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정전기력에 의하여 발생된 마찰력과 공진 주파수에 따른 진동을 이용한 촉각 생성 장치, 그 제어방법 및 그 기록매체

  • 기술번호 : KST2015179966
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 정전기력에 의하여 발생된 마찰력을 이용하여 수평 방향의 촉각 피드백을 생성시키고, 공진 주파수의 전원을 인가하여 발생된 진동을 이용하여 수직 방향의 촉각 피드백을 생성시키는 촉각 생성 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명의 일례와 관련된 촉각 생성 장치는, 제 1 객체의 터치를 입력받는 상판, 상기 상판과 이격되어 배치되는 하판, 상기 상판의 하면에 배치되는 복수의 상부전극, 상기 하판의 상면에 배치되는 복수의 하부전극, 상기 제 1 객체가 상기 상판의 전체 영역 중 적어도 일부인 제 1 영역을 터치하는 경우 상기 제 1 영역에 대한 변환인자를 이용하여 전기신호를 생성하는 제어부 및 상기 제어부가 생성한 전기신호를 입력받아 촉각 피드백을 출력하는 액추에이터(actuator)를 포함하되, 상기 터치에 의하여 상기 복수의 상부전극 중 적어도 하나와 상기 복수의 하부전극 중 적어도 하나 사이의 제 1 커패시턴스가 변화하는 경우, 상기 변환인자는 상기 제 1 커패시턴스의 변화를 이용하여 감지되는 상기 제 1 영역의 위치이고, 입력파형을 상기 복수의 상부전극과 상기 복수의 하부전극 중 적어도 하나에 인가하는 경우, 제 1 정전기력 및 제 2 정전기력 중 적어도 하나가 형성되며, 상기 제 1 정전기력은 상기 복수의 상부전극과 상기 복수의 하부전극 사이에 형성되고, 상기 제 2 정전기력은 상기 복수의 상부전극과 상기 제 1 객체 사이에 형성되며, 상기 촉각 피드백은 상기 제 1 정전기력에 의하여 발생된 진동 및 상기 제 2 정전기력에 의하여 발생된 마찰력 중 적어도 하나일 수 있다.
Int. CL G06F 3/01 (2006.01)
CPC G06F 3/016(2013.01) G06F 3/016(2013.01) G06F 3/016(2013.01)
출원번호/일자 1020130067921 (2013.06.13)
출원인 한국표준과학연구원
등록번호/일자 10-1416720-0000 (2014.07.02)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20140714) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2013.06.13)
심사청구항수 24

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국표준과학연구원 대한민국 대전 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 김종호 대한민국 대전 서구
2 양태헌 대한민국 대전 서구
3 김영태 대한민국 경기도 안성시
4 김동기 대한민국 경기 광주시
5 김민석 대한민국 대전 서구
6 박연규 대한민국 대전 유성구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인 아이퍼스 대한민국 서울특별시 강남구 삼성로**길*, *층(대치동 삼성빌딩)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국표준과학연구원 대전 유성구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2013.06.13 수리 (Accepted) 1-1-2013-0526930-70
2 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2013.07.23 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2013-0664877-40
3 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2014.01.09 수리 (Accepted) 4-1-2014-5004381-25
4 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search
2014.03.05 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
5 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search
2014.04.08 수리 (Accepted) 9-1-2014-0029599-78
6 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2014.04.18 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2014-0267214-25
7 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2014.04.23 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2014-0387225-62
8 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)
2014.04.23 수리 (Accepted) 1-1-2014-0387224-16
9 등록결정서
Decision to grant
2014.06.20 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2014-0419654-77
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2018.12.27 수리 (Accepted) 4-1-2018-5266645-00
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2018.12.27 수리 (Accepted) 4-1-2018-5266640-72
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2018.12.27 수리 (Accepted) 4-1-2018-5266627-88
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
제 1 객체의 터치를 입력받는 상판;상기 상판과 이격되어 배치되는 하판;상기 상판의 하면에 배치되는 복수의 상부전극;상기 하판의 상면에 배치되는 복수의 하부전극;상기 제 1 객체가 상기 상판의 전체 영역 중 적어도 일부인 제 1 영역을 터치하는 경우, 상기 제 1 영역에 대한 변환인자를 이용하여 전기신호를 생성하는 제어부; 및상기 제어부가 생성한 전기신호를 입력받아 촉각 피드백을 출력하는 액추에이터(actuator);를 포함하되,상기 터치에 의하여 상기 복수의 상부전극 중 적어도 하나와 상기 복수의 하부전극 중 적어도 하나 사이의 제 1 커패시턴스가 변화하는 경우, 상기 변환인자는 상기 제 1 커패시턴스의 변화를 이용하여 감지되는 상기 제 1 영역의 위치이고,제 1 주파수를 가지는 입력파형을 상기 복수의 상부전극과 상기 복수의 하부전극 중 적어도 하나에 인가하는 경우, 제 1 정전기력 및 제 2 정전기력 중 적어도 하나가 형성되며,상기 제 1 정전기력은 상기 복수의 상부전극과 상기 복수의 하부전극 사이에 형성되고, 상기 제 2 정전기력은 상기 복수의 상부전극과 상기 제 1 객체 사이에 형성되며,상기 촉각 피드백은 상기 제 1 정전기력에 의하여 발생된 진동 및 상기 제 2 정전기력에 의하여 발생된 마찰력 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치
2 2
제 1 객체의 복수의 터치를 입력받는 상판;상기 상판과 이격되어 배치되는 하판;상기 상판의 하면에 배치되는 복수의 상부전극;상기 하판의 상면에 배치되는 복수의 하부전극;상기 제 1 객체가 상기 상판의 전체 영역 중 적어도 일부인 제 1 영역을 터치하는 경우, 상기 제 1 영역에 대한 복수의 변환인자를 이용하여 전기신호를 생성하는 제어부; 및상기 제어부가 생성한 전기신호를 입력받아 복수의 촉각 피드백을 출력하는 액추에이터(actuator);를 포함하되,상기 복수의 터치에 의하여 상기 복수의 상부전극 중 적어도 하나와 상기 복수의 하부전극 중 적어도 하나 사이의 제 1 커패시턴스가 변화하는 경우, 상기 복수의 변환인자는 상기 제 1 커패시턴스의 변화를 이용하여 감지되는 상기 제 1 영역의 위치이고,제 1 주파수를 가지는 입력파형을 상기 복수의 상부전극과 상기 복수의 하부전극 중 적어도 하나에 인가하는 경우, 제 1 정전기력 및 제 2 정전기력 중 적어도 하나가 형성되며,상기 제 1 정전기력은 상기 복수의 상부전극과 상기 복수의 하부전극 사이에 형성되고, 상기 제 2 정전기력은 상기 복수의 상부전극과 상기 제 1 객체 사이에 형성되며,상기 복수의 촉각 피드백은 상기 제 1 정전기력에 의하여 발생된 진동 및 상기 제 2 정전기력에 의하여 발생된 마찰력 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치
3 3
제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 제 1 정전기력은 하기의 수학식을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치
4 4
제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 제 1 객체가 상기 상판을 터치하며 움직이는 경우, 상기 마찰력이 발생되고,상기 제 2 정전기력은 하기의 수학식 1을 이용하여 결정되고, 상기 마찰력은 하기의 수학식 2를 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치
5 5
제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 진동은 사람의 시간적 예민성 시간 내에 복수의 자극을 갖는 파형이고,상기 사람의 시간적 예민성은, 상기 진동에 의한 촉각 피드백이 두 개의 자극을 갖는 경우, 상기 두 개의 자극을 두 개의 출력으로 인식하기 위하여 상기 두 개의 자극이 이격되어야 하는 최소의 시간이며, 상기 파형을 갖는 진동은 하나의 출력으로 인식되는 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치
6 6
제 5항에 있어서,상기 파형은 상기 액추에이터의 공진 주파수로부터 기 설정된 범위 이내의 주파수를 가지고,상기 액추에이터의 공진 주파수는 하기의 수학식을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치
7 7
제 6항에 있어서,상기 파형은 복수이고,상기 복수의 파형 사이의 시간 간격 에 대응하여 상기 진동에 의하여 인식되는 출력의 주기가 조절되는 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치
8 8
제 7항에 있어서,상기 진동에 의하여 인식되는 출력의 주기는 하기의 수학식을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치
9 9
제 6항에 있어서,시간적 예민성 시간 내에 있는 상기 복수의 자극의 개수 및 상기 제 1 주파수 중 적어도 하나를 조정하여 상기 진동에 의하여 인식되는 출력의 강도를 조절하는 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치
10 10
제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 마찰력에 의한 촉각 피드백은 상기 상판을 터치하는 상기 제 1 객체의 표면에 수평하는 방향으로 발생되고,상기 진동에 의한 촉각 피드백은 상기 상판에 수직하는 방향으로 발생되는 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치
11 11
제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 복수의 하부전극 상면에 배치되고, 상기 터치에 의하여 상기 복수의 상부전극과 상기 복수의 하부전극이 접촉되는 것을 방지하는 도포층;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치
12 12
제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 제어부는,상기 촉각 피드백 출력이 상기 제 1 영역에 대해서만 출력되도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치
13 13
제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 복수의 상부전극은 상기 상판의 하면에 소정 간격으로 평행하게 배치되고,상기 복수의 하부전극은 상기 하판의 상면에 소정 간격으로 평행하게 배치되고, 상기 복수의 상부전극과 교차하는 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치
14 14
제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 복수의 상부전극과 상기 복수의 하부전극은, 구리(Cu), 은(Ag), 인듐 주석 산화물(Induim Tin Oxide, ITO), 탄소 나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT), 그래핀(Graphene), 금속 나노 와이어, 전도성 고분자(PEDOT, Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)) 및 투명 전도성 산화물(TCO) 중 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 촉각 생성장치
15 15
제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 하판의 하면에 배치되는 하부층;을 더 포함하되,상기 하부층은 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light-Emitting Diode), OLED 기반 플렉서블(flexible) 디스플레이 및 전자종이 중 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치
16 16
제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 상판의 상면에 배치되는 상부층;을 더 포함하되,상기 상부층은 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light-Emitting Diode), OLED 기반 플렉서블(flexible) 디스플레이 및 전자종이 중 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치
17 17
제 1 객체의 터치를 입력받는 상판; 상기 상판과 이격되어 배치되는 하판; 상기 상판의 하면에 배치되는 복수의 상부전극; 및 상기 하판의 상면에 배치되는 복수의 하부전극;을 포함하는 촉각 생성 장치의 제어방법에 있어서,상기 제 1 객체가 상기 상판의 전체 영역 중 적어도 일부인 제 1 영역을 터치하는 단계;상기 복수의 상부전극 중 적어도 하나와 상기 복수의 하부전극 중 적어도 하나 사이의 제 1 커패시턴스가 변화하는 단계;상기 제 1 영역에 대한 변환인자를 이용하여 전기신호를 생성하는 단계; 및상기 전기신호에 대응하여 촉각 피드백을 출력하는 단계;를 포함하되,상기 변환인자는 상기 제 1 커패시턴스의 변화를 이용하여 감지되는 상기 제 1 영역의 위치이고,제 1 주파수를 가지는 입력파형을 상기 복수의 상부전극과 상기 복수의 하부전극 중 적어도 하나에 인가하는 경우, 제 1 정전기력 및 제 2 정전기력 중 적어도 하나가 형성되며,상기 제 1 정전기력은 상기 복수의 상부전극과 상기 복수의 하부전극 사이에 형성되고, 상기 제 2 정전기력은 상기 복수의 상부전극과 상기 제 1 객체 사이에 형성되며,상기 촉각 피드백은 상기 제 1 정전기력에 의하여 발생된 진동 및 상기 제 2 정전기력에 의하여 발생된 마찰력 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치의 제어방법
18 18
제 1 객체의 복수의 터치를 입력받는 상판; 상기 상판과 이격되어 배치되는 하판; 상기 상판의 하면에 배치되는 복수의 상부전극; 및 상기 하판의 상면에 배치되는 복수의 하부전극;을 포함하는 촉각 생성 장치의 제어방법에 있어서,상기 제 1 객체가 상기 상판의 전체 영역 중 적어도 일부인 제 1 영역을 터치하는 단계;상기 복수의 상부전극 중 적어도 하나와 상기 복수의 하부전극 중 적어도 하나 사이의 제 1 커패시턴스가 변화하는 단계;상기 제 1 영역에 대한 복수의 변환인자를 이용하여 전기신호를 생성하는 단계; 및상기 전기신호에 대응하여 복수의 촉각 피드백을 출력하는 단계;를 포함하되,상기 복수의 변환인자는 상기 제 1 커패시턴스의 변화를 이용하여 감지되는 상기 제 1 영역의 위치이고,제 1 주파수를 가지는 입력파형을 상기 복수의 상부전극과 상기 복수의 하부전극 중 적어도 하나에 인가하는 경우, 제 1 정전기력 및 제 2 정전기력 중 적어도 하나가 형성되며,상기 제 1 정전기력은 상기 복수의 상부전극과 상기 복수의 하부전극 사이에 형성되고, 상기 제 2 정전기력은 상기 복수의 상부전극과 상기 제 1 객체 사이에 형성되며,상기 복수의 촉각 피드백은 상기 제 1 정전기력에 의하여 발생된 진동 및 상기 제 2 정전기력에 의하여 발생된 마찰력 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치의 제어방법
19 19
제 17항 또는 제18항에 있어서,상기 제 1 정전기력은 하기의 수학식을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치의 제어방법
20 20
제 17항 또는 제18항에 있어서,상기 제 1 객체가 상기 상판을 터치하며 움직이는 경우, 상기 마찰력이 발생되고,상기 제 2 정전기력은 하기의 수학식 1을 이용하여 결정되고, 상기 마찰력은 하기의 수학식 2를 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치의 제어방법
21 21
제 17항 또는 제18항에 있어서,상기 진동은 사람의 시간적 예민성 시간 내에 복수의 자극을 갖는 파형이고,상기 사람의 시간적 예민성은, 상기 진동에 의한 촉각 피드백이 두 개의 자극을 갖는 경우, 상기 두 개의 자극을 두 개의 출력으로 인식하기 위하여 상기 두 개의 자극이 이격되어야 하는 최소의 시간이며, 상기 파형을 갖는 진동은 하나의 출력으로 인식되는 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치의 제어방법
22 22
제 21항에 있어서,상기 파형은 상기 액추에이터의 공진 주파수로부터 기 설정된 범위 이내의 주파수를 가지고,상기 액추에이터의 공진 주파수는 하기의 수학식을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치의 제어방법
23 23
제 22항에 있어서,상기 파형은 복수이고,상기 복수의 파형 사이의 시간 간격 에 대응하여 상기 진동에 의하여 인식되는 출력의 주기가 조절되는 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치의 제어방법
24 24
제 22항에 있어서,시간적 예민성 시간 내에 있는 상기 복수의 자극의 개수 및 상기 제 1 주파수 중 적어도 하나를 조정하여 상기 진동에 의하여 인식되는 출력의 강도를 조절하는 것을 특징으로 하는, 촉각 생성 장치의 제어방법
25 25
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