KR100872117B1 - 모터의 노이즈를 감소시키는 회전 제어 장치. - Google Patents

모터의 노이즈를 감소시키는 회전 제어 장치. Download PDF

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Abstract

모터의 노이즈를 감소시키는 회전 제어 장치가 개시된다. 회전 제어 장치는 소정 기기에 소정 방향으로의 회전을 위한 회전력을 제공하는 구동 모터부; 소정 기기가 소정 방향으로 회전할 때의 회전량에 상응하여 감지 신호를 출력하는 회전 감지 소자; 및 감지 신호를 이용하여 소정 기기의 회전량을 연산하는 제어부를 포함하되, 구동 모터부의 하우징은 제어부의 그라운드(ground)에 전기적으로 연결되는 도전성 돌기를 포함한다. 노이즈를 제거하기 위한 별도의 필터 등이 필요 없으므로 경제성이 뛰어나다는 장점이 있다.
모터, 노이즈, 자석, 홀 센서

Description

모터의 노이즈를 감소시키는 회전 제어 장치.{Rotation Control device reducing motor noise}
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 제어 장치의 구조를 나타낸 도면.
도 2는 스탠드형(stand type) 디스플레이 장치에 본 발명의 회전 제어 장치를 적용한 경우의 일 예.
도 3은 벽걸이형(wall mount type) 디스플레이 장치에 본 발명의 회전 제어 장치를 적용한 경우의 일 예.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 제어 장치의 블록 구성도를 개략적으로 나타낸 도면.
도 5은 본 발명의 회전 제어 장치에서의 구동 회로부 구현을 위한 회로도의 일 예를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 제어 장치에서의 회전 제어 방법을 나타낸 순서도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 제어 장치에 이용되는 회전 감지 소자에서 디스플레이 장치의 회전량에 상응하는 감지 신호의 출력 원리를 설명하기 위한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 회전 제어 장치
130 : 제어부
140 : 회전 감지 소자
145 : 증폭회로
102 : 구동 모터부
본 발명은 회전 제어 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터의 노이즈를 감소시킨 회전 제어 장치에 관한 것이다.
모터의 종류에는 브러쉬 타입, BLDC(BrushLess DC)모터, PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor), Synchronous Motor(동기전동기), Induction Motor(유도 전동기)등이 있으나, 경제적인 면에서 브러쉬 타입의 모터가 많이 사용된다.
또한, 브러쉬 타입의 모터는 토오크가 전류에 비례하므로, 단순히 전류제어만으로 모터를 직접 제어할 수 있어. 모터의 제어가 용이하다는 장점이 있다.
그러나, 브러쉬 타입의 모터는 브러쉬를 사용함으로 인하여 전자파 및 교류 자기장 등의 상당한 노이즈(noise)를 발생시킨다는 문제점이 있다. 따라서, 브러쉬 타입의 모터가 별도의 자기장(자속) 변화에 따른 입력신호를 받고 처리하는 센서부(예를 들어, 홀 센서(hole sensor))와 연동되어 사용되는 경우 노이즈 처리가 문제된다.
따라서, 종래의 브러쉬 타입의 모터를 포함하는 회전 제어 장치에 있어서 상술한 노이즈를 제거하기 위하여 필터 등의 소자를 사용한다.
그러나, 이 방법은 별도의 소자를 더 사용하게 됨으로써 고비용이 든다는 문제점이 있다.
또한, 이 방법은 별도의 소자를 고려하게 됨으로써 연성 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit board)의 패턴 처리 문제 등이 발생하여 고비용이 든다는 문제점이 있다.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 별도의 필터 등의 소자가 없이 노이즈를 감소시킨 모터를 포함하는 회전 제어 장치를 제안하는 것이다.
또한, 노이즈를 제거하기 위한 별도의 필터 등이 필요 없으므로 경제성이 뛰어난 회전 제어 장치를 제안하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면 소정 기기의 회전을 제어하기 위한 회전 제어 장치에 있어서, 상기 소정 기기에 소정 방향으로의 회전을 위한 회전력을 제공하는 구동 모터부; 상기 소정 기기가 상기 소정 방향으로 회전할 때의 회전량에 상응하여 감지 신호를 출력하는 회전 감지 소자; 및 상기 감지 신호를 이용하여 상기 소정 기기의 상기 회전량을 연산하는 제어부를 포함하되, 상기 구동 모터부의 하우징은 상기 제어부의 그라운드(ground)에 전기적으로 연결되는 도전성 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 제어 장치가 제공된다.
상기 회전 감지 소자는 홀 센서(hall sensor)이고, 상기 구동 모터부는 모터 회전축과 결합되는 자석(magnet)을 더 포함하되, 상기 감지 신호는 상기 자석의 회전에 따른 자속 변화로부터 유도된 유도 전압일 수 있다.
상기 회전 감지 소자는 상기 자석과 대향되는 위치에 인접하여 배치될 수 있다.
상기 회전 감지 소자는 자이로 센서(Gyro Sensor)이고, 상기 감지 신호는 상기 자이로 센서로부터 출력되는 위치 신호일 수 있다.
상기 회전 감지 소자는 포텐셔미터(Potentio lmeter)이고, 상기 구동 모터부는 모터 회전축과 결합되는 미리 지정된 저항을 더 포함하되, 상기 감지 신호는 상기 포텐셔미터로부터 출력되는 가변 저항값에 상응하는 것일 수 있다.
상기 도전성 돌기와 상기 제어부의 그라운드는 납땜을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 소정 기기의 회전을 제어하기 위한 회전 제어 장치에 있어서, 구동 신호에 따라 상기 소정 기기의 소정 방향으로의 회전을 위한 회전력을 제공하는 모터; 내부에 상기 모터가 안착되고, 외부에 도전성 돌기가 형성되어 있는 모터 하우징; 상기 모터 하우징의 외부에 장착되고, 상기 소정 기기의 회전량에 상응하는 감지 신호를 출력하는 회전 감지 소자; 및 상기 모터 및 상기 모터 하우징 중 하나 이상에 결합되고, 외부로부터의 입력 신호에 따라 상기 모터에 상기 구동 신호를 제공하고 상기 회전 감지 소자로부터의 감지 신호를 입력받는 회로가 형성되어 있으며, 그라운드에 상기 도전성 돌기가 전기적으로 연결되는 제어 인쇄 회로 기판을 포함하는 회전 제어 장치가 제공된다.
상기 제어 인쇄 회로 기판의 일면은 상기 모터 및 모터 하우징 중 하나 이상과 결합하고, 상기 제어 인쇄 회로 기판의 타면에는 회로 패턴이 형성되되, 상기 제어 인쇄 회로 기판은 관통홀이 형성되어 있고, 상기 도전성 돌기가 상기 관통홀에 삽입되어 상기 회로 패턴의 그라운드에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제어 인쇄 회로 기판과 상기 회전 감지 소자는 연성 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit board)에 의해 연결될 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것 으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면 번호에 상관없이 동일한 수단에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하기로 한다.
이하, 본 발명의 이해와 설명의 편의를 도모하기 위하여, 디스플레이 장치의 회전을 제어하는 회전 제어 장치를 예를 들어서 설명한다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 브러쉬 타입의 모터가 사용될 수 있는 환경에 모두 적용될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
또한, 본 명세서에서는 노이즈가 상당한 경우를 상정하기 위하여 브러쉬 타입의 모터를 예로 들어서 설명하나, 본 발명이 이에 한정되지 아니하며, 여러 타입의 모터에도 모두 적용될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
이하에서는, 모터에서 발생하는 노이즈의 영향 및 본 발명의 일 실시예에 따라 노이즈를 감소시키는 회전 제어 장치를 설명하기에 앞서, 소정 기기의 회전량을 감지하는 장치에 대해서 먼저 살펴본다. 또한, 소정 기기의 회전량을 감지하는 장치에 대하여 모터에서 발생한 노이즈의 영향을 살펴 본다.
여기서, 소정 기기의 회전량을 감지하는 장치는 본 명세서에서 언급하는 종류에 한정 되지 아니하며, 다양한 회전량 감지 장치가 적용될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
또한, 이하의 회전량 감지 장치는 당업자에게 공지된 기술이므로, 본 발명의 요지를 명확하게 하기 위하여 간단히 설명하도록 한다.
TV 등을 포함하는 디스플레이 장치 등의 소정 기기의 회전량(즉, 변위 각도나 위치)를 감지하는 장치로는 포텐셔미터(PotentioMeter), 홀 센서와 자석(Hall Element & Magnet) 그리고 자이로 시스템(Gyro System) 등이 있을 수 있다.
포텐셔미터는 전위차계(電位差計)라고도 하며, 직류전압을 정확하게 측정하는 장치이다. 정확하게 값이 알려진 저항과 짝지우면 직류전류를 정확하게 측정할 수 있다. 따라서, 회전량 감지 장치에 포텐셔미터를 이용하면, 회전축에 기어를 물려 포텐셔미터의 저항값을 조정하면서 전압값을 측정하고, 측정된 전압값에 의해 회전량을 제어부에서 연산할 수 있다.
그러나 포텐셔미터를 이용한 회전량 감지 장치는 주변 전압 노이즈(Noise)에 취약하여 정확한 회전량을 감지하기 위한 정보를 감지(Sensing)하기 어렵다. 따라서, 회전 제어 장치에서 모터의 회전량을 감지하기 위하여 포텐셔미터를 사용하는 경우, 모터에서 발생하는 노이즈가 문제된다.
자이로 시스템은 자이로 센서를 이용하는 회전량 감지 장치이다.
자이로센서는 "각속도(1초 동안에 각도가 얼마나 커지거나 작아지는가)"를 검출하는 센서이다. 운동하고 있는 물체가 회전하면, 그 속도 방향에 수직으로 "코리오리스"의 힘이 작용한다. 자이로센서는 이러한 물리현상을 이용하여 코리오리스의 힘으로부터 각속도를 검출한다.
일반적으로 자이로 센서의 출력형태는 아날로그 신호이며, 이 아날로그 신호를 A/D 변환기(A/D Converter)로 디지털 신호로 변환하여 제어부에서 처리하여, 소정 기기의 회전량을 산출할 수 있다.
홀 센서(hole sensor)는 홀 효과를 이용한 자전변환소자 (磁電變換素子)이다. 자석(magnet)과 홀 센서(hole sensor)를 이용한 위치 감지 시스템은 모터의 회전축에 자석을 고정시키고 회전축의 회전 시 자석의 위치변이를 홀 센서의 전압 출력값의 변이로 위치 파악하여 회전이나 위치 변화를 감지하는 원리에 의한다. 그러나, 소정 기기의 회전량을 감지하기 위하여 홀 센서를 사용하는 경우 주변 자기장 노이즈(Noise)에 취약하여 정확한 위치 정보를 감지하기 어렵다. 따라서, 이 경우 모터에서 발생하는 노이즈가 문제된다.
본 명세서에서는 본 발명의 이해와 설명의 편의를 도모하기 위하여 상술한 회전량 감지 장치 중 자석과 홀 센서를 이용하여 소정기기의 회전량을 감지하는 경우에 있어서, 본 발명의 일 실시예에 따라 모터에서 발생한 노이즈를 감소시키는 회전 제어 장치를 설명한다. 왜냐하면, 이 경우 모터에서 발생한 노이즈가 센서부(또는 회로부)에 매우 큰 영향을 미칠 수 있기 때문이다.
그러나, 본 발명이 이에 한정되지 아니하고, 기타 전자파 및 전기장 등의 변화에 따른 입력신호 및 그에 따른 처리를 하는 센서부(또는 회로부)와 연동되어 동작하는 환경에도 적용될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 제어 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
여기서, 본 발명의 회전 제어 장치(100)는 제1 바디(1st body)에 대하여 제2 바디(2nd body)가 회전이 가능하도록 제1 바디와 제2 바디를 결합시키는 일체의 중간 결합 장치를 통칭한다. 따라서, 이하의 모든 도면에서는 제1 바디가 받침부이고, 제2 바디가 디스플레이 장치인 경우를 중심으로 설명하지만, 본 발명의 회전 제어 장치(100)는 이에 한정되지 않으며 이외에도 회전을 필요로 하는 다양한 장치 및 기기에 제한 없이 이용될 수 있음은 물론이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 본 발명의 회전 제어 장치(100)는 디스플레이 장치의 소정 방향으로의 회전을 위한 구동력(즉, 회전력)을 제공하는 구동 모터 부(102)와 구동 모터부(102)의 동작을 제어 및 감지하는 구동 회로부(101)를 포함한다.
여기서, 구동 모터부(102)는 모터(50), 기어 박스(55), 모터 하우징(60), 모터 회전축(65), 힌지핀(70), 힌지(75) 및 자석(magnet)(80)을 포함할 수 있다. 또한, 모터 하우징(60)은 도전성 돌기(99)를 더 포함할 수 있다.
다만, 도 1c의 경우에는 모터 회전축(65)을 보여주기 위하여 모터 하우징(60)은 생략하여 도시하였다.
이때, 기어 박스(55)는 1개 이상의 기어가 결합된 것으로서, 구동 회로부(101)(보다 정확하게는 구동 회로부(101)에 포함된 제어부(130))의 제어를 받아 소정 방향으로 회전하는 모터(50)의 자체 회전 속도를 디스플레이 장치의 실제 회전에 있어 적합한 속도로 조정(감속)하는 역할을 수행한다. 따라서 모터 회전축(65)에서 출력되는 회전 속도는 디스플레이 장치의 실제 회전 속도와 동일할 수 있다.
일반적으로, 모터 하우징(60)은 모터(50) 및 기어 박스(55)를 고정하는 케이스로서, 모터 회전축(65)이 흔들리거나 변화되지 않도록 고정하는 역할을 수행한다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 하우징(60)은 모터의 노이즈를 처리(감소)하기 위하여, 도전성 돌기(99)를 더 포함할 수 있다. 도전성 돌기(99)는 인쇄 회로 기판(103)의 그라운드(ground)에 납땜 등으로 전기적으로 연결될 수 있다(도 1b 참조).
여기서 발명의 이해와 설명의 편의를 도모하기 위하여 도전성 돌기(99)가 인쇄 회로 기판(103)의 그라운드(ground)에 납땜 등으로 연결 될 수 있다고 설명하였으나, 기타 전기적으로 연결하기 위하여 다양한 방법 등이 사용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 이하에서는 발명의 이해와 설명의 편의를 도모하기 위해서, 도전성 돌기(99)가 인쇄 회로 기판(103)의 그라운드에 납땜으로 연결되는 것으로 설명한다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 이해와 설명의 편의를 도모하기 위하여 모터 하우징(60)이 포함하는 도전성 돌기(99)는 회로 기판(103)을 관통하여 인쇄 회로 기판(103)의 뒷면에서 납땜할 수 있는 것으로 도시하였다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따라 인쇄 회로 기판(103)의 일면은 모터(50) 및 모터 하우징(92)과 결합 될 수 있으며, 인쇄 회로 기판(103)의 타면에는 회로 패턴이 형성될 수 있다. 이하에서는, 발명의 이해와 설명의 편의를 도모하기 위하여 모터(50) 및 모터 하우징(92)과 결합하는 인쇄 회로 기판(103)의 일면을 인쇄 회로 기판(103)의 앞면이라 칭하며, 회로 패턴이 형성된 인쇄 회로 기판(103)의 타면을 인쇄 회로 기판의 뒷면이라 칭한다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따라 인쇄 회로 기판(103)의 뒷면에 형성되는 회로 패턴은 도 5의 예시된 회로도 일 수 있으며, 기타 다양하게 변경될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
또한, 도전성 돌기(99)의 크기 및 모양은 회전 제어 장치(100)의 구조 및 본 발명이 적용되는 환경에 따라 다양하게 변경될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 1b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 회로기판(103)에 제1 내지 제3 관통홀(92-1, 94-1, 99-1)이 형성될 수 있다. 여기서 제1 및 제2 관통홀(92-1, 94-1)에는 모터(50)에 전원을 공급하기 위한 단자(92, 94)가 삽입될 수 있다. 그리고, 인쇄 회로 기판(103)의 제1 및 제2 관통홀(92-1, 94-1)에 삽입된 단자(92, 94)는 인쇄 회로 기판(103)의 뒷면에서 형성된 회로 패턴의 전원부(115)와 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 모터 하우징(60)이 포함하는 도전성 돌기(99)는 인쇄 회로 기판(103)이 포함하는 제3 관통홀(99-1)에 삽입될 수 있다. 그리고, 인쇄 회로 기판(103)의 제3 관통홀(99-1)에 삽입된 도전성 돌기(99)는 인쇄 회로 기판(103)의 뒷면에서 형성된 회로 패턴의 그라운드와 남땝 등을 이용하여 전기적으로 연결될 수 있다.
일반적으로 모터(50) 및 기어박스(55)는 도체이므로 노이즈가 용이하게 통전할 수 있다. 또한, 노이즈가 모터(50)에서 발생하여 이동하는 과정 중에는 그라운드(ground)가 보다 넓은 곳을 통전하려는 특성이 있다. 이 점에 대해서는 이하에서, 보다 상세하게 설명한다.
일반적으로, 모터(50)에서 발생하는 노이즈는 저항이 낮은 방향으로 통전하려는 특성이 있다. 따라서, 모터(50) 및 기어박스(55)는 저항이 낮은 도체이므로, 쉽게 통전할 수 있다. 그리고, 더 나아가 노이즈는 모터 하우징(60) 인근에 위치한 도체 또는 도전성 물질을 포함하는 구성요소에 영향을 미치게 된다.
따라서, 종래의 기술에서는 모터에서 발생한 노이즈를 감소시키기 위하여 모터 하우징(60)에서 별도의 필터 등의 소자를 구비하였다. 이 경우 별도의 필터 등 의 소자를 더 구비함으로 인하여 추가적인 비용이 발생한다는 문제점이 있었다. 또한, 별도의 필터 등의 소자를 사용함으로 인하여 모터를 제어하는 회로도가 부가적으로 더 복잡해진다는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상술한 바와 같이 인쇄 회로 기판(103)의 뒷면에 형성된 회로 패턴의 그라운드에 전기적으로 연결되는 도전성 돌기(99)가 모터 하우징(60)에 구비된다. 이 경우, 모터(50)에서 발생한 노이즈는 도전성 돌기(99)를 통하여 저항이 극히 낮은(그라운드는 이론적으로는 저항이 0Ω이나, 실제로는 극히 낮은 저항을 가질 수 있음) 그라운드로 통전하려고 한다.
일반적으로 같은 저항을 지는 도체라 하더라도 저항의 법칙에 의하여 면적이 넓어 질수록 저항은 낮아진다. 그리고, 노이즈는 보다 낮은 저항을 따라 흐르는 특성을 가진다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 모터(50)에서 발생한 노이즈를 감소 시키기 위하여 이러한 특성을 이용할 수 있다.
보다 상세하게는, 모터(50)에서 발생한 노이즈가 모터 하우징(60)에서 모터 하우징(60) 인근에 위치한 소정의 장치 및/또는 기기로 통전하는 것 보다는, 도전성 돌기(99)를 통하여 인쇄 회로 기판의 그라운드에 통전하는 것이 저항이 낮으므로 더욱 용이하다. 왜냐하면, 그라운드가 더 넓기 때문이다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 모터(50)에서 발생한 노이즈는 보다 넓은 그라운드를 통하여 통전하려고 하므로, 모터 하우징(60)의 도전성 돌기(99)를 통하여, 인쇄 회로 기판(103)의 그라운드로 통전시켜 모터(50)에서 발생하는 노이즈를 감소시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 별도의 필터 등의 소자가 필요 없어, 경제성이 뛰어나다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 모터 하우징(60)이 도전성 돌기(99)를 더 포함함으로써 가지는 부가적인 효과에 대해서는, 자기장(자속)의 변화를 고려하는 디스플레이 장치의 회전 제어 장치를 예로 들어 설명한 후, 상세히 후술하기로 한다.
도 1a을 참조하면, 모터(50)는 모터 하우징(60) 간에 별도로 모터(50)를 위한 케이스를 더 포함할 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 1b를 참조하면, 모터 하우징(60)이 인쇄 회로 기판(103)에 전기적으로 연결되기 위한 도전성 돌기(99)를 포함하는 것에 대한 이해를 도모하기 위하여 모터 하우징(60)은 일부분을 도시하였다. 여기서, 모터 하우징(60)이 포함하는 돌기(99)가 인쇄 회로 기판(103)을 관통하지 아니하고, 다양하게 수정, 변경되어 전기적으로 인쇄 회로 기판(103)에 형성된 회로의 그라운드에 전기적으로 연결될 수 있음은 상술한 바 있다.
힌지핀(70) 및 힌지(75)는 모터 하우징(60) 밖으로 돌출된 모터 회전축(65)과 결합되어 모터 회전축(65)의 회전에 상응하여 소정 방향으로 회전한다.
힌지핀(70) 및 힌지(75)는 디스플레이 장치와 결합(연결)되어 디스플레이 장치의 회전을 유도할 수 있다. 또는 힌지핀(70) 및 힌지(75)가 받침부와 결합(연결)되고, 모터(50) 및 기어 박스(55)가 디스플레이 장치에 결합(연결)되며, 받침부가 고정되어 있음으로 인해 모터 회전축(65)이 고정되고 모터 회전축(65)의 회전력이 모터(50) 자체를 반대 방향으로 회전시켜 디스플레이 장치의 회전을 유도할 수도 있다. 이하에서는 전자의 예시를 가정하여 설명하지만, 이것이 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아님은 자명하다.
자석(80)은 모터 회전축(65)과 결합(본 실시예의 경우 보다 정확하게는 모터 회전축(65)에 결합된 힌지핀(70)과 직접 결합)됨으로써 디스플레이 장치의 회전과 연동되어 회전할 수 있게 된다. 예를 들어 본 실시예의 경우를 살펴보면, 자석(80)은 180°의 각도의 반원 형태로 제작되어 모터 회전축(65)과 결합되고 있으며, 모터 회전축(65)의 회전(결과적으로 디스플레이 장치의 회전)에 의해 자석(80)의 위치도 변화(회전)하게 된다. 다만, 본 발명에 있어서 디스플레이 장치는 디스플레이 장치의 회전축을 기준으로 시계 방향 및 반시계 방향으로 각각 최대 90°각도까지 총 180°각도의 회전 범위를 가지며 회전할 수 있는 것으로 가정(후술할 도 7 참조)하였으므로, 후술할 회전 감지 소자(140)에 의한 자속 변화의 감지 효율(또는 특성) 등을 고려하여 자석(80)도 디스플레이 장치의 회전 범위에 맞추어 180°의 각도의 반원 형태로 제작한 것일 뿐이며, 설계자의 선택에 따라 자석이 특별한 제한 없이 다양한 형태를 가질 수 있음은 물론이다. 또한, 상술한 자석(80)의 결합 위치도 반드시 모터 회전축(65)에 한정되는 것은 아니며, 디스플레이 장치의 회전과 연동되어 회전할 수 있는 소정의 위치라면 별도의 제한 없음이 위치할 수 있음은 물론이다.
구동 회로부(101)는 구동 모터부(102)의 동작을 제어하기 위한 소정의 구성부(예를 들어, 후술할 무선 수신부, 제어부 등) 및 회로가 구현되어 있는 인쇄 회 로 기판(103)과 구동 모터부(102)의 동작(회전)을 감지하기 위한 회전 감지 소자(140)를 포함하며, 회전 감지 소자(140)는 인쇄 회로 기판(103)과 연성 인쇄 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit board)(104)에 의해 연결될 수 있다(도 1c 참조).
여기서, 회전 감지 소자(140)는 디스플레이 장치의 회전에 따른 자석(80)으로부터의 자속의 변화에 상응하는 감지 신호를 출력한다. 즉, 디스플레이 장치가 회전함에 따라 자석(80)도 이와 연동되어 회전함으로써 자석(80)의 위치 변화에 의한 자속의 변화가 발생하며, 이를 회전 감지 소자(140)가 감지하여 이로부터 유도된 감지 신호를 출력하게 된다.
이때, 회전 감지 소자(140)에서 출력되는 감지 신호는 자석(80)의 회전에 따른 자속의 변화로부터 유도된 것으로서, 전류, 전압 및 기타 파형의 여러 형태를 가질 수 있다. 이하에서는 발명의 이해와 설명의 편의를 도모하기 위하여 회전 감지 소자(140)에서 출력되는 감지신호는 자석(80)의 회전에 따른 자속의 변화로부터 유도된 유도 전압(즉, 감지 전압)인 경우를 가정하여 설명하기로 한다.
이때, 회전 감지 소자(140)로는 홀 센서(hall sensor) 또는 자기 저항 소자 등이 이용될 수 있다. 이때, 자석(80)의 위치 변화(회전)에 따른 자속의 변화를 보다 정확히 감지하지 위해 회전 감지 소자(140)는 자석(80)이 구비된 위치와 대향되는 위치에 인접하여 배치될 수 있으며, 또한 회전 감지 소자(80)의 위치는 디스플레이 장치의 회전과 무관하게 변화되지 않고 고정되는 것이 바람직하다. 이를 위하여 회전 감지 소자(140)는 예를 들어 기어 박스(55)의 상면(도 1c의 A 참조)의 일 위치에 놓인 후 모터 하우징(60)에 의해 고정될 수 있다.
구동 회로부(101)의 구성 및 기능에 대해서는 이하 도 5 내지 도 7을 통해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 스탠드형(stand type) 디스플레이 장치에 본 발명의 회전 제어 장치를 적용한 경우의 일 예이며, 도 3은 벽결이형(wall mount type) 디스플레이 장치에 본 발명의 회전 제어 장치를 적용한 경우의 일 예이다.
도 2를 참조하면, 디스플레이 장치(10)와 받침부(20)는 회전형 스탠드(swivel type stand)(30)에 의해 결합되며, 회전형 스탠드(30) 내에는 본 발명의 회전 제어 장치(100)가 구비되어 있어 회전 제어 장치(100)(보다 상세하게는 구동 모터부(102)의 모터 회전축(65))의 회전에 상응하여 디스플레이 장치(10)의 회전이 일어날 수 있다.
도 3을 참조하면, 받침부(20)는 벽(40)에 고정되며, 디스플레이 장치(10)는 회전형 스탠드(30)에 의해 받침부(20)와 결합하며, 회전형 스탠드(30) 내에 구비된 본 발명의 회전 제어 장치(100)의 회전에 상응하여 회전하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 회전 제어 장치(보다 상세하게는 구동 모터부(102)의 모터 회전축(65))의 회전에 상응하여 스탠드형 또는 벽걸이형 디스플레이 장치가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있음은 당업자에게 자명하므로, 본 명세서에서는 발명의 요지를 명확하게 하기 위하여 상세한 설명은 생략한다.
또한, 상술한 디스플레이 장치에 원격 제어 장치가 더 이용될 수 있다. 예를 들어, 회전 제어 장치(100)(또는 이에 따른 디스플레이 장치)가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하도록 제어하는 방향키가 원격 제어 장치에 구비될 수 있다.
이때, 회전 제어 장치(100)의 회전량(또는 이에 따른 디스플레이 장치의 회전량)은 사용자가 원격 제어 장치의 방향키를 누르는 시간, 방법 등에 따라서 적절히 조절되도록 미리 설정되거나, 사용자에 의해 추후 설정될 수 있음은 당업자에게 자명하므로, 본 명세서에서는 발명의 요지를 명확하게 하기 위하여 상세한 설명은 생략한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따라 디스플레이 장치(10)에 원격 제어 장치가 더 이용된 것을 예로 들어서 설명한다. 또한, 이하에서는 원격 제어 장치의 방향키 또는 디스플레이 장치(10)의 입력장치의 소정 버튼 또는 스위치를 방향키라고 통칭한다.
이하에서는 회전 제어 장치(100)의 동작 원리에 대하여 도 4 내지 도 6을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 제어 장치의 블록 구성도를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 회전 제어 장치에서의 구동 회로부 구현을 위한 회로도의 일 예를 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 제어 장치에서의 회전 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
여기서, 도 4의 구동 회로부(101)는 각각의 구성부를 별도의 블록으로 도시 하였지만, 이는 각 구성부가 담당하는 기능 별로 구분하여 나타낸 것에 불과하며, 각 구성부의 전부 또는 일부가 보다 세분화되어 구현되거나 또는 통합 칩 형태로서 구현될 수도 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 구동 회로부(101)를 구현함에 있어서 도 5의 회로도 이외에도 다양한 회로 구현이 가능함은 물론이다. 다만, 이하에서는 도 5의 회로도를 중심으로 설명하기로 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 회전 제어 장치(100)는 디스플레이 장치의 소정 방향으로의 회전을 위한 구동력(즉, 회전력)을 제공하는 구동 모터부(102)와 구동 모터부(102)의 동작을 제어 및 감지하는 구동 회로부(101)를 포함한다. 구동 회로부(101)는 전원부(115), 무선 수신부(120)(상술한 바와 같이 디스플레이 장치가 원격제어장치를 구비하는 경우 구비할 수 있음), 제어부(130), 회전 감지 소자(140) 및 증폭회로(145)를 포함할 수 있으며, 도 5는 구동 회로부(101)를 구현하는 회로도의 일 예를 보여주고 있다.
여기서, 전원부(115)는 구동 회로부(101) 내의 각 구성부 및 구동 모터부(102)의 동작을 위한 동작 전원으로서 이용되는 것이며, 구동 모터부(102)에 대하여는 도 1a 내지 도 1c를 통해 상술하였는바 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 이 외의 구동 회로부(101)의 각 구성부의 역할(기능)은 도 6의 순서도에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것인바, 이하 도 6을 중심으로 도 4 및 도 5를 참조하여 회전 제어 장치(100)에 의한 회전 제어 방법을 설명하기로 한다.
도 6의 단계 S610을 참조하면, 원격 제어 장치로부터 출력된 소정의 방향 신 호는 구동 회로부(101)의 무선 수신부(120)에 의해 수신된다.
예를 들어, 사용자가 원격 제어 장치에 구비된 방향키를 누르는 동작에 따라 원격 제어 장치로부터 출력된 제1 방향 신호(예를 들어, 시계 방향의 신호) 또는 제2 방향 신호(예를 들어, 반시계 방향의 신호)는 무선 수신부(120)의 수신기(도 5의 식별번호 121 참조)에 의해 수신된다. 이와 같이 도 4 및 도 6에서는 본 발명의 무선 수신부(120)가 원격 제어 장치로부터 방향 신호를 무선 수신하는 경우를 예를 들어 설명하지만, 본 발명의 회전 제어 장치(100)에서의 수신부(120)는 사용자가 디스플레이 장치 자체에 구비된 소정의 입력 장치로부터 방향 신호를 입력(유선 수신)받을 수도 있음은 당업자에게 자명하다.
이하에서는, 본 발명의 다양한 일 실시예를 설명하기 위하여, 상술한 바와 같이, 디스플레이 장치(10)에 원격 제어 장치를 더 이용하는 것을 가정하여 설명한다.
이때, 무선 수신부(120)에 의해 수신된 제1 방향 신호 또는 제2 방향 신호는 소정의 경로(회로)를 따라 제어부(130)로 입력된다. 즉, 도 5에서와 같이 무선 수신부(120)의 출력단자(122)는 제어부(130)의 소정의 일 입력단자(122')와 연결되며, 이에 의해 입력된 제1 방향 신호 또는 제2 방향 신호는 제1 회선(123) 또는 제2 회선(124)으로 구분되어 제어부(130)로 입력될 수 있다.
이어서, 단계 S620에서 제어부(130)는 수신된 방향 신호에 상응하는 소정의 회전 신호를 출력한다. 즉, 제어부(130)는 무선 수신부(120)에 의해 수신된 제1 방향 신호 또는 제2 방향 신호가 입력되면, 입력된 제1 방향 신호 또는 제2 방향 신 호에 상응하는 제1 회전 신호 또는 제2 회전 신호를 출력한다.
이때, 제어부(130)에 의해 출력된 제1 회전 신호 또는 제2 회전 신호는 소정의 출력단자(예를 들어, 구동 모터부(102)의 입력 단자와 연결된 도 5의 제1 제어단자(125) 및 제2 제어단자(126))를 통해 구동 모터부(102)로 전달(입력)되고, 구동 모터부(102)는 입력된 제1 회전 신호 또는 제2 회전 신호에 상응하여 모터(50)를 회전시킨다.
여기서, 제어부(130)에 의해 출력되어 구동 모터부(102)로 전달되는 회전 신호는 모터 제어 방식에 상응하여 상이해질 수 있음은 물론이며, 예를 들어 전압, 전류, 전력 또는 이에 상응하여 수치화되거나 변조(조정)된 소정의 신호 또는 펄스 등일 수 있다
이어서, 단계 S630에서 회전 신호에 따라 구동 모터부(101)의 모터(50)가 소정 방향으로 회전함으로써 이와 동일 방향으로 디스플레이 장치가 회전할 때, 회전 감지 소자(140)는 디스플레이 장치의 회전 각도에 상응하는 감지 전압을 출력한다.
여기서, 회전 감지 소자(140)는 구동 모터부(101)의 모터 회전축(65)과 결합하여 디스플레이 장치와 연동되어 회전하는 자석(80)과 대향되는 위치에 인접하여 배치될 수 있으며(도 1a 및 도 1c 참조), 디스플레이 장치의 회전과 연동된 자석(80)의 회전에 따른 자속의 변화로부터 감지 전압을 출력한다. 회전 감지 소자(140)에서의 감지 전압의 출력 원리는 이하 도 7을 통해 보다 상세히 설명한다.
여기서, 자석(80)의 회전에 따른 자속의 변화가 회전 감지 소자(140)에 전달되는 과정에서 모터(50)에서 발생하는 노이즈가 문제될 수 있다. 원칙적으로 회전 감지 소자(140)는 디스플레이 장치와 연동되어 회전하는 자석(80)으로부터 자속의 변화를 감지하여야 한다. 그러나, 실제로 회전 감지 소자(140)는 모터(50)에서 발생한 노이즈가 포함된 자속의 변화를 감지한다. 따라서, 모터(50)에서 발생한 노이즈를 감소시킬수록, 회전 감지 소자(140)는 더욱 정확하게 자석(80)으로부터의 자속의 변화를 감지할 수 있다.
따라서, 디스플레이 장치의 회전을 정밀하게 감지하기 위해서는 모터(50)에서 발생하는 노이즈 처리가 중요하다.
종래의 기술에서는, 모터에서 발생하는 노이즈를 제거하기 위하여 별도의 필터 등의 소자를 더 사용하였다. 그러나, 이 경우 별도의 필터 등의 소자를 더 사용함으로 인하여 별도의 비용이 더 발생한다는 문제점이 있다.
또한, 종래의 기술의 경우 도 6에 예시된 회로도 이외에 추가적으로 별도의 필터 등을 더 고려하여야 하기 때문에, 전체적인 회로들 다시 구성해야 한다는 문제점이 발생하며, 그에 따른 별도의 비용이 더 발생한다는 문제점이 있었다.
그러나, 도 1을 참조하여 상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면 모터 하우징의 도전성 돌기(도 1의 99)를 구동회로의 그라운드 부분에 전기적으로 연결(예를 들어, 납땜)하여 노이즈를 감소시킴으로써 상술한 종래의 문제점을 해결할 수 있다.
이때, 회전 감지 소자(140)에 의해 출력된 감지 전압은 회전 감지 소자(140)의 출력단자(도 5의 식별번호 142 참조)와 연결된 증폭회로(145)의 입력단자(도 5의 식별번호 142' 참조)를 통해 증폭회로(145)로 입력될 수 있다.
이어서, 단계 S640에서 회전 감지 소자(140)로부터 출력된 감지 전압이 증폭회로(145)에 입력되면, 증폭회로(145)는 감지 전압을 소정의 크기의 전압 값으로 증폭시킨다.
이때, 증폭회로(145)는 OP-AMP 등을 포함한 다양한 증폭 소자가 이용될 수 있고, 예를 들어 도 5의 경우에는 반전 OP-AMP(inverting OP-AMP)를 이용하여 증폭회로(145)를 구현하고 있다.
본 단계(S640)의 증폭회로(145)를 이용한 감지 전압의 증폭 과정은 회전 감지 소자(140)로부터 출력된 감지 전압의 크기를 크게 함으로써 추후 제어부(130)에 의한 디스플레이 장치의 회전량의 연산의 정확성(정밀성)을 높이기 위한 것이므로, 본 발명의 회전 제어 장치(100)의 회전 제어 방법에 있어 반드시 필요한 단계라 할 수 없으며 생략되어도 무방하다.
증폭회로(145)에 의해 증폭된 감지 전압은 증폭회로(145)의 출력단자(도 5의 식별번호 143 참조)와 연결된 제어부(130)의 소정의 다른 입력단자(도 5의 식별번호 143'참조)를 통해 제어부(130)로 입력될 수 있다. 물론, 본 단계(S640)가 생략되는 경우에는 회전 감지 소자(140)로부터 출력된 감지 전압은 증폭되지 않은 상태 그대로 제어부(130)로 직접 입력될 것이다.
이어서, 단계 S650에서 제어부(130)는 입력된 감지 전압으로부터 디스플레이 장치의 회전량을 연산한다. 여기서, 제어부(130)는 예를 들어 마이크로 프로세서 등을 이용하여 구현될 수 있다. 제어부(130)에서의 회전량의 연산 방법에 대한 상세한 설명은 이하 도 7을 통한 회전 감지 소자(140)에서의 감지 전압의 출력 원리 의 설명과 함께 하기로 한다.
이때 본 단계(S650) 이후, 제어부(130)에 의해 연산된 회전량을 저장부(미도시)에 저장하는 단계가 더 포함될 수도 있음은 물론이다.
도 7은 본 발명의 회전 제어 장치에 이용되는 위치 감지 소자에서 디스플레이 장치의 회전량에 상응하는 감지 전압의 출력 원리를 설명하기 위한 도면이다.
여기서, 도 7의 (a)는 디스플레이 장치의 회전축을 기준으로 한 디스플레이 장치의 시계 방향으로의 제1 회전(12') 및 반시계 방향으로의 제2 회전(13')을 나타낸 도면이다. 도 7의 (b)는 디스플레이 장치의 소정 방향으로의 회전(즉, 제1 회전(12') 및 제2 회전(13'))에 따른 디스플레이 장치의 각각의 회전량에 상응하여 회전 감지 소자(140)에서 출력되는 감지 신호을 예시한 도면이다.
이하에서는, 디스플레이 장치(10)의 회전량으로서 그 일 예인 회전 각도를 중심으로 설명하며, 회전 감지 소자(140)에서 출력되는 감지 신호는 자석(80)의 회전에 따른 자속의 변화로부터 유도된 유도 전압(즉, 감지 전압)인 경우를 가정하여 설명하기로 한다.
이때, 본 발명의 회전 제어 장치(100)는 도 7의 (a)와 같이 디스플레이 장치의 기준 위치(식별부호 O 참조)를 0°로 설정하였을 때 시계 방향으로 최대 90°각도, 반시계 방향으로 최대 90°각도까지 총 180°각도의 회전 범위를 가지는 것으로 가정하며, 도 7의 (b)는 증폭회로(145)를 거치지 않은 회전 감지 소자(140)에서 자체 출력된 감지 전압을 나타내는 것으로 가정하기로 한다. 다만, 본 발명의 회전 제어 장치(100)의 회전 범위(즉, 디스플레이 장치의 회전 범위)는 180°각도보다 크거나 작을 수 있으며, 이는 설계자에 의해 소정의 회전 범위를 갖도록 미리 설정(제한)되거나 사용자가 원격 제어 장치(110)에 구비된 소정의 버튼을 조작하는 방법으로 추후 설정될 수도 있다. 또한, 이와 같이 회전 제어 장치(100)의 회전 범위를 제한하는 방법으로는 돌출된 요철 형태로 형성한 스토퍼(stopper)에 의하여 회전을 물리적으로 저지하는 방법, 소정의 회전 범위(회전 각도) 이상으로 회전되는 경우 제어부(130)가 구동 모터부(102)의 모터(50) 동작을 제한(예를 들어, 전원 공급을 끊음)하는 방법 등 다양한 방법이 이용될 수 있다. 또한, 도 7의 (b)의 경우 회전 감지 소자(140)로부터 출력되는 감지 전압이 디스플레이 장치의 회전 각도에 따라 사인 곡선(sine curve)의 형태를 가지면서 변화되는 경우를 예시하고 있지만, 이와 유사하거나 대응되는 소정의 파형의 형태를 가지며 변화될 수도 있다.
이하, 회전 감지 소자(140)로서 홀 센서를 이용하는 경우를 예로 들어 디스플레이 장치의 회전에 따른 회전 감지 소자(140)에서의 감지 전압의 출력 원리를 설명한다.
홀 센서는 홀 효과(hall effect)를 응용함으로써 구동 장치(예를 들어, 모터)의 회전 속도 또는 회전 각도 등의 측정(감지)에 이용될 수 있는 센서이다. 홀 효과는 금속, 반도체 등의 고체를 자계(자기장)가 형성된 위치에 놓고 형성된 자계에 직각인 방향으로 전류를 흘리게 되면, 자계의 형성 방향 및 전류의 방향 모두와 직각이 되는 방향으로 고체 내에 전계(전기장)가 형성됨으로써 이에 따라 기전력(즉, 전압)이 유도되는 현상을 의미한다. 즉, 홀 효과는 자계 속에서 전하를 띤 입 자(예를 들어, 전자)가 움직이는 경우 그 움직이는 방향에 수직 방향의 힘(로렌츠의 힘)을 받는 로렌츠 법칙과 밀접히 관련된다. 따라서 고체 내에 흐르는 전류의 크기 및 속도가 일정하다고 가정하는 경우, 유도되는 전압의 크기는 형성된 자계의 세기에 비례하여 결정되고, 유도되는 전압의 극성(방향)은 형성된 자계의 방향에 상응하여 결정된다. 이와 같이 홀 효과에 의해 유도되는 전압은 자계의 세기 및 방향에 의해 결정되므로, 자계의 세기 또는 방향이 변화되는 경우(즉, 자속의 변화가 발생하는 경우)에는 유도 전압의 크기 또는 극성도 이에 상응하여 변화하게 된다. 따라서 홀 센서는 상술한 홀 효과를 응용함으로써 자속의 변화를 감지하여 이에 상응하는 감지 전압을 출력할 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 회전 제어 장치(100)의 경우에도 디스플레이 장치의 회전에 따라 이와 연동하여 회전하는 자석(80)의 위치 변화에 의하여 자속의 변화가 발생하게 되며, 회전 감지 소자(140)(상술한 예와 같이 홀 센서 등)는 이러한 자속의 변화를 감지하여 이에 상응하는 감지 전압을 출력하게 된다.
이때, 회전 감지 소자(140)로부터 출력되는 감지 전압은 디스플레이 장치의 회전 방향(시계 방향 또는 반시계 방향)에 따라 상이한 극성을 나타내며, 감지 전압의 크기도 회전 각도에 상응하여 각각 상이한 값을 가지게 된다. 즉, 도 7의 (b)의 경우를 예로 들면, 디스플레이 장치가 시계 방향으로 30°회전(즉, 기준 위치(식별 부호 O 참조)로부터 -30°회전)한 N 위치에 있는 경우 감지 전압은 VN이 되고, 디스플레이 장치가 반시계 방향으로 60°회전한 Q 위치에 있는 경우 감지 전압 은 VQ가 되고 있으며, 시계 방향으로 최대 90°회전(즉, 기준 위치(식별 부호 O 참조)로부터 -90°회전)한 L 위치에 있은 경우와 반시계 방향으로 최대 90°회전한 R 위치에 있는 경우 감지 전압은 각각 VL과 VR이 되고 있다.
여기서, 회전 감지 소자(140)로부터 출력되는 감지 전압은 회전 제어 장치(100)에서의 다양한 설계 조건(디스플레이 장치의 회전 속도 및 회전 각도, 자석(80)에 의해 형성되는 자계의 세기 및 방향, 자석(80)과 회전 감지 소자(140) 간의 이격 거리, 회전 감지 소자(140)의 민감도(sensitivity) 등)에 따라 결정되는 것이지만, 일반적으로 제어부(130)는 마이크로 프로세서 등의 디지털 장치로 구현되므로 감지 전압은 디지털 장치에서 처리(연산) 가능한 소정 범위 내의 전압 값을 가지는 것이 바람직하다. 이러한 이유로 회전 감지 소자(140)로부터 출력된 감지 전압은 디지털 장치에서 처리 가능한 전압 범위인 0 ~ 5V 또는 - 5V ~ + 5V 범위 내의 값으로 조정되거나 증폭될 수 있으며, 예를 들어 디스플레이 장치가 기준 위치(도 7의 (a)의 식별부호 O 참조)에 있는 경우 2.5V, 시계 방향으로의 최대 회전 위치인 L 위치에 있는 경우 0.5V, 반시계 방향으로의 최대 회전 위치인 R 위치에 있는 경우 4.5V가 되도록 조정될 있다.
이와 같이 회전 감지 소자(140)로부터 출력되는 감지 전압은 디스플레이 장치의 회전에 따른 회전 각도와 일대일 대응되는 관계에 있게 되므로, 제어부(130)는 이러한 감지 전압과 회전 각도와의 관계를 이용하여 입력된 감지 전압의 값에 상응하는 회전 각도를 연산할 수 있게 된다. 왜냐하면 본 발명의 회전 제어 장 치(100)를 제작함에 있어서 상술한 설계 조건들이 미리 결정되면 디스플레이 장치의 회전 각도와 회전 감지 소자(140)로부터 출력되는 감지 전압 간에 대응 관계도 미리 결정될 수 있기 때문이다. 이러한 회전 각도와 감지 전압 간의 일대일 대응 관계는 데이터 베이스화되어 제어부(130) 내에 또는 별도의 저장 장치에 저장됨으로써 제어부(130)에 의한 회전 각도의 연산에 이용될 수 있다.
또한, 제어부(130)에 의한 디스플레이 장치의 회전 각도의 다른 연산 방법으로는 다음과 같은 방법이 이용될 수 있다. 디스플레이 장치의 회전에 따라 회전 감지 소자(140)로부터 출력되는 감지 전압이 도 7의 (b)와 같은 사인 곡선(sine curve)의 형태를 가지며 변화하거나 또는 이와 유사하거나 대응되는 소정의 파형의 형태를 가지며 변화되는 경우에는 제어부(130)가 이러한 감지 전압의 변화에 대한 추이 곡선을 분석하는 방법으로 디스플레이 장치의 회전 각도를 연산해낼 수도 있을 것이다. 예를 들어, 제어부(130)는 감지 전압의 변화 기울기를 이용하는 방법으로 회전 각도를 연산하거나 또는 감지 전압 곡선을 선형화한 직선의 비례 관계를 이용하는 방법으로 회전 각도를 연산하는 등의 다양한 방법이 이용될 수 있다.
상술한 방법에 따라 제어부(130)에 의해 연산된 회전 각도는 제어부(130) 내에 구비되거나 또는 별도로 구비된 저장부(미도시)에 저장될 수 있음은 물론이다. 이때, 제어부(130)는 감지 전압의 변화가 발생할 때마다 연산한 각각의 회전 각도를 모두 저장부(미도시)에 저장할 수도 있고, 디스플레이 장치의 최종 회전 위치에 상응하는 회전 각도만을 저장부(미도시)에 저장할 수도 있다. 또한, 제어부(130)는 저장부(미도시)로서 레지스터(register) 등이 이용되는 경우 레지스터에 연산된 회 전 각도를 순차적으로 갱신(updating)하는 방법으로 임시 저장하거나, 디스플레이 장치에 전원 공급이 끊기는 경우를 대비하여 디스플레이 장치의 최종 회전 위치에 해당하는 회전 각도를 플래시 메모리 등의 비휘발성 기억 소자에 저장하도록 제어할 수도 있을 것이다. 이외에도 설계자 또는 사용자의 필요에 따라 제어부(130)에 의한 회전 각도의 다양한 저장 방법 및 설정이 가능함은 물론이다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따라 회전 감지 소자(140)로 홀 센서를 사용하는 경우, 모터(50)에서 발생하는 노이즈가 문제된다.
왜냐하면, 회전 감지 소자(140)는 원칙적으로 상술한 자석(80)의 위치 변화에 따른 자속의 변화를 감지하도록 되어 있으나, 실제적으로는 회전 감지 소자(140)가 감지하는 자속의 변화에는 모터(50)에서 발생한 노이즈가 개입되기 때문이다. 따라서, 모터(50)에서 발생한 노이즈가 개입된 자속의 변화를 이용하여 회전 감지 소자(140)가 상술한 감지 전압을 출력(도 6의 S650참조)하는 경우, 제어부(130)가 연산한 디스플레이 장치의 회전 각도는 정밀도가 낮아지게 된다.
발명의 일 실시예에 따르면 모터 하우징(60)이 도전성 돌기(99)를 구비하고, 도전성 돌기(99)는 회로 기판(103)의 그라운드와 납땜 등으로 연결될 수 있다. 이 경우, 모터(50)에서 발생한 노이즈가 별도의 필터 등의 소자를 거치지 아니하고, 인쇄 회로 기판(103)의 그라운드를 통하여 통전된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 별도의 부가적인 필터 등의 소자가 필요 없이 모터(50)의 노이즈를 감소 시킬 수 있다는 장점이 있다.
이처럼 본 발명의 회전 제어 장치(100)는 디스플레이 장치의 회전에 따른 자 속의 변화를 감지하여 감지 전압을 출력하는 회전 감지 소자(140)와 감지 전압으로부터 디스플레이 장치의 회전 각도를 연산하는 제어부(130)를 통하여 디스플레이 장치의 회전에 있어 보다 정밀한 제어가 가능한 이점이 있다.
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 회전 제어 장치는 별도의 필터 등의 소자가 없이 노이즈를 감소시킨다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 의한 회전 제어 장치는 모터에서 발생하는 노이즈를 감소시키기 위한 별도의 필터 등이 필요 없으므로 경제성이 뛰어나다는 장점이 있다.

Claims (9)

  1. 소정 기기의 회전을 제어하기 위한 회전 제어 장치에 있어서,
    상기 소정 기기에 소정 방향으로의 회전을 위한 회전력을 제공하는 구동 모터부;
    상기 소정 기기가 상기 소정 방향으로 회전할 때의 회전량에 상응하여 감지 신호를 출력하는 회전 감지 소자; 및
    상기 감지 신호를 이용하여 상기 소정 기기의 상기 회전량을 연산하는 제어부를 포함하되,
    상기 구동 모터부의 하우징은 상기 제어부의 그라운드(ground)에 전기적으로 연결되는 도전성 돌기를 포함하고,
    상기 회전 감지 소자와 상기 제어부는 연성 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit board) 에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 회전 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 회전 감지 소자는 홀 센서(hall sensor)이고,
    상기 구동 모터부는 모터 회전축과 결합되는 자석(magnet)을 더 포함하되,
    상기 감지 신호는 상기 자석의 회전에 따른 자속 변화로부터 유도된 유도 전압인 것을 특징으로 하는 회전 제어 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 회전 감지 소자는 상기 자석과 대향되는 위치에 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 회전 제어 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 도전성 돌기와 상기 제어부의 그라운드는 납땜을 통해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 회전 제어 장치.
  7. 소정 기기의 회전을 제어하기 위한 회전 제어 장치에 있어서,
    구동 신호에 따라 상기 소정 기기의 소정 방향으로의 회전을 위한 회전력을 제공하는 모터;
    내부에 상기 모터가 안착되고, 외부에 도전성 돌기가 형성되어 있는 모터 하우징;
    상기 모터 하우징의 외부에 장착되고, 상기 소정 기기의 회전량에 상응하는 감지 신호를 출력하는 회전 감지 소자; 및
    상기 모터 및 상기 모터 하우징 중 하나 이상에 결합되고, 외부로부터의 입력 신호에 따라 상기 모터에 상기 구동 신호를 제공하고 상기 회전 감지 소자로부터의 감지 신호를 입력받는 회로가 형성되어 있으며, 그라운드에 상기 도전성 돌기가 전기적으로 연결되는 제어 인쇄 회로 기판을 포함하되,
    상기 제어 인쇄 회로 기판과 상기 회전 감지 소자는 연성 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit board)에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 회전 제어 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제어 인쇄 회로 기판의 일면은 상기 모터 및 모터 하우징 중 하나 이상과 결합하고, 상기 제어 인쇄 회로 기판의 타면에는 회로 패턴이 형성되되,
    상기 제어 인쇄 회로 기판은 관통홀이 형성되어 있고, 상기 도전성 돌기가 상기 관통홀에 삽입되어 상기 회로 패턴의 그라운드에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 회전 제어 장치.
  9. 삭제
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