In order to reduce the bezel of mobile devices, researches are being actively conducted to generate tactile and auditory outputs by attaching an exciter to a display. The display excitation technology is capable of generating local vibrations, providing a high sense of immersion to the user through tactile rendering and sound spatiality. Previous studies have been conducted to traditional voice coil actuators and piezoelectric actuators. These have good output power, but difficult to apply to mobile devices as they are thick and heavy. Therefore, in this study, an electrostatic panel that can have the advantage of thin and light is to be dealt with. In this study, a predictable model of a conventional electrostatic panel composed of a single electrode was constructed in the frequency domain through mathematical modeling and FEM simulation. Moreover, the FEM simulation of multiple electrodes electrostatic panel was performed. Based on this, an optimization methodology for generating local vibration was suggested, and finally, a 174mm x 250mm tablet size actuator was fabricated to verify the method.
모바일 기기의 베젤을 줄이기 위해 가진기를 디스플레이에 부착하여 촉각 및 청각 출력을 생성하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 디스플레이 가진 기술은 국소 진동을 생성하는 것이 가능하여 촉각 렌더링과 음향의 공간감 형성으로 사용자에게 높은 몰입감을 제공해 줄 수 있다. 기존의 이러한 연구는 전통적인 보이스 코일 구동기나 압전소자 구동기에만 국한되어 있었다. 이들은 출력 힘이 좋으나 얇고 가볍게 만들기 어려워 모바일 기기에 적용하기에 어려운 점이 많다. 따라서 본 연구에서는 구동기로써 얇고 가볍게 만들 수 있는 정전기력 구동 패널을 다루고자 한다. 본 연구에서는 기존의 단일 전극으로 이루어져 있는 정전기력 구동 패널에 대한 수학적 모델링과 FEM 시뮬레이션을 통해 주파수 영역에서 예측 가능한 모델을 구축하였으며 단일 전극을 다중 전극으로 확장한 시뮬레이션을 수행하였다. 이를 바탕으로 국소 진동을 형성하기 위한 최적화 방법론을 제시하였으며 최종적으로 174mm x 250mm의 태블릿 사이즈 구동기를 제작하여 최적화 방법론을 검증하였다.
