KR102725310B1 - Feedback device and method for providing thermal using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스 및 이를 이용하는 열적 피드백 제공 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따른 열적 피드백 제공 방법은 전원을 인가받은 열전 소자의 발열 동작 및 흡열 동작 중 적어도 하나를 포함하는 열전 동작에 의해 발생한 열을 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스에 의해 수행되는 열적 피드백 제공 방법으로서, 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위하여 상기 열전 소자에 작동 전원을 인가하는 단계; 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 작동 전원의 인가를 중단하는 단계; 및 상기 작동 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도를 저감시키는 완충 전원을 인가하는 단계;를 포함한다.The present invention relates to a feedback device that outputs thermal feedback and a method for providing thermal feedback using the same. According to an aspect of the present invention, a method for providing thermal feedback is performed by a feedback device that outputs thermal feedback by transferring heat generated by a thermoelectric operation including at least one of a heat-generating operation and a heat-absorbing operation of a thermoelectric element to which power is applied to the feedback device through a contact surface that contacts a body part of the user, the method comprising: a step of applying operating power to the thermoelectric element to initiate output of the thermal feedback; a step of stopping the application of the operating power to terminate the output of the thermal feedback; and a step of applying a buffer power to reduce the temperature change rate of the contact surface to prevent the user from feeling a thermal inversion hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, in a process in which the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to an initial temperature due to the stopping of the application of the operating power.
Description
본 발명은 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스 및 이를 이용하는 열적 피드백 제공 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a feedback device that outputs thermal feedback and a method for providing thermal feedback using the same.
근래 들어 가상 현실(VR, Virtual Reality)이나 증강 현실(AR, Augmented Reality)에 대한 기술이 발달함에 따라 콘텐츠에 관한 사용자 몰입도를 증대시키기 위해 다양한 감각을 통한 피드백을 제공하려는 수요가 증대되고 있다. 특히, 2016년 세계가전전시회(CES: Consumer Electronics Show)에서는 미래 유망 기술 중 하나로 가상 현실 기술을 들기도 했다. 이러한 추세와 맞물려, 현재 주로 시각과 청각에 국한된 사용자 경험(UX: User eXperience)에서 벗어나, 향후 후각이나 촉각을 비롯한 인간의 모든 감각에 대한 사용자 경험을 제공하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. Recently, with the development of technologies for Virtual Reality (VR) and Augmented Reality (AR), the demand for providing feedback through various senses to increase user immersion in content is increasing. In particular, at the 2016 Consumer Electronics Show (CES), VR technology was cited as one of the promising future technologies. In line with this trend, research is actively being conducted to provide user experiences for all human senses, including smell and touch, beyond the current user experience (UX: User eXperience) that is mainly limited to sight and hearing.
열전 소자(TE: ThermoElement)는 펠티에 효과(Peltier effect)에 의해 전기 에너지를 인가받아 발열 반응이나 흡열 반응을 일으키는 소자로서 사용자에게 열적 피드백을 제공하는데 이용될 것으로 기대되어 왔으나, 주로 평판 기판을 이용한 기존의 열전 소자는 사용자의 신체 부위에 밀착되기 어려워 그 응용이 제한되어 왔다. Thermoelectric elements (TEs) are elements that generate exothermic or endothermic reactions by applying electrical energy through the Peltier effect, and have been expected to be used to provide thermal feedback to users. However, existing thermoelectric elements that mainly use flat substrates have had difficulty coming into close contact with the user's body, which has limited their application.
그러나, 최근에 유연 열전 소자(FTE: Flexible ThermoElement)의 개발이 성공 단계에 접어듦에 따라, 종래의 열전 소자의 문제점을 극복하고 사용자에게 효과적으로 열적 피드백을 전달할 수 있을 것으로 기대되고 있다. However, as the development of flexible thermoelectric elements (FTEs) has recently reached a successful stage, it is expected that they will be able to overcome the problems of conventional thermoelectric elements and effectively convey thermal feedback to users.
본 발명의 일 과제는, 사용자에게 열적 피드백을 제공하는 피드백 디바이스 및 이를 이용하는 열적 피드백 제공 방법을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a feedback device that provides thermal feedback to a user and a method for providing thermal feedback using the same.
본 발명의 다른 과제는, 열감 및 냉감 이외에도 열감과 냉감을 이용한 열 통감을 포함하는 열적 피드백을 제공하는 피드백 디바이스 및 이를 이용하는 열적 피드백 제공 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a feedback device that provides thermal feedback including thermal sensation using the sensations of heat and cold in addition to the sensations of heat and cold, and a method for providing thermal feedback using the same.
본 발명의 또 다른 과제는 발열 동작이나 흡열 동작의 세기를 조절하여 다단계의 열적 피드백을 출력 가능한 피드백 디바이스 및 이를 이용하는 열적 피드백 제공 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a feedback device capable of outputting multi-stage thermal feedback by controlling the intensity of a heat generating or heat absorbing operation, and a method for providing thermal feedback using the same.
본 발명의 또 다른 과제는 전압의 제어나, 영역의 조절, 시간의 분할 등을 이용하여 열 통감을 출력하는 피드백 디바이스 및 이를 이용하는 열적 피드백 제공 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a feedback device that outputs thermal sensation by using voltage control, area adjustment, time division, etc., and a method for providing thermal feedback using the same.
본 발명의 다시 또 다른 과제는 열적 피드백으로 인해 사용자 피부에 손상이 발생하는 것을 방지하는 피드백 디바이스 및 이를 이용하는 열적 피드백 제공 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a feedback device that prevents damage to a user's skin due to thermal feedback and a method for providing thermal feedback using the same.
본 발명의 다시 또 다른 과제는 열 역전 환각을 방지하는 피드백 디바이스 및 이를 이용하는 열적 피드백 제공 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a feedback device for preventing thermal reversal hallucination and a method for providing thermal feedback using the same.
본 발명의 다시 또 다른 과제는 온감 피드백과 냉감 피드백 별로 적절히 열 역전 환각을 방지하는 피드백 디바이스 및 이를 이용하는 열적 피드백 제공 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a feedback device that appropriately prevents thermal reversal illusion by means of hot feedback and cold feedback, and a method for providing thermal feedback using the same.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems described above, and problems not mentioned can be clearly understood by a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs from this specification and the attached drawings.
본 발명의 일 양상에 따르면, 전원을 인가받은 열전 소자의 발열 동작 및 흡열 동작 중 적어도 하나를 포함하는 열전 동작에 의해 발생한 열을 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스에 의해 수행되는 열적 피드백 제공 방법으로서, 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위하여 상기 열전 소자에 작동 전원을 인가하는 단계; 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 작동 전원의 인가를 중단하는 단계; 및 상기 작동 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도를 저감시키는 완충 전원을 인가하는 단계;를 포함하는 열적 피드백 제공 방법이 제공될 수 있다. According to one aspect of the present invention, a thermal feedback providing method performed by a feedback device that outputs thermal feedback by transferring heat generated by a thermoelectric operation including at least one of a heat generating operation and a heat absorbing operation of a thermoelectric element to which power is applied to the thermoelectric element through a contact surface that contacts a body part of the user, the method including the steps of: applying operating power to the thermoelectric element to start outputting the thermal feedback; stopping the application of the operating power to end the outputting of the thermal feedback; and applying a buffer power to reduce the temperature change rate of the contact surface to prevent the user from feeling a thermal inversion hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, in a process in which the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to an initial temperature due to the stopping of the application of the operating power.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 발열 동작 및 흡열 동작 중 적어도 하나를 포함하는 열전 동작을 수행하는 열전 소자, 상기 열전 소자에 상기 열전 동작을 위한 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측면에 마련되고 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 포함하고, 상기 접촉면을 통해 상기 열전 동작에 의해 발생한 열을 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 열 출력 모듈; 및 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위하여 상기 전원 단자에 작동 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 작동 전원의 인가를 중단하고, 상기 작동 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 전원 단자에 상기 접촉면의 온도 변화 속도를 저감시키는 완충 전원을 인가하는 피드백 콘트롤러;를 포함하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다. According to another aspect of the present invention, a feedback device may be provided, including: a thermoelectric element performing a thermoelectric operation including at least one of a heating operation and an absorption operation; a power terminal supplying power for the thermoelectric operation to the thermoelectric element; and a contact surface provided on one side of the thermoelectric element and in contact with a body part of a user, the heat output module including the contact surface, the heat generated by the thermoelectric operation being transmitted to the user through the contact surface to output thermal feedback; and a feedback controller that applies operating power to the power terminal to start outputting the thermal feedback, stops applying the operating power to end outputting the thermal feedback, and applies buffer power to the power terminal to reduce the temperature change rate of the contact surface in order to prevent the user from feeling a thermal reversal hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, in a process in which the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to an initial temperature according to the stoppage of the application of the operating power.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 각각 개별적으로 동작하는 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되는 열전 소자의 발열 동작 및 흡열 동작 중 적어도 하나를 포함하는 열전 동작에 의해 발생한 열을 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스에 의해 수행되는 열적 피드백 제공 방법으로서, 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위하여 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 적어도 일부인 작동 그룹에 상기 열전 동작을 위한 전원을 인가하는 단계; 및 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 전원의 인가를 중단하는 단계;를 포함하되, 상기 중단하는 단계에서, 상기 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도가 저감되도록 상기 작동 그룹 중 일부에 대해서 상기 전원의 인가를 중단한 뒤 상기 작동 그룹 중 나머지에 대해서 상기 전원의 인가를 중단하는 열적 피드백 제공 방법이 제공될 수 있다. According to another aspect of the present invention, a method for providing thermal feedback is provided by a feedback device that outputs thermal feedback by transferring heat generated by a thermoelectric operation including at least one of a heat-generating operation and a heat-absorbing operation of a thermoelectric element provided as a thermoelectric pair array including a plurality of thermoelectric pair groups each operating individually to a user through a contact surface that contacts a body part of the user, the method comprising: a step of applying power for the thermoelectric operation to at least some of the plurality of thermoelectric pair groups, which are operating groups, in order to initiate output of the thermal feedback; and a step of stopping the application of the power in order to terminate output of the thermal feedback; wherein, in the step of stopping, in order to prevent the user from feeling a thermal inversion hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, in a process in which the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to an initial temperature due to the stop of the application of the power, the application of the power is stopped for some of the operating groups so that the temperature change rate of the contact surface is reduced, and then the application of the power is stopped for the remainder of the operating groups.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 발열 동작 및 흡열 동작 중 적어도 하나를 포함하는 열전 동작을 각각 개별적으로 수행하는 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되는 열전 소자, 상기 열전 소자에 상기 열전 동작을 위한 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측에 마련되고 상기 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 포함하고, 상기 접촉면을 통해 상기 열전 동작에 의해 발생한 열을 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 열 출력 모듈; 및 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위하여 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 적어도 일부인 작동 그룹에 상기 열전 동작을 위한 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 전원의 인가를 중단하되, 상기 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도가 저감되도록 상기 작동 그룹 중 일부에 대해서 상기 전원의 인가를 중단한 뒤 상기 작동 그룹 중 나머지에 대해서 상기 전원의 인가를 중단하는 피드백 콘트롤러;를 포함하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다. According to yet another aspect of the present invention, there is provided a thermoelectric element provided as a thermoelectric pair array including a plurality of thermoelectric pair groups each individually performing a thermoelectric operation including at least one of a heating operation and an absorption operation, a power terminal supplying power for the thermoelectric operation to the thermoelectric element, and a heat output module including a contact surface provided on one side of the thermoelectric element and in contact with a body part of the user, and outputting thermal feedback by transmitting heat generated by the thermoelectric operation to the user through the contact surface. And a feedback controller which applies power for the thermoelectric operation to at least some of the plurality of thermoelectric pair groups, which are operating groups, in order to initiate output of the thermal feedback, and stops applying the power to terminate output of the thermal feedback, but in order to prevent the user from feeling a thermal inversion hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, in a process in which the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to the initial temperature due to the stoppage of the power application, the temperature change rate of the contact surface is reduced by stopping the application of the power to some of the operating groups and then stopping the application of the power to the remainder of the operating groups can be provided.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 게임 및 체감형 어플리케이션을 포함하는 멀티미디어 콘텐츠를 구동하는 콘텐츠 재생 디바이스와 연동되어, 상기 멀티미디어 콘텐츠에 이용되는 상기 사용자의 조작을 획득하고 상기 멀티미디어 콘텐츠에 수반되는 열적 경험을 제공하기 위한 열적 피드백을 제공하는 게이밍 콘트롤러로서, 사용자에 의해 파지되는 파지부를 포함하고 상기 게이밍 콘트롤러의 외관을 형성하는 케이싱; 상기 사용자의 조작에 따라 사용자 입력을 수신하는 입력 모듈; 상기 콘텐츠 재생 디바이스와 통신하는 통신 모듈; 열전 동작을 수행하는 열전 소자, 상기 열전 소자에 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 파지부에 마련되고 상기 열전 소자의 열전 동작에 따라 발생하는 열을 상기 사용자에게 전달하는 접촉면을 포함하고, 상기 접촉면을 통해 상기 열전 동작에 의해 발생한 열을 상기 사용자에게 전달함으로써 상기 열적 피드백을 출력하는 열 출력 모듈; 및 상기 입력 모듈을 통해 수신된 상기 사용자 입력을 획득하고, 상기 통신 모듈을 통해 상기 콘텐츠 재생 디바이스로 상기 사용자 입력을 송신하고, 상기 통신 모듈을 통해 상기 콘텐츠 재생 디바이스로부터 상기 열적 피드백에 관한 정보를 수신하고, 상기 열적 피드백에 관한 정보에 따른 상기 열적 피드백의 강도에 기초하여 미리 정해진 복수의 전압값 중 작동 전압을 선택하고, 상기 작동 전압에 기초하여 작동 전원을 생성하고, 상기 열 출력 모듈이 상기 열적 피드백을 출력하도록 상기 전원 단자에 상기 작동 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백의 출력이 종료되도록 상기 작동 전원의 인가를 중단하고, 상기 미리 정해진 복수의 전압값 중 상기 작동 전압보다 낮은 완충 전압을 선택하고, 상기 완충 전압에 기초하여 완충 전원을 생성하고, 상기 작동 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 열전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 전원 단자에 상기 접촉면의 온도 변화 속도를 저감시키는 완충 전원을 인가하는 콘트롤러;를 포함하는 게이밍 콘트롤러가 제공될 수 있다. According to yet another aspect of the present invention, a gaming controller which is linked with a content playback device that drives multimedia content including a game and a sensory application, obtains a user's operation used in the multimedia content, and provides thermal feedback for providing a thermal experience accompanying the multimedia content, the gaming controller comprising: a casing including a grip portion held by a user and forming an exterior of the gaming controller; an input module that receives a user input according to the user's operation; a communication module that communicates with the content playback device; a thermal output module including a thermoelectric element that performs a thermoelectric operation, a power terminal that supplies power to the thermoelectric element, and a contact surface provided on the grip portion and that transmits heat generated according to the thermoelectric operation of the thermoelectric element to the user, and outputs the thermal feedback by transmitting the heat generated by the thermoelectric operation to the user through the contact surface; And a gaming controller including a controller that acquires the user input received through the input module, transmits the user input to the content playback device through the communication module, receives information about the thermal feedback from the content playback device through the communication module, selects an operating voltage from among a plurality of predetermined voltage values based on the intensity of the thermal feedback according to the information about the thermal feedback, generates operating power based on the operating voltage, applies the operating power to the power terminal so that the thermal output module outputs the thermal feedback, stops applying the operating power so that the output of the thermal feedback is terminated, selects a buffer voltage lower than the operating voltage from among the plurality of predetermined voltage values, generates buffer power based on the buffer voltage, and applies buffer power to the power terminal to reduce the temperature change rate of the contact surface to prevent the user from feeling a thermal thermoelectric hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, in a process in which the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to an initial temperature due to the stoppage of the application of the operating power. may be provided.
본 발명의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The solutions to the problems of the present invention are not limited to the solutions described above, and solutions that are not mentioned can be clearly understood by a person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains from this specification and the attached drawings.
본 발명에 의하면, 사용자에게 열적 피드백을 제공할 수 있다. According to the present invention, thermal feedback can be provided to a user.
또 본 발명에 의하면, 열감과 냉감을 이용한 열 통감을 제공함으로써 열감 이외에도 통감을 제공할 수 있다. In addition, according to the present invention, a thermal sensation can be provided by using a hot sensation and a cold sensation, thereby providing a thermal sensation in addition to a hot sensation.
또 본 발명에 의하면, 발열 동작이나 흡열 동작의 세기를 조절함에 따라 여러 강도의 열적 피드백을 출력함으로써 사용자 경험을 향상시킬 수 있다. In addition, according to the present invention, the user experience can be improved by outputting thermal feedback of various intensities by controlling the intensity of the heating or absorbing action.
또 본 발명에 의하면, 열적 피드백으로 인해 사용자 피부 손상을 방지함으로써 사용자의 안전을 담보할 수 있다. In addition, according to the present invention, the safety of the user can be ensured by preventing damage to the user's skin due to thermal feedback.
또 본 발명에 의하면, 열 역전 환각으로 인해 초래되는 사용자 경험의 저하를 방지할 수 있다. In addition, according to the present invention, it is possible to prevent degradation of user experience caused by thermal reversal hallucination.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above, and effects not mentioned can be clearly understood by a person skilled in the art from this specification and the attached drawings.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 피드백 디바이스의 구현예 중 게이밍 콘트롤러에 관한 것이다.
도 8 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 피드백 디바이스의 구현예 중 웨어러블 디바이스에 관한 것이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 피드백 디바이스의 구성에 관한 블록도이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 피드백 유닛의 구성에 관한 블록도이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 열 출력 모듈의 일 형태에 관한 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 열 출력 모듈의 다른 형태에 관한 도면이다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 열 출력 모듈의 또 다른 형태에 관한 도면이다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 열 출력 모듈의 다시 또 다른 형태에 관한 도면이다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 어플리케이션 유닛의 구성에 관한 블록도이다
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 어플리케이션 유닛의 구성에 관한 개략도이다.
도 23은 본 발명의 실시예에 따른 온감 피드백을 제공하기 위한 발열 동작에 관한 도면이다.
도 24는 본 발명의 실시예에 따른 온감 피드백의 강도에 관한 그래프이다.
도 25는 본 발명의 실시예에 따른 냉감 피드백을 제공하기 위한 흡열 동작에 관한 도면이다.
도 26은 본 발명의 실시예에 따른 냉감 피드백의 강도에 관한 그래프이다.
도 27은 본 발명의 실시예에 따른 전압 조절을 이용한 온감/냉감 피드백의 강도에 관한 그래프이다.
도 28은 본 발명의 실시예에 따른 동일 온도 변화량을 갖는 온감/냉감 피드백에 관한 그래프이다.
도 29는 본 발명의 실시예에 따른 열전 소자 그룹 별 동작 제어를 통한 온감/냉각 피드백 강도 조절에 관한 그래프이다.
도 30은 본 발명의 실시예에 따른 전원 인가 타이밍 제어를 통한 온감/냉각 피드백 강도 조절에 관한 그래프이다.
도 31은 본 발명의 실시예에 따른 전압 조절 방식의 열 그릴 동작에 관한 도면이다.
도 32는 본 발명의 실시예에 따른 전압 조절 방식에서 중립 열 그릴 피드백을 제공하기 위한 전압에 관한 표이다.
도 33은 본 발명의 실시예에 따른 영역 조절 방식의 열 그릴 동작에 관한 도면이다.
도 34는 본 발명의 실시예에 따른 열적 조절 방식을 위해 상이한 면적을 갖는 열전 소자 그룹으로 구성되는 열전 소자 어레이를 도시한 도면이다.
도 35는 본 발명의 실시예에 따른 시간 분할 방식을 이용한 열 그릴 동작의 일 예에 관한 도면이다.
도 36은 본 발명의 실시예에 따른 시간 분할 방식을 이용한 열 그릴 동작의 다른 예에 관한 도면이다.
도 37은 본 발명의 실시예에 따른 영역 조절 및 시간 분할이 복합된 방식을 이용한 열 그릴 동작의 일 예에 관한 도면이다.
도 38은 본 발명의 실시예에 따른 영역 조절 및 시간 분할이 복합된 방식을 이용한 열 그릴 동작의 다른 예에 관한 도면이다.
도 39는 본 발명의 실시예에 따른 영역 조절 및 시간 분할이 복합된 방식을 이용한 열 그릴 동작의 또 다른 예에 관한 도면이다.
도 40은 본 발명의 실시예에 따른 발열 동작과 흡열 동작 시 접촉면의 온도 변화를 도시한 도면이다.
도 41은 본 발명의 실시예에 따른 열 역전 환각에 관한 도면이다.
도 42는 본 발명의 실시예에 따른 완충 전압에 의한 접촉면의 온도 변화 추이에 관한 그래프이다.
도 43은 본 발명의 실시예에 따른 복수의 완충 단계를 갖는 열 역전 환각 방지 동작에 따른 접촉면의 온도 변화 추이에 관한 그래프이다.
도 44는 본 발명의 실시예에 따른 여러 강도의 열적 피드백의 중단에 따른 온도 변화 추이를 도시한 그래프이다.
도 45는 본 발명의 실시예에 따른 동일한 강도의 온감 피드백과 냉감 피드백에서 온도 변화 속도의 차이를 도시한 그래프이다.
도 46은 본 발명의 실시예에 따른 온감 피드백과 냉감 피드백의 종료 시 완충 구간의 시간 차이를 도시한 도면이다.
도 47은 본 발명의 실시예에 따른 열 그릴 피드백의 종료 시의 접촉면의 온도 변화를 도시한 그래프이다.
도 48은 본 발명의 실시예에 따른 열 그릴 피드백의 종료 시 온감 제거를 위한 동작을 도시한 그래프이다.
도 49는 본 발명의 실시예에 따른 열 이동 동작을 위한 전기 신호의 일 예에 관한 개략도이다.
도 50은 도 49에 따른 열 이동 동작을 도시한 도면이다.
도 51은 본 발명의 실시예에 따른 열 이동 동작을 위한 전기 신호의 일 예에 관한 개략도이다.
도 52는 도 51에 따른 열 이동 동작을 도시한 도면이다.
도 53은 본 발명의 실시예에 따른 열 이동 동작을 위한 전기 신호의 일 예에 관한 개략도이다.
도 54는 도 53에 따른 열 이동 동작을 도시한 도면이다.
도 55는 본 발명의 실시예에 따른 열 이동 동작을 위한 전기 신호의 일 예에 관한 개략도이다.
도 56은 도 55에 따른 열 이동 동작을 도시한 도면이다.
도 57은 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제1 예에 관한 순서도이다.
도 58은 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제2 예에 관한 순서도이다.
도 59는 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제3 예에 관한 순서도이다.
도 60은 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제4 예에 관한 순서도이다.
도 61은 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제5 예에 관한 순서도이다.
도 62는 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제6 예에 관한 순서도이다.
도 63은 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제7 예에 관한 순서도이다.
도 64는 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제8 예에 관한 순서도이다.
도 65는 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제9 예에 관한 순서도이다.
도 66은 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제10 예에 관한 순서도이다.FIGS. 1 to 7 are examples of implementations of feedback devices according to embodiments of the present invention, each of which relates to a gaming controller.
FIGS. 8 to 14 are embodiments of a feedback device according to an embodiment of the present invention, which relates to a wearable device.
Figure 15 is a block diagram of a configuration of a feedback device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a block diagram of a configuration of a feedback unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a drawing of one form of a heat output module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a drawing of another form of a heat output module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a drawing of another form of a heat output module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a drawing of yet another form of a heat output module according to an embodiment of the present invention.
Figure 21 is a block diagram of the configuration of an application unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 22 is a schematic diagram of the configuration of an application unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a drawing of a heating operation for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
Figure 24 is a graph regarding the intensity of thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
FIG. 25 is a diagram of an absorption operation for providing cooling feedback according to an embodiment of the present invention.
Figure 26 is a graph regarding the intensity of cooling feedback according to an embodiment of the present invention.
Figure 27 is a graph regarding the intensity of hot/cold feedback using voltage control according to an embodiment of the present invention.
Figure 28 is a graph of hot/cold feedback with the same temperature change amount according to an embodiment of the present invention.
Figure 29 is a graph regarding the control of the intensity of the thermal/cooling feedback through the operation control of each group of thermoelectric elements according to an embodiment of the present invention.
Figure 30 is a graph regarding control of thermal/cooling feedback intensity through power application timing control according to an embodiment of the present invention.
FIG. 31 is a diagram of a heat grill operation using a voltage control method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 32 is a table regarding voltages for providing neutral heat grill feedback in a voltage regulation method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 33 is a drawing regarding the operation of a heat grill in an area-controlling manner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 34 is a diagram illustrating a thermoelectric element array composed of thermoelectric element groups having different areas for a thermal control method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 35 is a drawing showing an example of a heat grill operation using a time division method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 36 is a drawing of another example of a heat grill operation using a time-division method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 37 is a diagram illustrating an example of a heat grill operation using a combined area control and time division method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 38 is a diagram illustrating another example of a heat grill operation using a combined area control and time division method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 39 is a diagram illustrating another example of a heat grill operation using a combined area control and time division method according to an embodiment of the present invention.
Figure 40 is a drawing illustrating the temperature change of a contact surface during a heat generating operation and a heat absorbing operation according to an embodiment of the present invention.
Figure 41 is a diagram of a thermal reversal hallucination according to an embodiment of the present invention.
Figure 42 is a graph showing the change in temperature of a contact surface due to a buffer voltage according to an embodiment of the present invention.
FIG. 43 is a graph showing a change in temperature of a contact surface according to a thermal reversal hallucination prevention operation having multiple buffer stages according to an embodiment of the present invention.
Figure 44 is a graph showing a temperature change trend according to the interruption of thermal feedback of various intensities according to an embodiment of the present invention.
Figure 45 is a graph showing the difference in temperature change rate in the same intensity of warm and cold feedback according to an embodiment of the present invention.
Figure 46 is a diagram illustrating the time difference in the buffering section at the end of the warm and cold feedback according to an embodiment of the present invention.
Figure 47 is a graph showing the temperature change of a contact surface at the end of thermal grill feedback according to an embodiment of the present invention.
FIG. 48 is a graph illustrating an operation for removing heat sensation at the end of thermal grill feedback according to an embodiment of the present invention.
FIG. 49 is a schematic diagram of an example of an electrical signal for a heat transfer operation according to an embodiment of the present invention.
Fig. 50 is a drawing illustrating a heat transfer operation according to Fig. 49.
FIG. 51 is a schematic diagram of an example of an electrical signal for a heat transfer operation according to an embodiment of the present invention.
Figure 52 is a drawing illustrating a heat transfer operation according to Figure 51.
FIG. 53 is a schematic diagram of an example of an electrical signal for a heat transfer operation according to an embodiment of the present invention.
Figure 54 is a drawing illustrating a heat transfer operation according to Figure 53.
FIG. 55 is a schematic diagram of an example of an electrical signal for a heat transfer operation according to an embodiment of the present invention.
Fig. 56 is a drawing illustrating a heat transfer operation according to Fig. 55.
FIG. 57 is a flowchart of a first example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
FIG. 58 is a flowchart of a second example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
FIG. 59 is a flowchart of a third example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
FIG. 60 is a flowchart of a fourth example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
FIG. 61 is a flowchart of a fifth example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
FIG. 62 is a flowchart of a sixth example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
FIG. 63 is a flowchart of a seventh example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
FIG. 64 is a flowchart of an eighth example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
FIG. 65 is a flowchart of a ninth example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
FIG. 66 is a flowchart of a tenth example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.Since the embodiments described in this specification are intended to clearly explain the idea of the present invention to a person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains, the present invention is not limited to the embodiments described in this specification, and the scope of the present invention should be interpreted to include modified or altered examples that do not depart from the idea of the present invention.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 가능한 현재 널리 사용되고 있는 일반적인 용어를 선택하였으나 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 의도, 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 다만, 이와 달리 특정한 용어를 임의의 의미로 정의하여 사용하는 경우에는 그 용어의 의미에 관하여 별도로 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.The terms used in this specification have been selected from commonly used terms that are as much as possible in consideration of their functions in the present invention, but this may vary depending on the intention of a person with ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs, customs, or the emergence of new technologies. However, if a specific term is defined and used with an arbitrary meaning, the meaning of that term will be described separately. Accordingly, the terms used in this specification should be interpreted based on the actual meaning of the term and the overall contents of this specification, not simply the name of the term.
본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것으로 도면에 도시된 형상은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 필요에 따라 과장되어 표시된 것일 수 있으므로 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.The drawings attached to this specification are intended to facilitate explanation of the present invention, and shapes depicted in the drawings may be exaggerated as necessary to help understanding of the present invention, and therefore the present invention is not limited by the drawings.
본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다.In cases where it is determined that a specific description of a known configuration or function related to the present invention in this specification may obscure the gist of the present invention, a detailed description thereof will be omitted as necessary.
본 발명의 일 양상에 따르면, 전원을 인가받은 열전 소자의 발열 동작 및 흡열 동작 중 적어도 하나를 포함하는 열전 동작에 의해 발생한 열을 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스에 의해 수행되는 열적 피드백 제공 방법으로서, 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위하여 상기 열전 소자에 작동 전원을 인가하는 단계; 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 작동 전원의 인가를 중단하는 단계; 및 상기 작동 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도를 저감시키는 완충 전원을 인가하는 단계;를 포함하는 열적 피드백 제공 방법이 제공될 수 있다. According to one aspect of the present invention, a thermal feedback providing method performed by a feedback device that outputs thermal feedback by transferring heat generated by a thermoelectric operation including at least one of a heat generating operation and a heat absorbing operation of a thermoelectric element to which power is applied to the thermoelectric element through a contact surface that contacts a body part of the user, the method including the steps of: applying operating power to the thermoelectric element to start outputting the thermal feedback; stopping the application of the operating power to end the outputting of the thermal feedback; and applying a buffer power to reduce the temperature change rate of the contact surface to prevent the user from feeling a thermal inversion hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, in a process in which the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to an initial temperature due to the stopping of the application of the operating power.
여기서, 상기 열 역전 환각은, 상기 작동 전원의 인가 중단 시 상기 접촉면의 온도가 상기 초기 온도를 기준으로 상기 열전 동작에 의해 변화된 온도와 동일 방향임에도 상기 사용자가 상기 초기 온도를 기준으로 상기 열전 동작에 의해 변화된 온도와 반대 방향의 온도를 느끼는 것을 의미할 수 있다. Here, the thermal reversal illusion may mean that the user feels a temperature in the opposite direction to the temperature changed by the thermoelectric operation based on the initial temperature, even though the temperature of the contact surface is in the same direction as the temperature changed by the thermoelectric operation based on the initial temperature when the operating power is stopped.
또 여기서, 상기 완충 전원은, 상기 작동 전원과 동일한 방향의 전원일 수 있다.Also, in this case, the buffer power supply may be a power supply in the same direction as the operating power supply.
또 여기서, 상기 완충 전원은, 상기 작동 전원보다 전압 및 전류 중 적어도 하나가 작을 수 있다. Also, in this case, the buffer power supply may have at least one of voltage and current lower than the operating power supply.
또 여기서, 상기 완충 전원을 인가하는 단계에서, 상기 완충 전원이 인가되는 동안 상기 완충 전원의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 감소시킬 수 있다. Also, in this case, in the step of applying the buffer power, at least one of the voltage and current of the buffer power can be reduced while the buffer power is applied.
또 여기서, 상기 완충 전원을 인가하는 단계에서, 듀티 신호 형태인 상기 완충 전원을 인가할 수 있다. Also, in this case, in the step of applying the buffer power, the buffer power in the form of a duty signal can be applied.
또 여기서, 상기 작동 전원이 듀티 신호 형태로 인가되는 경우, 상기 완충 전원의 듀티 레이트가 상기 작동 전원의 듀티 레이트보다 작을 수 있다.Also, in this case, when the operating power is applied in the form of a duty signal, the duty rate of the buffer power may be smaller than the duty rate of the operating power.
또 여기서, 상기 완충 전원을 인가하는 단계에서, 상기 완충 전원이 인가되는 동안 상기 완충 전원의 듀티 레이트를 감소시킬 수 있다.Also, in this case, in the step of applying the buffer power, the duty rate of the buffer power can be reduced while the buffer power is applied.
또 여기서, 상기 열전 소자는, 개별 제어 가능한 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되고, 상기 완충 전원을 인가하는 단계에서, 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 일부에만 상기 완충 전원을 인가할 수 있다.In addition, in this case, the thermoelectric element is provided as a thermoelectric pair array including a plurality of individually controllable thermoelectric pair groups, and in the step of applying the buffer power, the buffer power can be applied to only some of the plurality of thermoelectric pair groups.
또 여기서, 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 상기 작동 전원이 인가된 열전 쌍 그룹의 개수보다 상기 완충 전원이 인가되는 열전 쌍 그룹의 개수가 더 작을 수 있다.Also, in this case, the number of thermocouple groups to which the buffer power is applied may be smaller than the number of thermocouple groups to which the operating power is applied among the plurality of thermocouple groups.
또 여기서, 상기 완충 전원이 인가되는 동안 상기 완충 전원이 인가되는 열전 쌍 그룹의 개수를 감소시킬 수 있다. Also, here, the number of thermocouple pair groups to which the buffer power is applied can be reduced while the buffer power is applied.
또 여기서, 상기 완충 전원을 인가하는 단계에서, 상기 작동 전원의 인가 중단 후 미리 정해진 시간 동안 전원 인가 없이 대기한 뒤 상기 완충 전원을 인가할 수 있다. Also, in this case, in the step of applying the buffer power, after the application of the operating power is stopped, the buffer power can be applied after waiting for a predetermined time without applying power.
또 여기서, 상기 피드백 디바이스는, 상기 열적 피드백의 강도를 복수의 강도로 조절 가능하고, 상기 열적 피드백의 강도가 미리 정해진 강도 이상인 경우에만 상기 완충 전원을 인가하는 단계를 수행할 수 있다.In addition, the feedback device can adjust the intensity of the thermal feedback to a plurality of intensities, and can perform a step of applying the buffer power only when the intensity of the thermal feedback is equal to or greater than a predetermined intensity.
또 여기서, 상기 피드백 디바이스는, 상기 열적 피드백의 강도를 복수의 강도로 조절 가능하고, 상기 열적 피드백의 강도를 획득하는 단계; 상기 열적 피드백의 강도에 기초하여 상기 작동 전원을 생성하는 단계; 및 상기 열적 피드백의 강도가 미리 정해진 강도 이상인지 여부에 따라 상기 완충 전원의 인가 여부를 결정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, the feedback device may further include a step of obtaining the intensity of the thermal feedback, wherein the intensity of the thermal feedback can be adjusted to a plurality of intensities; a step of generating the operating power based on the intensity of the thermal feedback; and a step of determining whether to apply the buffer power based on whether the intensity of the thermal feedback is equal to or greater than a predetermined intensity.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 발열 동작 및 흡열 동작 중 적어도 하나를 포함하는 열전 동작을 수행하는 열전 소자, 상기 열전 소자에 상기 열전 동작을 위한 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측면에 마련되고 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 포함하고, 상기 접촉면을 통해 상기 열전 동작에 의해 발생한 열을 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 열 출력 모듈; 및 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위하여 상기 전원 단자에 작동 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 작동 전원의 인가를 중단하고, 상기 작동 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 전원 단자에 상기 접촉면의 온도 변화 속도를 저감시키는 완충 전원을 인가하는 피드백 콘트롤러;를 포함하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다. According to another aspect of the present invention, a feedback device may be provided, including: a thermoelectric element performing a thermoelectric operation including at least one of a heating operation and an absorption operation; a power terminal supplying power for the thermoelectric operation to the thermoelectric element; and a contact surface provided on one side of the thermoelectric element and in contact with a body part of a user, the heat output module including the contact surface, the heat generated by the thermoelectric operation being transmitted to the user through the contact surface to output thermal feedback; and a feedback controller that applies operating power to the power terminal to start outputting the thermal feedback, stops applying the operating power to end outputting the thermal feedback, and applies buffer power to the power terminal to reduce the temperature change rate of the contact surface in order to prevent the user from feeling a thermal reversal hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, in a process in which the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to an initial temperature according to the stoppage of the application of the operating power.
여기서, 상기 열 역전 환각은, 상기 작동 전원의 인가 중단 시 상기 접촉면의 온도가 상기 초기 온도를 기준으로 상기 열전 동작에 의해 변화된 온도와 동일 방향임에도 상기 사용자가 상기 초기 온도를 기준으로 상기 열전 동작에 의해 변화된 온도와 반대 방향의 온도를 느끼는 것을 의미할 수 있다.Here, the thermal reversal illusion may mean that the user feels a temperature in the opposite direction to the temperature changed by the thermoelectric operation based on the initial temperature, even though the temperature of the contact surface is in the same direction as the temperature changed by the thermoelectric operation based on the initial temperature when the operating power is stopped.
또 여기서, 상기 완충 전원은, 상기 작동 전원과 동일한 방향의 전원일 수 있다.Also, in this case, the buffer power supply may be a power supply in the same direction as the operating power supply.
또 여기서, 상기 완충 전원은, 상기 작동 전원보다 전압 및 전류 중 적어도 하나가 작을 수 있다.Also, in this case, the buffer power supply may have at least one of voltage and current lower than the operating power supply.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 완충 전원이 인가되는 동안 상기 완충 전원의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 감소시킬 수 있다.Also herein, the feedback controller can reduce at least one of the voltage and current of the buffer power while the buffer power is applied.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 듀티 신호 형태로 상기 완충 전원을 인가할 수 있다.Also, the feedback controller can apply the buffer power in the form of a duty signal.
또 여기서, 상기 작동 전원이 듀티 신호 형태로 인가되는 경우, 상기 완충 전원의 듀티 레이트가 상기 작동 전원의 듀티 레이트보다 작을 수 있다.Also, in this case, when the operating power is applied in the form of a duty signal, the duty rate of the buffer power may be smaller than the duty rate of the operating power.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 완충 전원이 인가되는 동안 상기 완충 전원의 듀티 레이트를 감소시킬 수 있다.Also herein, the feedback controller can reduce the duty rate of the buffer power while the buffer power is applied.
또 여기서, 상기 열전 소자는, 개별 제어 가능한 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되고, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 일부에만 상기 완충 전원을 인가할 수 있다.Also herein, the thermoelectric element is provided as a thermoelectric pair array including a plurality of individually controllable thermoelectric pair groups, and the feedback controller can apply the buffer power only to some of the plurality of thermoelectric pair groups.
또 여기서, 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 상기 작동 전원이 인가된 열전 쌍 그룹의 개수보다 상기 완충 전원이 인가되는 열전 쌍 그룹의 개수가 더 작을 수 있다.Also, in this case, the number of thermocouple groups to which the buffer power is applied may be smaller than the number of thermocouple groups to which the operating power is applied among the plurality of thermocouple groups.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 완충 전원이 인가되는 동안 상기 완충 전원이 인가되는 열전 쌍 그룹의 개수를 감소시킬 수 있다.Also herein, the feedback controller can reduce the number of thermocouple pair groups to which the buffer power is applied while the buffer power is applied.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 작동 전원의 인가 중단 후 미리 정해진 시간 동안 전원 인가 없이 대기한 뒤 상기 완충 전원을 인가할 수 있다.In addition, the feedback controller can wait for a predetermined period of time without supplying power after the operating power supply is interrupted, and then supply the buffer power supply.
또 여기서, 상기 열 출력 모듈은, 상기 열적 피드백의 강도를 복수의 강도로 조절 가능하고, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백의 강도가 미리 정해진 강도 이상인 경우에만 상기 완충 전원을 인가할 수 있다.Also, in this case, the heat output module can adjust the intensity of the thermal feedback to a plurality of intensities, and the feedback controller can apply the buffer power only when the intensity of the thermal feedback is equal to or greater than a predetermined intensity.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백의 강도를 획득하고, 상기 열적 피드백의 강도에 기초하여 상기 작동 전원을 생성하고, 상기 열적 피드백의 강도가 미리 정해진 강도 이상인지 여부에 따라 상기 완충 전원의 인가 여부를 결정할 수 있다.Also, the feedback controller can obtain the intensity of the thermal feedback, generate the operating power based on the intensity of the thermal feedback, and determine whether to apply the buffer power based on whether the intensity of the thermal feedback is greater than or equal to a predetermined intensity.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 각각 개별적으로 동작하는 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되는 열전 소자의 발열 동작 및 흡열 동작 중 적어도 하나를 포함하는 열전 동작에 의해 발생한 열을 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스에 의해 수행되는 열적 피드백 제공 방법으로서, 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위하여 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 적어도 일부인 작동 그룹에 상기 열전 동작을 위한 전원을 인가하는 단계; 및 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 전원의 인가를 중단하는 단계;를 포함하되, 상기 중단하는 단계에서, 상기 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도가 저감되도록 상기 작동 그룹 중 일부에 대해서 상기 전원의 인가를 중단한 뒤 상기 작동 그룹 중 나머지에 대해서 상기 전원의 인가를 중단하는 열적 피드백 제공 방법이 제공될 수 있다. According to another aspect of the present invention, a method for providing thermal feedback is provided by a feedback device that outputs thermal feedback by transferring heat generated by a thermoelectric operation including at least one of a heat-generating operation and a heat-absorbing operation of a thermoelectric element provided as a thermoelectric pair array including a plurality of thermoelectric pair groups each operating individually to a user through a contact surface that contacts a body part of the user, the method comprising: a step of applying power for the thermoelectric operation to at least some of the plurality of thermoelectric pair groups, which are operating groups, in order to initiate output of the thermal feedback; and a step of stopping the application of the power in order to terminate output of the thermal feedback; wherein, in the step of stopping, in order to prevent the user from feeling a thermal inversion hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, in a process in which the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to an initial temperature due to the stop of the application of the power, the application of the power is stopped for some of the operating groups so that the temperature change rate of the contact surface is reduced, and then the application of the power is stopped for the remainder of the operating groups.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 발열 동작 및 흡열 동작 중 적어도 하나를 포함하는 열전 동작을 각각 개별적으로 수행하는 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되는 열전 소자, 상기 열전 소자에 상기 열전 동작을 위한 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측에 마련되고 상기 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 포함하고, 상기 접촉면을 통해 상기 열전 동작에 의해 발생한 열을 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 열 출력 모듈; 및 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위하여 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 적어도 일부인 작동 그룹에 상기 열전 동작을 위한 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 전원의 인가를 중단하되, 상기 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도가 저감되도록 상기 작동 그룹 중 일부에 대해서 상기 전원의 인가를 중단한 뒤 상기 작동 그룹 중 나머지에 대해서 상기 전원의 인가를 중단하는 피드백 콘트롤러;를 포함하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다. According to yet another aspect of the present invention, there is provided a thermoelectric element provided as a thermoelectric pair array including a plurality of thermoelectric pair groups each individually performing a thermoelectric operation including at least one of a heating operation and an absorption operation, a power terminal supplying power for the thermoelectric operation to the thermoelectric element, and a heat output module including a contact surface provided on one side of the thermoelectric element and in contact with a body part of the user, and outputting thermal feedback by transmitting heat generated by the thermoelectric operation to the user through the contact surface. And a feedback controller which applies power for the thermoelectric operation to at least some of the plurality of thermoelectric pair groups, which are operating groups, in order to initiate output of the thermal feedback, and stops applying the power to terminate output of the thermal feedback, but in order to prevent the user from feeling a thermal inversion hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, in a process in which the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to the initial temperature due to the stoppage of the power application, the temperature change rate of the contact surface is reduced by stopping the application of the power to some of the operating groups and then stopping the application of the power to the remainder of the operating groups can be provided.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 게임 및 체감형 어플리케이션을 포함하는 멀티미디어 콘텐츠를 구동하는 콘텐츠 재생 디바이스와 연동되어, 상기 멀티미디어 콘텐츠에 이용되는 상기 사용자의 조작을 획득하고 상기 멀티미디어 콘텐츠에 수반되는 열적 경험을 제공하기 위한 열적 피드백을 제공하는 게이밍 콘트롤러로서, 사용자에 의해 파지되는 파지부를 포함하고 상기 게이밍 콘트롤러의 외관을 형성하는 케이싱; 상기 사용자의 조작에 따라 사용자 입력을 수신하는 입력 모듈; 상기 콘텐츠 재생 디바이스와 통신하는 통신 모듈; 열전 동작을 수행하는 열전 소자, 상기 열전 소자에 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 파지부에 마련되고 상기 열전 소자의 열전 동작에 따라 발생하는 열을 상기 사용자에게 전달하는 접촉면을 포함하고, 상기 접촉면을 통해 상기 열전 동작에 의해 발생한 열을 상기 사용자에게 전달함으로써 상기 열적 피드백을 출력하는 열 출력 모듈; 및 상기 입력 모듈을 통해 수신된 상기 사용자 입력을 획득하고, 상기 통신 모듈을 통해 상기 콘텐츠 재생 디바이스로 상기 사용자 입력을 송신하고, 상기 통신 모듈을 통해 상기 콘텐츠 재생 디바이스로부터 상기 열적 피드백에 관한 정보를 수신하고, 상기 열적 피드백의 정보에 따른 상기 열적 피드백의 강도에 기초하여 미리 정해진 복수의 전압값 중 작동 전압을 선택하고, 상기 작동 전압에 기초하여 작동 전원을 생성하고, 상기 열 출력 모듈이 상기 열적 피드백을 출력하도록 상기 전원 단자에 상기 작동 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백의 출력이 종료되도록 상기 작동 전원의 인가를 중단하고, 상기 미리 정해진 복수의 전압값 중 상기 작동 전압보다 낮은 완충 전압을 선택하고, 상기 완충 전압에 기초하여 완충 전원을 생성하고, 상기 작동 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 열전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 전원 단자에 상기 접촉면의 온도 변화 속도를 저감시키는 완충 전원을 인가하는 콘트롤러;를 포함하는 게이밍 콘트롤러가 제공될 수 있다. According to yet another aspect of the present invention, a gaming controller which is linked with a content playback device that drives multimedia content including a game and a sensory application, obtains a user's operation used in the multimedia content, and provides thermal feedback for providing a thermal experience accompanying the multimedia content, the gaming controller comprising: a casing including a grip portion held by a user and forming an exterior of the gaming controller; an input module that receives a user input according to the user's operation; a communication module that communicates with the content playback device; a thermal output module including a thermoelectric element that performs a thermoelectric operation, a power terminal that supplies power to the thermoelectric element, and a contact surface provided on the grip portion and that transmits heat generated according to the thermoelectric operation of the thermoelectric element to the user, and outputs the thermal feedback by transmitting the heat generated by the thermoelectric operation to the user through the contact surface; And a gaming controller including a controller that acquires the user input received through the input module, transmits the user input to the content playback device through the communication module, receives information about the thermal feedback from the content playback device through the communication module, selects an operating voltage from among a plurality of predetermined voltage values based on the intensity of the thermal feedback according to the information about the thermal feedback, generates operating power based on the operating voltage, applies the operating power to the power terminal so that the thermal output module outputs the thermal feedback, stops applying the operating power so that the output of the thermal feedback is terminated, selects a buffer voltage lower than the operating voltage from among the plurality of predetermined voltage values, generates buffer power based on the buffer voltage, and applies buffer power to the power terminal to reduce the temperature change rate of the contact surface to prevent the user from feeling a thermal thermoelectric hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, in a process in which the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to an initial temperature due to the stoppage of the application of the operating power. Can be.
여기서, 상기 콘트롤러는, 상기 열적 피드백의 종류가 온감 피드백인지 냉감 피드백인지 여부에 기초하여 전원 인가 방향이 정방향인지 역방향인지 여부를 판단하고, 상기 작동 전원과 상기 완충 전원을 상기 판단된 전원 인가 방향으로 인가할 수 있다.Here, the controller can determine whether the power supply direction is forward or reverse based on whether the type of the thermal feedback is hot feedback or cold feedback, and can apply the operating power and the buffer power in the determined power supply direction.
또 여기서, 상기 열적 피드백의 강도는, 제1 강도 및 상기 제1 강도보다 강한 제2 강도를 포함하고, 상기 미리 정해진 복수의 전압값은, 제1 전압값 및 상기 제1 전압값보다 큰 제2 전압값을 포함하고, 상기 콘트롤러는, 상기 열적 피드백의 강도가 상기 제1 강도인 경우 상기 작동 전압을 상기 제1 전압값으로 선택하고, 상기 열적 피드백의 강도가 상기 제2 강도인 경우 상기 작동 전압을 상기 제2 전압값으로 선택하고, 상기 제2 전압값을 가지는 작동 전압의 인가 중단 시 상기 완충 전압을 상기 제1 전압값으로 선택할 수 있다. In addition, the intensity of the thermal feedback includes a first intensity and a second intensity stronger than the first intensity, and the plurality of predetermined voltage values includes a first voltage value and a second voltage value stronger than the first voltage value, and the controller selects the operating voltage as the first voltage value when the intensity of the thermal feedback is the first intensity, selects the operating voltage as the second voltage value when the intensity of the thermal feedback is the second intensity, and selects the buffer voltage as the first voltage value when application of the operating voltage having the second voltage value is stopped.
또 여기서, 상기 콘트롤러는, 상기 작동 전압이 상기 제1 전압값보다 큰 경우에만 상기 작동 전원의 인가 중단 시 상기 완충 전원을 인가할 수 있다.Also, in this case, the controller can apply the buffer power when the application of the operating power is interrupted only when the operating voltage is greater than the first voltage value.
또 여기서, 상기 열적 피드백의 강도는, 상기 제2 강도보다 강한 제3 강도를 더 포함하고, 상기 미리 정해진 복수의 전압값은, 상기 제2 전압값보다 큰 제3 전압값을 포함하고, 상기 콘트롤러는, 상기 열적 피드백의 강도가 상기 제3 강도인 경우 상기 작동 전압을 상기 제3 전압값으로 선택하고, 상기 제3 전압값을 가지는 작동 전원의 인가 중단 시 상기 완충 전압을 상기 제1 전압값으로 선택할 수 있다.In addition, the intensity of the thermal feedback further includes a third intensity that is stronger than the second intensity, and the plurality of predetermined voltage values include a third voltage value that is stronger than the second voltage value, and the controller can select the operating voltage as the third voltage value when the intensity of the thermal feedback is the third intensity, and select the buffer voltage as the first voltage value when the application of the operating power having the third voltage value is stopped.
또 여기서, 상기 열적 피드백의 강도는, 상기 제2 강도보다 강한 제3 강도를 더 포함하고, 상기 미리 정해진 복수의 전압값은, 상기 제2 전압값보다 큰 제3 전압값을 포함하고, 상기 콘트롤러는, 상기 열적 피드백의 강도가 상기 제3 강도인 경우 상기 작동 전압을 상기 제3 전압값으로 선택하고, 상기 제3 전압값을 가지는 작동 전원의 인가 중단 시 상기 완충 전압을 상기 제1 전압값 및 제2 전압값으로 선택하고, 상기 완충 전원의 인가 시 먼저 상기 제2 전압값을 인가하고 이어서 상기 제1 전압값을 인가할 수 있다.In addition, the intensity of the thermal feedback further includes a third intensity that is stronger than the second intensity, and the plurality of predetermined voltage values include a third voltage value that is stronger than the second voltage value, and the controller selects the operating voltage as the third voltage value when the intensity of the thermal feedback is the third intensity, and when the application of the operating power having the third voltage value is stopped, selects the buffer voltage as the first voltage value and the second voltage value, and when the application of the buffer power is stopped, the second voltage value can be applied first and then the first voltage value can be applied.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 전원을 인가받은 열전 소자의 발열 동작 및 흡열 동작을 포함하는 열전 동작에 의해 발생한 열을 사용자 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스에 의해 수행되는 열적 피드백 제공 방법으로서, 온감 피드백 및 냉감 피드백을 포함하는 상기 열적 피드백의 종류를 획득하는 단계; 상기 열전 피드백의 종류를 고려하여 상기 열전 소자에 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위한 작동 전원을 인가하는 단계; 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 작동 전원의 인가를 중단하는 단계; 및 상기 작동 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위한 완충 전원을 상기 열적 피드백의 종류에 따라 생성하는 단계; 및 상기 열전 소자에 상기 완충 전원을 인가하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도를 저감시키는 단계;를 포함하는 열적 피드백 제공 방법이 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, a thermal feedback providing method performed by a feedback device that outputs thermal feedback by transferring heat generated by a thermoelectric operation including a heat-generating operation and a heat-absorbing operation of a thermoelectric element to a user through a contact surface that contacts a body part of the user, the method including the steps of: acquiring a type of the thermal feedback including a hot-feeling feedback and a cold-feeling feedback; applying an operating power to the thermoelectric element in consideration of the type of the thermoelectric feedback to initiate output of the thermal feedback; stopping the application of the operating power to terminate the output of the thermal feedback; and generating a buffer power according to the type of the thermal feedback to prevent the user from feeling a thermal inversion hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, in a process in which the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to an initial temperature according to the stoppage of the application of the operating power; and reducing a temperature change rate of the contact surface by applying the buffer power to the thermoelectric element.
여기서, 상기 완충 전원은, 상기 작동 전원의 전압보다 작고 상기 열적 피드백의 종류에 따라 서로 상이한 전압값을 가질 수 있다.Here, the buffer power supply may have a voltage value that is smaller than the voltage of the operating power supply and different from each other depending on the type of the thermal feedback.
또 여기서, 상기 생성하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 제1 전압값보다 큰 제2 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the generating step may include a step of generating the buffer power having a first voltage value when the thermal feedback is the warm-feeling feedback, and a step of generating the buffer power having a second voltage value greater than the first voltage value when the thermal feedback is the cold-feeling feedback.
또 여기서, 상기 생성하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 제1 전압값보다 작은 제2 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the generating step may include a step of generating the buffer power having a first voltage value when the thermal feedback is the warm-feeling feedback, and a step of generating the buffer power having a second voltage value smaller than the first voltage value when the thermal feedback is the cold-feeling feedback.
또 여기서, 상기 완충 전원은, 상기 작동 전원의 전압보다 작고 상기 열적 피드백의 종류에 따라 서로 상이한 전류값을 가질 수 있다.Also, here, the buffer power supply may have a voltage lower than that of the operating power supply and a different current value depending on the type of the thermal feedback.
또 여기서, 상기 생성하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 제1 전류값보다 큰 제2 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the generating step may include a step of generating the buffer power having a first current value when the thermal feedback is the warm-feeling feedback, and a step of generating the buffer power having a second current value greater than the first current value when the thermal feedback is the cold-feeling feedback.
또 여기서, 상기 생성하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 제1 전류값보다 작은 제2 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the generating step may include a step of generating the buffer power having a first current value when the thermal feedback is the warm-feeling feedback, and a step of generating the buffer power having a second current value smaller than the first current value when the thermal feedback is the cold-feeling feedback.
또 여기서, 상기 작동 전원에 대한 상기 완충 전원의 전압의 비율은, “1” 보다 작고 상기 열적 피드백의 종류에 따라 서로 상이할 수 있다.Also here, the ratio of the voltage of the buffer power supply to the operating power supply may be less than “1” and may differ depending on the type of the thermal feedback.
또 여기서, 상기 작동 전원을 인가하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전압값을 갖는 작동 전원을 인가하는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제2 전압값을 갖는 작동 전원을 인가하는 단계를 포함하고, 상기 생성하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제3 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제4 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 전압값에 대한 상기 제3 전압값의 비율은, 상기 제2 전압값에 대한 상기 제4 전압값의 비율보다 클 수 있다. In addition, the step of applying the operating power includes the step of applying the operating power having a first voltage value when the thermal feedback is the warm-feeling feedback and the step of applying the operating power having a second voltage value when the thermal feedback is the cool-feeling feedback, and the step of generating includes the step of generating the buffer power having a third voltage value when the thermal feedback is the warm-feeling feedback and the step of generating the buffer power having a fourth voltage value when the thermal feedback is the cool-feeling feedback, and the ratio of the third voltage value to the first voltage value may be greater than the ratio of the fourth voltage value to the second voltage value.
또 여기서, 상기 작동 전원을 인가하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전압값을 갖는 작동 전원을 인가하는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제2 전압값을 갖는 작동 전원을 인가하는 단계를 포함하고, 상기 생성하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제3 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제4 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 전압값에 대한 상기 제3 전압값의 비율은, 상기 제2 전압값에 대한 상기 제4 전압값의 비율보다 작을 수 있다. In addition, the step of applying the operating power includes the step of applying the operating power having a first voltage value when the thermal feedback is the warm-feeling feedback and the step of applying the operating power having a second voltage value when the thermal feedback is the cool-feeling feedback, and the step of generating includes the step of generating the buffer power having a third voltage value when the thermal feedback is the warm-feeling feedback and the step of generating the buffer power having a fourth voltage value when the thermal feedback is the cool-feeling feedback, and the ratio of the third voltage value to the first voltage value may be smaller than the ratio of the fourth voltage value to the second voltage value.
또 여기서, 상기 작동 전원에 대한 상기 완충 전원의 전류의 비율은, “1”보다 작고 상기 열적 피드백의 종류에 따라 서로 상이할 수 있다. Also here, the ratio of the current of the buffer power supply to the operating power supply may be less than “1” and may differ depending on the type of the thermal feedback.
또 여기서, 상기 작동 전원을 인가하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전류값을 갖는 작동 전원을 인가하는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제2 전류값을 갖는 작동 전원을 인가하는 단계를 포함하고, 상기 생성하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제3 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제4 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 전류값에 대한 상기 제3 전류값의 비율은, 상기 제2 전류값에 대한 상기 제4 전류값의 비율보다 클 수 있다.In addition, the step of applying the operating power includes the step of applying the operating power having the first current value when the thermal feedback is the warm-feeling feedback and the step of applying the operating power having the second current value when the thermal feedback is the cool-feeling feedback, and the step of generating includes the step of generating the buffer power having the third current value when the thermal feedback is the warm-feeling feedback and the step of generating the buffer power having the fourth current value when the thermal feedback is the cool-feeling feedback, and the ratio of the third current value to the first current value may be greater than the ratio of the fourth current value to the second current value.
또 여기서, 상기 작동 전원을 인가하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전류값을 갖는 작동 전원을 인가하는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제2 전류값을 갖는 작동 전원을 인가하는 단계를 포함하고, 상기 생성하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제3 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제4 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 전류값에 대한 상기 제3 전류값의 비율은, 상기 제2 전류값에 대한 상기 제4 전류값의 비율보다 작을 수 있다.In addition, the step of applying the operating power includes the step of applying the operating power having the first current value when the thermal feedback is the warm feedback and the step of applying the operating power having the second current value when the thermal feedback is the cool feedback, and the step of generating includes the step of generating the buffer power having the third current value when the thermal feedback is the warm feedback and the step of generating the buffer power having the fourth current value when the thermal feedback is the cool feedback, and the ratio of the third current value to the first current value may be smaller than the ratio of the fourth current value to the second current value.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 전원을 인가받은 열전 소자의 발열 동작 및 흡열 동작을 포함하는 열전 동작에 의해 발생한 열을 사용자 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스에 의해 수행되는 열적 피드백 제공 방법으로서, 온감 피드백 및 냉감 피드백을 포함하는 상기 열적 피드백의 종류를 획득하는 단계; 상기 열전 피드백의 종류를 고려하여 상기 열전 소자에 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위한 작동 전원을 인가하는 단계; 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 작동 전원의 인가를 중단하는 단계; 상기 열적 피드백의 종류에 따라 상이하게 설정되는 완충 시간을 획득하는 단계; 및 상기 작동 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도를 저감시키는 완충 전원을 상기 열전 소자에 상기 완충 시간 동안 인가하는 단계;를 포함하는 열적 피드백 제공 방법이 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, a thermal feedback providing method performed by a feedback device that outputs thermal feedback by transferring heat generated by a thermoelectric operation including a heat-generating operation and a heat-absorbing operation of a thermoelectric element to which power is applied to the user through a contact surface that contacts a body part of the user, the thermal feedback providing method including the steps of: acquiring a type of the thermal feedback including a hot-feeling feedback and a cold-feeling feedback; applying an operating power to the thermoelectric element in consideration of the type of the thermoelectric feedback to initiate output of the thermal feedback; stopping the application of the operating power to terminate the output of the thermal feedback; acquiring a buffer time that is set differently according to the type of the thermal feedback; and applying a buffer power to the thermoelectric element during the buffer time to reduce the temperature change rate of the contact surface in order to prevent the user from feeling a thermal inversion hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, in a process in which the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to an initial temperature due to the stopping of the application of the operating power.
여기서, 상기 완충 전원을 인가하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 시간 동안 상기 완충 전원을 인가하는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 제1 시간보다 큰 제2 시간 동안 상기 완충 전원을 인가하는 단계를 포함할 수 있다.Here, the step of applying the buffer power may include the step of applying the buffer power for a first time period when the thermal feedback is the warm-sensing feedback, and the step of applying the buffer power for a second time period greater than the first time period when the thermal feedback is the cold-sensing feedback.
또 여기서, 상기 완충 전원을 인가하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 시간 동안 상기 완충 전원을 인가하는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 제1 시간보다 작은 제2 시간 동안 상기 완충 전원을 인가하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step of applying the buffer power here may include the step of applying the buffer power for a first time period when the thermal feedback is the warm-sensing feedback, and the step of applying the buffer power for a second time period shorter than the first time period when the thermal feedback is the cold-sensing feedback.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 발열 동작 및 흡열 동작을 포함하는 열전 동작을 각각 개별적으로 수행하는 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되는 열전 소자에 의해 발생한 열을 사용자 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스에 의해 수행되는 열적 피드백 제공 방법으로서, 온감 피드백 및 냉감 피드백을 포함하는 상기 열적 피드백의 종류를 획득하는 단계; 상기 열전 피드백의 종류를 고려하여 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 적어도 일부인 작동 그룹에 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위한 작동 전원을 인가하는 단계; 및 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 작동 전원의 인가를 중단하는 단계; 상기 작동 그룹보다 작은 개수의 상기 열전 쌍 그룹을 포함하는 완충 그룹을 상기 열적 피드백의 종류를 고려하여 판단하는 단계; 및 상기 작동 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도가 저감되도록 상기 완충 그룹에 완충 전원을 인가하는 단계;를 포함하는 열적 피드백 제공 방법이 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, there is provided a method for providing thermal feedback, which is performed by a feedback device that outputs thermal feedback by transferring heat generated by a thermoelectric element provided as a thermoelectric array including a plurality of thermoelectric pair groups each individually performing a thermoelectric operation including a heat-generating operation and a heat-absorbing operation to a user through a contact surface that contacts a body part of the user, the method comprising: acquiring a type of the thermal feedback including a warm-feeling feedback and a cold-feeling feedback; applying an operating power for initiating output of the thermal feedback to an operating group which is at least some of the plurality of thermoelectric pair groups in consideration of the type of the thermoelectric feedback; and stopping the application of the operating power in order to terminate output of the thermal feedback; determining a buffer group including a smaller number of the thermoelectric pair groups than the operating groups in consideration of the type of the thermal feedback; And a method for providing thermal feedback may be provided, including a step of applying buffer power to the buffer group so that the temperature change rate of the contact surface is reduced to prevent the user from feeling a thermal inversion hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, during a process in which the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to the initial temperature due to the cessation of application of the operating power.
여기서, 상기 판단하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 상기 완충 그룹에 제1 개수의 상기 열전 쌍 그룹을 포함시키는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 완충 그룹에 상기 제1 개수보다 큰 제2 개수의 상기 열전 쌍 그룹을 포함시키는 단계를 포함할 수 있다.Here, the judging step may include a step of including a first number of the thermocouple pair groups in the buffer group when the thermal feedback is the warm-feeling feedback, and a step of including a second number of the thermocouple pair groups greater than the first number in the buffer group when the thermal feedback is the cold-feeling feedback.
또 여기서, 상기 판단하는 단계는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 상기 완충 그룹에 제1 개수의 상기 열전 쌍 그룹을 포함시키는 단계 및 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 완충 그룹에 상기 제1 개수보다 작은 제2 개수의 상기 열전 쌍 그룹을 포함시키는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the judging step may include a step of including a first number of the thermocouple pair groups in the buffer group when the thermal feedback is the warm-feeling feedback, and a step of including a second number of the thermocouple pair groups smaller than the first number in the buffer group when the thermal feedback is the cold-feeling feedback.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 발열 동작 및 흡열 동작을 포함하는 열전 동작을 각각 개별적으로 수행하는 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되는 열전 소자에 의해 발생한 열을 사용자 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스에 의해 수행되는 열적 피드백 제공 방법으로서, 온감 피드백 및 냉감 피드백을 포함하는 상기 열적 피드백의 종류를 획득하는 단계; 상기 열전 피드백의 종류를 고려하여 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 적어도 일부인 작동 그룹에 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위한 전원을 인가하는 단계; 및 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 전원의 인가를 중단하는 단계;를 포함하되, 상기 중단하는 단계에서, 상기 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도가 저감되도록 상기 작동 그룹 중 일부에 대하여 상기 전원의 인가를 중단한 뒤 상기 작동 그룹 중 나머지에 대해서 상기 전원의 인가를 중단하는 열적 피드백 제공 방법이 제공될 수 있다. According to yet another aspect of the present invention, there is provided a method for providing thermal feedback, performed by a feedback device that outputs thermal feedback by transferring heat generated by a thermoelectric element provided as a thermoelectric pair array including a plurality of thermoelectric pair groups each individually performing a thermoelectric operation including a heat-generating operation and a heat-absorbing operation to a user through a contact surface contacting a body part of the user, the method comprising: obtaining a type of the thermal feedback including a warm-feeling feedback and a cold-feeling feedback; applying power to an operating group, which is at least some of the plurality of thermoelectric pair groups, in consideration of the type of the thermoelectric feedback to initiate output of the thermal feedback; And a step of stopping the application of the power to terminate the output of the thermal feedback; Including; In the step of stopping, in order to prevent the user from feeling a thermal inversion hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, in the process of the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returning to the initial temperature due to the stop of the application of the power, a method for providing thermal feedback may be provided in which the application of the power is stopped for some of the operation groups so that the temperature change rate of the contact surface is reduced, and then the application of the power is stopped for the remainder of the operation groups.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 발열 동작 및 흡열 동작을 포함하는 열전 동작을 수행하는 열전 소자, 상기 열전 소자에 상기 열전 동작을 위한 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측에 마련되고 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 포함하고, 상기 접촉면을 통해 상기 열전 동작에 의해 발생한 열을 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 열 출력 모듈; 및 온감 피드백 및 냉감 피드백을 포함하는 상기 열적 피드백의 종류를 획득하고, 상기 열전 피드백의 종류를 고려하여 상기 열전 소자에 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위한 작동 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 작동 전원의 인가를 중단하고, 상기 작동 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위한 완충 전원을 상기 열적 피드백의 종류에 따라 생성하고, 상기 열전 소자에 상기 완충 전원을 인가하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도를 저감시키는 피드백 콘트롤러;를 포함하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, there is provided a thermal output module including a thermoelectric element that performs a thermoelectric operation including a heat-generating operation and a heat-absorbing operation, a power terminal that supplies power for the thermoelectric operation to the thermoelectric element, and a contact surface provided on one side of the thermoelectric element and in contact with a body part of a user, and outputting thermal feedback by transmitting heat generated by the thermoelectric operation to the user through the contact surface. And a feedback controller which obtains the types of the thermal feedback including the hot feedback and the cold feedback, and applies operating power to the thermoelectric element in consideration of the type of the thermoelectric feedback to initiate output of the thermal feedback, stops applying the operating power to terminate the output of the thermal feedback, and generates a buffer power according to the type of the thermal feedback to prevent the user from feeling a thermal inversion hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, in a process in which the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to the initial temperature according to the stop applying the operating power, and applies the buffer power to the thermoelectric element to reduce the temperature change rate of the contact surface can be provided.
여기서, 상기 완충 전원은, 상기 작동 전원의 전압보다 작고 상기 열적 피드백의 종류에 따라 서로 상이한 전압값을 가질 수 있다.Here, the buffer power supply may have a voltage value that is smaller than the voltage of the operating power supply and different from each other depending on the type of the thermal feedback.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 제1 전압값보다 큰 제2 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성할 수 있다.Also, in this case, the feedback controller can generate the buffer power having a first voltage value when the thermal feedback is the warm feedback, and can generate the buffer power having a second voltage value greater than the first voltage value when the thermal feedback is the cold feedback.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 제1 전압값보다 작은 제2 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성할 수 있다.Also, in this case, the feedback controller can generate the buffer power having a first voltage value when the thermal feedback is the warm feedback, and can generate the buffer power having a second voltage value smaller than the first voltage value when the thermal feedback is the cold feedback.
또 여기서, 상기 완충 전원은, 상기 작동 전원의 전압보다 작고 상기 열적 피드백의 종류에 따라 서로 상이한 전류값을 가질 수 있다.Also, here, the buffer power supply may have a voltage lower than that of the operating power supply and a different current value depending on the type of the thermal feedback.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 제1 전류값보다 큰 제2 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성할 수 있다.Also, in this case, the feedback controller can generate the buffer power having a first current value when the thermal feedback is the warm-feeling feedback, and can generate the buffer power having a second current value greater than the first current value when the thermal feedback is the cold-feeling feedback.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 제1 전류값보다 작은 제2 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성할 수 있다.Also, in this case, the feedback controller can generate the buffer power having a first current value when the thermal feedback is the warm feedback, and can generate the buffer power having a second current value smaller than the first current value when the thermal feedback is the cold feedback.
또 여기서, 상기 작동 전원에 대한 상기 완충 전원의 전압의 비율은, “1” 보다 작고 상기 열적 피드백의 종류에 따라 서로 상이할 수 있다.Also here, the ratio of the voltage of the buffer power supply to the operating power supply may be less than “1” and may differ depending on the type of the thermal feedback.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전압값을 갖는 작동 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제2 전압값을 갖는 작동 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제3 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제4 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하고, 상기 제1 전압값에 대한 상기 제3 전압값의 비율은, 상기 제2 전압값에 대한 상기 제4 전압값의 비율보다 클 수 있다.In addition, the feedback controller applies operating power having a first voltage value when the thermal feedback is the warm feedback, applies operating power having a second voltage value when the thermal feedback is the cool feedback, generates the buffer power having a third voltage value when the thermal feedback is the warm feedback, and generates the buffer power having a fourth voltage value when the thermal feedback is the cool feedback, and a ratio of the third voltage value to the first voltage value may be greater than a ratio of the fourth voltage value to the second voltage value.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전압값을 갖는 작동 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제2 전압값을 갖는 작동 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제3 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제4 전압값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하고, 상기 제1 전압값에 대한 상기 제3 전압값의 비율은, 상기 제2 전압값에 대한 상기 제4 전압값의 비율보다 작을 수 있다.In addition, the feedback controller applies operating power having a first voltage value when the thermal feedback is the warm feedback, applies operating power having a second voltage value when the thermal feedback is the cool feedback, generates the buffer power having a third voltage value when the thermal feedback is the warm feedback, and generates the buffer power having a fourth voltage value when the thermal feedback is the cool feedback, and a ratio of the third voltage value to the first voltage value may be smaller than a ratio of the fourth voltage value to the second voltage value.
또 여기서, 상기 작동 전원에 대한 상기 완충 전원의 전류의 비율은, “1”보다 작고 상기 열적 피드백의 종류에 따라 서로 상이할 수 있다.Also here, the ratio of the current of the buffer power supply to the operating power supply may be less than “1” and may differ depending on the type of the thermal feedback.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전류값을 갖는 작동 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제2 전류값을 갖는 작동 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제3 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제4 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하고, 상기 제1 전류값에 대한 상기 제3 전류값의 비율은, 상기 제2 전류값에 대한 상기 제4 전류값의 비율보다 클 수 있다.In addition, the feedback controller applies operating power having a first current value when the thermal feedback is the warm feedback, applies operating power having a second current value when the thermal feedback is the cool feedback, generates the buffer power having a third current value when the thermal feedback is the warm feedback, and generates the buffer power having a fourth current value when the thermal feedback is the cool feedback, and a ratio of the third current value to the first current value may be greater than a ratio of the fourth current value to the second current value.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 전류값을 갖는 작동 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제2 전류값을 갖는 작동 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제3 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 제4 전류값을 갖는 상기 완충 전원을 생성하고, 상기 제1 전류값에 대한 상기 제3 전류값의 비율은, 상기 제2 전류값에 대한 상기 제4 전류값의 비율보다 작을 수 있다.In addition, the feedback controller applies operating power having a first current value when the thermal feedback is the warm feedback, applies operating power having a second current value when the thermal feedback is the cool feedback, generates the buffer power having a third current value when the thermal feedback is the warm feedback, and generates the buffer power having a fourth current value when the thermal feedback is the cool feedback, and a ratio of the third current value to the first current value may be smaller than a ratio of the fourth current value to the second current value.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 발열 동작 및 흡열 동작을 포함하는 열전 동작을 수행하는 열전 소자, 상기 열전 소자에 상기 열전 동작을 위한 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측에 마련되고 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 포함하고, 상기 접촉면을 통해 상기 열전 동작에 의해 발생한 열을 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 열 출력 모듈; 및 온감 피드백 및 냉감 피드백을 포함하는 상기 열적 피드백의 종류를 획득하고, 상기 열전 피드백의 종류를 고려하여 상기 열전 소자에 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위한 작동 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 작동 전원의 인가를 중단하고, 상기 열적 피드백의 종류에 따라 상이하게 설정되는 완충 시간을 획득하고, 상기 작동 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도를 저감시키는 완충 전원을 상기 열전 소자에 상기 완충 시간 동안 인가하는 피드백 콘트롤러;를 포함하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, there is provided a thermal output module including a thermoelectric element that performs a thermoelectric operation including a heat-generating operation and a heat-absorbing operation, a power terminal that supplies power for the thermoelectric operation to the thermoelectric element, and a contact surface provided on one side of the thermoelectric element and in contact with a body part of a user, and outputting thermal feedback by transmitting heat generated by the thermoelectric operation to the user through the contact surface. And a feedback controller which obtains the types of the thermal feedback including the warm-feeling feedback and the cold-feeling feedback, and applies operating power to the thermoelectric element for starting the output of the thermal feedback in consideration of the type of the thermoelectric feedback, and stops applying the operating power to terminate the output of the thermal feedback, and obtains a buffer time which is set differently according to the type of the thermal feedback, and applies buffer power to the thermoelectric element for the buffer time to reduce the temperature change rate of the contact surface to prevent the user from feeling a thermal inversion hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, in a process in which the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to the initial temperature according to the stoppage of applying the operating power.
여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 시간 동안 상기 완충 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 제1 시간보다 큰 제2 시간 동안 상기 완충 전원을 인가할 수 있다.Here, the feedback controller can apply the buffer power for a first time period when the thermal feedback is the warm-sensing feedback, and can apply the buffer power for a second time period greater than the first time period when the thermal feedback is the cold-sensing feedback.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 제1 시간 동안 상기 완충 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 제1 시간보다 작은 제2 시간 동안 상기 완충 전원을 인가할 수 있다.Also, in this case, the feedback controller can apply the buffer power for a first time period when the thermal feedback is the warm-sensing feedback, and can apply the buffer power for a second time period shorter than the first time period when the thermal feedback is the cold-sensing feedback.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 발열 동작 및 흡열 동작을 포함하는 열전 동작을 각각 개별적으로 수행하는 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되는 열전 소자, 상기 열전 소자에 상기 열전 동작을 위한 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측에 마련되고 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 포함하고, 상기 접촉면을 통해 상기 열전 동작에 의해 발생한 열을 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 열 출력 모듈; 및 온감 피드백 및 냉감 피드백을 포함하는 상기 열적 피드백의 종류를 획득하고, 상기 열전 피드백의 종류를 고려하여 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 적어도 일부인 작동 그룹에 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위한 작동 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 작동 전원의 인가를 중단하고, 상기 작동 그룹보다 작은 개수의 상기 열전 쌍 그룹을 포함하는 완충 그룹을 상기 열적 피드백의 종류를 고려하여 판단하고, 상기 작동 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도가 저감되도록 상기 완충 그룹에 완충 전원을 인가하는 피드백 콘트롤러;를 포함하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, there is provided a thermoelectric element provided as a thermoelectric pair array including a plurality of thermoelectric pair groups each individually performing a thermoelectric operation including a heat-generating operation and a heat-absorbing operation, a power terminal supplying power for the thermoelectric operation to the thermoelectric element, and a contact surface provided on one side of the thermoelectric element and in contact with a body part of a user, the heat output module outputting thermal feedback by transmitting heat generated by the thermoelectric operation to the user through the contact surface. And a feedback controller which obtains the types of the thermal feedback including the hot feedback and the cold feedback, and in consideration of the types of the thermoelectric feedback, applies operating power to an operating group which is at least some of the plurality of thermoelectric pair groups to start outputting the thermal feedback, and stops applying the operating power to terminate outputting the thermal feedback, and determines a buffer group including a smaller number of the thermoelectric pair groups than the operating groups in consideration of the types of the thermal feedback, and applies buffer power to the buffer group so that the temperature change rate of the contact surface is reduced in a process in which the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to the initial temperature according to the stoppage of applying the operating power, so as to prevent the user from feeling a thermal inversion hallucination which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback.
여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 상기 완충 그룹에 제1 개수의 상기 열전 쌍 그룹을 포함시키고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 완충 그룹에 상기 제1 개수보다 큰 제2 개수의 상기 열전 쌍 그룹을 포함시킬 수 있다.Here, the feedback controller may include a first number of the thermocouple pair groups in the buffer group when the thermal feedback is the warm-sensing feedback, and may include a second number of the thermocouple pair groups greater than the first number in the buffer group when the thermal feedback is the cold-sensing feedback.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백이 상기 온감 피드백인 경우 상기 완충 그룹에 제1 개수의 상기 열전 쌍 그룹을 포함시키고, 상기 열적 피드백이 상기 냉감 피드백인 경우 상기 완충 그룹에 상기 제1 개수보다 작은 제2 개수의 상기 열전 쌍 그룹을 포함시킬 수 있다.Also herein, the feedback controller may include a first number of the thermocouple pair groups in the buffer group when the thermal feedback is the warm-sensing feedback, and may include a second number of the thermocouple pair groups smaller than the first number in the buffer group when the thermal feedback is the cold-sensing feedback.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 발열 동작 및 흡열 동작을 포함하는 열전 동작을 각각 개별적으로 수행하는 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되는 열전 소자, 상기 열전 소자에 상기 열전 동작을 위한 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측에 마련되고 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 포함하고, 상기 접촉면을 통해 상기 열전 동작에 의해 발생한 열을 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 열 출력 모듈; 및 온감 피드백 및 냉감 피드백을 포함하는 상기 열적 피드백의 종류를 획득하고, 상기 열전 피드백의 종류를 고려하여 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 적어도 일부인 작동 그룹에 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위한 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 전원의 인가를 중단하되, 상기 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도가 저감되도록 상기 작동 그룹 중 일부에 대하여 상기 전원의 인가를 중단한 뒤 상기 작동 그룹 중 나머지에 대해서 상기 전원의 인가를 중단하는 피드백 콘트롤러;를 포함하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다. According to yet another aspect of the present invention, there is provided a thermoelectric element provided as a thermoelectric pair array including a plurality of thermoelectric pair groups each individually performing a thermoelectric operation including a heat-generating operation and a heat-absorbing operation, a power terminal supplying power for the thermoelectric operation to the thermoelectric element, and a contact surface provided on one side of the thermoelectric element and in contact with a body part of a user, the heat output module outputting thermal feedback by transmitting heat generated by the thermoelectric operation to the user through the contact surface. And a feedback controller which obtains the types of the thermal feedback including the hot feedback and the cold feedback, and in consideration of the types of the thermoelectric feedback, applies power to at least some of the plurality of thermoelectric pair groups, which are operating groups, to initiate output of the thermal feedback, and stops applying the power to terminate the output of the thermal feedback, but in order to prevent the user from feeling a thermal inversion hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, in a process in which the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to an initial temperature due to the stoppage of the application of the power, stops applying the power to some of the operating groups so that the temperature change rate of the contact surface is reduced, and then stops applying the power to the remainder of the operating groups.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 각각 개별적으로 동작하는 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되는 열전 소자의 발열 동작, 흡열 동작 및 상기 발열 동작과 상기 흡열 동작이 복합된 열 그릴 동작을 포함하는 열전 동작에 의해 발생한 열을 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 온감 피드백, 냉감 피드백 및 열 통감 피드백을 포함하는 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스에 의해 수행되는 열적 피드백 제공 방법으로서, 상기 열 통감 피드백의 출력 개시를 위해, 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 제1 그룹에 상기 발열 동작을 위한 정방향 전원을 인가하고 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 제1 그룹과 상이한 제2 그룹에 상기 흡열 동작을 위한 역방향 전원을 인가함으로써 상기 열전 소자가 상기 열 그릴 동작을 수행하도록 제어하는 단계; 및 상기 열 통감 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가를 중단하되, 상기 정방향 전원의 인가 중단 시점과 상기 역방향 전원의 인가 중단 시점을 상이하게 조절하는 단계;를 포함하는 열적 피드백 제공 방법이 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, a thermal feedback providing method performed by a feedback device that outputs thermal feedback including a heat feedback, a cold feedback, and a heat sensation feedback by transferring heat generated by a thermoelectric operation including a heat generating operation, a heat absorbing operation, and a heat grilling operation in which the heat generating operation and the heat absorbing operation are combined, of a thermoelectric element provided as a thermoelectric pair array including a plurality of thermoelectric pair groups each operating individually to a user through a contact surface that contacts a body part of the user, the thermal feedback providing method including the steps of: controlling the thermoelectric element to perform the heat grilling operation by applying forward power for the heat generating operation to a first group among the plurality of thermoelectric pair groups and applying reverse power for the heat absorbing operation to a second group among the plurality of thermoelectric pair groups, which is different from the first group, in order to initiate output of the heat sensation feedback; and stopping application of the forward power and the reverse power in order to terminate output of the heat sensation feedback, while differently controlling the timing of stopping application of the forward power and the timing of stopping application of the reverse power.
여기서, 상기 정방향 전원의 인가 중단 시점과 상기 역 방향 전원의 인가 중단 시점을 상이하게 조절함에 따라 상기 접촉면 중 상기 발열 동작을 수행하는 제1 그룹에 인접한 부위와 상기 접촉면 중 상기 흡열 동작을 수행하는 제2 그룹에 인접한 부위를 실질적으로 동일한 시점에 초기 온도로 복귀시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.Here, the step of returning a portion of the contact surface adjacent to the first group performing the heat-generating operation and a portion of the contact surface adjacent to the second group performing the heat-absorbing operation to the initial temperature at substantially the same time may be further included by differently controlling the time point of stopping the application of the forward power and the time point of stopping the application of the reverse power.
또 여기서, 상기 제어하는 단계에서, 상기 열 통감 피드백에 의해 상기 사용자가 열적 감각을 체감하는 것을 배제하기 위하여 상기 발열 동작에 따른 상기 제1 그룹의 온도 상승량이 상기 흡열 동작에 따른 상기 제2 그룹의 온도 하강량보다 작도록 상기 정방향 전원보다 전압값 또는 전류값이 큰 상기 역방향 전원을 인가하고, 상기 조절하는 단계에서, 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가 중단 시 상기 온도 하강량이 큰 상기 제2 그룹과 상기 온도 상승량이 작은 상기 제1 그룹이 초기 온도에서 열적 평형을 이루도록 상기 역방향 전원을 상기 정방향 전원보다 먼저 중단할 수 있다.Also, in this case, in the controlling step, in order to exclude the user from feeling a thermal sensation by the thermal sensation feedback, the reverse power having a larger voltage or current value than the forward power is applied so that the temperature rise of the first group according to the heat generating operation is smaller than the temperature fall of the second group according to the heat absorbing operation, and in the controlling step, when the application of the forward power and the reverse power is stopped, the reverse power can be stopped before the forward power so that the second group having a large temperature fall and the first group having a small temperature rise achieve thermal equilibrium at the initial temperature.
또 여기서, 상기 조절하는 단계에서, 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가 중단 시 상기 열전 동작에 의해 발생한 잔열로 인하여 상기 접촉면이 초기 온도보다 높은 온도에서 열적 평형을 이루는 것을 방지하기 위하여 상기 정방향 전원을 상기 역방향 전원보다 먼저 중단할 수 있다.Also, in this case, in the regulating step, the forward power may be stopped before the reverse power to prevent the contact surface from reaching thermal equilibrium at a temperature higher than the initial temperature due to residual heat generated by the thermoelectric operation when the forward power and the reverse power are stopped.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 발열 동작을 수행하는 제1 열전 쌍 그룹 및 흡열 동작을 수행하는 제2 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되는 열전 소자, 상기 열전 소자에 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측에 마련되고 상기 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 포함하고, 상기 제1 열전 쌍 그룹의 발열 동작 및 상기 제2 열전 쌍 그룹의 흡열 동작에 따라 발생한 온열과 냉열을 상기 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 열 통감 피드백을 출력하는 열 출력 모듈; 및 상기 열 통감 피드백의 출력 개시를 위해, 상기 제1 열전 쌍 그룹에 상기 발열 동작을 위한 정방향 전원을 인가하고 상기 제2 열전 쌍 그룹에 상기 흡열 동작을 위한 역방향 전원을 인가함으로써 상기 열전 소자가 상기 열 통감 피드백의 출력을 위한 열 그릴 동작을 수행하도록 제어하고, 상기 열 통감 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가를 중단하되, 상기 정방향 전원의 인가 중단 시점과 상기 역방향 전원의 인가 중단 시점을 상이하게 조절하는 피드백 콘트롤러;를 포함하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, there is provided a heat output module including a thermoelectric element provided as a thermoelectric pair array including a first thermoelectric pair group performing a heat generating operation and a second thermoelectric pair group performing a heat absorbing operation, a power terminal supplying power to the thermoelectric element, and a contact surface provided on one side of the thermoelectric element and in contact with a body part of the user, and outputting heat sensation feedback by transmitting heat and cold heat generated according to the heat generating operation of the first thermoelectric pair group and the heat absorbing operation of the second thermoelectric pair group to the user through the contact surface. And a feedback controller including: a feedback device that controls the thermoelectric elements to perform a heat grill operation for outputting the heat sensing feedback by applying forward power for the heat generating operation to the first thermocouple pair group and reverse power for the heat absorbing operation to the second thermocouple pair group to initiate output of the heat sensing feedback; and stops applying the forward power and the reverse power to terminate output of the heat sensing feedback, while differently controlling the timing of stopping application of the forward power and the timing of stopping application of the reverse power;
여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 정방향 전원의 인가 중단 시점과 상기 역 방향 전원의 인가 중단 시점을 상이하게 조절함에 따라 상기 접촉면 중 상기 발열 동작을 수행하는 제1 열전 쌍 그룹에 인접한 부위와 상기 접촉면 중 상기 흡열 동작을 수행하는 제2 그룹에 인접한 부위를 실질적으로 동일한 시점에 초기 온도로 복귀시킬 수 있다.Here, the feedback controller can return a portion of the contact surface adjacent to the first thermocouple pair group performing the heat-generating operation and a portion of the contact surface adjacent to the second group performing the heat-absorbing operation to the initial temperature at substantially the same time by differently controlling the timing of stopping the application of the forward power and the timing of stopping the application of the reverse power.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열 통감 피드백에 의해 상기 사용자가 열적 감각을 체감하는 것을 배제하기 위하여 상기 발열 동작에 따른 상기 제1 그룹의 온도 상승량이 상기 흡열 동작에 따른 상기 제2 그룹의 온도 하강량보다 작도록 상기 정방향 전원보다 전압값 또는 전류값이 큰 상기 역방향 전원을 인가하고, 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가 중단 시 상기 온도 하강량이 큰 상기 제2 그룹과 상기 온도 상승량이 작은 상기 제1 그룹이 초기 온도에서 열적 평형을 이루도록 상기 역방향 전원을 상기 정방향 전원보다 먼저 중단할 수 있다.In addition, the feedback controller may apply the reverse power having a larger voltage or current value than the forward power so that the temperature rise of the first group according to the heat generation operation is smaller than the temperature drop of the second group according to the heat absorption operation in order to exclude the user from feeling a thermal sensation by the thermal sensation feedback, and when the application of the forward power and the reverse power is stopped, the reverse power may be stopped before the forward power so that the second group having a larger temperature drop and the first group having a smaller temperature rise achieve thermal equilibrium at an initial temperature.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가 중단 시 상기 열전 동작에 의해 발생한 잔열로 인하여 상기 접촉면이 초기 온도보다 높은 온도에서 열적 평형을 이루는 것을 방지하기 위하여 상기 정방향 전원을 상기 역방향 전원보다 먼저 중단할 수 있다.Also, in this case, the feedback controller may stop the forward power supply before the reverse power supply to prevent the contact surface from reaching thermal equilibrium at a temperature higher than the initial temperature due to residual heat generated by the thermoelectric operation when the forward power supply and the reverse power supply are stopped.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 각각 개별적으로 동작하는 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되는 열전 소자의 발열 동작, 흡열 동작 및 상기 발열 동작과 상기 흡열 동작이 복합된 열 그릴 동작을 포함하는 열전 동작에 의해 발생한 열을 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 온감 피드백, 냉감 피드백 및 열 통감 피드백을 포함하는 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스에 의해 수행되는 열적 피드백 제공 방법으로서, 상기 열 통감 피드백의 출력 개시를 위해, 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 제1 그룹에 상기 발열 동작을 위한 정방향 전원을 인가하고 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 제1 그룹과 상이한 제2 그룹에 상기 흡열 동작을 위한 역방향 전원을 인가함으로써 상기 열전 소자가 상기 열 그릴 동작을 수행하도록 제어하는 단계; 상기 열 통감 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가를 중단하는 단계; 및 상기 접촉면이 초기 온도로 복귀하도록 상기 제1 그룹 및 상기 제2 그룹 중 적어도 하나의 그룹에 보조 전원을 인가하는 단계;를 포함하는 열적 피드백 제공 방법이 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, there is provided a method for providing thermal feedback, which is performed by a feedback device that outputs thermal feedback including warm sensation feedback, cold sensation feedback and heat sensation feedback by transferring heat generated by a thermoelectric operation including a heating operation, a heat absorption operation and a heat grilling operation in which the heating operation and the heat absorption operation are combined, of a thermoelectric element provided as a thermocouple array including a plurality of thermocouple groups each operating individually to a user through a contact surface that contacts a body part of the user, the method comprising the steps of: controlling the thermoelectric element to perform the heat grilling operation by applying forward power for the heating operation to a first group among the plurality of thermocouple groups and applying reverse power for the heat absorption operation to a second group among the plurality of thermocouple groups, which is different from the first group, to initiate output of the heat sensation feedback; stopping application of the forward power and the reverse power to terminate output of the heat sensation feedback; A method for providing thermal feedback can be provided, comprising: applying auxiliary power to at least one of the first group and the second group so that the contact surface returns to the initial temperature;
여기서, 상기 중단하는 단계에서, 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원을 동시에 중단할 수 있다.Here, in the above-described stopping step, the forward power and the reverse power can be stopped simultaneously.
또 여기서, 상기 제어하는 단계에서, 상기 열 통감 피드백에 의해 상기 사용자가 열적 감각을 체감하는 것을 배제하기 위하여 상기 발열 동작에 따른 상기 제1 그룹의 온도 상승량이 상기 흡열 동작에 따른 상기 제2 그룹의 온도 하강량보다 작도록 상기 정방향 전원보다 전압값 또는 전류값이 큰 상기 역방향 전원을 인가하고, 상기 조절하는 단계에서, 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가 중단 시 상기 온도 하강량이 큰 상기 제2 그룹과 상기 온도 상승량이 작은 상기 제1 그룹이 상기 초기 온도에서 열적 평형을 이루도록 상기 보조 전원을 상기 정방향 전원과 동일한 방향으로 인가할 수 있다.Also, in this case, in the controlling step, in order to exclude the user from feeling a thermal sensation by the thermal sensation feedback, the reverse power having a larger voltage or current value than the forward power is applied so that the temperature rise of the first group according to the heating operation is smaller than the temperature fall of the second group according to the heat absorption operation, and in the controlling step, when the application of the forward power and the reverse power is stopped, the auxiliary power can be applied in the same direction as the forward power so that the second group having a large temperature fall and the first group having a small temperature rise achieve thermal equilibrium at the initial temperature.
또 여기서, 상기 제어하는 단계에서, 상기 열 통감 피드백에 의해 상기 사용자가 열적 감각을 체감하는 것을 배제하기 위하여 상기 발열 동작에 따른 상기 제1 그룹의 온도 상승량이 상기 흡열 동작에 따른 상기 제2 그룹의 온도 하강량보다 작도록 상기 정방향 전원보다 전압값 또는 전류값이 큰 상기 역방향 전원을 인가하고, 상기 조절하는 단계에서, 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가 중단 시 상기 온도 하강량이 큰 상기 제2 그룹과 상기 온도 상승량이 작은 상기 제1 그룹이 상기 초기 온도에서 열적 평형을 이루도록 상기 제1 그룹에 제1 보조 전원을 인가하고 상기 제2 그룹에 상기 제1 보조 전원과 전원 인가 방향이 반대인 제2 보조 전원을 인가하되, 상기 제1 보조 전원 및 상기 제2 보조 전원 중 상기 정방향 전원과 동일한 방향의 보조 전원의 전압값, 전류값 및 인가 시간 중 적어도 하나가 다른 보조 전원보다 더 클 수 있다.In addition, in the controlling step, in order to exclude the user from feeling a thermal sensation by the thermal sensation feedback, the reverse power having a larger voltage or current value than the forward power is applied so that the temperature rise of the first group according to the heat generating operation is smaller than the temperature fall of the second group according to the heat absorbing operation, and in the controlling step, when the application of the forward power and the reverse power is stopped, the first auxiliary power is applied to the first group so that the second group having the larger temperature fall and the first group having the smaller temperature rise achieve thermal equilibrium at the initial temperature, and the second auxiliary power having the opposite power application direction to the first auxiliary power is applied to the second group, wherein at least one of the voltage value, the current value, and the application time of the auxiliary power in the same direction as the forward power among the first auxiliary power and the second auxiliary power may be larger than the other auxiliary power.
또 여기서, 상기 조절하는 단계에서, 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가 중단 시 상기 열전 동작에 의해 발생한 잔열로 인하여 상기 접촉면이 초기 온도보다 높은 온도에서 열적 평형을 이루는 것을 방지하기 위하여 상기 보조 전원을 상기 역방향 전원과 동일한 방향으로 인가할 수 있다.Also, in this case, in the regulating step, in order to prevent the contact surface from achieving thermal equilibrium at a temperature higher than the initial temperature due to residual heat generated by the thermoelectric operation when the application of the forward power and the reverse power is stopped, the auxiliary power may be applied in the same direction as the reverse power.
또 여기서, 상기 조절하는 단계에서, 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가 중단 시 상기 열전 동작에 의해 발생한 잔열로 인하여 상기 접촉면이 초기 온도보다 높은 온도에서 열적 평형을 이루는 것을 방지하기 위하여 상기 제1 그룹에 제1 보조 전원을 인가하고 상기 제2 그룹에 상기 제1 보조 전원과 전원 인가 방향이 반대인 제2 보조 전원을 인가하되, 상기 제1 보조 전원 및 상기 제2 보조 전원 중 상기 역방향 전원과 동일한 방향의 보조 전원의 전압값, 전류값 및 인가 시간 중 적어도 하나가 다른 보조 전원보다 더 클 수 있다.In addition, in this case, in the adjusting step, in order to prevent the contact surface from achieving thermal equilibrium at a temperature higher than the initial temperature due to residual heat generated by the thermoelectric operation when the application of the forward power and the reverse power is stopped, a first auxiliary power is applied to the first group, and a second auxiliary power whose power application direction is opposite to that of the first auxiliary power is applied to the second group. At least one of the voltage value, the current value, and the application time of the auxiliary power in the same direction as the reverse power among the first auxiliary power and the second auxiliary power may be greater than that of the other auxiliary power.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 발열 동작을 수행하는 제1 열전 쌍 그룹 및 흡열 동작을 수행하는 제2 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되는 열전 소자, 상기 열전 소자에 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측에 마련되고 상기 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 포함하고, 상기 제1 열전 쌍 그룹의 발열 동작 및 상기 제2 열전 쌍 그룹의 흡열 동작에 따라 발생한 온열과 냉열을 상기 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 열 통감 피드백을 출력하는 열 출력 모듈; 및 상기 열 통감 피드백의 출력 개시를 위해, 상기 제1 열전 쌍 그룹에 상기 발열 동작을 위한 정방향 전원을 인가하고 상기 제2 열전 쌍 그룹에 상기 흡열 동작을 위한 역방향 전원을 인가함으로써 상기 열전 소자가 상기 열 통감 피드백의 출력을 위한 열 그릴 동작을 수행하도록 제어하고, 상기 열 통감 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가를 중단하고, 상기 접촉면이 초기 온도로 복귀하도록 상기 제1 열전 쌍 그룹 및 상기 제2 열전 쌍 그룹 중 적어도 하나의 그룹에 보조 전원을 인가하는 피드백 콘트롤러;를 포함하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, there is provided a heat output module including a thermoelectric element provided as a thermoelectric pair array including a first thermoelectric pair group performing a heat generating operation and a second thermoelectric pair group performing a heat absorbing operation, a power terminal supplying power to the thermoelectric element, and a contact surface provided on one side of the thermoelectric element and in contact with a body part of the user, and outputting heat sensation feedback by transmitting heat and cold heat generated according to the heat generating operation of the first thermoelectric pair group and the heat absorbing operation of the second thermoelectric pair group to the user through the contact surface. And a feedback controller including: a feedback device including: a feedback controller configured to control the thermoelectric elements to perform a heat grill operation for outputting the heat sensing feedback by applying forward power for the heat generating operation to the first thermocouple group and reverse power for the heat absorbing operation to the second thermocouple group to initiate output of the heat sensing feedback; and to stop applying the forward power and the reverse power to terminate output of the heat sensing feedback and to apply auxiliary power to at least one of the first thermocouple group and the second thermocouple group so that the contact surface returns to the initial temperature.
여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원을 동시에 중단할 수 있다.Here, the feedback controller can simultaneously cut off the forward power and the reverse power.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열 통감 피드백에 의해 상기 사용자가 열적 감각을 체감하는 것을 배제하기 위하여 상기 발열 동작에 따른 상기 제1 열전 쌍 그룹의 온도 상승량이 상기 흡열 동작에 따른 상기 제2 열전 쌍 그룹의 온도 하강량보다 작도록 상기 정방향 전원보다 전압값 또는 전류값이 큰 상기 역방향 전원을 인가하고, 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가 중단 시 상기 온도 하강량이 큰 상기 제2 열전 쌍 그룹과 상기 온도 상승량이 작은 상기 제1 열전 쌍 그룹이 상기 초기 온도에서 열적 평형을 이루도록 상기 보조 전원을 상기 정방향 전원과 동일한 방향으로 인가할 수 있다.In addition, the feedback controller may apply the reverse power having a larger voltage or current value than the forward power so that the temperature rise of the first thermocouple group according to the heat generation operation is smaller than the temperature drop of the second thermocouple group according to the heat absorption operation in order to exclude the user from feeling a thermal sensation by the thermal sensation feedback, and when the application of the forward power and the reverse power is stopped, the auxiliary power may be applied in the same direction as the forward power so that the second thermocouple group having a larger temperature drop and the first thermocouple group having a smaller temperature rise achieve thermal equilibrium at the initial temperature.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열 통감 피드백에 의해 상기 사용자가 열적 감각을 체감하는 것을 배제하기 위하여 상기 발열 동작에 따른 상기 제1 열전 쌍 그룹의 온도 상승량이 상기 흡열 동작에 따른 상기 제2 열전 쌍 그룹의 온도 하강량보다 작도록 상기 정방향 전원보다 전압값 또는 전류값이 큰 상기 역방향 전원을 인가하고, 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가 중단 시 상기 온도 하강량이 큰 상기 제2 열전 쌍 그룹과 상기 온도 상승량이 작은 상기 제1 열전 쌍 그룹이 상기 초기 온도에서 열적 평형을 이루도록 상기 제1 열전 쌍 그룹에 제1 보조 전원을 인가하고 상기 제2 열전 쌍 그룹에 상기 제1 보조 전원과 전원 인가 방향이 반대인 제2 보조 전원을 인가하되, 상기 제1 보조 전원 및 상기 제2 보조 전원 중 상기 정방향 전원과 동일한 방향의 보조 전원의 전압값, 전류값 및 인가 시간 중 적어도 하나가 다른 보조 전원보다 더 클 수 있다.In addition, in this case, the feedback controller applies the reverse power having a larger voltage or current value than the forward power value so that the temperature rise of the first thermocouple group according to the heat generation operation is smaller than the temperature drop of the second thermocouple group according to the heat absorption operation in order to exclude the user from feeling a thermal sensation by the thermal sensation feedback, and when the application of the forward power and the reverse power is stopped, the first auxiliary power value is applied to the first thermocouple group so that the second thermocouple group having the larger temperature drop and the first thermocouple group having the smaller temperature rise achieve thermal equilibrium at the initial temperature, and the second auxiliary power value, whose power application direction is opposite to that of the first auxiliary power value, is applied to the second thermocouple group, wherein at least one of the voltage value, the current value, and the application time of the auxiliary power in the same direction as the forward power value among the first auxiliary power and the second auxiliary power may be larger than that of the other auxiliary power value.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가 중단 시 상기 열전 동작에 의해 발생한 잔열로 인하여 상기 접촉면이 초기 온도보다 높은 온도에서 열적 평형을 이루는 것을 방지하기 위하여 상기 보조 전원을 상기 역방향 전원과 동일한 방향으로 인가할 수 있다.Also, in this case, the feedback controller may apply the auxiliary power in the same direction as the reverse power to prevent the contact surface from reaching thermal equilibrium at a temperature higher than the initial temperature due to residual heat generated by the thermoelectric operation when the application of the forward power and the reverse power is interrupted.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 정방향 전원 및 상기 역방향 전원의 인가 중단 시 상기 열전 동작에 의해 발생한 잔열로 인하여 상기 접촉면이 초기 온도보다 높은 온도에서 열적 평형을 이루는 것을 방지하기 위하여 상기 제1 열전 쌍 그룹에 제1 보조 전원을 인가하고 상기 제2 열전 쌍 그룹에 상기 제1 보조 전원과 전원 인가 방향이 반대인 제2 보조 전원을 인가하되, 상기 제1 보조 전원 및 상기 제2 보조 전원 중 상기 역방향 전원과 동일한 방향의 보조 전원의 전압값, 전류값 및 인가 시간 중 적어도 하나가 다른 보조 전원보다 더 클 수 있다.In addition, in this case, the feedback controller applies a first auxiliary power to the first thermocouple pair group and applies a second auxiliary power, the power application direction of which is opposite to that of the first auxiliary power, to the second thermocouple pair group in order to prevent the contact surface from reaching thermal equilibrium at a temperature higher than the initial temperature due to residual heat generated by the thermoelectric operation when the application of the forward power and the reverse power is stopped, wherein at least one of the voltage value, the current value, and the application time of the auxiliary power in the same direction as the reverse power among the first auxiliary power and the second auxiliary power may be greater than that of the other auxiliary power.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 전원을 인가받은 열전 소자의 발열 동작 및 흡열 동작 중 적어도 하나를 포함하는 열전 동작에 의해 발생한 열을 사용자 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스에 의해 수행되는 열적 피드백 제공 방법으로서, 상기 열적 피드백의 출력을 요청하는 개시 메시지를 획득하는 단계; 상기 개시 메시지가 획득되면 상기 개시 메시지에 따른 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위한 작동 전원을 상기 열전 소자에 인가하는 단계; 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 작동 전원의 인가를 중단하는 단계; 상기 작동 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도를 저감시키는 완충 동작을 수행하는 단계; 및 상기 완충 동작의 수행 중 상기 개시 메시지가 새로이 획득된 경우 상기 완충 동작을 중단하고 상기 새로이 획득된 상기 개시 메시지에 따른 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위한 작동 전원을 상기 열전 소자에 인가하는 단계;를 포함하는 열적 피드백 제공 방법이 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, a method for providing thermal feedback is provided by a feedback device that outputs thermal feedback by transferring heat generated by a thermoelectric operation including at least one of a heat-generating operation and a heat-absorbing operation of a thermoelectric element to a user through a contact surface that contacts a body part of the user, the method comprising: obtaining an initiation message requesting output of the thermal feedback; applying operating power to the thermoelectric element for initiating output of the thermal feedback according to the initiation message when the initiation message is obtained; ceasing application of the operating power to terminate output of the thermal feedback; performing a buffering operation to reduce a temperature change rate of the contact surface to prevent the user from feeling a thermal inversion hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, in a process in which the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to an initial temperature due to the cessation of application of the operating power; And a method for providing thermal feedback can be provided, including a step of stopping the buffer operation and applying operating power to the thermoelectric element for initiating output of the thermal feedback according to the newly acquired initiation message when the initiation message is newly acquired during the performance of the buffer operation.
여기서, 상기 개시 메시지는, 상기 열적 피드백의 제공 시간을 포함하고, 상기 작동 전원의 인가를 중단하는 단계는, 상기 열적 피드백의 제공 시간 동안 상기 작동 전원을 인가한 뒤 수행될 수 있다.Here, the initiation message includes a time for providing the thermal feedback, and the step of stopping the application of the operating power can be performed after applying the operating power during the time for providing the thermal feedback.
또 여기서, 상기 열적 피드백의 출력 종료를 요청하는 종료 메시지를 획득하는 단계;를 더 포함하고, 상기 종료 메시지가 획득되면 상기 작동 전원의 인가를 중단하는 단계를 수행할 수 있다.In addition, the method further includes a step of obtaining a termination message requesting termination of output of the thermal feedback; and, when the termination message is obtained, a step of stopping application of the operating power can be performed.
또 여기서, 상기 작동 전원의 인가를 중단하는 단계는, 미리 정해진 시간 동안 상기 작동 전원을 인가한 뒤 수행될 수 있다.Also, in this case, the step of stopping the application of the operating power may be performed after applying the operating power for a predetermined period of time.
또 여기서, 상기 완충 동작은, 상기 작동 전원의 전압값 및 전류값 중 적어도 하나를 감소시킴에 따라 수행될 수 있다.Also, in this case, the buffering operation can be performed by reducing at least one of the voltage value and the current value of the operating power source.
또 여기서, 상기 열전 소자는, 개별 제어 가능한 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되고, 상기 완충 동작을 수행하는 단계는, 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 상기 작동 전원이 인가되는 상기 열전 쌍 그룹의 개수를 감소시킴에 따라 수행될 수 있다.In addition, in this case, the thermoelectric element is provided as a thermoelectric pair array including a plurality of individually controllable thermoelectric pair groups, and the step of performing the buffer operation can be performed by reducing the number of thermoelectric pair groups to which the operating power is applied among the plurality of thermoelectric pair groups.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 게임 및 체감형 어플리케이션을 포함하는 멀티미디어 콘텐츠를 구동하는 콘텐츠 재생 디바이스와 통신하는 통신 모듈; 발열 동작 및 흡열 동작 중 적어도 하나를 포함하는 열전 동작을 수행하는 열전 소자, 상기 열전 소자에 상기 열전 동작을 위한 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측에 마련되고 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 포함하고, 상기 접촉면을 통해 상기 열전 동작에 의해 발생한 열을 상기 사용자에게 전달함으로써 상기 멀티미디어 콘텐츠에 수방되는 열적 경험을 제공하기 위한 열적 피드백을 출력하는 열 출력 모듈; 상기 통신 모듈을 통해 상기 열적 피드백의 출력을 요청하는 개시 메시지를 수신하고, 상기 개시 메시지가 수신되면 상기 개시 메시지에 따른 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위한 작동 전원을 상기 열전 소자에 인가하고, 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 작동 전원의 인가를 중단하고, 상기 작동 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도를 저감시키는 완충 동작을 수행하고, 상기 완충 동작의 수행 중 상기 통신 모듈을 통해 상기 개시 메시지가 새로이 수신된 경우 상기 완충 동작을 중단하고 상기 새로이 수신된 상기 개시 메시지에 따른 상기 열적 피드백의 출력 개시를 위한 작동 전원을 상기 열전 소자에 인가하는 피드백 콘트롤러;를 포함하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다. According to yet another aspect of the present invention, there is provided a communication module for communicating with a content playback device that drives multimedia content including games and sensory applications; a thermal output module including a thermoelectric element that performs a thermoelectric operation including at least one of a heating operation and a heat absorption operation, a power terminal that supplies power for the thermoelectric operation to the thermoelectric element, and a contact surface provided on one side of the thermoelectric element and in contact with a body part of a user, and outputting thermal feedback to provide a thermal experience radiating from the multimedia content by transferring heat generated by the thermoelectric operation to the user through the contact surface; A feedback device may be provided, including a feedback controller that receives an initiation message requesting output of the thermal feedback through the communication module, applies operating power to the thermoelectric element for initiating output of the thermal feedback according to the initiation message when the initiation message is received, stops applying the operating power to terminate output of the thermal feedback, and performs a buffer operation to reduce the temperature change rate of the contact surface to prevent the user from feeling a thermal inversion hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, during a process in which the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to an initial temperature according to the stoppage of applying the operating power, and stops the buffer operation and applies operating power to the thermoelectric element for initiating output of the thermal feedback according to the newly received initiation message during performance of the buffer operation.
여기서, 상기 개시 메시지는, 상기 열적 피드백의 제공 시간을 포함하고, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백의 제공 시간 동안 상기 작동 전원을 인가한 뒤 상기 작동 전원의 인가를 중단할 수 있다.Here, the initiation message includes a provision time of the thermal feedback, and the feedback controller can supply the operating power during the provision time of the thermal feedback and then stop supplying the operating power.
또 여기서, 상기 콘트롤러는, 상기 통신 모듈을 통해 상기 열적 피드백의 출력 종료를 요청하는 종료 메시지를 수신하고, 상기 종료 메시지가 수신되면 상기 작동 전원의 인가를 중단할 수 있다.Also, the controller can receive a termination message requesting termination of output of the thermal feedback through the communication module, and stop applying the operating power when the termination message is received.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 미리 정해진 시간 동안 상기 작동 전원을 인가한 뒤 상기 작동 전원의 인가를 중단할 수 있다.Also, the feedback controller can stop applying the operating power after applying the operating power for a predetermined period of time.
또 여기서, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 작동 전원의 전압값 및 전류값 중 적어도 하나를 감소시킴으로써 상기 완충 동작을 수행할 수 있다.Also, in this case, the feedback controller can perform the buffering operation by reducing at least one of the voltage value and the current value of the operating power supply.
또 여기서, 상기 열전 소자는, 개별 제어 가능한 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되고, 상기 피드백 콘트롤러는, 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 상기 작동 전원이 인가되는 상기 열전 쌍 그룹의 개수를 감소시킴으로써 상기 완충 동작을 수행할 수 있다.In addition, the thermoelectric element is provided as a thermoelectric pair array including a plurality of individually controllable thermoelectric pair groups, and the feedback controller can perform the buffering operation by reducing the number of thermoelectric pair groups to which the operating power is applied among the plurality of thermoelectric pair groups.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 전원을 인가받은 열전 소자에서 발생한 열을 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스에 의해 수행되는 열적 피드백 제공 방법으로서, 상기 열적 피드백의 종류를 포함하는 상기 열적 피드백의 개시 메시지를 획득하는 단계; 및 상기 열적 피드백의 종류가 열 통감 피드백인 경우 상기 발열 동작 및 상기 흡열 동작이 복합된 열 그릴 동작을 수행하여 상기 열 통감 피드백을 출력하는 단계;를 포함하되, 상기 열 통감 피드백을 출력하는 단계는, 상기 발열 동작을 위한 정전압을 상기 열전 소자에 인가하는 단계, 상기 흡열 동작을 위한 상기 정전압과 전원 인가 방향이 반대인 역전압을 상기 열전 소자에 인가하는 단계 및 상기 정전압을 인가하는 단계와 상기 역전압을 인가하는 단계를 교번적으로 반복 수행하는 단계를 포함하는 열적 피드백 제공 방법이 제공될 수 있다. According to yet another aspect of the present invention, a thermal feedback providing method performed by a feedback device that outputs thermal feedback by transferring heat generated from a powered thermoelectric element to a user through a contact surface that contacts a body part of the user, the method comprising: obtaining an initiation message of the thermal feedback including a type of the thermal feedback; and, if the type of the thermal feedback is a thermal sensation feedback, performing a thermal grilling operation in which the heating operation and the heat absorption operation are combined to output the thermal sensation feedback; wherein the step of outputting the thermal sensation feedback includes a step of applying a constant voltage for the heating operation to the thermoelectric element, a step of applying a reverse voltage whose power supply direction is opposite to that of the constant voltage for the heating operation to the thermoelectric element, and a step of alternately repeating the steps of applying the constant voltage and the applying the reverse voltage.
여기서, 상기 정전압의 인가 시간 및 상기 역전압의 인가 시간 각각은, 상기 사용자가 상기 발열 동작에 따라 온감을 느끼거나 상기 흡열 동작 동작에 따라 냉감을 느끼기 위해 필요한 인지 시간 이하일 수 있다.Here, the application time of the positive voltage and the application time of the reverse voltage may each be shorter than or equal to the recognition time required for the user to feel a warm sensation according to the heating operation or a cold sensation according to the absorption operation.
또 여기서, 상기 열 통감 피드백을 출력하는 단계에서, 상기 열 통감 피드백에 의해 상기 사용자가 온감 또는 냉감을 느끼는 것을 최소화하기 위하여 상기 정전압의 인가 시간을 상기 역전압의 인가 시간보다 작게 조절할 수 있다.Also, in this case, in the step of outputting the thermal sensation feedback, the application time of the positive voltage can be adjusted to be shorter than the application time of the reverse voltage in order to minimize the user feeling a sensation of heat or cold due to the thermal sensation feedback.
또 여기서, 상기 정전압의 인가 시간에 대한 상기 역전압의 인가 시간의 비율은 1.5 이상 5.0 이하일 수 있다.Also, here, the ratio of the application time of the reverse voltage to the application time of the positive voltage may be 1.5 or more and 5.0 or less.
또 여기서, 상기 열 통감 피드백을 출력하는 단계에서, 상기 정전압의 인가 시간 및 상기 역전압의 인가 시간은 동일하고, 상기 정전압에 의한 상기 접촉면의 온도 상승량이 상기 역전압에 의한 상기 접촉면의 온도 하강량보다 작도록 상기 정전압의 전압값 또는 전류값을 상기 역전압의 전압값 또는 전류값보다 작게 조절할 수 있다.Also, in this case, in the step of outputting the heat sensing feedback, the application time of the constant voltage and the application time of the reverse voltage are the same, and the voltage value or current value of the constant voltage can be adjusted to be smaller than the voltage value or current value of the reverse voltage so that the temperature rise amount of the contact surface due to the constant voltage is smaller than the temperature drop amount of the contact surface due to the reverse voltage.
또 여기서, 상기 열 통감 피드백을 출력하는 단계에서, 상기 온도 상승량에 대한 상기 온도 하강량의 비율이 1.5 이상 5.0 이하가 되도록 상기 정전압과 상기 역전압의 전압값을 조절할 수 있다.Also, in this case, in the step of outputting the heat sensing feedback, the voltage values of the positive voltage and the reverse voltage can be adjusted so that the ratio of the temperature decrease to the temperature increase is 1.5 or more and 5.0 or less.
또 여기서, 상기 정전압의 인가 시간에 대한 상기 역전압의 인가 시간의 비율 및 상기 정전압에 의한 상기 접촉면의 온도 상승량에 대한 상기 역전압에 의한 상기 접촉면의 온도 하강량의 비율의 곱이 1.5 이하 5.0 이하일 수 있다.Also, in this case, the product of the ratio of the application time of the reverse voltage to the application time of the constant voltage and the ratio of the temperature decrease of the contact surface due to the reverse voltage to the temperature increase of the contact surface due to the constant voltage may be 1.5 or less and 5.0 or less.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 외부 기기와 통신하는 통신 모듈; 전원을 인가받아 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하는 열전 소자, 상기 열전 소자에 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측에 마련되고 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 포함하되, 상기 접촉면을 통해 상기 발열 동작 또는 상기 흡열 동작에 의해 발생한 열을 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 열 출력 모듈; 및 상기 통신 모듈을 통해 상기 외부 기기로부터 상기 열적 피드백의 종류를 포함하는 상기 열적 피드백의 개시 메시지를 수신하고, 상기 열적 피드백의 종류가 열 통감 피드백인 경우 상기 열 출력 모듈이 상기 발열 동작 및 상기 흡열 동작이 복합된 열 그릴 동작을 수행하도록 상기 전원을 인가하여 상기 열 통감 피드백을 출력하는 콘트롤러;를 포함하고, 상기 콘트롤러는, 상기 열전 소자에 상기 발열 동작을 위한 정전압을 및 상기 정전압과 전원 인가 방향이 반대인 역전압을 교번적으로 반복 인가함으로써 상기 열 출력 모듈이 상기 열 그릴 동작을 수행하도록 제어하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a communication module for communicating with an external device; a thermoelectric element that receives power and performs a heating operation or a heat-absorbing operation, a power terminal for supplying power to the thermoelectric element, and a contact surface provided on one side of the thermoelectric element and in contact with a body part of a user, wherein the heat output module outputs thermal feedback by transmitting heat generated by the heating operation or the heat-absorbing operation to the user through the contact surface; and a controller for receiving an initiation message of the thermal feedback including the type of the thermal feedback from the external device through the communication module, and when the type of the thermal feedback is a heat sensation feedback, applying the power so that the heat output module performs a heat grill operation that is a combination of the heating operation and the heat absorption operation, thereby outputting the heat sensation feedback; wherein the controller is a feedback device that controls the heat output module to perform the heat grill operation by alternately and repeatedly applying a constant voltage for the heating operation and a reverse voltage whose power supply direction is opposite to the constant voltage to the thermoelectric element.
여기서, 상기 정전압의 인가 시간 및 상기 역전압의 인가 시간 각각은, 상기 사용자가 상기 발열 동작에 따라 온감을 느끼거나 상기 흡열 동작 동작에 따라 냉감을 느끼기 위해 필요한 인지 시간 이하일 수 있다.Here, the application time of the positive voltage and the application time of the reverse voltage may each be shorter than or equal to the recognition time required for the user to feel a warm sensation according to the heating operation or a cold sensation according to the absorption operation.
또 여기서, 상기 콘트롤러는, 상기 열 통감 피드백에 의해 상기 사용자가 온감 또는 냉감을 느끼는 것을 최소화하기 위하여 상기 정전압의 인가 시간을 상기 역전압의 인가 시간보다 작게 조절할 수 있다.Also, in this case, the controller can adjust the application time of the positive voltage to be shorter than the application time of the reverse voltage in order to minimize the user feeling a sensation of heat or cold due to the thermal sensation feedback.
또 여기서, 상기 정전압의 인가 시간에 대한 상기 역전압의 인가 시간의 비율은 1.5 이상 5.0 이하일 수 있다.Also, here, the ratio of the application time of the reverse voltage to the application time of the positive voltage may be 1.5 or more and 5.0 or less.
또 여기서, 상기 콘트롤러는, 상기 정전압의 인가 시간 및 상기 역전압의 인가 시간은 동일하고, 상기 정전압에 의한 상기 접촉면의 온도 상승량이 상기 역전압에 의한 상기 접촉면의 온도 하강량보다 작도록 상기 정전압의 전압값 또는 전류값을 상기 역전압의 전압값 또는 전류값보다 작게 조절할 수 있다.In addition, the controller can adjust the voltage value or current value of the constant voltage to be smaller than the voltage value or current value of the reverse voltage so that the application time of the constant voltage and the application time of the reverse voltage are the same and the temperature rise amount of the contact surface due to the constant voltage is smaller than the temperature fall amount of the contact surface due to the reverse voltage.
또 여기서, 상기 열 통감 피드백을 출력하는 단계에서, 상기 온도 상승량에 대한 상기 온도 하강량의 비율이 1.5 이상 5.0 이하가 되도록 상기 정전압과 상기 역전압의 전압값을 조절할 수 있다.Also, in this case, in the step of outputting the heat sensing feedback, the voltage values of the positive voltage and the reverse voltage can be adjusted so that the ratio of the temperature decrease to the temperature increase is 1.5 or more and 5.0 or less.
또 여기서, 상기 정전압의 인가 시간에 대한 상기 역전압의 인가 시간의 비율 및 상기 정전압에 의한 상기 접촉면의 온도 상승량에 대한 상기 역전압에 의한 상기 접촉면의 온도 하강량의 비율의 곱이 1.5 이하 5.0 이하일 수 있다.Also, in this case, the product of the ratio of the application time of the reverse voltage to the application time of the constant voltage and the ratio of the temperature decrease of the contact surface due to the reverse voltage to the temperature increase of the contact surface due to the constant voltage may be 1.5 or less and 5.0 or less.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 각각 개별적으로 동작하는 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되는 열전 소자에서 발생한 열을 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스에 의해 수행되는 열적 피드백 제공 방법으로서, 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 제1 그룹에 발열 동작을 위한 정전압 및 흡열 동작을 위한 역전압을 교번적으로 인가하는 단계; 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 제2 그룹에 상기 제1 그룹에 상기 정전압이 인가되는 동안 상기 역전압을 인가하고 상기 제1 그룹에 상기 역전압이 인가되는 동안 상기 정전압을 인가하는 단계; 및 상기 열전 소자가 상기 발열 동작 및 상기 흡열 동작을 동시에 수행함으로써 열 통감 피드백을 출력하는 단계;를 포함하는 열적 피드백 제공 방법이 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, a thermal feedback providing method performed by a feedback device that outputs thermal feedback by transferring heat generated from a thermoelectric element provided as a thermoelectric pair array including a plurality of thermoelectric pair groups each operating individually to a user through a contact surface contacting a body part of the user, the method including the steps of: alternately applying a constant voltage for a heat generating operation and a reverse voltage for a heat absorbing operation to a first group among the plurality of thermoelectric pair groups; applying the reverse voltage to a second group among the plurality of thermoelectric pair groups while the constant voltage is applied to the first group and while the reverse voltage is applied to the first group; and outputting a heat sensation feedback by having the thermoelectric elements perform the heat generating operation and the heat absorbing operation simultaneously.
여기서, 상기 정전압 및 상기 역전압의 교번 주기는 각각 상기 발열 동작 또는 상기 흡열 동작의 개시로부터 상기 접촉면이 상기 사용자에 체감되는 온도에 도달하기까지 소용되는 지연 시간보다 클 수 있다.Here, the alternating cycle of the positive voltage and the reverse voltage may be longer than the delay time required from the initiation of the heat-generating operation or the heat-absorbing operation until the contact surface reaches a temperature perceived by the user.
또 여기서, 상기 정전압의 인가 시간 및 상기 역전압의 인가 시간은 동일하고, 상기 정전압에 의한 상기 접촉면의 온도 상승량이 상기 역전압에 의한 상기 접촉면의 온도 하강량보다 작도록 상기 정전압의 전압값 또는 전류값을 상기 역전압의 전압값 또는 전류값보다 작게 조절할 수 있다.In addition, in this case, the application time of the constant voltage and the application time of the reverse voltage are the same, and the voltage value or current value of the constant voltage can be adjusted to be smaller than the voltage value or current value of the reverse voltage so that the temperature rise amount of the contact surface due to the constant voltage is smaller than the temperature drop amount of the contact surface due to the reverse voltage.
또 여기서, 상기 온도 상승량에 대한 상기 온도 하강량의 비율이 1.5 이상 5.0 이하가 되도록 상기 정전압과 상기 역전압의 전압값을 조절할 수 있다.Also, here, the voltage values of the positive voltage and the reverse voltage can be adjusted so that the ratio of the temperature decrease to the temperature increase is 1.5 or more and 5.0 or less.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 외부 기기와 통신하는 통신 모듈; 개별적으로 동작하는 제1 열전 쌍 그룹 및 제2 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되는 열전 소자, 상기 열전 소자에 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측면에 마련되고 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 포함하고, 상기 접촉면을 통해 상기 열전 소자에서 발생한 열을 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 열 출력 모듈; 및 상기 통신 모듈을 통해 상기 열 통감 피드백의 출력을 지시하는 개시 메시지를 수신하고, 열 통감 피드백을 출력하도록 상기 열전 소자가 상기 발열 동작 및 상기 흡열 동작을 동시에 수행하도록 제어하되, 상기 제1 열전 쌍 그룹에 발열 동작을 위한 정전압 및 흡열 동작을 위한 역전압을 교번적으로 인가하고, 상기 제2 열전 쌍 그룹에 상기 제1 그룹에 상기 정전압이 인가되는 동안 상기 역전압을 인가하고 상기 제1 그룹에 상기 역전압이 인가되는 동안 상기 정전압을 인가하는 콘트롤러;를 포함하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, a feedback device may be provided, including: a communication module for communicating with an external device; a thermoelectric element provided as a thermoelectric array including a first thermoelectric pair group and a second thermoelectric pair group that operate individually; a power terminal for supplying power to the thermoelectric element; and a heat output module including a contact surface provided on one side of the thermoelectric element and contacting a body part of a user, the heat output module outputting thermal feedback by transferring heat generated from the thermoelectric element to the user through the contact surface; and a controller for receiving an initiation message instructing output of the heat sensation feedback through the communication module, and controlling the thermoelectric element to perform the heat generation operation and the heat absorption operation simultaneously so as to output the heat sensation feedback, wherein a constant voltage for the heat generation operation and a reverse voltage for the heat absorption operation are alternately applied to the first thermoelectric pair group, and the reverse voltage is applied to the second thermoelectric pair group while the constant voltage is applied to the first group, and the constant voltage is applied while the reverse voltage is applied to the first group.
여기서, 상기 정전압 및 상기 역전압의 교번 주기는 각각 상기 발열 동작 또는 상기 흡열 동작의 개시로부터 상기 접촉면이 상기 사용자에 체감되는 온도에 도달하기까지 소용되는 지연 시간보다 클 수 있다.Here, the alternating cycle of the positive voltage and the reverse voltage may be longer than the delay time required from the initiation of the heat-generating operation or the heat-absorbing operation until the contact surface reaches a temperature perceived by the user.
또 여기서, 상기 정전압의 인가 시간 및 상기 역전압의 인가 시간은 동일하고, 상기 콘트롤러는, 상기 정전압에 의한 상기 접촉면의 온도 상승량이 상기 역전압에 의한 상기 접촉면의 온도 하강량보다 작도록 상기 정전압의 전압값 또는 전류값을 상기 역전압의 전압값 또는 전류값보다 작게 조절할 수 있다.In addition, the application time of the constant voltage and the application time of the reverse voltage are the same, and the controller can adjust the voltage value or current value of the constant voltage to be smaller than the voltage value or current value of the reverse voltage so that the temperature rise amount of the contact surface due to the constant voltage is smaller than the temperature drop amount of the contact surface due to the reverse voltage.
또 여기서, 상기 콘트롤러는, 상기 온도 상승량에 대한 상기 온도 하강량의 비율이 1.5 이상 5.0 이하가 되도록 상기 정전압과 상기 역전압의 전압값을 조절하는 수 있다.In addition, the controller can adjust the voltage values of the positive voltage and the reverse voltage so that the ratio of the temperature decrease to the temperature increase is 1.5 or more and 5.0 or less.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 각각 개별적으로 동작하는 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되는 열전 소자에서 발생한 열을 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 통해 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 피드백 디바이스에 의해 수행되는 열적 피드백 제공 방법으로서, 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 일부에 발열 동작을 위한 정전압을 인가하는 단계; 상기 일부의 열전 쌍 그룹에 상기 정전압이 인가되는 동안 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 다른 일부에 흡열 동작을 위한 역전압을 인가하는 단계; 및 상기 열전 소자가 상기 발열 동작 및 상기 흡열 동작을 동시에 수행함으로써 열 통감 피드백을 출력하는 단계;를 포함하되, 상기 발열 동작에 의한 상기 접촉면의 온도 상승량에 대한 상기 흡열 동작에 의한 상기 접촉면의 온도 하강량의 비율과 상기 발열 동작을 상기 일부의 열전 쌍 그룹의 면적에 대한 상기 흡열 동작을 수행하는 상기 다른 일부의 열전 쌍 그룹의 면적의 비율의 곱이 1.5 이상 5.0 이하인 열적 피드백 제공 방법이 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, a thermal feedback providing method performed by a feedback device that outputs thermal feedback by transferring heat generated from a thermoelectric element provided as a thermoelectric pair array including a plurality of thermoelectric pair groups each operating individually to a user through a contact surface that contacts a body part of the user, the method comprising: applying a constant voltage for a heating operation to some of the plurality of thermoelectric pair groups; applying a reverse voltage for an absorption operation to other some of the plurality of thermoelectric pair groups while the constant voltage is applied to some of the thermoelectric pair groups; and outputting a heat sensation feedback by having the thermoelectric elements perform the heating operation and the absorption operation simultaneously; wherein a product of a temperature decrease amount of the contact surface due to the absorption operation to a temperature increase amount of the contact surface due to the heating operation and a ratio of an area of the other some of the thermoelectric pair groups performing the heating operation to an area of the some of the thermoelectric pair groups performing the absorption operation is 1.5 or more and 5.0 or less.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 외부 기기와 통신하는 통신 모듈; 각각 개별적으로 동작하는 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되는 열전 소자, 상기 열전 소자에서 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측면에 마련되고 사용자의 신체 부위와 접촉하는 접촉면을 포함하고, 상기 접촉면을 통해 상기 열전 소자에서 발생한 열을 상기 사용자에게 전달함으로써 열적 피드백을 출력하는 열 출력 모듈; 및 상기 통신 모듈을 통해 열 통감 피드백의 출력을 요청하는 메시지를 수신하고, 상기 열전 소자가 상기 발열 동작 및 상기 흡열 동작을 동시에 수행함으로써 상기 열 출력 모듈이 열 통감 피드백을 출력하도록, 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 일부에 발열 동작을 위한 정전압을 인가하고 상기 일부의 열전 쌍 그룹에 상기 정전압이 인가되는 동안 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 다른 일부에 흡열 동작을 위한 역전압을 인가하는 피드백 콘트롤러;를 포함하되, 상기 발열 동작에 의한 상기 접촉면의 온도 상승량에 대한 상기 흡열 동작에 의한 상기 접촉면의 온도 하강량의 비율과 상기 발열 동작을 상기 일부의 열전 쌍 그룹의 면적에 대한 상기 흡열 동작을 수행하는 상기 다른 일부의 열전 쌍 그룹의 면적의 비율의 곱이 1.5 이상 5.0 이하인 피드백 디바이스가 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, there is provided a communication module for communicating with an external device; a thermoelectric element provided as a thermoelectric pair array including a plurality of thermoelectric pair groups each operating individually, a power terminal for supplying power from the thermoelectric element, and a contact surface provided on one side of the thermoelectric element and in contact with a body part of a user, the heat output module for outputting thermal feedback by transmitting heat generated from the thermoelectric element to the user through the contact surface; And a feedback controller that receives a message requesting the output of a heat perception feedback through the communication module, and applies a constant voltage for a heat generation operation to some of the plurality of thermocouple groups so that the thermoelectric elements perform the heat generation operation and the heat absorption operation simultaneously, and applies a reverse voltage for an heat absorption operation to other some of the plurality of thermocouple groups while the constant voltage is applied to some of the thermocouple groups; Including; A feedback device can be provided that includes a product of a temperature decrease amount of the contact surface due to the heat absorption operation to a temperature increase amount of the contact surface due to the heat generation operation and a ratio of the area of the other some of the thermocouple groups performing the heat generation operation to the area of the thermocouple groups performing the heat absorption operation is 1.5 or more and 5.0 or less.
본 발명의 다시 또 양상에 따르면, 단위 열전 소자들로 이루어지는 열전 소자 어레이, 상기 열전 소자 어레이에 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측면에 마련되고 사용자의 신체 부위에 접촉하여 상기 열전 소자에서 발생한 열을 사용자에게 전달하는 접촉면을 포함하는 열 출력 모듈; 및 상기 열 출력 모듈이 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하도록 상기 전원 단자에 전원을 인가하는 콘트롤러;를 포함하되, 상기 콘트롤러는, 상기 열 출력 모듈이 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하여 열적 피드백을 출력하도록 소정의 시간 동안 제1 전압을 인가하고, 상기 소정의 시간 도과 시 상기 열적 피드백의 종료를 위한 상기 제1 전압을 차단 시 상기 접촉면의 온도 변화 속도를 저감하기 위해 소정의 시간 동안 제2 전압 - 상기 제1 전압과 동일한 방향의 작은 크기를 갖는 전압 - 을 인가하여 열 역전 환각을 방지하는 것을 특징으로 하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a feedback device including a thermoelectric element array formed of unit thermoelectric elements, a power terminal for supplying power to the thermoelectric element array, and a contact surface provided on one side of the thermoelectric elements and contacting a body part of a user to transfer heat generated from the thermoelectric elements to the user; and a controller for applying power to the power terminal so that the heat output module performs a heat-generating operation or a heat-absorbing operation; wherein the controller applies a first voltage for a predetermined period of time so that the heat output module performs the heat-generating operation or the heat-absorbing operation to output thermal feedback, and when the predetermined period of time has elapsed, the first voltage for terminating the thermal feedback is cut off, and a second voltage - a voltage having a small magnitude in the same direction as the first voltage - is applied for a predetermined period of time to reduce a temperature change rate of the contact surface, thereby preventing thermal reversal hallucination.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 단위 열전 소자들로 이루어지는 열전 소자 어레이, 상기 열전 소자 어레이에 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측면에 마련되고 사용자의 신체 부위에 접촉하여 상기 열전 소자에서 발생한 열을 사용자에게 전달하는 접촉면을 포함하는 열 출력 모듈; 및 상기 열 출력 모듈이 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하도록 상기 전원 단자에 전원을 인가하는 콘트롤러;를 포함하되, 상기 콘트롤러는, 상기 열 출력 모듈이 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하여 열적 피드백을 출력하도록 소정의 시간 동안 제1 전압을 인가하고, 상기 제1 전압이 미리 정해진 크기 이상인지 여부를 판단하고, 상기 제1 전압이 미리 정해진 크기 미만인 경우에는 상기 소정의 시간이 종료된 뒤 전원을 차단하고, 상기 제1 전압이 미리 정해진 크기 이상인 경우에는 상기 소정의 시간이 도과한 뒤 상기 제1 전압보다 낮은 전압을 인가하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도를 저감시켜 열 역전 환각을 방지하는 것을 특징으로 하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, a feedback device can be provided, including a thermoelectric element array composed of unit thermoelectric elements, a power terminal for supplying power to the thermoelectric element array, and a contact surface provided on one side of the thermoelectric elements and contacting a body part of a user to transfer heat generated from the thermoelectric elements to the user; and a controller for applying power to the power terminal so that the heat output module performs a heat-generating operation or a heat-absorbing operation; wherein the controller applies a first voltage for a predetermined period of time so that the heat output module performs the heat-generating operation or the heat-absorbing operation to output thermal feedback, determines whether the first voltage is equal to or greater than a predetermined level, and if the first voltage is less than the predetermined level, cuts off power after the predetermined period of time has elapsed, and if the first voltage is equal to or greater than the predetermined level, applies a voltage lower than the first voltage after the predetermined period of time has elapsed to reduce the temperature change rate of the contact surface, thereby preventing thermal reversal hallucination.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 단위 열전 소자들로 이루어지는 열전 소자 어레이, 상기 열전 소자 어레이에 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측면에 마련되고 사용자의 신체 부위에 접촉하여 상기 열전 소자에서 발생한 열을 사용자에게 전달하는 접촉면을 포함하는 열 출력 모듈; 및 상기 열 출력 모듈이 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하도록 상기 전원 단자에 전원을 인가하는 콘트롤러;를 포함하되, 상기 콘트롤러는, 상기 열 출력 모듈이 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하여 열적 피드백을 출력하도록 소정의 시간 동안 제1 전압을 인가하고, 상기 소정의 시간 도과 시 상기 열적 피드백의 종료를 위한 상기 제1 전압을 차단 시 상기 열적 피드백인 온감 피드백인지 냉감 피드백인지 여부를 판단하고, 상기 차단 시 상기 열적 피드백인 온감 피드백인 경우에는 제1 시간 동안 상기 제1 전압보다 낮은 전압을 인가하고, 상기 차단 시 상기 열적 피드백인 냉감 피드백인 경우에는 상기 제1 시간보다 긴 제2 시간 동안 상기 제1 전압보다 낮은 전압을 인가함으로써 상기 접촉면의 온도 변화 속도를 저감시켜 열 역전 환각을 방지하는 완충 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, there is provided a heat output module including a thermoelectric element array comprising unit thermoelectric elements, a power terminal for supplying power to the thermoelectric element array, and a contact surface provided on one side of the thermoelectric elements and contacting a body part of a user to transfer heat generated from the thermoelectric elements to the user; And a controller that applies power to the power terminal so that the heat output module performs a heat generating operation or a heat absorbing operation; wherein the controller applies a first voltage for a predetermined period of time so that the heat output module performs a heat generating operation or a heat absorbing operation to output thermal feedback, and when the predetermined period of time has elapsed, the first voltage for terminating the thermal feedback is cut off, and when the thermal feedback is hot feedback or cold feedback, a voltage lower than the first voltage is applied for a first period of time if the thermal feedback is hot feedback when the cutoff is made, and when the thermal feedback is cold feedback when the cutoff is made, a voltage lower than the first voltage is applied for a second period of time which is longer than the first period, thereby performing a buffering operation to prevent thermal reversal hallucination by reducing the temperature change rate of the contact surface.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 단위 열전 소자들로 이루어지는 열전 소자 어레이, 상기 열전 소자 어레이에 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측면에 마련되고 사용자의 신체 부위에 접촉하여 상기 열전 소자에서 발생한 열을 사용자에게 전달하는 접촉면을 포함하는 열 출력 모듈; 및 상기 열 출력 모듈이 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하도록 상기 전원 단자에 전원을 인가하는 콘트롤러;를 포함하되, 상기 콘트롤러는, 피드백 개시 명령에 따라 상기 열 출력 모듈에 전원을 인가해 열적 피드백을 출력하고, 피드백 종료 명령에 따라 상기 전원을 차단해 상기 열적 피드백을 종료하되, 상기 열적 피드백 종료 시 상기 열적 피드백을 위해 인가되는 전압보다 낮은 전압을 완충 시간 동안 인가하여 상기 피드백 종료에 따른 접촉면의 온도 변화를 저감시키는 완충 동작을 수행하되, 상기 완충 시간 중 새로운 피드백 개시 명령이 획득되면 상기 완충 동작을 중단하고 상기 새로운 피드백을 위한 전원을 인가하는 것을 특징으로 하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, a feedback device may be provided, comprising: a thermoelectric element array formed of unit thermoelectric elements; a power terminal for supplying power to the thermoelectric element array; and a heat output module including a contact surface provided on one side of the thermoelectric elements and contacting a body part of a user to transfer heat generated from the thermoelectric elements to the user; and a controller for applying power to the power terminal so that the heat output module performs a heat-generating operation or a heat-absorbing operation; wherein the controller applies power to the heat output module according to a feedback initiation command to output thermal feedback, and cuts off the power according to a feedback termination command to terminate the thermal feedback, and when the thermal feedback is terminated, performs a buffering operation for applying a voltage lower than the voltage applied for the thermal feedback during a buffering time to reduce a temperature change of the contact surface according to the termination of the feedback, and when a new feedback initiation command is acquired during the buffering time, the buffering operation is stopped and power for the new feedback is applied.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 단위 열전 소자들로 이루어지는 열전 소자 어레이, 상기 열전 소자 어레이에 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측면에 마련되고 사용자의 신체 부위에 접촉하여 상기 열전 소자에서 발생한 열을 사용자에게 전달하는 접촉면을 포함하는 열 출력 모듈; 및 상기 열 출력 모듈이 발열 동작 및/또는 흡열 동작을 수행하도록 상기 전원 단자에 전원을 인가하는 콘트롤러;를 포함하되, 상기 콘트롤러는, 수행할 피드백 종류를 판단하고, 상기 피드백의 종류가 열 그릴 피드백인 경우 정전압과 역전압이 교번적으로 배치되는 듀티 사이클 형태의 전기 신호를 상기 열 출력 모듈에 인가하는 것을 특징으로 하는 피드백 디바이스.According to yet another aspect of the present invention, there is provided a feedback device comprising: a thermoelectric element array formed of unit thermoelectric elements; a power terminal for supplying power to the thermoelectric element array; and a contact surface provided on one side of the thermoelectric elements and contacting a body part of a user to transfer heat generated from the thermoelectric elements to the user; and a controller for applying power to the power terminal so that the heat output module performs a heat generating operation and/or a heat absorbing operation; wherein the controller determines a type of feedback to be performed, and when the type of feedback is heat grill feedback, applies an electric signal in the form of a duty cycle in which a positive voltage and a reverse voltage are alternately arranged to the heat output module.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 전기적으로 연결되는 단위 열전 소자들로 이루어지고 각각 개별제어 가능한 복수의 열전 소자 그룹을 포함하는 열전 소자 어레이, 상기 열전 소자 어레이에 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측면에 마련되고 사용자의 신체 부위에 접촉하여 상기 열전 소자에서 발생한 열을 사용자에게 전달하는 접촉면을 포함하는 열 출력 모듈; 및 상기 열 출력 모듈이 발열 동작 및/또는 흡열 동작을 수행하도록 상기 전원 단자에 전원을 인가하는 콘트롤러;를 포함하되, 상기 콘트롤러는, 수행할 피드백 종류를 판단하고, 상기 피드백의 종류가 열 그릴 피드백인 경우 상기 복수의 열전 소자 그룹 중 제1 열전 소자 그룹과 제2 열전 소자 그룹을 상기 제1 열전 소자 그룹이 차지하는 면적과 상기 제2 열전 소자 그룹이 차지하는 면적의 비율이 미리 정해진 비율이 되도록 결정하고, 상기 제1 열전 소자 그룹에는 정전압을 인가하고 상기 제2 열전 소자 그룹에는 역전압을 인가하여 중립 열 통감을 출력하는 것을 특징으로 하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다. According to yet another aspect of the present invention, there is provided a feedback device including a thermoelectric element array comprising a plurality of thermoelectric element groups each of which is individually controllable and is composed of electrically connected unit thermoelectric elements; a power terminal for supplying power to the thermoelectric element array; and a heat output module including a contact surface provided on one side of the thermoelectric elements and contacting a body part of a user to transfer heat generated from the thermoelectric elements to the user; and a controller for applying power to the power terminal so that the heat output module performs a heat generating operation and/or a heat absorbing operation; wherein the controller determines a type of feedback to be performed, and when the type of feedback is a heat grill feedback, determines a first thermoelectric element group and a second thermoelectric element group among the plurality of thermoelectric element groups such that a ratio of an area occupied by the first thermoelectric element group and an area occupied by the second thermoelectric element group becomes a predetermined ratio, and applies a positive voltage to the first thermoelectric element group and a reverse voltage to the second thermoelectric element group to output a neutral heat sensation.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 전기적으로 연결되는 단위 열전 소자들로 이루어지고 동일한 면적을 갖되 개별 제어가 가능한 제1 열전 소자 그룹 및 제2 열전 소자 그룹을 포함하는 열전 소자 어레이, 상기 열전 소자 어레이에 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측면에 마련되고 사용자의 신체 부위에 접촉하여 상기 열전 소자에서 발생한 열을 사용자에게 전달하는 접촉면을 포함하는 열 출력 모듈; 및 상기 열 출력 모듈이 발열 동작 및/또는 흡열 동작을 수행하도록 상기 전원 단자에 전원을 인가하는 콘트롤러;를 포함하되, 상기 콘트롤러는, 수행할 피드백 종류를 판단하고, 상기 피드백의 종류가 열 그릴 피드백인 경우 제1 열전 소자 그룹에는 제1 전기 신호를 인가하고 제2 열전 소자 그룹에는 제2 전기 신호를 인가하되, 상기 제1 전기 신호 및 상기 제2 전기 신호는 정전압과 역전압이 시간에 따라 교번적으로 배치되는 형태이고 상기 제1 전기 신호의 정전압 구간과 상기 제2 전기 신호의 역전압 구간이 일치하고 상기 제2 전기 신호의 정전압 구간과 상기 제1 전기 신호의 역전압 구간이 일치하는 것을 특징으로 하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, there is provided a thermoelectric element array comprising a first thermoelectric element group and a second thermoelectric element group, each of which is electrically connected to a unit thermoelectric element and has the same area but is individually controllable; a power terminal for supplying power to the thermoelectric element array; and a heat output module including a contact surface provided on one side of the thermoelectric element and contacting a body part of a user to transfer heat generated by the thermoelectric element to the user; And a controller that applies power to the power terminal so that the heat output module performs a heat generating operation and/or a heat absorbing operation; wherein the controller determines the type of feedback to be performed, and when the type of feedback is heat grill feedback, applies a first electric signal to a first thermoelectric element group and applies a second electric signal to a second thermoelectric element group, wherein the first electric signal and the second electric signal are in a form in which a positive voltage and a reverse voltage are alternately arranged over time, and a positive voltage section of the first electric signal and a reverse voltage section of the second electric signal coincide, and a positive voltage section of the second electric signal and a reverse voltage section of the first electric signal coincide. A feedback device can be provided.
본 발명의 다시 또 다른 양상에 따르면, 전기적으로 연결되는 단위 열전 소자들로 이루어지고 동일한 면적을 갖되 개별 제어가 가능한 제1 열전 소자 그룹 및 제2 열전 소자 그룹을 포함하는 열전 소자 어레이, 상기 열전 소자 어레이에 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 열전 소자의 일 측면에 마련되고 사용자의 신체 부위에 접촉하여 상기 열전 소자에서 발생한 열을 사용자에게 전달하는 접촉면을 포함하는 열 출력 모듈; 및 상기 열 출력 모듈이 발열 동작 및/또는 흡열 동작을 수행하도록 상기 전원 단자에 전원을 인가하는 콘트롤러;를 포함하되, 상기 콘트롤러는, 온감 피드백을 유도하기 위한 복수의 레벨의 정전압 및 냉감 피드백을 유도하기 위한 복수의 레벨의 역전압을 인가하되, 수행할 피드백 종류를 판단하고, 상기 피드백의 종류가 열 그릴 피드백인 경우 제1 열전 소자 그룹과 제2 열전 소자 그룹에 각각 정전압과 역전압을 동시에 인가하되, 상기 정전압의 레벨이 상기 역전압의 레벨보다 낮은 것을 특징으로 하는 피드백 디바이스가 제공될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, there is provided a feedback device comprising: a thermoelectric element array comprising electrically connected unit thermoelectric elements, each having a first thermoelectric element group and a second thermoelectric element group having the same area but capable of being individually controlled; a power terminal supplying power to the thermoelectric element array; and a heat output module including a contact surface provided on one side of the thermoelectric elements and contacting a body part of a user to transfer heat generated from the thermoelectric elements to the user; and a controller applying power to the power terminal so that the heat output module performs a heat-generating operation and/or a heat-absorbing operation; wherein the controller applies a plurality of levels of constant voltage for inducing a warm feeling feedback and a plurality of levels of reverse voltage for inducing a cool feeling feedback, while determining a type of feedback to be performed, and when the type of feedback is a heat grill feedback, simultaneously applying a constant voltage and a reverse voltage to the first thermoelectric element group and the second thermoelectric element group, respectively, while the level of the constant voltage is lower than the level of the reverse voltage.
1. 피드백 디바이스1. Feedback device
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 피드백 디바이스(100)에 관하여 설명한다.Below, a feedback device (100) according to an embodiment of the present invention is described.
본 발명의 실시예에 따른 피드백 디바이스(100)는 사용자에게 열적 피드백을 제공하는 기기이다. 구체적으로 피드백 디바이스(100)는 발열 동작이나 흡열 동작을 수행하여 사용자에게 열을 인가하거나 사용자로부터 열을 흡수함으로써 사용자에게 열적 피드백을 제공할 수 있다.The feedback device (100) according to an embodiment of the present invention is a device that provides thermal feedback to a user. Specifically, the feedback device (100) can provide thermal feedback to a user by performing a heat-generating operation or a heat-absorbing operation to apply heat to the user or absorb heat from the user.
1.1. 열적 피드백1.1. Thermal feedback
열적 피드백이란 주로 사용자의 신체에 분포되어 있는 열 감각 기관을 자극하여 사용자가 열적 감각을 느끼도록 하는 열적 자극으로 일종으로, 본 명세서에서 열적 피드백은 사용자의 열 감각 기관을 자극하는 모든 열적 자극을 포괄적으로 아우르는 것으로 해석되어야 한다. Thermal feedback is a type of thermal stimulation that mainly stimulates the thermal sensory organs distributed throughout the user's body to allow the user to feel a thermal sensation. In this specification, thermal feedback should be interpreted as comprehensively encompassing all thermal stimuli that stimulate the user's thermal sensory organs.
열적 피드백의 대표적인 예로는 온감 피드백과 냉감 피드백을 들 수 있다. 온감 피드백은 사용자가 온감을 느끼도록 피부에 분포한 온점(hot spot)에 온열을 인가하는 것을 의미하며 냉감 피드백은 사용자가 냉감을 느끼도록 피부에 분포된 냉점(cold spot)에 냉열을 인가하는 것을 의미한다. Representative examples of thermal feedback include hot feedback and cold feedback. Hot feedback refers to applying heat to hot spots distributed on the skin so that the user feels hot, and cold feedback refers to applying cold heat to cold spots distributed on the skin so that the user feels cold.
여기서, 열은 양의 스칼라 형태로 표현되는 물리량이므로 ‘냉열을 인가한다’는 표현이 물리적 관점에서 엄밀한 표현은 아닐 수 있지만, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 열이 인가되는 현상에 대해서 온열이 인가되는 것으로 표현하고, 그 역이 되는 현상, 즉 열을 흡수하는 현상에 대하여는 냉열이 인가되는 것으로 표현하기로 한다.Here, heat is a physical quantity expressed in the form of a positive scalar, so the expression ‘applying cold heat’ may not be a strict expression from a physical point of view, but in this specification, for the convenience of explanation, the phenomenon of applying heat is expressed as applying heat, and the converse phenomenon, that is, the phenomenon of absorbing heat, is expressed as applying cold heat.
또한, 본 명세서에서 열적 피드백에는 온감 피드백 및 냉감 피드백 이외에도 열 그릴 피드백(thermal grill feedback)이 더 포함될 수 있다. 온열과 냉열이 동시에 주어지는 경우 사용자는 이를 개별적인 온감과 냉감으로 인식하는 대신 통감으로 인식하게 되는데 이러한 감각을 소위 열 그릴 환감(TGI: Thermal Grill Illusion, 이하 ‘열 통감’이라고 함)이라고 한다. 즉, 열 그릴 피드백은 온열과 냉열을 복합적으로 인가하는 열적 피드백을 의미하며, 주로 온감 피드백과 냉감 피드백을 동시에 출력함으로써 제공될 수 있다. 또 열 그릴 피드백은 통감에 가까운 감각을 제공하는 측면에서 열 통감 피드백으로 지칭될 수도 있다. 열 그릴 피드백과 관련된 보다 자세한 설명은 후술될 것이다.In addition, in the present specification, the thermal feedback may further include thermal grill feedback in addition to the warm feedback and the cool feedback. When warm and cold are provided simultaneously, the user perceives them as a thermal sensation instead of individual warm and cold sensations, and this sensation is called the thermal grill illusion (TGI, hereinafter referred to as “thermal sensation”). In other words, the thermal grill feedback refers to thermal feedback that comprehensively applies warm and cold heat, and can be provided mainly by outputting warm feedback and cold feedback simultaneously. In addition, the thermal grill feedback may also be referred to as thermal sensation feedback in that it provides a sensation close to a thermal sensation. A more detailed description of the thermal grill feedback will be described later.
1.2. 피드백 디바이스의 응용예1.2. Application examples of feedback devices
상술한 열적 피드백을 제공하는 피드백 디바이스(100)는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하에서는 피드백 디바이스(100)의 대표적인 몇몇 구현예에 관하여 언급하기로 한다. The feedback device (100) providing the thermal feedback described above can be implemented in various forms. Hereinafter, several representative implementation examples of the feedback device (100) will be described.
1.2.1. 게이밍 콘트롤러(gaming controller)1.2.1. Gaming controller
피드백 디바이스(100)의 대표적인 구현예 중 하나로 게이밍 콘트롤러(100a)를 들 수 있다. One representative implementation example of a feedback device (100) is a gaming controller (100a).
여기서, 게이밍 콘트롤러(100a)는 게임 환경에서 사용자의 조작을 입력받는 입력 수단을 의미할 수 있다. 게이밍 콘트롤러(100a)는 주로 게임 콘솔 장치, 컴퓨터, 태블릿, 스마트 폰 등의 게임을 구동시키는 각종 장치들과 연동되어 게임에 이용되는 사용자 조작을 입력받는 역할을 한다. 물론, 휴대용 게임기의 경우에는 기기 자체에 게이밍 콘트롤러(100a)가 일체를 이뤄 탑재되기도 한다. Here, the gaming controller (100a) may mean an input means for receiving user operations in a game environment. The gaming controller (100a) is mainly linked to various devices that run games, such as game console devices, computers, tablets, and smart phones, and plays a role in receiving user operations used in the game. Of course, in the case of portable game devices, the gaming controller (100a) may be integrally mounted on the device itself.
최근 게임 환경은 기존의 TV나 모니터를 통해 출력되는 게임 화면에 사용자의 조작을 반영하던 전통적인 형태에서 벗어나 오큘러스(Oculus)社의 리프트(Rift)TM나 마이크로소프트(Microsoft)社의 홀로렌즈(Hololens) TM 등과 같은 두부 장착형 교시 기기(HMD: Head Mounted Display)를 이용한 가상 현실 내지는 증강 현실로까지 변모하고 있다. 이처럼 새로운 게임 환경에서 게이밍 콘트롤러(100a)는 단순한 입력 수단에서 벗어나 게임 몰입감을 증대시키기 위해 사용자에게 각종 피드백을 제공하는 출력 수단으로까지 그 역할을 확장하고 있는 추세이다. 그 일 예로 소니(Sony)社의 플레이스테이션(Playstation)TM용 듀얼 쇼크(Dual Shock)TM에는 사용자에게 촉각 피드백(tactile feedback)을 출력하는 진동 기능이 탑재되어 있다. Recently, the gaming environment has been changing from the traditional form of reflecting the user's operations on the game screen output through a conventional TV or monitor to virtual reality or augmented reality using a head-mounted display (HMD) such as Oculus' RiftTM or Microsoft's HololensTM. In this new gaming environment, the gaming controller (100a) is expanding its role from a simple input means to an output means that provides various feedback to the user in order to increase the sense of immersion in the game. As an example, Sony's Dual ShockTM for PlaystationTM is equipped with a vibration function that outputs tactile feedback to the user.
본 명세서에서 게이밍 콘트롤러(100a)로 구현된 피드백 디바이스(100)는 사용자에게 열적 피드백을 제공함으로써 기존에 사용자가 느끼지 못했던 열적 감각을 인터렉티브 요소로 게임에 추가시켜 보다 높은 게임 몰입도를 유도할 수 있다. The feedback device (100) implemented as a gaming controller (100a) in this specification can provide thermal feedback to the user, thereby adding a thermal sensation that the user has not previously felt to the game as an interactive element, thereby inducing a higher level of game immersion.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 피드백 디바이스(100)의 구현예 중 게이밍 콘트롤러(100a)에 관한 것이다.Figures 1 to 7 are examples of implementations of a feedback device (100) according to an embodiment of the present invention, and relate to a gaming controller (100a).
게이밍 콘트롤러(100a)는, 예를 들어 소니社의 플레이스테이션이나 마이크로소프트社의 엑스박스(Xbox)TM와 연동되는 입력 수단 등과 같이 도 1에 도시된 바와 유사한 양손으로 파지되는 전통적인 형태(100a-1)를 비롯하여 닌텐도(Nintendo)社의 위(Wii)TM 와 연동되는 입력 수단 등과 같이 도 2에 도시된 바와 유사한 한손으로 파지되는 바 타입(100a-2)으로 구현될 수도 있다. The gaming controller (100a) may be implemented as a traditional type (100a-1) held with both hands similar to that illustrated in FIG. 1, such as an input means linked with Sony's PlayStation or Microsoft's XboxTM, or as a bar type (100a-2) held with one hand similar to that illustrated in FIG. 2, such as an input means linked with Nintendo's WiiTM.
특히, 바 타입의 게이밍 콘트롤러(100a)는 최근 증강 현실 내지는 가상 현실 환경에서의 사용자 조작을 입력받기 적절한 형태로서 도 3에 도시된 바와 유사하게 소니社의 플레이스테이션 VRTM에 이용되는 무브 모션(Move Motion)TM이나 HTC社의 바이브(Vive)TM용 입력 수단처럼 양손에 하나씩 파지되는 한 쌍의 바 타입(100a-3)으로 제공되기도 한다. In particular, a bar-type gaming controller (100a) is a suitable form for receiving user operations in a recent augmented reality or virtual reality environment, and is also provided as a pair of bar types (100a-3) held in each hand, similar to the input means for Move MotionTM used in Sony's PlayStation VRTM or HTC's ViveTM, as shown in FIG. 3.
이외에도 게이밍 콘트롤러(100a)는 주로 레이싱 게임에 이용되는 도 4에 도시된 것과 유사한 휠 타입(100a-4), 플라이트 시뮬레이터 게임에 이용되는 도 5에 도시된 것과 유사한 조이스틱 타입(100a-5), 일인칭 슈터(FPS: First Person Shooter) 게임에 이용되는 도 6에 도시된 것과 유사한 건 타입(100a-6) 또는 컴퓨터 게이밍 환경에서 일반적인 이용되는 도 7에 도시된 것과 유사한 마우스 타입(100a-7)으로 구현될 수도 있다. In addition, the gaming controller (100a) may be implemented as a wheel type (100a-4) similar to that illustrated in FIG. 4, which is mainly used in racing games, a joystick type (100a-5) similar to that illustrated in FIG. 5, which is mainly used in flight simulator games, a gun type (100a-6) similar to that illustrated in FIG. 6, which is used in first-person shooter (FPS) games, or a mouse type (100a-7) similar to that illustrated in FIG. 7, which is generally used in computer gaming environments.
상술한 게이밍 콘트롤러(100a)는 사용자의 신체(예를 들어, 사용자의 손바닥면)와 접촉하는 부위를 통해 사용자에게 열적 피드백을 제공하도록 설계될 수 있다. 도 1 내지 도 7을 참조하면, 각 형태의 게이밍 콘트롤러(100a)에서 사용자의 신체에 열적 피드백을 제공하는 부위, 즉 접촉면(1600)이 표시되어 있다. 물론, 접촉면(1600)의 위치가 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 게이밍 콘트롤러(100a)에 있어서 도면과 다른 부위에 접촉면(1600)이 마련되는 것도 가능함은 물론이다.The gaming controller (100a) described above may be designed to provide thermal feedback to the user through a portion that comes into contact with the user's body (e.g., the user's palm). Referring to FIGS. 1 to 7, a portion that provides thermal feedback to the user's body, i.e., a contact surface (1600), is shown in each type of gaming controller (100a). Of course, the location of the contact surface (1600) is not limited by the drawing, and it is also possible for the gaming controller (100a) to have the contact surface (1600) provided in a portion different from the drawing.
1.2.2. 웨어러블 디바이스(wearable device)1.2.2. Wearable device
피드백 디바이스(100)의 다른 구현예로는 웨어러블 디바이스(100b)를 고려해 볼 수 있다. Another implementation example of the feedback device (100) may be a wearable device (100b).
여기서, 웨어러블 디바이스(100b)는 사용자의 신체에 착용되어 다양한 기능을 수행하는 기기를 의미할 수 있다. 보다 편리한 기술을 추구하는 최근 트렌드에 따라 점차 인간-기계 인터페이스(HMI: Human-Machine Interface)에 관한 관심이 높아지면서 다양한 웨어러블 디바이스들(100b)이 개발되고 있는데, 웨어러블 디바이스(100b)에 열적 피드백 기능을 도입함으로써 보다 새로운 사용자 경험이 가능해질 수 있다. Here, the wearable device (100b) may mean a device that is worn on the user's body and performs various functions. With the recent trend of pursuing more convenient technology, interest in human-machine interface (HMI) is gradually increasing, and various wearable devices (100b) are being developed. By introducing a thermal feedback function to the wearable device (100b), a newer user experience can be made possible.
도 8 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 피드백 디바이스(100)의 구현예 중 웨어러블 디바이스(100b)에 관한 것이다.FIGS. 8 to 14 are examples of implementations of a feedback device (100) according to an embodiment of the present invention, and relate to a wearable device (100b).
웨어러블 디바이스(100b)는 도 8에 도시된 것과 유사하게 안경처럼 착용하는 글래스 타입(100b-1), 도 9에 도시된 것과 유사하게 VR이나 AR 등을 구현하기 위해 머리에 착용하는 HMD 타입(100b-2), 도 10 및 도 11에 도시된 것과 유사하게 손목에 착용하는 워치 타입(100b-3)이나 밴드 타입(100b-4), 도 12에 도시된 것과 유사하게 옷처럼 입을 수 있는 슈트 타입(100b-5), 도 13에 도시된 것과 유사하게 장갑처럼 손에 끼울 수 있는 글러브 타입(100b-6), 도 14에 도시된 것과 유사하게 신발처럼 신을 수 있는 슈즈 타입(100b-7) 등과 같이 그 명칭 그대로 사용자의 신체 각부에 장착되는 다양한 형태로 개발되고 있다. Wearable devices (100b) are being developed in various forms that are to be mounted on various parts of the user's body, as their names suggest, such as a glass type (100b-1) that is worn like glasses, similar to that illustrated in FIG. 8; an HMD type (100b-2) that is worn on the head to implement VR or AR, similar to that illustrated in FIG. 9; a watch type (100b-3) or band type (100b-4) that is worn on the wrist, similar to that illustrated in FIG. 10 and FIG. 11; a suit type (100b-5) that can be worn like clothes, similar to that illustrated in FIG. 12; a glove type (100b-6) that can be worn on the hand, similar to that illustrated in FIG. 13; a shoe type (100b-7) that can be worn like shoes, similar to that illustrated in FIG. 14; etc.
상술한 게이밍 콘트롤러(100a)에서와 마찬가지로 웨어러블 디바이스(100b)에서도 사용자의 신체와 접촉하는 부위를 통해 사용자에게 열적 피드백을 제공하도록 설계될 수 있다. 도 8 내지 도 14을 참조하면, 각 형태의 웨어러블 디바이스(100b)에서 사용자의 신체에 열적 피드백을 제공하는 부위, 즉 접촉면(1600)이 표시되어 있다. 물론, 접촉면(1600)의 위치가 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 웨어러블 디바이스(100b)에 있어서 도면과 다른 부위에 접촉면(1600)이 마련되는 것도 가능함은 물론이다.As with the gaming controller (100a) described above, the wearable device (100b) may also be designed to provide thermal feedback to the user through a portion that comes into contact with the user's body. Referring to FIGS. 8 to 14, a portion that provides thermal feedback to the user's body, i.e., a contact surface (1600), is shown in each type of wearable device (100b). Of course, the location of the contact surface (1600) is not limited by the drawing, and it is also possible for the wearable device (100b) to have the contact surface (1600) provided in a portion different from the drawing.
1.2.3. 그 외1.2.3. Other
이상에서는 피드백 디바이스(100)의 구현예 중 게이밍 콘트롤러(100a)와 웨어러블 디바이스(100b)에 대하여 설명하였으나, 피드백 디바이스(100)의 구현예가 이로 한정되는 것은 아니다. In the above, the gaming controller (100a) and the wearable device (100b) among the implementation examples of the feedback device (100) have been described, but the implementation examples of the feedback device (100) are not limited thereto.
실질적으로 피드백 디바이스(100)는 열적 피드백 기능이 유용하게 이용되는 어떠한 기기로도 구현될 수 있다. 이해를 돕기 위한 몇몇 예시를 소개하면, 피드백 디바이스(100)는 환자의 열 감각을 테스트하기 위한 의료 기기에 응용되거나, 운전자의 손에 적당한 열감을 제공하거나 경고 신호를 제공하려는 목적으로 자동차의 스티어링 휠에 응용될 수도 있다. 이외에도 피드백 디바이스(100)는 학생에게 열 감각을 제공하여 교육 효과를 높이기 위해 교육용 설비에 이용되거나 영화관의 의자 등에 장착되어 사용자에게 시청각 감각에 더해 열적 감각을 제공하여 영화 몰입 효과를 증대시키기 위해 이용될 수도 있을 것이다.In practice, the feedback device (100) may be implemented as any device in which a thermal feedback function is usefully utilized. To provide some examples to help understanding, the feedback device (100) may be applied to medical devices for testing the thermal sensation of a patient, or may be applied to a steering wheel of an automobile for the purpose of providing an appropriate thermal sensation to a driver's hand or providing a warning signal. In addition, the feedback device (100) may be used in educational facilities to provide a thermal sensation to students to enhance the educational effect, or may be installed on chairs in a movie theater to provide a thermal sensation in addition to an audiovisual sensation to users to enhance the immersive effect of a movie.
종합하면, 피드백 디바이스는 열적 피드백을 출력하는 기기로서, 게임, 동영상, VR/AR 어플리케이션을 비롯한 체감형 어플리케이션 등의 멀티미디어 콘텐츠의 재생 시 그 멀티미디어 콘텐츠에 수반되는 열적 경험을 제공하기 위해 열적 피드백을 이용하는 분야에는 포괄적으로 활용될 수 있다. 이를 위해 피드백 디바이스는 주로 게임 및 체감형 어플리케이션 등의 형태로 제공되는 멀티미디어 콘텐츠를 구동하는 게임 콘솔이나 PC 등의 콘텐츠 재생 디바이스와 연동될 수 있다. 물론, 기술의 발전에 따라 피드백 디바이스 자체가 멀티미디어 콘텐츠를 구동하는 콘텐츠 재생 디바이스의 역할을 겸할 수도 있을 것이다. In summary, the feedback device is a device that outputs thermal feedback, and can be comprehensively utilized in fields that utilize thermal feedback to provide thermal experience accompanying multimedia content when playing multimedia content such as games, videos, VR/AR applications, and sensory applications. To this end, the feedback device can be linked with a content playback device such as a game console or PC that mainly drives multimedia content provided in the form of games and sensory applications. Of course, as technology advances, the feedback device itself may also play the role of a content playback device that drives multimedia content.
위해 열적 피드백으For thermal feedback
1.3. 피드백 디바이스의 구성1.3. Configuration of the feedback device
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 피드백 디바이스(100)의 구성에 관하여 설명한다. Below, the configuration of a feedback device (100) according to an embodiment of the present invention is described.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 피드백 디바이스(100)의 구성에 관한 블록도이다.Figure 15 is a block diagram of the configuration of a feedback device (100) according to an embodiment of the present invention.
도 15를 참조하면, 피드백 디바이스(100)는 어플리케이션 유닛(2000) 및 피드백 유닛(1000)을 포함할 수 있다. 여기서, 어플리케이션 유닛(2000)은 피드백 디바이스(100)의 구현 형태에 따라 고유의 기능을 수행하기 위한 유닛이고, 피드백 유닛(1000)은 열적 피드백을 출력하기 위한 유닛이다. Referring to FIG. 15, the feedback device (100) may include an application unit (2000) and a feedback unit (1000). Here, the application unit (2000) is a unit for performing a unique function according to the implementation form of the feedback device (100), and the feedback unit (1000) is a unit for outputting thermal feedback.
따라서, 어플리케이션 유닛(2000)은 피드백 디바이스(100)의 구현 형태에 따라 적절히 설계될 수 있다. 예를 들어, 게임 콘솔과 연동되는 게이밍 콘트롤러(100a) 타입인 피드백 디바이스(100)의 경우에 어플리케이션 유닛(2000)은 게이밍 콘트롤러(100a)의 케이싱, 게임 콘솔과 통신을 위한 통신 모듈, 사용자 조작을 입력받는 입력 모듈, 게이밍 콘트롤러(100a)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 어플리케이션 콘트롤러 등을 포함할 수 있다. 다른 예를 들어, 슈트 타입인 웨어러블 디바이스(100b)의 경우에 어플리케이션 유닛(2000)은 슈트를 구성하는 슈트 부재, 사용자의 신체 신호를 감지하는 센싱 모듈 등을 포함할 수 있을 것이다.Accordingly, the application unit (2000) can be appropriately designed according to the implementation form of the feedback device (100). For example, in the case of a feedback device (100) of a gaming controller (100a) type that is linked with a game console, the application unit (2000) may include a casing of the gaming controller (100a), a communication module for communicating with the game console, an input module for receiving user operations, an application controller for controlling the overall operation of the gaming controller (100a), etc. As another example, in the case of a wearable device (100b) of a suit type, the application unit (2000) may include a suit member that constitutes the suit, a sensing module for detecting a user's body signal, etc.
이와 달리 피드백 유닛(1000)의 경우에는 피드백 디바이스(100)의 구현 형태에 따라 다소 그 적용 형태가 변동될 수 있지만, 기본적으로 열을 발생시키거나 흡수하는 구성, 발열/흡열을 제어하기 위한 구성 및 사용자에게 열을 전달하는 구성을 가지게 된다. In contrast, in the case of the feedback unit (1000), although the form of application may vary somewhat depending on the implementation form of the feedback device (100), it basically has a configuration for generating or absorbing heat, a configuration for controlling heat generation/absorption, and a configuration for transferring heat to the user.
이하에서는 먼저 피드백 유닛(1000)에 관하여 설명한 뒤, 피드백 디바이스(100)의 몇몇 구현 형태에서의 어플리케이션 유닛(2000)의 구성과 피드백 유닛(1000)과의 연동 방식에 관하여 설명하기로 한다. Below, the feedback unit (1000) will first be described, and then the configuration of the application unit (2000) in some implementation forms of the feedback device (100) and the method of interlocking with the feedback unit (1000) will be described.
1.3.1. 피드백 유닛1.3.1. Feedback Unit
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 피드백 유닛(1000)의 구성에 관한 블록도이다.FIG. 16 is a block diagram of the configuration of a feedback unit (1000) according to an embodiment of the present invention.
도 16을 참조하면, 피드백 유닛(1000)은 열 출력 모듈(1200), 피드백 콘트롤러(1400) 및 접촉면(1600)을 포함할 수 있다. 피드백 유닛(1000)은 피드백 콘트롤러(1400)가 열 출력 모듈(1200)을 제어하여 발열 동작 또는 흡열 동작을 선택적으로 또는 동시에 수행하고, 접촉면(1600)을 통해 사용자에게 온열 및 냉열을 전달함으로써 열적 피드백을 제공할 수 있다. Referring to FIG. 16, the feedback unit (1000) may include a heat output module (1200), a feedback controller (1400), and a contact surface (1600). The feedback unit (1000) may provide thermal feedback by having the feedback controller (1400) control the heat output module (1200) to selectively or simultaneously perform a heat generating operation or a heat absorbing operation, and transfer heat and cold to the user through the contact surface (1600).
이하에서는 피드백 유닛(1000)의 세부 구성에 관하여 보다 구체적으로 살펴본다.Below, the detailed configuration of the feedback unit (1000) will be examined in more detail.
1.3.1.1. 열 출력 모듈1.3.1.1. Heat Output Module
열 출력 모듈(1200)은 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행할 수 있다. 여기서, 발열 동작이나 흡열 동작을 수행하기 위해 열 출력 모듈(1200)은 펠티에 소자(Peltier element) 등의 열전 소자를 이용할 수 있다.The heat output module (1200) can perform a heat generating operation or a heat absorbing operation. Here, to perform the heat generating operation or the heat absorbing operation, the heat output module (1200) can use a thermoelectric element such as a Peltier element.
펠티에 효과는 1834년 쟝 펠티에(Jean Peltier)에 의해 발견된 열전 현상으로, 이종(異種)의 금속을 접합한 뒤 전류를 흘리면 전류의 방향에 따라 한쪽에서는 발열 반응이 발생하고 다른 쪽에서는 냉각 반응이 발생하는 현상을 의미한다. 펠티에 소자는 이러한 펠티에 효과를 일으키는 소자로서, 펠티에 소자는 초기에는 비스무트와 안티몬과 같은 이종 금속 접합체로 만들어졌으나 최근에는 보다 높은 열전 효율을 갖도록 두 개의 금속판 사이에 N-P 반도체를 배열하는 방식으로 제조되고 있다. The Peltier effect is a thermoelectric phenomenon discovered by Jean Peltier in 1834. It refers to the phenomenon in which, when dissimilar metals are joined and current is passed through them, a heating reaction occurs on one side and a cooling reaction occurs on the other side depending on the direction of the current. A Peltier element is a device that produces this Peltier effect. Peltier elements were initially made of dissimilar metal junctions such as bismuth and antimony, but recently they have been manufactured by arranging N-P semiconductors between two metal plates to have higher thermoelectric efficiency.
펠티에 소자는 전류가 인가되면 양쪽 금속판에서 발열과 흡열이 즉각적으로 유도되며, 전류 방향에 따라 발열과 흡열의 전환이 가능하고, 전류량에 따라 발열이나 흡열 정도도 비교적 정밀하게 조절 가능하므로 열적 피드백을 위한 발열 동작이나 흡열 동작에 이용되기 적절하다. 특히, 최근 유연 열전 소자가 개발됨에 따라 사용자의 신체에 대해 접촉이 용이한 형태로 제조가 가능해져 피드백 디바이스(100)로서의 상업적 이용 가능성이 증대되고 있다. When current is applied to the Peltier element, heat generation and heat absorption are immediately induced at both metal plates, and the switching between heat generation and heat absorption is possible depending on the direction of the current, and the degree of heat generation or heat absorption can be relatively precisely controlled depending on the amount of current, so it is suitable for use in heat generation or heat absorption operations for thermal feedback. In particular, with the recent development of flexible thermoelectric elements, it has become possible to manufacture them in a form that is easy to contact with the user's body, and thus the possibility of commercial use as a feedback device (100) is increasing.
이에 따라 열 출력 모듈(1200)은 상술한 열전 소자에 전기가 인가됨에 따라 발열 동작이나 흡열 동작을 수행할 수 있다. 물리적으로는 전기를 인가받은 열전 소자에서는 발열 반응과 흡열 반응이 동시에 일어나지만, 본 명세서에서는 열 출력 모듈(1200)에 관해 사용자의 신체에 접하는 면이 열을 발생시키는 것을 발열 동작으로, 열을 흡수하는 것을 흡열 동작으로 정의한다. 예를 들어, 열전 소자는 기판 상에 N-P 반도체를 배치하여 구성될 수 있는데, 여기에 전류가 인가되면 일측에서는 발열이 이루어지고 타측에서는 흡열이 이루어진다. 여기서, 사용자의 신체를 향한 측면을 전면, 그 반대 측면을 배면으로 하면, 열 출력 모듈(1200)에 대하여 전면에서 발열, 배면에서 흡열이 일어나는 것을 발열 동작을 수행하는 것으로 정의하고, 그 반대로 전면에서 흡열, 후면에서 발열이 일어나는 것을 흡열 동작을 수행하는 것으로 정의할 수 있다. Accordingly, the heat output module (1200) can perform a heat generating operation or a heat absorbing operation when electricity is applied to the thermoelectric element described above. Physically, in a thermoelectric element that receives electricity, an heat generating reaction and an heat absorbing reaction occur simultaneously. However, in this specification, the heat output module (1200) is defined as generating heat at a surface that comes into contact with the user's body as a heat generating operation, and absorbing heat as an heat absorbing operation. For example, the thermoelectric element can be configured by arranging an N-P semiconductor on a substrate, and when current is applied thereto, heat is generated at one side and heat is absorbed at the other side. Here, if the side facing the user's body is the front and the opposite side is the back, the heat output module (1200) can be defined as performing a heat generating operation when heat is generated at the front and heat is absorbed at the back, and conversely, the heat absorbing at the front and heat generating at the back can be defined as performing an heat absorbing operation.
또 열전 효과는 열전 소자에 흐르는 전하에 의해 유도되므로, 열 출력 모듈(1200)의 발열 동작이나 흡열 동작을 유도하는 전기에 대해서 전류 관점으로 서술하는 것도 가능하지만, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 일괄적으로 전압 관점에서 서술하기로 한다. 다만, 이는 설명의 편의를 위한 것에 불과하며 전압 관점에서의 서술에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 ‘당업자’라고 함)가 이를 전류 관점으로 치환하여 해석하는 것에 발명적 사고가 필요한 것도 아니므로, 본 발명이 전압 관점으로 한정 해석되어서는 아니됨을 밝혀둔다. In addition, since the thermoelectric effect is induced by the charge flowing in the thermoelectric element, it is also possible to describe the electricity that induces the heat generation or heat absorption operation of the heat output module (1200) from the current perspective, but in this specification, for the convenience of explanation, it will be described collectively from the voltage perspective. However, this is merely for the convenience of explanation, and it does not require an inventive idea for a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs (hereinafter referred to as “those skilled in the art”) to interpret the description from the voltage perspective by replacing it with the current perspective, so it is made clear that the present invention should not be interpreted limitedly to the voltage perspective.
상술한 바와 같이 열 출력 모듈(1200)은 열전 소자를 포함하여 다양한 형태로 구현될 수 있는데, 열 출력 모듈(1200)의 구성 및 형태에 관한 보다 상세한 설명은 따로 후술하기로 한다. As described above, the heat output module (1200) can be implemented in various forms including a thermoelectric element, and a more detailed description of the configuration and form of the heat output module (1200) will be described separately later.
1.3.1.2. 피드백 콘트롤러 1.3.1.2. Feedback Controller
피드백 콘트롤러(1400)는 피드백 유닛(1000)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 피드백 콘트롤러(1400)는 열 출력 모듈(1200)의 열전 소자에 전압을 인가하여 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하도록 열 출력 모듈(1200)을 제어할 수 있다. 또 피드백 콘트롤러(1400)는 어플리케이션 유닛(2000)과 피드백 유닛(1000) 간의 신호 처리를 수행할 수도 있다. The feedback controller (1400) can control the overall operation of the feedback unit (1000). For example, the feedback controller (1400) can control the heat output module (1200) to perform a heat generating operation or a heat absorbing operation by applying voltage to the thermoelectric element of the heat output module (1200). In addition, the feedback controller (1400) can perform signal processing between the application unit (2000) and the feedback unit (1000).
이를 위해 피드백 콘트롤러(1400)는 각종 정보의 연산 및 처리를 수행하고 처리 결과에 따라 열 출력 모듈(1200)에 전기 신호를 출력하여 열 출력 모듈(1200)을 동작을 제어할 수 있다. 따라서, 피드백 콘트롤러(1400)는 하드웨어나 소프트웨어 또는 이들의 조합에 따라 컴퓨터나 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다. 하드웨어적으로 피드백 콘트롤러(1400)는 전기적인 신호를 처리하여 제어 기능을 수행하는 전자 회로 형태로 제공될 수 있으며, 소프트웨어적으로는 하드웨어적 회로를 구동시키는 프로그램이나 코드 형태로 제공될 수 있다. 이하의 설명에서 특별한 언급이 없는 경우에는 피드백 유닛(1000)의 동작은 피드백 콘트롤러(1400)의 제어에 의해 수행되는 것으로 해석될 수 있다. To this end, the feedback controller (1400) performs calculations and processing of various types of information and outputs an electric signal to the heat output module (1200) according to the processing result to control the operation of the heat output module (1200). Therefore, the feedback controller (1400) may be implemented as a computer or a similar device according to hardware, software, or a combination thereof. In terms of hardware, the feedback controller (1400) may be provided in the form of an electronic circuit that processes an electric signal to perform a control function, and in terms of software, it may be provided in the form of a program or code that drives a hardware circuit. In the following description, unless otherwise specified, the operation of the feedback unit (1000) may be interpreted as being performed by the control of the feedback controller (1400).
1.3.1.3. 접촉면1.3.1.3. Contact surface
접촉면(1600)은 사용자의 신체에 직접 접촉해 열 출력 모듈(1200)에서 발생하는 온열 또는 냉열을 사용자의 피부로 전달한다. 다시 말해, 피드백 디바이스(100)의 외면 중 사용자의 신체에 직접 접촉하는 부위가 접촉면(1600)이 될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 형태의 게이밍 콘트롤러(100a)에서는 사용자가 양손으로 파지하는 부위가 접촉면(1600)일 수 있으며, 도 12에 도시된 형태의 슈트 타입의 웨어러블 디바이스에서는 슈트의 내부면의 전체 또는 일부가 접촉면(1600)이 될 수 있다. The contact surface (1600) directly contacts the user's body and transfers heat or cold generated from the heat output module (1200) to the user's skin. In other words, a portion of the outer surface of the feedback device (100) that directly contacts the user's body may be the contact surface (1600). For example, in the gaming controller (100a) of the type illustrated in FIG. 1, a portion that the user grips with both hands may be the contact surface (1600), and in the suit-type wearable device of the type illustrated in FIG. 12, the entirety or a portion of the inner surface of the suit may be the contact surface (1600).
일 예로, 접촉면(1600)은 열 출력 모듈(1200)의 외면(사용자의 신체 방향)에 직간접적으로 부착되는 레이어로 제공될 수 있다. 이러한 형태의 접촉면(1600)은 열 출력 모듈(1200)과 사용자의 피부 사이에 배치되어 열 출력 모듈(1200)과 사용자 사이의 열 전달을 수행할 수 있다. 이를 위해 접촉면(1600)은 열 출력 모듈(1200)로부터 사용자 신체로의 열 전달이 잘 이루어지도록 열 전도도가 높은 재질로 제공될 수 있다. 또 레이어 타입의 접촉면(1600)은 열 출력 모듈(1200)이 외부에 직접 노출되는 것을 방지하여 열 출력 모듈(1200)을 외부 충격으로부터 보호하는 역할도 가진다.For example, the contact surface (1600) may be provided as a layer directly or indirectly attached to the outer surface (in the direction of the user's body) of the heat output module (1200). The contact surface (1600) of this type may be placed between the heat output module (1200) and the user's skin to perform heat transfer between the heat output module (1200) and the user. To this end, the contact surface (1600) may be provided with a material having high thermal conductivity so that heat transfer from the heat output module (1200) to the user's body is performed well. In addition, the layer-type contact surface (1600) prevents the heat output module (1200) from being directly exposed to the outside, thereby protecting the heat output module (1200) from external impact.
여기서, 레이어 타입의 접촉면(1600)은 면적 관점에서 보다 넓은 열 전달면을 확보하기 위하여 열 출력 모듈(1200)의 외면보다 넓은 면적을 가질 수 있다. 예를 들어, 슈트 타입의 피드백 디바이스(100)에서 열 출력 모듈(1200)이 몇몇 특정 지점에 배치되더라도 접촉면(1600)은 슈트의 내면 전체가 될 수 있다. Here, the layer type contact surface (1600) may have a larger area than the outer surface of the heat output module (1200) in order to secure a wider heat transfer surface in terms of area. For example, in a suit type feedback device (100), even if the heat output module (1200) is placed at several specific points, the contact surface (1600) may be the entire inner surface of the suit.
한편, 이상에서는 접촉면(1600)이 열 출력 모듈(1200) 상에 배치되는 별도의 구성인 것으로 설명하였으나, 이와 달리 열 출력 모듈(1200)의 외면 그 자체가 접촉면(1600)이 되는 것도 가능하다. 구체적으로 설명하면, 열 출력 모듈(1200)의 전면의 일부 또는 전부가 접촉면(1600)이 될 수 있는 것이다. 또 이상에서는 피드백 유닛(1000)에서 접촉면(1600)이 열 출력 모듈(1200)과 대등한 구성 요소인 것으로 설명하였으나, 이와 달리 열 출력 모듈(1200)이 접촉면(1600)을 포함하는 것도 가능하다. Meanwhile, although the contact surface (1600) is described as a separate component arranged on the heat output module (1200) in the above, it is also possible that the outer surface of the heat output module (1200) itself becomes the contact surface (1600). Specifically, part or all of the front surface of the heat output module (1200) can become the contact surface (1600). Also, although the contact surface (1600) in the feedback unit (1000) is described as a component equivalent to the heat output module (1200) in the above, it is also possible that the heat output module (1200) includes the contact surface (1600).
1.3.1.4. 열 출력 모듈의 구성 및 형태1.3.1.4. Configuration and shape of heat output module
이상에서 열 출력 모듈(1200)은 열전 소자를 이용하여 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행한다고 언급한 바 있는데, 이하에서는 열 출력 모듈(1200)의 구성 및 형태에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. As mentioned above, the heat output module (1200) performs a heat generating operation or a heat absorbing operation using a thermoelectric element. Below, the configuration and shape of the heat output module (1200) will be described in more detail.
먼저 열 출력 모듈(1200)의 구성에 관해서 설명한다. First, the configuration of the heat output module (1200) will be described.
열 출력 모듈(1200)은 기판(1220)과 기판(1220) 사이에 배치되는 열전 쌍 어레이(1240)로 구성되는 열전 소자 및 열전 소자에 전원을 인가하는 전원 단자(1260)를 포함할 수 있다. The heat output module (1200) may include a thermoelectric element comprising a thermocouple array (1240) arranged between a substrate (1220) and a power terminal (1260) for applying power to the thermoelectric element.
기판(1220)은 단위 열전 쌍(1241)을 지지하는 역할을 하며 절연 소재로 제공된다. 예를 들어, 기판(1220)의 소재로는 세라믹을 선택할 수 있다. 또 기판(1220)은 평판 형상의 것을 이용할 수도 있지만 반드시 그러한 것은 아니다. The substrate (1220) serves to support the unit thermocouple (1241) and is provided as an insulating material. For example, ceramic may be selected as the material of the substrate (1220). Also, the substrate (1220) may be in the shape of a flat plate, but this is not necessarily the case.
열 출력 모듈(1200)이 다양한 형상의 접촉면(1600)을 가지는 여러 종류의 피드백 디바이스(100)에 범용적으로 이용하기 위하여 기판(1220)은 유연성을 갖도록 유연 소재로 제공될 수도 있다. 예를 들어, 게이밍 콘트롤러(100a) 타입의 피드백 디바이스(100)에서는 사용자가 손바닥으로 게이밍 콘트롤러(100a)를 파지하는 부위가 곡면 형상인 것이 대부분인데, 이러한 곡면 부위에 열 출력 모듈(1200)을 사용하기 위해서는 열 출력 모듈(1200)이 유연성을 갖는 것이 중요할 수 있다. 이를 위해 기판(1220)에 이용되는 유연 소재의 예로는, 유리 섬유(glass fiber)나 유연성 플라스틱(flexible plastic)이 있을 수 있다. In order for the heat output module (1200) to be universally used in various types of feedback devices (100) having contact surfaces (1600) of various shapes, the substrate (1220) may be provided with a flexible material to have flexibility. For example, in the feedback device (100) of the gaming controller (100a) type, the portion where the user holds the gaming controller (100a) with the palm of the hand is mostly curved. In order to use the heat output module (1200) in such a curved portion, it may be important for the heat output module (1200) to have flexibility. For this purpose, examples of flexible materials used in the substrate (1220) may include glass fiber or flexible plastic.
열전 쌍 어레이(1240)는 기판(1220) 상에 배치되는 복수의 단위 열전 쌍(1241)으로 구성된다. 단위 열전 쌍(1241)으로는 서로 상이한 금속 쌍(예를 들어, 비스무트와 안티몬 등)을 이용할 수 있지만, 주로는 N형과 P형의 반도체 쌍을 이용할 수 있다. The thermocouple pair array (1240) is composed of a plurality of unit thermocouple pairs (1241) arranged on a substrate (1220). Different metal pairs (e.g., bismuth and antimony) can be used as the unit thermocouple pairs (1241), but mainly, an N-type and P-type semiconductor pair can be used.
단위 열전 쌍(1241)에서 반도체 쌍은 일단에서 전기적으로 연결되며, 타단에서 단위 열전 쌍(1241)과 전기적으로 연결된다. 반도체 쌍 간 또는 인접 반도체와의 전기적 연결은 기판(1220)에 배치되는 도체 부재(1242)에 의해 이루어진다. 도체 부재(1242)는 구리나 은 등의 도선이나 전극일 수 있다. In a unit thermocouple (1241), a semiconductor pair is electrically connected at one end and electrically connected to the unit thermocouple (1241) at the other end. Electrical connection between the semiconductor pairs or with adjacent semiconductors is made by a conductive member (1242) arranged on a substrate (1220). The conductive member (1242) may be a conductor or electrode made of copper or silver.
단위 열전 쌍(1241)의 전기적 연결은 주로 직렬 연결로 이루어질 수 있으며, 서로 직렬로 연결된 단위 열전 쌍(1241)은 열전 쌍 그룹(1244)을 이루고, 다시 열전 쌍 그룹(1244)은 열전 쌍 어레이(1240)를 이룰 수 있다. The electrical connection of the unit thermocouple pair (1241) can be mainly formed by a series connection, and the unit thermocouple pairs (1241) connected in series with each other form a thermocouple pair group (1244), and the thermocouple pair group (1244) can again form a thermocouple pair array (1240).
전원 단자(1260)는 열 출력 모듈(1200)에 전원을 인가할 수 있다. 전원 단자(1260)로 인가되는 전원의 전압값 및 전류의 방향에 따라 열전 쌍 어레이(1240)는 열을 발생시키거나 열을 흡수할 수 있다. 보다 구체적으로 전원 단자(1260)는 하나의 열전 쌍 그룹(1244)에 대하여 두 개씩 연결될 수 있다. 따라서, 열전 쌍 그룹(1244)이 여러 개인 경우에는 각각의 열전 쌍 그룹(1244) 별로 두 개의 전원 단자(1260)가 배치될 수도 있다. 이러한 연결 방식에 의하면 열전 쌍 그룹(1244) 별로 전압값이나 전류 방향을 개별 제어하여, 발열 및 흡열 중 어느 것을 수행할지 여부와 발열이나 흡열 시 그 정도가 조절될 수 있다. The power terminal (1260) can apply power to the heat output module (1200). Depending on the voltage value and current direction of the power applied to the power terminal (1260), the thermocouple array (1240) can generate heat or absorb heat. More specifically, two power terminals (1260) can be connected to each thermocouple group (1244). Accordingly, when there are multiple thermocouple groups (1244), two power terminals (1260) may be arranged for each thermocouple group (1244). According to this connection method, the voltage value or current direction can be individually controlled for each thermocouple group (1244), so that whether to perform heat generation or heat absorption and the degree of heat generation or heat absorption can be controlled.
또 후술하겠지만, 전원 단자(1260)는 피드백 콘트롤러(1400)에 의해 출력된 전기 신호를 인가 받으며, 이에 따라 결과적으로 피드백 콘트롤러(1400)는 전기 신호의 방향이나 크기를 조절하여 열 출력 모듈(1200)의 발열 동작 및 흡열 동작을 제어할 수 있을 것이다. 또 열전 쌍 그룹(1244)이 복수인 경우에는 각각의 전원 단자(1260)에 인가되는 전기 신호를 개별 조절하여 열전 쌍 그룹(1244) 별로 개별 제어하는 것도 가능할 것이다. As will be described later, the power terminal (1260) receives an electric signal output by the feedback controller (1400), and accordingly, the feedback controller (1400) may control the heat generation and heat absorption operations of the heat output module (1200) by adjusting the direction or size of the electric signal. In addition, in the case where there are multiple thermocouple groups (1244), it may be possible to individually control each thermocouple group (1244) by individually adjusting the electric signal applied to each power terminal (1260).
이상에서 설명한 열 출력 모듈(1200)의 구성에 대한 설명을 바탕으로 열 출력 모듈(1200)의 몇몇 대표적인 형태들에 관하여 설명한다. Based on the description of the configuration of the heat output module (1200) described above, several representative forms of the heat output module (1200) are described.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 열 출력 모듈(1200)의 일 형태에 관한 도면이다.FIG. 17 is a drawing of one form of a heat output module (1200) according to an embodiment of the present invention.
도 17을 참조하면, 열 출력 모듈(1200)의 일 형태에서 한 쌍의 기판(1220)이 서로 마주보도록 제공된다. 두 기판(1220) 중 하나의 기판(1220)의 외측에는 접촉면(1600)이 위치하여, 열 출력 모듈(1200)에서 발생한 열을 사용자의 신체로 전달할 수 있다. 또 기판(1220)으로 유연성 기판(1220)으로 이용하면, 열 출력 모듈(1200)에 유연성이 부여될 수 있다. Referring to Fig. 17, in one form of a heat output module (1200), a pair of substrates (1220) are provided to face each other. A contact surface (1600) is positioned on the outer side of one of the two substrates (1220), so that heat generated from the heat output module (1200) can be transferred to the user's body. In addition, if a flexible substrate (1220) is used as the substrate (1220), flexibility can be provided to the heat output module (1200).
기판(1220) 사이에는 복수의 단위 열전 쌍(1241)이 위치된다. 각 단위 열전 쌍(1241)은 N형 반도체(1241a)와 P형 반도체(1241b)의 반도체 쌍으로 구성된다. 각각의 단위 열전 쌍(1241)에서 N형 반도체와 P형 반도체는 일단에서 도체 부재(1242)에 의해 서로 전기적으로 연결된다. 또 임의의 단위 열전 쌍(1241)의 N형 반도체와 P형 반도체의 타단이 각각 인접한 단위 열전 쌍(1241)의 P형 반도체와 N형 반도체의 타단과 도체 부재(1242)에 의해 서로 전기적으로 연결되는 방식으로 단위 소자 간의 전기적 연결이 이루어진다. 이에 따라 단위 열전 쌍들(1241)이 직렬 연결되어 하나의 열전 쌍 그룹(1244)을 이루게 된다. 본 형태에서는 열전 쌍 어레이(1240) 전체가 하나의 열전 쌍 그룹(1244)으로 이루어지고 있으며, 전원 단자(1260) 사이에서 전체 단위 열전 쌍(1241)이 직렬 연결되어 있으므로 열 출력 모듈(1200)은 그 전면 전체에 걸쳐 동일한 동작을 수행한다. 즉, 전원 단자(1260)에 일 방향으로 전원이 인가되면 열 출력 모듈(1200)은 발열 동작을 수행하며, 반대 방향으로 전원이 인가되면 흡열 동작을 수행할 수 있다. A plurality of unit thermocouple pairs (1241) are positioned between the substrates (1220). Each unit thermocouple pair (1241) is composed of a semiconductor pair of an N-type semiconductor (1241a) and a P-type semiconductor (1241b). In each unit thermocouple pair (1241), the N-type semiconductor and the P-type semiconductor are electrically connected to each other at one end by a conductor member (1242). In addition, electrical connection between unit elements is made in such a way that the other ends of the N-type semiconductor and the P-type semiconductor of any unit thermocouple pair (1241) are electrically connected to each other by the other ends of the P-type semiconductor and the N-type semiconductor of an adjacent unit thermocouple pair (1241) by the conductor member (1242). Accordingly, the unit thermocouple pairs (1241) are connected in series to form one thermocouple group (1244). In this form, the entire thermocouple array (1240) is composed of one thermocouple group (1244), and since the entire unit thermocouple (1241) is connected in series between the power terminals (1260), the heat output module (1200) performs the same operation over its entire front surface. That is, when power is applied to the power terminal (1260) in one direction, the heat output module (1200) performs a heat-generating operation, and when power is applied in the opposite direction, it can perform a heat-absorbing operation.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 열 출력 모듈(1200)의 다른 형태에 관한 도면이다. FIG. 18 is a drawing of another form of a heat output module (1200) according to an embodiment of the present invention.
도 18을 참조하면, 열 출력 모듈(1200)의 다른 형태는 상술한 일 형태와 유사하다. 다만, 본 형태에서는 열전 쌍 어레이(1240)가 복수의 열전 쌍 그룹(1244)을 가지며 각각의 열전 쌍 그룹(1244)이 각각의 전원 단자(1260)와 연결됨에 따라 열전 쌍 그룹(1244) 별 개별 제어가 가능하다. 예를 들면, 도 18에서 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)과 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)에 서로 다른 방향의 전류를 인가하여 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)은 발열 동작(이때의 전류 방향을 ‘정방향’으로 함)을, 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)은 흡열 동작(이때의 전류 방향을 ‘역방향’으로 함)을 수행하도록 할 수 있다. 다른 예를 들면, 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)의 전원 단자(1260)와 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)의 전원 단자(1260)에 서로 상이한 전압값을 인가하여 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)과 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)이 서로 상이한 정도의 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하도록 할 수도 있다. Referring to FIG. 18, another form of the heat output module (1200) is similar to the above-described one form. However, in this form, since the thermocouple array (1240) has a plurality of thermocouple groups (1244) and each thermocouple group (1244) is connected to each power terminal (1260), individual control of each thermocouple group (1244) is possible. For example, in FIG. 18, currents in different directions are applied to the first thermocouple group (1244-1) and the second thermocouple group (1244-2), so that the first thermocouple group (1244-1) performs a heat-generating operation (the current direction at this time is set to ‘forward’) and the second thermocouple group (1244-2) performs a heat-absorbing operation (the current direction at this time is set to ‘reverse’). As another example, by applying different voltage values to the power terminal (1260) of the first thermocouple group (1244-1) and the power terminal (1260) of the second thermocouple group (1244-2), the first thermocouple group (1244-1) and the second thermocouple group (1244-2) may perform different degrees of heat generating or heat absorbing operations.
한편, 도 18에서는 열전 쌍 어레이(1240)에서 열전 쌍 그룹(1244)이 일차원 어레이로 배열되는 것으로 도시하고 있으나, 이와 달리 열전 쌍 그룹(1244)이 이차원 어레이로 배열되도록 하는 것도 가능하다. 도 19는 본 발명의 실시예에 따른 열 출력 모듈(1200)의 또 다른 형태에 관한 도면이다. 도 19를 참조하면, 이차원 어레이로 배치된 열전 쌍 그룹(1244)을 이용하면 보다 세분화된 지역 별 동작 제어가 가능할 수 있다. Meanwhile, in Fig. 18, the thermocouple pair groups (1244) in the thermocouple pair array (1240) are arranged in a one-dimensional array, but it is also possible to arrange the thermocouple pair groups (1244) in a two-dimensional array. Fig. 19 is a drawing regarding another form of the heat output module (1200) according to an embodiment of the present invention. Referring to Fig. 19, by utilizing the thermocouple pair groups (1244) arranged in a two-dimensional array, more detailed regional operation control may be possible.
또 한편, 상술한 열 출력 모듈(1200)의 형태들에서는 한 쌍의 마주보는 기판(1220)을 이용하는 것으로 설명하였으나, 이와 달리 단일의 기판(1220)을 이용하는 것도 가능하다. On the other hand, in the forms of the above-described heat output module (1200), a pair of opposing substrates (1220) were described as being used, but it is also possible to use a single substrate (1220).
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 열 출력 모듈(1200)의 다시 또 다른 형태에 관한 도면이다. 도 20을 참조하면, 단일한 기판(1220)에 단위 열전 쌍(1241)과 도체 부재(1242)가 단일한 기판(1220)에 고정되는 방식으로 배치될 수 있다. 이를 위해 기판(1220)으로 유리 섬유 등을 이용하는 것이 가능하다. 이와 같은 형태의 단일한 기판(1220)을 이용하면 열 출력 모듈(1200)에 보다 높은 유연성을 부여할 수 있다. 또는 단일한 기판(1220)으로 다공성 기판을 이용하여 기판 내의 공극 등에 단위 열전 쌍(1241)이나 도체 부재(1242)가 매립되어 지지되도록 하는 것도 가능하다. FIG. 20 is a drawing of yet another form of a heat output module (1200) according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 20, a unit thermocouple (1241) and a conductive member (1242) may be arranged in a manner that they are fixed to a single substrate (1220). To this end, it is possible to use glass fiber or the like as the substrate (1220). Using a single substrate (1220) of this form can provide higher flexibility to the heat output module (1200). Alternatively, it is also possible to use a porous substrate as the single substrate (1220) so that the unit thermocouple (1241) or the conductive member (1242) is embedded and supported in a gap, etc., within the substrate.
이상에서 설명한 열 출력 모듈(1200)의 다양한 형태는 당업자에게 자명한 범위 내에서 조합되거나 변형될 수 있다. 예를 들어, 열 출력 모듈(1200)의 각 형태에서는 열 출력 모듈(1200)의 전면에 접촉면(1600)이 열 출력 모듈(1200)과 별개의 레이어로 형성되는 것으로 설명하였으나, 열 출력 모듈(1200)의 전면 자체가 접촉면(1600)이 될 수 있다. 예를 들면, 상술한 열 출력 모듈(1200)의 일 형태에서는 일 기판(1220)의 외측면이 접촉면(1600)이 될 수 있는 식이다. The various forms of the heat output module (1200) described above can be combined or modified within a range obvious to those skilled in the art. For example, in each form of the heat output module (1200), the contact surface (1600) on the front surface of the heat output module (1200) is described as being formed as a separate layer from the heat output module (1200), but the front surface of the heat output module (1200) itself can be the contact surface (1600). For example, in one form of the heat output module (1200) described above, the outer surface of one substrate (1220) can be the contact surface (1600).
1.3.2. 어플리케이션 유닛1.3.2. Application Unit
이하에서는 피드백 디바이스(100)의 어플리케이션 유닛(2000)에 관하여 설명한다. 상술한 바와 같이 어플리케이션 유닛(2000)은 피드백 디바이스(100)의 구현 행태에 따라 그 고유의 기능을 수행하기 위한 유닛으로 필요에 따라 적절히 설계될 수 있다. 본 발명의 피드백 디바이스(100)는 열적 피드백이 유효하게 활용될 수 있는 형태라면 어떠한 형태로든 이용될 수 있으며 따라서 실질적으로 피드백 디바이스(100)에 모든 구현예에 관한 어플리케이션 유닛(2000)을 설명하기 어려운 점이 있으므로, 어플리케이션 유닛(2000)에 관해서는 게이밍 콘트롤러(100a) 타입을 기준으로 설명하기로 한다. Hereinafter, the application unit (2000) of the feedback device (100) will be described. As described above, the application unit (2000) may be appropriately designed as needed as a unit for performing its own function according to the implementation behavior of the feedback device (100). The feedback device (100) of the present invention may be used in any form as long as thermal feedback can be effectively utilized, and therefore, it is difficult to describe the application unit (2000) for all implementation examples of the feedback device (100), and therefore, the application unit (2000) will be described based on the gaming controller (100a) type.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 어플리케이션 유닛(2000)의 구성에 관한 블록도이고, 도 22는 본 발명의 실시예에 따른 어플리케이션 유닛(2000)의 구성에 관한 개략도이다. FIG. 21 is a block diagram of the configuration of an application unit (2000) according to an embodiment of the present invention, and FIG. 22 is a schematic diagram of the configuration of an application unit (2000) according to an embodiment of the present invention.
도 21 및 도 22를 참조하면, 어플리케이션 유닛(2000)은 케이싱(2100), 입력 모듈(2200), 센싱 모듈(2300), 진동 모듈(2400), 통신 모듈(2500), 메모리(2600) 및 어플리케이션 콘트롤러(2700)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 21 and 22, the application unit (2000) may include a casing (2100), an input module (2200), a sensing module (2300), a vibration module (2400), a communication module (2500), a memory (2600), and an application controller (2700).
케이싱(2100)은 게이밍 콘트롤러(100a) 타입의 피드백 디바이스(100)의 외관을 형성하며, 그 내부에 통신 모듈(2500)이나 어플리케이션 콘트롤러(2700) 등의 구성을 수납한다. 이에 따라 수납된 구성들은 케이싱(2100)에 의해 외부 충격 등으로부터 보호될 수 있다. The casing (2100) forms the exterior of a feedback device (100) of the gaming controller (100a) type, and houses components such as a communication module (2500) or an application controller (2700) inside. Accordingly, the housed components can be protected from external impacts, etc. by the casing (2100).
케이싱(2100)의 전체 형상은 주로 양손용인 패드 타입과 한손용인 바 타입일 수 있으나, 꼭 이에 한정되는 것은 아니다. 참고로, 양손용 패드 타입은 전통적인 2D 디스플레이 위주의 게임에 주로 이용되며, 바 타입은 가상 현실, 증강 현실이나 혼합 현실(MR: Mixed Reality) 등에 사용되는 편이다.The overall shape of the casing (2100) can be mainly a pad type for both hands and a bar type for one hand, but is not necessarily limited to this. For reference, the pad type for both hands is mainly used for games centered on traditional 2D displays, and the bar type is used for virtual reality, augmented reality, or mixed reality (MR).
케이싱(2100)에는 사용자가 피드백 디바이스(100)를 파지하기 위한 파지부(2120)가 마련될 수 있다. 사용자의 용이한 파지를 위해 파지부(2120)는 그 재질이 마찰력이 높은 재질(예를 들어, 고무나 우레탄 등)로 마련되거나 미끄럼 방지 형상(예를 들어, 요철 형상 등)을 갖질 수 있다. 또 파지부(2120)는 사용자의 피부로부터 발생하는 땀을 잘 흡수하는 재질로 마련되는 것도 가능하다. The casing (2100) may be provided with a gripping portion (2120) for the user to grip the feedback device (100). For easy gripping by the user, the gripping portion (2120) may be provided with a material having high friction (e.g., rubber or urethane) or may have an anti-slip shape (e.g., uneven shape). In addition, the gripping portion (2120) may be provided with a material that absorbs sweat generated from the user's skin well.
여기서, 파지부(2120)에는 피드백 유닛(1000)의 접촉면(1600)이 형성되거나 또는 파지부(2120)가 접촉면(1600)에 해당될 수 있다. 패드 타입의 게이밍 콘트롤러(100a)의 경우에는 파지부(2120)가 두 군데에 있을 수 있으며, 바 타입의 게이밍 콘트롤러(100a)의 경우에는 파지부(2120)가 한 군데에 있을 수 있다. 대신 바 타입 게이밍 콘트롤러(100a)는 두 개가 한 쌍으로 이용되는 경우가 있을 수 있으며, 이때는 두 개의 게이밍 콘트롤러(100a)에 파지부(2120)가 각각 존재할 수 있다. Here, the grip part (2120) may have a contact surface (1600) of the feedback unit (1000) formed thereon, or the grip part (2120) may correspond to the contact surface (1600). In the case of a pad-type gaming controller (100a), the grip parts (2120) may be located in two places, and in the case of a bar-type gaming controller (100a), the grip part (2120) may be located in one place. Instead, there may be cases where two bar-type gaming controllers (100a) are used as a pair, and in this case, the grip parts (2120) may be located in each of the two gaming controllers (100a).
입력 모듈(2200)은 사용자로부터 사용자 입력을 획득할 수 있다. 게이밍 콘트롤러(100a)에서 사용자 입력은 주로 게임에 대한 사용자 명령이며, 그 예로는 게임 내의 캐릭터 조작이나 메뉴 선택 등을 들 수 있다. 입력 모듈(2200)은 주로 버튼이나 스틱일 수 있으며, 사용자는 버튼을 누르거나 스틱을 특정 방향으로 조작하여 사용자 입력을 입력할 수 있다. 물론, 입력 모듈(2200)이 상술한 예시의 형태로 한정되는 것은 아니다. The input module (2200) can obtain user input from a user. In the gaming controller (100a), the user input is mainly a user command for the game, and examples thereof include character manipulation or menu selection within the game. The input module (2200) can mainly be a button or a stick, and the user can input user input by pressing a button or manipulating a stick in a specific direction. Of course, the input module (2200) is not limited to the form of the above-described example.
센싱 모듈(2300)은 게이밍 콘트롤러(100a)에 관련된 다양한 정보를 센싱할 수 있다. 대표적인 센싱 모듈(2300)의 예로는, 게이밍 콘트롤러(100a)의 자세를 감지하는 자세 센서나 게이밍 콘트롤러(100a)의 동작을 감지하는 모션 센서가 있으며, 이외에도 사용자의 신체 신호를 감지하는 바이오 센서를 들 수 있다. 자세 센서나 모션 센서로는 자이로 센서, 가속도 센서를 이용할 수 있다. 바이오 센서에는 사용자의 신체 온도를 감지하는 온도 센서나 심전도를 감지하는 심전도 센서 등이 포함될 수 있다. The sensing module (2300) can sense various information related to the gaming controller (100a). Representative examples of the sensing module (2300) include a posture sensor that detects the posture of the gaming controller (100a) or a motion sensor that detects the movement of the gaming controller (100a), and in addition, a biosensor that detects a user's body signal can be mentioned. A gyro sensor or an acceleration sensor can be used as the posture sensor or the motion sensor. The biosensor can include a temperature sensor that detects the user's body temperature or an electrocardiogram sensor that detects an electrocardiogram.
진동 모듈(2400)은 진동 피드백을 출력할 수 있다. 진동 피드백은 열적 피드백과 함께 게임에 대한 사용자의 몰입도를 한층 향상시켜 주는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 게임 내의 캐릭터가 폭발 장면에 휘말리거나 높은 위치에서 낙하하여 충격받는 경우 등에는 진동 피드백이 발생할 수 있다. 한편, 후술하겠지만, 진동 피드백과 열적 피드백은 서로 연동되는 것도 가능하다. The vibration module (2400) can output vibration feedback. Vibration feedback can play a role in further enhancing the user's immersion in the game together with thermal feedback. For example, vibration feedback can occur when a character in the game is caught in an explosion scene or falls from a high place and receives an impact. Meanwhile, as will be described later, vibration feedback and thermal feedback can also be linked to each other.
통신 모듈(2500)은 외부 기기와 통신을 수행한다. 게이밍 콘트롤러(100a)는 경우에 따라 스탠드 얼론 타입으로 게임 콘솔을 역할까지 수행하기도 하지만, 게임 콘솔이나 PC 등의 게임 프로그램을 실행시키는 전자 기기(전문적으로 게임 구동을 위하여 제조된 게임 콘솔을 비롯하여 휴대성을 강조한 휴대용 게임 콘솔, PC, 스마트 폰, 태블릿 등이 게임을 구동시키는 전자 기기가 될 수 있지만, 이하에서는 이들을 통칭하여 ‘게임 콘솔’이라 함)와 연동하여 동작하기도 한다. 따라서, 게이밍 콘트롤러(100a)는 통신 모듈(2500)을 통해 게임 콘솔과 각종 정보를 송수신할 수 있다. The communication module (2500) communicates with an external device. The gaming controller (100a) may, in some cases, be a stand-alone type and function as a game console, but may also operate in conjunction with an electronic device that executes a game program, such as a game console or a PC (an electronic device that executes a game, such as a game console manufactured specifically for running games, a portable game console emphasizing portability, a PC, a smart phone, a tablet, etc., may be used, but hereinafter, they are collectively referred to as a “game console”). Accordingly, the gaming controller (100a) can transmit and receive various types of information with the game console via the communication module (2500).
통신 모듈(2500)은 크게 유선 타입과 무선 타입으로 나뉜다. 유선 타입과 무선 타입은 각각의 장단점을 가지므로, 경우에 따라서는 하나의 게이밍 콘트롤러(100a)에 유선 타입과 무선 타입이 동시에 마련될 수도 있다. The communication module (2500) is largely divided into wired type and wireless type. Since the wired type and wireless type each have their own advantages and disadvantages, in some cases, a single gaming controller (100a) may be equipped with both wired type and wireless type at the same time.
유선 타입의 경우에는 USB(Universal Serial Bus) 통신이 대표적인 예이나 그 외의 다른 방식도 가능하다. 무선 타입의 경우에는 주로 블루투스(Bluetooth)나 직비(Zigbee)와 같은 WPAN(Wireless Personal Area Network) 계열의 통신 방식을 이용한다. 그러나, 무선 통신 프로토콜이 이로 제한되는 것은 아니므로 무선 타입의 통신 모듈(2500)은 와이파이(Wi-Fi) 같은 WLAN(Wireless Local Area Network) 계열의 통신 방식이나 그 외의 알려진 다른 통신 방식을 이용하는 것도 가능하다. 한편, 유/무선 통신 프로토콜로 게임 제조사에 의해 개발된 독자적인 프로토콜을 사용하는 것도 가능하다. In the case of the wired type, USB (Universal Serial Bus) communication is a representative example, but other methods are also possible. In the case of the wireless type, a communication method of the WPAN (Wireless Personal Area Network) series, such as Bluetooth or Zigbee, is mainly used. However, since the wireless communication protocol is not limited to this, the wireless type communication module (2500) can also use a communication method of the WLAN (Wireless Local Area Network) series, such as Wi-Fi, or other known communication methods. Meanwhile, it is also possible to use a proprietary protocol developed by the game manufacturer as a wired/wireless communication protocol.
메모리(2600)는 각종 정보를 저장할 수 있다. 메모리(2600)는 데이터를 임시적으로 또는 반영구적으로 저장할 수 있다. 메모리(2600)의 예로는 하드 디스크(HDD: Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive), 플래쉬 메모리(flash memory), 롬(ROM: Read-Only Memory), 램(RAM: Random Access Memory) 등이 있을 수 있다. 메모리(2600)는 피드백 디바이스(100)에 내장되는 형태나 피드백 디바이스(100)에 탈부착 가능한 형태로 제공될 수 있다. The memory (2600) can store various types of information. The memory (2600) can store data temporarily or semi-permanently. Examples of the memory (2600) may include a hard disk drive (HDD), a solid state drive (SSD), a flash memory, a read-only memory (ROM), a random access memory (RAM), etc. The memory (2600) may be provided in a form built into the feedback device (100) or in a form that is detachable from the feedback device (100).
메모리(2600)에는 피드백 디바이스(100)를 구동하기 위한 운용 프로그램(OS: Operating System)이나 피드백 디바이스(100)의 동작에 필요하거나 이용되는 각종 데이터가 저장될 수 있다.The memory (2600) may store an operating program (OS: Operating System) for driving the feedback device (100) or various data required or used for the operation of the feedback device (100).
어플리케이션 콘트롤러(2700)는 어플리케이션 유닛(2000)의 제어 및 피드백 디바이스(100)의 전반적인 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 어플리케이션 콘트롤러(2700)는 입력 모듈(2200)로 입력된 사용자 입력이나 센싱 모듈(2300)에서 감지된 게이밍 콘트롤러(100a)의 자세 정보를 통신 모듈(2500)을 이용해 게임 콘솔로 전송하거나 반대로 통신 모듈(2500)을 통해 게임 콘솔로부터 진동 신호를 수신해 진동 센서가 진동 피드백을 발생시키도록 할 수 있다. 또 어플리케이션 콘트롤러(2700)는 통신 모듈(2500)을 통해 게임 콘솔로부터 열적 피드백 요청 신호를 수신하여 이를 피드백 콘트롤러(1400)에 전달하여, 피드백 콘트롤러(1400)가 열 출력 모듈(1200)을 제어하여 열적 피드백을 발생시키도록 할 수도 있다. The application controller (2700) can perform overall control of the application unit (2000) and the feedback device (100). For example, the application controller (2700) can transmit user input inputted by the input module (2200) or posture information of the gaming controller (100a) detected by the sensing module (2300) to the game console using the communication module (2500), or conversely, can receive a vibration signal from the game console through the communication module (2500) to cause the vibration sensor to generate vibration feedback. In addition, the application controller (2700) can receive a thermal feedback request signal from the game console through the communication module (2500) and transmit it to the feedback controller (1400), so that the feedback controller (1400) can control the heat output module (1200) to generate thermal feedback.
상술한 제어 동작은 어플리케이션 콘트롤러(2700)가 각종 정보의 연산 및 처리를 수행함에 따라 이루어질 수 있다. 이를 위해 어플리케이션 콘트롤러(2700)는 하드웨어나 소프트웨어 또는 이들의 조합에 따라 컴퓨터나 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다. 하드웨어적으로 어플리케이션 콘트롤러(2700)는 전기적인 신호를 처리하여 제어 기능을 수행하는 전자 회로 형태로 제공될 수 있으며, 소프트웨어적으로는 하드웨어적 회로를 구동시키는 프로그램이나 코드 형태로 제공될 수 있다. The above-described control operation can be performed as the application controller (2700) performs calculations and processing of various types of information. To this end, the application controller (2700) can be implemented as a computer or a similar device according to hardware, software, or a combination thereof. In terms of hardware, the application controller (2700) can be provided in the form of an electronic circuit that processes electrical signals to perform a control function, and in terms of software, it can be provided in the form of a program or code that drives a hardware circuit.
어플리케이션 유닛(2000)의 어플리케이션 콘트롤러(2700)와 피드백 유닛(1000)의 피드백 콘트롤러(1400)는 물리적으로 분리되어 있을 수도 있지만, 단일 물리 구성으로 제공될 수도 있다. 다시 말해, 어플리케이션 콘트롤러(2700)와 피드백 콘트롤러(1400)는 별도의 칩으로 제조되고, 둘 사이의 통신 인터페이스를 통해 협동할 수도 있지만, 기능적으로 어플리케이션 콘트롤러(2700)와 피드백 콘트롤러(1400)의 기능을 모두 수행하는 단일 칩으로 설계되는 것도 가능하다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해 어플리케이션 콘트롤러(2700)와 피드백 콘트롤러(1400)를 기능적으로 분리된 것으로 보고 설명할 것이나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아님을 밝혀둔다. The application controller (2700) of the application unit (2000) and the feedback controller (1400) of the feedback unit (1000) may be physically separated, but may also be provided as a single physical configuration. In other words, the application controller (2700) and the feedback controller (1400) may be manufactured as separate chips and may cooperate through a communication interface between the two, but they may also be designed as a single chip that functionally performs both the functions of the application controller (2700) and the feedback controller (1400). However, for the convenience of explanation, the following description will assume that the application controller (2700) and the feedback controller (1400) are functionally separated, but it should be noted that the present invention is not limited thereto.
한편, 이미 언급한 바와 같이, 피드백 디바이스(100)는 상술한 게이밍 콘트롤러(100a) 이외에도 다양한 형태로 구현될 수 있는데, 게이밍 콘트롤러(100a)에서 설명한 내용 중 일부 또는 전부가 다른 형태의 피드백 디바이스(100)에 적용될 수 있음은 물론이다. 뿐만 아니라 게이밍 콘트롤러(100a)가 반드시 게임용으로만 이용되는 것은 아니며, 이외에도 가상 현실 기술이나 증강 현실 기술을 적용한 체험용 어플리케이션, 교육 어플리케이션, 의료 어플리케이션을 비롯한 다양한 방면에 이용될 수 있음 역시 물론이다. Meanwhile, as already mentioned, the feedback device (100) can be implemented in various forms other than the gaming controller (100a) described above, and it goes without saying that some or all of the contents described in the gaming controller (100a) can be applied to other forms of feedback devices (100). In addition, the gaming controller (100a) is not necessarily used only for gaming, and it goes without saying that it can be used in various fields including experiential applications applying virtual reality technology or augmented reality technology, educational applications, and medical applications.
2. 피드백 디바이스의 동작 2. Operation of the feedback device
이하에서는 피드백 디바이스(100)의 동작에 관하여 설명하기로 한다. Below, the operation of the feedback device (100) will be described.
피드백 디바이스(100)는 기본적으로 열적 피드백을 제공할 수 있다. 열적 피드백에는 온감 피드백, 냉감 피드백 및 열 그릴 피드백이 포함될 수 있다. 피드백 디바이스(100)는 피드백 유닛(1000)이 발열 동작이나 흡열 동작을 선택적으로 또는 동시에 수행함으로써 상술한 열적 피드백을 제공할 수 있다. The feedback device (100) can basically provide thermal feedback. The thermal feedback can include warm feedback, cool feedback, and thermal grill feedback. The feedback device (100) can provide the thermal feedback described above by the feedback unit (1000) selectively or simultaneously performing a heating operation or a heat-absorbing operation.
또 피드백 디바이스(100)는 열적 피드백을 다양한 강도로 제공할 수 있다. 열적 피드백의 강도는 피드백 유닛(1000)의 피드백 콘트롤러(1400)가 열 출력 모듈(1200)에 인가하는 전압의 크기를 조절하는 등의 방식으로 조절될 수 있다. In addition, the feedback device (100) can provide thermal feedback at various intensities. The intensity of the thermal feedback can be adjusted by, for example, adjusting the magnitude of the voltage applied to the heat output module (1200) by the feedback controller (1400) of the feedback unit (1000).
또 피드백 디바이스(100)는 열적 피드백 제공 시 접촉면(1600)을 통해 열을 전달받는 사용자의 피부 등의 손상을 방지하기 위한 동작을 수행할 수도 있다. 이는 피드백 유닛(1000)의 피드백 콘트롤러(1400)가 열 출력 모듈(1200)에 인가하는 전기 신호를 제어함으로써 열적 피드백을 제공하는 강도나 시간을 조절하는 것을 통해 이루어질 수 있다. In addition, the feedback device (100) may perform an operation to prevent damage to the user's skin, etc., which receives heat through the contact surface (1600) when providing thermal feedback. This can be achieved by controlling the intensity or time for providing thermal feedback by controlling the electric signal applied by the feedback controller (1400) of the feedback unit (1000) to the heat output module (1200).
또 피드백 디바이스(100)는 열 역전 환각을 제거하는 동작을 수행할 수도 있다. 열 역전 환각이란 열적 피드백의 종료 시 종료된 열적 피드백의 반대되는 열감이 사용자에게 느껴지는 현상으로, 피드백 디바이스(100)는 열적 피드백 종료 시 완충 구간을 마련함으로써 열 역전 환각을 제거할 수 있다.In addition, the feedback device (100) can also perform an operation to eliminate thermal inversion illusion. Thermal inversion illusion is a phenomenon in which a user feels a thermal sensation opposite to that of the terminated thermal feedback when thermal feedback ends. The feedback device (100) can eliminate thermal inversion illusion by providing a buffering section when thermal feedback ends.
또 피드백 디바이스(100)는 열적 피드백이 이동하는 열 이동 동작을 수행할 수도 있다. 열 이동이란 개별 제어 가능한 복수의 열전 쌍 그룹(1244)으로 구성되는 열전 쌍 어레이(1240)로 제공되는 열전 소자를 이용하여 접촉면(1600) 상에서 열이 이동하는 감각을 사용자에게 제공하는 것을 의미할 수 있다. The feedback device (100) may also perform a thermal movement operation in which thermal feedback moves. Thermal movement may mean providing a user with a sensation of heat moving on a contact surface (1600) by using thermoelectric elements provided as a thermocouple array (1240) comprised of a plurality of individually controllable thermocouple groups (1244).
이하에서는 상술한 피드백 디바이스(100)의 다양한 동작들에 관하여 보다 세부적으로 설명하기로 한다. Below, the various operations of the above-described feedback device (100) will be described in more detail.
2.1. 열적 피드백 제공 동작2.1. Thermal feedback provision operation
이하에서는 상술한 피드백 유닛(1000)에 의해 열적 피드백을 제공하는 동작에 관하여 설명한다. 피드백 유닛(1000)이 제공하는 열적 피드백은 사용자에게 온감을 제공하는 발열 동작과 냉감을 제공하는 흡열 동작을 기본으로 한다. 또 피드백 유닛(1000)은 사용자에게 열 통감을 제공하기 위해 발열 동작과 흡열 동작이 복합된 열 그릴 동작을 열적 피드백의 일종으로 수행할 수 있다. Hereinafter, an operation for providing thermal feedback by the feedback unit (1000) described above will be described. The thermal feedback provided by the feedback unit (1000) is based on a heating operation for providing a warm feeling to the user and an absorption operation for providing a cool feeling. In addition, the feedback unit (1000) may perform a thermal grill operation that combines a heating operation and an absorption operation as a type of thermal feedback to provide a thermal sensation to the user.
이하에서는 발열 동작, 흡열 동작 및 열 그릴 동작 및 열 이동 동작에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.Below, the heating operation, the absorption operation, the heat grill operation, and the heat transfer operation are described in more detail.
2.1.1. 발열/흡열 동작2.1.1. Exothermic/endothermic action
피드백 유닛(1000)은 열 출력 모듈(1200)로 발열 동작을 수행하여 사용자에게 온감 피드백을 제공할 수 있다. 유사하게 열 출력 모듈(1200)로 흡열 동작을 수행하여 사용자에게 냉감 피드백을 제공할 수 있다. The feedback unit (1000) can perform a heating operation with the heat output module (1200) to provide a warm feeling feedback to the user. Similarly, the heat output module (1200) can perform a heat absorption operation to provide a cool feeling feedback to the user.
도 23은 본 발명의 실시예에 따른 온감 피드백을 제공하기 위한 발열 동작에 관한 도면이고, 도 24는 본 발명의 실시예에 따른 온감 피드백의 강도에 관한 그래프이다. FIG. 23 is a drawing regarding a heating operation for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention, and FIG. 24 is a graph regarding the intensity of thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
도 23을 참조하면, 발열 동작은 피드백 콘트롤러(1400)가 열전 쌍 어레이(1240)에 정방향 전류를 인가함에 따라 접촉면(1600) 방향에 발열 반응을 유도시켜 수행될 수 있다. 여기서, 피드백 콘트롤러(1400)가 열전 쌍 어레이(1240)에 일정한 전압(이하에서는 발열 반응을 일으키는 전압을 ‘정전압’으로 지칭함)을 인가하면 열전 쌍 어레이(1240)는 발열 동작을 개시하는데, 접촉면(1600)의 온도는 도 24에 도시된 것과 같이 시간에 따라서 포화 온도까지 상승하게 된다. 따라서, 사용자는 발열 동작 개시 초기에는 온감을 느끼지 못하거나 미약하게 느끼며, 포화 온도에 도달하기까지 온감이 상승하는 것을 느낀 뒤, 일정 시간이 경과한 이후로는 포화 온도에 해당하는 온감 피드백을 제공받게 된다. Referring to FIG. 23, the heating operation can be performed by inducing a heating reaction in the direction of the contact surface (1600) by the feedback controller (1400) applying a forward current to the thermocouple array (1240). Here, when the feedback controller (1400) applies a constant voltage (hereinafter, the voltage causing the heating reaction is referred to as a “constant voltage”) to the thermocouple array (1240), the thermocouple array (1240) initiates the heating operation, and the temperature of the contact surface (1600) increases to the saturation temperature over time, as illustrated in FIG. 24. Accordingly, the user does not feel a sense of warmth or feels a weak sense of warmth at the beginning of the heating operation, and then feels the warmth increasing until it reaches the saturation temperature, and then receives a sense of warmth feedback corresponding to the saturation temperature after a certain period of time has elapsed.
도 25는 본 발명의 실시예에 따른 냉감 피드백을 제공하기 위한 흡열 동작에 관한 도면이고, 도 26은 본 발명의 실시예에 따른 냉감 피드백의 강도에 관한 그래프이다. FIG. 25 is a drawing regarding an absorption operation for providing cooling feedback according to an embodiment of the present invention, and FIG. 26 is a graph regarding the intensity of cooling feedback according to an embodiment of the present invention.
도 25를 참조하면, 흡열 동작은 피드백 콘트롤러(1400)가 열전 쌍 어레이(1240)에 역방향 전류를 인가함에 따라 접촉면(1600) 방향에 흡열 반응을 유도시켜 수행될 수 있다. 여기서, 피드백 콘트롤러(1400)가 열전 쌍 어레이(1240)에 일정한 전압(이하에서는 흡열 반응을 일으키는 전압을 ‘역전압’으로 지칭함)을 인가하면 열전 쌍 어레이(1240)는 흡열 동작을 개시하는데, 접촉면(1600)의 온도는 도 26에 도시된 것과 같이 시간에 따라서 포화 온도까지 상승하게 된다. 따라서, 사용자는 흡열 동작 개시 초기에는 냉감을 느끼지 못하거나 미약하게 느끼며, 포화 온도에 도달하기까지 냉감이 상승하는 것을 느낀 뒤, 일정 시간이 경과한 이후로는 포화 온도에 해당하는 냉감 피드백을 제공받게 된다. Referring to FIG. 25, the endothermic action can be performed by inducing an endothermic reaction toward the contact surface (1600) by applying a reverse current to the thermocouple array (1240) by the feedback controller (1400). Here, when the feedback controller (1400) applies a constant voltage (hereinafter, the voltage causing the endothermic reaction is referred to as a “reverse voltage”) to the thermocouple array (1240), the thermocouple array (1240) initiates an endothermic action, and the temperature of the contact surface (1600) increases to a saturation temperature over time, as illustrated in FIG. 26. Accordingly, the user does not feel a cold sensation or feels a slight cold sensation at the beginning of the endothermic action, and then feels the cold sensation increasing until it reaches the saturation temperature, and then receives a cold sensation feedback corresponding to the saturation temperature after a certain period of time has elapsed.
열전 소자에 전원을 인가하면 열전 소자에서는 그 양측에서 발생하는 발열 반응과 흡열 반응에 더하여 전기 에너지가 열 에너지로 전환되면서 열이 발생한다. 따라서, 열 출력 모듈(1200)에 동일한 크기의 전압을 전류의 방향만 바꾸어 인가하는 경우에는 발열 동작에 따른 온도 변화량이 흡열 동작에 따른 온도 변화량보다 클 수 있다. 여기서, 온도 변화량은 열 출력 모듈(1200)이 동작하지 않는 상태에서의 초기 온도와 포화 온도 간의 온도 차이를 의미한다. When power is applied to a thermoelectric element, in addition to exothermic and endothermic reactions occurring on both sides of the thermoelectric element, heat is generated as electrical energy is converted into thermal energy. Therefore, when the same voltage is applied to the heat output module (1200) by only changing the direction of the current, the temperature change due to the exothermic operation may be greater than the temperature change due to the endothermic operation. Here, the temperature change refers to the temperature difference between the initial temperature and the saturation temperature when the heat output module (1200) is not operating.
한편, 이하에서는 열전 소자가 전기 에너지를 이용하여 수행하는 발열 동작 및 흡열 동작에 관하여 포괄적으로 ‘열전 동작’이라고 지칭하기로 한다. 또 추가적으로 이하에서 후술될 열 그릴 동작 역시 발열 동작 및 흡열 동작이 복합된 동작이므로 열 그릴 동작 역시 ‘열전 동작’의 일종으로 해석될 수 있다. Meanwhile, in the following, the heat generating and heat absorbing operations performed by the thermoelectric element using electric energy will be comprehensively referred to as “thermoelectric operation.” In addition, since the heat grill operation described below is also a combined operation of heat generating and heat absorbing operations, the heat grill operation can also be interpreted as a type of “thermoelectric operation.”
2.1.1.1. 발열/흡열 동작의 강도 제어2.1.1.1. Controlling the intensity of exothermic/endothermic action
상술한 바와 같이 열 출력 모듈(1200)이 발열 동작이나 흡열 동작을 수행할 시, 피드백 콘트롤러(1400)는 인가되는 전압의 크기를 조정함으로써 열 출력 모듈(1200)의 발열 정도나 흡열 정도를 제어할 수 있다. 따라서, 피드백 콘트롤러(1400)가 전류의 방향을 조정하여 온감 피드백과 냉감 피드백 중 제공할 열 피드백의 종류를 선택하는 것에 더해, 전압의 크기를 조정하여 온감 피드백이나 냉감 피드백의 강도를 조절할 수 있다. As described above, when the heat output module (1200) performs a heat generating operation or a heat absorbing operation, the feedback controller (1400) can control the degree of heat generating or heat absorbing of the heat output module (1200) by adjusting the magnitude of the applied voltage. Accordingly, in addition to selecting the type of heat feedback to be provided among the warm feeling feedback and the cool feeling feedback by adjusting the direction of the current, the feedback controller (1400) can adjust the intensity of the warm feeling feedback or the cool feeling feedback by adjusting the magnitude of the voltage.
도 27은 본 발명의 실시예에 따른 전압 조절을 이용한 온감/냉감 피드백의 강도에 관한 그래프이다.Figure 27 is a graph regarding the intensity of hot/cold feedback using voltage control according to an embodiment of the present invention.
예를 들어, 도 27을 살펴보면 피드백 콘트롤러(1400)는 5단계의 전압값을 정방향 또는 역방향으로 인가함으로써, 피드백 유닛(1000)이 사용자에게 온감 피드백 5단계와 냉감 피드백 5단계의 총 10가지의 열 피드백을 제공할 수 있다. For example, looking at Fig. 27, the feedback controller (1400) can provide a total of 10 thermal feedbacks to the user, including 5 stages of warm feedback and 5 stages of cold feedback, by applying 5-stage voltage values in the forward or reverse direction.
여기서, 도 27에서는 온감 피드백과 냉감 피드백이 각각 동일한 개수의 강도 등급을 가지는 것으로 도시하고 있으나, 반드시 온감 피드백과 냉감 피드백의 강도 등급의 개수가 동일해야 하는 것은 아니며 서로 상이할 수도 있다. Here, in Fig. 27, the warm feedback and the cold feedback are illustrated as each having the same number of intensity grades, but the number of intensity grades of the warm feedback and the cold feedback does not necessarily have to be the same and may be different.
또 여기서, 동일한 크기의 전압값을 이용하여 전류 방향을 바꿔줌으로써 온감 피드백과 냉감 피드백을 구현하는 것으로 도시하고 있으나, 온감 피드백을 위해 인가되는 전압값의 크기와 냉감 피드백을 위해 인가되는 전압값의 크기가 서로 동일할 필요도 없다. Also, here, it is illustrated that the warm feedback and the cold feedback are implemented by changing the current direction using the same size of voltage value, but the size of the voltage value applied for the warm feedback and the size of the voltage value applied for the cold feedback do not need to be the same.
특히, 동일한 전압을 인가하여 발열 동작과 흡열 동작을 수행하는 경우, 일반적으로 발열 동작에 따른 온감 피드백의 온도 변화량이 흡열 동작에 따른 온도 변화량보다 크므로, 도 28에 도시된 것과 유사하게 냉감 피드백 시에 동일 등급의 온감 피드백에 인가되는 전압보다 큰 전압을 인가하여 서로 대응되는 강도 등급에서 동일한 온도 변화량을 보이도록 하는 것도 가능하다. 도 28은 본 발명의 실시예에 따른 동일 온도 변화량을 갖는 온감/냉감 피드백에 관한 그래프이다.In particular, when performing a heating operation and an endothermic operation by applying the same voltage, since the temperature change amount of the thermal feedback according to the heating operation is generally greater than the temperature change amount according to the endothermic operation, it is also possible to show the same temperature change amount in the corresponding intensity level by applying a voltage greater than the voltage applied to the thermal feedback of the same level during the cooling feedback, similar to that illustrated in Fig. 28. Fig. 28 is a graph regarding the thermal/cool feedback having the same temperature change amount according to an embodiment of the present invention.
이상에서는 열적 피드백의 강도를 제어하기 위하여 열 출력 모듈(1200)에 인가되는 전압값을 조절하는 것으로 설명하였으나, 열적 피드백의 강도 제어는 다른 방식으로도 가능하다. In the above, it has been explained that the voltage value applied to the heat output module (1200) is adjusted to control the intensity of thermal feedback, but the intensity of thermal feedback can also be controlled in other ways.
일 예로, 열 출력 모듈(1200)의 열전 쌍 어레이(1240)가 개별 제어 가능한 복수의 열전 쌍 그룹(1244)을 가지는 경우 피드백 콘트롤러(1400)는 열전 쌍 그룹(1244) 별로 동작을 제어하여 열적 피드백의 강도를 조절할 수 있다. For example, if the thermocouple array (1240) of the heat output module (1200) has a plurality of individually controllable thermocouple groups (1244), the feedback controller (1400) can control the operation of each thermocouple group (1244) to adjust the strength of the thermal feedback.
도 29는 본 발명의 실시예에 따른 열전 쌍 그룹(1244) 별 동작 제어를 통한 온감/냉각 피드백 강도 조절에 관한 그래프이다. 도 29를 참조하면, 열전 쌍 어레이(1240)가 5개의 열전 쌍 그룹(1244-1, 1244-2, 1244-3, 1244-4, 1244-5)으로 이루어진 경우, 피드백 콘트롤러(1400)는 열전 쌍 그룹(1244)의 전체 또는 일부에 전압을 인가함에 따라 열적 피드백의 강도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 피드백 콘트롤러(1400)는 전체 열전 쌍 그룹(1244)에 전압을 인가하여 사용자에게 최대 강도의 열적 피드백을 제공하거나, 4개의 열전 쌍 그룹(1244)에만 전압을 인가하여 사용자에게 중상 강도의 열적 피드백을 제공하거나, 3개의 열전 쌍 그룹(1244)에만 전압을 인가하여 사용자에게 중간 강도의 열적 피드백을 제공하거나, 2개의 열전 쌍 그룹(1244)에만 전압을 인가하여 사용자에게 중하 강도의 열적 피드백을 제공하거나, 또는 1개의 열전 쌍 그룹(1244)에만 전압을 인가하여 사용자에게 최소 강도의 열적 피드백을 제공할 수 있다. FIG. 29 is a graph regarding the control of the intensity of the thermal/cooling feedback through the operation control of each thermocouple group (1244) according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 29, when the thermocouple array (1240) is composed of five thermocouple groups (1244-1, 1244-2, 1244-3, 1244-4, 1244-5), the feedback controller (1400) can control the intensity of the thermal feedback by applying voltage to all or part of the thermocouple groups (1244). For example, the feedback controller (1400) may energize all thermocouple groups (1244) to provide maximum intensity thermal feedback to the user, energize only four thermocouple groups (1244) to provide medium-high intensity thermal feedback to the user, energize only three thermocouple groups (1244) to provide medium-high intensity thermal feedback to the user, energize only two thermocouple groups (1244) to provide medium-low intensity thermal feedback to the user, or energize only one thermocouple group (1244) to provide minimum intensity thermal feedback to the user.
이와 같이 열전 쌍 그룹(1244) 별 전압 인가/비인가 여부를 통해 열적 피드백의 강도를 조절할 시에는, 피드백 콘트롤러(1400)는 허용되는 범위 내에서 열 분포가 최대한 균일해지도록 전압을 인가받을 열전 쌍 그룹(1244)을 선택할 수 있다. 이를 위해서는 피드백 콘트롤러(1400)는 전압을 인가받는 열전 쌍 그룹(1244)이나 전압을 인가받지 않는 열전 쌍 그룹(1244)이 연속되는 개수가 최소가 되는 형태로 열전 쌍 그룹(1244)으로의 전압 인가 여부를 결정할 수 있다. 도 29에 도시된 표는 열 분포의 균일도를 고려한 형태이므로, 이를 참조하면 보다 명확히 이해될 것이다. In this way, when controlling the strength of thermal feedback through whether voltage is applied/not applied to each thermocouple group (1244), the feedback controller (1400) can select the thermocouple group (1244) to which voltage is to be applied so that the heat distribution becomes as uniform as possible within an allowable range. To this end, the feedback controller (1400) can determine whether to apply voltage to the thermocouple group (1244) in such a way that the number of consecutive thermocouple groups (1244) to which voltage is applied or thermocouple groups (1244) to which voltage is not applied is minimized. Since the table illustrated in FIG. 29 is in a form that takes into account the uniformity of heat distribution, it will be more clearly understood by referring to it.
다른 예로는, 피드백 콘트롤러(1400)가 전원 인가 타이밍을 제어함으로써 열적 피드백의 강도를 조절하는 것도 가능하다. 구체적으로는 피드백 콘트롤러(1400)는 열전 쌍 어레이(1240)에 듀티 사이클(duty cycle)을 갖는 듀티 신호 형태의 전기 신호로 전원을 인가하여 열적 피드백의 강도를 조절할 수 있다. As another example, it is also possible for the feedback controller (1400) to control the intensity of the thermal feedback by controlling the timing of power application. Specifically, the feedback controller (1400) can control the intensity of the thermal feedback by applying power to the thermocouple array (1240) as an electrical signal in the form of a duty signal having a duty cycle.
도 30은 본 발명의 실시예에 따른 전원 인가 타이밍 제어를 통한 온감/냉각 피드백 강도 조절에 관한 그래프이다. 도 30을 참조하면, 전기 신호의 듀티 레이트(duty rate)를 조정하여 열적 피드백의 강도가 제어됨을 볼 수 있다. Fig. 30 is a graph regarding the control of the intensity of thermal/cooling feedback through the power supply timing control according to an embodiment of the present invention. Referring to Fig. 30, it can be seen that the intensity of thermal feedback is controlled by adjusting the duty rate of the electric signal.
상술한 바와 같이 열적 피드백의 강도를 조절하면 사용자에게 단순히 온감과 냉감을 제공하는 것에서 벗어나, 강한 온감, 약한 온감, 강한 냉감, 약한 냉감 등의 세분화된 열적 피드백을 제공할 수 있다. 이처럼 다양하게 세분화된 열적 피드백을 게임 환경이나 가상/증강 현실 환경 등에서 사용자에게 보다 높은 몰입감을 제공할 수 있으며, 의료 기기에 적용되는 경우라면 환자의 감각을 보다 정밀하게 검사할 수 있는 장점이 있다.As described above, by controlling the intensity of thermal feedback, it is possible to provide detailed thermal feedback such as strong hot, weak hot, strong cold, and weak cold, rather than simply providing hot and cold sensations to the user. Such detailed thermal feedback can provide a higher sense of immersion to the user in game environments or virtual/augmented reality environments, and when applied to medical devices, it has the advantage of allowing more precise examination of the patient's senses.
한편, 상술한 열적 피드백의 강도 조절 방식 이외에도 전압 조절 방식, 열전 쌍 그룹(1244) 별 조절(즉, 영역 별 조절) 방식 및 듀티 사이클을 이용한 조절 방식을 혼합하여 열적 피드백의 강도를 조절하는 것 역시 가능하며, 이를 조합하는 것은 당업자에게 자명한 정도에 불과하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.Meanwhile, in addition to the above-described method of controlling the intensity of thermal feedback, it is also possible to control the intensity of thermal feedback by combining the voltage control method, the control method by thermocouple group (1244) (i.e., the control method by region), and the control method using the duty cycle. Since combining these is obvious to those skilled in the art, a description thereof will be omitted.
2.1.2. 열 그릴 동작2.1.2. Heat grill operation
피드백 유닛(1000)은 온감 피드백 및 냉각 피드백 이외에도 열 그릴 피드백을 제공할 수 있다. 열 통감이란 사람의 신체에 온점과 냉점이 동시에 자극되는 이를 경우 온감과 냉감으로 인식하지 못하고 통감으로 인식되는 것을 의미한다. 따라서, 피드백 유닛(1000)은 발열 동작과 흡열 동작을 복합 수행하는 열 그릴 동작을 통해 사용자에게 열 그릴 피드백을 제공할 수 있다. The feedback unit (1000) can provide thermal grill feedback in addition to the warm feedback and the cool feedback. Thermal pain refers to a case where hot and cold points on the human body are simultaneously stimulated, and are not recognized as warm and cold sensations but as pain sensation. Accordingly, the feedback unit (1000) can provide the user with thermal grill feedback through the thermal grill operation that performs a combined heating operation and a heat absorption operation.
한편, 피드백 유닛(1000)은 열 그릴 피드백을 제공하기 위한 다양한 방식의 열 그릴 동작을 수행할 수 있는데, 이에 관해서는 열 그릴 피드백의 종류에 대하여 설명한 뒤 후술하기로 한다.Meanwhile, the feedback unit (1000) can perform various types of heat grill operations to provide heat grill feedback, which will be described later after explaining the types of heat grill feedback.
2.1.2.1. 열 그릴 피드백의 종류2.1.2.1. Types of heat grill feedback
열 그릴 피드백에는 중립 열 그릴 피드백, 온열 그릴 피드백 및 냉열 그릴 피드백이 포함될 수 있다. Thermal grill feedback may include neutral thermal grill feedback, warm thermal grill feedback, and cold thermal grill feedback.
여기서, 중립 열 그릴 피드백, 온열 그릴 피드백, 냉열 그릴 피드백은 각각 사용자에게 중립 열 통감, 온열 통감, 냉열 통감을 유발한다. 중립 열 통감은 온감 및 냉감 없이 통감만 느껴지는 것을 의미하고, 온열 통감이란 온감에 더하여 통감이 느껴지는 것을 의미하고, 냉열 통감이란 냉감에 더하여 통감이 느껴지는 것을 의미할 수 있다. Here, neutral heat grill feedback, warm grill feedback, and cold grill feedback induce neutral heat sensation, warm heat sensation, and cold heat sensation in the user, respectively. Neutral heat sensation means that only the sensation is felt without the heat or cold sensation, warm heat sensation means that the sensation is felt in addition to the heat sensation, and cold heat sensation means that the sensation is felt in addition to the cold sensation.
중립 열 통감은 사용자가 느끼는 온감과 냉감의 강도가 소정 비율 범위에 해당하는 경우 유발된다. 중립 열 통감을 느끼는 비율(이하 ‘중립 비율’이라 함)은 열적 피드백을 제공받는 신체 부위마다 상이할 수 있으며 동일한 신체 부위라고 하더라도 개인 별로 다소 상이할 수 있으나, 대개의 경우 냉감의 강도가 온감의 강도보다 크게 주어지는 상황에서 중립 열 통감이 느껴지는 경향이 있다.Neutral thermal sensation is induced when the intensity of the warm and cold sensations felt by the user falls within a certain ratio range. The ratio of feeling neutral thermal sensation (hereinafter referred to as “neutral ratio”) may vary depending on the body part receiving thermal feedback, and may differ somewhat from person to person even for the same body part. However, in most cases, neutral thermal sensation tends to be felt in situations where the intensity of the cold sensation is greater than the intensity of the warm sensation.
여기서, 열적 피드백의 강도는 피드백 디바이스(100)가 접촉면(1600)에 접한 신체 부위에 가하는 열량 내지는 해당 신체 부위로부터 흡수하는 열량일 수 있다. 따라서, 일정한 면적에 일정한 시간 동안 열적 피드백이 가해지는 경우, 열적 피드백의 강도는 열적 피드백이 가해지는 대상 부위의 온도에 대한 온감이나 냉감의 온도의 차이값으로 표현될 수 있다. Here, the intensity of the thermal feedback may be the amount of heat applied by the feedback device (100) to a body part in contact with the contact surface (1600) or the amount of heat absorbed from the body part. Accordingly, when thermal feedback is applied to a certain area for a certain period of time, the intensity of the thermal feedback may be expressed as a difference value between the temperature of the hot or cold sensation and the temperature of the target part to which the thermal feedback is applied.
한편, 사람의 체온은 대개 36.5~36.9℃ 사이이며, 피부의 온도는 개인마다 또 부위마다 차이가 있으나 평균적으로 약 30~32℃로 알려져 있다. 손바닥의 온도는 평균적인 피부 온도보다 다소 높은 약 33℃ 정도이다. 물론, 상술한 온도 수치들은 개인에 따라 다소 다를 수 있으며, 동일인이라도 어느 정도 변동될 수는 있다.Meanwhile, human body temperature is usually between 36.5 and 36.9℃, and skin temperature varies from person to person and body part, but is known to be around 30 to 32℃ on average. The temperature of the palm is around 33℃, which is slightly higher than the average skin temperature. Of course, the above-mentioned temperature values may vary slightly from person to person, and may vary to some extent even within the same person.
일 실험예에 따르면, 33℃의 손바닥에 약 40℃의 온감과 약 20℃의 냉감이 주어지는 경우 중립 열 통감이 느껴지는 것을 확인하였다. 이는 손바닥 온도를 기준으로 볼 때 +7℃의 온감과 -13℃의 냉감이 주어진 것이며, 따라서 온도 관점에서의 중립 비율은 1.86에 해당할 수 있다. According to an experimental example, it was confirmed that neutral thermal sensation was felt when a warm sensation of about 40℃ and a cold sensation of about 20℃ were given to a palm at 33℃. This means that a warm sensation of +7℃ and a cold sensation of -13℃ were given based on the palm temperature, and therefore the neutral ratio from a temperature perspective can be 1.86.
이로부터 확인할 수 있듯이 대부분의 사람의 경우에는 온감과 냉감이 각각 동일한 크기의 신체 영역에 대하여 지속적으로 가해지는 경우에 접촉 대상인 피부에 대해 온감이 유발하는 온도차에 대한 냉감이 유발하는 온도차의 비율로 표현되는 중립 비율은 약 1.5~5의 범위이다. 또 온열 통감은 중립 비율보다 온감의 크기가 큰 경우에 느껴질 수 있으며, 냉열 통감은 중립 비율보다 냉감의 크기가 큰 경우에 느껴질 수 있다.As can be seen from this, for most people, when hot and cold sensations are continuously applied to the same size of body area, the neutral ratio, which is expressed as the ratio of the temperature difference caused by the cold sensation to the temperature difference caused by the hot sensation on the skin of the contacting object, is in the range of about 1.5 to 5. Also, hot sensation can be felt when the size of the hot sensation is larger than the neutral ratio, and cold sensation can be felt when the size of the cold sensation is larger than the neutral ratio.
2.1.2.2. 전압 조절에 따른 열 그릴 동작 2.1.2.2. Thermal grill operation according to voltage regulation
피드백 유닛(1000)은 전압 조절 방식으로 열 그릴 동작을 수행할 수 있다. 전압 조절 방식의 열 그릴 동작은 열전 쌍 어레이(1240)가 복수의 열전 쌍 그룹(1244)으로 구성된 피드백 유닛(1000)에 적용될 수 있다. The feedback unit (1000) can perform a heat grill operation in a voltage-controlled manner. The heat grill operation in a voltage-controlled manner can be applied to the feedback unit (1000) in which the thermocouple pair array (1240) is composed of a plurality of thermocouple pair groups (1244).
구체적으로 전압 조절 방식의 열 그릴 동작은, 피드백 콘트롤러(1400)가 열전 쌍 그룹(1244)의 일부에 정방향 전압을 인가하여 발열 동작을 수행시키고 다른 일부에 역방향 전압을 인가하여 흡열 동작을 수행시켜, 열 출력 모듈(1200)이 온감 피드백과 냉감 피드백을 동시에 제공함에 따라 이루어질 수 있다. Specifically, the heat grill operation of the voltage control method can be achieved by the feedback controller (1400) applying a forward voltage to some of the thermocouple groups (1244) to perform a heat generating operation and applying a reverse voltage to other parts to perform a heat absorbing operation, so that the heat output module (1200) provides both heat feedback and cool feedback simultaneously.
도 31은 본 발명의 실시예에 따른 전압 조절 방식의 열 그릴 동작에 관한 도면이다. FIG. 31 is a diagram of a heat grill operation using a voltage control method according to an embodiment of the present invention.
도 31을 참조하면, 열전 쌍 어레이(1240)는 복수의 라인을 형성하도록 배치되는 복수의 열전 쌍 그룹(1244)을 포함한다. 여기서 피드백 콘트롤러(1400)는 제1 열전 쌍 그룹들(1244-1, 예를 들어 홀수 라인의 열전 쌍 그룹들)은 발열 동작을 수행하도록 하고 제2 열전 쌍 그룹들(1244-2, 예를 들어 짝수 라인의 열전 쌍 그룹들)은 흡열 동작을 수행하도록 전원을 인가할 수 있다. 이처럼 열전 쌍 그룹들(1244)이 라인 배치에 따라 발열 동작과 흡열 동작을 교번적으로 수행하면 사용자는 온감과 냉감이 동시에 전달받게 돼 결과적으로 열 그릴 피드백을 제공받을 수 있다. 여기서, 홀수 라인과 짝수 라인의 구분은 임의적인 것이므로 그 반대가 되어도 무방하다.Referring to FIG. 31, a thermocouple array (1240) includes a plurality of thermocouple groups (1244) arranged to form a plurality of lines. Here, a feedback controller (1400) may apply power to the first thermocouple groups (1244-1, for example, thermocouple groups of odd lines) to perform a heating operation and the second thermocouple groups (1244-2, for example, thermocouple groups of even lines) to perform an absorption operation. In this way, when the thermocouple groups (1244) alternately perform the heating operation and the absorption operation according to the line arrangement, a user may receive a feeling of warmth and a feeling of coolness at the same time, and as a result, a heat grill feedback may be provided. Here, the distinction between odd lines and even lines is arbitrary, and thus the opposite may be applied.
여기서, 피드백 유닛(1000)은 제1 열전 쌍 그룹들(1244-1)의 발열 동작에 따른 포화 온도와 제2 열전 쌍 그룹들(1244-2)의 흡열 동작에 따른 포화 온도가 중립 비율에 따르도록 제어함으로써 중립 열 그릴 피드백을 제공할 수 있다.Here, the feedback unit (1000) can provide a neutral heat grill feedback by controlling the saturation temperature according to the heat generating operation of the first thermocouple pair groups (1244-1) and the saturation temperature according to the heat absorbing operation of the second thermocouple pair groups (1244-2) to follow a neutral ratio.
도 32는 본 발명의 실시예에 따른 전압 조절 방식에서 중립 열 그릴 피드백을 제공하기 위한 전압에 관한 표이다.FIG. 32 is a table regarding voltages for providing neutral heat grill feedback in a voltage regulation method according to an embodiment of the present invention.
예를 들어, 도 32를 참조하면 피드백 콘트롤러(1400)가 열 출력 모듈(1200)에 각각 5개의 정전압과 역전압을 인가할 수 있으며, 열 출력 모듈(1200)이 이에 따라 각각 5등급의 발열 동작과 흡열 동작을 수행하며, 동일한 등급의 발열 동작과 흡열 동작에 따른 온도 변화량의 크기가 동일하며, 각 등급 간의 온도 변화량의 크기가 일정한 피드백 디바이스(100)를 가정하면, 중립 비율이 3으로 세팅된 경우 피드백 콘트롤러(1400)는 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)에 대해서 크기가 가장 작은 등급인 제1 등급의 정전압을 인가하고 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)에 대해서 제3 등급의 역전압을 인가함으로써 열 출력 모듈(1200)이 중립 열 통각 피드백을 제공할 수 있다. 유사하게 중립 비율이 2.5인 경우라면 중립 열 그릴 피드백을 제공하기 위해 피드백 콘트롤러(1400)는 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)에 대해서 제2 등급의 정전압을 인가하고 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)에 대해서는 제5 등급의 역전압을 인가할 수 있다. 또는 중립 비율이 4인 경우에는 피드백 콘트롤러(1400)는 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)에 대하여 제1 등급의 정전압을, 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)에 대해서는 제4 등급의 역전압을 인가하여 중립 열 그릴 피드백을 발생시킬 수 있다. 또는 중립 비율이 2인 경우에는 피드백 콘트롤러(1400)는 제1 등급의 정전압과 제2 등급의 역전압을 인가하거나 또는 제2 등급의 정전압과 제4 등급의 역전압을 인가함으로써 중립 열 통감을 제공할 수 있다. 이때에는 전자의 중립 열 통감(제1 등급 정전압과 제2 등급의 역전압을 이용한 경우)이 후자의 중립 열 통감(제2 등급의 정전압과 제4 등급의 역전압을 이용한 경우)의 강도가 더 강하게 될 수 있다. 즉, 열 그릴 피드백의 경우에도 그 강도 조절이 가능한 것이다. 한편, 중립 열 통감을 제공하는 방식에 대하여 상술한 내용은 예시적인 것으로, 본 발명이 이로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 열적 피드백의 등급수가 5단계일 필요가 없으며, 냉열, 온열 등급의 개수가 상이한 것도 가능하다. 또 각 등급의 온도 변화량 간격이 일정해야 하는 것도 아니며, 이를 테면 각 등급의 전압 간격이 일정할 수도 있다. For example, referring to FIG. 32, if the feedback controller (1400) can apply five constant voltages and reverse voltages to the heat output module (1200), and the heat output module (1200) performs five grades of heat generation and heat absorption operations accordingly, and the temperature change amounts according to the same grade of heat generation and heat absorption operations are the same, and assuming a feedback device (100) in which the temperature change amounts between each grade are constant, when the neutral ratio is set to 3, the feedback controller (1400) can apply a constant voltage of the first grade, which is the smallest grade, to the first thermocouple pair group (1244-1), and apply a reverse voltage of the third grade to the second thermocouple pair group (1244-2), so that the heat output module (1200) can provide a neutral thermal pain feedback. Similarly, when the neutral ratio is 2.5, the feedback controller (1400) may apply a second-grade constant voltage to the first thermocouple group (1244-1) and a fifth-grade reverse voltage to the second thermocouple group (1244-2) to provide neutral heat grill feedback. Alternatively, when the neutral ratio is 4, the feedback controller (1400) may apply a first-grade constant voltage to the first thermocouple group (1244-1) and a fourth-grade reverse voltage to the second thermocouple group (1244-2) to generate neutral heat grill feedback. Alternatively, when the neutral ratio is 2, the feedback controller (1400) may apply a first-grade constant voltage and a second-grade reverse voltage, or a second-grade constant voltage and a fourth-grade reverse voltage, to provide neutral heat grill feedback. At this time, the neutral thermal sensation of the former (when using the 1st grade constant voltage and the 2nd grade reverse voltage) can be stronger than the neutral thermal sensation of the latter (when using the 2nd grade constant voltage and the 4th grade reverse voltage). In other words, the intensity can be adjusted even in the case of thermal grill feedback. Meanwhile, the above-described method for providing the neutral thermal sensation is exemplary, and the present invention is not limited thereto. For example, the number of grades of thermal feedback does not have to be 5, and the number of cold and hot grades can be different. Also, the temperature change interval of each grade does not have to be constant, and for example, the voltage interval of each grade can be constant.
또 피드백 콘트롤러(1400)는 정전압과 역전압을 중립 비율 이하가 되도록 조정함으로써 온열 그릴 피드백을 제공하거나 중립 비율 이상이 되도록 조정함으로써 냉열 그릴 피드백을 제공할 수 있다. Additionally, the feedback controller (1400) can provide warm grill feedback by adjusting the positive and negative voltages to be below the neutral ratio, or can provide cold grill feedback by adjusting them to be above the neutral ratio.
예를 들어, 다시 도 32을 참조하면 피드백 콘트롤러(1400)는 중립 비율이 3으로 세팅된 경우 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)에 대하여 제1 등급 정전압을 인가하고 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)에 제 1 등급이나 제2 등급의 역전압을 인가하면, 열 출력 모듈(1200)에서 중립 비율보다 낮은 비율로 열감과 통감을 발생시키므로 사용자에게 온감과 통감을 동시에 느끼는 온열 그릴 피드백을 제공할 수 있다. 한편, 이때 정전압이 반드시 중립 열 그릴 피드백에 이용되는 정전압일 필요는 없다. 다시 말해 피드백 콘트롤러(1400)는 4등급의 정전압과 4등급의 역전압을 이용하여 열 출력 모듈(1200)이 온열 그릴 피드백을 제공하도록 할 수도 있을 것이다.For example, referring again to FIG. 32, when the feedback controller (1400) applies a first-grade constant voltage to the first thermocouple pair group (1244-1) and applies a first-grade or second-grade reverse voltage to the second thermocouple pair group (1244-2) when the neutral ratio is set to 3, the heat output module (1200) generates a heat sensation and a thermal sensation at a lower ratio than the neutral ratio, thereby providing a thermal grill feedback that allows the user to feel both a heat sensation and a thermal sensation. Meanwhile, at this time, the constant voltage does not necessarily need to be the constant voltage used for the neutral heat grill feedback. In other words, the feedback controller (1400) may use a fourth-grade constant voltage and a fourth-grade reverse voltage to allow the heat output module (1200) to provide a thermal grill feedback.
냉열 그릴 피드백의 경우에는 피드백 콘트롤러(1400)가 중립 비율이 3으로 세팅된 경우, (1등급, 4등급)이나 (1등급, 5등급)의 (정전압, 역전압)을 열 출력 모듈(1200)에 인가할 수 있다. In the case of cold grill feedback, if the feedback controller (1400) is set to a neutral ratio of 3, (
다만, 온열 그릴 피드백이나 냉열 그릴 피드백을 제공하려는 경우, 중립 비율로부터 크게 벗어난 비율로 정전압과 역전압을 인가하는 경우에는 사용자가 통감이 느끼지 못하는 문제가 있을 수 있으므로, 중립 비율에 가까운 비율이 되도록 정전압/역전압의 등급을 조절하는 것이 바람직할 수도 있다. However, when providing warm grill feedback or cold grill feedback, if constant voltage and reverse voltage are applied at a ratio that is significantly different from the neutral ratio, there may be a problem in which the user does not feel the sensation, so it may be desirable to adjust the grade of constant voltage/reverse voltage so that the ratio is close to the neutral ratio.
2.1.2.3. 영역 조절에 따른 열 그릴 동작 2.1.2.3. Heat grill operation according to area control
이상에서는 열전 쌍 어레이(1240)에서 발열 동작을 수행하는 영역과 흡열 동작을 수행하는 영역이 동일 크기로 교번 배치된 상태에서 열전 쌍 그룹(1244)에 인가되는 전압을 조절하여 피드백 디바이스(100)가 열 그릴 피드백을 제공하는 것으로 설명하였으나, 발열 영역과 흡열 영역의 크기를 조절하여 열 그릴 피드백을 생성하는 것도 가능하다. In the above, it has been described that the feedback device (100) provides heat grill feedback by controlling the voltage applied to the thermocouple group (1244) in a state where the areas performing heat generation and heat absorption in the thermocouple array (1240) are alternately arranged with the same size. However, it is also possible to generate heat grill feedback by controlling the sizes of the heat generation and heat absorption areas.
구체적으로 영역 조절 방식의 열 그릴 동작은, 피드백 콘트롤러(1400)가 정방향 전압이 인가되는 열전 쌍 그룹(1244)의 면적과 역방향 전압이 인가되는 열전 쌍 그룹(1244)의 면적을 조절하여 수행될 수 있다. Specifically, the area-controlled heat grill operation can be performed by the feedback controller (1400) by controlling the area of the thermocouple pair group (1244) to which the forward voltage is applied and the area of the thermocouple pair group (1244) to which the reverse voltage is applied.
도 33은 본 발명의 실시예에 따른 영역 조절 방식의 열 그릴 동작에 관한 도면이다. FIG. 33 is a drawing regarding the operation of a heat grill in an area-controlling manner according to an embodiment of the present invention.
도 33을 참조하면, 열전 쌍 어레이(1240)는 복수의 라인을 형성하도록 배치되는 복수의 열전 쌍 그룹(1244)을 포함한다. 여기서, 각 라인의 면적 크기가 동일하며, 정전압과 역전압이 열감 피드백과 냉감 피드백의 온도 변화량을 동일하게 하는 전압값으로 세팅되어 있다고 가정하면, 중립 비율이 3인 경우, 피드백 콘트롤러(1400)는 발열 동작을 수행하는 열전 쌍 그룹(1244-1) 하나 당 세 개의 열전 쌍 그룹(1244-2)이 흡열 동작을 수행하도록 열 출력 모듈(1200)에 정전압과 역전압을 인가하여, 냉감 피드백을 제공하는 접촉면(1600)의 면적이 열감 피드백을 제공하는 접촉면(1600)의 면적의 3배가 되도록 함으로써, 피드백 디바이스(100)가 중립 열 통감을 제공하도록 할 수 있다. Referring to FIG. 33, the thermocouple array (1240) includes a plurality of thermocouple groups (1244) arranged to form a plurality of lines. Here, assuming that the area size of each line is the same, and that the positive voltage and the reverse voltage are set to voltage values that make the temperature changes of the heat feedback and the cool feedback the same, when the neutral ratio is 3, the feedback controller (1400) applies the positive voltage and the reverse voltage to the heat output module (1200) so that three thermocouple groups (1244-2) per one thermocouple group (1244-1) performing a heat-generating operation perform a heat-absorbing operation, thereby making the area of the contact surface (1600) providing the cool feedback three times the area of the contact surface (1600) providing the heat feedback, thereby allowing the feedback device (100) to provide a neutral heat feedback.
다만, 여기서 중립 비율은 온감 피드백과 냉감 피드백 시의 온도 변화량의 비율 대신 온감 피드백이 제공되는 면적에 대한 냉감 피드백이 제공되는 면적의 비율을 의미할 수 있다. 면적 관점에서의 중립 비율은 온도 관점에서의 중립 비율과 동일할 수도 있지만, 다소 상이한 값이 될 수도 있다. However, the neutral ratio here may mean the ratio of the area where the cold feedback is provided to the area where the hot feedback is provided, instead of the ratio of the temperature change amount when the hot feedback and the cold feedback are provided. The neutral ratio in terms of area may be the same as the neutral ratio in terms of temperature, but may also be a slightly different value.
또 피드백 콘트롤러(1400)는 발열 동작을 수행하는 열전 쌍 그룹(1244-1) 하나 당 흡열 그룹을 수행하는 열전 쌍 그룹(1244-2)의 개수를 감소시키거나 증가시킴으로써, 피드백 디바이스(100)가 온열 그릴 피드백이나 냉열 그릴 피드백을 수행하도록 하는 것도 가능하다. Additionally, the feedback controller (1400) can also cause the feedback device (100) to perform a heat grill feedback or a cold grill feedback by reducing or increasing the number of thermocouple pair groups (1244-2) performing a heat absorption group per thermocouple pair group (1244-1) performing a heat generating operation.
한편, 도 33에서는 열전 쌍 그룹(1244)이 각각 동일 면적을 갖는 것으로 설명하였으나, 이와 달리 중립 비율을 고려하여 열전 쌍 그룹(1244)을 설계하는 것도 가능하다. Meanwhile, in Fig. 33, it is described that each thermocouple pair group (1244) has the same area, but it is also possible to design the thermocouple pair group (1244) by considering the neutrality ratio.
도 34는 본 발명의 실시예에 따른 열적 조절 방식을 위해 상이한 면적을 갖는 열전 쌍 그룹(1244)으로 구성되는 열전 쌍 어레이(1240)를 도시한 도면이다. FIG. 34 is a diagram illustrating a thermocouple array (1240) composed of thermocouple groups (1244) having different areas for a thermal control method according to an embodiment of the present invention.
도 34를 참조하면, 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)과 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)은 서로 다른 면적을 갖도록 설계되어 있으며, 그 비율은 중립 비율이 될 수 있다. 이러한 열전 쌍 어레이(1240)를 이용하면, 피드백 콘트롤러(1400)는 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)과 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)에 각각 정전압과 역전압을 인가하여 피드백 디바이스(100)가 중립 열 그릴 피드백을 제공하도록 할 수 있을 것이다. Referring to FIG. 34, the first thermocouple group (1244-1) and the second thermocouple group (1244-2) are designed to have different areas, and the ratio thereof can be a neutral ratio. Using such a thermocouple array (1240), the feedback controller (1400) can apply a positive voltage and a reverse voltage to the first thermocouple group (1244-1) and the second thermocouple group (1244-2), respectively, so that the feedback device (100) can provide a neutral heat grid feedback.
이상에서는 발열 면적과 흡열 면적을 조절함으로써 열 그릴 피드백을 제공하는 것에 관하여 온감 피드백과 냉감 피드백에서의 온도 변화량이 동일한 정전압과 역전압을 이용하는 것을 가정하여 설명하였는데, 이와 달리 온감 피드백과 냉감 피드백에서의 온도 변화량이 상이한 경우에는 그에 따른 효과를 더 고려하여 면적 비율을 조절해야 한다. In the above, it was explained assuming that the temperature change amount in the warm feedback and the cool feedback is the same using the positive voltage and the reverse voltage, with respect to providing the heat grill feedback by controlling the heat generating area and the heat absorbing area. On the other hand, if the temperature change amount in the warm feedback and the cool feedback is different, the area ratio should be controlled by further considering the effect accordingly.
다시 말해, 중립 열 통감을 제공하기 위해서는, 발열 면적에 대한 흡열 면적의 비율과 온감 온도 변화량에 대한 냉감 온도 변화량의 비율의 두 개의 변수로부터 산출되는 값이 중립 비율이 되도록 할 수 있다. 예를 들면, 온도 변화량의 비율과 면적 변화량의 비율의 곱이 중립 비율이 되도록 하는 것을 통해 피드백 디바이스(100)가 열 그릴 피드백을 제공할 수 있다. In other words, in order to provide a neutral thermal sensation, the value derived from two variables, the ratio of the heat-absorbing area to the heat-generating area and the ratio of the cooling temperature change to the warm temperature change, can be made into a neutral ratio. For example, the feedback device (100) can provide a thermal grill feedback by making the product of the ratio of the temperature change and the ratio of the area change into a neutral ratio.
상술한 영역 조절 방식에 따른 열 그릴 동작은 전압을 이용하는 열 그릴 동작과 비교하여 피드백 강도 조절이 용이한 장점을 가진다. The heat grill operation according to the above-described area control method has the advantage of easy feedback intensity control compared to the heat grill operation using voltage.
열전 소자에 동일한 전압을 인가하여 발열 동작과 흡열 동작을 수행하는 경우 발열 동작의 온도 변화량이 흡열 동작의 온도 변화량보다 큰 것이 일반적이다. 이 점과 전압 조절을 이용하는 열 그릴 동작의 경우 냉감 피드백의 온도 변화량을 온감 피드백의 온도 변화량보다 중립 비율만큼 크게 해야 하는 점이 결합되면, 정전압에 대한 역전압의 크기 비율이 온도 측면에서의 중립 비율보다 상당히 큰 수치가 되버린다. 따라서, 전압 조절 방식으로 중립 열 그릴 피드백을 제공하기 위해서는 피드백 콘트롤러(1400)가 넓은 전압 범위의 전기 신호를 출력해야 한다. 따라서, 인가 전원의 전압 범위가 제한된 경우에는 실질적으로 열 그릴 피드백의 강도를 조절하기 어려울 수 있다. When the same voltage is applied to a thermoelectric device to perform a heating operation and an absorption operation, the temperature change amount of the heating operation is generally greater than the temperature change amount of the absorption operation. When this point and the point that the temperature change amount of the cool feedback must be greater than the temperature change amount of the warm feedback by the neutral ratio in the case of a heat grill operation using voltage control are combined, the ratio of the size of the reverse voltage to the positive voltage becomes a significantly larger number than the neutral ratio in terms of temperature. Therefore, in order to provide a neutral heat grill feedback by means of a voltage control method, the feedback controller (1400) must output an electric signal with a wide voltage range. Therefore, when the voltage range of the applied power is limited, it may be difficult to practically control the intensity of the heat grill feedback.
반면, 영역 조절 방식에서는 온감 피드백 영역의 면적과 냉감 피드백 영역의 면적을 조절하는 것으로 중립 열 그릴 피드백이 처리되므로, 온감 피드백 영역에서의 발열 동작에 따른 온도 변화량과 냉감 피드백 영역에서의 흡열 동작에 따른 온도 변화량을 증감시킴으로써 간단히 중립 열 그릴 피드백의 강도를 조절할 수 있다. On the other hand, in the area control method, since the neutral heat grill feedback is processed by controlling the area of the warm feedback area and the area of the cool feedback area, the intensity of the neutral heat grill feedback can be simply controlled by increasing or decreasing the temperature change amount according to the heat generation operation in the warm feedback area and the temperature change amount according to the heat absorption operation in the cool feedback area.
구체적으로 도 32를 참조한 설명 부분에서, 피드백 콘트롤러(1400)는 정전압과 역전압의 크기를 함께 증가시켜 열 출력 모듈(1200)이 강한 중립 열 그릴 피드백을 제공하도록 하거나 함께 감소시켜 약한 열 그릴 피드백을 제공하도록 할 수 있다. 도 32에 관한 설명에서 이미 언급한 바와 같이 중립 열 그릴 피드백을 위한 중립 비율은 이미 발열 면적과 흡열 면적에 의해 만족되어 있으므로 피드백 콘트롤러(1400)는 비교적 자유로이 정전압과 역전압의 크기를 조절하여 열 그릴 피드백의 강도를 제어할 수 있다.Specifically, in the description part referring to FIG. 32, the feedback controller (1400) can increase the magnitude of the positive voltage and the reverse voltage together to allow the heat output module (1200) to provide strong neutral heat grill feedback, or decrease them together to provide weak heat grill feedback. As already mentioned in the description regarding FIG. 32, the neutral ratio for neutral heat grill feedback is already satisfied by the heat generating area and the heat absorbing area, so the feedback controller (1400) can relatively freely control the strength of the heat grill feedback by adjusting the magnitude of the positive voltage and the reverse voltage.
2.1.2.4. 시간 분할에 따른 열 그릴 동작2.1.2.4. Heat grill operation according to time division
열 그릴 동작은 이외에도 시간 분할 방식에 따라 구현될 수 있다. 구체적으로 시간 분할 방식에 따른 열 그릴 동작은 발열 동작과 흡열 동작을 시간 상 교번적으로 수행하는 것으로 구현될 수 있다. 비교적 짧은 시간 간격 안에 온감 피드백과 냉감 피드백이 교번적으로 전달되면, 사람의 감각 기관이 이를 통감으로 착각할 수 있기 때문이다.In addition, the heat grill operation can be implemented according to a time-division method. Specifically, the heat grill operation according to a time-division method can be implemented by performing the heating operation and the heat absorption operation alternately in time. This is because if the heat feedback and the cold feedback are alternately transmitted within a relatively short time interval, the human sensory organ may mistake this for a sensation.
피드백 콘트롤러(1400)는 열 출력 모듈(1200)에 정전압과 역전압을 교대로 인가하여 발열 동작과 흡열 동작이 번갈아가면서 수행되도록 할 수 있다. 여기서, 중립 열 그릴 피드백은 전압의 크기나 시간 간격 중 적어도 하나를 조절하여 수행될 수 있다. The feedback controller (1400) can alternately apply positive and reverse voltages to the heat output module (1200) to alternately perform the heat generating and heat absorbing operations. Here, the neutral heat grill feedback can be performed by adjusting at least one of the voltage size or time interval.
도 35는 본 발명의 실시예에 따른 시간 분할 방식을 이용한 열 그릴 동작의 일 예에 관한 도면이다.FIG. 35 is a drawing showing an example of a heat grill operation using a time division method according to an embodiment of the present invention.
온감 피드백과 냉감 피드백의 온도 변화량이 동일하게 정전압과 역전압이 세팅되어 있다고 가정하면, 피드백 콘트롤러(1400)는 정전압이 인가되는 시간에 대한 역전압이 인가되는 시간의 비율이 중립 비율이 되도록 전기 신호의 출력 타이밍을 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 35를 참조하면 중립 비율이 3인 경우에는 피드백 콘트롤러(1400)는 20㎳ 동안 정전압을 인가하고 60㎳ 동안 역전압을 인가하여 중립 열 그릴 피드백을 제공할 수 있다. 여기서, 온열 그릴 피드백이나 냉열 그릴 피드백은 신호 출력 타이밍의 비율을 조절함에 따라 이루어질 수 있다. 한편, 시간 간격을 중립 비율로 세팅한 경우에 피드백 콘트롤러(1400)는 정전압과 역전압의 크기를 함께 증가시키거나 함께 감소시킴에 따라 열 그릴 동작의 강도를 조절할 수 있다. Assuming that the temperature changes of the warm feedback and the cold feedback are set to the same constant voltage and reverse voltage, the feedback controller (1400) can control the output timing of the electric signal so that the ratio of the time when the reverse voltage is applied to the time when the constant voltage is applied becomes a neutral ratio. For example, referring to FIG. 35, when the neutral ratio is 3, the feedback controller (1400) can provide a neutral heat grill feedback by applying a constant voltage for 20 ms and a reverse voltage for 60 ms. Here, the warm grill feedback or the cold grill feedback can be performed by adjusting the ratio of the signal output timing. Meanwhile, when the time interval is set to the neutral ratio, the feedback controller (1400) can adjust the intensity of the heat grill operation by increasing or decreasing the magnitude of the constant voltage and the reverse voltage together.
도 36은 본 발명의 실시예에 따른 시간 분할 방식을 이용한 열 그릴 동작의 다른 예에 관한 도면이다.온감 피드백과 냉감 피드백의 인가 시간을 동일 크기로 세팅한다고 가정하면, 피드백 콘트롤러(1400)는 동일 시간 동안 이루어지는 온감 피드백과 냉감 피드백의 온도 변화량이 중립 비율이 되도록 전기 신호의 전압값을 조절할 수 있다. 예를 들어, 도 36을 참조하면 중립 비율이 3인 경우에는 피드백 콘트롤러(1400)는 20㎳ 간격으로 정전압과 역전압을 교차로 인가하되, 냉감 동작 구간에서의 온도 변화량이 발열 동작 구간에서의 온도 변화량의 3배가 되도록 정전압과 역전압의 크기를 조절하여 중립 열 그릴 피드백을 제공할 수 있다. 여기서, 온열 그릴 피드백이나 냉열 그릴 피드백은 정전압과 역전압의 크기를 조절하여 이루어질 수 있다. FIG. 36 is a diagram illustrating another example of a heat grill operation using a time-division method according to an embodiment of the present invention. Assuming that the application times of the heat feedback and the cool feedback are set to the same size, the feedback controller (1400) can adjust the voltage value of the electric signal so that the temperature changes of the heat feedback and the cool feedback that occur during the same time become a neutral ratio. For example, referring to FIG. 36, when the neutral ratio is 3, the feedback controller (1400) can provide a neutral heat grill feedback by applying a constant voltage and a reverse voltage alternately at 20 ms intervals, and adjusting the sizes of the constant voltage and the reverse voltage so that the temperature change in the cool operation section becomes three times the temperature change in the heat operation section. Here, the heat grill feedback or the cool grill feedback can be achieved by adjusting the sizes of the constant voltage and the reverse voltage.
또 피드백 콘트롤러(1400)가 시간 간격과 전압의 크기를 함께 조절하는 것도 가능한 것은 물론이다.It is also possible for the feedback controller (1400) to control both the time interval and the voltage size.
한편, 전압 조절 방식이나 영역 조절 방식의 열 그릴 동작은 감각적으로는 통감을 유발하지만 물리적으로는 사용자 신체에 대하여 온열과 냉열을 동시에 인가하는 것이다. 그런데, 이러한 열 통감에 의해 사용자의 감각 기관이 지속적으로 자극되면, 사용자의 신체는 열 그릴 피드백이 제거된 이후에도 일정 기간 동안 그 잔상을 느끼게 된다. 열 그릴 피드백은 주로 아픔(pain)에 가까운 감각이므로 사용자는 그 잔상으로 인해 불쾌함을 느낄 수 있다. 이러한 잔상의 원인은, 유효한 열 그릴 피드백을 제공하기 위해서는 다소 높은 강도의 주어지는 열감과 냉감에 피부의 온점과 냉점이 장기간 노출되었기 때문이다. 그에 반해 시간 분할 방식에 따른 열 그릴 동작은 피부의 온점과 냉점을 지속적으로 자극하지 않기 때문에 잔상 효과가 다소 제거되는 장점을 가진다. On the other hand, the heat grill operation of the voltage control method or the area control method induces a sensation of pain in a sensory manner, but physically, it applies heat and cold to the user's body at the same time. However, if the user's sensory organs are continuously stimulated by this heat pain, the user's body feels an afterimage for a certain period of time even after the heat grill feedback is removed. Since the heat grill feedback is mainly a sensation close to pain, the user may feel discomfort due to the afterimage. The reason for this afterimage is that the hot and cold points of the skin are exposed to the given heat and cold sensations of a relatively high intensity for a long period of time in order to provide effective heat grill feedback. In contrast, the heat grill operation according to the time division method has the advantage of somewhat eliminating the afterimage effect because it does not continuously stimulate the hot and cold points of the skin.
2.1.2.5. 영역 조절 및 시간 분할이 복합된 열 그릴 동작2.1.2.5. Combined heat grill operation with area control and time division
또 열 그릴 동작은 상술한 시간 분할 방식에 따른 열 그릴 동작에 영역 조절 방식의 개념을 결합시켜 수행되는 것도 가능하다. In addition, the heat grill operation can also be performed by combining the concept of the area control method with the heat grill operation according to the time division method described above.
여기서, 열 그릴 동작은 열전 쌍 어레이(1240)의 일 영역과 다른 영역에서 발열 동작과 흡열 동작을 시간에 따라 교차적으로 수행하되, 일 영역과 다른 영역이 서로 다른 동작을 수행하도록 함에 따라 수행될 수 있다. Here, the thermal grill operation can be performed by performing the heat generating operation and the heat absorbing operation alternately over time in one area and another area of the thermocouple array (1240), but by making the one area and the other area perform different operations.
도 37은 본 발명의 실시예에 따른 영역 조절 및 시간 분할이 복합된 방식을 이용한 열 그릴 동작의 일 예에 관한 도면이다.FIG. 37 is a diagram illustrating an example of a heat grill operation using a combined area control and time division method according to an embodiment of the present invention.
도 37을 참조하면, 열전 쌍 어레이(1240)는 제1 동작을 수행하는 제1 열전 쌍 그룹(1244-1) 및 제2 동작을 수행하는 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 동작과 제2 동작은 각각 발열 동작과 흡열 동작이 시간에 따라 교번적으로 수행하는 동작이라는 점에서는 동일하지만, 발열과 흡열의 타이밍이 서로 엇갈려 진행되는 동작이다. 피드백 콘트롤러(1400)는 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)에 정전압과 역전압을 차례로 인가하여 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)이 제1 동작을 수행하도록 제어하고, 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)에는 역전압과 정전압을 차례로 인가하여 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)이 제2 동작을 수행하도록 제어할 수 있다. 이에 따라 열 출력 모듈(1200)은 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)의 영역과 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)의 영역에서 온열 피드백과 냉감 피드백을 동시에 출력하므로 피드백 디바이스(100)가 열 그릴 피드백을 제공할 수 있게 된다. 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)과 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)이 동일한 면적이고, 제1 동작과 제2 동작에서 발열 동작의 시간 길이와 흡열 동작의 시간 길이는 동일할 경우, 정전압과 역전압의 전압값이 비율에 의해 피드백 디바이스(100)가 중립 열 그릴 피드백을 제공하거나, 온열 그릴 피드백 또는 냉열 그릴 피드백을 제공할 수 있다. Referring to FIG. 37, the thermocouple pair array (1240) may include a first thermocouple pair group (1244-1) performing a first operation and a second thermocouple pair group (1244-2) performing a second operation. Here, the first operation and the second operation are the same in that they are operations in which a heat generating operation and a heat absorbing operation are alternately performed over time, but the timing of the heat generating and heat absorbing operations is staggered. The feedback controller (1400) may control the first thermocouple pair group (1244-1) to perform the first operation by sequentially applying a constant voltage and a reverse voltage to the first thermocouple pair group (1244-1), and may control the second thermocouple pair group (1244-2) to perform the second operation by sequentially applying a reverse voltage and a constant voltage to the second thermocouple pair group (1244-2). Accordingly, the heat output module (1200) simultaneously outputs heat feedback and cooling feedback in the area of the first thermocouple group (1244-1) and the area of the second thermocouple group (1244-2), so that the feedback device (100) can provide heat grill feedback. When the first thermocouple group (1244-1) and the second thermocouple group (1244-2) have the same area, and the time length of the heat generating operation and the time length of the heat absorbing operation in the first operation and the second operation are the same, the voltage values of the positive voltage and the reverse voltage can cause the feedback device (100) to provide neutral heat grill feedback, or heat grill feedback or cold grill feedback, based on the ratio.
한편, 여기서 발열 동작과 흡열 동작의 시간 길이는 단순 시간 분할 방식으로 열 그릴 동작을 수행하는 경우와 달리 비교적 긴 시간 간격이어도 무방할 수 있다. 단순 시간 분할 방식의 경우에는 시간 분할 간격에 의존해서 사람의 감각 기관에 착각을 불러일으켜야 하는 반면, 복합 방식의 경우에는 시간 간격이 길더라도 온감 피드백과 냉감 피드백이 동시에 제공되는 것에 의해 통감이 느껴질 수 있기 때문이다. 즉, 단순 시간 분할 방식의 경우에는 정전압의 인가 시간 및 역전압의 인가 시간 각각은, 사용자가 발열 동작에 따라 온감을 느끼거나 흡열 동작 동작에 따라 냉감을 느끼기 위해 필요한 인지 시간 이하로 조절될 필요가 있는 반면, 영역 별로 교번 시키는 복합 방식의 경우에는 시간적 제한이 없거나 약한 장점이 있는 것이다.Meanwhile, the time length of the heating action and the absorption action here may be a relatively long time interval, unlike the case where the heat grill action is performed in a simple time-division manner. In the case of the simple time-division manner, an illusion must be caused to the human sense organs by relying on the time-division interval, whereas in the case of the complex method, even if the time interval is long, a sense of connection can be felt because the hot and cold feedbacks are provided simultaneously. That is, in the case of the simple time-division manner, the application time of the constant voltage and the application time of the reverse voltage each need to be adjusted to a time less than the recognition time required for the user to feel the hot sensation according to the heating action or the cold sensation according to the absorption action, whereas in the case of the complex method that alternates by area, there is an advantage of no or weak time limitation.
나아가 복합 방식의 열 그릴 동작은 사람의 피부에 지속적으로 온열이나 냉열을 제공하지 않고, 주기적으로 온열/냉열을 교대로 제공하므로 피부에 손상이 일어나는 것을 최소화할 수 있다. 이를 위해 시간 간격이 너무 길어지는 것은 좋지 않을 수 있다. Furthermore, the combined heat grill operation does not provide continuous heat or cold to human skin, but rather provides heat/cold alternately periodically, so that damage to the skin can be minimized. For this reason, it may not be good if the time interval becomes too long.
도 37과 관련해서는 열전 쌍 어레이(1240)가 서로 엇갈려서 동작하는 두 개의 열전 쌍 그룹(1244)을 갖는 것으로 설명하였으나, 이외에도 다양한 형태의 열전 쌍 어레이(1240)에 복합 방식을 적용하는 것이 가능하다. In relation to FIG. 37, the thermocouple array (1240) is described as having two thermocouple groups (1244) that operate in an interleaved manner, but it is also possible to apply the composite method to various other types of thermocouple arrays (1240).
도 38은 본 발명의 실시예에 따른 영역 조절 및 시간 분할이 복합된 방식을 이용한 열 그릴 동작의 다른 예에 관한 도면이다. FIG. 38 is a diagram illustrating another example of a heat grill operation using a combined area control and time division method according to an embodiment of the present invention.
도 38을 참조하면, 열전 쌍 어레이(1240)는 4개의 열전 쌍 그룹(1244-1,1244-2,1244-3,1244-4)을 포함할 수 있다. 여기서, 피드백 콘트롤러(1400)는 각 열전 쌍 그룹(1244)에 대하여 다음과 같은 전기 신호를 인가할 수 있다. 먼저 제1 시간 구간 동안에는 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)에 정전압을 인가하여 발열 동작을 수행하도록 하며, 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)에 역전압을 인가하여 흡열 동작을 수행하도록 하되, 나머지 그룹(1244-3,1244-4)에는 전압을 인가하지 않는다. 다음으로 제2 시간 구간 동안에는 제3 열전 쌍 그룹(1244-3)에 정전압을 인가하여 발열 동작을 수행하도록 하며, 제2 열전 쌍 그룹(1244-4)에는 역전압을 인가하여 흡열 동작을 수행하도록 하되, 나머지 그룹(1244-1,1244-2)에는 전압을 인가하지 않는다. 이후 제3 시간 구간 동안에는 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)에 역전압을 인가하여 흡열 동작을 수행하도록 하고, 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)에 정전압을 인가하여 발열 동작을 수행하도록 하되, 나머지 그룹(1244-3,1244-4)에는 전압을 인가하지 않는다. 다음 제4 시간 구간 동안에는 제3 열전 쌍 그룹(1244-3)에 역전압을 인가하여 흡열 동작을 수행하도록 하고, 제4 열전 쌍 그룹(1244-4)에 정전압을 인가하여 발열 동작을 수행하도록 할 수 있다. 이후 제1 시간 구간으로부터 제4 시간 구간까지를 반복할 수 있다. 또는 제1 시간 구간과 제2 시간 구간만을 반복하는 것으로 변형하여 수행하는 것도 가능하다. 이러한 동작에 의하면, 피드백 디바이스(100)는 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)과 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)의 협업에 의해 열 그릴 피드백을 제공하고, 제3 열전 쌍 그룹(1244-3)과 제4 열전 쌍 그룹(1244-4)의 협업에 열 그릴 피드백을 제공하는 것을 교번 수행하여 사용자 입장에서는 지속적인 열 그릴 피드백이 제공되는 것과 같은 효과를 낼 수 있다. 여기서, Referring to FIG. 38, the thermocouple array (1240) may include four thermocouple groups (1244-1, 1244-2, 1244-3, 1244-4). Here, the feedback controller (1400) may apply the following electric signal to each thermocouple group (1244). First, during the first time period, a constant voltage is applied to the first thermocouple group (1244-1) to perform a heat-generating operation, and a reverse voltage is applied to the second thermocouple group (1244-2) to perform an absorption operation, but no voltage is applied to the remaining groups (1244-3, 1244-4). Next, during the second time period, a constant voltage is applied to the third thermocouple pair group (1244-3) to perform a heat generating operation, and a reverse voltage is applied to the second thermocouple pair group (1244-4) to perform an absorption operation, but no voltage is applied to the remaining groups (1244-1, 1244-2). Thereafter, during the third time period, a reverse voltage is applied to the first thermocouple pair group (1244-1) to perform an absorption operation, and a constant voltage is applied to the second thermocouple pair group (1244-2) to perform a heat generating operation, but no voltage is applied to the remaining groups (1244-3, 1244-4). During the next fourth time period, a reverse voltage can be applied to the third thermocouple pair group (1244-3) to perform an absorption operation, and a constant voltage can be applied to the fourth thermocouple pair group (1244-4) to perform a heat generating operation. After that, the first time interval to the fourth time interval can be repeated. Or, it is also possible to perform a modification by repeating only the first time interval and the second time interval. According to this operation, the feedback device (100) alternately provides thermal grill feedback by the collaboration of the first thermocouple pair group (1244-1) and the second thermocouple pair group (1244-2), and provides thermal grill feedback by the collaboration of the third thermocouple pair group (1244-3) and the fourth thermocouple pair group (1244-4), so that the user can have an effect similar to that of continuous thermal grill feedback. Here,
한편, 이상에서는 도 38과 관련된 제1 및 제2 열전 쌍 그룹(1244-1,1244-2)에 의해 열 그릴 동작이 수행되는 기간과 제3 및 제4 열전 쌍 그룹(1244-3,1244-4)에 의해 열 그릴 동작이 수행되는 기간이 시간적으로 겹치지 않는 것으로 설명하였으나, 두 열 그릴 동작이 시간적으로 겹치는 구간을 가지는 것도 가능하다.Meanwhile, in the above, it has been described that the period during which the heat grill operation is performed by the first and second thermocouple pair groups (1244-1, 1244-2) related to Fig. 38 and the period during which the heat grill operation is performed by the third and fourth thermocouple pair groups (1244-3, 1244-4) do not temporally overlap, but it is also possible for the two heat grill operations to have a section in which they temporally overlap.
도 39는 본 발명의 실시예에 따른 영역 조절 및 시간 분할이 복합된 방식을 이용한 열 그릴 동작의 또 다른 예에 관한 도면이다. FIG. 39 is a diagram illustrating another example of a heat grill operation using a combined area control and time division method according to an embodiment of the present invention.
도 39를 참조하면, 도 38과 관련하여 설명한 시간 구간이 서로 이격되며 그 사이에 중복 구간이 삽입될 수 있다. 중복 구간에서는 그 전 시간 구간의 동작과 그 후 시간 구간의 동작에서 수행되어야 할 열 그릴 동작이 함께 수행되는 구간이다. 중복 구간을 갖는 형태의 열 그릴 동작은 발열/흡열 동작을 위해 전압이 인가되는 시점으로부터 실제 열전 소자가 포화 온도까지 상승하는데 걸리는 시간 동안 사용자에게 열 그릴 피드백이 전달되지 않는 것을 완화할 수 있다. Referring to Fig. 39, the time intervals described with respect to Fig. 38 may be spaced apart from each other, and an overlapping interval may be inserted therebetween. The overlapping interval is an interval in which the heat grill operation to be performed in the operation of the previous time interval and the operation of the subsequent time interval are performed together. The heat grill operation having an overlapping interval can alleviate the lack of heat grill feedback to the user during the time it takes for the actual thermoelectric element to rise to the saturation temperature from the time when voltage is applied for the heat generating/absorbing operation.
이외에도 열 그릴 피드백 동작은 시간 분할과 영역 조절을 복합하여 다양한 방식으로 구현될 수 있으며, 본 발명은 본 명세서로부터 언급된 예시들을 조합하는 변형예까지 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.In addition, the heat grill feedback operation can be implemented in various ways by combining time division and area control, and the present invention should be interpreted to include variations that combine the examples mentioned in this specification.
2.2. 열적 피드백에 따른 손상 방지 동작2.2. Damage prevention action based on thermal feedback
이상에서 설명한 열적 피드백 동작은 피부의 온점/냉점을 자극하므로, 사용자에게 일정 수준 이상의 열량이 전달되는 경우 피부나 감각 기관에 손상을 유발할 수 있다. 예를 들어, 사용자에게 지나치게 높은 강도로 열적 피드백이 제공되는 경우 피부 조직이 열에 의해 변성되거나 장기간에 걸쳐 지속적으로 열적 피드백에 제공되는 경우 감각 기관에 혼란을 유발할 수 있다. 이하에서는 사용자의 피부나 감각 기관의 손상을 방지하기 위한 동작에 관하여 설명하기로 한다. The thermal feedback operation described above stimulates hot/cold points of the skin, so if a certain level of heat is transmitted to the user, it may cause damage to the skin or sensory organs. For example, if thermal feedback is provided to the user at an excessively high intensity, the skin tissue may be denatured by heat, or if thermal feedback is continuously provided over a long period of time, it may cause confusion in the sensory organs. Below, an operation for preventing damage to the user's skin or sensory organs will be described.
먼저 간단한 방법으로, 피드백 콘트롤러(1400)가 인가하는 전압값을 열 출력 모듈(1200)에서 접촉 대상면에 유발하는 온도차가 일정 수준이 넘지 않도록 제한할 수 있다. 예를 들면, 피드백 콘트롤러(1400)는 정전압을 열감 피드백의 포화 온도가 40℃가 되는 전압값 이하로 제한할 수 있다. First, as a simple method, the voltage value applied by the feedback controller (1400) can be limited so that the temperature difference induced on the contact target surface of the heat output module (1200) does not exceed a certain level. For example, the feedback controller (1400) can limit the constant voltage to a voltage value below which the saturation temperature of the thermal feedback becomes 40°C.
다른 방법으로는, 열적 피드백이 제공되는 시간을 제한할 수 있다. 예를 들어, 피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백이 미리 정해진 시간 이상 지속적으로 인가되는 경우 열 출력 모듈(1200)에 인가되는 전원을 차단할 수 있을 것이다.Alternatively, the time for which thermal feedback is provided may be limited. For example, the feedback controller (1400) may cut off power to the thermal output module (1200) if thermal feedback continues to be applied for more than a predetermined amount of time.
또는 열적 피드백이 제공되는 시간을 제어할 때에는 열적 피드백의 강도를 고려할 수 있다. 이는 사용자에게 약한 강도의 열적 피드백이 장기간 주어지더라도 신체 손상이 발생하지 않는 반면, 강도 높은 열적 피드백의 경우에는 짧은 시간 동안에도 신체 손상을 유발시킬 수 있기 때문이다. 예를 들어, 여러 등급의 열적 피드백을 인가할 수 있는 피드백 디바이스(100)의 경우에 피드백 콘트롤러(1400)는 현재 수행하고 있는 열적 피드백의 강도 등급을 판단하고, 판단된 강도 등급에 따라 제한 시간을 판단하고, 열적 피드백을 수행된 시간이 제한 시간을 도과한 경우 열 출력 모듈(1200)으로 인가되는 전원을 차단할 수 있다.Alternatively, when controlling the time for which thermal feedback is provided, the intensity of the thermal feedback may be taken into consideration. This is because, while thermal feedback of low intensity may not cause physical damage to the user even if provided for a long period of time, high intensity thermal feedback may cause physical damage even for a short period of time. For example, in the case of a feedback device (100) capable of applying thermal feedback of various grades, the feedback controller (1400) may determine the intensity grade of the thermal feedback currently being performed, determine a time limit based on the determined intensity grade, and cut off the power applied to the heat output module (1200) if the time for which the thermal feedback is performed exceeds the time limit.
일 예로, 열적 피드백에 대한 사용자의 체감도를 향상시키기 위하여 여러 등급의 강도의 열적 피드백을 제공할 수 있다. 피드백 디바이스(100)는 각 등급 별로 제한 시간을 세팅할 수 있다. 예를 들어, 피드백 디바이스(100)에 저강도의 열적 피드백에 대해서는 제한 시간이 없으며, 고강도의 열적 피드백에 대해서는 일정 시간으로 제한 시간이 세팅되며, 중강도의 열적 피드백에 대해서는 고강도의 열적 피드백에 대한 제한 시간보다 긴 제한 시간이 세팅될 수 있다. 만일 세팅된 제한 시간 이상으로 열적 피드백을 제공해야 하는 경우에, 피드백 디바이스(100)는 제한 시간 동안 열적 피드백을 제공한 뒤 소정의 휴식 시간 동안 열적 피드백의 출력을 중단한 뒤, 휴식 시간 도과 후 다시 열적 피드백을 출력할 수 있다. For example, in order to improve the user's perception of thermal feedback, thermal feedback of various intensities may be provided. The feedback device (100) may set a time limit for each level. For example, there may be no time limit for low-intensity thermal feedback in the feedback device (100), a time limit may be set to a certain time for high-intensity thermal feedback, and a time limit longer than the time limit for high-intensity thermal feedback may be set for medium-intensity thermal feedback. If thermal feedback must be provided for longer than the set time limit, the feedback device (100) may provide thermal feedback for the time limit, stop outputting thermal feedback for a predetermined break time, and then output thermal feedback again after the break time has elapsed.
2.3. 열 역전 환각 방지 동작2.3. Anti-thermal reversal hallucination action
이하에서는 열 역전 환각 방지 동작에 관하여 설명한다. 피드백 디바이스(100)를 이용해 열적 피드백을 제공받는 사용자는 열적 피드백이 중단될 때 열 역전 환각을 느끼게 된다. 여기서, 열 역전 환각이란 주어진 열적 피드백의 반대되는 열적 감각이 느껴지는 감각 기관의 착각을 의미한다. 구체적으로 온감 피드백의 중단 시 사용자는 순간적으로 냉감을 느끼게 되며, 냉감 피드백의 중단 시에는 순간적으로 온감을 느끼게 되는데, 이와 같이 특정 열감을 받은 이후 해당 열감이 제거되는 과정에서 반대되는 열감이 느껴지는 것이 열 역전 환각의 일종이라고 하겠다.Hereinafter, a thermal inversion illusion prevention operation will be described. A user who receives thermal feedback using a feedback device (100) will experience a thermal inversion illusion when the thermal feedback is stopped. Here, the thermal inversion illusion refers to an illusion of a sensory organ that feels a thermal sensation opposite to a given thermal feedback. Specifically, when the warm sensation feedback is stopped, the user will feel a cold sensation momentarily, and when the cold sensation feedback is stopped, the user will feel a warm sensation momentarily. In this way, a type of thermal inversion illusion can be said to be a case where an opposite thermal sensation is felt in the process of removing the corresponding thermal sensation after receiving a specific thermal sensation.
열 역전 환각은 열적 피드백을 이용하여 사용자에게 제공하고자 사용자 경험을 훼손할 수 있다. 예를 들어, 가상 현실 내에서 사용자가 뜨거운 주전자를 잡는 경우, 피드백 디바이스(100)는 가상 현실 체험 시스템의 일부로서 가상 현실에 대한 사용자 경험을 향상시키고자 사용자에게 온감 피드백을 제공할 수 있다. 그런데, 열적 피드백이 중단되는 과정에서 사용자가 순간적으로 차가움이 느끼게 되면 가상 현실에 대한 몰입도가 저해될 수 있다. Thermal inversion illusion can degrade the user experience that is intended to be provided to the user by utilizing thermal feedback. For example, when a user holds a hot kettle in virtual reality, the feedback device (100) can provide thermal feedback to the user as part of the virtual reality experience system to enhance the user experience of the virtual reality. However, if the user feels cold momentarily during the process of thermal feedback being interrupted, the immersion in the virtual reality can be impaired.
이하에서는 열 역전 환각에 대하여 좀더 상세하게 살펴본 뒤, 열 역전 환각을 방지하기 위한 구체적인 방법들에 대하여 설명하기로 한다. Below, we will look at thermal inversion hallucination in more detail and explain specific methods to prevent thermal inversion hallucination.
2.3.1. 열 역전 환각의 원인2.3.1. Causes of heat inversion hallucinations
열적 피드백이 사용자에게 제공되는 과정은 간단히 다음과 같다. 먼저 피드백 콘트롤러(1400)가 열 출력 모듈(1200)에 전원을 인가한다. 열 출력 모듈(1200)에 인가되는 전원은 전원 단자(1260)를 통해 열전 소자로 전달되며, 열전 소자에서는 펠티에 효과에 의해 발열 반응이나 흡열 동작이 발생한다. 이는 열전 쌍 어레이(1240)가 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하는 것으로 해석될 수 있으며, 발열 동작이나 흡열 동작에 의해 발생한 온열/냉열은 접촉면(1600)을 통해 사용자의 피부로 전달된다. 피부로 전달된 열은 피부에 분포한 온점이나 냉점을 자극하며, 사용자는 온점이 자극된 경우 온감을, 냉점이 자극된 경우 냉감을, 양자가 동시에 자극된 경우 열 통감을 느낄 수 있다. The process by which thermal feedback is provided to the user is simply as follows. First, the feedback controller (1400) applies power to the heat output module (1200). The power applied to the heat output module (1200) is transferred to the thermoelectric element through the power terminal (1260), and in the thermoelectric element, an exothermic reaction or an absorption operation occurs due to the Peltier effect. This can be interpreted that the thermoelectric pair array (1240) performs an exothermic operation or an absorption operation, and the heat/cold heat generated by the exothermic operation or absorption operation is transferred to the user's skin through the contact surface (1600). The heat transferred to the skin stimulates hot or cold spots distributed on the skin, and the user can feel a sense of heat when a hot spot is stimulated, a sense of cold when a cold spot is stimulated, and a sense of heat pain when both are stimulated at the same time.
도 40은 본 발명의 실시예에 따른 발열 동작과 흡열 동작 시 접촉면(1600)의 온도 변화를 도시한 도면이다.Figure 40 is a drawing illustrating the temperature change of a contact surface (1600) during a heat generating operation and a heat absorbing operation according to an embodiment of the present invention.
여기서, 도 40을 참조하면, 열전 쌍 어레이(1240)나 접촉면(1600) 등이 소정의 열 용량을 가지고 있으므로, 전원이 인가됨에 따라 발열 동작이나 흡열 동작을 개시되면 접촉면(1600)의 온도는 전원 인가와 동시에 바로 포화 온도에 도달하는 것이 아니라 초기 온도로부터 점차적으로 변화하여 포화 온도에 도달한다. 마찬가지로 전원이 차단되어 발열 동작이나 흡열 동작을 중지하게 되면 접촉면(1600)의 온도가 포화 온도로부터 바로 초기 온도로 돌아가는 것이 아니라 점차적으로 변화하여 초기 온도로 돌아간다. Here, referring to FIG. 40, since the thermocouple array (1240) or the contact surface (1600) has a predetermined heat capacity, when power is applied to initiate a heat generating or heat absorbing operation, the temperature of the contact surface (1600) does not reach the saturation temperature immediately upon power application, but gradually changes from the initial temperature to reach the saturation temperature. Similarly, when power is cut off to stop the heat generating or heat absorbing operation, the temperature of the contact surface (1600) does not return from the saturation temperature to the initial temperature immediately, but gradually changes and returns to the initial temperature.
열 역전 환각은 발열 동작이나 흡열 동작의 중지에 따라 접촉면(1600)의 온도가 초기 온도로 돌아가는 과정에서 느껴질 수 있다. 예를 들어, 온감 피드백 상황에서 발열 동작이 중지되면, 포화 온도로부터 초기 온도로 온도가 감소하며 이러한 과정에서 온감 피드백에 의해 자극받고 있던 온점의 개수가 감소하게 되며, 이로 인해 접촉면(1600)의 실제 온도가 초기 온도 이하로 내려가는 것이 아님에도 사용자는 순간적으로 냉감을 느끼게 된다. 반대 예로, 냉감 피드백 상황에서 흡열 동작이 중지되면, 포화 온도로부터 초기 온도로 온도가 증가하며 이러한 과정에서 냉감 피드백에 의해 자극받고 있던 냉점의 개수가 감소하게 되며, 이로 인해 접촉면(1600)의 실제 온도가 초기 온도 이상으로 상승하는 것이 아님에도 사용자는 순간적으로 온감을 느끼게 된다. The thermal inversion illusion can be felt in the process in which the temperature of the contact surface (1600) returns to the initial temperature due to the cessation of the heating or absorbing action. For example, in a thermal feedback situation, when the heating action is stopped, the temperature decreases from the saturation temperature to the initial temperature, and in this process, the number of hot spots that were stimulated by the thermal feedback decreases, and as a result, the user feels a cold sensation momentarily even though the actual temperature of the contact surface (1600) does not go below the initial temperature. In contrast, in a cold feedback situation, when the absorbing action is stopped, the temperature increases from the saturation temperature to the initial temperature, and in this process, the number of cold spots that were stimulated by the cold feedback decreases, and as a result, the user feels a warm sensation momentarily even though the actual temperature of the contact surface (1600) does not rise above the initial temperature.
이를 종합하면, 열 역전 환각은 열적 피드백이 주어지는 상태에서 열적 피드백을 제거하는 방향으로 온도가 변화할 때, 물리적으로는 주어지지 않음에도 사용자에게 느껴지는 반대 방향의 열적 피드백을 의미하는 것으로 해석될 수 있다. In summary, the thermal inversion illusion can be interpreted as thermal feedback in the opposite direction that is felt by the user even though it is not physically present, when the temperature changes in the direction of removing the thermal feedback while the thermal feedback is given.
도 41은 본 발명의 실시예에 따른 열 역전 환각에 관한 도면이다.Figure 41 is a diagram of a thermal reversal hallucination according to an embodiment of the present invention.
실험적 관찰에 의하면, 열 역전 환각은 포화 온도와 초기 온도와의 차이값이 클수록 또 온도의 변화 속도가 빠를수록 강하게 나타나는 현상이 관찰되었다. 구체적으로 도 41에 도시된 바와 같이 피부 온도 대비 온도 변화량이 큰 고강도의 열적 피드백을 중단시킬 때에는, 초기 온도로 복귀하는 과정에서 해당 과정에서 발생하는 온도 변화의 크기가 크고 온도 변화의 속도가 빠르기 때문에 열 역전 환각이 강하게 느껴지며, 반대로 피부 온도 대비 온도 변화량이 작은 저강도의 열적 피드백을 중단시킬 때에는 해당 과정에서 발생하는 온도 변화의 크기가 작고 온도 변화의 속도가 느리기 때문에 열 역전 환각이 미약하게 느껴지거나 실질적으로 느껴지지 않게 된다. Experimental observations have shown that the thermal inversion illusion is more pronounced as the difference between the saturation temperature and the initial temperature increases and as the temperature change rate increases. Specifically, as shown in Fig. 41, when a high-intensity thermal feedback with a large temperature change rate compared to the skin temperature is stopped, the thermal inversion illusion is strongly felt because the temperature change that occurs in the process of returning to the initial temperature is large and the temperature change rate is fast. On the other hand, when a low-intensity thermal feedback with a small temperature change rate compared to the skin temperature is stopped, the temperature change that occurs in the process is small and the temperature change rate is slow, so the thermal inversion illusion is weakly felt or practically not felt.
2.3.2. 열 역전 환각 방지 동작2.3.2. Anti-thermal reversal hallucination operation
피드백 디바이스(100)는 열적 피드백의 중단 시 초기 온도로 복귀하는 과정에서 발생하는 온도 변화의 속도를 완화시킴으로써 열 역전 환각을 제거할 수 있다. The feedback device (100) can eliminate thermal reversal illusion by slowing down the rate of temperature change that occurs during the process of returning to the initial temperature when thermal feedback is interrupted.
도 42는 본 발명의 실시예에 따른 완충 전압에 의한 접촉면(1600)의 온도 변화 추이에 관한 그래프이다.Figure 42 is a graph showing the change in temperature of a contact surface (1600) due to a buffer voltage according to an embodiment of the present invention.
도 42를 참조하면, 피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백의 중단 시점에 전원을 바로 차단하는 대신 열 출력 모듈(1200)로 완충 전압을 인가할 수 있다. 완충 전압은 열적 피드백을 위한 전압과 동일한 방향이되 그 크기는 작은 전압일 수 있다. 피드백 콘트롤러(1400)가 바로 전원을 차단하는 대신 소정 시간 동안 완충 전압을 인가함에 따라 열적 피드백의 중단 시점 이후 포화 온도로부터 초기 온도로 복귀하는 온도 변화 속도가 완화시킬 수 있다. 이에 따라 열적 피드백 중단 시 온도가 급변하지 않게 되므로 열 역전 환각이 제거될 수 있다. Referring to FIG. 42, the feedback controller (1400) may apply a buffer voltage to the thermal output module (1200) instead of immediately cutting off the power at the time of interruption of the thermal feedback. The buffer voltage may be a voltage in the same direction as the voltage for the thermal feedback, but may have a small magnitude. Since the feedback controller (1400) applies the buffer voltage for a predetermined time instead of immediately cutting off the power, the temperature change rate returning from the saturation temperature to the initial temperature after the time of interruption of the thermal feedback may be alleviated. Accordingly, since the temperature does not change rapidly when the thermal feedback is interrupted, the thermal reversal illusion may be eliminated.
한편, 필요에 따라 피드백 디바이스(100)는 열 역전 환각 방지 동작에 다단계의 완충 전압을 이용하는 것도 가능하다. Meanwhile, if necessary, the feedback device (100) can also use multi-stage buffer voltages for the thermal reversal hallucination prevention operation.
도 43은 본 발명의 실시예에 따른 복수의 완충 단계를 갖는 열 역전 환각 방지 동작에 따른 접촉면(1600)의 온도 변화 추이에 관한 그래프이다.FIG. 43 is a graph showing the change in temperature of a contact surface (1600) according to a thermal reversal hallucination prevention operation having multiple buffer stages according to an embodiment of the present invention.
도 43을 참조하면, 피드백 디바이스(100)는 제1, 제2 및 제3의 완충 전압을 이용하여 열 역전 환각 방지 동작을 수행할 수 있다. 구체적으로 피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백 중단 시 열적 피드백을 위한 전압, 제1 완충 전압, 제2 완충 전압 및 제3 완충 전압을 차례로 인가한 뒤, 최종적으로 전원을 차단할 수 있다.Referring to Fig. 43, the feedback device (100) can perform a thermal reversal hallucination prevention operation using the first, second, and third buffer voltages. Specifically, the feedback controller (1400) can sequentially apply a voltage for thermal feedback, a first buffer voltage, a second buffer voltage, and a third buffer voltage when thermal feedback is stopped, and then finally cut off the power.
고강도의 열적 피드백의 경우에는 단일 완충 전압만을 사용하는 경우라도 온도 변화 구간이 급격할 수 있는데, 다단 완충 전압을 이용하면 고강도 열적 피드백에 대해서도 열 역전 환각을 해소할 수 있다.In the case of high-intensity thermal feedback, the temperature change range can be rapid even when only a single buffer voltage is used, but by using a multi-stage buffer voltage, the thermal reversal illusion can be resolved even for high-intensity thermal feedback.
특히, 피드백 디바이스(100)가 여러 등급의 강도로 열적 피드백을 출력할 수 있는 경우에는 높은 등급의 열적 피드백의 중단 시 그보다 낮은 등급의 열적 피드백을 위한 전압을 완충 전압으로 이용할 수 있을 것이다.In particular, if the feedback device (100) can output thermal feedback with multiple levels of intensity, the voltage for thermal feedback with a lower level can be used as a buffer voltage when the thermal feedback with a higher level is interrupted.
또 이상에서는 열 역전 환각 방지 동작에서 완충 전압이 일정한 전압값을 가지는 단일 전압 내지는 스텝 전압 형태인 것으로 설명하였으나, 이와 달리 완충 전압은 시간에 따라 점진적으로 감소하는 전기 신호의 형태를 가지는 것도 가능하다.In addition, in the above, it was explained that the buffer voltage in the thermal reversal hallucination prevention operation is in the form of a single voltage or step voltage with a constant voltage value, but unlike this, the buffer voltage can also have the form of an electric signal that gradually decreases over time.
2.3.3. 기타 완충 동작2.3.3. Other buffer operations
이상에서는 열적 피드백의 출력 종료 시 열적 피드백의 출력 개시를 위해 인가된 전원(이하 ‘작동 전원’이라 하고, 작동 전원의 전압 및 전류는 각각 ‘작동 전압’ 및 ‘작동 전류’라고 함)의 중단 시점에 완충 전원을 인가하여 열 역전 환각이 발생하는 것을 방지하는 것으로 설명하였다.In the above, it was explained that the occurrence of thermal reversal hallucination is prevented by applying a buffer power at the point of interruption of the power applied to start output of thermal feedback when output of thermal feedback ends (hereinafter referred to as “operating power”, and the voltage and current of the operating power are referred to as “operating voltage” and “operating current”, respectively).
그런데, 이러한 열 역전 환각 방지 동작, 즉 완충 동작을 위한 완충 전원으로 듀티 신호를 이용하는 것도 가능하다. 예를 들어, 피드백 디바이스(100)에서 피드백 콘트롤러(1400)는 작동 전원의 인가 중단 시점에 작동 전원과 동일하거나 낮은 전압을 가지는 듀티 신호를 완충 전압으로 이용할 수도 있다. 여기서, 작동 전원이 듀티 신호일 수도 있는데, 이때 완충 전원은 작동 전원보다 듀티 레이트가 낮은 듀티 신호일 수 있다. However, it is also possible to use a duty signal as a buffer power for this thermal reversal hallucination prevention operation, i.e., a buffer operation. For example, in the feedback device (100), the feedback controller (1400) may use a duty signal having a voltage equal to or lower than the operating power as a buffer voltage at the time of interruption of the application of the operating power. Here, the operating power may be a duty signal, and in this case, the buffer power may be a duty signal having a lower duty rate than the operating power.
또는 열전 소자가 개별 제어 가능한 복수의 열전 쌍 그룹(1244)를 가지는 열전 쌍 어레이(1240)으로 제공되는 경우에는, 열적 피드백을 출력하기 위해 작동 전원이 인가되는 열전 쌍 그룹(1244)보다 작은 개수의 열전 쌍 그룹(1244)에 완충 구간 동안 작동 전원을 유지함으로써 완충 동작을 수행하는 것도 가능하다. 예를 들어, 5개의 열전 쌍 그룹(1244)을 가지는 열전 쌍 어레이(1240)를 이용해 열적 피드백을 출력하는 상태에서 완충 동작은 그 중 2개의 열전 쌍 그룹(1244)에 대해서는 작동 전원을 유지한 상태에서 나머지 3개의 열전 쌍 그룹(1244)에 대해서는 작동 전원을 차단함으로써, 결과적으로 열전 쌍 어레이(1240) 전체로 보면 열전 동작의 정도를 점진적으로 줄이는 형태로 완충 동작을 수행하는 것도 가능하다. Alternatively, in the case where the thermoelectric element is provided as a thermocouple array (1240) having a plurality of individually controllable thermocouple groups (1244), it is also possible to perform a buffer operation by maintaining operating power during a buffer period for a smaller number of thermocouple groups (1244) than the number of thermocouple groups (1244) to which operating power is applied to output thermal feedback. For example, in a state where thermal feedback is output using a thermocouple array (1240) having five thermocouple groups (1244), the buffer operation is also possible by maintaining operating power for two of the thermocouple groups (1244) and cutting off operating power for the remaining three thermocouple groups (1244), thereby gradually reducing the degree of thermoelectric operation for the entire thermocouple array (1240).
한편, 이상의 설명에서는 완충 동작이 작동 전원의 인가 중단 시점에 연이어 완충 전원을 인가하는 것으로 통해 수행되는 것으로 설명하였으나, 이와 달리 작동 전원의 인가 중단 시점으로부터 소정 시간 경과한 시점에 완충 전원을 인가하는 것을 통해서도 수행될 수 있다. Meanwhile, in the above explanation, the buffer operation is described as being performed by applying the buffer power sequentially at the time when the operating power supply is interrupted, but alternatively, it can also be performed by applying the buffer power at a time when a predetermined time has elapsed from the time when the operating power supply is interrupted.
2.3.4. 열 피드백의 강도를 고려한 열 역전 환각 방지 동작2.3.4. Thermal reversal hallucination prevention operation considering the strength of thermal feedback
한편, 열 역전 환각은 비교적 강한 강도의 열적 피드백의 중단에 의해서만 발생하며, 비교적 약한 강도의 열적 피드백의 중단에 의해서는 실질적으로 발생하지 않을 수도 있다.On the other hand, thermal inversion hallucinations occur only with interruption of relatively strong thermal feedback, and may not occur substantially with interruption of relatively weak thermal feedback.
따라서, 피드백 디바이스(100)가 여러 강도의 열적 피드백을 제공하는 경우에는 열적 피드백의 강도에 따라 열 역전 환각 방지 동작을 수행할지 여부를 판단할 수 있다. 즉, 피드백 디바이스(100)는 열 역전 환각 현상이 발생하지 않는 약한 강도의 열적 피드백에 대해서는 열 역전 환각 방지 동작이 불필요하므로 이를 수행할지 않는 것이다.Accordingly, when the feedback device (100) provides thermal feedback of various intensities, it is possible to determine whether to perform the thermal reversal hallucination prevention operation according to the intensity of the thermal feedback. That is, the feedback device (100) does not perform the thermal reversal hallucination prevention operation because it is unnecessary for thermal feedback of weak intensity for which the thermal reversal hallucination phenomenon does not occur.
도 44는 본 발명의 실시예에 따른 여러 강도의 열적 피드백의 중단에 따른 온도 변화 추이를 도시한 그래프이다.Figure 44 is a graph showing a temperature change trend according to the interruption of thermal feedback of various intensities according to an embodiment of the present invention.
도 44를 참조하면, 피드백 디바이스(100)가 온감 피드백과 냉감 피드백에 대하여 각각 5 등급으로 제공하는데, 이때 열적 피드백은 상위의 3등급에 대해서만 발생할 수 있다. 이 경우, 피드백 디바이스(100)는 상위 3등급에 대해서는 열 역전 환각 방지 동작을 수행하고, 나머지 하위 2등급에 대해서는 열 역전 환각 방지 동작을 수행하지 않을 수 있다. 구체적으로 피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백의 강도에 관한 정보를 획득하고, 열적 피드백 강도가 미리 정해진 등급 이상인지 이하인지 여부를 판단하고, 미리 정해진 등급 이하인 경우에는 열적 피드백 중단 시점 이후 소정 시간 동안 열 출력 모듈(1200)에 완충 전압을 인가한 뒤 소정 시간 이후 전원을 완전 차단하고, 미리 정해진 등급 이하인 경우에는 열적 피드백 중단 시 열 출력 모듈(1200)에 인가되고 있는 전압을 즉시 차단할 수 있다. Referring to FIG. 44, the feedback device (100) provides five levels of each of heat feedback and cold feedback, and at this time, thermal feedback can occur only for the upper three levels. In this case, the feedback device (100) may perform a thermal reversal hallucination prevention operation for the upper three levels and may not perform the thermal reversal hallucination prevention operation for the remaining lower two levels. Specifically, the feedback controller (1400) obtains information about the intensity of the thermal feedback, determines whether the thermal feedback intensity is higher than or lower than a predetermined level, and if it is lower than the predetermined level, applies a buffer voltage to the heat output module (1200) for a predetermined time after the thermal feedback is stopped, and then completely cuts off the power after the predetermined time, and if it is lower than the predetermined level, immediately cuts off the voltage being applied to the heat output module (1200) when the thermal feedback is stopped.
이처럼 피드백 디바이스(100)가 여러 강도의 열적 피드백을 제공하며, 그 중 상위 강도의 열적 피드백에서는 열 역전 환각이 발생하고 하위 강도의 열적 피드백에서는 열 역전 환각이 발생하지 않는 경우라면, 열 역전 환각을 발생시키지 않는 하위 강도의 열적 피드백에 이용되는 전압을 완충 전압으로 이용할 수도 있다. In this way, if the feedback device (100) provides thermal feedback of various intensities, and thermal inversion hallucination occurs in thermal feedback of higher intensities and thermal inversion hallucination does not occur in thermal feedback of lower intensities, the voltage used for thermal feedback of lower intensities that does not cause thermal inversion hallucination may be used as a buffer voltage.
한편, 완충 전압의 크기나 완충 구간의 시간 길이(완충 전압이 인가되는 시간 길이) 역시 열적 피드백의 강도에 따라 다르게 설정될 수 있다. 따라서, 피드백 디바이스(100)는 강도가 높은 열적 피드백에 대한 완충 전압을 강도가 낮은 열적 피드백에 대한 완충 전압보다 크게 설정할 수 있다. 또 피드백 디바이스(100)는 강도가 높은 열적 피드백에 대한 완충 구간을 강도가 낮은 열적 피드백에 대한 완충 구간보다 길게 설정할 수 있다. Meanwhile, the size of the buffer voltage or the time length of the buffer period (the time length during which the buffer voltage is applied) may also be set differently depending on the intensity of the thermal feedback. Accordingly, the feedback device (100) may set the buffer voltage for high-intensity thermal feedback to be greater than the buffer voltage for low-intensity thermal feedback. In addition, the feedback device (100) may set the buffer period for high-intensity thermal feedback to be longer than the buffer period for low-intensity thermal feedback.
2.3.5. 온감/냉감 피드백에 따른 열 역전 환각 방지 동작2.3.5. Anti-thermal reversal hallucination behavior based on hot/cold feedback
이상에서 설명한 열 역전 환각 현상은 동일한 조건의 온감 피드백과 냉감 피드백에서 서로 다르게 느껴질 수 있다. 이는 온감 피드백의 중단에 따른 온도 변화 속도와 냉감 피드백의 중단에 따른 온도 변화 속도와 서로 상이하기 때문이다. The thermal inversion illusion phenomenon described above can be felt differently under the same conditions of warm and cold feedback. This is because the rate of temperature change following the cessation of warm feedback is different from the rate of temperature change following the cessation of cold feedback.
도 45는 본 발명의 실시예에 따른 동일한 강도의 온감 피드백과 냉감 피드백에서 온도 변화 속도의 차이를 도시한 그래프이다.Figure 45 is a graph showing the difference in temperature change rate in the same intensity of warm and cold feedback according to an embodiment of the present invention.
도 45를 참조하면, 온감 피드백의 중단 시 발생하는 온도 감소의 속도의 크기가 냉감 피드백 중단 시 발생하는 온도 증가의 속도의 크기보다 작은 것을 볼 수 있다. Referring to Figure 45, it can be seen that the magnitude of the speed of temperature decrease that occurs when the warm feedback is interrupted is smaller than the magnitude of the speed of temperature increase that occurs when the cold feedback is interrupted.
열전 소자에서 전기 에너지가 인가될 때 전기 에너지의 일부가 발열 반응과 흡열 반응을 유도하는 한편 나머지 일부가 열 에너지로 변환된다. 여기서, 열 에너지로 직접 변환된 부분은 열전 소자에 배면에 연결된 방열판 등을 통해 방출되지만 그 일부는 잔열의 형태로 열전 소자에 남아있게 된다. 열전 소자에 전기 에너지 공급이 중단되면 발열 측과 흡열 측은 전도에 의해 열 평형 상태를 이루려고 한다. 또 열적 피드백의 중단에 따른 접촉면(1600) 또는 열전 쌍 어레이(1240)의 전면의 온도 변화에는 열전 쌍 어레이(1240)의 배면의 온도에 더하여 잔열이 작용할 수 있다. 이때, 잔열은 온감 피드백 종료 시에는 접촉면(1600) 또는 열전 쌍 어레이(1240)의 전면의 온도 감소를 저해하는 요인으로 작용하며 반대로 냉감 피드백 종료 시에는 접촉면(1600) 또는 열전 쌍 어레이(1240)의 전면의 온도 증가를 강화하는 요인으로 작용한다. 따라서, 일반적으로 온감 피드백의 중단 시의 온도 변화 속도가 냉감 피드백 중단 시의 온도 변화 속도보다 작게 된다. 결과적으로 동일 조건의 온감 피드백과 냉감 피드백 중 냉감 피드백의 중단 시에 열 역전 환각이 보다 강하게 느껴질 수 있다. When electric energy is applied to a thermoelectric element, a portion of the electric energy induces exothermic and endothermic reactions, while the remaining portion is converted into thermal energy. Here, the portion directly converted into thermal energy is released through a heat sink, etc., connected to the back of the thermoelectric element, but a portion remains in the thermoelectric element in the form of residual heat. When the electric energy supply to the thermoelectric element is cut off, the exothermic side and the endothermic side try to achieve thermal equilibrium through conduction. In addition, the residual heat may act in addition to the temperature of the back of the thermoelectric array (1240) due to the change in temperature of the front surface of the contact surface (1600) or the thermoelectric array (1240) due to the cutoff of thermal feedback. At this time, the residual heat acts as a factor that inhibits the decrease in temperature of the front surface of the contact surface (1600) or the thermoelectric array (1240) when the warm feedback is terminated, and conversely, acts as a factor that enhances the increase in temperature of the front surface of the contact surface (1600) or the thermoelectric array (1240) when the cold feedback is terminated. Therefore, the temperature change rate when the warm feedback is discontinued is generally smaller than the temperature change rate when the cold feedback is discontinued. As a result, the thermal reversal illusion may be felt more strongly when the cold feedback is discontinued among the warm and cold feedback under the same conditions.
이러한 점을 고려하면, 피드백 디바이스(100)는 열 역전 환각 방지 동작을 온감 피드백 종료 시와 냉감 피드백 종료 시에 상이하게 처리할 수 있다, Considering this, the feedback device (100) can process the thermal reversal hallucination prevention operation differently when the hot feedback ends and when the cold feedback ends.
도 46은 본 발명의 실시예에 따른 온감 피드백과 냉감 피드백의 종료 시 완충 구간의 시간 차이를 도시한 도면이다.Figure 46 is a diagram illustrating the time difference in the buffering section at the end of the warm and cold feedback according to an embodiment of the present invention.
예를 들면, 도 46에 도시된 바와 같이 피드백 디바이스(100)는 냉감 피드백의 완충 구간의 길이를 온감 피드백의 완충 구간의 길이보다 길게 설정할 수 있다. 피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백의 종료 시 열적 피드백의 종류를 판단하고, 열적 피드백의 종류를 고려하여 완충 구간의 길이를 결정하고, 결정된 완충 구간에 해당하는 시간 동안 열 출력 모듈(1200)에 완충 전압을 인가할 수 있다. 즉, 피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백이 온감 피드백인지 열감 피드백인지 판단하고, 온감 피드백이면 제1 시간 길이로 완충 구간을 설정하고, 냉감 피드백이면 제1 시간 길이보다 긴 제2 시간 길이로 완충 구간을 설정할 수 있다. For example, as illustrated in FIG. 46, the feedback device (100) may set the length of the buffer section of the cold feedback to be longer than the length of the buffer section of the warm feedback. The feedback controller (1400) may determine the type of thermal feedback when the thermal feedback ends, determine the length of the buffer section in consideration of the type of thermal feedback, and apply a buffer voltage to the heat output module (1200) for a time corresponding to the determined buffer section. That is, the feedback controller (1400) may determine whether the thermal feedback is the cold feedback or the hot feedback, and set the buffer section to a first time length if it is the cold feedback, and set the buffer section to a second time length longer than the first time length if it is the cold feedback.
또 피드백 디바이스(100)는 열적 피드백의 강도에 따라 열 역전 방지 동작의 수행 여부를 결정할 때도, 열적 피드백의 종류를 고려할 수 있다. 예를 들어, 도 44를 참조하여 설명에서는 온감 피드백 5단계와 냉감 피드백 5단계에서 각각 상위 3단계에 대해서는 열 역전 환각 방지 동작을 수행하고 나머지 하위 2단계에 대해서는 열 역전 환각 방지 동작을 수행하지 않는 것으로 설명하였는데, 온감 피드백과 냉감 피드백이 동일한 단계에서 동일한 강도를 가지는 것으로 가정하면 온감 피드백에 대해서는 상위 2단계의 종료 시에만 열 역전 환각 방지 동작을 수행하는 경우도 가능할 것이다.Also, the feedback device (100) may consider the type of thermal feedback when determining whether to perform the thermal reversal prevention operation based on the intensity of the thermal feedback. For example, referring to FIG. 44, in the description, the thermal reversal illusion prevention operation is performed for the upper three stages of the five stages of the warm feedback and the five stages of the cold feedback, and the thermal reversal illusion prevention operation is not performed for the remaining two lower stages. However, assuming that the warm feedback and the cold feedback have the same intensity in the same stage, it may be possible to perform the thermal reversal illusion prevention operation only when the upper two stages of the warm feedback are terminated.
2.3.6. 열 그릴 피드백의 종료에 따른 따른 열 역전 환각 방지 동작2.3.6. Anti-thermal reversal hallucination behavior following termination of heat grill feedback
이상에서는 열 역전 환각 방지 동작에 대하여 온감 피드백 및 냉감 피드백을 중심으로 설명하였으나, 열 그릴 피드백의 경우에도 유사한 현상이 발생할 수 있다. In the above, the thermal reversal hallucination prevention action was explained with a focus on hot and cold feedback, but a similar phenomenon can occur in the case of thermal grill feedback.
도 47은 본 발명의 실시예에 따른 열 그릴 피드백의 종료 시의 접촉면(1600)의 온도 변화를 도시한 그래프이다. Fig. 47 is a graph showing the temperature change of a contact surface (1600) at the end of heat grill feedback according to an embodiment of the present invention.
동일한 강도의 발열 동작과 흡열 동작을 동시에 수행함으로써 제공되는 열 그릴 피드백을 종료한 경우, 도 47을 참조하여 온감 피드백과 냉감 피드백을 제공하던 부위의 온도 변화를 살펴보면, 냉감 피드백을 제공하던 부위의 온도가 먼저 초기 온도에 도달한 뒤 온감 피드백을 제공하던 부위의 온도가 초기 온도에 도달하는 것을 볼 수 있다. 이는 상술한 바와 같이 잔열에 의한 것으로 사료된다. 이에 따라 피드백 디바이스(100)의 입장에서는 발열 동작과 흡열 동작을 동시에 중단했다 하더라도 사용자의 입장에서는 중립 열 그릴 피드백의 종료 시 온감이 느껴질 수 있으며, 이는 피드백 디바이스(100)가 의도치 않은 온감이다. When the thermal grill feedback provided by performing the heating and absorbing actions of the same intensity simultaneously is terminated, the temperature change of the part providing the warm and cold feedback is examined with reference to FIG. 47. It can be seen that the temperature of the part providing the cold feedback reaches the initial temperature first and then the temperature of the part providing the warm feedback reaches the initial temperature. This is thought to be due to the residual heat as described above. Accordingly, even if the heating and absorbing actions are simultaneously stopped from the standpoint of the feedback device (100), the user may feel a warm sensation when the neutral thermal grill feedback ends, and this is a warm sensation that the feedback device (100) did not intend.
도 48은 본 발명의 실시예에 따른 열 그릴 피드백의 종료 시 온감 제거를 위한 동작을 도시한 그래프이다.FIG. 48 is a graph illustrating an operation for removing heat sensation at the end of thermal grill feedback according to an embodiment of the present invention.
따라서, 피드백 디바이스(100)는 열 그릴 피드백의 종료를 위해 발열 동작과 흡열 동작을 중단할 때 흡열 동작의 종료 시점을 발열 동작의 종료 시점보다 늦추는 것을 통해 열 그릴 피드백의 종료 시 느껴지는 온감을 제거할 수 있다. 구체적으로 피드백 콘트롤러(1400)는 열 그릴 피드백 완료 시, 열 출력 모듈(1200)에 정전압은 제1 시점까지 인가하고, 역전압은 제1 시점보다 나중인 제2 시점까지 인가하여 열 그릴 피드백 종료 시 느껴지는 온감을 제거할 수 있다. Therefore, the feedback device (100) can eliminate the feeling of warmth felt when the heat grill feedback ends by delaying the end time of the heat absorption operation from the end time of the heat generation operation when the heat generation operation and the heat absorption operation are stopped to end the heat grill feedback. Specifically, when the heat grill feedback is completed, the feedback controller (1400) applies a positive voltage to the heat output module (1200) until a first time point and applies a reverse voltage until a second time point that is later than the first time point, thereby eliminating the feeling of warmth felt when the heat grill feedback ends.
그런데, 중립 열 그릴 피드백을 종료하는 경우에는 때때로 온감 대신 냉감이 느껴지는 경우가 있을 수 있다. 중립 열 그릴 피드백은 발열 동작과 흡열 동작에 따른 온도 비율이 중립 비율인 경우에 출력될 수 있으며, 중립 비율에 따르면 초기 온도에 비한 온도 차이가 발열 동작일 때보다 흡열 동작일 때 더 크다. However, when terminating the neutral heat grill feedback, there may be cases where a cold sensation is felt instead of a warm sensation. The neutral heat grill feedback can be output when the temperature ratio according to the exothermic and endothermic actions is a neutral ratio, and according to the neutral ratio, the temperature difference compared to the initial temperature is greater in the endothermic action than in the exothermic action.
구체적으로 중립 비율이 약 2.5인 경우, 중립 열 그릴 피드백 종료 시 접촉면(1600)의 온도는 발열 부위가 먼저 초기 온도에 도달한 뒤 흡열 부위가 초기 온도에 도달할 수 있다. 이때에는 피드백 디바이스(100)는 열 그릴 피드백의 종료를 위해 발열 동작 및 흡열 동작을 중단할 때 흡열 동작의 종료 시점을 발열 동작의 종료 시점보다 앞당기는 것을 통해 열 그릴 피드백의 종료 느껴지는 냉감을 제거할 수 있다. Specifically, when the neutral ratio is about 2.5, the temperature of the contact surface (1600) at the end of the neutral heat grill feedback may be such that the heating portion reaches the initial temperature first and then the heat absorption portion reaches the initial temperature. At this time, the feedback device (100) may eliminate the feeling of coldness felt at the end of the heat grill feedback by advancing the end point of the heat absorption operation before the end point of the heat generation operation when stopping the heating operation and the heat absorption operation to end the heat grill feedback.
구체적으로 피드백 콘트롤러(1400)는 열 그릴 피드백 완료 시, 열 출력 모듈(1200)에 역전압은 제1 시점까지 인가하고, 정전압은 제1 시점보다 나중인 제2 시점까지 인가하여 열 그릴 피드백 종료 시 느껴지는 냉감을 제거할 수 있다. Specifically, when the heat grill feedback is completed, the feedback controller (1400) applies reverse voltage to the heat output module (1200) until a first point in time and applies positive voltage until a second point in time that is later than the first point in time, thereby eliminating the cold feeling felt when the heat grill feedback is completed.
그런데, 여기서 발열 부위와 흡열 부위의 온도 중 발열 부위의 온도가 먼저 초기 온도에 도달한 뒤 흡열 부위의 온도가 초기 온도에 도달하기까지의 기간 동안 사용자가 냉감을 느낄 수 있는 것으로 설명하였으나 개인에 따라서는 흡열 부위의 온도 변화 속도가 발열 부위의 온도 변화 속도보다 빠르기 때문에 냉감 대신 열 역전 환각으로서 온감을 느낄 수도 있다. 이때에는 피드백 디바이스(100)는 열 그릴 피드백의 종료를 위해 발열 동작 및 흡열 동작을 중단할 때 발열 동작의 종료 시점을 흡열 동작의 종료 시점보다 늦추는 것을 통해 열 그릴 피드백의 종료 느껴지는 온감을 제거할 수 있다. However, although it has been explained that the user can feel a cold sensation during the period between the temperature of the heat generating portion and the temperature of the heat absorbing portion reaching the initial temperature among the temperatures of the heat generating portion and the temperature of the heat absorbing portion reaching the initial temperature, depending on the individual, the temperature change speed of the heat absorbing portion may be faster than the temperature change speed of the heat generating portion, so that the user may feel a warm sensation as a thermal inversion illusion instead of a cold sensation. In this case, the feedback device (100) can eliminate the warm sensation felt at the end of the heat grill feedback by delaying the end point of the heat generating action compared to the end point of the heat absorbing action when stopping the heat generating action and the heat absorbing action to end the heat grill feedback.
또는 열 통감을 위해 발열 동작과 흡열 동작을 종료할 때 각각의 동작의 종료에 따른 온도 변화에 의해 열 역전 환각이 느껴지는 것을 방지하기 위하여 각각의 동작 종료 시점에 완충 동작을 수행하는 것도 가능함은 물론이며, 이에 관해서는 이미 열 역전 환각의 방지 동작 부분에서 상세히 설명한 바 있으므로 자세한 설명을 생략하기로 한다. Or, in order to prevent the thermal inversion illusion from being felt due to the temperature change at the end of each movement when ending the exothermic and endothermic movements for thermal sensation, it is also possible to perform a buffering operation at the end of each movement. Since this has already been explained in detail in the section on the movement to prevent thermal inversion illusion, a detailed explanation will be omitted.
2.3. 열 이동 동작2.3. Heat transfer behavior
이하에서는 열 이동 동작에 관하여 설명한다. 여기서, 열 이동 동작이란 열 출력 모듈의 영역 상에서 열을 이동시키는 동작으로, 이는 개별 제어 가능한 복수의 열전 쌍 그룹(1244)으로 이루어진 열 출력 모듈(1200)을 이용하여 수행될 수 있다. Below, a heat movement operation is described. Here, the heat movement operation is an operation of moving heat over an area of a heat output module, which can be performed using a heat output module (1200) composed of a plurality of individually controllable thermocouple groups (1244).
도 49는 본 발명의 실시예에 따른 열 이동 동작을 위한 전기 신호의 일 예에 관한 개략도이고, 도 50은 도 49에 따른 열 이동 동작을 도시한 도면이다.FIG. 49 is a schematic diagram of an example of an electric signal for a heat movement operation according to an embodiment of the present invention, and FIG. 50 is a drawing illustrating a heat movement operation according to FIG. 49.
도 49 및 도 50dmf 참조하면, 열 출력 모듈(1200)은 제1 열전 쌍 그룹(1244-1), 제2 열전 쌍 그룹(1244-2), 제3 열전 쌍 그룹(1244-3) 및 제4 열전 쌍 그룹(1244-4)을 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 49 and 50dmf, the heat output module (1200) may include a first thermocouple pair group (1244-1), a second thermocouple pair group (1244-2), a third thermocouple pair group (1244-3), and a fourth thermocouple pair group (1244-4).
이때, 피드백 콘트롤러(1400)는 열전 소자 그룹들에게 순서대로 전원을 인가할 수 있다. 이에 따라 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)이 먼저 열전 동작(여기서, 열전 동작은 발열 동작, 흡열 동작 및 열 그릴 동작을 포함함)을 수행할 수 있다. 이후 제2, 제3, 제4 열전 쌍 그룹(1244-2, 1244-3, 1244-4) 순으로 열전 동작을 수행할 수 있다. At this time, the feedback controller (1400) can sequentially apply power to the thermoelectric element groups. Accordingly, the first thermoelectric pair group (1244-1) can first perform the thermoelectric operation (here, the thermoelectric operation includes a heat generating operation, a heat absorbing operation, and a heat grilling operation). Thereafter, the second, third, and fourth thermoelectric pair groups (1244-2, 1244-3, and 1244-4) can sequentially perform the thermoelectric operation.
또 피드백 콘트롤러(1400)는 특정 열전 쌍 그룹(1244)에 대한 전원을 인가하는 시점에 그 전 열전 쌍 그룹(1244)에 대한 전원을 차단할 수 있다. 이에 따라 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)은 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)이 열전 동작을 개시할 때 열전 동작을 중단하고, 제2 열전 쌍 그룹(1244-3)은 제3 열전 쌍 그룹(1244-3)이 열전 동작을 개시할 때 열전 동작을 중단하고, 제3 열전 쌍 그룹(1244-3)은 제4 열전 쌍 그룹(1244-4)이 열전 동작을 개시할 때 열전 동작을 중단할 수 있다.In addition, the feedback controller (1400) can cut off power to the previous thermocouple group (1244) at the time of applying power to a specific thermocouple group (1244). Accordingly, the first thermocouple group (1244-1) can stop the thermoelectric operation when the second thermocouple group (1244-2) starts the thermoelectric operation, the second thermocouple group (1244-3) can stop the thermoelectric operation when the third thermocouple group (1244-3) starts the thermoelectric operation, and the third thermocouple group (1244-3) can stop the thermoelectric operation when the fourth thermocouple group (1244-4) starts the thermoelectric operation.
이에 따라 사용자는 접촉면 상에서 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)이 배치되는 영역으로부터 제4 열전 쌍 그룹(1244-4)이 배치되는 영역으로 열이 이동하는 것을 느낄 수 있다. Accordingly, the user can feel heat moving from the area where the first thermocouple pair group (1244-1) is placed on the contact surface to the area where the fourth thermocouple pair group (1244-4) is placed.
상술한 본 예는 다음과 같이 활용될 수 있다. The above-described example can be utilized as follows.
예를 들어, 피드백 디바이스에서 복수의 열전 소자 그룹이 사용자에게 파지된 상태에서 수평 방향으로 배치된 경우라면, 일측으로부터 타측 방향으로 냉열을 이동시켜 사용자가 시원한 바람이 지나가는 느낌을 제공할 수 있다. 또 온열을 이동시키면 열원이 지나가는 느낌을 제공할 수 있다. For example, if multiple groups of thermoelectric elements in a feedback device are arranged horizontally while being gripped by the user, moving cold heat from one side to the other can provide the user with the sensation of a cool breeze passing by. Moving hot heat can also provide the user with the sensation of a heat source passing by.
도 51은 본 발명의 실시예에 따른 열 이동 동작을 위한 전기 신호의 다른 예에 관한 개략도이고, 도 52는 도 51에 따른 열 이동 동작을 도시한 도면이다.FIG. 51 is a schematic diagram of another example of an electric signal for a heat movement operation according to an embodiment of the present invention, and FIG. 52 is a drawing illustrating a heat movement operation according to FIG. 51.
도 51 및 도 52를 참조하면, 열 출력 모듈(1200)은 제1 열전 쌍 그룹(1244-1), 제2 열전 쌍 그룹(1244-2), 제3 열전 쌍 그룹(1244-3) 및 제4 열전 쌍 그룹(1244-4)을 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 51 and 52, the heat output module (1200) may include a first thermocouple pair group (1244-1), a second thermocouple pair group (1244-2), a third thermocouple pair group (1244-3), and a fourth thermocouple pair group (1244-4).
이때, 피드백 콘트롤러(1400)는 열전 쌍 그룹(1244)들에게 순서대로 전원을 인가할 수 있다. 이에 따라 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)이 먼저 열전 동작을 수행할 수 있다. 이후 제2, 제3, 제4 열전 쌍 그룹(1244-2, 1244-3, 1244-4) 순으로 열전 동작을 수행할 수 있다.At this time, the feedback controller (1400) can sequentially apply power to the thermoelectric pair groups (1244). Accordingly, the first thermoelectric pair group (1244-1) can perform the thermoelectric operation first. Thereafter, the second, third, and fourth thermoelectric pair groups (1244-2, 1244-3, 1244-4) can sequentially perform the thermoelectric operation.
또 피드백 콘트롤러(1400)는 특정 열전 쌍 그룹(1244)에 대한 전원을 인가하는 시점으로부터 미리 정해진 시간 이후에 이전 열전 쌍 그룹에 대한 전원을 차단할 수 있다. 이에 따라 사용자는 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)에 의한 열적 체감이 종료될 때, 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)에 의한 열감을 체감할 수 있고, 제2 열전 쌍 그룹(1244-2)에 의한 열적 체감이 종료될 때, 제3 열전 쌍 그룹(1244-3)에 의한 열감을 체감할 수 있고, 제3 열전 쌍 그룹(1244-2)에 의한 열적 체감이 종료될 때, 제4 열전 쌍 그룹(1244-4)에 의한 열감을 체감할 수 있다.In addition, the feedback controller (1400) can cut off power to a previous thermocouple group after a predetermined time from the time of applying power to a specific thermocouple group (1244). Accordingly, when the thermal sensation by the first thermocouple group (1244-1) ends, the user can feel the thermal sensation by the second thermocouple group (1244-2), when the thermal sensation by the second thermocouple group (1244-2) ends, the user can feel the thermal sensation by the third thermocouple group (1244-3), and when the thermal sensation by the third thermocouple group (1244-2) ends, the user can feel the thermal sensation by the fourth thermocouple group (1244-4).
이는 열전 쌍 그룹에 전원이 인가된 시점으로부터 접촉면이 사용자가 열감을 느끼는 온도에 도달하기까지 소정의 시간이 필요한데, 이를 고려한 것이다. 즉, 상기의 미리 정해진 시간은 열전 소자에 전원이 인가된 후 접촉면의 온도가 열감 전달하기 적합한 온도에 도달하기까지의 지연 시간에 대응될 수 있다. This takes into account the fact that a certain amount of time is required from the time power is applied to the thermocouple group until the contact surface reaches a temperature at which the user feels a sensation of heat. In other words, the above-determined time can correspond to the delay time from when power is applied to the thermoelectric element until the temperature of the contact surface reaches a temperature suitable for transmitting a sensation of heat.
이에 따라 사용자는 접촉면 상에서 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)이 배치되는 영역으로부터 제4 열전 쌍 그룹(1244-4)이 배치되는 영역으로 열이 이동하는 것을 자연스럽게 느낄 수 있다. Accordingly, the user can naturally feel heat moving from the area where the first thermocouple pair group (1244-1) is placed on the contact surface to the area where the fourth thermocouple pair group (1244-4) is placed.
도 53은 본 발명의 실시예에 따른 열 이동 동작을 위한 전기 신호의 또 다른 예에 관한 개략도이고, 도 54는 53에 따른 열 이동 동작을 도시한 도면이다.FIG. 53 is a schematic diagram of another example of an electric signal for a heat movement operation according to an embodiment of the present invention, and FIG. 54 is a drawing illustrating a heat movement operation according to 53.
도 53 및 도 54를 참조하면, 열 출력 모듈(1200)은 제1 열전 쌍 그룹(1244-1), 제2 열전 쌍 그룹(1244-2), 제3 열전 쌍 그룹(1244-3) 및 제4 열전 쌍 그룹(1244-4)을 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 53 and 54, the heat output module (1200) may include a first thermocouple pair group (1244-1), a second thermocouple pair group (1244-2), a third thermocouple pair group (1244-3), and a fourth thermocouple pair group (1244-4).
이때, 피드백 콘트롤러(1400)는 열전 쌍 그룹(1244)들에게 순서대로 전원을 인가할 수 있다. 이에 따라 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)이 먼저 열전 동작을 수행할 수 있다. 이후 제2, 제3, 제4 열전 쌍 그룹(1244-2, 1244-3, 1244-4) 순으로 열전 동작을 수행할 수 있다.At this time, the feedback controller (1400) can sequentially apply power to the thermoelectric pair groups (1244). Accordingly, the first thermoelectric pair group (1244-1) can perform the thermoelectric operation first. Thereafter, the second, third, and fourth thermoelectric pair groups (1244-2, 1244-3, 1244-4) can sequentially perform the thermoelectric operation.
또 피드백 콘트롤러(1400)는 기 전원이 인가된 열전 소자에 대해서는 전원을 차단하지 않을 수 있다. 이에 따라 사용자는 접촉면 상에서 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)이 배치되는 영역으로부터 제4 열전 쌍 그룹(1244-4)이 배치되는 영역으로 열이 차오르는 것을 느낄 수 있다. In addition, the feedback controller (1400) may not cut off power to the thermoelectric element to which power is applied. Accordingly, the user may feel heat rising from the area where the first thermoelectric pair group (1244-1) is arranged to the area where the fourth thermoelectric pair group (1244-4) is arranged on the contact surface.
상술한 본 예는 다음과 같이 활용될 수 있다. The above-described example can be utilized as follows.
예를 들어, 피드백 디바이스에서 복수의 열전 쌍 그룹(1244)이 사용자에게 파지된 상태에서 수직 방향으로 배치된 경우라면, 하측으로부터 상측 방향으로 냉열을 이동시켜 사용자가 신체의 아래쪽으로부터 차가운 물에 몸을 담그는 느낌을 제공할 수 있다. For example, if a plurality of thermocouple groups (1244) in a feedback device are arranged vertically while being gripped by the user, the cold can be moved from the bottom to the top, giving the user the feeling of being immersed in cold water from the lower part of the body.
도 55는본 발명의 실시예에 따른 열 이동 동작을 위한 전기 신호의 다시 또 다른 예에 관한 개략도이고, 도 56는 도 55에 따른 열 이동 동작을 도시한 도면이다.FIG. 55 is a schematic diagram of yet another example of an electric signal for a heat transfer operation according to an embodiment of the present invention, and FIG. 56 is a drawing illustrating a heat transfer operation according to FIG. 55.
도 55 및 도 56을 참조하면, 열 출력 모듈(1200)은 제1 열전 쌍 그룹(1244-1), 제2 열전 쌍 그룹(1244-2), 제3 열전 쌍 그룹(1244-3) 및 제4 열전 쌍 그룹(1244-4)을 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 55 and 56, the heat output module (1200) may include a first thermocouple pair group (1244-1), a second thermocouple pair group (1244-2), a third thermocouple pair group (1244-3), and a fourth thermocouple pair group (1244-4).
이때, 각 열전 쌍 그룹(1244)은 모두 전원을 인가받아 열전 동작을 수행하고 있는 상태이다. At this time, each thermoelectric pair group (1244) is powered and performing thermoelectric operation.
이 상태에서 피드백 콘트롤러(1400)는 열전 쌍 그룹(1244)들에게 순서대로 전원을 차단할 수 있다. 이에 따라 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)이 먼저 열전 동작 중단하고, 이후 제2, 제3, 제4 열전 쌍 그룹(1244-2, 1244-3, 1244-4) 순으로 열전 동작을 중단할 수 있다. In this state, the feedback controller (1400) can sequentially cut off power to the thermocouple pair groups (1244). Accordingly, the first thermocouple pair group (1244-1) can stop thermoelectric operation first, and then the second, third, and fourth thermocouple pair groups (1244-2, 1244-3, 1244-4) can sequentially stop thermoelectric operation.
이에 따라 사용자는 접촉면 상에서 제1 열전 쌍 그룹(1244-1)이 배치되는 영역으로부터 제4 열전 쌍 그룹(1244-4)이 배치되는 영역으로 열이 빠지는 것을 느낄 수 있다. Accordingly, the user can feel heat being released from the area where the first thermocouple pair group (1244-1) is placed on the contact surface to the area where the fourth thermocouple pair group (1244-4) is placed.
상술한 본 예는 다음과 같이 활용될 수 있다. The above-described example can be utilized as follows.
예를 들어, 피드백 디바이스에서 복수의 열전 쌍 그룹(1244)이 사용자에게 파지된 상태에서 수직 방향으로 배치된 경우라면, 하측으로부터 상측 방향으로 냉열을 이동시켜 사용자가 신체의 아래쪽으로부터 차가운 물에 몸이 벗어나는 느낌을 제공할 수 있다. For example, if a plurality of thermocouple groups (1244) in a feedback device are arranged vertically while being gripped by the user, the cold can be moved from the bottom to the top, giving the user the feeling of being immersed in cold water from the lower part of the body.
상술한 열 이동 동작의 예에서는 네 개의 열전 쌍 그룹(1244)이 1차원 어레이로 배치되는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 실시예에 따른 열 이동 동작에서 열전 쌍 그룹(1244)의 개수나 배치 형태가 상술한 예로 한정되는 것은 아니다.In the example of the above-described heat transfer operation, four thermocouple pair groups (1244) are described as being arranged in a one-dimensional array. However, in the heat transfer operation according to the embodiment of the present invention, the number or arrangement of the thermocouple pair groups (1244) is not limited to the above-described example.
3. 열적 피드백 제공 방법3. Method of providing thermal feedback
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법에 관하여 설명한다. 열적 피드백 제공 방법에 관해서는 상술한 피드백 디바이스(100)와 피드백 디바이스(100)의 동작을 이용하여 설명하기로 한다. 다만, 이는 설명의 편의를 위한 것에 불과하므로, 열적 피드백 제공 방법이 피드백 디바이스(100)나 피드백 디바이스(100)의 동작에 의해 한정되는 것은 아님에 유의해야 한다. Hereinafter, a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention will be described. The method for providing thermal feedback will be described using the above-described feedback device (100) and the operation of the feedback device (100). However, this is only for convenience of explanation, and it should be noted that the method for providing thermal feedback is not limited to the feedback device (100) or the operation of the feedback device (100).
또 이하의 설명에서 피드백 디바이스(100)가 게이밍 콘트롤러(100a) 형태인 것을 기준으로 설명한다. 이는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것에 불과하므로, 열적 피드백 제공 방법을 수행하는 피드백 디바이스(100)의 종류가 게이밍 콘트롤러(100a) 타입으로 한정되는 것은 아니며, 다른 형태의 피드백 디바이스(100)에도 범용적으로 적용 가능한 것임을 밝혀둔다. In addition, the following description is based on the assumption that the feedback device (100) is in the form of a gaming controller (100a). This is merely to help understanding of the present invention, and therefore, it should be noted that the type of feedback device (100) that performs the thermal feedback provision method is not limited to the gaming controller (100a) type, and that it can be universally applied to other types of feedback devices (100).
3.1. 열적 피드백 개시 및 종료 방법3.1. How to initiate and terminate thermal feedback
도 57은 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제1 예에 관한 순서도이다.FIG. 57 is a flowchart of a first example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
도 57에 따른 열적 피드백 제공 방법은, 열적 피드백을 개시하고 종료하는 방법으로서, 피드백 요청 메시지를 획득하는 단계(S1100), 피드백 정보를 획득하는 단계(S1200), 피드백 정보에 기초하여 전기 신호를 출력하는 단계(S1300), 전기 신호에 따라 열적 피드백을 제공하는 단계(S1400) 및 피드백 종료 메시지에 따라 열적 피드백을 종료하는 단계(S1500)를 포함할 수 있다. A method for providing thermal feedback according to FIG. 57 may include a step of obtaining a feedback request message (S1100), a step of obtaining feedback information (S1200), a step of outputting an electric signal based on the feedback information (S1300), a step of providing thermal feedback according to the electric signal (S1400), and a step of terminating thermal feedback according to a feedback termination message (S1500).
이하에서는 상술한 각 단계에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. Below, each of the above steps will be described in more detail.
먼저 피드백 요청 메시지를 획득할 수 있다(S1100). 예를 들어, 게임 콘솔은 게임 내의 정보 처리 결과에 따라 피드백 요청 메시지를 생성하고, 이를 피드백 디바이스(100)에 송신할 수 있다. 피드백 디바이스(100)에서는 어플리케이션 콘트롤러(2700)가 통신 모듈(2500)을 통해 피드백 요청 메시지를 수신할 수 있다. First, a feedback request message can be obtained (S1100). For example, a game console can generate a feedback request message according to the result of information processing in the game and transmit it to a feedback device (100). In the feedback device (100), an application controller (2700) can receive the feedback request message through a communication module (2500).
한편, 피드백 디바이스(100)가 스탠드 얼론으로 동작하는 경우에는 피드백 디바이스(100)가 자체적으로 피드백 요청 메시지를 획득할 수 있다. 예를 들어, 어플리케이션 콘트롤러(2700)는 입력 모듈(2200)을 통해 사용자 입력의 형태로 피드백 요청 메시지를 획득할 수 있다. 다른 예를 들어, 어플리케이션 콘트롤러(2700)는 센서 모듈이 감지한 특정 조건을 피드백 요청 메시지로 획득할 수 있다. Meanwhile, when the feedback device (100) operates as a stand-alone device, the feedback device (100) can obtain a feedback request message on its own. For example, the application controller (2700) can obtain a feedback request message in the form of a user input through the input module (2200). As another example, the application controller (2700) can obtain a specific condition detected by the sensor module as a feedback request message.
피드백 요청 메시지가 획득되면 피드백 정보를 획득할 수 있다(S1200). 여기서, 피드백 정보란 열적 피드백의 종류, 열적 피드백의 강도 및 열적 피드백이 인가되는 시간에 대한 정보 등을 포함할 수 있다. 이러한 정보들은 직접적으로 열적 피드백의 종류, 강도, 시간 등에 관한 데이터를 포함할 수도 있지만, 이와 달리 열적 피드백의 종류, 강도, 시간 등에 관한 데이터를 간접적으로 포함할 수도 있다. When a feedback request message is obtained, feedback information can be obtained (S1200). Here, the feedback information can include information on the type of thermal feedback, the intensity of the thermal feedback, and the time at which the thermal feedback is applied. Such information can directly include data on the type, intensity, and time of the thermal feedback, but can also indirectly include data on the type, intensity, and time of the thermal feedback.
일 예로, 피드백 요청 메시지에는 피드백 정보가 포함되어 있을 수 있다. 예를 들어, 게임 콘솔로부터 수신되는 피드백 요청 메시지에는 피드백 정보가 포함되어 있어, 어플리케이션 콘트롤러(2700)는 피드백 요청 메시지로부터 피드백 정보를 획득할 수 있다. For example, a feedback request message may include feedback information. For example, a feedback request message received from a game console includes feedback information, so that the application controller (2700) can obtain feedback information from the feedback request message.
다른 예로, 피드백 정보는 메모리(2600)에 저장되어 있으며, 피드백 요청 메시지에는 직접적으로 피드백 정보가 포함되는 대신 메모리(2600)에 저장된 피드백 정보를 획득하기 위한 식별자가 포함되어 있을 수도 있다. 예를 들어, 게임 콘트롤러는 수신된 피드백 요청 메시지로부터 식별자를 추출하고 추출된 식별자로부터 메모리(2600)에 저장된 피드백 정보 테이블로부터 수신한 피드백 요청 메시지에 대응하는 피드백 정보를 획득할 수 있다. As another example, the feedback information may be stored in the memory (2600), and the feedback request message may include an identifier for obtaining the feedback information stored in the memory (2600) instead of directly including the feedback information. For example, the game controller may extract an identifier from the received feedback request message and obtain feedback information corresponding to the received feedback request message from the feedback information table stored in the memory (2600) using the extracted identifier.
다른 예로, 피드백 요청 메시지는 단순히 열적 피드백의 개시를 요청할 수 있으며, 어플리케이션 콘트롤러(2700)는 피드백 요청 메시지에 따라 메모리(2600)로부터 기 저장되어 있는 피드백 정보를 로딩하여 획득할 수 있다. As another example, the feedback request message may simply request the initiation of thermal feedback, and the application controller (2700) may load and obtain previously stored feedback information from the memory (2600) according to the feedback request message.
다음으로, 피드백 정보에 기초하여 전기 신호를 출력할 수 있다(S1300). 어플리케이션 콘트롤러(2700)는 피드백 정보를 피드백 콘트롤러(1400)에 전달하고, 피드백 콘트롤러(1400)는 피드백 정보에 기초하여 열 출력 모듈(1200)에 인가할 전기 신호를 발생시킬 수 있다. Next, an electric signal can be output based on the feedback information (S1300). The application controller (2700) transmits the feedback information to the feedback controller (1400), and the feedback controller (1400) can generate an electric signal to be applied to the heat output module (1200) based on the feedback information.
피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백의 종류에 기초하여 인가할 전기 신호의 전압이 전압의 방향을 판단할 수 있다. 예를 들어, 열적 피드백이 온감 피드백인 경우에는 피드백 콘트롤러(1400)는 인가할 전압이 정전압인 것으로 판단하며, 열적 피드백이 냉감 피드백인 경우에는 역전압인 것으로 판단하며, 열 그릴 피드백인 경우에는 정전압과 역전압을 동시에 또는 시간 분할하여 인가하기로 판단할 수 있다. The feedback controller (1400) can determine the direction of the voltage of the electric signal to be applied based on the type of thermal feedback. For example, if the thermal feedback is a warm feedback, the feedback controller (1400) determines that the voltage to be applied is a constant voltage, if the thermal feedback is a cold feedback, the feedback controller (1400) determines that the voltage to be applied is a reverse voltage, and if the thermal grill feedback is applied, the feedback controller can determine that the constant voltage and the reverse voltage are to be applied simultaneously or in time division.
또 피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백의 강도에 기초하여 인가할 전압의 크기를 판단할 수 있다. 메모리(2600)에는 열적 피드백의 강도 별 전압 크기에 관한 전압 테이블이 저장되어 있을 수 있다. 피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백의 강도에 기초하여 전압 테이블을 참조하여 인가할 전압의 크기를 판단할 수 있다. 한편, 열적 피드백의 종류에 따라 인가될 전압의 강도가 상이할 수도 있으므로, 전압 테이블 참조 시 피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백의 종류도 함께 고려할 수 있다. In addition, the feedback controller (1400) can determine the magnitude of the voltage to be applied based on the intensity of the thermal feedback. The memory (2600) may store a voltage table regarding the voltage magnitude according to the intensity of the thermal feedback. The feedback controller (1400) can determine the magnitude of the voltage to be applied by referring to the voltage table based on the intensity of the thermal feedback. Meanwhile, since the intensity of the voltage to be applied may be different depending on the type of thermal feedback, the feedback controller (1400) can also consider the type of thermal feedback when referring to the voltage table.
또 피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백이 인가될 시간에 관한 정보에 기초하여 전압을 인가할 기간을 판단할 수 있다.Additionally, the feedback controller (1400) can determine the period of time for which the voltage is to be applied based on information about the time at which the thermal feedback is to be applied.
전압의 방향, 크기, 인가 시간이 정해지면, 피드백 콘트롤러(1400)는 정해진 결과에 대응하는 전기 신호를 열 출력 모듈(1200)에 인가할 수 있다. Once the direction, magnitude, and application time of the voltage are determined, the feedback controller (1400) can apply an electric signal corresponding to the determined result to the heat output module (1200).
열 출력 모듈(1200)은 전원 단자(1260)를 통해 전기 신호를 인가받고, 이에 따라 열전 쌍 어레이(1240)가 발열 동작이나 흡열 동작 또는 열 그릴 동작을 수행할 수 있다(S1400). 이에 따라 피드백 디바이스(100)는 열적 피드백을 출력하여 사용자에게 제공할 수 있다. The heat output module (1200) receives an electric signal through the power terminal (1260), and accordingly, the thermocouple array (1240) can perform a heat generating operation, a heat absorbing operation, or a heat grilling operation (S1400). Accordingly, the feedback device (100) can output thermal feedback and provide it to the user.
마지막으로 피드백 종료 메시지를 획득하고 열적 피드백을 종료할 수 있다(S1500). 피드백 종료 메시지는 피드백의 종료를 지시하는 것으로, 피드백 디바이스(100)는 피드백 요청 메시지를 획득한 방식과 유사한 방법으로 피드백 종료 메시지를 획득할 수 있다. 피드백 디바이스(100)는 피드백 종료 메시지가 수신되면 수행 중이던 열적 피드백에 관한 동작을 중지할 수 있다. 다만, 열적 피드백에 관한 동작을 종료하기 위해 반드시 피드백 종료 메시지가 필요한 것은 아니다. 예를 들어, 피드백 정보에 열적 피드백이 인가될 시간에 관한 정보가 포함되어 있는 경우에는, 피드백 디바이스(100)는 해당 시간만큼 열적 피드백을 인가한 뒤 열적 피드백에 관한 동작을 중단하여 열적 피드백을 종료시킬 수도 있다. Finally, a feedback termination message can be obtained and the thermal feedback can be terminated (S1500). The feedback termination message indicates termination of the feedback, and the feedback device (100) can obtain the feedback termination message in a similar manner to the manner in which the feedback request message is obtained. When the feedback termination message is received, the feedback device (100) can stop the operation related to the thermal feedback that was being performed. However, the feedback termination message is not necessarily required to terminate the operation related to the thermal feedback. For example, when the feedback information includes information about the time at which the thermal feedback is to be applied, the feedback device (100) can terminate the thermal feedback by applying the thermal feedback for the corresponding time and then stopping the operation related to the thermal feedback.
3.2. 열 그릴 피드백 제공 방법3.2. How to provide heat grill feedback
3.2.1. 전압 제어를 통한 열 그릴 피드백 제공 방법3.2.1. Method for providing thermal grill feedback through voltage control
도 58은 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제2 예에 관한 순서도이다.FIG. 58 is a flowchart of a second example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
도 58에 따른 열적 피드백 제공 방법은, 전압 제어를 통한 열 그릴 피드백을 제공하는 방법으로서, 피드백 요청 메시지를 획득하는 단계(S2100), 피드백 정보를 획득하는 단계(S2200), 피드백 정보에 기초하여 수행할 열적 피드백의 종류를 판단하는 단계로, 특히 열 그릴 피드백인지 여부를 판단하는 단계(S2300). 열적 피드백의 종류가 열 그릴 피드백인 경우, 열 그릴 동작을 위해 인가할 전압을 결정하는 단계(S2400) 및 높은 강도의 온감 피드백과 낮은 강도의 냉감 피드백을 동시에 출력하는 단계(S2500)를 포함할 수 있다. A method for providing thermal feedback according to FIG. 58 is a method for providing thermal grill feedback through voltage control, the method comprising the steps of: obtaining a feedback request message (S2100); obtaining feedback information (S2200); determining a type of thermal feedback to be performed based on the feedback information, and in particular, determining whether it is thermal grill feedback (S2300). If the type of thermal feedback is thermal grill feedback, the method may include a step of determining a voltage to be applied for thermal grill operation (S2400); and a step of simultaneously outputting high-intensity warm feeling feedback and low-intensity cold feeling feedback (S2500).
이러한 열적 피드백 제공 방법의 제2 예는 다음의 특징을 갖는 피드백 디바이스(100)에 의해 수행될 수 있다.A second example of such a method of providing thermal feedback can be performed by a feedback device (100) having the following characteristics:
첫째로, 피드백 디바이스(100)는 접촉면(1600)의 일부와 다른 일부에서 발열 동작과 흡열 동작을 동시에 수행할 수 있다. 이를 위해 열전 쌍 어레이(1240)는 복수의 열전 쌍 그룹(1244)을 포함하며, 피드백 콘트롤러(1400)는 복수의 열전 쌍 그룹(1244)을 개별 제어할 수 있다. First, the feedback device (100) can perform a heating operation and a heat absorption operation simultaneously on a part and another part of the contact surface (1600). To this end, the thermocouple array (1240) includes a plurality of thermocouple groups (1244), and the feedback controller (1400) can individually control the plurality of thermocouple groups (1244).
둘째로, 피드백 디바이스(100)는 온감 피드백 및 냉감 피드백을 각각 다단계로 구현할 수 있다. 이를 위해 피드백 콘트롤러(1400)는 다단계의 정전압 및 다단계의 역전압으로 전기 신호를 출력할 수 있다. Second, the feedback device (100) can implement heat feedback and cold feedback in multiple stages. To this end, the feedback controller (1400) can output electric signals in multiple stages of positive voltage and multiple stages of reverse voltage.
이하에서는 상술한 각 단계에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. Below, each of the above steps will be described in more detail.
먼저 피드백 요청 메시지를 획득할 수 있다(S2100). 본 단계는 열적 피드백 제공 방법의 제1 예에서의 단계 S1100과 유사할 수 있다.First, a feedback request message can be obtained (S2100). This step may be similar to step S1100 in the first example of the thermal feedback provision method.
다음으로, 피드백 정보를 획득할 수 있다(S2200). 본 단계는 열적 피드백 제공 방법의 제1 예에서의 단계 S1200과 유사할 수 있다. Next, feedback information can be obtained (S2200). This step may be similar to step S1200 in the first example of the thermal feedback provision method.
다만, 피드백 정보에는 적어도 열적 피드백의 종류에 대한 정보가 포함되며, 또 열적 피드백의 종류에는 온감 피드백, 냉감 피드백 및 열 그릴 피드백이 포함된다. 물론, 피드백 정보에는 이외에도 열적 피드백의 강도 및 열적 피드백이 인가되는 시간에 대한 정보 등이 추가로 포함되는 것도 가능하다. However, the feedback information includes at least information about the type of thermal feedback, and the types of thermal feedback include warm feedback, cold feedback, and thermal grill feedback. Of course, the feedback information may additionally include information about the intensity of the thermal feedback and the time for which the thermal feedback is applied.
다음으로 피드백 정보에 기초하여 수행할 열적 피드백의 종류를 판단할 수 있다(S2300).Next, the type of thermal feedback to be performed can be determined based on the feedback information (S2300).
열적 피드백의 종류가 열감 피드백인 경우, 피드백 콘트롤러(1400)는 열 출력 모듈(1200)에 정전압을 인가하고 열 출력 모듈(1200)은 발열 동작을 수행한다. 열적 피드백의 종류가 냉감 피드백인 경우, 피드백 콘트롤러(1400)는 열 출력 모듈(1200)에 역전압을 인가하고 열 출력 모듈(1200)은 흡열 동작을 수행한다. 이때, 피드백 콘트롤러(1400)는 피드백 정보 중 열적 피드백의 강도에 관한 정보를 이용하여 정전압 또는 역전압의 전압 레벨을 조절할 수도 있을 것이다.When the type of thermal feedback is thermal feedback, the feedback controller (1400) applies a constant voltage to the thermal output module (1200), and the thermal output module (1200) performs a heat-generating operation. When the type of thermal feedback is cooling feedback, the feedback controller (1400) applies a reverse voltage to the thermal output module (1200), and the thermal output module (1200) performs a heat-absorbing operation. At this time, the feedback controller (1400) may adjust the voltage level of the constant voltage or the reverse voltage by using information on the intensity of the thermal feedback among the feedback information.
열적 피드백의 종류가 열 그릴 피드백인 경우, 다음과 같이 열 그릴 동작을 수행한다.When the type of thermal feedback is thermal grill feedback, the thermal grill operation is performed as follows.
열 그릴 동작을 위해 인가할 전압을 결정한다(S2400). Determine the voltage to be applied for heat grill operation (S2400).
메모리(2600)에는 전압 레벨 테이블과 열전 쌍 그룹(1244) 테이블이 저장되어 있을 수 있다. The memory (2600) may store a voltage level table and a thermocouple pair group (1244) table.
전압 레벨 테이블은 다단계의 온감 피드백과 냉감 피드백 별 전압 레벨에 관한 것이다. 예를 들어, 4단계의 온감 피드백과 냉감 피드백을 제공하는 피드백 디바이스(100)의 메모리(2600)에는 4단계의 온감 피드백에 필요한 전압값과 4단계의 냉감 피드백에 필요한 전압값이 저장되어 있을 수 있다. 온감 피드백과 냉감 피드백이 동일한 크기의 전압을 사용한다면, 4단계에 대해 4개의 전압값만이 저장되어 있는 것도 가능하다.The voltage level table relates to voltage levels for each of the multi-stage warm and cold feedback. For example, the memory (2600) of a feedback device (100) providing four stages of warm and cold feedback may store voltage values required for the four stages of warm feedback and voltage values required for the four stages of cold feedback. If the warm and cold feedback use voltages of the same magnitude, it is also possible that only four voltage values are stored for the four stages.
또 열전 쌍 그룹(1244) 테이블은 제1 열전 쌍 그룹(1244)과 제2 열전 쌍 그룹(1244)에 대한 정보일 수 있다.Additionally, the thermocouple pair group (1244) table may be information about the first thermocouple pair group (1244) and the second thermocouple pair group (1244).
피드백 콘트롤러(1400)는 메모리(2600)의 전압 레벨 테이블을 참조하여 열 그릴 동작에 필요한 정전압 레벨 및 역전압 레벨을 획득할 수 있다. 중립 열 그릴 피드백의 경우에는 흡열 동작의 세기가 발열 동작의 세기보다 강해야 하므로, 피드백 콘트롤러(1400)는 열 그릴 동작에 필요한 정전압의 레벨을 열 그릴 동작에 필요한 역전압의 레벨보다 낮은 레벨로 결정할 수 있다. 예를 들어, 피드백 디바이스(100)는 1단계의 정전압과 4단계의 역전압을 선택하거나 또는 1단계의 정전압과 3단계의 역전압을 선택할 수 있다. 각 수치는 피드백 디바이스(100)의 전압 설계값에 다소 변경될 수 있으나, 역전압의 레벨이 정전압의 레벨보다 커야 하는 것은 필수이다. The feedback controller (1400) can obtain the constant voltage level and the reverse voltage level required for the heat grill operation by referring to the voltage level table of the memory (2600). In the case of neutral heat grill feedback, since the intensity of the heat absorption operation must be stronger than the intensity of the heat generation operation, the feedback controller (1400) can determine the level of the constant voltage required for the heat grill operation to be a lower level than the level of the reverse voltage required for the heat grill operation. For example, the feedback device (100) can select one-step constant voltage and four-step reverse voltage, or one-step constant voltage and three-step reverse voltage. Each value can be slightly changed according to the voltage design value of the feedback device (100), but it is essential that the level of the reverse voltage be greater than the level of the constant voltage.
한편, 중립 열 그릴 피드백을 수행하기 위해서는 출력될 온감 피드백에 대한 냉감 피드백의 강도가 중립 비율이 되어야 하므로, 피드백 콘트롤러(1400)는 정전압과 역전압을 전압 크기를 정전압에 따른 온감 피드백에 대한 역전압에 따른 냉감 피드백의 강도가 중립 비율에 근사할 수 있는 값으로 선택할 수 있다.Meanwhile, in order to perform neutral heat grill feedback, the intensity of the cool feedback to the output heat feedback must be in a neutral ratio, so the feedback controller (1400) can select the positive and reverse voltages as values such that the intensity of the cool feedback according to the reverse voltage to the heat feedback according to the positive voltage can be close to the neutral ratio.
마지막으로, 높은 강도의 온감 피드백과 낮은 강도의 냉감 피드백을 동시에 출력한다(S2500).Finally, high intensity warm feedback and low intensity cold feedback are output simultaneously (S2500).
전압 레벨이 결정되면, 피드백 콘트롤러(1400)는 열전 쌍 그룹(1244) 테이블을 참조하여 제1 열전 쌍 그룹(1244)에 정전압을 인가하고 제2 열전 쌍 그룹(1244)에 역전압을 인가하며, 여기서 역전압은 정전압보다 큰 크기를 가진다. 이는 열적 피드백의 강도 관점에서는 열 그릴 동작에 이용되는 흡열 동작의 세기가 발열 동작의 세기보다 큰 것을 의미한다. Once the voltage level is determined, the feedback controller (1400) applies a constant voltage to the first thermocouple group (1244) and a reverse voltage to the second thermocouple group (1244) by referring to the thermocouple group (1244) table, wherein the reverse voltage has a larger magnitude than the constant voltage. This means that, in terms of the intensity of thermal feedback, the intensity of the heat-absorbing action used in the heat grill operation is larger than the intensity of the heat-generating action.
이상의 단계들에 의해 피드백 디바이스(100)는 열 그릴 피드백을 수행할 수 있다.By the above steps, the feedback device (100) can perform thermal grill feedback.
3.2.2. 영역 조절을 통한 열 그릴 피드백 제공 방법3.2.2. Method for providing heat grill feedback through area control
도 59는 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제3 예에 관한 순서도이다.FIG. 59 is a flowchart of a third example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
도 59에 따른 열적 피드백 제공 방법은, 영역 조절을 통한 열 그릴 피드백을 제공하는 방법으로서, 피드백 요청 메시지를 획득하는 단계(S3100), 피드백 정보를 획득하는 단계(S3200), 피드백 정보에 기초하여 수행할 열적 피드백의 종류를 판단하되, 특히 열 그릴 피드백인지 여부를 판단하는 단계(S3300), 열 그릴 동작을 위해 전압을 인가할 영역을 결정하는 단계(S3400) 및 제1 열전 쌍 그룹(1244)과 제2 열전 쌍 그룹(1244)을 통해 각각 동시에 온감 피드백과 냉감 피드백을 출력하는 단계(S3500)를 포함할 수 있다. A method for providing thermal feedback according to FIG. 59 is a method for providing thermal grill feedback through area control, and may include a step of obtaining a feedback request message (S3100), a step of obtaining feedback information (S3200), a step of determining a type of thermal feedback to be performed based on the feedback information, and in particular, a step of determining whether it is thermal grill feedback (S3300), a step of determining an area to which voltage is to be applied for thermal grill operation (S3400), and a step of simultaneously outputting warm feedback and cold feedback through a first thermocouple pair group (1244) and a second thermocouple pair group (1244) (S3500).
이러한 열적 피드백 제공 방법의 제3 예는, 접촉면(1600)의 일부와 다른 일부에서 발열 동작과 흡열 동작을 동시에 수행할 수 있고 열전 쌍 어레이(1240)에 복수의 열전 쌍 그룹(1244)이 포함되며, 피드백 콘트롤러(1400)가 복수의 열전 쌍 그룹(1244)을 개별 제어할 수 있는 피드백 디바이스(100)에 의해 수행될 수 있다.A third example of such a method of providing thermal feedback can be performed by a feedback device (100) that can perform both a heating operation and an absorption operation simultaneously on a part of a contact surface (1600) and another part, and a plurality of thermocouple groups (1244) are included in a thermocouple array (1240), and a feedback controller (1400) can individually control the plurality of thermocouple groups (1244).
이하에서는 상술한 각 단계에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. Below, each of the above steps will be described in more detail.
먼저 피드백 요청 메시지를 획득하고(S3100), 피드백 정보를 획득하고(S3200), 피드백 정보에 기초하여 수행할 열적 피드백의 종류를 판단하되, 특히 열 그릴 피드백인지 여부를 판단할 수 있다(S3300). 본 단계들은 각각 열적 피드백 제공 방법의 제2 예에서의 단계 S2100, S2200, S2300과 유사할 수 있다. First, a feedback request message is obtained (S3100), feedback information is obtained (S3200), and the type of thermal feedback to be performed is determined based on the feedback information, and in particular, whether it is thermal grill feedback can be determined (S3300). These steps may be similar to steps S2100, S2200, and S2300 in the second example of the thermal feedback providing method, respectively.
열적 피드백의 종류가 열 그릴 피드백인 경우, 다음과 같이 열 그릴 동작을 수행한다.When the type of thermal feedback is thermal grill feedback, the thermal grill operation is performed as follows.
열 그릴 동작을 위해 전압을 인가할 영역을 결정한다(S3400). Determine the area to which voltage will be applied for heat grill operation (S3400).
피드백 콘트롤러(1400)는 열전 쌍 어레이(1240)에 포함된 복수의 열전 쌍 그룹(1244) 중 열 그릴 동작을 위해 발열 동작을 수행할 제1 열전 쌍 그룹(1244)과 흡열 동작을 수행할 제2 열전 쌍 그룹(1244)을 결정한다. 이때, 피드백 콘트롤러(1400)는 발열 동작에 따른 제1 열전 쌍 그룹(1244)의 온도 변화량과 흡열 동작에 따른 제2 열전 쌍 그룹(1244)의 온도 변화량의 비율 및 제1 열전 쌍 그룹(1244)이 차지하는 면적과 제2 열전 쌍 그룹(1244)이 차지하는 면적의 비율을 고려하여 중립 비율이 성립되도록 제1 열전 쌍 그룹(1244)과 제2 열전 쌍 그룹(1244)을 선택할 수 있다. A feedback controller (1400) determines a first thermocouple group (1244) to perform a heating operation and a second thermocouple group (1244) to perform an absorption operation for a heat grill operation among a plurality of thermocouple groups (1244) included in a thermocouple array (1240). At this time, the feedback controller (1400) may select the first thermocouple group (1244) and the second thermocouple group (1244) so that a neutral ratio is established by considering a ratio of a temperature change amount of the first thermocouple group (1244) according to a heating operation and a temperature change amount of the second thermocouple group (1244) according to an absorption operation and a ratio of an area occupied by the first thermocouple group (1244) and an area occupied by the second thermocouple group (1244).
예를 들어, 피드백 콘트롤러(1400)는 발열 동작에 따른 온도 변화량과 흡열 동작에 따른 온도 변화량의 비율이 동일한 경우, 영역 관점에서의 중립 비율이 성립하도록 제1 열전 쌍 그룹(1244)과 제2 열전 쌍 그룹(1244)을 결정할 수 있다. For example, the feedback controller (1400) can determine the first thermocouple pair group (1244) and the second thermocouple pair group (1244) so that a neutral ratio from an area perspective is established when the ratio of the temperature change amount due to the heat generating operation and the temperature change amount due to the heat absorbing operation are the same.
마지막으로, 제1 열전 쌍 그룹(1244)과 제2 열전 쌍 그룹(1244)을 통해 각각 동시에 온감 피드백과 냉감 피드백을 출력한다(S3500).Finally, the first thermocouple pair group (1244) and the second thermocouple pair group (1244) simultaneously output heat feedback and cold feedback (S3500).
피드백 콘트롤러(1400)는 제1 열전 쌍 그룹(1244)에 정전압을 인가하고, 제2 열전 쌍 그룹(1244)에 역전압을 인가한다. 이에 따라 제1 열전 쌍 그룹(1244)에서는 발열 동작이 수행되고, 제2 열전 쌍 그룹(1244)에서는 흡열 동작이 수행된다. 결과적으로 각각의 영역에서 온감 피드백이 냉감 피드백이 수행되어 사용자에게 열 그릴 피드백이 제공될 수 있다. The feedback controller (1400) applies a positive voltage to the first thermocouple pair group (1244) and applies a reverse voltage to the second thermocouple pair group (1244). Accordingly, a heating operation is performed in the first thermocouple pair group (1244) and a heat absorption operation is performed in the second thermocouple pair group (1244). As a result, a heat feedback and a cool feedback are performed in each area, so that a heat grill feedback can be provided to the user.
이상의 단계들에 의해 피드백 디바이스(100)는 열 그릴 피드백을 수행할 수 있다.By the above steps, the feedback device (100) can perform thermal grill feedback.
3.2.3. 시간 분할을 통한 열 그릴 피드백 제공 방법3.2.3. Method for providing heat grill feedback through time division
도 60은 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제4 예에 관한 순서도이다.FIG. 60 is a flowchart of a fourth example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
도 60에 따른 열적 피드백 제공 방법은, 시간 분할을 통한 열 그릴 피드백을 제공하는 방법으로서, 피드백 요청 메시지를 획득하는 단계(S4100), 피드백 정보를 획득하는 단계(S4200), 피드백 정보에 기초하여 수행할 열적 피드백의 종류를 판단하되, 특히 열 그릴 피드백인지 여부를 판단하는 단계(S4300), 열 그릴 동작을 위해 전압을 듀티 사이클을 결정하는 단계(S4400) 및 정전압과 역전압이 교번적으로 인가되는 전기 신호를 이용해 시간에 따라 교번적으로 온감 피드백과 냉감 피드백을 출력하는 단계(S4500)를 포함할 수 있다.A method for providing thermal feedback according to FIG. 60 is a method for providing thermal grill feedback through time division, and may include a step of obtaining a feedback request message (S4100), a step of obtaining feedback information (S4200), a step of determining a type of thermal feedback to be performed based on the feedback information, and in particular, a step of determining whether it is thermal grill feedback (S4300), a step of determining a voltage duty cycle for thermal grill operation (S4400), and a step of outputting hot feedback and cold feedback alternately over time using an electric signal to which a positive voltage and a reverse voltage are alternately applied (S4500).
이하에서는 상술한 각 단계에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. Below, each of the above steps will be described in more detail.
먼저 피드백 요청 메시지를 획득하고(S4100), 피드백 정보를 획득하고(S4200), 피드백 정보에 기초하여 수행할 열적 피드백의 종류를 판단하되, 특히 열 그릴 피드백인지 여부를 판단할 수 있다(S3400). 본 단계들은 각각 열적 피드백 제공 방법의 제2 예에서의 단계 S3100, S3200, S3300과 유사할 수 있다. First, a feedback request message is obtained (S4100), feedback information is obtained (S4200), and the type of thermal feedback to be performed is determined based on the feedback information, and in particular, whether it is thermal grill feedback can be determined (S3400). These steps may be similar to steps S3100, S3200, and S3300 in the second example of the thermal feedback providing method, respectively.
열적 피드백의 종류가 열 그릴 피드백인 경우, 다음과 같이 열 그릴 동작을 수행한다.When the type of thermal feedback is thermal grill feedback, the thermal grill operation is performed as follows.
열 그릴 동작을 위해 전압을 듀티 사이클을 결정한다(S4400). Determines the voltage duty cycle for heat grill operation (S4400).
피드백 콘트롤러(1400)는 정전압 및 역전압을 시간에 따라 교번적으로 인가하는데, 이때 정전압을 인가하는 시간과 역전압을 인가하는 시간을 결정한다. 이때, 피드백 콘트롤러(1400)는 정전압 인가에 의한 발열 동작 온도 변화량과 역전압 인가에 의한 흡열 동작에 따른 온도 변화량의 비율 및 발열 동작이 수행되는 시간과 흡열 동작이 수행되는 시간의 비율을 고려하여 중립 비율이 성립되도록 정전압 타이밍과 역전압 타이밍을 선택할 수 있다. 또 시간적으로 발열/흡열 동작을 반복하여 열 그릴 피드백을 제공하기 위해서 정전압 타이밍과 역전압 타이밍을 합한 시간 간격이 미리 정해진 시간 이하가 되도록 한다. The feedback controller (1400) alternately applies constant voltage and reverse voltage over time, and determines the time for applying the constant voltage and the time for applying the reverse voltage. At this time, the feedback controller (1400) may select the constant voltage timing and the reverse voltage timing so that a neutral ratio is established by considering the ratio of the temperature change amount due to the heating operation by applying the constant voltage and the temperature change amount due to the heat absorption operation by applying the reverse voltage, and the ratio of the time during which the heating operation is performed and the time during which the heat absorption operation is performed. In addition, in order to provide a heat grill feedback by repeating the heating/heat absorption operation over time, the time interval of the combined constant voltage timing and the reverse voltage timing is made to be less than a predetermined time.
예를 들어, 피드백 콘트롤러(1400)는 발열 동작에 따른 온도 변화량과 흡열 동작에 따른 온도 변화량의 비율이 동일한 경우, 시간 관점에서의 중립 비율이 성립하도록 정전압 타이밍과 역전압 타이밍을 결정할 수 있다. 제1 열전 쌍 그룹(1244)과 제2 열전 쌍 그룹(1244)을 결정할 수 있다. For example, the feedback controller (1400) can determine the positive voltage timing and the reverse voltage timing so that a neutral ratio in terms of time is established when the ratio of the temperature change amount according to the heat generating operation and the temperature change amount according to the heat absorbing operation are the same. The first thermocouple pair group (1244) and the second thermocouple pair group (1244) can be determined.
마지막으로, 정전압과 역전압이 교번적으로 인가되는 전기 신호를 이용해 시간에 따라 교번적으로 온감 피드백과 냉감 피드백을 출력한다(S4500).Finally, using an electric signal to which positive and reverse voltages are alternately applied, hot and cold feedback is alternately output over time (S4500).
피드백 콘트롤러(1400)는 제1 타이밍 동안 정전압을 인가하고, 제2 타이밍 동안 역전압을 인가한다. 이에 따라 제1 타이밍 동안에는 발열 동작이 수행되고, 제2 타이밍 동안에는 흡열 동작이 수행된다. 결과적으로 시간에 따라 교번적으로 온감 피드백이 냉감 피드백이 수행되어 사용자에게 열 그릴 피드백이 제공될 수 있다. The feedback controller (1400) applies a positive voltage during the first timing and a reverse voltage during the second timing. Accordingly, a heating operation is performed during the first timing and an absorption operation is performed during the second timing. As a result, a heat feedback and a cool feedback are alternately performed over time, so that a heat grill feedback can be provided to the user.
이상의 단계들에 의해 피드백 디바이스(100)는 열 그릴 피드백을 수행할 수 있다.By the above steps, the feedback device (100) can perform thermal grill feedback.
3.2.4. 영역 조절 및 시간 분할을 통한 열 그릴 피드백 제공 방법3.2.4. Method for providing heat grill feedback through area control and time division
도 61은 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제5 예에 관한 순서도이다.FIG. 61 is a flowchart of a fifth example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
도 61에 따른 열적 피드백 제공 방법은, 영역 조절 및 시간 분할을 통한 열 그릴 피드백을 제공하는 방법으로서, 피드백 요청 메시지를 획득하는 단계(S5100), 피드백 정보를 획득하는 단계(S5200), 피드백 정보에 기초하여 수행할 열적 피드백의 종류를 판단하되, 특히 열 그릴 피드백인지 여부를 판단하는 단계(S5300), 열 그릴 동작을 위해 제1 동작을 수행할 제1 열전 쌍 그룹(1244)과 제2 동작을 수행할 제2 열전 쌍 그룹(1244)을 결정하는 단계(S5400), 열 그릴 동작을 위해 전압에 관한 듀티 사이클을 결정하는 단계(S5500) 및 제1 열전 쌍 그룹(1244)과 제2 열전 쌍 그룹(1244)에 정전압과 역전압이 교번적으로 엇갈려 인가되도록 각각 전기 신호를 인가하여 제1 열전 쌍 그룹(1244)과 제2 열전 쌍 그룹(1244)이 영역과 시간에 따라 교번적으로 동시에 온감 피드백과 냉감 피드백을 출력하는 단계(S5600)를 포함할 수 있다. The method for providing thermal feedback according to FIG. 61 is a method for providing thermal grill feedback through area control and time division, comprising: a step of obtaining a feedback request message (S5100); a step of obtaining feedback information (S5200); a step of determining a type of thermal feedback to be performed based on the feedback information, and in particular, a step of determining whether it is thermal grill feedback (S5300); a step of determining a first thermocouple pair group (1244) to perform a first operation for a thermal grill operation and a second thermocouple pair group (1244) to perform a second operation (S5400); a step of determining a duty cycle for voltage for the thermal grill operation (S5500); and a step of applying electric signals to the first thermocouple pair group (1244) and the second thermocouple pair group (1244) so that a positive voltage and a reverse voltage are alternately and alternately applied to each of the first thermocouple pair group (1244) and the second thermocouple pair group (1244) so that the first thermocouple pair group (1244) and the second thermocouple pair group (1244) alternately and simultaneously output a hot feeling feedback and a cold feeling feedback according to an area and a time. It may include step (S5600).
열적 피드백 제공 방법의 제5 예는, 접촉면(1600)의 일부와 다른 일부에서 발열 동작과 흡열 동작을 동시에 수행할 수 있고 열전 쌍 어레이(1240)에 복수의 열전 쌍 그룹(1244)이 포함되며, 피드백 콘트롤러(1400)가 복수의 열전 쌍 그룹(1244)을 개별 제어할 수 있는 피드백 디바이스(100)에 의해 수행될 수 있다.A fifth example of a method for providing thermal feedback can be performed by a feedback device (100) that can perform a heating operation and a heat-absorbing operation simultaneously on a part and another part of a contact surface (1600), and a plurality of thermocouple groups (1244) are included in a thermocouple array (1240), and a feedback controller (1400) can individually control the plurality of thermocouple groups (1244).
이하에서는 상술한 각 단계에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. Below, each of the above steps will be described in more detail.
먼저 피드백 요청 메시지를 획득하고(S5100), 피드백 정보를 획득하고(S5200), 피드백 정보에 기초하여 수행할 열적 피드백의 종류를 판단하되, 특히 열 그릴 피드백인지 여부를 판단할 수 있다(S5300). 본 단계들은 각각 열적 피드백 제공 방법의 제2 예에서의 단계 S4100, S4200, S4300과 유사할 수 있다. First, a feedback request message is obtained (S5100), feedback information is obtained (S5200), and the type of thermal feedback to be performed is determined based on the feedback information, and in particular, whether it is thermal grill feedback can be determined (S5300). These steps may be similar to steps S4100, S4200, and S4300 in the second example of the thermal feedback providing method, respectively.
열적 피드백의 종류가 열 그릴 피드백인 경우, 다음과 같이 열 그릴 동작을 수행한다.When the type of thermal feedback is thermal grill feedback, the thermal grill operation is performed as follows.
우선, 열 그릴 동작을 위해 제1 동작을 수행할 제1 열전 쌍 그룹(1244)과 제2 동작을 수행할 제2 열전 쌍 그룹(1244)을 결정한다(S5400). First, a first thermocouple pair group (1244) to perform a first operation and a second thermocouple pair group (1244) to perform a second operation are determined for the heat grill operation (S5400).
여기서, 제1 동작과 제2 동작은 듀티 사이클을 이용하여 발열 동작과 흡열 동작이 시간에 따라 교번적으로 수행되는 동작이되, 그 순서가 서로 엇갈리는 동작으로 제1 동작이 발열 동작 시에는 제2 동작은 흡열 동작을 수행하고, 제2 동작이 발열 동작 시에는 제1 동작은 흡열 동작을 수행하는 동작이다. 예를 들어, 피드백 콘트롤러(1400)는 제1 열전 쌍 그룹(1244)과 제2 열전 쌍 그룹(1244)을 동일한 면적을 갖도록 결정할 수 있다.Here, the first operation and the second operation are operations in which the heating operation and the heat-absorbing operation are alternately performed over time using a duty cycle, but the orders thereof are reversed, such that when the first operation is a heating operation, the second operation performs an heat-absorbing operation, and when the second operation is a heating operation, the first operation performs an heat-absorbing operation. For example, the feedback controller (1400) may determine that the first thermocouple pair group (1244) and the second thermocouple pair group (1244) have the same area.
다음으로, 열 그릴 동작을 위해 전압에 관한 듀티 사이클을 결정한다(S5500). Next, the duty cycle for voltage is determined for the heat grill operation (S5500).
피드백 콘트롤러(1400)는 정전압 및 역전압을 시간에 따라 교번적으로 인가하는데, 이때 정전압을 인가하는 시간과 역전압을 인가하는 시간을 결정한다. 이때, 피드백 콘트롤러(1400)는 정전압 인가에 의한 발열 동작 온도 변화량과 역전압 인가에 의한 흡열 동작에 따른 온도 변화량의 비율 및 발열 동작이 수행되는 시간과 흡열 동작이 수행되는 시간의 비율을 고려하여 중립 비율이 성립되도록 정전압 타이밍과 역전압 타이밍을 선택할 수 있다. The feedback controller (1400) alternately applies constant voltage and reverse voltage over time, and determines the time for applying the constant voltage and the time for applying the reverse voltage. At this time, the feedback controller (1400) can select the constant voltage timing and the reverse voltage timing so that a neutral ratio is established by considering the ratio of the temperature change amount due to the heating operation by applying the constant voltage and the temperature change amount due to the heat absorption operation by applying the reverse voltage, and the ratio of the time during which the heat generation operation is performed and the time during which the heat absorption operation is performed.
예를 들어, 피드백 콘트롤러(1400)는 발열 동작에 따른 온도 변화량과 흡열 동작에 따른 온도 변화량의 비율이 동일한 경우, 시간 관점에서의 중립 비율이 성립하도록 정전압 타이밍과 역전압 타이밍을 결정할 수 있다. For example, the feedback controller (1400) can determine the positive voltage timing and the reverse voltage timing so that a neutral ratio in terms of time is established when the ratio of the temperature change amount due to the heat generating operation and the temperature change amount due to the heat absorbing operation are the same.
마지막으로, 제1 열전 쌍 그룹(1244)과 제2 열전 쌍 그룹(1244)에 정전압과 역전압이 교번적으로 엇갈려 인가되도록 각각 전기 신호를 인가하여 제1 열전 쌍 그룹(1244)과 제2 열전 쌍 그룹(1244)이 영역과 시간에 따라 교번적으로 동시에 온감 피드백과 냉감 피드백을 출력한다(S5500).Finally, electric signals are applied to the first thermocouple pair group (1244) and the second thermocouple pair group (1244) so that positive and reverse voltages are alternately applied to each other, so that the first thermocouple pair group (1244) and the second thermocouple pair group (1244) alternately and simultaneously output heat feedback and cold feedback according to the area and time (S5500).
피드백 콘트롤러(1400)는 제1 타이밍 동안 제1 열전 쌍 그룹(1244)에는 정전압을, 제2 열전 쌍 그룹(1244)에는 역전압을 인가하고, 제2 타이밍 동안 제1 열전 소가 그룹에는 역전압을, 제2 열전 쌍 그룹(1244)에는 정전압을 인가한다. 이에 따라 제1 타이밍 동안에는 제1 열전 소자는 발열 동작을, 제2 열전 쌍 그룹(1244)은 흡열 동작을 수행하고, 제2 타이밍 동안에는 제1 열전 쌍 그룹(1244)은 흡열 동작을, 제2 열전 쌍 그룹(1244)은 발열 동작을 수행한다. 결과적으로 영역 관점에서는 동시에 열감 피드백과 온감 피드백이 제공되며, 시간 관점에서는 열감 피드백과 온감 피드백이 교번적으로 제공되므로 사용자에게 열 그릴 피드백이 제공될 수 있다. The feedback controller (1400) applies a constant voltage to the first thermoelectric pair group (1244) and a reverse voltage to the second thermoelectric pair group (1244) during the first timing, and applies a reverse voltage to the first thermoelectric element group and a constant voltage to the second thermoelectric pair group (1244) during the second timing. Accordingly, during the first timing, the first thermoelectric element performs a heat-generating operation and the second thermoelectric pair group (1244) performs an absorption operation, and during the second timing, the first thermoelectric pair group (1244) performs an absorption operation and the second thermoelectric pair group (1244) performs a heat-generating operation. As a result, from an area perspective, thermal sensation feedback and warm sensation feedback are provided simultaneously, and from a time perspective, thermal sensation feedback and warm sensation feedback are provided alternately, so that a heat grill feedback can be provided to the user.
이상의 단계들에 의해 피드백 디바이스(100)는 열 그릴 피드백을 수행할 수 있다.By the above steps, the feedback device (100) can perform thermal grill feedback.
3.2.5. 중립 열 그릴 피드백, 온열 그릴 피드백 및 냉열 그릴 피드백 제공 방법3.2.5. Methods for providing neutral heat grill feedback, warm heat grill feedback, and cold heat grill feedback
한편, 이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제2 예로부터 제5 예까지의 설명에서는 열 그릴 피드백이 중립 열 그릴 피드백인 것을 위주로 설명하였다. 그러나, 이와 달리 열 그릴 피드백으로서 온열 그릴 피드백이나 냉열 그릴 피드백을 제공하는 것도 가능하다. Meanwhile, in the descriptions of the second to fifth examples of the method for providing thermal feedback according to the embodiments of the present invention described above, the thermal grill feedback was mainly described as neutral thermal grill feedback. However, it is also possible to provide warm grill feedback or cold grill feedback as thermal grill feedback.
일 예로, 전압 제어를 통한 열 그릴 피드백의 경우에는 온열 그릴 피드백을 제공하기 위해서 피드백 콘트롤러(1400)는 정전압에 대한 역전압의 비율이 중립 열 그릴 피드백에 이용되는 정전압에 대한 역전압의 비율보다 작도록 할 수 있다. 반대로 냉열 그릴 피드백을 제공하기 위해서 피드백 콘트롤러(1400)는 정전압에 대한 역전압의 비율이 중립 열 그릴 피드백에 이용되는 정전압에 대한 역전압의 비율보다 크도록 할 수 있다.For example, in the case of heat grill feedback through voltage control, the feedback controller (1400) may ensure that the ratio of the reverse voltage to the constant voltage is smaller than the ratio of the reverse voltage to the constant voltage used for the neutral heat grill feedback in order to provide the warm grill feedback. Conversely, in the case of cold grill feedback, the feedback controller (1400) may ensure that the ratio of the reverse voltage to the constant voltage is larger than the ratio of the reverse voltage to the constant voltage used for the neutral heat grill feedback.
다른 예로, 영역 조절을 통한 열 그릴 피드백의 경우에는 온열 그릴 피드백을 제공하기 위해서 피드백 콘트롤러(1400)는 발열 동작을 수행하는 면적에 대한 흡열 동작을 수행하는 면적의 비율이 중립 열 그릴 피드백에 이용되는 비율보다 작도록 할 수 있다. 반대로 냉열 그릴 피드백을 제공하기 위해서 피드백 콘트롤러(1400)는 발열 동작을 수행하는 면적에 대한 흡열 동작을 수행하는 면적의 비율이 중립 열 그릴 피드백에 이용되는 비율보다 크도록 할 수 있다.As another example, in the case of heat grill feedback through area control, in order to provide warm grill feedback, the feedback controller (1400) may ensure that the ratio of the area performing the heat-generating operation to the area performing the heat-generating operation is smaller than the ratio used for neutral heat grill feedback. Conversely, in order to provide cold grill feedback, the feedback controller (1400) may ensure that the ratio of the area performing the heat-generating operation to the area performing the heat-generating operation is larger than the ratio used for neutral heat grill feedback.
또 다른 예로, 시간 조절을 통한 열 그릴 피드백의 경우에는 온열 그릴 피드백을 제공하기 위해서 피드백 콘트롤러(1400)는 발열 동작을 수행하는 타이밍에 대한 흡열 동작을 수행하는 타이밍의 비율이 중립 열 그릴 피드백에 이용되는 비율보다 작도록 할 수 있다. 반대로 냉열 그릴 피드백을 제공하기 위해서 피드백 콘트롤러(1400)는 발열 동작을 수행하는 타이밍에 대한 흡열 동작을 수행하는 타이밍의 비율이 중립 열 그릴 피드백에 이용되는 비율보다 크도록 할 수 있다.As another example, in the case of thermal grill feedback through time control, in order to provide thermal grill feedback, the feedback controller (1400) may make the ratio of the timing of performing the heat-absorbing operation to the timing of performing the heat-generating operation smaller than the ratio used for neutral thermal grill feedback. Conversely, in order to provide cold grill feedback, the feedback controller (1400) may make the ratio of the timing of performing the heat-absorbing operation to the timing of performing the heat-generating operation larger than the ratio used for neutral thermal grill feedback.
이를 다시 설명하면, 온열 그릴 피드백을 제공하기 위해서는 정전압에 대한 역전압의 비율, 발열 면적에 대한 흡열 면적의 비율, 발열 타이밍에 대한 흡열 타이밍의 비율 중 적어도 하나를 감소시켜 온열 그릴 피드백을 제공할 수 있고, 적어도 하나를 증가시켜 냉열 그릴 피드백을 제공할 수 있다.To explain this again, in order to provide warm grill feedback, at least one of the ratio of the reverse voltage to the positive voltage, the ratio of the heat-absorbing area to the heat-generating area, and the ratio of the heat-absorbing timing to the heat-generating timing can be reduced to provide warm grill feedback, and at least one of the above can be increased to provide cold grill feedback.
3.3. 피부 손상을 방지하는 열적 피드백 제공 방법3.3. Method for providing thermal feedback to prevent skin damage
한편, 이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제1 예로부터 제5 예까지의 설명에서는 과도하게 높은 열량이 사용자에게 전달되는 것을 방지할 수 있다. Meanwhile, the descriptions of the first to fifth examples of the method for providing thermal feedback according to the embodiments of the present invention described above can prevent excessively high amounts of heat from being transmitted to the user.
이를 위해서 피드백 콘트롤러(1400)는 열전 쌍 어레이(1240)에 인가되는 전압의 크기가 미리 정해진 임계 전압값을 넘지 않도록 하거나, 전압이 인가되는 시간이 미리 정해진 임계 시간을 초과하지 않도록 할 수 있다. To this end, the feedback controller (1400) can prevent the magnitude of the voltage applied to the thermocouple array (1240) from exceeding a predetermined threshold voltage value or prevent the time for which the voltage is applied from exceeding a predetermined threshold time.
3.4. 열 역전 환각 방지 방법3.4. How to prevent heat reversal hallucination
3.4.1. 완충 동작에 따른 열 역전 환각 방지 방법3.4.1. Method for preventing thermal reversal hallucination due to buffer operation
도 62는 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제6 예에 관한 순서도이다.FIG. 62 is a flowchart of a sixth example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
도 62에 따른 열적 피드백 제공 방법은, 열적 피드백 제공 시 발생하는 열 역전 환각을 방지하는 방법으로서, 피드백 요청 메시지를 획득하는 단계(S6100), 피드백 정보를 획득하는 단계(S6200), 피드백 정보에 기초하여 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하는 단계(S6300), 열적 피드백을 종료하는 단계(S6400) 및 열적 피드백의 종료 시점에 완충 동작을 수행하는 단계(S6500)를 포함할 수 있다. A method for providing thermal feedback according to FIG. 62 is a method for preventing thermal reversal illusion that occurs when providing thermal feedback, and may include a step of obtaining a feedback request message (S6100), a step of obtaining feedback information (S6200), a step of performing a heat-generating operation or an endothermic operation based on the feedback information (S6300), a step of terminating thermal feedback (S6400), and a step of performing a buffering operation at the time of termination of thermal feedback (S6500).
이하에서는 상술한 각 단계에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. Below, each of the above steps will be described in more detail.
먼저 피드백 요청 메시지를 획득하고(S6100), 피드백 정보를 획득하고(S6200), 피드백 정보에 기초하여 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행한다(S6300). 본 단계들은 상술한 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 다른 예로부터 이해될 수 있을 것이다. 여기서는, 발열 동작 또는 흡열 동작을 위해 피드백 콘트롤러(1400)가 열전 쌍 어레이(1240)에 인가하는 전압을 제1 전압으로 지칭하기로 한다.First, a feedback request message is obtained (S6100), feedback information is obtained (S6200), and a heating operation or an absorption operation is performed based on the feedback information (S6300). These steps may be understood from another example of a thermal feedback providing method according to the embodiment of the present invention described above. Here, the voltage that the feedback controller (1400) applies to the thermocouple array (1240) for the heating operation or the absorption operation is referred to as the first voltage.
열적 피드백을 종료한다(S6400). Terminate thermal feedback (S6400).
피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백의 개시로부터 미리 정해진 시간이 도과하면 열적 피드백을 종료할 수 있다. 즉, 발열 동작이나 흡열 동작이 개시된 이후 미리 정해진 시간이 도과하면 피드백 콘트롤러(1400)는 열전 쌍 어레이(1240)에 전원을 차단할 수 있다. The feedback controller (1400) can terminate the thermal feedback when a predetermined time has elapsed from the initiation of the thermal feedback. That is, when a predetermined time has elapsed since the initiation of the heat-generating or heat-absorbing operation, the feedback controller (1400) can cut off power to the thermocouple array (1240).
또는 피드백 콘트롤러(1400)는 피드백 정보로부터 열적 피드백이 인가되는 시간에 관한 정보에 기초하여 열적 피드백을 개시한 이후 시간을 카운팅하여 열적 피드백이 인가되는 시간에 관한 정보가 지시하는 시간이 경과하면 열적 피드백을 종료할 수 있다. Alternatively, the feedback controller (1400) may count the time after initiating thermal feedback based on information about the time at which thermal feedback is applied from the feedback information, and terminate the thermal feedback when the time indicated by the information about the time at which thermal feedback is applied has elapsed.
또는 피드백 콘트롤러(1400)는 피드백 종료 메시지를 수신하면 열적 피드백을 종료할 수 있다. Alternatively, the feedback controller (1400) may terminate thermal feedback upon receiving a feedback termination message.
열적 피드백의 종료는 열적 피드백을 제공하기 위해 열전 쌍 어레이(1240)에 인가하는 전압을 차단하는 것을 의미할 수 있다. Termination of thermal feedback may mean shutting off the voltage applied to the thermocouple array (1240) to provide thermal feedback.
열적 피드백의 종료 시점에 완충 동작을 수행한다(S6500). At the end of thermal feedback, a buffer operation is performed (S6500).
여기서, 완충 동작은 발열 동작 또는 흡열 동작의 종료 시 접촉면(1600)의 온도가 포화 온도로부터 초기 온도로 급격하게 변화하는 것을 방지하기 위한 동작으로 열 역전 환각 현상을 방지하기 위함이다. Here, the buffering operation is an operation to prevent the temperature of the contact surface (1600) from rapidly changing from the saturation temperature to the initial temperature at the end of the exothermic operation or the endothermic operation, thereby preventing the thermal reversal hallucination phenomenon.
이를 위해 피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백 종료 시 소정의 시간 동안 열전 쌍 어레이(1240)에 완충 전원을 인가할 수 있다. To this end, the feedback controller (1400) can apply buffer power to the thermocouple array (1240) for a predetermined period of time when thermal feedback is terminated.
여기서, 완충 전원은 기본적으로 작동 전원, 즉 제1 전압과 그 전원 인가 방향이 동일할 수 있다. 이를 위해 피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백의 출력을 위해 인가되던 작동 전원의 전원 인가 방향 또는 열적 피드백의 종류에 기초하여 완충 전원의 전원 인가 방향을 결정할 수 있다. Here, the buffer power may basically be the same as the operating power, i.e., the first voltage, and its power application direction. To this end, the feedback controller (1400) may determine the power application direction of the buffer power based on the power application direction of the operating power applied for the output of the thermal feedback or the type of the thermal feedback.
또, 완충 전원은 열전 소자 측에 완충 전원보다 작은 강도의 열전 동작을 유도하는 전원일 수 있다. 이를 위해 완충 전원은 다음과 같은 특성을 가질 수 있다. Additionally, the buffer power supply may be a power supply that induces a thermoelectric operation of a lower intensity than the buffer power supply on the thermoelectric element side. For this purpose, the buffer power supply may have the following characteristics.
일 예로, 완충 전원은 그 전압값이 작동 전원의 전압값, 즉 작동 전압보다 작을 수 있다. 또는 유사하게 완충 전원은 그 전류값이 작동 전원의 전류값, 즉 작동 전류보다 작을 수 있다. 한편, 이때 완충 전압 또는 완충 전류는 완충 동작을 수행하는 완충 구간 동안 감소하는 형태를 취할 수도 있다. For example, the buffer power supply may have a voltage value lower than the voltage value of the operating power supply, i.e., the operating voltage. Or, similarly, the buffer power supply may have a current value lower than the current value of the operating power supply, i.e., the operating current. Meanwhile, the buffer voltage or buffer current may take the form of decreasing during the buffering section in which the buffer operation is performed.
다른 예로, 완충 전원은 듀티 신호 형태로 제공될 수도 있다. 만약 작동 전원이 평활 신호인 경우에는 완충 전원이 듀티 신호로 제공됨에 따라 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 온도 변화의 속도가 저감될 수 있을 것이다. 또 작동 전원이 듀티 신호 형태인 경우라면 완충 전원은 그 듀티 레이트가 작동 전원보다 작은 듀티 신호로 제공될 수 있으며, 이에 따라 역시 접촉면이 초기 온도로 복귀하는 과정에서 온도 변화 속도가 저감될 수 있을 것이다. 한편, 이때 완충 전원의 듀티 레이트는 완충 구간 동안 감소하는 형태를 취할 수도 있다. As another example, the buffer power may be provided in the form of a duty signal. If the operating power is a smooth signal, the speed of the temperature change may be reduced in the process in which the temperature of the contact surface returns to the initial temperature as the buffer power is provided as a duty signal. Also, if the operating power is in the form of a duty signal, the buffer power may be provided as a duty signal whose duty rate is smaller than that of the operating power, and accordingly, the speed of the temperature change may be reduced in the process in which the contact surface returns to the initial temperature. Meanwhile, in this case, the duty rate of the buffer power may take the form of decreasing during the buffering period.
이와 같이 완충 전압이 인가되면, 접촉면(1600)의 온도 변화 속도가 저감되므로 열 역전 환각 현상이 완화되거나 제거될 수 있다. When a buffer voltage is applied in this way, the temperature change rate of the contact surface (1600) is reduced, so that the thermal reversal hallucination phenomenon can be alleviated or eliminated.
또는 피드백 디바이스(1000)에서 열전 소자가 복수의 열전 쌍 그룹(1244)을 가지는 열전 쌍 어레이(1240)로 제공되는 경우에는 영역 별 제어를 통해 완충 동작을 수행하는 것도 가능하다. Alternatively, in the case where the thermoelectric element in the feedback device (1000) is provided as a thermoelectric pair array (1240) having multiple thermoelectric pair groups (1244), it is also possible to perform a buffering operation through area-specific control.
구체적으로 피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백 출력을 위해 작동 전원을 인가할 때 작동 전원이 인가되는 열전 쌍 그룹(1244, 이하 ‘작동 그룹’이라 함)보다 완충 전원이 인가되는 열전 쌍 그룹(1244, 이하 ‘완충 그룹’이라 함)의 개수가 적도록 제어함으로써 완충 동작을 구현할 수 있다. 예를 들면, 10개의 작동 그룹에 의해 열적 피드백 출력을 위한 열전 동작이 수행된 뒤 열적 피드백의 출력 종료 시 8개의 완충 그룹에 완충 전원을 인가해 전체 열전 소자 측면에서 열전 동작의 강도를 약화시킴으로써 접촉면(1600)이 초기 온도로 복귀하는 온도 변화 속도를 저감시킬 수 있게 된다. 여기서, 작동 그룹은 열전 소자의 모든 열전 쌍 그룹(1244)일 필요는 없으며, 완충 그룹은 작동 그룹보다 개수가 적으면 되는 것이므로 완충 그룹이 반드시 작동 그룹의 일부여야 하는 것은 아니다. 또, 완충 구간 동안 피드백 콘트롤러(1400)는 완충 그룹의 개수를 감소시키는 것도 가능하다.Specifically, the feedback controller (1400) can implement a buffer operation by controlling the number of thermocouple pair groups (1244, hereinafter referred to as “buffer groups”) to which the buffer power is applied to be smaller than the number of thermocouple pair groups (1244, hereinafter referred to as “operating groups”) to which the operating power is applied when applying operating power for thermal feedback output. For example, after the thermoelectric operation for thermal feedback output is performed by 10 operating groups, the buffer power is applied to 8 buffer groups when the output of the thermal feedback is terminated, thereby weakening the intensity of the thermoelectric operation on the entire thermoelectric element side, thereby reducing the temperature change rate at which the contact surface (1600) returns to the initial temperature. Here, the operating groups do not need to be all the thermocouple pair groups (1244) of the thermoelectric element, and since the number of buffer groups is smaller than that of the operating groups, the buffer group does not necessarily have to be a part of the operating group. In addition, the feedback controller (1400) can also reduce the number of buffer groups during the buffering section.
이처럼 영역 별 제어를 통해 완충 동작을 수행할 때 완충 전원으로는 그 전압값, 전류값, 듀티 레이트 등이 작동 전원보다 작은 전원을 이용할 수 있다. 그러나, 완충 그룹의 개수가 작동 그룹의 개수보다 작기 때문에 작동 전원을 완충 전원으로 이용하여도 열 역전 환각이 발생하는 것을 방지할 수 있음은 물론이다. In this way, when performing a buffer operation through area-specific control, a power source whose voltage value, current value, duty rate, etc. are smaller than those of the operating power source can be used as the buffer power source. However, since the number of buffer groups is smaller than the number of operating groups, it goes without saying that the occurrence of thermal inversion hallucination can be prevented even if the operating power source is used as the buffer power source.
이와 같이 작동 전원을 그대로 완충 전원으로 이용하는 경우에는 완충 동작은 작동 전원의 인가 중단 시 완충 전원이 인가되는 것을 통해 완충 동작이 구현되는 것으로 해석될 수도 있지만, 관점에 따라서는 열적 피드백의 출력 종료 시점에 작동 전원이 인가되는 작동 그룹의 개수가 감소되는 것에 의해 완충 동작이 구현되는 것으로 해석될 여지도 있다. 구체적으로 열적 피드백 출력을 위해 작동 그룹에 전원을 인가하고, 열적 피드백의 출력 종료 시에 동시에 전체 작동 그룹에 전원 인가를 중단하는 대신 작동 그룹 중 일부에 대해서 먼저 전원 인가를 중단하고 그 뒤에 나머지 일부에 대해 전원 인가를 중단하는 것을 통해 완충 동작이 구현되는 것으로 볼 수도 있는 것이다.In this case, when the operating power is directly used as a buffer power, the buffer operation can be interpreted as being implemented by applying the buffer power when the operating power supply is cut off, but depending on the viewpoint, it can also be interpreted as being implemented by reducing the number of operating groups to which the operating power is applied at the time when the output of the thermal feedback is terminated. Specifically, instead of applying power to the operating groups for the thermal feedback output and simultaneously cutting off the power supply to the entire operating group when the output of the thermal feedback is terminated, the buffer operation can be viewed as being implemented by first cutting off the power supply to some of the operating groups and then cutting off the power supply to the remaining some.
이상에서는 열적 피드백의 출력 종료를 위한 작동 전원의 인가 중단에 따라 완충 구간 동안 완충 동작이 수행되는 것으로 설명하였다. 그런데, 여기서 완충 동작이 반드시 작동 전원의 인가 중단 시 곧바로 수행되어야만 하는 것은 아니며, 완충 동작은 작동 전원의 인가 중단 시점으로부터 소정의 대기 시간이 경과한 뒤에 수행되어도 무방하다. In the above, it has been explained that the buffer operation is performed during the buffer section according to the interruption of the operating power supply for the termination of the output of the thermal feedback. However, the buffer operation here is not necessarily performed immediately when the operating power supply is interrupted, and the buffer operation may be performed after a predetermined waiting time has elapsed from the time of the interruption of the operating power supply.
3.4.2. 전압 제어를 통한 열 역전 환각 방지 방법3.4.2. Method for preventing thermal reversal hallucination through voltage control
한편, 상술한 완충 동작에서 완충 전압으로는 복수의 전압을 이용할 수 있다. 이에 따라 피드백 디바이스(100)는 복수의 완충 동작을 수행할 수 있다. 복수의 완충 구간은 시간에 따라 차례로 이루어지며, 각각의 완충 구간은 앞 구간일수록 큰 전압을 이용할 수 있다.Meanwhile, in the buffer operation described above, multiple voltages can be used as the buffer voltage. Accordingly, the feedback device (100) can perform multiple buffer operations. Multiple buffering sections are performed sequentially over time, and each buffering section can use a larger voltage as it becomes earlier.
예를 들어, 피드백 콘트롤러(1400)는 제1 완충 전압, 제2 완충 전압 및 제3 완충 전압을 설정할 수 있다. 또 이에 따라 피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백 종료 시 제1 완충 구간 동안에는 제1 완충 전압을 인가하고, 제2 완충 구간 동안에는 제2 완충 전압을 인가하고, 제3 완충 구간 동안은 제3 완충 전압을 인가할 수 있다. For example, the feedback controller (1400) can set a first buffer voltage, a second buffer voltage, and a third buffer voltage. In addition, the feedback controller (1400) can apply a first buffer voltage during the first buffer period, a second buffer voltage during the second buffer period, and a third buffer voltage during the third buffer period when thermal feedback is terminated.
여기서, 제1 완충 전압은 제1 전압보다 작고 동일한 방향이며, 제2 완충 전압은 제1 완충 전압보다 작고 동일한 방향이며, 제3 완충 전압은 제2 완충 전압보다 작고 동일한 방향이다. 또 제1 완충 구간은 발열/흡열 동작에 뒤따르며, 제2 완충 구간은 제1 완충 구간에 뒤따르며, 제3 완충 구간은 제2 완충 구간을 뒤따른다.Here, the first buffer voltage is smaller than and in the same direction as the first voltage, the second buffer voltage is smaller than and in the same direction as the first buffer voltage, and the third buffer voltage is smaller than and in the same direction as the second buffer voltage. In addition, the first buffering section follows the exothermic/absorbing operation, the second buffering section follows the first buffering section, and the third buffering section follows the second buffering section.
3.4.3. 열적 피드백 강도를 고려한 열 역전 환각 방지 방법3.4.3. Method for preventing thermal reversal hallucination considering thermal feedback intensity
도 63은 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제7 예에 관한 순서도이다.FIG. 63 is a flowchart of a seventh example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
도 63에 따른 열적 피드백 제공 방법은, 열적 피드백의 강도를 고려하여 열적 피드백 제공 시 발생하는 열 역전 환각을 방지하는 방법으로서, 피드백 요청 메시지를 획득하는 단계(S7100), 피드백 정보를 획득하는 단계(S7200), 피드백 정보에 기초하여 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하는 단계(S7300), 열적 피드백을 종료하는 단계(S7400), 열적 피드백의 강도를 판단하는 단계(S7500) 및 열적 피드백의 강도에 기초하여 완충 동작을 수행하는 단계(S7600)를 포함할 수 있다. A method for providing thermal feedback according to FIG. 63 is a method for preventing thermal reversal illusion that occurs when providing thermal feedback by considering the intensity of thermal feedback, and may include a step of obtaining a feedback request message (S7100), a step of obtaining feedback information (S7200), a step of performing a heat-generating operation or an endothermic operation based on the feedback information (S7300), a step of terminating thermal feedback (S7400), a step of determining the intensity of thermal feedback (S7500), and a step of performing a buffering operation based on the intensity of thermal feedback (S7600).
이하에서는 상술한 각 단계에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. Below, each of the above steps will be described in more detail.
먼저 피드백 요청 메시지를 획득하고(S7100), 피드백 정보를 획득하고(S7200), 피드백 정보에 기초하여 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하고(S7300), 열적 피드백을 종료할 수 있다(S7400). 본 단계들은 상술한 단계 S6100, S6200, S6300 및 S6400과 유사할 수 있다. First, a feedback request message is obtained (S7100), feedback information is obtained (S7200), a heating operation or an absorption operation is performed based on the feedback information (S7300), and thermal feedback can be terminated (S7400). These steps may be similar to the above-described steps S6100, S6200, S6300, and S6400.
열적 피드백의 강도를 판단한다(S7500).Determines the strength of thermal feedback (S7500).
완충 동작이 종료되면, 피드백 콘트롤러(1400)는 종료된 열적 피드백의 강도를 판단할 수 있다. 피드백 콘트롤러(1400)는 피드백 정보나 인가가 종료된 전압의 크기 및 방향에 기초하여 열적 피드백의 강도를 판단할 수 있다. When the buffer operation is terminated, the feedback controller (1400) can determine the intensity of the terminated thermal feedback. The feedback controller (1400) can determine the intensity of the thermal feedback based on the feedback information or the magnitude and direction of the voltage whose application is terminated.
열적 피드백의 강도에 기초하여 완충 동작을 수행한다(S7600).A buffering operation is performed based on the strength of thermal feedback (S7600).
열적 피드백의 강도가 미리 정해진 강도 이상인지 이하인지 여부를 판단할 수 있다. 이에 따라 피드백 콘트롤러(1400)는 열적 피드백의 강도가 미리 정해진 강도 이상인 경우에는 완충 동작을 수행하고, 미리 정해진 강도 이하인 경우에는 완충 동작을 수행하지 않을 수 있다. It is possible to determine whether the intensity of the thermal feedback is greater than or less than a predetermined intensity. Accordingly, the feedback controller (1400) may perform a buffering operation if the intensity of the thermal feedback is greater than or equal to a predetermined intensity, and may not perform the buffering operation if the intensity is less than or equal to a predetermined intensity.
완충 동작 수행 시에는 피드백 콘트롤러(1400)는 완충 구간 동안 완충 전압을 열전 쌍 어레이(1240)에 인가하며, 수행하지 않을 시에는 전원 인가를 하지 않는다.When performing a buffer operation, the feedback controller (1400) applies a buffer voltage to the thermocouple array (1240) during the buffering period, and does not apply power when not performing the operation.
열적 피드백 강도가 일정 수준 이하인 경우에는 열 역전 환각이 발생하지 않으므로 불필요하게 완충 동작을 수행할 이유가 없는 것이다.Since thermal reversal illusion does not occur when the thermal feedback intensity is below a certain level, there is no reason to perform unnecessary buffering operations.
한편, 동일한 강도의 열적 피드백이더라도 냉감 피드백에 대한 미리 정해진 강도가 온감 피드백에 대한 미리 정해진 강도보다 낮게 설정되어 있어, 냉감 피드백에 대해서는 완충 동작을 수행하되 그와 동일한 크기의 열감 피드백에 대해서는 완충 동작을 수행하지 않을 수도 있다.On the other hand, even if the thermal feedback has the same intensity, the predetermined intensity for the cold feedback is set lower than the predetermined intensity for the hot feedback, so that a buffering action may be performed for the cold feedback but not for the hot feedback of the same magnitude.
3.4.4. 온감 피드백 및 냉감 피드백 시의 열 역전 환각 방지 방법3.4.4. Method for preventing thermal reversal hallucination during warm and cold feedback
도 64는 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제8 예에 관한 순서도이다.FIG. 64 is a flowchart of an eighth example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
도 64에 따른 열적 피드백 제공 방법은, 열적 피드백의 종류에 따라 열적 피드백 제공 시 발생하는 열 역전 환각을 방지하는 방법으로서, 피드백 요청 메시지를 획득하는 단계(S8100), 피드백 정보를 획득하는 단계(S8200), 피드백 정보에 기초하여 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하는 단계(S8300), 열적 피드백을 종료하는 단계(S8400), 열적 피드백의 종류를 판단하는 단계(S8500) 및 열적 피드백의 종류에 기초하여 상이한 완충 동작을 수행하는 단계(S8600)를 포함할 수 있다. A method for providing thermal feedback according to FIG. 64 is a method for preventing thermal reversal illusion that occurs when providing thermal feedback depending on the type of thermal feedback, and may include a step of obtaining a feedback request message (S8100), a step of obtaining feedback information (S8200), a step of performing a heat-generating operation or an endothermic operation based on the feedback information (S8300), a step of terminating thermal feedback (S8400), a step of determining a type of thermal feedback (S8500), and a step of performing a different buffering operation based on the type of thermal feedback (S8600).
이하에서는 상술한 각 단계에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. Below, each of the above steps will be described in more detail.
먼저 피드백 요청 메시지를 획득하고(S8100), 피드백 정보를 획득하고(S8200), 피드백 정보에 기초하여 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하고(S8300), 열적 피드백을 종료할 수 있다. 본 단계들은 상술한 단계 S7100, S7200, S7300 및 S7400과 유사할 수 있다. First, a feedback request message may be obtained (S8100), feedback information may be obtained (S8200), a heating operation or an absorption operation may be performed based on the feedback information (S8300), and thermal feedback may be terminated. These steps may be similar to the above-described steps S7100, S7200, S7300, and S7400.
열적 피드백의 종류를 판단한다(S8500).Determine the type of thermal feedback (S8500).
완충 동작이 종료되면, 피드백 콘트롤러(1400)는 종료된 열적 피드백의 종류를 판단할 수 있다. 열적 피드백의 종류는 온감 피드백 및 냉감 피드백을 포함하며, 피드백 콘트롤러(1400)는 피드백 정보나 인가되고 있던 제1 전압의 방향에 따라 이를 판단할 수 있다. When the buffer operation is terminated, the feedback controller (1400) can determine the type of thermal feedback that has been terminated. The types of thermal feedback include hot feedback and cold feedback, and the feedback controller (1400) can determine this based on feedback information or the direction of the first voltage that was being applied.
열적 피드백의 종류에 기초하여 상이한 완충 동작을 수행한다(S8600).Different buffering operations are performed based on the type of thermal feedback (S8600).
상술한 바와 같이 온감 피드백 종료 시의 온도 변화 속도보다 냉감 피드백 종료 시의 온도 변화 속도가 더 급격하므로, 둘 간에 완충 동작을 달리할 필요가 있다.As described above, since the temperature change rate at the end of the cold feedback is more rapid than the temperature change rate at the end of the warm feedback, it is necessary to perform buffering operations differently between the two.
예를 들어, 피드백 콘트롤러(1400)는 온감 피드백에 대해서 제1 완충 시간 동안 제1 완충 전압을 이용하여 완충 동작을 수행하고, 냉감 피드백에 대해서는 제2 완충 시간 동안 제2 완충 전압을 이용하여 완충 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제2 완충 시간은 제1 완충 시간보다 클 수 있다. 이는 초기 온도에 대한 포화 온도까지의 온도 변화량이 온감 피드백과 냉감 피드백에서 동일한 경우 냉감 피드백의 종료 시 초기 온도로 복귀하는 온도 변화 속도가 더 빠르기 문이다. 다른 예를 들어, 제1 완충 시간이 제2 완충 시간보다 클 수도 있는데, 이는 동일한 작동 전압을 이용하여 온감 피드백과 냉감 피드백을 출력한 경우, 초기 온도에 대한 포화 온도까지의 온도 변화량이 온감 피드백인 경우 냉감 피드백보다 크기 때문이다.For example, the feedback controller (1400) may perform a buffering operation using a first buffering voltage during a first buffering time for the warm feedback, and may perform a buffering operation using a second buffering voltage during a second buffering time for the cool feedback. For example, the second buffering time may be longer than the first buffering time. This is because, when the temperature change amount from the initial temperature to the saturation temperature is the same for the warm feedback and the cool feedback, the temperature change speed returning to the initial temperature when the cool feedback ends is faster. As another example, the first buffering time may be longer than the second buffering time. This is because, when the warm feedback and the cool feedback are output using the same operating voltage, the temperature change amount from the initial temperature to the saturation temperature is greater for the warm feedback than for the cool feedback.
다른 예를 들어, 피드백 콘트롤러(1400)는 온감 피드백의 출력 종료에 대한 완충 동작에 따른 완충 전원과 냉감 피드백의 출력 종료에 대한 완충 동작의 완충 전원을 상이하게 생성할 수도 있다. 예를 들어, 온감 피드백에 대한 제1 완충 전압이 냉감 피드백에 대한 제2 완충 전압보다 작을 수 있는데, 이는 온도 변화량이 동일한 경우 냉감 피드백의 온도 복귀 속도가 더 빠르기 때문이다. 다른 예를 들어, 온감 피드백에 대한 제1 완충 전압이 냉감 피드백에 대한 제2 완충이 클 수 있는데, 이는 동일한 작동 전압을 이용한 경우 온도 변화량이 온감 피드백의 경우에 더 크기 때문이다. 여기서, 온감 피드백 및 냉감 피드백에 대한 완충 전원은 그 전압값이 다른 대신 전류값이나 듀티 레이트가 다르게 설정되는 것도 가능하다. For another example, the feedback controller (1400) may generate different buffer power for the buffer operation for the termination of the output of the warm feedback and the buffer power for the buffer operation for the termination of the output of the cool feedback. For example, the first buffer voltage for the warm feedback may be smaller than the second buffer voltage for the cool feedback because the temperature recovery speed of the cool feedback is faster when the temperature change amount is the same. For another example, the first buffer voltage for the warm feedback may be larger than the second buffer for the cool feedback because the temperature change amount is larger in the case of the warm feedback when the same operating voltage is used. Here, the buffer power for the warm feedback and the cool feedback may have different voltage values, but may also have different current values or duty rates.
또 온감 피드백과 냉감 피드백에 관한 완충 전원은 작동 전원에 대한 전압/전류/듀티 레이트의 비율이 “1” 보다 작고 서로 상이할 수도 있다. Also, the buffer power for the warm and cold feedback may have voltage/current/duty rate ratios for the operating power that are less than “1” and may be different from each other.
이때 비율값은 온감 피드백의 비율값보다 냉감 피드백의 비율값이 더 클 수 있을 것이다. 이는 냉감 피드백에서의 온도 복귀 속도가 더 빠를 수 있기 때문이다. 구체적으로 온감 피드백을 위한 작동 전원이 제1 전압/전류/듀티 레이트를 갖고, 냉감 피드백을 위한 작동 전원이 제2 전압/전류/듀티 레이트를 갖는 경우, 온감 피드백에 관한 완충 전원은 제3 전압/전류/듀티 레이트를 갖고, 냉감 피드백에 관한 완충 전원은 제4 전압/전류/듀티 레이틀르 가질 때, 제1 전압/전류/듀트 레이트에 대한 제3 전압/전류/듀티 레이트의 비율이, 제2 전압/전류/듀티 레이트에 대한 제4 전압/전류/듀티 레이트의 비율보다 작을 수 있다. 이는 초기 온도에 대한 포화 온도까지의 온도 변화량이 온감 피드백과 냉감 피드백에서 동일한 경우 냉감 피드백의 종료 시 초기 온도로 복귀하는 온도 변화 속도가 더 빠르기 문이다.At this time, the ratio value may be larger for the cool feedback than for the warm feedback. This is because the temperature recovery speed in the cool feedback may be faster. Specifically, when the operating power for the warm feedback has the first voltage/current/duty rate and the operating power for the cool feedback has the second voltage/current/duty rate, when the buffer power for the warm feedback has the third voltage/current/duty rate and the buffer power for the cool feedback has the fourth voltage/current/duty rate, the ratio of the third voltage/current/duty rate to the first voltage/current/duty rate may be smaller than the ratio of the fourth voltage/current/duty rate to the second voltage/current/duty rate. This is because the temperature change speed for returning to the initial temperature when the cool feedback is terminated is faster when the temperature change amount from the initial temperature to the saturation temperature is the same in the warm feedback and the cool feedback.
또는 비율값은 온감 피드백의 비율값보다 냉감 피드백의 비율값이 더 작을 수 있을 것이다. 이는 동일 전원에서 온도 변화량이 온감 피드백의 경우가 냉감 피드백의 경우보다 더 크기 때문이다.Alternatively, the ratio value may be smaller for cold feedback than for warm feedback. This is because the temperature change in the same power source is larger for warm feedback than for cold feedback.
또 다른 예를 들어, 피드백 콘트롤러(1400)는 온감 피드백의 출력 종료에 대한 완충 동작에 따른 완충 전원과 냉감 피드백의 출력 종료에 대한 완충 동작을 수행하는 완충 그룹의 개수를 상이하게 설정할 수도 있다. 구체적으로 온감 피드백에 대한 완충 그룹의 개수 또는 작동 그룹에 대한 완충 그룹의 개수 비율이 냉감 피드백에 대한 개수나 비율보다 더 작을 수 있다. 이는 냉감 피드백 시의 온도 변화 속도가 빠르기 때문이다. 또는 반대로 온감 피드백에 대한 완충 그룹의 개수 또는 작동 그룹에 대한 완충 그룹의 개수 비율이 냉감 피드백에 대한 개수나 비율보다 더 클 수 있다. 이는 동일 전원에서 온감 피드백의 온도 변화량이 더 크기 때문이다. 여기서, 작동 전원을 완충 전원으로 이용할 수 있으며, 이때 완충 동작은 작동 그룹의 일부에 대해 먼저 작동 전원을 차단한 뒤 나머지에 대해 작동 전원을 차단하는 것으로 해석될 수도 있을 것이다.As another example, the feedback controller (1400) may differently set the number of buffer groups that perform the buffer power according to the buffer operation for the termination of the output of the warm feedback and the buffer operation for the termination of the output of the cold feedback. Specifically, the number of buffer groups for the warm feedback or the ratio of the number of buffer groups for the operating group may be smaller than the number or ratio for the cold feedback. This is because the temperature change speed at the time of the cold feedback is fast. Or, conversely, the number of buffer groups for the warm feedback or the ratio of the number of buffer groups for the operating group may be larger than the number or ratio for the cold feedback. This is because the temperature change amount of the warm feedback is larger at the same power. Here, the operating power may be used as the buffer power, and in this case, the buffer operation may be interpreted as first cutting off the operating power for some of the operating groups and then cutting off the operating power for the rest.
3.4.5. 연속 열적 피드백 제공 시의 열 역전 환각 방지 방법3.4.5. Method for preventing thermal reversal hallucination when providing continuous thermal feedback
도 65는 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제9 예에 관한 순서도이다.FIG. 65 is a flowchart of a ninth example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
도 65에 따른 열적 피드백 제공 방법은, 연속되는 열적 피드백 제공 시 열적 피드백 제공 시 발생하는 열 역전 환각을 방지하는 방법으로서,The method for providing thermal feedback according to Fig. 65 is a method for preventing thermal reversal illusion that occurs when providing thermal feedback continuously.
피드백 요청 메시지를 획득하는 단계(S9100), 피드백 정보를 획득하는 단계(S9200), 피드백 정보에 기초하여 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하는 단계(S9300), 열적 피드백을 종료하는 단계(S9400), 완충 동작의 수행 중에 피드백 요청 메시지를 획득하는 단계(S9500) 및 피드백 요청 메시지 획득 시 완충 동작을 중단하고 요청된 피드백 동작을 개시하는 단계(S9600)를 포함할 수 있다.It may include a step of obtaining a feedback request message (S9100), a step of obtaining feedback information (S9200), a step of performing a heat-generating operation or an absorption operation based on the feedback information (S9300), a step of terminating thermal feedback (S9400), a step of obtaining a feedback request message during performance of a buffering operation (S9500), and a step of stopping the buffering operation and starting the requested feedback operation when the feedback request message is obtained (S9600).
이하에서는 상술한 각 단계에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. Below, each of the above steps will be described in more detail.
먼저 피드백 요청 메시지를 획득하고(S9100), 피드백 정보를 획득하고(S9200), 피드백 정보에 기초하여 발열 동작 또는 흡열 동작을 수행하고(S9300), 열적 피드백을 종료하고, 완충 동작을 수행한다(S9400). 본 단계들은 상술한 단계 S6100, S6200, S6300 및 S6400, 과 유사할 수 있다. First, a feedback request message is obtained (S9100), feedback information is obtained (S9200), a heating operation or an absorption operation is performed based on the feedback information (S9300), thermal feedback is terminated, and a buffering operation is performed (S9400). These steps may be similar to the above-described steps S6100, S6200, S6300, and S6400.
완충 동작의 수행 중에 피드백 요청 메시지를 획득한다(S9500). 피드백 콘트롤러(1400)는 완충 동작 수행 중 단계 S9100과 유사하게 피드백 요청 메시지가 획득되었는지 여부를 확인할 수 있다.A feedback request message is obtained during the execution of a buffer operation (S9500). The feedback controller (1400) can check whether a feedback request message has been obtained similarly to step S9100 during the execution of the buffer operation.
피드백 요청 메시지 획득 시 완충 동작을 중단하고 요청된 피드백 동작을 개시한다(S9600). 피드백 콘트롤러(1400)는 완충 동작 중 피드백 요청 메시지가 획득된 경우에는 완충 동작을 종료하고, 요청된 열적 피드백 동작을 수행하는 모드로 바로 진입할 수 있다. When a feedback request message is obtained, the buffer operation is stopped and the requested feedback operation is initiated (S9600). If a feedback request message is obtained during the buffer operation, the feedback controller (1400) can end the buffer operation and immediately enter a mode for performing the requested thermal feedback operation.
3.4.5. 열 그릴 피드백 중단 시 느껴지는 열감 제거 방법3.4.5. How to eliminate the heat sensation when the heat grill feedback is stopped
도 67은 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법의 제10 예에 관한 순서도이다.FIG. 67 is a flowchart of a tenth example of a method for providing thermal feedback according to an embodiment of the present invention.
도 67에 따른 열적 피드백 제공 방법은, 연속되는 열적 피드백 제공 시 열적 피드백 제공 시 발생하는 열 역전 환각을 방지하는 방법으로서,The method for providing thermal feedback according to Fig. 67 is a method for preventing thermal reversal illusion that occurs when providing thermal feedback continuously.
피드백 요청 메시지를 획득하는 단계(S10100), 피드백 정보를 획득하는 단계(S10200), 피드백 정보에 기초하여 수행할 열적 피드백의 종류를 판단하는 단계(S10300), 열적 피드백의 종류가 열 그릴 피드백인 경우 열 그릴 피드백을 수행하는 단계(S10400), 열 그릴 피드백을 종료하는 단계(S10500) 및 열 그릴 피드백을 위한 완충 동작을 수행하는 단계(S10600)를 포함할 수 있다. It may include a step of obtaining a feedback request message (S10100), a step of obtaining feedback information (S10200), a step of determining a type of thermal feedback to be performed based on the feedback information (S10300), a step of performing thermal grill feedback when the type of thermal feedback is thermal grill feedback (S10400), a step of terminating thermal grill feedback (S10500), and a step of performing a buffering operation for thermal grill feedback (S10600).
이하에서는 상술한 각 단계에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. Below, each of the above steps will be described in more detail.
먼저 피드백 요청 메시지를 획득하고(S10100), 피드백 정보를 획득하고 (S10200), 피드백 정보에 기초하여 수행할 열적 피드백의 종류를 판단한다(S10300). 본 단계들은 상술한 단계 S2100, S2200, S2300 및 S2400, 과 유사할 수 있다. First, a feedback request message is obtained (S10100), feedback information is obtained (S10200), and the type of thermal feedback to be performed is determined based on the feedback information (S10300). These steps may be similar to the above-described steps S2100, S2200, S2300, and S2400.
열적 피드백의 종류가 열 그릴 피드백인 경우 열 그릴 피드백을 수행할 수 있다(S10400). 본 단계는 열적 피드백 제공 방법의 제2 예 내지 제5 예에 따른 열 그릴 동작을 수행하는 단계와 유사할 수 있다.If the type of thermal feedback is thermal grill feedback, thermal grill feedback can be performed (S10400). This step may be similar to the step of performing the thermal grill operation according to the second to fifth examples of the thermal feedback providing method.
열 그릴 피드백을 종료한다(S10500). 본 단계는 S6400과 유사할 수 있다. Terminate heat grill feedback (S10500). This step may be similar to S6400.
열 그릴 피드백이 종료되면, 열 그릴 피드백을 위한 완충 동작을 수행한다(S10600).When the heat grill feedback is terminated, a buffer operation for the heat grill feedback is performed (S10600).
여기서, 완충 동작은 열 역전 환각을 방지하기 위한 목적도 있지만, 열 그릴 피드백을 위한 온감 피드백과 냉감 피드백의 강도가 서로 다르기 때문에 발열 동작과 흡열 동작이 동시에 중단되는 경우 온도 평형이 깨짐에 따라 온감이나 냉감이 일시적으로 느껴지는 것을 방지하기 위한 목적도 가지고 있다. Here, the buffering action is intended to prevent thermal inversion illusion, but also to prevent temporary sensations of heat or cold due to temperature equilibrium being broken when the heating and absorbing actions are stopped simultaneously, since the intensities of the warm and cold feedback for the thermal grill feedback are different.
일반적으로 열 그릴 피드백에서는 냉감 피드백이 온감 피드백보다 강한 강도로 수행되며, 이에 따라 열 그릴 동작 종료 시 흡열 면적의 온도 변화 속도가 더 빠르다. 따라서, 피드백 콘트롤러(1400)는 열 그릴 피드백 종료 시 소정 시간 동안 역전압을 인가하여 흡열 면적(또는 전체 면적)에서 발생하는 열 역전 현상을 방지할 수 있다(제1 동작).In general, in thermal grill feedback, the cool feedback is performed with a stronger intensity than the warm feedback, and accordingly, the temperature change speed of the heat absorption area is faster when the heat grill operation ends. Therefore, the feedback controller (1400) can prevent the heat reversal phenomenon occurring in the heat absorption area (or the entire area) by applying a reverse voltage for a predetermined time when the heat grill feedback ends (first operation).
반면, 냉감 피드백의 강도가 온감 피드백의 강도보다 더 컸기 때문에 초기 온도에 도달하는 시간은 흡열 면적에서 더 늦다. 따라서, 피드백 콘트롤러(1400)는 열 그릴 피드백의 종료 후 일정 시간이 경과 한 뒤 소정 시간 동안 발열 면적(또는 전체 면적)에 정전압을 인가하여 열 균형을 맞춰줄 수 있다(제2 동작). On the other hand, since the intensity of the cold feedback is greater than that of the warm feedback, the time to reach the initial temperature is later in the heat-absorbing area. Therefore, the feedback controller (1400) can apply a constant voltage to the heating area (or the entire area) for a predetermined period of time after a predetermined period of time has elapsed since the termination of the heat grill feedback to maintain the heat balance (second operation).
이러한 제1 동작 및 제2 동작에서 열 그릴 피드백 종료 시 인가되는 전원은 완충 전원으로 정의할 수도 있지만, 보조 전원으로 지칭할 수도 있다. 이는 열적 피드백 출력 종료 시 초기 온도에서 열적 평형이 맞추어지도록 하기 위한 목적을 가지는 전원이기 때문이다. The power applied at the end of the thermal grill feedback in these first and second operations can be defined as a buffer power supply, but can also be referred to as an auxiliary power supply. This is because it is a power supply intended to ensure that thermal equilibrium is achieved at the initial temperature at the end of the thermal feedback output.
여기서, 보조 전원은 발열 면적과 흡열 면적 중 적어도 한 부분에 인가될 수 있다.Here, the auxiliary power can be applied to at least one of the heat generating area and the heat absorbing area.
열적 피드백 출력 종료 시 열 그릴 피드백을 위한 냉감 피드백의 강도가 온감 피드백의 강도보다 큰 것을 고려하여 발열/흡열 부분이 초기 온도에서 열적 평형을 이루도록 보조 전원의 전압 인가 방향을 정방향으로 결정할 수 있다. 또는 역방향 전원과 정방향 전원을 함께 보조 전원으로 이용하되, 정방향 전원의 전류/전압/인가 시간을 더 크게 조절할 수도 있다. 여기서, 보조 전원으로 정방향 전원과 역방향 전원을 함께 인가하는 경우, 정방향 전원은 발열 부분에 역방향 전원은 흡열 부분에 인가되는 것이 유리할 수 있다. Considering that the intensity of the cool feedback for the heat grill feedback is greater than that of the warm feedback when the thermal feedback output is terminated, the voltage application direction of the auxiliary power can be determined to be forward so that the heat generating/absorbing portions achieve thermal equilibrium at the initial temperature. Alternatively, the reverse power and the forward power may be used together as the auxiliary power, but the current/voltage/application time of the forward power may be adjusted to a greater extent. Here, when the forward power and the reverse power are applied together as the auxiliary power, it may be advantageous to apply the forward power to the heat generating portion and the reverse power to the heat absorbing portion.
또는 반대로, 열적 피드백 출력 종료 시 열전 동작에 의한 잔열을 고려하여 초기 온도보다 높은 온도에서 열적 평형을 이루어지는 것을 방지하기 위하여 보조 전원의 전압 인가 방향을 역방향으로 결정할 수 있다. 또는 정방향 전원과 역방향 전원을 함께 보조 전원으로 이용하되, 역방향 전원의 전류/전압/인가 시간을 더 크게 조절할 수도 있다. 여기서, 보조 전원으로 역방향 전원과 전방향 전원을 함께 인가하는 경우, 역방향 전원은 흡열 부분에 정방향 전원은 발열 부분에 인가되는 것이 유리할 수 있다. Or, conversely, in order to prevent thermal equilibrium from being achieved at a temperature higher than the initial temperature by considering the residual heat due to the thermoelectric operation when the thermal feedback output is terminated, the voltage application direction of the auxiliary power supply can be determined to be reversed. Or, the forward power supply and the reverse power supply can be used together as auxiliary power supplies, but the current/voltage/application time of the reverse power supply can be adjusted to a larger extent. Here, when the reverse power supply and the forward power supply are applied together as auxiliary power supplies, it may be advantageous to apply the reverse power supply to the heat-absorbing part and the forward power supply to the heat-generating part.
한편, 상술한 것과 같이 보조 전원을 이용하는 대신 열 그릴 피드백을 구성하는 온감 피드백과 냉감 피드백의 종료 시점을 상이하게 설정하는 것도 가능하다. Meanwhile, instead of using an auxiliary power source as described above, it is also possible to set different end points of the hot and cold feedback that constitute the thermal grill feedback.
열 평형에 도달하는 과정에서 냉감 피드백이 온감 피드백보다 강한 강도로 수행되므로, 발열 부위가 먼저 열 평형에 도달하고 이후 흡열 부위가 열 평형에 도달하므로 그 동안 냉감이 느껴질 수 있다. 이를 방지하기 위해 열 그릴 동작을 구성하는 발열 동작과 흡열 동작 중 발열 동작을 먼저 중단하여 발열 부위와 흡열 부위가 열 평형에 도달하는 시점이 동일해지도록 할 수도 있다.In the process of reaching thermal equilibrium, since the cool feedback is performed with a stronger intensity than the warm feedback, the heating part reaches thermal equilibrium first, and then the heat-absorbing part reaches thermal equilibrium, so a cold feeling may be felt during that time. To prevent this, among the heating and heat-absorbing actions that constitute the heat grill operation, the heating action may be stopped first so that the heating part and the heat-absorbing part reach thermal equilibrium at the same time.
또는 흡열 부위에서의 온도 변화량이 발열 부위에서의 온도 변화량보다 크기 때문에 열 그릴 피드백 출력 종료 시 열 평형은 초기 온도보다 낮은 온도에서 이루어질 수도 있다. 이를 방지하기 위하여 흡열 동작을 먼저 중단시키고 발열 동작을 이후에 중단시켜 최종적으로 초기 온도에서 열 평형이 이루어지도록 하는 것도 가능하다. Alternatively, since the temperature change at the absorption site is greater than the temperature change at the heating site, the thermal equilibrium may be achieved at a temperature lower than the initial temperature when the heat grill feedback output is terminated. To prevent this, it is possible to first stop the absorption operation and then stop the heating operation so that the thermal equilibrium is finally achieved at the initial temperature.
또는 열전 소자가 전기 에너지를 이용하여 열전 동작을 수행할 때에는 잔열이 발생하기도 하는데, 이러한 잔열로 인해 열 그릴 피드백 출력 종료 시 초기 온도보다 높은 온도에서 열 평형이 이루어질 수도 있다. 이를 방지하기 위하여 흡열 동작을 나중에 중단시키고 발열 동작을 먼저 중단시켜 최종적으로 초기 온도에서 열 평형이 이루어지도록 하는 것도 가능하다. Or, when a thermoelectric element performs a thermoelectric operation using electrical energy, residual heat may be generated, and due to this residual heat, thermal equilibrium may be achieved at a temperature higher than the initial temperature when the thermal grill feedback output is terminated. To prevent this, it is possible to stop the heat absorption operation later and stop the heat generation operation first so that thermal equilibrium is finally achieved at the initial temperature.
본 실시예에서는 제1 동작과 제2 동작 및 발열 동작/흡열 동작의 종료 중지 시점을 조절하는 방식은 모두 개별적 또는 조합적으로 수행되는 것이 가능하다. In this embodiment, the methods for controlling the termination and stopping points of the first and second operations and the heat generation/absorptive operations can all be performed individually or in combination.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법들은 단독으로 또는 서로 조합되어 이용될 수 있다. 또 각 열적 피드백 제공 방법에서 설명된 각 단계들은 모두 필수적인 것은 아니므로 열적 피드백 제공 방법은 그 단계를 전부 포함하는 것은 물론 일부만 포함하여 수행되는 것도 가능하다. 또 각 단계들이 설명된 순서는 설명의 편의를 위한 것에 불과하므로, 열적 피드백 제공 방법에서 각 단계들이 반드시 설명된 순서대로 진행되어야 하는 것은 아니다.The thermal feedback providing methods according to the embodiments of the present invention described above can be used alone or in combination. In addition, not all of the steps described in each thermal feedback providing method are essential, so the thermal feedback providing method can be performed by including all of the steps or by including only some of the steps. In addition, the order in which the steps are described is only for the convenience of explanation, so the steps in the thermal feedback providing method do not necessarily have to be performed in the order described.
또한 이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 열적 피드백 제공 방법에서 수행 주체에 대해 별도의 언급이 없는 단계는 피드백 디바이스(100)의 어플리케이션 콘트롤러(2700) 및 피드백 콘트롤러(1400) 중 적어도 하나에 의해 수행될 수 있다. 추가적으로 상술한 내용에서 어플리케이션 콘트롤러(2700)에 의해 수행되는 것으로 설명한 사항이 필요에 따라 피드백 콘트롤러(1400)에 의해 수행되거나 반대로 피드백 콘트롤러(1400)에 의해 수행되는 것으로 설명한 사항이 필요에 따라 어플리케이션 컨트롤러에 의해 수행되는 것도 가능하다. 뿐만 아니라 상술한 내용 중 어플리케이션 콘트롤러(2700)나 피드백 콘트롤러(1400)에 의해 수행되는 것으로 설명한 사항이 어플리케이션 콘트롤러(2700)와 피드백 콘트롤러(1400)의 협업에 의해 수행되는 것도 가능하다. 또 이미 언급한 바 있지만, 어플리케이션 콘트롤러(2700)와 피드백 콘트롤러(1400)는 하나의 콘트롤러로 구현되어 있을 수도 있음을 다시 밝혀둔다. In addition, in the method for providing thermal feedback according to the embodiment of the present invention described above, steps for which no separate mention is made of the performing subject may be performed by at least one of the application controller (2700) and the feedback controller (1400) of the feedback device (100). Additionally, the matters described as being performed by the application controller (2700) in the above-described contents may be performed by the feedback controller (1400) as needed, or conversely, the matters described as being performed by the feedback controller (1400) may be performed by the application controller as needed. In addition, the matters described as being performed by the application controller (2700) or the feedback controller (1400) in the above-described contents may be performed by collaboration between the application controller (2700) and the feedback controller (1400). Again, as already mentioned, it should be noted that the application controller (2700) and the feedback controller (1400) may be implemented as a single controller.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 이상에서 설명한 본 발명의 실시예들은 서로 별개로 또는 조합되어 구현되는 것도 가능하다.The above description is merely an example of the technical idea of the present invention, and those with ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains may make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments of the present invention described above may be implemented separately or in combination.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to explain it, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the rights of the present invention.
100: 피드백 디바이스 100a: 게이밍 콘트롤러
100b: 웨어러블 디바이스 1000: 피드백 유닛
1200: 열 출력 모듈 1220: 기판
1240: 열전 쌍 어레이 1241: 단위 열전 쌍
1242: 도체 부재 1244: 열전 쌍 그룹
1260: 전원 단자 1400: 피드백 콘트롤러
1600: 접촉면 2000: 어플리케이션 유닛
2100: 케이싱 2120: 파지부
2200: 입력 모듈 2300: 센싱 모듈
2400: 진동 모듈 2500: 통신 모듈
2600: 메모리 2700: 어플리케이션 콘트롤러100:
100b: Wearable device 1000: Feedback unit
1200: Heat output module 1220: Board
1240: Thermocouple array 1241: Unit thermocouple
1242: Absence of conductor 1244: Thermocouple group
1260: Power terminal 1400: Feedback controller
1600: Contact surface 2000: Application unit
2100: Casing 2120: Pulverizer
2200: Input module 2300: Sensing module
2400: Vibration module 2500: Communication module
2600: Memory 2700: Application Controller
Claims (36)
상기 열적 피드백의 출력 개시를 위하여 상기 열전 소자에 작동 전원을 인가하는 단계;
상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 작동 전원의 인가를 중단하는 단계; 및
상기 작동 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도를 저감시키는 완충 전원을 인가하는 단계;를 포함하는
열적 피드백 제공 방법.
A method for providing thermal feedback, performed by a feedback device that outputs thermal feedback by transmitting heat generated by a thermoelectric operation including at least one of a heating operation and an absorption operation of a thermoelectric element that has been powered on to a user through a contact surface that contacts the user's body part,
A step of applying operating power to the thermoelectric element to initiate output of the thermal feedback;
A step of stopping the application of the operating power to terminate the output of the thermal feedback; and
In order to prevent the user from feeling a thermal reversal hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, during the process in which the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to the initial temperature due to the interruption of the application of the operating power, a step of applying a buffer power to reduce the temperature change rate of the contact surface is included;
Method for providing thermal feedback.
상기 열 역전 환각은, 상기 작동 전원의 인가 중단 시 상기 접촉면의 온도가 상기 초기 온도를 기준으로 상기 열전 동작에 의해 변화된 온도와 동일 방향임에도 상기 사용자가 상기 초기 온도를 기준으로 상기 열전 동작에 의해 변화된 온도와 반대 방향의 온도를 느끼는 것을 의미하는
열적 피드백 제공 방법.
In the first paragraph,
The above thermal inversion illusion means that when the operating power is stopped, the user feels a temperature in the opposite direction to the temperature changed by the thermoelectric operation based on the initial temperature, even though the temperature of the contact surface is in the same direction as the temperature changed by the thermoelectric operation based on the initial temperature.
Method for providing thermal feedback.
상기 완충 전원은, 상기 작동 전원과 동일한 방향의 전원인
열적 피드백 제공 방법.
In the first paragraph,
The above buffer power is a power source in the same direction as the above operating power source.
Method for providing thermal feedback.
상기 완충 전원은, 상기 작동 전원보다 전압 및 전류 중 적어도 하나가 작은
열적 피드백 제공 방법.
In the first paragraph,
The above buffer power supply has at least one of voltage and current lower than the above operating power supply.
Method for providing thermal feedback.
상기 완충 전원을 인가하는 단계에서, 상기 완충 전원이 인가되는 동안 상기 완충 전원의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 감소시키는
열적 피드백 제공 방법.
In the fourth paragraph,
In the step of applying the buffer power, at least one of the voltage and current of the buffer power is reduced while the buffer power is applied.
Method for providing thermal feedback.
상기 완충 전원을 인가하는 단계에서, 듀티 신호 형태인 상기 완충 전원을 인가하는
열적 피드백 제공 방법.
In the first paragraph,
In the step of applying the above buffer power, the above buffer power in the form of a duty signal is applied.
Method for providing thermal feedback.
상기 작동 전원이 듀티 신호 형태로 인가되는 경우, 상기 완충 전원의 듀티 레이트가 상기 작동 전원의 듀티 레이트보다 작은
열적 피드백 제공 방법.
In Article 6,
When the above operating power is applied in the form of a duty signal, the duty rate of the buffer power is smaller than the duty rate of the operating power.
Method for providing thermal feedback.
상기 완충 전원을 인가하는 단계에서, 상기 완충 전원이 인가되는 동안 상기 완충 전원의 듀티 레이트를 감소시키는
열적 피드백 제공 방법.
In Article 6,
In the step of applying the buffer power, the duty rate of the buffer power is reduced while the buffer power is applied.
Method for providing thermal feedback.
상기 열전 소자는, 개별 제어 가능한 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되고,
상기 완충 전원을 인가하는 단계에서, 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 일부에만 상기 완충 전원을 인가하는
열적 피드백 제공 방법.
In the first paragraph,
The above thermoelectric element is provided as a thermoelectric pair array including a plurality of individually controllable thermoelectric pair groups,
In the step of applying the above buffer power, the buffer power is applied only to some of the plurality of thermocouple pair groups.
Method for providing thermal feedback.
상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 상기 작동 전원이 인가된 열전 쌍 그룹의 개수보다 상기 완충 전원이 인가되는 열전 쌍 그룹의 개수가 더 작은
열적 피드백 제공 방법.
In Article 9,
Among the above multiple thermocouple groups, the number of thermocouple groups to which the buffer power is applied is smaller than the number of thermocouple groups to which the operating power is applied.
Method for providing thermal feedback.
상기 완충 전원이 인가되는 동안 상기 완충 전원이 인가되는 열전 쌍 그룹의 개수를 감소시키는
열적 피드백 제공 방법.
In Article 9,
Reducing the number of thermocouple pair groups to which the buffer power is applied while the above buffer power is applied.
Method for providing thermal feedback.
상기 완충 전원을 인가하는 단계에서, 상기 작동 전원의 인가 중단 후 미리 정해진 시간 동안 전원 인가 없이 대기한 뒤 상기 완충 전원을 인가하는
열적 피드백 제공 방법.
In the first paragraph,
In the step of applying the above buffer power, after the application of the operating power is stopped, the power is not applied for a predetermined time and then the buffer power is applied.
Method for providing thermal feedback.
상기 피드백 디바이스는, 상기 열적 피드백의 강도를 복수의 강도로 조절 가능하고,
상기 열적 피드백의 강도가 미리 정해진 강도 이상인 경우에만 상기 완충 전원을 인가하는 단계를 수행하는
열적 피드백 제공 방법.
In the first paragraph,
The above feedback device can adjust the intensity of the thermal feedback to multiple intensities,
The step of applying the buffer power is performed only when the intensity of the thermal feedback is greater than or equal to a predetermined intensity.
Method for providing thermal feedback.
상기 피드백 디바이스는, 상기 열적 피드백의 강도를 복수의 강도로 조절 가능하고,
상기 열적 피드백의 강도를 획득하는 단계;
상기 열적 피드백의 강도에 기초하여 상기 작동 전원을 생성하는 단계; 및
상기 열적 피드백의 강도가 미리 정해진 강도 이상인지 여부에 따라 상기 완충 전원의 인가 여부를 결정하는 단계;를 더 포함하는
열적 피드백 제공 방법.
In the first paragraph,
The above feedback device can adjust the intensity of the thermal feedback to multiple intensities,
A step of obtaining the intensity of the above thermal feedback;
A step of generating the operating power based on the intensity of the thermal feedback; and
A step of determining whether to apply the buffer power depending on whether the intensity of the thermal feedback is greater than or equal to a predetermined intensity; further comprising;
Method for providing thermal feedback.
상기 열적 피드백의 출력 개시를 위하여 상기 전원 단자에 작동 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 작동 전원의 인가를 중단하고, 상기 작동 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 전원 단자에 상기 접촉면의 온도 변화 속도를 저감시키는 완충 전원을 인가하는 피드백 콘트롤러;를 포함하는
피드백 디바이스.
A thermoelectric element that performs a thermoelectric operation including at least one of a heating operation and an absorption operation, a power terminal that supplies power for the thermoelectric operation to the thermoelectric element, and a heat output module that is provided on one side of the thermoelectric element and contacts a body part of a user, and outputs thermal feedback by transmitting heat generated by the thermoelectric operation to the user through the contact surface; and
A feedback controller including: a feedback controller that applies operating power to the power terminal to initiate output of the thermal feedback, stops applying the operating power to terminate output of the thermal feedback, and applies buffer power to the power terminal to reduce the temperature change rate of the contact surface to prevent the user from feeling a thermal inversion hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, during a process in which the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to the initial temperature due to the stoppage of application of the operating power;
Feedback device.
상기 열 역전 환각은, 상기 작동 전원의 인가 중단 시 상기 접촉면의 온도가 상기 초기 온도를 기준으로 상기 열전 동작에 의해 변화된 온도와 동일 방향임에도 상기 사용자가 상기 초기 온도를 기준으로 상기 열전 동작에 의해 변화된 온도와 반대 방향의 온도를 느끼는 것을 의미하는
피드백 디바이스.
In Article 15,
The above thermal inversion illusion means that when the operating power is stopped, the user feels a temperature in the opposite direction to the temperature changed by the thermoelectric operation based on the initial temperature, even though the temperature of the contact surface is in the same direction as the temperature changed by the thermoelectric operation based on the initial temperature.
Feedback device.
상기 완충 전원은, 상기 작동 전원과 동일한 방향의 전원인
피드백 디바이스.
In Article 15,
The above buffer power is a power source in the same direction as the above operating power source.
Feedback device.
상기 완충 전원은, 상기 작동 전원보다 전압 및 전류 중 적어도 하나가 작은
피드백 디바이스.
In Article 15,
The above buffer power supply has at least one of voltage and current lower than the above operating power supply.
Feedback device.
상기 피드백 콘트롤러는, 상기 완충 전원이 인가되는 동안 상기 완충 전원의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 감소시키는
피드백 디바이스.
In Article 18,
The above feedback controller reduces at least one of the voltage and current of the buffer power while the buffer power is applied.
Feedback device.
상기 피드백 콘트롤러는, 듀티 신호 형태로 상기 완충 전원을 인가하는
피드백 디바이스.
In Article 15,
The above feedback controller applies the buffer power in the form of a duty signal.
Feedback device.
상기 작동 전원이 듀티 신호 형태로 인가되는 경우, 상기 완충 전원의 듀티 레이트가 상기 작동 전원의 듀티 레이트보다 작은
피드백 디바이스.
In Article 20,
When the above operating power is applied in the form of a duty signal, the duty rate of the buffer power is smaller than the duty rate of the operating power.
Feedback device.
상기 피드백 콘트롤러는, 상기 완충 전원이 인가되는 동안 상기 완충 전원의 듀티 레이트를 감소시키는
피드백 디바이스.
In Article 20,
The above feedback controller reduces the duty rate of the buffer power while the buffer power is applied.
Feedback device.
상기 열전 소자는, 개별 제어 가능한 복수의 열전 쌍 그룹을 포함하는 열전 쌍 어레이로 제공되고,
상기 피드백 콘트롤러는, 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 일부에만 상기 완충 전원을 인가하는
피드백 디바이스.
In Article 15,
The above thermoelectric element is provided as a thermoelectric pair array including a plurality of individually controllable thermoelectric pair groups,
The above feedback controller applies the buffer power only to some of the plurality of thermocouple pair groups.
Feedback device.
상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 상기 작동 전원이 인가된 열전 쌍 그룹의 개수보다 상기 완충 전원이 인가되는 열전 쌍 그룹의 개수가 더 작은
피드백 디바이스.
In Article 23,
Among the above multiple thermocouple groups, the number of thermocouple groups to which the buffer power is applied is smaller than the number of thermocouple groups to which the operating power is applied.
Feedback device.
상기 피드백 콘트롤러는, 상기 완충 전원이 인가되는 동안 상기 완충 전원이 인가되는 열전 쌍 그룹의 개수를 감소시키는
피드백 디바이스.
In Article 23,
The above feedback controller reduces the number of thermocouple pair groups to which the buffer power is applied while the buffer power is applied.
Feedback device.
상기 피드백 콘트롤러는, 상기 작동 전원의 인가 중단 후 미리 정해진 시간 동안 전원 인가 없이 대기한 뒤 상기 완충 전원을 인가하는
피드백 디바이스.
In Article 15,
The above feedback controller waits for a predetermined period of time without power supply after the operating power supply is interrupted, and then supplies the buffer power.
Feedback device.
상기 열 출력 모듈은, 상기 열적 피드백의 강도를 복수의 강도로 조절 가능하고,
상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백의 강도가 미리 정해진 강도 이상인 경우에만 상기 완충 전원을 인가하는
피드백 디바이스.
In Article 15,
The above heat output module can adjust the intensity of the thermal feedback to multiple intensities,
The above feedback controller applies the buffer power only when the intensity of the thermal feedback is greater than a predetermined intensity.
Feedback device.
상기 피드백 콘트롤러는, 상기 열적 피드백의 강도를 획득하고, 상기 열적 피드백의 강도에 기초하여 상기 작동 전원을 생성하고, 상기 열적 피드백의 강도가 미리 정해진 강도 이상인지 여부에 따라 상기 완충 전원의 인가 여부를 결정하는
피드백 디바이스.
In Article 15,
The above feedback controller obtains the intensity of the thermal feedback, generates the operating power based on the intensity of the thermal feedback, and determines whether to apply the buffer power based on whether the intensity of the thermal feedback is greater than or equal to a predetermined intensity.
Feedback device.
상기 열적 피드백의 출력 개시를 위하여 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 적어도 일부인 작동 그룹에 상기 열전 동작을 위한 전원을 인가하는 단계; 및
상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 전원의 인가를 중단하는 단계;를 포함하되,
상기 중단하는 단계에서, 상기 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도가 저감되도록 상기 작동 그룹 중 일부에 대해서 상기 전원의 인가를 먼저 중단한 뒤 상기 작동 그룹 중 나머지에 대해서 상기 전원의 인가를 중단하는
열적 피드백 제공 방법.
A method for providing thermal feedback, performed by a feedback device that outputs thermal feedback by transmitting heat generated by a thermoelectric operation including at least one of a heat-generating operation and a heat-absorbing operation of a thermoelectric element provided as a thermoelectric pair array including a plurality of thermoelectric pair groups each operating individually to a user through a contact surface that contacts a body part of the user,
A step of applying power for the thermoelectric operation to at least some of the operating groups among the plurality of thermoelectric pair groups to initiate output of the thermal feedback; and
Including a step of stopping the application of the power to terminate the output of the thermal feedback;
In the above-mentioned stopping step, in order to prevent the user from feeling a thermal inversion hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, in the process of the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returning to the initial temperature due to the interruption of the application of the power, the application of the power is first interrupted for some of the operation groups so that the temperature change rate of the contact surface is reduced, and then the application of the power is interrupted for the remainder of the operation groups.
Method for providing thermal feedback.
상기 열적 피드백의 출력 개시를 위하여 상기 복수의 열전 쌍 그룹 중 적어도 일부인 작동 그룹에 상기 열전 동작을 위한 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백의 출력 종료를 위하여 상기 전원의 인가를 중단하되, 상기 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 접촉면의 온도 변화 속도가 저감되도록 상기 작동 그룹 중 일부에 대해서 상기 전원의 인가를 먼저 중단한 뒤 상기 작동 그룹 중 나머지에 대해서 상기 전원의 인가를 중단하는 피드백 콘트롤러;를 포함하는
피드백 디바이스.
A thermoelectric element provided as a thermoelectric pair array including a plurality of thermoelectric pair groups each individually performing a thermoelectric operation including at least one of a heating operation and an absorption operation, a power terminal supplying power for the thermoelectric operation to the thermoelectric element, and a heat output module including a contact surface provided on one side of the thermoelectric element and in contact with a body part of a user, and outputting thermal feedback by transmitting heat generated by the thermoelectric operation to the user through the contact surface; and
A feedback controller including: a feedback controller that applies power for the thermoelectric operation to at least some of the plurality of thermoelectric pair groups, which are operating groups, in order to initiate output of the thermal feedback; and stops applying the power to terminate output of the thermal feedback; and, in order to prevent the user from feeling a thermal inversion hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, in a process in which the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to an initial temperature due to the stoppage of the power application, the temperature change rate of the contact surface is reduced by first stopping the application of the power to some of the operating groups and then stopping the application of the power to the remainder of the operating groups;
Feedback device.
사용자에 의해 파지되는 파지부를 포함하고 상기 게이밍 콘트롤러의 외관을 형성하는 케이싱;
상기 사용자의 조작에 따라 사용자 입력을 수신하는 입력 모듈;
상기 콘텐츠 재생 디바이스와 통신하는 통신 모듈; 및
열전 동작을 수행하는 열전 소자, 상기 열전 소자에 전원을 공급하는 전원 단자 및 상기 파지부에 마련되고 상기 열전 소자의 열전 동작에 따라 발생하는 열을 상기 사용자에게 전달하는 접촉면을 포함하고, 상기 접촉면을 통해 상기 열전 동작에 의해 발생한 열을 상기 사용자에게 전달함으로써 상기 열적 피드백을 출력하는 열 출력 모듈; 및
상기 입력 모듈을 통해 수신된 상기 사용자 입력을 획득하고, 상기 통신 모듈을 통해 상기 콘텐츠 재생 디바이스로 상기 사용자 입력을 송신하고, 상기 통신 모듈을 통해 상기 콘텐츠 재생 디바이스로부터 상기 열적 피드백에 관한 정보를 수신하고, 상기 열적 피드백에 관한 정보에 따른 상기 열적 피드백의 강도에 기초하여 미리 정해진 복수의 전압값 중 작동 전압을 선택하고, 상기 작동 전압에 기초하여 작동 전원을 생성하고, 상기 열 출력 모듈이 상기 열적 피드백을 출력하도록 상기 전원 단자에 상기 작동 전원을 인가하고, 상기 열적 피드백의 출력이 종료되도록 상기 작동 전원의 인가를 중단하고, 상기 미리 정해진 복수의 전압값 중 상기 작동 전압보다 낮은 완충 전압을 선택하고, 상기 완충 전압에 기초하여 완충 전원을 생성하고, 상기 작동 전원의 인가 중단에 따라 상기 열전 동작에 의해 변화된 상기 접촉면의 온도가 초기 온도로 복귀하는 과정에서 상기 사용자가 상기 열적 피드백과 반대되는 열적 환각인 열 역전 환각을 느끼는 것을 방지하기 위하여 상기 전원 단자에 상기 접촉면의 온도 변화 속도를 저감시키는 완충 전원을 인가하는 콘트롤러;를 포함하는
게이밍 콘트롤러.
A gaming controller that is linked to a content playback device that drives multimedia content including games and sensory applications, obtains user operations used in the multimedia content, and provides thermal feedback to provide a thermal experience accompanying the multimedia content.
A casing comprising a grip portion gripped by a user and forming an outer appearance of the gaming controller;
An input module for receiving user input according to the user's operation;
A communication module for communicating with the above content playback device; and
A thermal output module including a thermoelectric element performing a thermoelectric operation, a power terminal supplying power to the thermoelectric element, and a contact surface provided on the gripper and transmitting heat generated by the thermoelectric operation of the thermoelectric element to the user, and outputting the thermal feedback by transmitting the heat generated by the thermoelectric operation to the user through the contact surface; and
A controller for acquiring the user input received through the input module, transmitting the user input to the content playback device through the communication module, receiving information about the thermal feedback from the content playback device through the communication module, selecting an operating voltage from among a plurality of predetermined voltage values based on the intensity of the thermal feedback according to the information about the thermal feedback, generating operating power based on the operating voltage, applying the operating power to the power terminal so that the thermal output module outputs the thermal feedback, stopping the application of the operating power so that the output of the thermal feedback is terminated, selecting a buffer voltage lower than the operating voltage from among the plurality of predetermined voltage values, generating buffer power based on the buffer voltage, and applying buffer power to the power terminal so that the temperature of the contact surface changed by the thermoelectric operation returns to the initial temperature due to the stopping of the application of the operating power, thereby preventing the user from feeling a thermal inversion hallucination, which is a thermal hallucination opposite to the thermal feedback, by reducing the temperature change rate of the contact surface.
Gaming controller.
상기 콘트롤러는, 상기 열적 피드백의 종류가 온감 피드백인지 냉감 피드백인지 여부에 기초하여 전원 인가 방향이 정방향인지 역방향인지 여부를 판단하고, 상기 작동 전원과 상기 완충 전원을 상기 판단된 전원 인가 방향으로 인가하는
게이밍 콘트롤러.
In Article 31,
The above controller determines whether the power supply direction is forward or reverse based on whether the type of the thermal feedback is a warm feedback or a cold feedback, and applies the operating power and the buffer power in the determined power supply direction.
Gaming controller.
상기 열적 피드백의 강도는, 제1 강도 및 상기 제1 강도보다 강한 제2 강도를 포함하고,
상기 미리 정해진 복수의 전압값은, 제1 전압값 및 상기 제1 전압값보다 큰 제2 전압값을 포함하고,
상기 콘트롤러는, 상기 열적 피드백의 강도가 상기 제1 강도인 경우 상기 작동 전압을 상기 제1 전압값으로 선택하고, 상기 열적 피드백의 강도가 상기 제2 강도인 경우 상기 작동 전압을 상기 제2 전압값으로 선택하고, 상기 제2 전압값을 가지는 작동 전압의 인가 중단 시 상기 완충 전압을 상기 제1 전압값으로 선택하는
게이밍 콘트롤러.
In Article 31,
The intensity of the thermal feedback includes a first intensity and a second intensity stronger than the first intensity,
The above predetermined plurality of voltage values include a first voltage value and a second voltage value greater than the first voltage value,
The controller selects the operating voltage as the first voltage value when the intensity of the thermal feedback is the first intensity, selects the operating voltage as the second voltage value when the intensity of the thermal feedback is the second intensity, and selects the buffer voltage as the first voltage value when the application of the operating voltage having the second voltage value is stopped.
Gaming controller.
상기 콘트롤러는, 상기 작동 전압이 상기 제1 전압값보다 큰 경우에만 상기 작동 전원의 인가 중단 시 상기 완충 전원을 인가하는
게이밍 콘트롤러.
In Article 33,
The above controller applies the buffer power when the application of the operating power is interrupted only when the operating voltage is greater than the first voltage value.
Gaming controller.
상기 열적 피드백의 강도는, 상기 제2 강도보다 강한 제3 강도를 더 포함하고,
상기 미리 정해진 복수의 전압값은, 상기 제2 전압값보다 큰 제3 전압값을 포함하고,
상기 콘트롤러는, 상기 열적 피드백의 강도가 상기 제3 강도인 경우 상기 작동 전압을 상기 제3 전압값으로 선택하고, 상기 제3 전압값을 가지는 작동 전원의 인가 중단 시 상기 완충 전압을 상기 제1 전압값으로 선택하는
게이밍 콘트롤러.
In Article 33,
The intensity of the above thermal feedback further includes a third intensity that is stronger than the second intensity,
The above predetermined plurality of voltage values includes a third voltage value greater than the second voltage value,
The controller selects the operating voltage as the third voltage value when the intensity of the thermal feedback is the third intensity, and selects the buffer voltage as the first voltage value when the application of the operating power having the third voltage value is interrupted.
Gaming controller.
상기 열적 피드백의 강도는, 상기 제2 강도보다 강한 제3 강도를 더 포함하고,
상기 미리 정해진 복수의 전압값은, 상기 제2 전압값보다 큰 제3 전압값을 포함하고,
상기 콘트롤러는, 상기 열적 피드백의 강도가 상기 제3 강도인 경우 상기 작동 전압을 상기 제3 전압값으로 선택하고, 상기 제3 전압값을 가지는 작동 전원의 인가 중단 시 상기 완충 전압을 상기 제1 전압값 및 제2 전압값으로 선택하고, 상기 완충 전원의 인가 시 먼저 상기 제2 전압값을 인가하고 이어서 상기 제1 전압값을 인가하는
게이밍 콘트롤러.
In Article 33,
The intensity of the above thermal feedback further includes a third intensity that is stronger than the second intensity,
The above predetermined plurality of voltage values includes a third voltage value greater than the second voltage value,
The controller selects the operating voltage as the third voltage value when the intensity of the thermal feedback is the third intensity, selects the buffer voltage as the first voltage value and the second voltage value when the application of the operating power having the third voltage value is stopped, and applies the second voltage value first and then the first voltage value when the application of the buffer power.
Gaming controller.
Priority Applications (8)
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|---|---|---|---|
| US15/633,501 US10736576B2 (en) | 2016-10-31 | 2017-06-26 | Feedback device and method for providing thermal feedback using the same |
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Citations (3)
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| WO2009007952A2 (en) | 2007-07-10 | 2009-01-15 | Ben Gurion University Of The Negev Research And Development Authority | Thermoelectric tactile display |
| KR101056950B1 (en) | 2010-03-04 | 2011-08-16 | 주식회사 유연플러스 | Portable hot and cold massaging apparatus using replacable medium |
| JP2012217861A (en) | 2011-04-11 | 2012-11-12 | Sony Computer Entertainment Inc | Temperature feedback motion controller |
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