햅틱기술(HAPTIC)과 Actuator 방식(ERM, LRA, PIEZO)

 햅틱이란 무엇일까?

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  햅틱 기술(HAPTIC) – 햅틱이란 쉽게 설명하여 유저가 사용하는 제품에 움직임을 주어 촉각과 소리를 느끼게 해주는 기술입니다. 진동과 회전 운동을 시켜 터치의 감각을 몸으로 느끼게 하고 생동감을 더해줍니다.
 요즘엔 핸드폰, 태블릿, 키오스크, 모니터 뿐만아니라 게임기, 각종 전자제품의 손잡이 등에 햅틱이 적용되며 시장이 급격하게 커지고 있습니다.
 햅틱으로 사람들이 손으로 생동감을 느낄 수 있는 감각을 전달하기 위하여 새로운 기술적인 연구가 진행되고 있습니다.
햅틱의 구동은 진동과 움직임을 만들어내는 액츄에이터(ACTUATOR)가 필요합니다. 액츄에이터의 방식을 통해 어떻게 진동을 만들어내는지 알아보도록 하겠습니다.

햅틱을 동작하는 ACTUATOR 비교

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 액츄에이터의 동작 방식에는 크게 네가지 방법이 있습니다.

HAPTIC ACTUATOR 방식

1. ERM(Eccentric Rotating Mass) – 회전하는 모터라고 생각하시면 됩니다. 하지만 모터의 회전자 무게 중심을 비대칭으로 만들어서 불균형 회전을 일으켜 진동을 발생시키는 원리입니다. 예로 선풍기가 회전할 때, 선풍기의 날개가 부러지게 되면 선풍기가 심하게 흔들리게 되는 현상과 같은 이치입니다.

2. LRA (Linear Resonance Actuator) – 선형 전형파로 공진주파수에서 진동을 발생시킵니다. 스프링에 추를 매달아 움직여 진동을 만들어 냅니다. 스프링에 자성체가 매달려 있어서 전류가 차단되면 다시 제자리로 돌아갑니다. 

3. Piezo haptic actuator – Piezo(피에조 세라믹의 압전체에 압력을 가하면 전기가 생성되는 압전효과 발생)의 특성을 이용하여 전기장에 의해 순간적으로 압전소자가 움직여 진동을 발생시킵니다.

HAPTIC ACTUATOR COMPARISONS 성능 비교

  각 방식에 대해 비교를 하면 전체적인 성능면에서는 피에조 방식이 가장 우수합니다. Acceleration은 가속도를 의미하는데, ERM방식은 1g 이하, LRA방식은 2g 이하, Piezo방식은 5g 이하의 가속도를 사용합니다. 여기서 1g란 중력가속도로 9.8m/s^2를 말합니다. 소음은 ERM이 제일 큰데, 소음이 작을수록 작고 정교한 전자기기에 사용하기에 좋습니다. 소음이 크면 약간 싸구려 제품 같은 느낌이 납니다. 예전에 한 10년 전쯤에 사용하던 핸드폰에는 ERM모터가 들어 있어서 소리도 크고 미세한 진동을 느끼기 어려웠습니다. 응답속도와 소비전력면에서도 피에조 방식이 가장 우수합니다. 터치를 했을 때 바로 햅틱이 터치와 동시에 동작하지 않으면 렉에 걸린듯한 느낌이 나고 생동감이 떨어지게 됩니다. 피에조 방식이 가장 좋은 성능을 내는 만큼 가격이 비쌉니다.