KR100877067B1

KR100877067B1 - 햅틱 버튼 및 이를 이용한 햅틱 기기

Info

Publication number: KR100877067B1
Application number: KR1020060000672A
Authority: KR
Inventors: 김규용; 김상연; 소병석; 양경혜; 이영범
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-01-03
Filing date: 2006-01-03
Publication date: 2009-01-07
Also published as: KR20070073125A; US20070152974A1

Abstract

본 발명은 실행 중인 어플리케이션에 따라 사용자에게 다양한 자극을 전달하는 햅틱 버튼(haptic button) 및 이를 이용하는 햅틱 기기에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 버튼은, 실질적으로 평판 형태를 갖는 전기 활성 폴리머와, 상기 전기 활성 폴리머의 양면과 접촉하는 전극 쌍과, 상기 전극 쌍에 소정의 전압을 인가하는 전기 회로와, 사용자의 버튼 입력을 감지하는 센서를 포함하며, 현재 실행중인 어플리케이션 상황에 따라 상기 전압의 파형을 다르게 함으로써 상기 전기 활성 폴리머로부터 사용자에게 전달되는 자극이 변화되는 것을 특징으로 한다.

전기 활성 폴리머(EAP), 버튼, 텍스쳐(texture), 강성(stiffness)

Description

햅틱 버튼 및 이를 이용한 햅틱 기기{Haptic button, and haptic device using it}

도 1은 종래의 버튼 입력 장치의 구성을 도시하는 도면.

도 2는 종래의 버튼 입력 장치에서의 힘-변위 관계 그래프를 나타낸 도면.

도 3a 및 도 3b는 전기 활성 폴리머, 특히 유전성 폴리머의 특성을 보여주는 도면.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 햅틱 버튼의 기본 개념을 나타내는 도면.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 햅틱 버튼의 기본 개념을 나타내는 도면.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 햅틱 버튼의 기본 개념을 나타내는 도면.

도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 햅틱 버튼을 구비한 휴대용 기기의 외양을 도시하는 도면.

도 8a 내지 도 8f는 본 발명의 제1 실시예에 따른 햅틱 버튼의 상세한 구성을 설명하기 위한 단면도.

도 9a 내지 도 9b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 햅틱 버튼의 상세한 구성 을 설명하기 위한 단면도.

도 10a 내지 도 10f는 본 발명의 제3 실시예에 따른 햅틱 버튼의 상세한 구성을 설명하기 위한 단면도.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 기기의 구성을 도시하는 블록도.

(도면의 주요부분에 대한 부호 설명)

30 : 전원 31, 41, 42 : 전기 활성 폴리머

32a, 32b : 전극 33 : 고정부

34 : 노치 35, 35a, 35b, 36a, 36b, 36c, 36d : 분리부

51 : 키 톱 52 : 하부 케이스

53 : 스페이서 54 : 고무 커버

55 : 메탈 돔 56 : 평판

57 : 가요성 필름 58 : 상부 접점

59 : 하부 접점 60 : 페이스 판

100, 105, 107, 110, 120, 125, 130 : 햅틱 버튼

200 : 햅틱 기기 210 : 메모리

215 : 마이크로 프로세서 220 : 어플리케이션 모듈

225 : 디스플레이 모듈 230 : 액츄에이터 인터페이스

235 : 액츄에이터 240 : 센서 인터페이스

245 : 센서

본 발명은 햅틱(haptic) 입력 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실행 중인 어플리케이션에 따라 사용자에게 다양한 자극을 전달하는 햅틱 버튼(haptic button) 및 그를 이용한 햅틱 장치에 관한 것이다.

'햅틱'이라 함은 일반적으로 컴퓨터 촉각 기술을 일컫는 용어로서, 그리스어로 '만지는' 이라는 뜻의 형용사 'haptesthai'에서 유래되었다. 기존의 컴퓨터 기술은 인간과 컴퓨터가 정보를 주고받는 데에 주로 시각 또는 청각 정보가 이용되었다. 그러나 사용자는 가상 현실을 통해 더욱 구체적이고 실감나는 정보를 원하게 되고, 이를 충족시키기 위해 개발된 것이 촉각과 힘까지 전달하는 햅틱 기술이다.

햅틱 기술은는 크게 '힘 피드백(force feedback)'과 '촉각 피드백(tactile feedback)'의 두 영역으로 나뉘는데, 이 가운데 '힘 피드백'은 기계적 인터페이스를 이용하여 사용자에게 힘과 운동감을 느끼도록 하는 기술로, 이미 일상생활에서 쉽게 경험해볼 수 있다. 게임 기계에서 총을 쏘면 실제로 조이스틱(joystick)에 반발력이 전달되고, 자동차 충돌이 있는 경우 스티어링 휠(steering wheel)에 가상의 충격이 전달되는 것 등이 그 예이다.

'촉각 피드백'이 가장 많이 활용되는 곳은 의학 분야이다. 컴퓨터 화면에 3차원 해부학적 구조를 보면서 가상의 환자를 대상으로 환부를 직접 시술할 수 있는 3차원 영상이 실시간으로 컴퓨터 화면에 나타난다. 여기에 압축 공기나 전기 등으로 움직이는 작은 핀과 같은 장치를 통하여 사람의 기계수용기 (mechanoreceptor) 를 자극함으로 인하여, 실제로 피부 조직 등을 만지는 듯한 촉감이 전달된다.

이러한 햅틱 기술은, 이와 같은 게임 시뮬레이터, 의료 시뮬레이터를 비롯하여, 인간이 직접 경험하기에는 과도한 비용, 시간, 또는 위험이 수반되는 다양한 분야에서 폭넓게 응용될 수 있다.

인터넷, 컴퓨터를 포함한 정보통신 기술이 발달함에 따라, 소비자의 다양한 기호와 요구에 부합하는 많은 디지털 기기들이 생산/보급되고 있다. 최근에는 이들 디지털 기기들 중에서도 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player), 디지털 카메라, 휴대용 게임기, MP3 플레이어 등 휴대의 편리성이 강조된 기기들이 특히 소비자들의 관심을 끌고 있다.

이러한 디지털 기기들은 일반적으로 키 내지 버튼 입력 장치를 포함하고 있다. 그러나 기존의 버튼 입력 장치는 단순히 명령을 입력하기 위하여 사용되는데 불과하다. 도 1은 이러한 기존의 버튼 입력 장치의 구성을 도시하는 도면이다.

버튼 입력을 하고자 하면, 사용자는 키 톱(key top; 11)을 누른다. 키 톱(11) 아래에는 고무 커버(12)가 접촉되어 있어 상기 키 톱(11)을 누름에 의하여 고무 커버(12)는 하방으로 변형된다. 상기 변형이 계속되어 메탈 돔(metal dome; 14)을 누르게 되면, 사용자는 해당 키가 눌러졌음을 촉각 또는 청각을 통하여 인식하게 된다. 일반적으로, 상기 메탈 돔(14)에 작용하는 힘과, 메탈 돔(14)의 변형에 의하여 발생되는 변위는 도 2와 같이 나타난다. 도 2에서 변위에 따라서 힘이 증가하다가 감소하는 변곡점(21)을 지나면서 사용자는 클릭감을 느끼게 된다.

변형된 메탈 돔(14)이 상부 접점(17)이 부착된 필름(15)를 누르고, 이에 의 하여 상부 접점(17) 및 하부 접점(18)이 접촉되는, 상부 접점(17) 및 하부 접점(18)과 연결된 소정의 회로가 버튼이 입력되었음을 감지할 수 있게 된다.

이와 같은, 버튼 입력 과정에서 사용자에게 제공되는 반발력 내지 클릭감은 단순히 메탈 돔(14)의 재질이나 구조에 종속되므로, 메탈 돔을 일일이 교체하지 않는 한은 실행 중인 어플리케이션과 상관없이 동일할 수 밖에 없다. 그러나 버튼에 햅틱 기술을 적용하면, 버튼을 누르는 사용자는 어플리케이션에 따라서 다른 강성 (stiffness)을 느낄 수 있다. 즉, 햅틱 기술이 적용되면, 사용자가 부드러운 물체를 누를 때, 같은 버튼이라도 부드러운 감각을 느끼고, 딱딱한 물체를 누르는 경우에는 딱딱한 느낌을 전달 받을 수 있다.

상술한 바와 같이, 현재 다양한 분야에서 햅틱 기술을 적용한 사례 및 연구가 증가하고 있기는 하지만, 입력 장치로서 가장 많이 사용되고 있는 버튼 입력 장치에서, 현재 실행 중인 어플리케이션이나 해당 버튼의 기능에 따라 적응적으로 힘 피드백 또는 촉각 피드백을 제공하는 기술에 대하여는 연구가 부족한 실정이다. 특히, 상기 버튼을 현재 소형화, 경량화 추세에 있는 다양한 휴대용 기기에 채용하기 위해서는 다른 추가적인 고려도 필요하다.

본 발명은 상기한 필요성을 고려하여 창안된 것으로, 실행중인 어플리케이션 또는 버튼의 기능에 따라 사용자에게 다양한 자극을 주어 물체의 조작을 용이하게 하는 햅틱 버튼을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 버튼이 현재 사용 가능한지 여부를 사용자에게 촉각적으로 전달할 수 있는 햅틱 버튼을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 버튼은, 실질적으로 평판 형태를 갖는 전기 활성 폴리머와, 상기 전기 활성 폴리머의 양면과 접촉하는 전극 쌍과, 상기 전극 쌍에 소정의 전압을 인가하는 전기 회로와, 사용자의 버튼 입력을 감지하는 센서를 포함하며, 현재 실행중인 어플리케이션 상황에 따라 상기 전압의 파형을 다르게 함으로써 상기 전기 활성 폴리머로부터 사용자에게 전달되는 자극이 변화되는 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 햅틱 버튼은, 실질적으로 평판 형태를 갖는 전기 활성 폴리머와, 상기 전기 활성 폴리머의 양면과 접촉하는 전극 쌍과, 상기 전극 쌍에 소정의 전압을 인가하는 전기 회로와, 사용자의 버튼 입력을 감지하는 센서를 포함하며, 상기 전기 활성 폴리머의 일측면에는 노치가 형성되고, 상기 전압이 인가되면 상기 노치의 틈이 벌어짐으로써 사용자에게 거친 재질감을 제공하는 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 햅틱 버튼은, 실질적으로 평판 형태를 갖는 전기 활성 폴리머와, 상기 전기 활성 폴리머의 양면과 접촉하는 전극 쌍과, 상기 전극 쌍에 소정의 전압을 인가하는 전기 회로와, 사용자의 버튼 입력을 감지하는 센서와, 상기 전기 활성 폴리머 중 버튼 경계 부근을 고정하는 고정부를 포함하고, 상기 햅틱 버튼의 가로 또는 세로 방향 중에서 적어도 하나의 방향으로 배치되며 상기 전기 활성 폴리머와 접촉된 부분을 고정하는 적어도 하나 이상의 분리부를 더 포함하며, 상기 전극 쌍은 상기 분리부에 의하여 나뉘어지는 영역 별로 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 기기는, 사용자와 물리적으로 접촉하는 접촉면과, 상기 접촉면에 변위 또는 힘을 제공하는 액츄에이터와, 사용자의 버튼 입력을 감지하는 센서와, 상기 액츄에이터의 동작을 소정의 전압을 인가함으로써 제어하는 전기 회로를 포함하고, 상기 액츄에이터는 전기 활성 폴리머와, 상기 전기 활성 폴리머와 접촉하며 상기 전압이 인가되는 적어도 한 쌍 이상의 전극을 포함하며, 현재 실행중인 어플리케이션 상황에 따라 상기 인가되는 전압의 파형을 다르게 함으로써 상기 전기 활성 폴리머로부터 사용자에게 전달되는 자극이 변화되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명 세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명에서는 고정부를 갖는 전기 활성 폴리머(electro-active polymer; EAP)를 이용하여 사용자에게 어플리케이션 상황에 따라서 다양한 자극을 제공하는 햅틱 버튼을 고안하고자 한다. 상기 어플리케이션 상황이라 함은 실행 중인 어플리케이션의 현재 상태를 의미하는데, 예를 들어, 자동차의 충돌, 총기의 발사 등의 이벤트 발생 및 특정 입력 모드(휴대폰 번호 입력 모드 등)를 포함한다.

전기 활성 폴리머는 넓은 범위의 물리적, 전기적 특성을 잘 나타내도록 제조되고 처리되는 폴리머(polymer)의 일종이다.

전기 활성 폴리머는 전압을 가하여 활성화되면, 일반적으로 왜곡이라고 불리는 상당한 이동 또는 변형을 이룰 수 있다. 이러한 변형은, 재료의 길이, 폭, 두께, 반지름 방향 등에 따라 다르게 할 수 있으며, 10%에서 최대 50%까지의 변형도 가능한 것으로 알려져 있다. 이 탄력적인 왜곡의 크기는 3% 이내의 변형률을 갖는 피에조(piezo)와 비교하여 볼 때, 매우 특이한 것이며, 적절한 전기 시스템에 따라서 완전한 제어가 가능하다는 점에서 매우 큰 장점이 있다.

전기 활성 폴리머는 작고, 제어가 용이하고, 저전력이며, 고속 응답 속도를 지니고, 또한 그 잠재적인 비용 또한 그리 높지 않다. 현재 전기 활성 폴리머는 인공 근육 분야에서 채택되어 그 연구가 활발히 진행되고 있다.

전기 활성 폴리머는, 외부로부터 물리적 변형이 가해지면, 이에 대응되는 전기 신호를 출력하기 때문에, 센서로도 사용될 수 있다. 대부분의 전기 활성 폴리머 재료는 전기적으로 측정한 전위차를 발생하므로, 힘, 위치, 속도, 가속도, 압력 등 의 센서로서 사용하는 것이 가능하다. 대부분의 전기 활성 폴리머는 이와 같이 양방향 성질을 나타내기 때문에, 센서 또는 액츄에이터로도 사용이 가능하다.

현재 알려진 전기 활성 폴리머의 종류로는, 겔(gel), IPMC(Ionic Polymer Metal Composite), 전왜 폴리머(electro-restrictive polymer) 등이 있다. 전기 활성 폴리머 재료의 대다수에 있어서 작동 기구는, 폴리머 네트워크 내외의 이온들의 움직임에 근거한다. 상기 전기 활성 폴리머의 종류 들 중에서, 현재 상업적으로 가장 실용적이라고 알려진 것은 전왜 폴리머이다.

전왜 폴리머는 유전성 및 상전이 폴리머의 2개의 종류로 분류할 수 있다. 유전성 폴리머는 일반적으로, 유전성 폴리머를 사이로 하여 2개의 도전성/가요성(conductive/compliant) 전극을 구비한 샌드위치 구조를 하고 있다. 높은 전계하(예를 들어, 몇 백 내지 몇 천 V)에서는, 전극의 흡인력이 게재하는 유전체를 압박하고 이것이 큰 변형을 일으킨다. 경우에 따라서는, 이 변형은 50% 내외가 될 수도 있다.

도 3a 및 도 3b는 전기 활성 폴리머, 특히 유전성 폴리머의 특성을 보여주는 도면이다. 이하 본 명세서에서는 전기 활성 폴리머의 일 예로서, 유전성 폴리머를 사용하는 것으로 하여 설명하지만 이에 한하지는 않는다.

도 3a에서와 같이, 소정의 두께를 갖는 전기 활성 폴리머(31)의 양면에는 이와 접촉하는 두 전극(32a, 32b)이 구비되어 있다. 상기 전극(32a, 32b)은 얇은 막 형태의 도전성 폴리머(conductive polymer)로 이루어져 있으며, 전기 활성 폴리머(31)의 변형과 함께 변형이 이루어져야 하기 때문에 도전성과 아울러 가요성을 지 닌다.

전극(32a, 32b)에 전원(30)이 제공되지 않았을 때, 초기 상태에 있던 전기 활성 폴리머(31)는, 도 3b와 같이 전원(30)이 상/하 전극(32a, 32b)에 제공되면, 두께가 얇아지면서 넓게 퍼지는 변형이 일어난다. 이 때, 가요성을 지니는 상/하 전극(32a, 32b)도 전기 활성 폴리머(31) 변형에 따라서 변형된다.

본 발명에서는 이와 같은 전기 활성 폴리머를 이용하여 다양한 기능을 갖는 햅틱 버튼을 제안한다. 보다 구체적으로는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 햅틱 버튼은 사용자에게 가변적인 촉감을 일으킨다. 이 때, 각 햅틱 버튼마다 다른 강성을 주어 버튼 별로 조작감을 다르게 줄 수도 있고, 동일한 버튼이라도 상황에 따라서 서로 다른 강성을 갖도록 할 수도 있다. 예를 들어, 자동차 레이싱 게임에서 주행 버튼의 경우, 자동차가 언덕을 올라가는 상황에서는 상대적으로 강성을 높이고, 언덕을 내려가는 상황에서는 상대적으로 강성을 낮춤으로써 실제와 유사한 촉감을 사용자에게 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 햅틱 버튼은 상황에 따라서 서로 다른 재질감(texture)을 나타낸다. 또는 상기 강성 및 재질감이 함께 변화할 수도 있도록 한다.

셋째, 본 발명의 제3 실시예에 따른 햅틱 버튼은 시각적으로 확인하지 않고서도 현재 접촉 중인 버튼을 사용자가 식별할 수 있도록 한다.

본 발명에서 제안하고자 하는 상기 세가지 실시예에 따른 햅틱 버튼의 기본 개념은 다음의 도 4a 내지 도 6b에서 각각 도시된다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 햅틱 버튼(100)의 기본 개념을 나타내는 도면이다. 이 중 도 4a는 전극에 전압이 인가되기 이전의 햅틱 버튼을, 도 4b는 전극에 전압이 인가된 이후의 햅틱 버튼을 각각 나타낸다.

도 4a에서, 전기 활성 폴리머(31)의 양면은 두 개의 전극(32a, 32b)과 접촉되어 있다. 즉, 두 전극(32a, 32b)와 전기 활성 폴리머(31)는 샌드위치 구조를 이룬다. 전기 활성 폴리머(31)의 양단은 고정부(33)에 고정되어 있어, 변위를 갖지 못하도록 되어 있다.

이 상태에서, 두 전극(32a, 32b)에 전압을 가하면, 전기 활성 폴리머(31)는 도 4b와 같은 변형을 일으킨다. 왜냐하면, 두 전극(32a, 32b)에 전압이 인가되면, 전기 활성 폴리머(31)는 수평 방향으로 신장되게 되는데, 그 양단은 고정부(33)에 의하여 움직임이 억제되어 있으므로 자연히 상방향 또는 하방향으로 돌출될 수 밖에 없기 때문이다. 만약, 전기 활성 폴리머(31)의 하측에 다른 구성요소가 존재하여 하방향으로의 돌출이 억제되어 있다면, 상기 돌출은 상방향으로 이루어질 것이다.

이와 같이 상방향으로의 돌출이 형성된 경우, 사용자가 햅틱 버튼(100)을 누르게 되면 전압 인가상태에 따라 강성(stiffness)을 조절 할 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 햅틱 버튼(110)의 기본 개념을 나타내는 도면이다. 이 중 도 5a는 전극에 전압이 인가되기 이전의 햅틱 버튼을, 도 5b는 전극에 전압이 인가된 이후의 햅틱 버튼을 각각 나타낸다.

도 5a에서 전기 활성 폴리머(31)는 상부 전극(32a)와 접촉하는 면에 다수의 노치(notch; 34)를 포함한다. 양 전극(32a, 32b)에 전압이 인가되지 않은 동안에는 상기 노치(34)는 틈이 벌어지지 않는다. 따라서, 이 때 사용자가 햅틱 버튼(110)에 접촉하더라도 특별한 재질감을 느끼지 못한다.

그러나, 도 5b와 같이 양 전극(32a, 32b)에 전압이 인가되면, 전기 활성 폴리머(31)는 상방향으로 돌출되며, 따라서 노치(34)의 틈이 벌어지게 된다. 이 때 사용자가 햅틱 버튼(110)에 접촉하게 된다면 거친 재질감을 느낄 수 있다. 물론, 사용자가 직접 노치(34)에 접촉하는 것은 아니지만, 노치(34)의 상측에 위치하는 상부 전극(32a) 및 그 위에 사용자와 직접 접촉되는 필름(미도시됨)이 모두 가요성 재질이라면 간접적으로 상기와 같은 재질감을 느낄 수가 있는 것이다.

상기 노치(34)의 틈은 전기 활성 폴리머(31)의 돌출이 커질수록, 즉 양 전극(32a, 32b)에 인가되는 전압의 크기가 커질수록 크게 벌어지게 되며, 사용자에게 보다 거친 재질감을 제공한다. 따라서, 양 전극(32a, 32b)에 인가되는 전압을 조절함으로써, 햅틱 버튼(110)의 재질감을 조절할 수가 있다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 햅틱 버튼(120)의 기본 개념을 나타내는 도면이다. 이 중 도 6a는 하나의 분리부(35)가 추가된 햅틱 버튼(120)을, 도 6b는 두 개의 분리부(35a, 35b)가 추가된 햅틱 버튼(130)을 각각 나타낸다. 상기 분리부(35, 35a, 35b)는 전기 활성 폴리머가 수평 방향으로 신장되는 것은 억제하지만, 사용자로부터 압력이 가해지는 경우 상하 방향으로 이동은 가능하다.

도 6a에서 두 개로 나뉘어지는 전기 활성 폴리머(31a, 31b), 또는 도 6b에서 세 개로 나뉘어지는 전기 활성 폴리머(31a, 31b, 31c)는 각 전기 활성 폴리머를 구 동하는 전극에 의하여 별도로 제어가 가능하다. 따라서, 전기 활성 폴리머들 간에 서로 다른 정도로 돌출을 줄 수도 있고, 일부의 전기 활성 폴리머만을 활성화하는 것도 가능하다.

도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 햅틱 버튼(100, 110, 120, 130)을 구비한 휴대용 기기(200)의 외양을 도시하는 도면이다. 상기 햅틱 버튼(100, 110, 120, 130)은 휴대용 기기(200)에 구비된 버튼 전부 또는 일부일 수 있다. 상기 버튼들은 페이스 판(face plate; 60)에 의하여 구분 지어진다.

다음의 도 8a 내지 도 8f는 도 7의 a-a' 선을 따라서 하나의 햅틱 버튼(100, 110, 120, 130)을 절단한 단면도이다. 이 중에서 도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 햅틱 버튼(100)의 상세한 구성을 설명하기 위한 도면이다.

먼저 도 8a를 참조하면, 햅틱 버튼(100)은 사용자와 물리적으로 접촉하는 키 톱(51)과, 키 톱(51) 하부에 배치되는 고무 커버(rubber cover; 54)와, 고무 커버(54) 하부에 배치되는 전기 활성 폴리머(31)와, 상기 전기 활성 폴리머(31)의 양 측면에 각각 구비되는 2개의 전극(32a, 32b)과, 전기 활성 폴리머(31)의 하부에 배치되며 사용자가 햅틱 버튼(100)을 누를 때 클릭감을 제공하는 메탈 돔(55)과, 메탈 돔(55)의 하부에 배치되며 햅틱 버튼(100)이 눌러지는 경우 서로 접촉되는 상부 접점(58) 및 하부 접점(59)을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 메탈 돔(55)은 평판(56)에 의하여 그 위치가 고정된다. 고정부(33)는 상기 메탈 돔(55)이 배치되는 공간을 확보하기 위하여 전기 활성 폴리머(31)와 평판(56) 사이에 구비되며, 전기 활성 폴리머(31)를 고정하여 수평 방향 움 직임을 억제한다. 또한, 스페이서(34)는 상기 상부 접점(58) 및 하부 접점(59) 간의 간극을 부여하기 위하여 상부 접점(58)이 부착되는 가요성 필름(57)과 하부 접점(59)이 부착되는 하부 케이스(52) 사이에 구비된다. 각 햅틱 버튼(100)은 페이스 판(60)에 의하여 구분지어진다.

도 8a에 도시되는 바와 같이, 전기 활성 폴리머(31)는 여러 햅틱 버튼(100)을 포함하는 영역에 넓게 분포되어 있다. 그러나, 양 전극(32a, 32b)는 하나의 햅틱 버튼(100)의 영역 내에서 2개씩 구비되어 있다. 따라서, 상기 전극(32a, 32b)에 선택적으로 전압을 인가함에 의하여, 복수의 햅틱 버튼(100) 중에서 임의의 버튼만을 구동할 수가 있는 것이다.

도 8b는 햅틱 버튼(100)에 포함된 양 전극(32a, 32b)에 전압을 인가한 경우에 도 8a의 햅틱 버튼(100)이 변형된 형상을 도시한다. 양 전극(32a, 32b)에 전압이 인가되면, 전기 활성 폴리머(31)는 신장되어 상방향으로 돌출되며, 상기 인가되는 전압 크기에 따라 햅틱 버튼(100)을 누르면 사용자에게 반발력을 제공한다. 도 8a 및 도 8b에서 메탈 돔(55)은 자체의 강성을 가지는데, 여기에 전기 활성 폴리머(31)의 인위적 강성을 부가함으로써 현재 상황에 적합한 전체 강성(overall stiffness)을 사용자에게 제공할 수가 있다.

도 8c는 사용자가 버튼을 누름에 따라 발생되는 변위와 이로 인하여 사용자에게 발생되는 힘(내지 압력)을 나타낸 그래프이다. 이 중에서 곡선 (A)는 메탈 돔(55)에 의한 힘-변위 그래프이고, 곡선 (B)는 전기 활성 폴리머(31)를 활성화하였을 때의 힘-변위 그래프이다. 이와 같이, 메탈 돔(55)에 의한 강성을 바이어스 강 성이라고 할 때, 여기에 전기 활성 폴리머(31)에 의하여 추가되는 강성을 조절함으로써 전체 강성을 다양하게 변화시킬 수가 있다.

도 8a 및 8b의 실시예에서는, 바이어스 강성을 제공하기 위하여 메탈 돔(55)을 사용하였다. 하지만 상기 메탈 돔(55) 없이도, 전기 활성 폴리머(31)만에 의하여도 사용자에게 다양한 강성을 제공할 수가 있다. 도 8d는 전기 활성 폴리머(31)에 의하여 강성을 제공하는 햅틱 버튼(105)을 도시하는 도면이다.

햅틱 버튼(105)에서, 전기 활성 폴리머(31)의 하부에는 평판(56) 및 가요성 필름(57)이 배치되어 있다. 양 전극(32a, 32b)에 전압을 인가하면 전기 활성 폴리머(31)는 상방향으로 돌출되는데, 이 때 인가되는 전압을 다양한 파형으로 변경하면, 이에 따라서 햅틱 버튼(105)는 사용자에게 진동, 충격 등 다양한 형태의 자극을 가할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 전압을 크기를 조절함으로써 그 자극의 세기로 임의로 조절할 수 있다.

도 8e는 햅틱 버튼(105)가 사용자에게 제공할 수 있는 다양한 형태의 자극을 도시하는 도면이다. 상기 자극의 크기는 양 전극(32a, 32b)에 인가되는 전압에 의하여 제어될 수 있다. 이러한 전압은 사용자가 햅틱 버튼(105)을 누를 때 발생되는 변위, 또는 시간에 따라서 변화된다.

도 8e의 그래프에서, 곡선 (A)는 변위에 따라서 선형적으로 증가하는 자극을 가하기 위한 전압 파형을, 곡선 (B)는 충격 자극을 가하기 위한 전압 파형을, 곡선 (C)는 변위에 따라서 급격하게 증가하는 자극을 가하기 위한 전압 파형을, 곡선 (D)는 메탈 돔과 유사한 자극을 가하기 위한 전압 파형을 각각 나타낸다. 이외에 도, 전압의 파형을 변화시킴으로써, 사용자에게 얼마든지 다른 자극을 가할 수가 있다.

한편, 도 8a에서는 전기 활성 폴리머(31)가 수평 레이어(layer)를 이루며 메탈 돔(55)의 일부와 접촉하는 예를 나타내었지만, 도 8f와 같이 전기 활성 폴리머(31)가 메탈 돔(55)의 상부 곡면을 따라서 접촉되어 있는 구조도 생각할 수가 있다. 도 8f는 도 8a에 비하여 전기 활성 폴리머(42) 및 메탈 돔(55) 간의 이격을 최소화되는 햅틱 버튼(107)을 나타낸다. 이와 같이 이격을 최소화함으로써, 전기 활성 폴리머(42)와 메탈 돔(55)에 의하여 사용자에게 자극이 연속적으로 가해질 수가 있다. 물론, 여기서도 고정부(33)는 전기 활성 폴리머(42)의 수평 방향 움직임을 억제한다.

도 9a 및 도 9b 본 발명의 제2 실시예에 따른 햅틱 버튼(110)의 구성을 도시하는 도면이다. 제2 실시예에 있어서, 전기 활성 폴리머(31)의 상부면, 즉 상부 전극(32a)과 접하는 면에는 다수의 노치(34)가 구비되어 있다. 전기 활성 폴리머(31)와 접점(58, 59) 간에는 소정 간격을 유지하고 전기 활성 폴리머(31)의 수평 방향 움직임을 억제하기 위한 고정부(33)가 구비되어 있다.

이 후, 양 전극(32a, 32b)에 전압을 인가하면, 전기 활성 폴리머(31)는 상방향으로 돌출된다. 이 때, 노치(34)의 틈이 벌어지게 되어, 사용자가 접촉면(61)과 접촉할 때 사용자에게 거친 재질감을 제공할 수 있다. 상기 거친 재질감은 노치(34)의 틈이 벌어질수록, 즉 전기 활성 폴리머(31)가 상방향으로 더 많이 돌출될수록 커진다. 따라서, 양 전극(32a, 32b)에 인가되는 전압을 적절히 제어함으로써 햅 틱 버튼(110)의 재질감을 조절할 수 있는 것이다.

도 9a 및 도 9b에 있어서, 고정부(33)에 의하여 유지되는 간극 내에 메탈 돔을 추가적으로 구비할 수도 있음은 물론이다.

도 10a 내지 도 10f는 본 발명의 제3 실시예에 따른 햅틱 버튼(120, 125, 130)의 구성을 도시하는 도면이다. 도 10a는 이 중에서 하나의 분리부(35)가 구비되는 햅틱 버튼(120)의 실시예이다. 분리부(35)는 고정부(33)와 마찬가지로 전기 활성 폴리머(31)와 접촉된 부분이 수평 방향의 변위가 없도록 고정해주며, 하나의 버튼을 몇 개의 영역으로 분리하는 역할을 한다.

상기 분리된 영역 별로 상/하부 전극(32a, 32b)이 한 쌍식 배치되어 있어, 각 전극 쌍(32a, 32b)에 인가되는 전압을 다르게 조절함으로써, 전기 활성 폴리머(31)가 각 영역 별로 돌출되는 정도를 조절할 수 있다.

도 10b는 햅틱 버튼(120)을 위에서 내려다 본 평면도이다. 하나의 햅틱 버튼(120)의 주위에는 전기 활성 폴리머(31)를 고정하기 위한 고정부(33)가 둘러져 있다. 햅틱 버튼(120)의 중앙부분에는 가로 방향 및 세로 방향으로 각각 분리부(35)가 형성되어 있다. 고정부(33)는 상부면은 전기 활성 폴리머(31)와 접촉/고정되고, 하부면은 스페이서(53)에 고정되어 있을 수 있다.

분리부(35)에 의하여 분리되는 4개의 영역 별로 전극 쌍(32a, 32b)가 배치된다. 상기 전극 쌍(32a, 32b)에 인가되는 전압을 각각 제어함으로써 상기 4개의 영역이 돌출되는 정도를 각각 조절함으로 도 10c 및 도 10d처럼 버튼의 변형 모양을 조절할 수 있고 버튼의 각 영역의 강성도 각각 조절할 수 있다. 도 10c는 버튼의 위쪽 두 영역과 왼쪽 아래쪽 영역이 활성화 된 버튼의 변형 모양이고, 도 10d는 버튼의 왼쪽 위 영역과 오른쪽 아래 영역이 활성화 된 버튼의 변형 모양이다.

이러한, 햅틱 버튼(120)을 도 7과 같은 전화번호 입력 버튼에 적용한다면, 각 버튼 별로 서로 다른 영역을 돌출되도록 제어함으로써, 사용자는 단지 버튼을 만지는 것만으로도 해당 버튼이 어떤 버튼인지를 식별할 수 있다. 예를 들어, 상기 4개의 영역 각각을 돌출되거나 돌출되지 않는 경우로 나누면 총 16개의 경우의 수가 나온다. 따라서, 도 7과 같은 12개의 번호 입력 버튼은 촉각에 의하여 식별이 가능하다.

사용자는 이와 같이 촉각에 의하여 원하는 햅틱 버튼(120)을 식별하여 누르면, 상부 접점(58) 및 하부 접점(59)이 접촉하게 되어 버튼 입력이 감지된다. 실제로, 휴대폰의 버튼과 같이 햅틱 버튼(120)이 사용자의 손가락에 비하여 그리 크지 않는 경우 또는 햅틱 버튼(120)의 스트로크(stoke)는 미소한 경우라면, 사용자가 햅틱 버튼(120)의 중앙부를 누르더라도, 상기 4개의 영역 중 적어도 일부가 눌러지게 되므로 버튼 입력에는 문제가 없다.

상기 햅틱 버튼(120)은 비디오 게임 등의 어플리케이션에서 사용자에게 촉감을 전달하는 수단으로도 사용될 수 있다. 상기 4개의 영역 모두 동일한 주파수로 가진한다면, 사용자는 하나의 자극으로 느끼겠지만, 상기 4개의 영역 중 적어도 하나의 영역을 상이한 주파수로 가진한다면, 사용자는 하나의 버튼(120)에서 복수의 자극을 느낄 수 있다. 물론, 이러한 다양한 가진은 모두 전극 쌍(32a, 32b)에 인가되는 전압의 파형을 조절함으로써 이루어질 수 있다.

도 10a 및 10b에서는 4개의 영역이 균등하게 분할되어 있다. 그런데, 도 10e의 실시예와 같이 각각의 분리부(36a, 36b, 36c, 36d)를 각각 수평 또는 수직(화살표 방향)으로 이동할 수 있게 한다면, 각 영역의 크기를 임의로 늘이거나 줄일 수 있을 것이다. 현재 4개의 영역에 의하여 사용자에게 어떤 자극을 가하다가, 상기 영역의 크기를 다르게 변화시킨다면 이로 인하여 사용자는 순간적으로 다른 자극을 느끼게 될 것이다.

도 10f는 두 개의 분리부(35a, 35b)가 구비되는 햅틱 버튼(130)의 실시예이다. 이는 다만 도 10a, 10b의 실시예에서 분리부를 하나더 부가한 것이다. 따라서, 하나의 햅틱 버튼(130)은 총 9개의 영역으로 분할될 수 있을 것이다. 햅틱 버튼에 있어서, 분리부의 개수는 당업자가 임의로 선택할 수 있는 사항으로써 얼마든지 다르게 선택될 수 있다. 또한, 햅틱 버튼의 가로 방향 및 세로 방향에 대하여 각각 서로 다른 개수의 분리부를 사용할 수도 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 기기(200)의 구성을 도시하는 블록도이다. 햅틱 기기(200)는 마이크로 프로세서(215), 메모리(210), 어플리케이션 모듈(220), 디스플레이 모듈(225), 액츄에이터 인터페이스(230), 액츄에이터(235), 센서 인터페이스(240), 및 센서(245)를 포함하여 구성될 수 있다.

마이크로 프로세서(215)는, 일반적으로, 범용 CPU(Central Processing Unit), 특정 기능을 위한 마이콤(micro computer) 등으로 이루어질 수 있으며, 햅틱 기기(200)의 다른 구성 요소들의 동작을 제어한다.

마이크로 프로세서(215)는 어플리케이션 모듈(220)을 메모리(210) 상의 소정 영역으로 로딩하고, 상기 로딩된 어플리케이션 모듈(220)을 실행한다. 상기 어플리케이션 모듈(220)은 통화 어플리케이션, 비디오 게임 어플리케이션, 멀티미디어 재생 어플리케이션 등 다양한 어플리케이션을 포함할 수 있다.

메모리(210)는 어플리케이션 모듈(220)을 프로세서 또는 쓰레드 단위로 소정 영역에 로딩한다. 또한, 액츄에이터(235)에 제공하기 위한 소정의 전압 파형들을 저장하고 있을 수도 있다. 일반적으로, 메모리(210)는 롬(ROM), 피롬(PROM), 이피롬(EPROM), 이이피롬(EEPROM), 플래시 메모리와 같은 비휘발성 메모리 소자 또는 램(RAM)과 같은 휘발성 메모리 소자, 하드 디스크와 같은 저장 매체, 또는 기타 해당 분야에서 알려져 있는 임의의 다른 형태로 구현될 수 있다.

어플리케이션 모듈(220)은 마이크로 프로세서(215)에 의하여 메모리(210)로 로딩된 후 실행되며, 그 실행 과정 또는 실행 결과를 디스플레이 모듈(225)에 제공한다.

디스플레이 모듈(225)은 어플리케이션 모듈(220)의 실행 과정 또는 실행 결과를 사용자가 시각적으로 및/또는 청각적으로 감지할 수 있도록 출력한다. 디스플레이 모듈(225)은 표준적으로 사용되는, LCD(Liquid Crystal Display), CRT(Cathode Ray Tube), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diode), LED(Light Emitting Diode), 3차 기초 고글(goggle), 또는 기타 다른 영상 출력 장치를 포함하며, 음성 출력을 위한 앰프 및 스피커를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 버튼(100, 105, 107, 110, 120, 125 또는 130)은 액츄에이터(235), 및 센서(245)를 적어도 포함하며, 액츄에이터 인터페이스 (230), 및 센서 인터페이스(240)를 더 포함할 수 있다.

액츄에이터(235)는 마이크로 프로세서(215)로부터 비롯되어 액츄에이터 인터페이스(230)를 통하여 변환된 신호에 응답하여, 외부로 힘 또는 변위를 발생시킨다. 본 발명에서는 상기 액츄에이터(235)는, 적어도, 전기 활성 폴리머(31, 41, 또는 42)와 상기 전기 활성 폴리머(31, 41, 또는 42)를 구동하기 위한 전극(32), 및 전원(미도시됨)을 포함한다.

마이크로 프로세서(215)는 실행 중인 어플리케이션에 따라, 메모리(210)에 저장된 적절한 파형을 갖는 입력 전압을 액츄에이터(235)에 제공한다. 상기 입력 전압은 직류 전압과, 정현파, 삼각파, 구형파 등의 교류 전압과, 도 8e와 같은 다양한 파형의 전압을 포함한다.

액츄에이터(235)는 액츄에이터 인터페이스(230)를 통하여 전달되는 마이크로 프로세서(215)로부터의 명령에 따라서, 해당 전극(32)을 입력 전압으로 구동된다. 또한, 액츄에이터(235)는 도 8a, 8f의 실시예에서와 같이 별도의 클릭감(내지 바이어스 강성)을 부여할 필요가 있는 경우에는, 메탈 돔(55)을 더 포함할 수 있다.

액츄에이터 인터페이스(230)는 액츄에이터(235)와 마이크로 프로세서(215) 사이에 임의로 접속되고, 마이크로 프로세서(215)로부터 생성된 신호를 액츄에이터(235)를 구동하기에 적절한 신호로 변환한다. 당업자에게 기지된 바와 같이, 액츄에이터 인터페이스(230)는, 전력 증폭기, 스위치, 디지털-아날로그 변환기(DAC), 아날로그-디지털 변환기(ADC), 및 기타 다른 요소(component)를 포함할 수 있다.

센서(245)는 사용자로부터 버튼 입력을 감지하는 경우, 이에 해당하는 신호 를 생성하여 센서 인터페이스(240)를 매개로 마이크로 프로세서(215)에 전달한다. 상기 센서(245)로는 일반적인 버튼 입력 장치에서 사용되는 접점 스위치나 터치 패드에 의하여 구현될 수 있지만, 전기 활성 폴리머(31, 41, 또는 42) 자체에 의하여 구현될 수도 있다. 전기 활성 폴리머(31, 41, 또는 42)는 전압에 의하여 변형될 뿐만 아니라, 외부의 힘에 의하여 상기 폴리머(31, 41 또는 42)의 변형이 발생하는 경우 역으로 전압이 발생되기도 하는 양방향성을 가지므로, 그 자체가 액츄에이터(235) 뿐만이 아니라 센서(245)로서도 사용될 수 있기 때문이다.

한편, 센서 인터페이스(240)는 마이크로 프로세서(215) 및 센서(245) 사이에 개재하며, 센서(245)가 출력하는 신호를 마이크로 프로세서(215)가 해독할 수 있는 신호로 변환하는 역할을 한다.

도 11에서의 햅틱 기기(200)는, 휴대폰, PDA, PMP, 디지털 카메라, 휴대용 게임기, MP3 플레이어 등의 휴대용 기기 뿐만이 아니라, 데스크톱 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 디지털 TV, 가전 기기 등 다양한 장치에 채택될 수 있다.

상기 도 11의 각 구성요소들은 메모리 상의 소정 영역에서 수행되는 태스크, 클래스, 서브 루틴, 프로세스, 오브젝트, 실행 쓰레드, 프로그램과 같은 소프트웨어(software)나, FPGA(field-programmable gate array)나 ASIC(application-specific integrated circuit)과 같은 하드웨어(hardware)로 구현될 수 있으며, 또한 상기 소프트웨어 및 하드웨어의 조합으로 이루어질 수도 있다. 상기 구성요소들은 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 포함되어 있을 수도 있고, 복수의 컴퓨터에 그 일부가 분산되어 분포될 수도 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

상기한 본 발명의 햅틱 버튼에 의하면, 실행중인 어플리케이션 또는 버튼의 기능에 따라 사용자에게 다양한 자극을 주어 물체의 조작을 용이하게 된다.

따라서, 디스플레이 상에서 나타나는 메뉴, 아이콘 등의 객체(object)와 인터액션(interaction)을 할 때, 버튼에 상기 객체와 대응되는 속성을 부여할 수 있으며, 디스플레이 상에서 나타나는 객체의 촉감, 재질감, 강성 등을 전달해 줄 수 있다.

Claims

실질적으로 평판 형태를 갖는 전기 활성 폴리머와, 상기 전기 활성 폴리머의 양면과 접촉하는 전극 쌍과, 상기 전극 쌍에 소정의 전압을 인가하는 전기 회로와, 사용자의 버튼 입력을 감지하는 센서 및 상기 전기 활성 폴리머 중의 일부분이 신장되지 않도록 고정하는 고정부를 포함하는 햅틱 버튼으로서,

현재 실행중인 어플리케이션 상황에 따라 상기 전압의 파형을 다르게 함으로써 상기 전기 활성 폴리머로부터 사용자에게 전달되는 자극이 변화되는, 상기 햅틱 버튼.
삭제
제1항에 있어서,

상기 자극의 변화는 상기 햅틱 버튼이 갖는 강성의 변화인, 상기 햅틱 버튼.
제1항에 있어서,

사용자에게 바이어스 강성을 제공하는 메탈 돔을 더 포함하는, 상기 햅틱 버튼.
제4항에 있어서,

상기 전기 활성 폴리머는 상기 메탈 돔의 상부 곡면을 따라 접촉하도록 구비되는, 상기 햅틱 버튼.
제1항에 있어서,

상기 센서는 접점 스위치, 터치 패드 중 적어도 하나인, 상기 햅틱 버튼.
실질적으로 평판 형태를 갖는 전기 활성 폴리머와, 상기 전기 활성 폴리머의 양면과 접촉하는 전극 쌍과, 상기 전극 쌍에 소정의 전압을 인가하는 전기 회로와, 사용자의 버튼 입력을 감지하는 센서를 포함하는 햅틱 버튼으로서,

상기 전기 활성 폴리머의 일측면에는 노치가 형성되고, 상기 전압이 인가되면 상기 노치의 틈이 벌어짐으로써 사용자에게 거친 재질감을 제공하는, 상기 햅틱 버튼.
제7항에 있어서,

상기 노치의 틈은 상기 전압의 크기에 비례하여 커지며, 이에 따라서 상기 거친 재질감도 커지는, 상기 햅틱 버튼.
제7항에 있어서,

상기 햅틱 버튼 별로 상기 거친 재질감을 다르게 함으로써 사용자가 촉각만 으로도 상기 햅틱 버튼을 식별할 수 있도록 하는, 상기 햅틱 버튼.
제7항에 있어서,

상기 전기 활성 폴리머 중의 일부분이 신장되지 않도록 고정하는 고정부를 더 포함하는, 상기 햅틱 버튼.
제7항에 있어서,

상기 센서는 접점 스위치, 터치 패드 중 적어도 하나인, 상기 햅틱 버튼.
실질적으로 평판 형태를 갖는 전기 활성 폴리머와, 상기 전기 활성 폴리머의 양면과 접촉하는 전극 쌍과, 상기 전극 쌍에 소정의 전압을 인가하는 전기 회로와, 사용자의 버튼 입력을 감지하는 센서와, 상기 전기 활성 폴리머 중 버튼 경계 부근을 고정하는 고정부를 포함하는 햅틱 버튼으로서,

상기 햅틱 버튼의 가로 또는 세로 방향 중에서 적어도 하나의 방향으로 배치되며, 상기 전기 활성 폴리머와 접촉된 부분을 고정하는, 적어도 하나 이상의 분리부를 더 포함하며,

상기 전극 쌍은 상기 분리부에 의하여 나뉘어지는 영역 별로 배치되는, 상기 햅틱 버튼.
제12항에 있어서,

상기 센서는 접점 스위치, 터치 패드 중 적어도 하나인, 상기 햅틱 버튼.
제12항에 있어서,

상기 영역 별로 배치되는 전극 쌍들 각각에 대한 전압의 인가 방식을 상기 햅틱 버튼 별로 다르게 함으로써 사용자가 촉각만으로도 상기 햅틱 버튼을 식별할 수 있도록 하는, 상기 햅틱 버튼.
제14항에 있어서,

상기 전압의 인가 방식은 상기 영역 별로 배치되는 전극 쌍들 중 적어도 일부에만 전압을 인가하는 것인, 상기 햅틱 버튼.
제12항에 있어서,

상기 분리부는 수평 방향으로 이동이 가능하며, 상기 이동에 따라 상기 영역의 형태 및 상기 전기 활성 폴리머에 의하여 사용자에게 전달되는 자극이 변화되는, 상기 햅틱 버튼.
사용자와 물리적으로 접촉하는 접촉면과, 상기 접촉면에 변위 또는 힘을 제공하는 액츄에이터와, 사용자의 버튼 입력을 감지하는 센서와, 상기 액츄에이터의 동작을 소정의 전압을 인가함으로써 제어하는 전기 회로를 포함하는 햅틱 기기로서,

상기 액츄에이터는 전기 활성 폴리머와, 상기 전기 활성 폴리머와 접촉하며 상기 전압이 인가되는 적어도 한 쌍 이상의 전극을 포함하며,

현재 실행중인 어플리케이션 상황에 따라 상기 인가되는 전압의 파형을 다르게 함으로써 상기 전기 활성 폴리머로부터 사용자에게 전달되는 자극이 변화되는, 상기 햅틱 기기.
제17항에 있어서, 상기 액츄에이터는

상기 전기 활성 폴리머 중의 일부분이 신장되지 않도록 고정하는 고정부를 더 포함하는, 상기 햅틱 기기.
제18항에 있어서,

상기 자극의 변화는 상기 햅틱 기기가 갖는 강성의 변화인, 상기 햅틱 기기.
제19항에 있어서, 상기 액츄에이터는

사용자에게 바이어스 강성을 제공하는 메탈 돔을 더 포함하는, 상기 햅틱 기기.
제20항에 있어서,

상기 전기 활성 폴리머는 상기 메탈 돔의 상부 곡면을 따라 접촉하도록 구비되는, 상기 햅틱 기기.
제17항에 있어서,

상기 센서는 접점 스위치, 터치 패드 중 적어도 하나인, 상기 햅틱 기기.