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제 1 객체의 터치를 입력받고, 하면에 상부전극이 형성된 상부필름;중간전극이 형성된 중간필름;상기 상부필름과 상기 중간필름을 부착하는 접착수단;상기 중간필름과 이격되어 배치되고, 상면에 하부전극이 형성된 하부필름;상기 중간필름과 상기 하부필름 사이에 갭(gap)을 형성하며 상기 중간필름과 상기 하부필름을 부착하는 스페이서;상기 제 1 객체가 상기 상부필름의 전체 영역 중 적어도 일부를 터치하는 경우, 전기신호를 생성하는 제어부; 및상기 제어부가 생성한 전기신호를 입력받아 촉각 피드백을 발생시키는 액추에이터(actuator);를 포함하되,제 1 주파수를 가지는 입력파형을 상기 상부전극, 상기 중간전극 및 상기 하부전극 중 적어도 하나인 제 1 전극에 인가하는 경우, 제 1 정전기력 및 제 2 정전기력 중 적어도 하나가 형성되고,상기 제 1 정전기력은 제 2 전극과 상기 하부전극 사이에 형성되고, 상기 제 2 정전기력은 상기 제 2 전극과 상기 제 1 객체 사이에 형성되며,상기 제 2 전극은 상기 상부전극 및 상기 중간전극 중 적어도 하나이고,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 피드백 생성 장치
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제 1항에 있어서,상기 제 1 정전기력은 하기의 수학식을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 촉각 피드백 생성 장치
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3
제 1항에 있어서,상기 제 1 객체가 상기 상부필름을 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 피드백 생성 장치
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제 1항에 있어서,상기 중간필름과 상기 하부필름 사이에 형성된 상기 갭에 배치되는 유전체;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 피드백 생성 장치
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5 |
5
제 1항에 있어서,상기 중간필름의 하면 및 상기 하부필름의 상면 중 적어도 하나에 형성되고, 상기 터치에 의하여 상기 중간전극과 상기 하부전극이 접촉되는 것을 방지하는 도포층(Cover Layer);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 피드백 생성 장치
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6
제 1항에 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 피드백 생성 장치
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7 |
7
제 6항에 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 피드백 생성 장치
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8 |
8
제 7항에 있어서,상기 파형은 복수이고,상기 복수의 파형 사이의 시간 간격 에 대응하여 상기 진동에 의하여 인식되는 출력의 주기가 조절되는 것을 특징으로 하는 촉각 피드백 생성 장치
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9
제 8항에 있어서,상기 진동에 의하여 인식되는 출력의 주기는 하기의 수학식을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 촉각 피드백 생성 장치
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10
제 7항에 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 피드백 생성 장치
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11
제 1항에 있어서,상기 마찰력에 의한 촉각 피드백은 상기 상부필름을 터치하는 상기 제 1 객체의 표면에 수평하는 방향으로 발생되고,상기 진동에 의한 촉각 피드백은 상기 상부필름에 수직하는 방향으로 발생되는 것을 특징으로 하는 촉각 피드백 생성 장치
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제 1항에 있어서,상기 상부전극, 상기 중간전극 및 상기 하부전극은 복수이고,상기 복수의 상부전극은 상기 상부필름의 하면에 소정 간격으로 평행하게 배치되며,상기 복수의 중간전극은 상기 중간필름에 소정 간격으로 평행하게 배치되고, 상기 복수의 상부전극과 서로 교차하는 방향으로 배치되며,상기 복수의 하부전극은 상기 하부필름의 상면에 소정 간격으로 평행하게 배치되고, 상기 복수의 중간전극과 서로 교차하는 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 촉각 피드백 생성 장치
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13
제 1항에 있어서,상기 스페이서 사이의 간격에 대응하여 상기 촉각 피드백 생성 장치의 위치분해능이 조절되고,상기 위치분해능은 서로 다른 상기 촉각 피드백을 발생시키는 상기 터치의 최소 거리이며,상기 위치분해능이 클수록 상기 터치의 최소 거리는 작은 것을 특징으로 하는 촉각 피드백 생성 장치
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14
제 1항에 있어서,상기 제 2 전극에는 상기 입력파형을 인가하고, 상기 하부전극에는 접지전극을 연결하여,상기 촉각 피드백으로 상기 제 1 정전기력에 의하여 발생된 진동과 상기 제 2 정전기력에 의하여 발생된 마찰력을 함께 이용하는 것을 특징으로 하는 촉각 피드백 생성 장치
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15
제 1항에 있어서,상기 상부전극에 입력파형을 인가하고, 상기 중간전극에 접지전극을 연결하며, 상기 하부전극에 입력파형을 인가하는 제 1 모드로 작동하거나,상기 상부전극에 접지전극을 연결하고, 상기 중간전극에 입력파형을 인가하며, 상기 하부전극에 접지전극을 연결하는 제 2 모드로 작동하는 것을 특징으로 하는 촉각 피드백 생성 장치
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16
제 1항에 있어서,상기 제 2 전극에는 접지전극을 연결하고, 상기 하부전극에는 상기 입력파형을 인가하는 경우,상기 제 2 정전기력이 감소되고,상기 감소된 제 2 정전기력에 대응하여 상기 촉각 피드백 중 상기 제 2 정전기력에 의하여 발생된 마찰력이 감소되는 것을 특징으로 하는 촉각 피드백 생성 장치
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17
제 16항에 있어서,두껍게 형성된 상기 상부필름 및 상기 중간필름의 두께에 대응하여 상기 제 2 정전기력이 감소되고,상기 감소된 제 2 정전기력에 대응하여 상기 촉각 피드백 중 상기 제 2 정전기력에 의하여 발생된 마찰력이 감소되는 것을 특징으로 하는 촉각 피드백 생성 장치
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제 1항에 있어서,센서부;를 더 포함하되,상기 상부전극에는 접지전극을 연결하고, 상기 중간전극 및 상기 하부전극 중 적어도 하나에는 전원을 인가하는 센서 모드로 동작하는 경우, 상기 중간전극과 상기 하부전극 사이에 커패시턴스가 형성되고, 상기 센서부는 상기 제어부가 생성한 전기신호를 입력받아 상기 커패시턴스를 감지하며, 상기 터치에 의하여 상기 감지된 커패시턴스가 변화하는 경우, 상기 제어부는 상기 커패시턴스의 변화를 이용하여 상기 터치의 위치 및 상기 터치의 힘 중 적어도 하나를 측정하는 것을 특징으로 하는 촉각 피드백 생성 장치
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19
제 18항에 있어서,상기 제어부는 상기 센서 모드와 액추에이터 모드가 번갈아 가며 동작하도록 제어하되,상기 액추에이터 모드는 상기 액추에이터를 이용하여 상기 촉각 피드백을 발생시키는 것을 특징으로 하는 촉각 피드백 생성 장치
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20
제 1 객체의 터치를 입력받고, 하면에 상부전극이 형성된 상부필름;부가전극이 형성된 부가필름;상기 상부필름과 상기 부가필름을 부착하는 접착수단;상기 부가필름 하면에 배치되고, 중간전극이 형성된 중간필름;상기 중간필름과 이격되어 배치되고, 상면에 하부전극이 형성된 하부필름;상기 중간필름과 상기 하부필름 사이에 갭(gap)을 형성하며 상기 중간필름과 상기 하부필름을 부착하는 스페이서;상기 제 1 객체가 상기 상부필름의 전체 영역 중 적어도 일부를 터치하는 경우, 전기신호를 생성하는 제어부; 및상기 제어부가 생성한 전기신호를 입력받아 촉각 피드백을 발생시키는 액추에이터(actuator);를 포함하되,입력파형을 상기 상부전극, 상기 부가전극, 상기 중간전극 및 상기 하부전극 중 적어도 하나인 제 1 전극에 인가하는 경우, 제 1 정전기력 및 제 2 정전기력 중 적어도 하나가 형성되고,상기 제 1 정전기력은 제 2 전극과 상기 하부전극 사이에 형성되고, 상기 제 2 정전기력은 상기 제 2 전극과 상기 제 1 객체 사이에 형성되며,상기 제 2 전극은 상기 상부전극, 상기 부가전극 및 상기 중간전극 중 적어도 하나이고,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 피드백 생성 장치
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상부전극 및 중간전극 중 적어도 하나인 제 2 전극에는 입력파형을 인가하고, 하부전극에는 접지전극을 연결하는 단계;상기 제 2 전극과 상기 하부전극 사이에 제 1 정전기력이 형성되는 단계;제 1 객체가 상부필름의 전체 영역 중 적어도 일부를 터치하는 단계;상기 제 2 전극과 상기 제 1 객체 사이에 제 2 정전기력이 형성되는 단계; 및상기 제 1 정전기력에 의하여 발생된 진동 및 상기 제 2 정전기력에 의하여 발생된 마찰력 중 적어도 하나의 촉각 피드백이 발생하는 단계;를 포함하되,상기 상부전극은 상기 상부필름의 하면에 형성되고, 상기 중간전극은 상기 상부필름에 부착된 중간필름에 형성되며, 상기 하부전극은 상기 중간필름과 이격되어 배치된 하부필름의 상면에 형성되는 것을 특징으로 하는 촉각 피드백 생성 장치의 제어방법
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상부전극에는 접지전극을 연결하고, 복수의 중간전극 및 복수의 하부전극 중 적어도 하나에는 전원을 인가하는 단계;상기 복수의 중간전극과 복수의 상기 하부전극 사이에 커패시턴스가 형성되는 단계;제 1 객체가 상부필름의 전체 영역 중 적어도 일부를 터치하는 단계;상기 복수의 중간전극 중 적어도 하나와 상기 복수의 하부전극 중 적어도 하나 사이의 제 1 커패시턴스가 변화하는 단계;상기 제 1 커패시턴스가 변화를 측정하는 단계; 및상기 측정된 제 1 커패시턴스의 변화를 이용하여 상기 터치의 위치 및 상기 터치의 힘 중 적어도 하나를 측정하는 단계;를 포함하되,상기 상부전극은 상기 상부필름의 하면에 형성되고, 상기 복수의 중간전극은 상기 상부필름에 부착된 중간필름에 소정 간격으로 평행하게 형성되며, 상기 복수의 하부전극은 상기 중간필름과 이격되어 배치된 하부필름의 상면에 소정 간격으로 평행하게 형성되고,상기 복수의 중간전극과 상기 복수의 하부전극은 서로 교차하는 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 촉각 피드백 생성 장치의 제어방법
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하부필름의 상면에 하부전극을 형성하는 제 1 단계;중간전극이 형성된 중간필름과 상기 하부필름 사이에 갭(gap)을 형성하기 위하여 상기 하부필름의 상면 및 상기 중간필름의 하면 중 적어도 하나에 스페이서를 형성하는 제 2 단계;상기 중간필름을 상기 스페이서 상면에 접착하여 상기 중간필름과 상기 하부필름을 부착하는 제 3 단계;상기 중간필름의 상면에 접착수단을 형성하는 제 4 단계; 및하면에 상부전극이 형성된 상부필름을 상기 접착수단에 접착하여 상기 상부필름을 상기 중간필름에 부착하는 제 5 단계;를 포함하되,제 1 주파수를 가지는 입력파형을 상기 상부전극, 상기 중간전극 및 상기 하부전극 중 적어도 하나에 인가하는 경우, 제 1 정전기력 및 제 2 정전기력 중 적어도 하나가 형성되고,상기 제 1 정전기력은 제 2 전극과 상기 하부전극 사이에 형성되고, 상기 제 2 정전기력은 상기 제 2 전극과 상기 제 1 객체 사이에 형성되며,상기 제 2 전극은 상기 상부전극 및 상기 중간전극 중 적어도 하나이고,제 1 객체가 상기 상부필름의 전체 영역 중 적어도 일부를 터치하는 경우 촉각 피드백이 발생하며,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 피드백 생성 장치의 제조방법
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제 23항에 있어서,상기 제 2 단계와 상기 제 3 단계 사이에는,상기 갭에 유전체(Dielectric Substance)를 투입하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 피드백 생성 장치의 제조방법
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제 23항에 있어서,상기 제 1 단계와 상기 제 2 단계 사이에는,상기 터치에 의하여 상기 중간전극과 상기 하부전극이 접촉되는 것을 방지하는 도포층을 상기 중간전극의 하면 및 상기 하부전극 상면 중 적어도 하나에 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 피드백 생성 장치의 제조방법
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중간전극이 형성된 중간필름의 상면에 접착수단을 형성하는 제 1 단계;하면에 상부전극이 형성된 상부필름을 상기 접착수단에 접착하여 상기 상부필름을 상기 중간필름에 부착하는 제 2 단계;상면에 하부전극이 형성된 하부필름과 상기 중간필름 사이에 갭(gap)을 형성하기 위하여 상기 하부필름의 상면 및 상기 중간필름의 하면 중 적어도 하나에 스페이서를 형성하는 제 3 단계;상기 갭에 유전체(Dielectric Substance)를 투입하는 제 4 단계;상기 스페이서 상면에 상기 중간필름을 접착하여 상기 중간필름과 상기 하부필름을 부착하는 제 5 단계;를 포함하되,제 1 주파수를 가지는 입력파형을 상기 상부전극, 상기 중간전극 및 상기 하부전극 중 적어도 하나에 인가하는 경우, 제 1 정전기력 및 제 2 정전기력 중 적어도 하나가 형성되고,상기 제 1 정전기력은 제 2 전극과 상기 하부전극 사이에 형성되고, 상기 제 2 정전기력은 상기 제 2 전극과 상기 제 1 객체 사이에 형성되며,상기 제 2 전극은 상기 상부전극 및 상기 중간전극 중 적어도 하나이고,제 1 객체가 상기 상부필름의 전체 영역 중 적어도 일부를 터치하는 경우 촉각 피드백이 발생하며,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 피드백 생성 장치의 제조방법
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