터치 스크린용 촉각 액추에이터 소개, 관성형 액츄에이터 (편심 모터(Eccentric Rotating Mass)와 선형 공진 액추에이터(Linear Resonant Actuator))

터치 스크린용 촉각 액추에이터 소개, 관성형 액츄에이터

관성형 액추에이터는 크기가 작고, 전력 소모량이 비교적 작아서 휴대폰 등에서 일반적으로 사용되는 진동모터 방식으로 편심 모터(Eccentric Rotating Mass)와 선형 공진 액추에이터를(Linear Resonant Actuator) 말하며, 질량체가 두 자석 사이에서 진동하는 방식이다 <그림 5>. 편심 모터는 모터 회전부의한쪽 면에 질량체를 붙여서, 모터가 회전할 때 발생하는 편심력으로 진동을 발생시키는 액츄에이터이다. 주로 게임 등에서 럼블(Rumble) 효과를 생성할 때 사용되며, 형태는 실린더 형과 코인 형이 있다. 실린더 형 편심 모터는 길이 11mm, 지름 4.5mm의 크기이며, 동작 전압은 130~160mA 이다. 실린더 형 편심 모터의 동작 주파수는 90 ~ 200Hz인데, 낮은 주파수에서 진동 세기가 약해지는 특성이 있다. 편심 모터의 응답 시간은 50ms로 다른 액츄에이터에 비해 다소 큰 편으로, 터치 디바이스에서의 가상 키보드 키 클릭을 위한 촉감으로는 다소 부적절하다. 반면 내구성이 우수하며, 조작방식은 DC모터의 제어와 유사하게 메인 프로세서의 제어 소프트웨어에 의해 PWM 방식으로 진동의 세기를 제어한다. 코인형 편심 모터는 매우 얇은 형태(높이 2mm, 지름 10mm)이고, 가격이 저렴하나, 반응 시간이 느리고, 내구성이 약해서 최근에는 모바일 디바이스 용 촉각 액추에이터로는 많이 사용되지 않는 편이다.

선형공진 액추에이터(Linear Resonant Actuator: LRA)는 기계적 마모가 적으며, 공진 주파수를 이용함으로써 진동의 세기를 최대화 할 수 있도록 설계된 액추에이터로 현재 판매되는 대부분의 스마트폰에 내장되어 있다. 형태는 지름 10mm, 높이 3.6mm의 납작한 원통형이며, 일반적으로 150 ~ 200Hz 사이의 공진 주파수(예, 175Hz)로 진동한다. 동작시의 소비전류는 65~70mA이며, 응답 속도는 30ms로 편심 모터에 비해 빠른 편이고, 마찰력을 발생시키는 부품을 최소화하여 내구성이 강한 특성이 있다.