ETRI, LED로 디스플레이서 촉감 느끼게 한다

LED 기반 필름형 햅틱 기술로 부분 진동 구현 성공
자동차, 시각장애인용 정보전달기기, 터치스크린 등 활용도 높아

[대전=뉴시스] LED 기반 필름형 햅틱 디스플레이의 구성과 동작원리. *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 발광다이오드(LED) 광신호를 이용해 위치에 따라 다른 촉감을 낼 수 있고 광원 가격을 획기적으로 절감할 수 있는 진동 자극기술을 개발했다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 LED로 디스플레이서 다양한 촉감을 느낄 수 있는 햅틱(Haptic) 기술을 개발했다고 3일 밝혔다.

햅틱(Haptic) 기술은 촉각으로 사용자와 교감할 수 있는 인터페이스 기술로 스마트폰이나 태블릿 화면의 진동이 대표 적용사례다. 현재 상용화된 기술은 기기 전체가 모노 스피커와 같이 떨려 화면에 여러 손가락을 다른 위치에 대더라도 모두 같은 진동이 느껴진다.

이로 기기 전체에 동일한 진동효과가 나타나 부분별로 세밀한 촉감을 구현할 수 없다.

최근 레이저를 이용해 순간적 온도변화에 따른 충격파로 진동을 만들어내는 기술이 개발됐지만 사용되는 레이저 가격이 수천만 원에 이르고 소형화가 어려워 상용화되지 못하고 있다.

이번에 ETRI는 소형 LED 빛에너지를 진동으로 변환, 디스플레이 구역별로 다른 촉감을 구현해 사용자와 교감할 수 있는 햅틱 기술을 개발했다.

핵심기술은 낮은 출력의 광신호를 진동으로 변환하는 기술이다. 소형 LED는 레이저 광원 대비 가격 수준이 1만분의 1에 불과해 여러 소형 LED를 사용, 독립적으로 진동을 만들어내는 디스플레이를 매우 저렴하게 제작할 수 있다.

연구진은 "광신호를 진동으로 변화하는 기술은 빛에너지를 흡수해 열에너지로 전환하는 원리를 이용했다"며 "광-열 변환층이 코팅된 특수필름에 빛을 쬐면 가열·냉각과 함께 소재의 열팽창율에 따라 필름이 변형·회복되면서 진동을 만드는 방식"이라고 설명했다.

연구진은 이 기술을 활용해 1㎠ 단위로 9개의 구역을 가진 3x3 형태의 LED 배열을 만들어 각각의 구역에서 넓은 주파수 대역의 정밀한 진동 표현이 가능함도 증명했다.

연구진은 개발된 기술을 시청각장애인용 정보 전달 기기에 접목해 점자를 보완하는 대안기술로 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

또 자동차 전장, 터치스크린 기기, 전자기기 디스플레이, 스마트폰 등 다양한 분야에서 상용화 노력을 진행할 예정이다.

이번 연구결과는 미국 화학회(ACS)서 발행하는 'Applied Materials and Interfaces'에 지난달 10일 표지논문으로 실렸다.(논문명:A light-driven vibrotactile actuator with a polymer bimorph film for localized haptic rendering)

ETRI 신형철 휴먼증강연구실장은 "많은 정보를 촉감으로 전달할 수 있는 원천기술로 실용화 연구를 통해 시각장애인 등 정보 취약계층 지원에도 널리 쓰일 전망이다"며 "빛에너지의 진동 변환효율을 높여 사람이 느끼기에 충분한 세기의 진동을 만들면서도 전력소모를 줄이는 후속 연구를 진행할 것"이라고 말했다.

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