KR100868336B1

KR100868336B1 - Vibrotactile device

Info

Publication number: KR100868336B1
Application number: KR1020020023099A
Authority: KR
Inventors: 장태정
Original assignee: 강원대학교산학협력단
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2002-04-26
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2022-04-26
Also published as: KR20030084401A

Abstract

본 발명은 전기적 또는 기계적 동력으로 구동되는 판형 구동기 하나에 의해 발생되는 진동을 구동기 판의 평면과 수직 또는 수직에 가까운 방향으로 자유롭게 움직이는 다수의 핀에 전달함으로써 신체 부위에 진동을 전달하는 모듈; 및 이러한 모듈을 필요한 수만큼 부착시켜 진동의 세기 및 진동 주파수의 변화, 진동하는 모듈의 선택 등으로 여러 가지 전기적, 물리적, 화학적 크기나 방향을 표시해 줄 수 있는 진동촉각 장치에 관한 것이다. The present invention provides a module for transmitting vibration to a body part by transmitting the vibration generated by a single plate-type drive driven by electrical or mechanical power to a plurality of pins freely moving in a direction perpendicular to or perpendicular to the plane of the driver plate; And a vibration tactile device capable of displaying various electrical, physical, chemical sizes or directions by attaching such modules as necessary and changing vibration intensity, vibration frequency, and selecting a vibrating module.

진동촉각 장치, 판형 구동기, 핀, 진동Vibrotactile device, plate actuator, pin, vibration

Description

Vibrotactile device

도 1은 본 발명에 따른 진동촉각 장치의 개략 구성도,1 is a schematic configuration diagram of a vibrotactile device according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 진동촉각 장치의 중간부 수직 절단면 측면도,Figure 2 is a side view of the middle vertical cut surface of the vibrotactile device according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 진동촉각 장치의 활용예를 도시한 도면이다.3 is a view showing an example of the use of the vibrotactile device according to the present invention.

본 발명은 판형 피에조(piezo) 구동기 등의 판 형태의 구동기로 신체 부위에 진동을 제공하는 모듈, 및 이들 모듈을 필요한 수만큼 신체 부위와 접촉하기 편리한 위치에 부착시켜 진동 세기/주파수 변화, 모듈 선택 등을 통해 다양한 전기적, 물리적, 화학적 크기나 방향을 표시하는 진동촉각 장치에 관한 것이다. The present invention provides a module that provides vibration to a body part by a plate-shaped driver such as a plate piezo driver, and attaches these modules to a position convenient for contact with the body part as many times as necessary, thereby changing vibration intensity / frequency, and selecting a module. The present invention relates to a vibrotactile device that displays various electrical, physical, and chemical sizes or directions.

종래의 진동촉각 장치는 진동촉각 마우스, 핸드폰 진동과 같이 소형모터로 몸체 전체를 진동시키는 방식이다. 핀(pin)을 이용한 종래의 진동 방식은 통상 각각의 핀마다 구동기로 독립 구동한다. 판형 피에조 구동기를 이용한 종래의 진동촉각 장치는 피에조 구동기만을 이용하고 핀을 활용하지는 않는다. Conventional vibration tactile device is a method of vibrating the entire body with a small motor, such as vibration tactile mouse, mobile phone vibration. Conventional vibration schemes using pins typically drive each pin independently with a driver. The conventional vibrotactile device using the plate piezo driver uses only the piezo driver and does not utilize the pins.

본 발명의 목적은 판형 구동기에서 발생한 진동을, 진동 방향의 일정 범위에서 자유롭게 움직이도록 일정 넓이에 촘촘히 배열된 핀에 전달하여, 핀의 진동 자극을 신체 부위에 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 이들 모듈을 적정 개수, 적정 위치에 배치하여 다양한 목적으로 사용하는 것이다.An object of the present invention is to transmit the vibration generated in the plate-shaped driver to the pins arranged closely in a certain width so as to move freely in a certain range of the vibration direction, to provide the vibration stimulation of the pin to the body part. Another object of the present invention is to use these modules for various purposes by arranging these modules at appropriate numbers and locations.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 구성을 개략적으로 도시한 것으로, 판형 피에조 구동기 등과 같은 판형 구동기(20); 판형 구동기 위에 촘촘히 배열된 핀(30); 판형 구동기와 핀을 수용하는 모듈 케이스(10); 핀이 자유롭게 상하 이동하는 구멍을 핀의 개수만큼 구비하고 핀의 외부 이탈을 막는 커버(40)로 구성된다.
커버는 윗면이 평평하거나(40) 곡면일 수 있다(50). 핀(30)의 길이는 판형 구동기(20)가 구동하지 않을 때 핀(30)의 끝이 커버(40 또는 50)의 윗면과 거의 일치하거나 일정한 길이로 약간 튀어나오도록 설정한다.1 schematically shows the configuration of the present invention, a plate-shaped driver 20 such as a plate-shaped piezo driver or the like; Pins 30 closely arranged on the plate-shaped actuator; A module case 10 for receiving a plate-shaped driver and pins; The cover has a hole 40 freely moving up and down as many as the number of pins, and covers 40 to prevent the pins from coming off.
The cover may be flat 40 or curved 50. The length of the pin 30 is set such that the tip of the pin 30 almost coincides with the top surface of the cover 40 or 50 or slightly protrudes to a certain length when the plate-shaped driver 20 is not driven.

도 2에서 (60)은 모듈이 조립된 상태에서의 중간부 수직 절단면 측면도이고 (70)은 일부 확대도이다. 판형 구동기(20)가 모듈 케이스(10)의 바닥에 놓이고 그 위에 독립된 핀(30)들이 머리를 아래로 정렬된다. 핀(30)의 뾰족한 부분은 핀 굵기보다 조금 더 큰 커버(40)의 구멍을 통해 밖으로 노출되고, 핀 머리와 커버 사이에는 핀이 상하 움직일 수 있는 공간이 있다.
확대도(70)를 참조하면, 판형 구동기(20)가 상하 진동하여 움직이면 판형 구동기(20)에 부착되거나 부착되지 않은 핀들도 그에 따라 상하 진동한다. 판(20)이 진동하지 않는 상태에서 커버(40) 윗면과 거의 같은 높이로 설정된 핀(30)의 끝은 판(20)이 상하 진동함에 따라 커버(40)의 구멍을 통해 돌출되고, 그에 따라 커버(40)에 접촉하고 있던 손가락 등 신체 부위를 자극한다. In FIG. 2, 60 is a side view of the middle vertical cut section with the module assembled, and 70 is a partially enlarged view. The plate driver 20 is placed on the bottom of the module case 10, on which independent pins 30 are aligned with their heads down. The pointed portion of the pin 30 is exposed out through the hole of the cover 40 which is slightly larger than the pin thickness, and there is a space between the pin head and the cover for the pin to move up and down.
Referring to the enlarged view 70, when the plate-shaped driver 20 moves up and down, the pins attached or not attached to the plate-type driver 20 also oscillate up and down accordingly. In the state where the plate 20 does not vibrate, the tip of the pin 30 set to almost the same height as the upper surface of the cover 40 protrudes through the hole of the cover 40 as the plate 20 vibrates up and down. Stimulates a body part such as a finger that has been in contact with the cover 40.

도 1, 2는 판형 구동기(20)의 예로서 판형 피에조 구동기를 개시한다. 판형 피에조 구동기(20)는 두 개의 피에조 판이 접착된 것으로 전압을 인가하면 각 면이 신장·수축하여 일 방향으로 휘고, 반대로 인가하면 반대 방향으로 휜다. 피에조 판의 양면에 사인파 또는 유사한 파형의 전압을 걸어주면, 상하로 교대로 휘면서 진동이 발생한다.
(60)과 같이 판형 피에조(20)가 고정점 없이 좁은 틈 사이에서 상하로 휘면서 진동하면 진동 에너지가 틈의 길이 방향으로 골고루 분산되어 모든 핀에서 거의 일정한 세기의 진동이 느껴진다. 판형 피에조 구동기를 사용할 때, 진동을 방해하지 않도록 배선은 가급적 가늘고 부드러운 것을 사용한다.1 and 2 disclose a plate piezo driver as an example of a plate driver 20. The plate-type piezo actuator 20 is two piezo plates bonded to each other when the voltage is applied, each surface is stretched and contracted, bent in one direction, and if applied to the opposite piezoelectric plate. When a voltage of sine wave or similar waveform is applied to both sides of the piezo plate, vibration occurs by bending up and down alternately.
As shown in (60), when the plate-shaped piezo 20 vibrates up and down between narrow gaps without a fixed point, the vibration energy is evenly distributed in the longitudinal direction of the gap, and vibrations of almost constant strength are felt in all the pins. When using a plate piezo actuator, the wire should be thin and soft as much as possible to avoid disturbing vibration.

판형 구동기(20)는 판형 피에조 구동기에 한정되지 않고 판의 면에 수직 방향의 진동을 생성한다면 어떤 구조라도 무방하고, 개개의 핀(30)이 독립적으로 움직이도록 할 수도 있고 피에조의 진동을 구조적으로 방해하지 않는 범위에서 핀(30)을 몇 개씩 묶을 수도 있다. 핀(30)과 판형 구동기(20)는 직접 또는 어떤 매개물(예: 플라스틱 선)을 사용하여 부착할 수도 있고 자유롭게 움직이도록 부착하지 않을 수도 있다.The plate type actuator 20 is not limited to the plate type piezo actuator and may have any structure as long as it generates vibration in the vertical direction on the face of the plate, and may allow the individual pins 30 to move independently and to structurally control the vibration of the piezo. It is also possible to bundle several pins 30 in a range that does not interfere. The pin 30 and the plate driver 20 may be attached directly or using some medium (eg, plastic wire) or may not be attached to move freely.

판형 피에조 구동기는 파형의 전압/주파수를 통해 진동의 폭/주파수를 개별 또는 동시에 조정할 수 있다. Plate piezo drivers can individually or simultaneously adjust the width / frequency of vibration via the voltage / frequency of the waveform.

이러한 모듈을 필요한 갯수만큼 편리한 위치에 장착하여 다양한 용도로 이용할 수 있다. 도 3은 다수의 모듈이 장착된 진동촉각 장치가 신체 부위와 접촉하는 지점에 위치시킨 예를 도시한다. These modules can be mounted in any convenient location for the required number and can be used for various purposes. 3 shows an example in which a vibrotactile device equipped with a plurality of modules is positioned at a point of contact with a body part.

본 발명은 판형 구동기에서 발생시킨 진동으로 핀을 구동하여 핀의 진동을 신체 부위에서 느끼도록 하는 구조로, 장치의 몸체 전체를 진동시키는 것에 비하여 작은 진동으로도 큰 느낌을 전달할 수 있다. The present invention is a structure to feel the vibration of the pin in the body part by driving the pin by the vibration generated in the plate-shaped driver, it can transmit a great feeling with a small vibration compared to the vibration of the entire body of the device.

판형 피에조 구동기를 사용하는 경우, 파형의 전압/주파수를 통해 진동의 폭/주파수를 개별 또는 동시에 조정함으로써 다양한 느낌의 진동을 신체 부위에 제공할 수 있으며, 이러한 진동의 폭/주파수 변화, 그리고 다수의 모듈을 장착했을 때 어떤 모듈을 진동시키느냐의 선택에 따라 다양한 전기적, 물리적, 화학적 량의 크기나 방향 등을 표현할 수 있다. When using a plate piezo driver, the vibration width / frequency can be individually or simultaneously adjusted through the voltage / frequency of the waveform to provide various parts of the vibration to the body part. When the module is installed, various electric, physical, and chemical quantities can be expressed in various directions depending on which module is vibrated.

본 발명에 따르면 판형 모듈을 얇고 다양한 크기로 제작할 수 있고, 다양한 크기의 모듈 및 진동의 폭/주파수를 조정하는 파형 발생기를 사용자가 적절한 위치에 배치함으로써 원하는 효과를 얻을 수 있다. 모듈 케이스를 따로 만들지 않고, 장치의 원하는 위치에 직접 홈을 만들어 조립할 수도 있다. According to the present invention, the plate-shaped module can be manufactured in thin and various sizes, and the user can obtain a desired effect by placing the module of various sizes and the waveform generator for adjusting the width / frequency of the vibration in an appropriate position. Instead of making a module case, you can make grooves and assemble them directly in the device.

Claims

A plate-type driver configured to be bonded to a piezo plate to generate vibration in a vertical direction of the surface while alternately bending up and down as an external power source is provided to alternate between both sides of the piezo plate;

A plurality of pins arranged on a surface of the plate driver to vertically move in a direction perpendicular to the surface of the plate driver as the plate driver vibrates;

A case having a flat vibration space on which one surface of the plate driver may be placed, the housing including the plate driver and the pin; And

A cover provided with a plurality of holes for protruding the tip of the pin when the pin moves up and down and preventing the pin from being separated;

Vibrotactile device configured to include.

delete

The method of claim 1,

And the vibrotactile device further comprises means for controlling at least one of an amplitude and a frequency of an external power supply alternately provided to the piezo plate.