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양방향 정전기력 구동 구조에 기반한 고출력 햅틱 진동 액추에이터 모듈 및 인터페이스 개발
김재익,이재경,박영환,서정태,양태헌 국제문화기술진흥원 2021 The Journal of the Convergence on Culture Technolo Vol.7 No.1
진동 햅틱 피드백은 최신 터치 디스플레이의 주요한 기능으로, 화면의 인터페이스와 상호 작용할 때 사용자의 조작성 및 몰입감을 크게 향상시킨다. 본 연구에선 정전기력 기반의 메커니즘을 적용하여 강한 진동 출력을 생성할 수 있으면서도, 얇은 평판 타입으로 제작이 가능하여 중대형 디스플레이의 뒷면에 탑재하기에 적합한 진동 햅틱 액추 에이터를 제안하고자 한다. 제안된 액추에이터는 방사형 판스프링에 매달려 전기적으로 접지된 Mass를 이격 되어 있 는 상하의 전극에 의해 정전기력으로 상하로 교번하여 진동력을 증폭시킬 수 있는 구조로 개발되었다. 성능평가 결 과, 개발된 액추에이터가 2개 내장된 Bar-Type 모듈에서 170 Hz에서 최대 3.3g의 우수한 진동 출력을 보여, 중대형 터치 디스플레이에서 햅틱 피드백 제공에 대한 가능성이 확인되었다. Vibrotactile feedback is a major function of the latest touch displays, which greatly improves the user's operability and immersion when interacting with the interface on the screen. In this study, we propose a vibrotactile actuator suitable for mounting on the back side of a mid- to large-sized display because it can generate a strong vibration output by applying an electrostatic force-based mechanism and can be manufactured in a thin flat panel type. The proposed actuator was developed in a structure capable of amplifying the vibration force by alternating up and down with electrostatic force by the upper and lower electrodes that are spaced apart from the electrically grounded mass suspended from a radial leaf spring. As a result of the performance evaluation, the developed bar-type module with two built-in actuators showed excellent vibration output of up to 3.3 g at 170 Hz, confirming the possibility of providing haptic feedback in medium and large touch displays.
모바일 기기에서 흐르는 듯한 진동 감각을 이용한 2차원 방향정보 전달
서종만,최승문 한국차세대컴퓨팅학회 2011 한국차세대컴퓨팅학회 논문지 Vol.7 No.5
본 논문에서는 모바일 기기를 사람이 쥐었을 때 모바일 기기에 부착된 두 개의 진동자를 이용하여 1차원 상에서 한 지점에서 다른 지점으로 연속적으로 움직이는 듯한 진동 감각(이하 Tactile flow)을 구현하였다. Tactile flow는 잘 알려진 촉각적 착각 현상 중 하나인 phantom sensation의 원리를 기반으로, 두 진동의 물리적 강도를 조절하여 구현하였다. 1차원 상에서 선형으로 움직이는 1차원 Tactile flow가 효과적으로 사용자에게 전달되는지 확인하기 위해 Tactile flow의 진동 강도 조절 방식, 지속 시간 및 방향을 변화시켜가며 사용자 인지 실험을 진행하여 구현 가능성을 확인하였다. 이 결과를 바탕으로 네 방향의 1차원 Tactile flow를 조합하여 2차원으로 확장된 Tactile flow를 구현하였으며 인지 구분 실험을 통해 의도한 2차원의 방향정보 표현 및 전달이 가능함을 확인하였다. This paper investigates the feasibility of creating continuously moving vibrotactile sensations (i.e. "Tactile flow") in 1-D using two vibrotactile actuators in a mobile device. Also we found that the Tactile flow can deliver 2-D directional information by combining four 1-D Tactile flows. Tactile flow is implemented by controlling amplitudes of vibro-actuators, based on well-known tactile illusion called "phantom" sensation. We tested whether such sensation can also be elicited in a mobile device via a phychophysical experiment. Experimental conditions differed in vibration rendering method, the duration of a vibrotactile signal, and the direction of sensation movement. After that, we tested the human's discrimination ability of 2-D Tactile flows which is composed of four 1-D Tactile flows.