시스템 등에 적용될 수 있으며, 의료 분야에서도 맥진기, 사람 이의 압력 분포 측정, 수술용 로봇 등에서 촉감을 효과적으로 전달할 수 있다.With such a configuration, the tactile transmission unit 1 can be changed into various shapes, and various tactile sensations such as vibration, grazing, tightening, striking, pressing, tapping, or tilting can be transmitted to the user by the application of an external magnetic field. In addition, the tactile sensation transmission unit 1 may provide tactile information to the entire electronic device or a local unit, and may change the tactile sensation generation location according to the situation. In addition, it can be applied to real-time tactile transmission in mobile devices, touch screen devices, and console game consoles in the IT field, and can be applied to driving assistance information feedback systems such as lane departure warning systems, front collision prevention systems, and speeding prevention systems in the automotive industry. In the medical field, it is possible to effectively transmit tactile sensation in pulse detectors, measurement of pressure distribution in human teeth, and surgical robots.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것이다. 또한, 본 발명이 상술한 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 사상은 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, in the present invention, specific matters such as specific components, etc., and limited embodiments and drawings have been described, but this is provided to help a more general understanding of the present invention. In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and variations are possible from these descriptions by those of ordinary skill in the field to which the present invention belongs. Therefore, the spirit of the present invention is limited to the above-described embodiments and should not be determined, and all things that are equivalent or equivalent to the claims as well as the claims to be described later belong to the scope of the present invention.

1, 10, 20, 30, 40, 50: 촉각 전달부
2: 자성 입자
3: 매트릭스 소재
31, 41: 지지체
100: 촉감부
110, 111, 112: 셀
120: 셀 격벽
130: 절연체
200: 자기장 생성부
210, 211, 212: 코일 유닛
L1, L2: 가상의 셀 범위1, 10, 20, 30, 40, 50: tactile transmitter
2: magnetic particles
3: matrix material
31, 41: support
100: tactile part
110, 111, 112: cell
120: cell bulkhead
130: insulator
200: magnetic field generating unit
210, 211, 212: coil unit
L1, L2: virtual cell range

Claims

자성 입자 및 매트릭스 소재로 구성된 촉각 전달부; 및
상기 촉각 전달부를 변형시키기 위해 자기장을 발생시키는 자기장 생성부
를 포함하고,
상기 자기장 생성부에 의해 형성되는 자기장의 세기 또는 주파수(Frequency)를 제어함에 따라, 상기 촉각 전달부의 변화속도 또는 변화량을 제어하여 진동, 스침, 조임, 때림, 누름, 두드림, 또는 기울어짐 중 적어도 하나의 촉각을 전달하는 것을 특징으로 하는 촉각 제공 장치.A tactile transmission unit composed of magnetic particles and a matrix material; And
A magnetic field generating unit that generates a magnetic field to deform the tactile transmission unit
Including,
By controlling the intensity or frequency of the magnetic field formed by the magnetic field generating unit, at least one of vibration, grazing, tightening, striking, pressing, tapping, or tilting by controlling the change speed or amount of change of the tactile transmission unit Device for providing a tactile sense, characterized in that transmitting the sense of touch of.

제1항에 있어서,
상기 촉각 전달부는 자기유변탄성체(Magneto-Rheological Elastomer, MRE)인 것을 특징으로 하는 촉각 제공 장치.The method of claim 1,
The tactile sensation providing device, characterized in that the tactile sensation transmission unit is a magneto-rheological elastomer (MRE).

제1항에 있어서,
상기 촉각 전달부는 미세돌기 형상, 내부가 비어있는 원통 형상, 돔(Dome) 형상, 다면체 형상, 판 형상, 판스프링 형상, 시소 형상 또는 터널 형상 중 적어도 하나의 형상인 것을 특징으로 하는 촉각 제공 장치.The method of claim 1,
The tactile sensation providing device, characterized in that the tactile sensation delivery unit has at least one shape of a microprotrusion shape, a hollow cylinder shape, a dome shape, a polyhedron shape, a plate shape, a plate spring shape, a seesaw shape, or a tunnel shape.

제1항에 있어서,
상기 촉각 전달부와 상기 자기장 발생부 사이에 구비되며, 상기 촉각 전달부가 변형 가능하도록 공간을 형성하는 지지체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 제공 장치.The method of claim 1,
The tactile sensation providing apparatus further comprising a support provided between the tactile sensation transmission unit and the magnetic field generation unit and forming a space so that the tactile sensation transmission unit is deformable.

제4항에 있어서,
상기 지지체는 자기유변탄성체이며, 곡면 형상 또는 물결 형상 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 촉각 제공 장치.The method of claim 4,
The support is a magnetorheological elastic body, the tactile sense providing apparatus, characterized in that at least one of a curved shape or a wavy shape.

제1항에 있어서,
사용자와 접촉하는 촉감부를 더 포함하며,
상기 촉감부 상에는 적어도 하나의 상기 촉각 전달부가 연결된 것을 특징으로 하는 촉각 제공 장치.The method of claim 1,
Further comprising a tactile portion in contact with the user,
At least one tactile sensation delivery unit is connected to the tactile sensation unit.

제6항에 있어서,
상기 촉감부는 적어도 하나의 셀을 포함하고,
상기 자기장 생성부는 상기 촉감부의 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 촉각 제공 장치.The method of claim 6,
The tactile part includes at least one cell,
The apparatus for providing tactile sensation, wherein the magnetic field generating unit is disposed under the tactile part.

제7항에 있어서,
상기 자기장 생성부는 상기 셀에 대응하는 적어도 하나의 코일 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 제공 장치.The method of claim 7,
The apparatus for providing tactile sensation, wherein the magnetic field generating unit includes at least one coil unit corresponding to the cell.

제8항에 있어서,
상기 코일 유닛은 적어도 일부가 상호 중첩되도록 복수의 층을 이루는 것을 특징으로 하는 촉각 제공 장치.The method of claim 8,
The coil unit is a tactile sensation providing apparatus, characterized in that forming a plurality of layers so that at least some of them overlap each other.

제1항에 있어서,
상기 자기장 생성부는 상기 촉각 전달부와 대응되는 위치 및 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 촉각 제공 장치.The method of claim 1,
The apparatus for providing tactile sensation, wherein the magnetic field generating unit has a position and shape corresponding to the tactile sensation transmitting unit.

제1항에 있어서,
상기 촉각 전달부는, 자기장에 영향을 받지 않을 때에는 제1 형상을 유지하고, 자기장에 영향을 받을 때에는 제2 형상을 유지하며, 상기 촉각 전달부가 상기 제2 형상에서 상기 제1 형상으로 회귀하면서 탄성력에 의한 왕복 운동으로 촉각 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 촉각 제공 장치.The method of claim 1,
The tactile transmission unit maintains a first shape when not affected by a magnetic field, and maintains a second shape when influenced by a magnetic field, and the tactile transmission unit returns to the first shape from the second shape to reduce elastic force. A tactile sensation providing device, characterized in that providing tactile sensation information by reciprocating motion.