터치 표면이 진동하는 정전기력 액추에이터 설명

터치 표면이 진동하는 정전기력 액추에이터 설명

정전기력 액추에이터는 다른 액추에이터와 달리 터치하는 표면이 직접 진동하는 액추에이터이다. 순간적으로 서로 다른 전하가 충전된 두 장의 유리면 사이에서 발생하는 인력과 같은 전하를 충전시킬 때 발생하는 척력을 이용하는 원리로, 두 유리면 사이의 스프링 역할을 하는 스페이서(Spacer)를 제외하고는 기계적인 부품이 거의 들어가지 않게 설계된다. 미국 파치니안 (Pacinian)사는 터치스크린 위에 필름 형태로 부착 할 수 있는 햅틱 터치 필름을 개발하였으며, 이를 아이패드 등에 적용하여 키 클릭감 등 다양한 촉감을 구현한 바 있다<그림 11>. 필름 전체가 진동하는 구조이기 때문에, 국소적인 촉각 피드백(Localized Haptic Feedback)을 제공하기는 어려우나, 매우 사실적인 버튼 클릭감을 구현할 수 있다. 전하의 충전량과 정전기력이 비례하므로, 필름 면적이 클수록 보다 강한 크기의 촉감을 제공할 수 있다.

파치니안이 두 장의 ITO 글래스를 이용하여 정전기력을 유도한 반면, 디즈니 연구소(Disney Research Pittsburgh)는 일반 터치 패널 위에 투명 전극이 부착된 한 장의 유리와 절연판을 구성한 TeslaTouch를 개발하였다. Tesla Touch는 손가락과 투명 전극 사이에 정전기력을 유도하여 마찰감과 같은 재질감을 표현하였다 <그림 12상>. TeslaTouch는 동작 원리상 터치 표면 위에서 손가락이 스치듯 움직여야 촉감을 느낄 수 있기 때문에, 버튼 클릭과 같이 고정된 위치에서는 촉감을 제공하기 어렵다. 그러나, 터치 표면을 스치듯 이동할 때에는 마찰감 이외에도 매끄러운 느낌, 울퉁불퉁한 느낌, 부드러운 느낌, 진동 등 다양한 재질감을 표현할 수 있다.

Toshiba도 같은 원리로 동작하는 SenSeg를 발표한 바 있다. 정전기력을 이용한 액추에이터는 동작 원리나, 기구 구조상 터치 패널을 갖는 모바일 디바이스에 적용하기가 매우 유리한 구조이며, 소비 전력 또한 진동 모터에 비해 적은 것으로 알려져 있다.