KR101173233B1 - 진동 모터의 진동력 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대 단말기에 탑재되는 진동 모터의 진동력을 측정하는 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 진동 모터의 진동력 측정 장치는 진동 모터의 하부면에 밀착되며 진동 모터의 진동을 완충시키는 완충부재; 상기 완충부재의 하부에 밀착되며 진동 모터의 진동 세기에 따라 전기적 신호를 출력하는 가속도 센서; 상기 가속도 센서의 출력으로부터 피크치를 검출하여 DC 레벨로 출력하는 피크 검출부; 상기 피크 검출부에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 AD 변환부; 및 상기 AD 변환부로부터 출력된 디지털 신호로부터 진동 모터의 진동력을 연산하는 연산부를 포함하여 구성된다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 스폰지나 스프링 등과 같은 완충부재를 이용하여 진동 모터의 진동을 완충시켜 가속도 센서로 전달하고 가속도 센서 및 피크 검출부를 이용하여 진동력을 전기적 신호로 변환하여 검출함으로써, 휴대폰 등의 조립단계 또는 그 전 단계에서 진동 모터의 양불 여부를 비교적 높은 정확도로 테스트할 수 있는 효과가 있다.

Description

진동 모터의 진동력 측정 장치 {vibratory force measurement device for vibration motor}

본 발명은 휴대폰 등에 진동을 부여하기 위해 탑재되는 진동 모터의 진동력을 측정하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 휴대폰이나 기타 모바일 단말기 등의 조립 전에 진동 모터의 진동력을 측정하여 양불 여부를 판단할 수 있도록 한 진동 모터의 진동력 측정 장치에 관한 것이다.

종래 페이저에서 최근의 휴대폰에 이르기까지 개인 휴대용 모바일 단말기들 중 무음 상태의 호출 수신을 위해 진동 모터를 탑재하는 단말기들이 있다. 또한 최근에는 터치 유저 인터페이스를 지원하는 단말기들 중 유저가 터치 입력에 대한 반응을 체감하도록 하기 위해 진동 모터를 탑재하는 단말기들이 많다.

예를 들어, 휴대폰은 최첨단 기술들이 집약된 장치로서, 각 부품들의 성능은 곧 휴대폰의 성능을 보여주는 지표이다. 휴대폰에 탑재되는 진동 모터의 진동력 역시 중요한 성능 지표로서 기능한다. 만약, 휴대폰의 진동력이 약할 경우 유저는 중요한 호출을 놓칠 수 있을 것이다. 따라서 휴대폰의 조립 전에 진동 모터의 진동력을 테스트하는 것은 매우 중요한 테스트 공정이라 할 수 있다.

그런데, 휴대폰과 같은 개인용 휴대 단말기들이 점차 경박단소화를 지향함에 따라 그에 탑재되는 부품들 역시 점차 소형으로 설계되고 있는데 반해, 휴대폰의 조립단계 또는 그 전 단계에서 진동 모터의 진동력을 빠르고 간편하게 테스트할만한 장비들은 아직 개발되지 않고 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 휴대폰 등에 탑재되는 진동 모터의 진동력을 측정하여 휴대폰 등의 조립단계 또는 그 전 단계에서 부품의 양불 여부를 신속 간단하게 판단할 수 있도록 한 새로운 방식의 진동 모터의 진동력 측정 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 진동 모터의 진동력 측정 장치는, 휴대폰을 포함한 휴대 단말기에 탑재되는 진동 모터의 진동력을 측정하는 진동 모터의 진동력 측정 장치에 있어서, 상기 진동 모터의 하부면에 밀착되며 진동 모터의 진동을 완충시키는 완충부재; 상기 완충부재의 하부에 밀착되며 진동 모터의 진동 세기에 따라 전기적 신호를 출력하는 가속도 센서; 상기 가속도 센서의 출력으로부터 피크치를 검출하여 DC 레벨로 출력하는 피크 검출부; 상기 피크 검출부에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 AD 변환부; 및 상기 AD 변환부로부터 출력된 디지털 신호로부터 진동 모터의 진동력을 연산하는 연산부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 완충부재는 스폰지이다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 완충부재는 스프링이다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 가속도 센서는 X, Y, Z 3축의 진동을 감지하여 각각의 축에서의 진동을 소정 파형으로 출력하는 센서이다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 가속도 센서의 후단에는 가속도 센서의 출력을 안정화시키는 버퍼 회로부가 더 설치된다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 피크 검출부와 AD 변환부 사이에는 노이즈 성분을 제거하는 RC 필터부가 더 설치된다.

본 발명의 진동 모터의 진동력 측정 장치에 따르면, 진동 모터의 하부면과 가속도 센서 사이에 스폰지나 스프링 등과 같은 완충부재를 개재하여 진동 모터의 진동을 완충시킴으로써 진동 모터에서 가속도 센서까지 진동을 안정되게 전달할 수 있고, 가속도 센서의 출력에서 피크치를 검출하여 진동력을 연산함으로써 휴대폰 등과 같은 휴대 단말기에 탑재되는 진동 모터의 진동력을 비교적 높은 정확도로 측정할 수 있으며, 휴대폰 등의 조립단계 또는 그 전 단계에서 부품의 양불 여부를 신속 간단하게 판단하여 진동력 불량에 기인한 세트 불량률을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 진동 모터의 외관 사시도,
도 2는 진동 모터의 진동력 측정 상태의 일예를 보인 단면도,
도 3은 진동 모터의 진동력 측정 상태의 다른 예를 보인 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 진동력 측정 장치를 개략적으로 보인 블록도이다.

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.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 설명에서 "~부"와 같은 구성들은 어떤 역할들을 수행하는 구성요소이며, 회로 구성, FPGA(Field-Programmable Gate Array)나 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)와 같은 하드웨어 구성요소 또는 소프트웨어 구성요소를 의미한다. 그렇지만, "~부"는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. 예컨대, "~부"는 어드레싱할 수 있는 저장매체에 구성될 수도 있고, 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 일예로서, "~부"는 어떤 프로세스들, 함수들, 속성들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 펌웨어, 마이크로코드, 데이터베이스, 변수들을 포함할 수 있다. 또한, "~부"는 더 큰 구성요소 또는 "~부"에 포함되거나, 더 작은 구성요소들 및 "~부"들을 포함할 수 있다. 또한, "~부"는 자체적으로 독자적인 CPU를 가질 수도 있다.

도 1은 진동 모터의 외관을 보여주는 외관 사시도이다. 이를 참조하면, 진동 모터(10)는 하우징 내부에 모터 구성품이 수용되며, 하우징 외부로는 전원 케이블(12)이 인출된 구성을 갖는다. 진동 모터(10)는 통상 알려진 모터의 여러 가지 방식 중 어느 하나의 방식일 수 있다.

도 2 및 3은 본 발명에 따라 진동 모터(10)의 진동력을 측정하는 장치를 예시한 것이다. 도 2와 3을 참조하면, 진동 모터(10)의 하부에는 완충부재가 위치하며, 완충부재의 하부에는 가속도 센서(20)가 위치한다.

도 2의 예에서 완충부재는 스폰지(16)이다. 도 3의 예에서 완충부재는 코일스프링(17)이다. 물론 완충부재는 판 스프링 등과 같은 다른 유형의 완충수단으로 적용될 수도 있다. 완충부재는 진동 모터(10)의 진동을 완충시켜 가속도 센서에 전달하지만, 경질의 재료를 이용하여 진동을 전달하는 것보다는 진동 모터(10)의 진동을 안정되고 온전하게 전달할 수 있다.

예컨대, 경질의 다른 부재들은 진동 모터(10)의 진동에 따라 접촉 위치와 접촉 면적이 예측 불가능하게 변동될 것이다. 하지만, 스폰지(16)나 코일스프링(17) 등과 같은 완충부재는 진동 모터(10)의 진동에도 불구하고 진동 모터(10)와의 접촉 상태를 유지할 수 있다. 따라서 비록 진동력은 저감될 수 있지만, 진동 모터(10)의 진동을 그대로 가속도 센서(20)측으로 전달하는데 적합하다.

가속도 센서(20)는 PCB(18, 인쇄회로기판) 위에 실장되며, 도시하지 않았지만 PCB(18) 상에는 진동력 검출을 위한 다른 회로 구성품들이 더 실장된다. 다른 회로 구성품들에 대하여는 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.

도 2 및 3에 도시한 바와 같이 진동 모터(10)의 구동을 위하여 진동 모터(10)의 전원 케이블(12)에는 테스트 전원이 인가된다. 테스트 전원은 진동 모터(10)의 동작 전원이거나 테스트 조건에 따른 전압레벨의 전원이다.

도 4는 본 발명에 따른 진동 모터의 진동력 측정 장치를 개략적으로 묘사한 블록도이다. 이를 참조하여, 본 발명의 검출 시스템에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 검출 시스템은 가속도 센서(20)와, 버퍼 회로부(22)와, 피크 검출부(24)와, RC 필터부(26)와, AD 변환부(28)와, 연산부(30)로 구성된다.

가속도 센서(20)는 완충부재를 통해서 진동 모터(10)의 진동을 전달 받아 진동 세기에 따라 전기적 신호를 출력한다. 바람직하게는, 가속도 센서(20)는 X, Y, Z 3축의 진동을 감지하여 각각의 축에서의 진동을 소정 파형으로 출력한다. 가속도 센서(20)에서 출력되는 전기적 신호는 예컨대 교류 파형이다.

진동 모터(10)의 진동이 완충부재를 전달 매개체로 하여 가속도 센서(20)에 전달되므로, 가속도 센서(20)의 출력신호는 미약할 수 있다. 따라서, 미약한 신호를 안정화시키기 위하여 도시한 바와 같이 버퍼 회로부(22)가 이용된다.

피크 검출부(24)는 버퍼 회로부(22)에서 버퍼링된 신호로부터 신호 파형의 피크치를 검출한다. 피크 검출부(24)는 피크치를 DC 전압레벨로 출력한다. 다른 예로서, 피크 검출부(24)는 피크치를 검출하여 RMS(Root Mean Square) 값으로 출력할 수도 있다.

피크 검출부(24)의 후단에는 RC 필터부(26)가 연결된다. RC 필터부(26)는 RC 공진회로를 이용하여 피크 검출부(24)에서 검출된 피크치에서 노이즈 성분을 제거한다. 그리고, 노이즈 성분이 제거된 DC 신호는 AD 변환부(28)에서 AD 변환된다.

AD 변환부(28)는 통상 알려진 AD 컨버터를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 정전압 레귤레이터가 이용되거나, 다른 평활회로 등이 이용될 수 있다.

AD 변환부(28)의 후단에는 연산부(30)가 설치된다. 연산부(30)는 AD 변환부(28)에서 출력된 디지털 신호로부터 진동 모터(10)의 진동력을 연산한다. 연산부(30)는 마이크로 프로세서를 포함하거나 마이컴 등으로 구성될 수 있으며, 마이크로 프로세서 또는 마이컴 내부에 라이팅 된 프로그램에서 진동 모터(10)의 진동력을 연산한다.

연산부(30)에서 진동 모터(10)의 진동력을 연산하는 것은 완충부재의 탄성계수와 가속도 센서(20)의 파라미터 등을 이용하여 연산할 수 있을 것이다. 다른 예로서, 경험치에 근거한 데이터 테이블을 구성하고 AD 변환부(30)의 출력을 데이터 테이블과 비교하여 진동 모터(10)의 진동력을 추출하는 방법으로도 연산할 수도 있을 것이다.

전술한 본 발명의 진동 모터의 진동력 측정 장치는 연산부(30)에서 처리된 데이터를 다른 표시장치나 테스트장치로 전달하도록 구성될 수 있을 것이다. 또는, 실시예로서 설명하지 않았지만 본 발명의 진동 모터의 진동력 측정 장치는 측정치를 표시하는 디스플레이수단을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, LCD 등과 같은 디스플레이수단이 설치되고 표시창을 통해 측정 대상인 진동 모터(10)의 진동력을 표시할 수 있다. 또는, 경고등이나 비프 등을 이용하여 단지 측정 대상의 양품, 불량품 여부만을 시각이나 청각적으로 경고할 수도 있을 것이다.

본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

10 : 진동 모터 12 : 전원 케이블
16 : 스폰지 17 : 코일스프링
18 : PCB 20 : 가속도 센서
22 : 버퍼 회로부 24 : 피크 검출부
26 : RC 필터부 28 : AD 변환부
30 : 연산부

Claims (6)

1. 휴대폰을 포함한 휴대 단말기에 탑재되는 진동 모터의 진동력을 측정하는 진동 모터의 진동력 측정 장치에 있어서,
   상기 진동 모터의 하부면에 밀착되며 진동 모터의 진동을 완충시키는 완충부재;
   상기 완충부재의 하부에 밀착되며 진동 모터의 진동 세기에 따라 전기적 신호를 출력하는 가속도 센서;
   상기 가속도 센서의 출력으로부터 피크치를 검출하여 DC 레벨로 출력하는 피크 검출부;
   상기 피크 검출부에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 AD 변환부; 및
   상기 AD 변환부로부터 출력된 디지털 신호로부터 진동 모터의 진동력을 연산하는 연산부를 포함하여 구성되며,
   상기 가속도 센서는 X, Y, Z 3축의 진동을 감지하여 각각의 축에서의 진동을 소정 파형으로 출력하는 센서이고, 상기 가속도 센서의 후단에는 가속도 센서의 출력을 안정화시키는 버퍼 회로부가 설치되는 것을 특징으로 하는 진동 모터의 진동력 측정 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 완충부재는 스폰지인 것을 특징으로 하는 진동 모터의 진동력 측정 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 완충부재는 스프링인 것을 특징으로 하는 진동 모터의 진동력 측정 장치.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 피크 검출부와 AD 변환부 사이에는 노이즈 성분을 제거하는 RC 필터부가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 진동 모터의 진동력 측정 장치.

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