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KR102435354B1 - apparatus for generating tactile sensation of vibration - Google Patents

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KR102435354B1
KR102435354B1 KR1020200095163A KR20200095163A KR102435354B1 KR 102435354 B1 KR102435354 B1 KR 102435354B1 KR 1020200095163 A KR1020200095163 A KR 1020200095163A KR 20200095163 A KR20200095163 A KR 20200095163A KR 102435354 B1 KR102435354 B1 KR 102435354B1
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light
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thermoelastic
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황인욱
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Abstract

본 발명은 진동 촉감 생성 장치를 개시한다. 그의 장치는 광을 생성하는 광원원과, 상기 광을 수신하여 진동을 생성하는 진동 층과, 상기 진동 층에 인접하여 배치되어 상기 진동 층의 진동 신호를 검출하는 진동 검출기와, 상기 진동 검출기에 연결되고, 상기 진동 신호를 이용하여 상기 진동 층의 진동을 판별하는 제어부를 포함한다. 상기 진동 층은: 제 1 열팽창 계수를 갖는 열 탄성 층과, 상기 열 탄성 층 상에 배치되고, 상기 제 1 열팽창 계수보다 작은 제 2 열팽창 계수를 갖는 광 열 변환 층을 포함한다.The present invention discloses a vibration tactile generating device. The device includes a light source for generating light, a vibration layer that receives the light to generate vibration, a vibration detector disposed adjacent to the vibration layer to detect a vibration signal of the vibration layer, and connected to the vibration detector and a controller configured to determine the vibration of the vibration layer by using the vibration signal. The vibration layer includes: a thermoelastic layer having a first coefficient of thermal expansion, and a light-to-heat conversion layer disposed on the thermoelastic layer and having a second coefficient of thermal expansion smaller than the first coefficient of thermal expansion.

Description

진동 촉감 생성 장치{apparatus for generating tactile sensation of vibration}Apparatus for generating tactile sensation of vibration

본 발명은 비접촉식 구동 장치에 관한 것으로서 상세하게는 진동 촉감 생성 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a non-contact driving device, and more particularly, to a vibration tactile generating device.

촉감 재현 기술은 크게 근육과 관절에 위치정보와 힘을 전달하는 역감 재현(force feedback)과, 피부에 물체의 미세한 표면구조(texture)와 진동을 전달하는 진동 촉감 재현(Vibrotactile feedback)으로 나누어질 수 있다. 이러한 촉감의 재현을 위해서는 구동기(actuator)에서 만들어지는 힘, 움직임, 진동 등의 기계적 자극이 사용자의 신체에 전달되어야 한다. 최근 연구되고 있는 비접촉식 촉감 디스플레이는 구동기에서 만들어지는 자극을 사용자의 신체에 직접적인 접촉이나기 계적인 연결 없이 공기중으로 신체에 전달한다. 따라서, 비접촉식 촉감 디스플레이는 구동기, 전원, 제어장치 및 동록 전달 및 지지를 위한 연결 구조를 신체에 부착할 필요가 없어 사용자의 움직임을 제한하지 않는 장점을 가질 수 있다. 반면, 비접촉식 촉감 디스플레이는 피부와 구동기 사이의 직접적인 접촉과 연결이 없으므로 강한 촉감을 생성하기 어렵고 구동기에서 생성된 에너지가 공기중으로 전달되는 과정에서 확산, 감쇄 등을 통해 손실이 일어나 소비되는 전력에 비해 촉감 생성 효율이 낮은 단점을 가질 수 있다. Tactile reproduction technology can be largely divided into force feedback, which transmits position information and force to muscles and joints, and vibrotactile feedback, which transmits the microscopic texture and vibration of an object to the skin. have. In order to reproduce the sense of touch, mechanical stimuli such as force, movement, and vibration generated by an actuator must be transmitted to the user's body. The non-contact tactile display, which is being researched recently, transmits the stimulus created by the actuator to the body in the air without direct contact or mechanical connection to the user's body. Accordingly, the non-contact tactile display may have the advantage of not restricting the movement of the user because it is not necessary to attach the actuator, the power supply, the control device, and a connection structure for transmitting and supporting the records to the body. On the other hand, the non-contact tactile display has no direct contact and connection between the skin and the actuator, so it is difficult to create a strong tactile feel. It may have a disadvantage that the production efficiency is low.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 간소한 구조의 촉감 생성기를 구현할 수 있는 진동 촉감 생성 장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a vibration tactile generating device capable of realizing a tactile tactile generator having a simple structure.

본 발명의 개념에 따른 진동 촉감 생성 장치는, 광을 생성하는 광원; 상기 광을 수신하여 진동을 생성하는 진동 층; 상기 진동 층에 인접하여 배치되어 상기 진동 층의 진동 신호를 검출하는 진동 검출기; 및 상기 진동 검출기에 연결되고, 상기 진동 신호를 이용하여 상기 진동 층의 진동을 판별하는 제어부를 포함한다. 여기서, 상기 진동 층은: 제 1 열팽창 계수를 갖는 열 탄성 층; 및 상기 열 탄성 층 상에 배치되고, 상기 제 1 열팽창 계수보다 작은 제 2 열팽창 계수를 갖는 광 열 변환 층을 포함할 수 있다. A vibration tactile generating apparatus according to a concept of the present invention includes: a light source for generating light; a vibration layer that receives the light and generates vibration; a vibration detector disposed adjacent to the vibration layer to detect a vibration signal of the vibration layer; and a controller connected to the vibration detector and configured to determine the vibration of the vibration layer using the vibration signal. wherein the vibration layer includes: a thermoelastic layer having a first coefficient of thermal expansion; and a light-to-heat conversion layer disposed on the thermoelastic layer and having a second coefficient of thermal expansion smaller than the first coefficient of thermal expansion.

일 예에 따르면, 상기 열 탄성 층은 페트(PET)를 포함할 수 있다. According to an example, the thermoelastic layer may include PET.

일 예에 따르면, 상기 광열 변환 층은 피닷(PEDOT)을 포함할 수 있다.According to an example, the light-to-heat conversion layer may include PEDOT.

일 예에 따르면, 상기 제 1 열팽창 계수는 100X10-6m/K 이고, 상기 제 2 열팽창 계수는 50X10-6m/K일 수 있다.According to an example, the first coefficient of thermal expansion may be 100X10 -6 m/K, and the second coefficient of thermal expansion may be 50X10 -6 m/K.

일 예에 따르면, 상기 열 탄성 층과 상기 광 열 변환 층은 10X10-6m/K의 열 팽창 계수의 차이를 가질 수 있다. According to an example, the thermoelastic layer and the light-to-heat conversion layer may have a difference in coefficient of thermal expansion of 10X10 -6 m/K.

일 예에 따르면, 상기 광원은 레이저 장치 또는 발광다이오드를 포함할 수 있다. According to an example, the light source may include a laser device or a light emitting diode.

일 예에 따르면, 상기 진동 검출기는: 검출 광을 상기 열 탄성 층에 제공하는 광 조사 부; 및 상기 열 탄성 층에 제공된 상기 검출 광을 수신하는 수신 부를 포함할 수 있다. According to an example, the vibration detector may include: a light irradiation unit providing detection light to the thermoelastic layer; and a receiving unit configured to receive the detection light provided to the thermoelastic layer.

일 예에 따르면, 상기 검출 광은 연속파 레이저 광을 포함할 수 있다. According to an example, the detection light may include continuous wave laser light.

일 예에 따르면, 상기 진동 검출기는 압전 센서를 포함할 수 있다. According to an example, the vibration detector may include a piezoelectric sensor.

일 예에 따르면, 상기 광은 듀티 사이클을 갖는 펄스 광을 포함할 수 있다.According to an example, the light may include pulsed light having a duty cycle.

상기 듀티 사이클은 10%이하일 수 있다. The duty cycle may be 10% or less.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 진동 촉감 생성 장치는 열팽창 계수 차이를 갖는 열 탄성 층과 광 열 변환 층을 포함하는 진동 층을 이용하여 간소한 구조의 촉감 생성기를 구현할 수 있다.As described above, the vibration tactile generating apparatus according to an embodiment of the present invention may implement a tactile sense generator having a simple structure by using a vibrating layer including a thermoelastic layer having a difference in thermal expansion coefficient and a light-to-heat conversion layer.

도 1은 본 발명의 개념에 따른 진동 촉감 생성 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 제 1 광 펄스의 듀티 사이클을 보여주는 그래프들이다.
도 3은 도 2의 펄스의 듀티 사이클에 따른 광 열 변환 층의 온도 변화를 보여주는 그래프들이다.
도 4는 도 2의 펄스의 듀티 사이클에 따른 열 탄성 층의 변위를 보여주는 그래프들이다.
도 5는 본 발명의 개념에 따른 진동 촉감 생성 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 진동 촉감 생성 장치의 응용 예를 보여주는 도면이다.
1 is a view showing an example of a vibration tactile generating apparatus according to the concept of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing a duty cycle of a first light pulse of FIG. 1 .
3 is a graph showing the temperature change of the light-to-heat conversion layer according to the duty cycle of the pulse of FIG. 2 .
4 is a graph showing the displacement of the thermoelastic layer according to the duty cycle of the pulse of FIG. 2 .
5 is a diagram illustrating an example of a vibration tactile generating apparatus according to the concept of the present invention.
6 is a view showing an application example of the vibration tactile generating apparatus of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them, will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein, and may be embodied in different forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that this disclosure may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한, 바람직한 실시예에 따른 것이기 때문에, 설명의 순서에 따라 제시되는 참조 부호는 그 순서에 반드시 한정되지는 않는다. The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural, unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, 'comprises' and/or 'comprising' means that a referenced component, operation and/or element excludes the presence or addition of one or more other components, operations and/or elements. I never do that. In addition, since it is according to a preferred embodiment, reference signs provided in the order of description are not necessarily limited to the order.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. Further, the embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional and/or plan views, which are ideal illustrative views of the present invention. In the drawings, thicknesses of films and regions are exaggerated for effective description of technical content. Accordingly, the shape of the illustrative drawing may be modified due to manufacturing technology and/or tolerance. Accordingly, the embodiments of the present invention are not limited to the specific form shown, but also include changes in the form generated according to the manufacturing process.

도 1은 본 발명의 개념에 따른 진동 촉감 생성 장치(100)의 일 예를 보여준다. 1 shows an example of a vibration tactile generating apparatus 100 according to the concept of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 진동 촉감 생성 장치(100)는 광원(10), 광학계(20), 진동 층(30), 진동 검출기(40), 및 제어부(50)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the vibration tactile generating apparatus 100 of the present invention may include a light source 10 , an optical system 20 , a vibration layer 30 , a vibration detector 40 , and a controller 50 .

광원(10)은 레이저 장치를 포함할 수 있다. 광원(10)은 제 1 광(12)을 생성할 수 있다. 제 1 광(12)은 약 532nm 파장을 가질 수 있다. 이와 달리, 광원(10)은 발광다이오드(LED)를 포함할 수 있다. 광원(10)은 약 400nm 내지 700nm 파장의 가시광 또는 800nm 내지 약 1800nm 파장의 적외선을 생성할 수 있으며 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 제 1 광(12)은 펄스 레이저 광을 포함할 수 있다. 제 1 광(12)은 펄스(14)를 가질 수 있다. 펄스(14)는 약 1KHz의 펄스 주파수를 가질 수 있다. The light source 10 may include a laser device. The light source 10 may generate the first light 12 . The first light 12 may have a wavelength of about 532 nm. Alternatively, the light source 10 may include a light emitting diode (LED). The light source 10 may generate visible light having a wavelength of about 400 nm to 700 nm or infrared light having a wavelength of 800 nm to about 1800 nm, but the present invention is not limited thereto. As an example, the first light 12 may include pulsed laser light. The first light 12 may have a pulse 14 . Pulse 14 may have a pulse frequency of about 1 KHz.

광학계(20)는 광원(10)과 진동 층(30) 사이에 제공될 수 있다. 광학계(20)는 제 1 광(12)을 진동 층(30)에 전달할 수 있다. 광학계(20)는 제 1 광(12)을 진동 층(30)에 시준(collimate)할 수 있다. 예를 들어, 광학계(20)은 볼록 렌즈를 포함할 수 있다. 이와 달리, 광학계(20)는 오목 렌즈를 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.The optical system 20 may be provided between the light source 10 and the vibration layer 30 . The optical system 20 may transmit the first light 12 to the vibration layer 30 . The optical system 20 may collimate the first light 12 to the vibration layer 30 . For example, the optical system 20 may include a convex lens. Alternatively, the optical system 20 may include a concave lens, but the present invention is not limited thereto.

진동 층(30)은 광학계(20)와 진동 검출기(40) 사이에 제공될 수 있다. 진동 층(30)은 제 1 광(12)을 수신하여 진동을 생성할 수 있다. 일 예로, 진동 층(30)은 열 탄성 층(32) 및 광 열 변환 층(34)을 포함할 수 있다. 열 탄성 층(32)은 페트(PET: Polyethylene terephthalate)를 포함할 수 있다. 광 열 변환 층(34)은 열 탄성 층(32)의 일측 상에 배치될 수 있다. 광 열 변환 층(34)은 피닷(PEDOT: Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)을 포함할 수 있다. 광 열 변환 층(34)은 제 1 광(12)을 흡수하여 광열 효과(photo-thermal effect)를 이용하여 상기 제 1 광(12)을 열 에너지로 변환시킬 수 있다. 열 에너지는 펄스(14)에 따라 주기적으로 변화될 수 있다. 열 탄성 층(32)은 광 열 변환 층의 열 에너지를 흡수하여 열 탄성 효과(thermos-elastic effect)를 이용하여 진동을 생성시킬 수 있다. The vibration layer 30 may be provided between the optical system 20 and the vibration detector 40 . The vibration layer 30 may receive the first light 12 and generate vibrations. As an example, the vibration layer 30 may include a thermoelastic layer 32 and a light-to-heat conversion layer 34 . The thermoelastic layer 32 may include polyethylene terephthalate (PET). The light-to-heat conversion layer 34 may be disposed on one side of the thermoelastic layer 32 . The light-to-heat conversion layer 34 may include poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT). The light-to-heat conversion layer 34 absorbs the first light 12 to have a photo-thermal effect. ) can be used to convert the first light 12 into thermal energy. The thermal energy can be changed periodically according to the pulse 14. The thermoelastic layer 32 is the thermal energy of the light-to-heat conversion layer. Vibration can be generated using the thermos-elastic effect by absorbing the

일 예에 따르면, 열 탄성 층(32)과 광 열 변환 층(34)은 열 팽창 계수의 차이를 가질 수 있다. 제 1 광(12)이 광 열 변환 층(34)에 제공되면, 열 탄성 층(32)과 광 열 변환 층(34)은 열 팽창 계수의 차이에 근거하여 진동을 생성시킬 수 있다. 열 탄성 층(32)은 약 100X10-6m/K의 제 1 열팽창 계수를 가질 수 있다. 광 열 변환 층(34)은 제 1 열팽창 계수보다 작은 제 2 열팽창 계수를 가질 수 있다. 제 2 열팽창 계수는 약 50X10-6m/K일 수 있다. 열 탄성 층(32)과 광 열 변환 층(34)은 열 팽창 계수의 차이는 약 50X10-6m/K일 수 있다. 제 1 열팽창 계수와, 제 2 열팽창 계수는 그들의 차이를 갖도록 조절 가능할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 열 탄성 층(32)과 광 열 변환 층(34)은 열 팽창 계수의 차이가 증가하면, 진동의 세기는 증가할 수 있다. According to an example, the thermoelastic layer 32 and the light-to-heat conversion layer 34 may have a difference in coefficient of thermal expansion. When the first light 12 is provided to the light-to-heat conversion layer 34 , the thermoelastic layer 32 and the light-to-heat conversion layer 34 may generate vibrations based on the difference in coefficients of thermal expansion. The thermoelastic layer 32 may have a first coefficient of thermal expansion of about 100X10 -6 m/K. The light-to-heat conversion layer 34 may have a second coefficient of thermal expansion that is less than the first coefficient of thermal expansion. The second coefficient of thermal expansion may be about 50X10 -6 m/K. The difference in coefficients of thermal expansion between the thermoelastic layer 32 and the light-to-heat conversion layer 34 may be about 50X10 -6 m/K. The first coefficient of thermal expansion and the second coefficient of thermal expansion may be adjustable to have a difference between them, but the present invention is not limited thereto. When the difference between the thermal expansion coefficients of the thermoelastic layer 32 and the light-to-heat conversion layer 34 increases, the intensity of vibration may increase.

진동 검출기(40)는 광 열 변환 층(34)에 대향하는 열 탄성 층(32)의 타측에 제공될 수 있다. 진동 검출기(40)는 비접촉식 진동 검출기일 수 있다. 일 예로, 진동 검출기(40)는 광 조사 부(42)와 광 수신 부(44)를 포함할 수 있다. 광 조사 부(42)는 제 2 광(46)을 열 탄성 층(32)의 타측에 제공할 수 있다. 제 2 광(46)은 진동 검출 광일 수 있다. 광 수신 부(44)는 열 탄성 층(32)에 반사된 제 2 광(46)을 검출할 수 있다. 예를 들어, 제 2 광(46)은 연속파(continuous wave) 레이저 광을 포함할 수 있다. The vibration detector 40 may be provided on the other side of the thermoelastic layer 32 opposite the light-to-heat conversion layer 34 . The vibration detector 40 may be a non-contact vibration detector. As an example, the vibration detector 40 may include a light emitting unit 42 and a light receiving unit 44 . The light irradiation unit 42 may provide the second light 46 to the other side of the thermoelastic layer 32 . The second light 46 may be a vibration detection light. The light receiving unit 44 may detect the second light 46 reflected by the thermoelastic layer 32 . For example, the second light 46 may include continuous wave laser light.

제어부(50)는 진동 검출기(40) 및 광원(10)에 연결될 수 있다. 제어부(50)는 진동 검출기(40)의 검출 신호를 이용하여 진동 층(30)의 진동을 판별할 수 있다. 또한, 제어부(50)는 광원(10)을 제어하여 제 1 광(12)의 세기 및 펄스(14)의 듀티 사이클을 조절할 수 있다. The controller 50 may be connected to the vibration detector 40 and the light source 10 . The controller 50 may determine the vibration of the vibration layer 30 by using the detection signal of the vibration detector 40 . Also, the controller 50 may control the light source 10 to adjust the intensity of the first light 12 and the duty cycle of the pulse 14 .

도 2는 도 1의 제 1 광(12)의 펄스(14)의 듀티 사이클을 보여준다.FIG. 2 shows the duty cycle of the pulse 14 of the first light 12 of FIG. 1 .

도 2를 참조하면, 제 1 광(12)의 펄스(14)는 약 10% 내지 50%의 듀티 사이클을 가질 수 있다.Referring to FIG. 2 , the pulse 14 of the first light 12 may have a duty cycle of about 10% to 50%.

도 3은 도 2의 펄스(14)의 듀티 사이클에 따른 광 열 변환 층(34)의 온도 변화를 보여준다. 3 shows the temperature change of the light-to-heat conversion layer 34 with the duty cycle of the pulse 14 of FIG. 2 .

도 3을 참조하면, 광 열 변환 층(34)의 온도 변화는 듀티 사이클에 반비례할 수 있다. 제 1 광(12)의 펄스(14)가 약 50%에서 10%로 감소하면, 광 열 변환 층(34)의 온도 변화는 증가할 수 있다. 광 열 변환 층(34)의 온도는 제 1 광(12)의 제공 시간에 따라 점진적으로 증가할 수 있다. Referring to FIG. 3 , a temperature change of the light-to-heat conversion layer 34 may be inversely proportional to a duty cycle. When the pulse 14 of the first light 12 decreases from about 50% to 10%, the temperature change of the light-to-heat conversion layer 34 may increase. The temperature of the light-to-heat conversion layer 34 may gradually increase according to the provision time of the first light 12 .

도 4는 도 2의 펄스(14)의 듀티 사이클에 따른 열 탄성 층(32)의 변위를 보여준다.4 shows the displacement of the thermoelastic layer 32 as a function of the duty cycle of the pulse 14 of FIG. 2 .

도 4를 참조하여 펄스(14)의 듀티 사이클이 작아지면, 열 탄성 층(32)의 변위는 증가할 수 있다. 즉, 열 탄성 층(32)의 진동은 증가할 수 있다. 펄스(14)의 듀티 사이클이 50%일 경우, 열 탄성 층(32)의 변위는 약 1㎛이었다. 펄스(14)의 듀티 사이클이 20%일 경우, 열 탄성 층(32)의 변위는 약 2.4㎛이었다. 펄스(14)의 듀티 사이클이 10%일 경우, 열 탄성 층(32)의 변위는 약 2.5㎛이었다. 따라서, 약 10% 이하의 듀티 사이클을 갖는 펄스(14)의 제 1 광(12)은 열 탄성 층(32)과 광 열 변환 층(34)의 진동을 증가시킬 수 있다.As the duty cycle of the pulse 14 decreases with reference to FIG. 4 , the displacement of the thermoelastic layer 32 may increase. That is, the vibration of the thermoelastic layer 32 may increase. When the duty cycle of the pulses 14 was 50%, the displacement of the thermoelastic layer 32 was about 1 μm. When the duty cycle of the pulses 14 was 20%, the displacement of the thermoelastic layer 32 was about 2.4 μm. When the duty cycle of the pulses 14 was 10%, the displacement of the thermoelastic layer 32 was about 2.5 μm. Accordingly, the first light 12 of the pulse 14 having a duty cycle of about 10% or less may increase the vibration of the thermoelastic layer 32 and the light-to-heat conversion layer 34 .

도 5는 본 발명의 개념에 따른 진동 촉감 생성 장치(100)의 일 예를 보여준다. 5 shows an example of a vibration tactile generating apparatus 100 according to the concept of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 진동 촉감 생성 장치(100)의 진동 검출기(40)는 접촉 진동 검출기일 수 있다. 예를 들어, 진동 검출기(40)는 압전 센서를 포함할 수 있다. 광원(10), 광학계(20), 진동 층(30), 및 제어부(50)는 도 1과 동일하게 구성될 수 있다. Referring to FIG. 5 , the vibration detector 40 of the vibration tactile generating apparatus 100 according to the present invention may be a contact vibration detector. For example, the vibration detector 40 may include a piezoelectric sensor. The light source 10 , the optical system 20 , the vibration layer 30 , and the control unit 50 may be configured in the same manner as in FIG. 1 .

도 6은 본 발명의 진동 촉감 생성 장치(100)의 응용 예를 보여준다.6 shows an application example of the vibration tactile generating apparatus 100 of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 진동 촉감 생성 장치(100)의 진동 층(30)은 손가락(60)에 장착(mount)될 수 있다. 광원(10) 및 광학계(20)가 제 1 광(12)을 진동 층(30)에 제공하면, 상기 진동 층(30)은 진동을 손가락(60)의 피부에 전달하여 상기 손가락(60)을 자극시킬 수 있다. 즉, 진동 층(30)은 정교한 촉감을 생성하여 손가락(60)의 피부에 전달할 수 있다. 따라서, 본 발명의 진동 촉감 생성 장치(100)는 열팽창 계수 차이를 갖는 열 탄성 층(32)과 광 열 변환 층(34)을 포함하는 진동 층(30)을 이용하여 간소한 구조의 촉감 생성기를 구현할 수 있다. Referring to FIG. 6 , the vibrating layer 30 of the vibration tactile generating apparatus 100 of the present invention may be mounted on a finger 60 . When the light source 10 and the optical system 20 provide the first light 12 to the vibrating layer 30 , the vibrating layer 30 transmits the vibration to the skin of the finger 60 to cause the finger 60 to move. can stimulate That is, the vibrating layer 30 can generate a sophisticated tactile feel and transmit it to the skin of the finger 60 . Accordingly, the vibration tactile generating device 100 of the present invention uses a tactile sense generator having a simple structure by using a vibrating layer 30 including a thermoelastic layer 32 having a difference in coefficient of thermal expansion and a light heat conversion layer 34 . can be implemented

이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 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 실시 예들에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.As described above, embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can practice the present invention in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. You will understand that there is Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

Claims (11)

펄스 주파수를 갖는 광을 생성하는 광원;
상기 광을 수신하여 진동을 생성하는 진동 층;
상기 진동 층에 인접하여 배치되어 상기 진동 층의 진동 신호를 검출하는 진동 검출기; 및
상기 진동 검출기에 연결되고, 상기 진동 신호를 이용하여 상기 진동 층의 진동을 판별하는 제어부를 포함하되,
상기 진동 층은:
제 1 열팽창 계수를 갖는 열 탄성 층; 및
상기 열 탄성 층 상에 배치되어 상기 제 1 열팽창 계수보다 작은 제 2 열팽창 계수를 갖는 광 열 변환 층을 포함하되,
상기 열 탄성 층 및 상기 광 열 변환 층은 상기 제 1 및 제 2 열팽창 계수들의 열팽창 계수 차이를 갖고, 상기 열팽창 계수 차이에 근거한 진동을 생성하는 진동 촉감 생성 장치.
a light source for generating light having a pulse frequency;
a vibration layer that receives the light and generates vibration;
a vibration detector disposed adjacent to the vibration layer to detect a vibration signal of the vibration layer; and
A controller connected to the vibration detector and configured to determine the vibration of the vibration layer by using the vibration signal,
The vibrating layer comprises:
a thermoelastic layer having a first coefficient of thermal expansion; and
a light-to-heat conversion layer disposed on the thermoelastic layer and having a second coefficient of thermal expansion less than the first coefficient of thermal expansion;
and the thermoelastic layer and the light-to-heat conversion layer have a difference in thermal expansion coefficients of the first and second thermal expansion coefficients, and generate vibration based on the difference in the thermal expansion coefficients.
제 1 항에 있어서,
상기 열 탄성 층은 페트(PET)를 포함하는 진동 촉감 생성 장치.
The method of claim 1,
wherein the thermoelastic layer includes PET.
제 2 항에 있어서,
상기 광 열 변환 층은 피닷(PEDOT)을 포함하는 진동 촉감 생성 장치.
3. The method of claim 2,
The light-to-heat conversion layer includes a PEDOT.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 열팽창 계수는 100X10-6m/K 이고,
상기 제 2 열팽창 계수는 50X10-6m/K인 진동 촉감 생성 장치.
The method of claim 1,
The first coefficient of thermal expansion is 100X10 -6 m/K,
and the second coefficient of thermal expansion is 50X10 -6 m/K.
제 1 항에 있어서,
상기 열 탄성 층과 상기 광 열 변환 층은 50X10-6m/K의 열 팽창 계수의 차이를 갖는 진동 촉감 생성 장치.
The method of claim 1,
wherein the thermoelastic layer and the light-to-heat conversion layer have a difference in coefficient of thermal expansion of 50X10 -6 m/K.
제 1 항에 있어서,
상기 광원은 레이저 장치 또는 발광다이오드를 포함하는 진동 촉감 생성 장치.
The method of claim 1,
The light source includes a laser device or a light emitting diode.
제 1 항에 있어서,
상기 진동 검출기는:
검출 광을 상기 열 탄성 층에 제공하는 광 조사 부; 및
상기 열 탄성 층에 제공된 상기 검출 광을 수신하는 수신 부를 포함하는 진동 촉감 생성 장치.
The method of claim 1,
The vibration detector is:
a light irradiation unit providing detection light to the thermoelastic layer; and
and a receiving unit for receiving the detection light provided to the thermoelastic layer.
제 7 항에 있어서,
상기 검출 광은 연속파 레이저 광을 포함하는 진동 촉감 생성 장치.
8. The method of claim 7,
The detection light includes a continuous wave laser light.
제 1 항에 있어서,
상기 진동 검출기는 압전 센서를 포함하는 진동 촉감 생성 장치.
The method of claim 1,
The vibration detector includes a piezoelectric sensor.
제 1 항에 있어서,
상기 광은 듀티 사이클을 갖는 펄스 광을 포함하는 진동 촉감 생성 장치.
The method of claim 1,
wherein the light includes pulsed light having a duty cycle.
제 10 항에 있어서,
상기 듀티 사이클은 10%이하인 진동 촉감 생성 장치.
11. The method of claim 10,
The duty cycle is 10% or less.
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