KR100630546B1 - 진동기 및 진동기를 제어하는 방법 - Google Patents
진동기 및 진동기를 제어하는 방법 Download PDFInfo
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Abstract
진동기를 제어하는 방법에서, 진동기는 먼저 제 1 간격 동안 제 1 주파수로 구동되고, 이어서, 제 2 간격 동안 제 2 주파수로 구동된다. 바람직한 실시예에서, 제 1 주파수는 진동기의 가장 낮은 공명 주파수보다 더 높고, 이어서, 진동기는 공명 주파수보다 더 낮은 주파수로 주파수를 감소하게 한다. 주파수를 진동 장치에서 맥동 방법으로 변화하게 함으로써, 진동은 사람에 의해 더욱 쉽게 감지될 수 있고, 그것에 의해, 진동을 감지하는 것을 가능하게 만들면서, 작은 중량을 사용할 수 있게 만드는 진동 장치에서 매우 작은 매스를 사용하는 것을 가능하게 만든다.
진동기, 진동 장치, 모터, 제 1 주파수, 제 2 주파수, 제 1 간격, 제 2 간격, 공명 주파수.
Description
본 발명은 진동 신호를 발생시키는 방법 및 장치에 관한 것이다.
현재의 이동 전화 및 페이저에서는, 묵음(silent) 경고 신호가 종종 바람직하다. 예를 들어, 극장 또는 레스토랑에서, 호출(ring) 신호는 다른 사람을 방해할 수 있다.
따라서, 어떤 이동 전화 또는 페이저에는 광 신호 또는 진동 신호와 같은 묵음 경고 신호를 발생시키는 묵음 경고 신호 발생기가 설치된다. 묵음 경고 신호가 진동 신호로서 발생되는 경우에, 진동기가 제공되어야 한다.
진동기는 일반적으로 소형 전기 모터 및 편심 장착 여기 매스(eccentric loaded excitation mass)로 이루어진다. 이러한 진동기의 진동 레벨은 모터의 속도에 비례하지 않는다. 그 대신, 진동기가 전화 또는 페이저내에 위치되기 때문에, 거기에 현수(suspended)되고, 따라서 공명 주파수를 갖는 매스 스프링 시스템(mass-spring-system)을 형성한다. 따라서, 최대 진동 레벨은 모터 속도가 공명 주파수와 일치할 때 얻어진다.
그러나, 공명 시스템에서 공지된 파라미터가 페이저 또는 전화의 매스이기 때문에, 이러한 주파수로 모터를 구동시켜서, 그에 따라 최대 진동 레벨을 얻기 위해 공명 주파수를 찾아야 하는 문제점이 있다. 이것은 이동 전화 또는 페이저가 많은 공지되지 않은 파라미터를 갖는 결합 장치 환경(combined device-environment) 공명 시스템을 형성하는 포켓(pocket) 등과 같은 것에 위치될 때 특히 그러하다.
모터를 적당한 속도로 구동시키기 위해, 제어 회로가 사용될 수 있다. 센서가 최대 공명 레벨에 대응하는 주파수를 찾기 위해 사용된다. 이어서, 제어 시스템이 공명 주파수에 대응하는 속도로 모터를 구동시키기 위해 설정된다. 이러한 제어 시스템을 사용하는데 있어 장점은 시스템이 공명 주파수에서의 변화를 보상할 수 있다는 것이다. 그러나, 제어 시스템의 사용은 진동 장치를 더욱 고가로 만든다.
높은 진동 레벨을 얻는 문제점에 대한 또 다른 더욱 간단한 해결 방법은 반경(radius)을 증가시켜서, 여기 럼프(excitation lump)의 매스룰 증가시키는 것이다. 그러나, 더 큰 매스의 사용은 적은 중량에 대한 요구가 존재하는 현재의 이동 전화 및 페이저에서는 바람직하지 않다.
또한, 미국 특허 5,436,622호에, 진동 신호 장치가 개시되어 있다. 미국 5,436,622호에 따르는 목적은 장치에 대한 진동 주파수 및 특히 최적의 진동 주파수를 얻는 피드 백 회로를 사용하는 것이다. 최적의 주파수를 찾기 위해, 다수의 주파수에 대응하는 신호가 장치에 공급된다. 또한, 장치는 촉감으로 구별하는 것을 가능하게 하기 위해 진동 신호에 의해 발생되는 주파수를 변화시킬 수 있다. 장치는 매우 적은 중량으로 쉽게 만들 수는 없지만, 동시에 이동 전화 및 페이저와 같은 많은 응용물에 충분히 강한 진동 신호를 제공할 수 있다.
본 발명의 목적은 상기 개요된 문제점을 극복하고, 감지하는 것이 쉬운 진동 신호를 제공할 수 있고, 동시에 진동 장치를 매우 작고 적은 중량으로 유지하는 것을 가능하게 만드는 개선된 진동 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 진동기를 제어하는 방법 및 이 방법에 따라 동작시키기 위해 배치된 장치를 진동시킴으로써 얻어지고, 여기에서, 진동기는 먼저 제 1 간격 동안 제 1 주파수로 구동되고, 이어서 제 2 간격 동안 더 낮은 제 2 주파수로 구동되고, 여기에서, 제 1 주파수는 진동 장치의 공명 주파수보다 더 높고, 제 2 주파수는 장치의 공명 주파수보다 더 낮다.
바람직한 실시예에서, 제 1 주파수는 이동 전화 또는 페이저와 같은 장치에 현수되는 진동기 및 이동 전화 또는 페이저가 위치되는 포켓 또는 벨트 홀더 등과 같은 환경에 의해 형성되는 결합 진동 시스템의 가장 낮은 공명 주파수보다 더 높다.
이어서, 진동기는 주파수를 결합 시스템의 공명 주파수보다 더 낮은 주파수로 감소시킬 수 있다. 특히, 제 2 주파수는 예를 들어 범위 25% - 75%의 제 1 주파수보다 상당히 더 낮거나, 예를 들어, 제 1 주파수의 10%보다 작게 더욱 낮다.
진동 장치에서 맥동(pulsating) 방법으로 주파수를 변화시킴으로써, 사람에 의해 진동이 더욱 쉽게 감지될 수 있고, 그것에 의해 진동을 감지하는 것을 가능하게 만들면서, 작은 중량을 사용하여 만들어 질 수 있는 진동 장치에서 매우 작은 매스를 사용하는 것을 가능하게 만든다는 것을 알 수 있다.
어떤 응용에서, 진동기의 모터에 인가된 맥동 전력 신호가 결합 진동기 환경 시스템 또는 진동기의 공명 주파수보다 상당히 낮은 최대 주파수에 대응하는 속도로 모터를 구동시키게 하는 것이 유리할 수 있다.
또한, 진동기를 제어하는 방법은 특정 유형의 진동기에 제한되지 않고, 진동을 더 쉽게 감지하도록 임의의 기존의 진동기를 제어하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명은 첨부한 도면을 참조하여 제한하지 않는 예의 방법으로 더욱 상세히 설명된다.
도 1은 진동 장치의 일반도.
도 2는 진동기를 제어할 때 실행되는 단계를 도시하는 순서도.
도 3a - 3b는 파형을 도시하는 도면.
도 1은 통상의 유형의 진동 장치(101)의 일반도이다. 장치(101)는 하우징(103), 회전 편심 매스(105) 및 전기 모터(107)를 포함한다. 모터가 편심 매스를 구동시킬 때, 장치는 진동을 시작한다. 이어서, 이러한 진동은 사람에 의해 감지될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 장치와 같은 진동 장치를 구동시킬 때, 실행되는 단계의 순서도이다. 따라서, 먼저 단계 201에서, 진동 장치의 편심 매스가 진동 장치의 모터에 전력을 인가함으로써 공명 주파수 이상의 높은 주파수에 대응하는 제 1 속도로 구동된다.
그 결과, 주파수는 바람직하게는 진동 장치의 모터를 프리휠(freewheel)하게, 즉, 모터에서 전력을 절단함으로써, 강하하게 된다. 특히, 주파수는 결합 진동 시스템의 공명 주파수보다 더 낮은 주파수로 강하하게 되고, 여기에서, 결합 진동 시스템은 이동 전화 또는 페이저와 같은 장치에 현수된 진동기 및 포켓 또는 벨트 홀더 등과 같은 이동 전화 또는 페이저가 위치되는 환경에 의해 형성된다.
특히, 제 2 주파수는 예를 들어 범위 25% - 75%의 제 1 주파수보다 상당히 낮거나, 예를 들어, 제 1 주파수의 10% 보다 작게 더욱 낮다. 이어서, 단계 205에서, 처리는 모터가 제 1 속도로 다시 구동되는 단계 201로 복귀한다.
맥동 시퀀스가 진동 신호가 제공되는 동안은 반복된다. 예를 들어, 진동 신호가 이동 전화에 경고 신호로서 제공될 때, 예를 들어, 이동 전화의 사용자가 경고 신호가 트리거(triggered)되는 전화 호출에 응답하기 때문에, 맥동 시퀀스는 경고 신호가 정지될 때까지 유지된다.
도 3a - 3c에서, 모터에 인가될 수 있는 상이한 파형이 도시되어 있다. 따라서, 도 3a에서, 모터는 펄스 트레인(pulse train)에 의해 구동된다. 이어서, 정전압이 제 1 간격(I1) 동안 모터에 인가된다. 이어서, 모터는 전압이 모터의 단자로부터 절단될 때, 제 2 간격(I2) 동안 프리휠하게 된다.
도 3b에서, 어떤 응용에서 유용할 수 있는 또 다른 파형이 도시되어 있다. 도 3b에서, 도 3a의 파형은 펄스 폭 변조(PWM)되어, 제 1 간격(I1) 동안 모터의 속도를 제어하는 것을 가능하게 만든다.
도 3c에서, 또 다른 파형이 도시되어 있다. 도 3c에서, 모터에 대한 구동 신 호가 도 3b에서와 같이, 펄스 폭 변조된다. 그러나, 제 2 간격 동안의 전압은 0이 아니다. 그 대신, 모터에 공급되는 전력은 제 1 간격 동안 모터에 공급되는 전력과 비교하여 감소된다. 이것은 모터 단자에 인가되는 전압의 변조를 제어함으로써 얻어진다.
예를 들어, 도 3c에 도시된 신호는 하나의 응용에 사용하는데 유리할 수 있고, 여기에서, 전력 소비를 감소시키기 위해, 모터는 제 1 간격 동안 공명 주파수 보다 더 낮은 주파수에 대응하는 속도로 구동되어서, 모터는 제 2 간격 동안 공명 주파수를 넘어서 프리휠하지 않을 것이다.
이러한 응용에서, 가장 높은 모터 속도 및 가장 낮은 모터 속도 사이의 진동을 크게 하는 것이 특히 유용할 수 있다. 따라서, 진동 장치의 주파수에서의 진동은 이러한 큰 진동이 감지하는데 더 쉬울 수 있기 때문에 유용할 수 있는 넓은 범위내에서 변화할 것이다.
간격(I1 및 I2)은 각각의 특정 응용에 대해 사전 설정될 수 있거나 제어 가능할 수 있다. 간격(I1 및 I2)이 사전 설정되는 경우에, 간격 I1은 모터가 원하는 주파수로 편심 매스를 가속(accelerate)시키도록 충분히 길어야 하고, 간격 I2는 모터가 원하는 주파수로 편심 매스를 감속(retard)시키도록 충분히 길어야 한다.
진동기가 제어되어서, 먼저 편심 매스가 진동기의 공명 주파수보다 더 높은 주파수로 가속되고, 이어서, 상기 공명 주파수보다 더 낮은 주파소로 감속되는 경우에, 간격(I1 및 I2)은 적합한 값으로 설정된다. 또한, 펄스 폭 변조된 신호를 제어하는 것이 가능하기에, 적합한 양의 전력이 편심 매스를 구동시키는 모터에 공급된다.
예를 들어, 진동기의 모터가 도 3a에 도시된 바와 같은 신호를 사용하여 구동되고 모터가 자신의 감속 동안 공명 주파수를 넘어 프리휠하는 것이 바람직한 경우에, 시간 간격 I2에 있어 적합한 값은 0.10 - 4초 일 수 있다.
본 명세서에 설명된 바와 같은 방법 및 장치를 사용하고, 진동 장치에서 맥동 방법으로 주파수를 변화시킴으로써, 진동은 사람에 의해 더욱 쉽게 감지될 수 있고, 그것에 의해, 통상의 진동기가 갖는 가능성보다 진동 장치에서 더 작은 매스를 사용하는 것을 가능하게 만든다. 따라서, 본 명세서에 설명된 바와 같은 진동기는 진동을 감지하는 것을 가능하게 만들면서, 작은 중량을 갖도록 만들 수 있다.
진동기를 제어하는 방법이 통상의 진동기에 사용되는 경우에, 통상의 진동기를 감지하는 것은 더 쉬울 것이고, 물론 이것은 장점이다.
최종으로, 진동기를 제어하는 방법은 특정 유형의 진동기에 제한되지 않고, 진동을 감지하는 것을 더 쉽게 만들기 위해 어떤 진동기를 제어하는데 사용될 수 있다.
Claims (38)
- 제 1 간격(I1) 동안 제 1 주파수로 구동되고 나서 제 2 간격(I2) 동안 상기 제 1 주파수보다 상당히 낮은 제 2 주파수로 구동되는 진동기(101)를 제어하는 방법에 있어서,상기 제 1 주파수는 상기 제 1 간격(I1) 동안 결합 진동기 환경의 공명 주파수보다 더 높은 것을 특징으로 하는 진동기를 제어하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 진동기(101)는 상기 제2 간격(I2) 동안 상기 결합 진동기 환경 시스템의 상기 공명 주파수보다 낮은 제2 주파수로 구동되는 것을 특징으로 하는 진동기를 제어하는 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 제 1 간격(I1) 및 제 2 간격(I2)의 시퀀스는 반복되는 것을 특징으로 하는 진동기를 제어하는 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 진동기(101)는 상기 제 2 간격(I2) 동안 상기 제 2 주파수로 프리휠(freewheels)하는 것을 특징으로 하는 진동기를 제어하는 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 진동기(101)는 소정의 전압 및 지속 기간을 갖는 전압 펄스 트레인을 사용하여 구동되는 것을 특징으로 하는 진동기를 제어하는 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 제 1(I1) 및/또는 제 2 (I2)간격은 사전 설정되는 것을 특징으로 하는 진동기를 제어하는 방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 제 2 간격(I2)은 0.10 - 4초 범위의 지속 기간을 갖는 것을 특징으로 하는 진동기를 제어하는 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 진동기(101)는 펄스 폭 변조된 신호를 사용하여 구동되는 것을 특징으로 하는 진동기를 제어하는 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 제 1(I1) 및 제 2(I2) 간격의 순서는 교환되는 것을 특징으로 하는 진동기를 제어하는 방법.
- 진동기(101)에 있어서,상기 진동기(101)를 먼저 제 1 간격(I1) 동안 제1 주파수로 구동시키는 수단(107)으로서, 상기 제1 주파수는 결합 진동기 환경 시스템의 공명 주파수보다 더 높은, 구동 수단, 및상기 진동기(101)를 제 2 간격(I2) 동안 상기 제 1 주파수보다 상당히 낮은 제 2 주파수로 구동시키는 수단(107)을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동기.
- 제 10 항에 있어서,상기 진동기(101)는 상기 제2 간격(I2) 동안 상기 결합 진동기 한경 시스템의 공명 주파수보다 낮은 제2 주파수로 구동되도록 배열되는 진동기.
- 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 간격을 교호하는 시퀀스를 발생시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동기.
- 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,상기 진동기(101)는 상기 제 2 간격 동안 상기 제 2 주파수로 프리휠하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 진동기.
- 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,상기 진동기(101)는 소정의 전압 및 지속 기간을 갖는 전압 펄스 트레인을 사용하여 구동되는 것을 특징으로 하는 진동기.
- 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,상기 제 1(I1) 및/또는 제 2 간격(121)은 사전 설정되는 것을 특징으로 하는 진동기.
- 제 15 항에 있어서,상기 제 2 간격(I2)은 0.10 - 4초 범위의 지속 기간을 갖는 것을 특징으로 하는 진동기.
- 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,상기 진동기(101)는 펄스 폭 변조된 신호를 사용하여 구동되는 것을 특징으로 하는 진동기.
- 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,상기 제 1(I1) 및 제 2(I2) 간격의 순서는 교환되는 것을 특징으로 하는 진동기.
- 제 3 항에 있어서,상기 진동기(101)는 상기 제 2 간격(I2) 동안 상기 제 2 주파수로 프리휠(freewheels)하는 것을 특징으로 하는 진동기를 제어하는 방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 진동기(101)는 소정의 전압 및 지속 기간을 갖는 전압 펄스 트레인을 사용하여 구동되는 것을 특징으로 하는 진동기를 제어하는 방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 제 1(I1) 및/또는 제 2 (I2)간격은 사전 설정되는 것을 특징으로 하는 진동기를 제어하는 방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 제 1(I1) 및/또는 제 2 (I2)간격은 사전 설정되는 것을 특징으로 하는 진동기를 제어하는 방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 진동기(101)는 펄스 폭 변조된 신호를 사용하여 구동되는 것을 특징으로 하는 진동기를 제어하는 방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 진동기(101)는 펄스 폭 변조된 신호를 사용하여 구동되는 것을 특징으로 하는 진동기를 제어하는 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 진동기(101)는 펄스 폭 변조된 신호를 사용하여 구동되는 것을 특징으로 하는 진동기를 제어하는 방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 제 1(I1) 및 제 2(I2) 간격의 순서는 교환되는 것을 특징으로 하는 진동기를 제어하는 방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 제 1(I1) 및 제 2(I2) 간격의 순서는 교환되는 것을 특징으로 하는 진동기를 제어하는 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 제 1(I1) 및 제 2(I2) 간격의 순서는 교환되는 것을 특징으로 하는 진동기를 제어하는 방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 진동기(101)는 상기 제 2 간격 동안 상기 제 2 주파수로 프리휠하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 진동기.
- 제 12 항에 있어서,상기 진동기(101)는 소정의 전압 및 지속 기간을 갖는 전압 펄스 트레인을 사용하여 구동되는 것을 특징으로 하는 진동기.
- 제 12 항에 있어서,상기 제 1(I1) 및/또는 제 2 간격(121)은 사전 설정되는 것을 특징으로 하는 진동기.
- 제 14 항에 있어서,상기 제 1(I1) 및/또는 제 2 간격(121)은 사전 설정되는 것을 특징으로 하는 진동기.
- 제 12 항에 있어서,상기 진동기(101)는 펄스 폭 변조된 신호를 사용하여 구동되는 것을 특징으로 하는 진동기.
- 제 14 항에 있어서,상기 진동기(101)는 펄스 폭 변조된 신호를 사용하여 구동되는 것을 특징으로 하는 진동기.
- 제 16 항에 있어서,상기 진동기(101)는 펄스 폭 변조된 신호를 사용하여 구동되는 것을 특징으로 하는 진동기.
- 제 12 항에 있어서,상기 제 1(I1) 및 제 2(I2) 간격의 순서는 교환되는 것을 특징으로 하는 진동기.
- 제 14 항에 있어서,상기 제 1(I1) 및 제 2(I2) 간격의 순서는 교환되는 것을 특징으로 하는 진동기.
- 제 16 항에 있어서,상기 제 1(I1) 및 제 2(I2) 간격의 순서는 교환되는 것을 특징으로 하는 진동기.
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