터치스크린 기능별로 서로 다른 '촉감' 구현

ETRI, LED 광신호로 진동 자극

ETRI가 개발한 LED 필름형 햅틱 기술을 플렉서블 디스플레이에 적용시킨 컨셉 디자인. [ETRI 제공]

국내 연구진이 터치스크린 기능별로 서로 다른 다양한 진동 자극을 만드는 기술을 개발했다. 위치에 따라 다른 촉감을 낼 수 있고 광원(光源) 가격을 획기적으로 절감하며 크기도 줄일 수 있어 향후 자동차, 전자기기 등 다양한 분야에 접목할 수 있을 전망이다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 LED 광신호를 이용해 다양한 진동을 구현하는 기술을 개발했다고 3일 밝혔다. 햅틱(Haptic) 기술은 촉각으로 사용자와 교감할 수 있는 인터페이스 기술이다.

터치스크린 기기와 원격 작업의 확산에 따라 스마트폰 진동뿐 아니라 가전, 의료기기, 게임 등 적용 분야가 많아지면서 정밀성과 안전성을 갖춘 기술 수요가 높아지는 추세다.

대표적인 햅틱기술의 적용사례로 스마트폰이나 태블릿 화면의 진동이 있는데 현재 상용화된 기술은 기기 전체가 모노 스피커와 같이 떨린다.

연구진은 낮은 출력의 광신호를 진동으로 변환하는 기술을 개발했다. 고가의 레이저 광원 대신 가격 수준이 1/10000에 불과한 소형 LED를 여러 개 사용, 각각 독립적으로 진동을 만들어내는 디스플레이를 제작할 수 있다. 이 기술은 빛에너지를 흡수해 열에너지로 전환하는 원리를 이용한다.

광-열 변환층이 코팅된 특수 필름에 빛을 쬐면 가열·냉각과 함께 소재의 열팽창율에 따라 필름이 변형·회복되면서 진동을 만드는 방식이다.

연구진은 이 기술을 활용해 1㎠ 단위로 9개의 구역을 가진 3 x 3 형태의 LED 배열을 만들어 각각의 구역에서 넓은 주파수 대역의 정밀한 진동 표현이 가능함을 기술적으로 증명해냈다. 향후 대면적화도 쉽게 가능하다는 설명이다.

특히 이 기술을 활용하면 터치스크린의 네비게이션의 다이얼을 돌리는 촉감, 버튼을 누르는 촉감, 미는 촉감(슬라이드) 등을 동시에 만들어낼 수 있다. 필름층에 전기적 구조가 포함되지 않아 내구성이 우수하며 얇은 두께를 지닌 플렉시블 디스플레이에 적용하기에도 쉽다.

연구진은 이 기술을 시청각장애인용 정보 전달 기기에 접목해 점자를 보완하는 대안 기술로 활용할 수 있기를 기대하고 있다. 이외에도 자동차 전장, 터치스크린 기기, 전자기기 디스플레이, 스마트폰 등 다양한 분야에서 상용화 노력을 진행할 예정이다.

신형철 ETRI 휴먼증강연구실장은 “많은 정보를 촉감으로 전달할 수 있는 원천 기술로 실용화 연구를 통해 시각장애인 등 정보 취약계층 지원에도 널리 쓰일 전망”이라고 말했다.

이번 연구결과는 미국 화학회(ACS) 주요 학술지 표지 논문으로 게재되며 기술력을 널리 인정받았다.

구본혁 기자

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