KR101181659B1 - 소형 진동 장치의 최대 진동 주파수를 검출하는 방법 및 그 장치 - Google Patents

소형 진동 장치의 최대 진동 주파수를 검출하는 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

소형 진동 장치의 잔여 진동 주파수를 측정함으로써, 소형 진동 장치의 최대진동 주파수를 측정하는 방법 및 그 장치를 제공한다.
소형 진동 장치의 최대 진동 주파수는, 최대 진동 세기를 도출하게 하는 인자로서, 소형 진동 장치 자체의 노화 또는 소형 진동 장치에 가해지는 외부로부터의 충격으로 인해 쉽게 변동된다. 따라서, 소형 진동 장치의 변경된 최대 진동 주파수를 측정할 필요가 있으며, 이를 위해, 소형 진동 장치로 인가되던 신호가 중단되었을 때의 소형 진동 장치의 진동 (잔여 진동) 의 주파수를 비교기를 이용하여 측정한다.

Description

소형 진동 장치의 최대 진동 주파수를 검출하는 방법 및 그 장치{A METHOD FOR DETECTING MAX OSCILLATING FREQUENCY OF A SMALL-SIZED OSCILLATORY APPARATUS AND DEVICE THEROF}
본 발명은 소형 진동 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소형 진동 장치의 최대 진동을 야기하는 최대 진동 주파수를 검출하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
소형 진동 장치는 휴대용 전자기기, 특히 휴대폰, 스마트폰 등 소형의 모바일 기기에서 진동을 필요로 하는 다양한 곳에 사용된다. 소형 진동 장치는 예를 들어, LRA (Linear Resonant Actuator), ERM (Eccentric Rotating Mass), Bar 형태의 BLDC 모터 등이 있다. 이러한 소형 진동 장치는, 예를 들어, 모바일 기기에 내장되고, 예를 들어 햅틱 (Haptic) 과 같은 알고리즘을 이용하여 여러가지 패턴 진동을 발생시킨다.
이동 통신 단말기 등과 같이, 소형 진동 장치가 부착된 제품이 소형화 및 경경량화됨에 따라 제품의 휴대성이 높아지고, 이에 따라 제품의 이동성이 높아져 제품에 충격이 가해지는 빈도수가 증가하고 있다. 제품에 가해지는 충격이 빈번할수록, 제품에 내장된 소형 진동 장치의 진동 세기와 관련되는 최대 진동 주파수는 더 쉽게 변경될 수 있다. 이처럼 제품에 충격이 가해지는 경우 이외에도, 제품을 오래 사용함으로써 진동 장치가 노화되어 진동 장치의 최대 진동 주파수가 변경될 수도 있다. 이와 관련하여, 도 1a 내지 도 1c 는, 제품에 부착/내장된 소형 진동 장치의 최초 최대 진동 주파수가, 예를 들어 175 Hz 인 경우에, 제품의 오랜 사용 또는 제품에 가해지는 충격으로 커지거나 작아지는 현상에 대해 도시한다. 도 1a 은 이상적인 경우를 도시한 것으로, 시간의 흘러도 진동 장치의 최대 진동 주파수가 변경되지 않는 경우이다. 그러나 앞서 서술한 바와 같이, 진동 장치의 최대 진동 주파수는 외부의 충격 또는 진동 장치의 노화로 인해, 도 1b 및 도 1c 에서 도시된 바와 같이, 감소 (도 1b) 하거나 증가 (도 1c) 할 수 있다. 이러한 진동 장치의 최대 진동 주파수 변경은 빈번하게 발생될 수 있으며, 이러한 진동 장치의 최대 진동 주파수 변경은 제품의 진동 세기를 약화시켜 제품의 수율을 낯추는 문제점을 발생시킬 수 있다. 따라서, 진동 장치에서 원래의 진동 특성을 유지하기 위해 진동 장치의 최대 진동 주파수를 조정할 필요가 있으며, 최대 진동 주파수를 조정하기 위해서는 변동된 최대 진동 주파수를 손쉽게 찾아낼 수 있는 방법이 요구된다. 즉, 진동 장치의 최대 진동 주파수는, 일정 주기마다 조정될 필요가 있으며, 또한, 제품의 동작 중에 발생되는, 진동 장치의 최대 진동 주파수 변경에 응답하여 조정될 필요도 있으며, 또한, 사용자에 필요에 의해서도 조정될 필요가 있다.
도 2 에서는, (소형) 진동 장치 (100) 를 구동시키는 종래의 시스템 (200) 이 도시된다. 진동 장치를 구동시키는 종래의 시스템 (200) 은, 호스트부 (210) 및 구동부 (220) 를 포함한다. 호스트부 (210) 는 소형 진동 장치 (100) 를 구동시키는데 필요한 주파수를 생성하는 신호 (예를 들어, 펄스 폭을 변조하는 구동신호 및 진동 장치 구동 모듈 (230) 의 동작을 개시하도록 하는 제어 신호) 를 진동 장치 구동 모듈 (230) 로 전송한다. 또한, 호스트부 (210) 는 통신선을 통해 구동부 (220) 와 커플링되고 통신선을 통해 구동부 (220) 의 기능을 설정한다. 한편, 구동부 (220) 는 진동 장치 구동 모듈 (230) 및 제어 모듈 (240) 을 포함한다. 제어 모듈 (240) 은 호스트부 (210) 와 통신하면서, 구동부 (220) 의 기능을 설정한다. 진동 장치 구동 모듈 (230) 은, 제어 모듈 (240) 에 따라 설정될 수 있으며, 또한, 진동 장치 구동 모듈 (230) 은 호스트부 (210) 로부터 수신된 신호에 따라 진동 장치 (100) 의 구동을 위한 구동신호를 생성하고, 소형 진동 장치 (100) 에 구동신호를 인가하여 동작시킨다. 이와 같이, 진동 장치를 구동시키는 종래의 시스템 (200) 에서는, 진동 장치를 구동시킬 뿐, 진동 장치를 구동하는데 있어 진동 장치의 최대 진동 주파수를 측정하는 기능이 없다. 즉, 진동 장치를 구동시키는 종래의 시스템 (200) 에서는 소형 진동 장치의 최대 진동 주파수가 변경되어도 그 변경을 알 수 있는 방법이 없다. 진동 장치 (100) 의 진동 세기가 최대 진동 주파수에 의해 좌우됨을 감안하면, 진동 장치의 최대 진동 주파수 변경을 감지하지 못하는 종래의 시스템 (200) 은, 결국 진동 장치의 진동 세기를 약하게하여 진동 장치가 제대로 동작하지 못하는 문제점을 갖게 한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 진동 장치 (100) 를 구동시키는 종래의 시스템 (200) 에 가속도 센서 (출력신호를 처리하여 물체의 가속도, 진동, 충격 등의 동적 힘을 측정하는 센서; 미도시) 를 내장/부착하여, 진동 장치 (100) 의 최대 주파수 변경을 감지하는 방법이 제안된다. 그러나 이러한 방법은, 가속도 센서의 구입, 가속도 센서의 내장 또는 부착을 위한 구조 설계로 인해 추가적인 비용을 발생시키며, 전체적인 시스템을 복잡하게 만들 수 있다.
앞서 살펴본 바와 같이, 진동 장치는 외부의 충격 또는 노화로 인해, 진동 장치의 진동의 일정 세기를 도출하도록 하는 최대 진동 주파수가 변경되기가 쉽다. 그러나 종래의 진동 장치를 구동시키는 시스템에서는, 변경된 최대 진동 주파수를 검출할 수가 없으므로, 진동 장치의 최대 진동 주파수를 보정할 수 없었으며, 이에 따라, 종래의 진동 장치는 매우 좁은 영역 안에 위치한 고유 진동 주파수를 가질 수밖에 없게 되었으며, 이러한 종래의 진동 장치를 부착한 제품은 미세한 충격에도 쉽게 불량 제품으로 판정되어 제품의 생산 단가가 높아지는 문제점을 가졌다. 다만, 종래의 진동 장치를 구동시키는 시스템에서는 대안적으로 가속도 센서를 시스템에 내장하는 것을 고려해볼 수 있으나, 이러한 가속도 센서의 내장은 시스템의 설계를 복잡하게 하고 추가적인 자원을 발생시키므로, 비용적인 측면이나 설계상의 측면에서 유용하지 않다. 따라서, 이하에서는, 경제적이면서, 설계하기 편리한, 소형 진동 장치의 최대 진동 주파수를 검출하는 방법 및 그 장치에 대해 서술한다.
진동 장치를 부착한 제품의 진동 세기를 일정하게 유지하기 위해, 진동 장치의 최대 진동 주파수를 정확하게 검출하는 것을 목적으로 한다. 또한, 진동 장치의 최대 진동 주파수를 효과적으로 검출하는 것을 목적으로 한다. 또한, 설계가 용이하면서 비용이 절감되는, 진동 장치의 최대 진동 주파수를 검출하는 장치를 구현하는 것을 목적으로 한다. 또한, 검출 속도가 빠른, 진동 장치의 최대 진동 주파수를 검출하는 장치를 구현하는 것을 목적으로 한다. 또한, 진동 장치를 부착한 제품 스스로가 자신의 진동 장치의 최대 진동 주파수를 찾아내도록 하여 넓은 범위의 고유 진동 주파수를 갖는 제품을 생산하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 진동 장치, 구체적으로는 소형 진동 장치에 대한 최대 진동 주파수를 검출하는 방법 및 장치에 관한 발명으로, 소형 진동 장치는, 예를 들어, LRA (Linear Resonant Actuator), ERM (Eccentric Rotating Mass), Bar 형태의 BLDC 모터 등을 포함한다.
본 발명에서의 장치는, 진동 장치에 대한 최대 진동 주파수를 검출하는 장치로서, 진동 장치의 제 1 잔여 진동 신호 및 제 2 잔여 진동 신호를 수신하는 비교기, 및 비교기의 출력값에 기초하여, 진동 장치의 최대 진동 주파수를 결정하는 연산 모듈을 포함하고, 제 1 잔여 진동 신호 및 제 2 잔여 진동 신호는, 진동 장치의 구동을 위한 신호가 인가된 이후 상기 신호의 인가가 중단될 때, 진동 장치에 잔재 (殘在) 된 진동으로서, 비교기로 전달된다. 특히 비교기는, 제 1 잔여 진동 신호 및 제 2 잔여 진동 신호를 비교하여 구형파를 발생시키며, 연산 모듈은, 비교기의 출력의 주기가 소정의 값에 도달할때까지의 시간을 측정하고, 측정된 시간을 소정의 값으로 나눈 값을 진동 장치에 대한 최대 진동 주파수로 결정한다.
본 발명에 따르면, 효과적으로 소형 진동 장치의 최대 진동 주파수를 검출할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 소형 진동 장치의 최대 진동 주파수를 검출하는 장치는 설계가 용이하면서 비용이 절감되는 효과를 갖는다. 또한, 본 발명에 따르면, 소형 진동 장치의 최대 진동 주파수를 검출하는 장치는 그 검출 속도가 빠른 효과를 갖는다. 또한, 본 발명에 따르면, 소형 진동 장치의 최대 진동 주파수를 검출함으로써 소형 진동 장치를 부착한 제품의 진동 세기를 일정하게 유지하게 하는 효과를 갖는다. 또한, 본 발명에 따르면, 진동 장치를 부착한 제품 스스로가 자신의 진동 장치의 최대 진동 주파수를 찾아내도록 하여 넓은 범위의 고유 진동 주파수를 갖는 제품의 생산을 가능하도록 하고, 그 결과 더 많은 양품을 생산할 수 있어 제품 생산에 드는 단가가 낮춰지는 효과를 갖는다.
도 1a 내지 도 1c 는, 소형 진동 장치의 최초 최대 진동 주파수가 시간의 흐름에 따라 커지거나 작아지는 현상에 대해 도시한다.
도 2 는, (소형) 진동 장치를 구동시키는 종래의 시스템을 도시한 것이다.
도 3 는, (소형) 진동 장치를 구동시키는 본원 시스템의 일 실시예를 도시한 것이다.
도 4 는, 시간적 순서에 따라, (소형) 진동 장치의 최대 진동 주파수를 검출하는 시스템의 동작 모습을 도시한 것이다.
도 5 는, 도 4 의 기간 t4 에서, (소형) 진동 장치의 최대 진동 주파수를 측정하는 방법과 관련된다.
도 6 은, (소형) 진동 장치를 구동시키는 본원 시스템의 또 다른 일 실시예를 도시한 것이다.
도 7 은, (소형) 진동 장치를 구동시키는 본원 시스템의 또 다른 일 실시예를 도시한 것이다.
진동 장치의 구동에 인가되는 신호가 인가되었다가 갑자기 중단되었을 때 진동 장치의 진동은 바로 중단되는 것이 아니라, 일정 기간 동안 잔여 (殘餘) 하며, 이때 잔여 진동의 주파수가 공진 주파수이자 최대 진동 주파수임을 착안하여 진동 장치의 최대 주파수를 검출한다. 즉, 진동 장치가 잔여 진동 상태일 때, 역기전력에 의해 본래 멈추어야 할 구동신호선 (즉, 진동 장치에 직접 연결되고 진동 장치를 구동시키는데 이용되는 선) 에 잔여 진동이 유기 (induction) 되며 이를 이용하여 진동 장치의 최대 주파수를 검출한다. 이와 관련하여 이하에서는, 진동 장치의 최대 진동 주파수를 검출하는 장치 및 방법에 대해 서술한다.
도 3 에서는, 소형 진동 장치를 구동시키는 본원 시스템 (300) 의 일 실시예를 도시한다. 시스템 (300) 은 호스트부 (310) 및 구동부 (320) 를 포함한다.
호스트부 (310) 는 소형 진동 장치 (100) 를 구동시키는데 필요한 주파수를 생성하는 신호, 예를 들어, 제어 신호 (예를 들어 동작 Enable 신호) 및 구동 신호 (예를 들어, PWM) 를 직렬 또는 병렬 통신 등의 수단을 통해 진동 장치 구동 모듈 (330) 로 전송한다. 또한, 호스트부 (310) 는, I2C (Inter Integrated Circuit), UART (Universal Asynchronous Receiver and Transmitter), SPI (Serial Peripheral Interface) 등의 직렬 통신 또는 데이터를 하나 이상의 선으로 전달하는 병렬 통신인 통신선을 통해, 제어/연산 모듈 (340) 과 통신하며, 제어/연산 모듈 (340) 로부터 수신된 신호에 기초하여 진동 장치 (100) 를 구동시키는데 필요한 주파수를 생성하는 신호, 예를 들어, 제어 신호 및 구동 신호를 제어한다.
한편, 구동부 (320) 는, 진동 장치 구동 모듈 (330), 제어/연산 모듈 (340), 비교기 (350) 및 타이머 (360) 를 포함한다. 진동 장치 구동 모듈 (330) 은, 호스트부 (310) 로부터 수신된 신호에 기초하여, 진동 장치 (100) 의 구동을 위한 신호를 생성하고, 생성된 신호를 진동 장치 (100) 에 인가한다. 비교기 (350) 는, 잔여 진동 신호, 즉, 구동신호1 및 구동신호2 를 입력받으며, 입력받은 구동신호1 및 구동신호2 의 전압값을 비교하여 구형파를 발생시킨다. 또한, 비교기 (350) 는 아날로그 비교기 또는 아날로그 증폭기일 수 있으며, 필요에 따라서는 입력단에 로우패스 필터 (low pass filter) 를 구비하거나 히스테리시스 (hysteresis) 특성을 갖도록 하여, 구동신호1 및 구동신호2 에 포함된 노이즈를 제거할 수도 있다. 이러한 비교기 (350) 덕분에, 잔여 진동 신호를 제어/연산 모듈 (340) 에 입력하기에 앞서 잔여 진동 신호를 아날로그-디지털 변환하는 소자가 필요하지 않게 된다. 제어/연산 모듈 (340) 은, 비교기 (350) 로부터 수신한 신호에 기초하여, 진동 장치 (100) 의 최대 진동 주파수를 측정하는 모듈로서, 제어 로직으로 구현되거나, MCU 와 같은 S/W 프로그램에 의해 유연하게 대응될 수 있도록 구현될 수 있다. 또한, 제어/연산 모듈 (340) 은, 호스트부 (210) 와 통신하면서 구동부 (220) 의 기능을 설정할 수도 있다. 또한, 제어/연산 모듈 (340) 은, 비교기 (350) 로부터 수신한 신호에 기초하여, 진동 장치 (100) 의 잔여 진동을 감지한다. 또한, 제어/연산 모듈 (340) 은, 호스트부 (310) 로부터 제어 신호를 입력받아 비교기 (350) 로 제어 신호 (Enable 신호) 를 인가한다. 제어/연산 모듈 (340) 의 보다 자세한 동작에 대해서는, 도 4 및 도 5 와 함께 이하에서 서술된다. 타이머 (360) 는 제어/연산 모듈 (340) 의 최대 진동 주파수 연산에 필요한 시간을 측정할 수 있도록 하는 장치이다.
도 4 는, 시간적 순서에 따라, 진동 장치의 최대 진동 주파수를 검출하는 시스템의 동작 모습을 도시한 것이다. 이와 관련하여, 도 4 의 t1 내지 t5 기간의 길이는 서로 상이하거나 같을 수 있으며, 도 4 에서는 신호 전달에 의한 지연은 고려되지 않았다. 또한, 도 4 의 (a) 에서는, 시간에 따른 호스트부 (310) 의 동작 상태를 도시한 것이며, 도 4 의 (b) 에서는 시간에 따른 구동부 (320) 의 동작 상태를 도시한 것이다. 그리고, t2 은, 진동장치에 구동신호가 인가되기 이전의 초기화/대기 기간, t3 는 진동 장치의 구동 기간, 즉, 진동 장치로 진동 장치의 제어 및 구동에 관한 신호가 인가되는 기간이며, t4 은 최대진동 주파수를 측정하는 기간이다.
이하에서는, 시간적 순서에 따른 도 4 의 모습을 보다 구체적으로 서술한다. 최대 진동 주파수 측정이 개시되면, 호스트부 (310) 는, 기간 t1 동안 구동부 (320) (또는 제어/연산 모듈 (340)) 로, 진동 장치 (100) 의 최대 주파수 측정이 개시되었음을 나타내는 '최대 진동 주파수 측정 명령'을 전송하며, 이와 같은 명령은 호스트부 (310) 과 연결된 통신선을 통해, 구동부 (320) 로 전송될 수 있다 (기간 t1). 이와 관련하여, 진동 장치 (100) 의 최대 주파수 측정은, 주기적으로 요구될 수 있으며, 또는, 시스템 (300) 에서 진동 장치 (100) 의 최대 주파수 변동을 감지할 때마다 요구될 수도 있으며, 사용자의 필요에 따라 요구될 수도 있다. 기간 t1 이후, 호스트부 (310) 은 대기 상태에 있으며, 구동부 (320) 는 진동 장치의 최대 주파수 측정을 개시하기 위한 초기화 동작을 수행한다 (기간 t2). 이후, 호스트부 (310) 이 진동 장치 (100) 를 구동시키기 위해, 구동부 (320) (또는 진동 장치 구동 모듈 (330)) 로 신호를 인가하는 동안, 구동부 (320) 는 호스트부 (310) 로부터 수신된 신호에 따라 진동 장치를 구동시킨다 (기간 t3). 따라서, 기간 t3 동안에는 진동 장치 (100) 가 진동을 하게 된다. 이후, 호스트부 (310) 은 진동 장치를 구동하는 신호를 인가하는 것을 중단할 수 있으며, 이에 따라 구동부 (320) 는, 소형 진동 장치로의 구동 신호 인가를 중단한다 (기간 t4). 기간 t4 동안, 소형 진동 장치의 진동은 완전히 멈추는 것이 아니라, 관성의 법칙에 따라 서서히 감소하면서 잔여 진동을 발생시키며, 이러한 잔여 진동은 진동 장치 (100) 와 연결된 회로를 통해 구동신호1 및 구동신호2 로 발생되며, 구동신호1 및 구동신호2 는 구동부 (320) 에 의해 감지된다. 앞서 서술된 바와 같이, 이러한 잔여 진동의 주파수는 진동 장치 주파수의 최대 진동 주파수와 동일한 값을 가지므로, 구동부 (320) 는 잔여 진동의 주파수를 측정하여 진동 주파수의 최대 진동 주파수를 검출할 수 있다. 즉, 구동부 (320) 는 비교기 (350) 를 이용하여 잔여 진동 (즉, 구동신호1 및 구동신호2) 을 증폭한 결과로부터 진동 장치의 최대 진동 주파수를 간단히 측정할 수 있다. 그 후 그 측정 결과를, 구동부 (320) 가 호스트부과 연결된 통신선을 통해 호스트부 (310) 로 전송하면 (기간 t5), 호스트부 (310) 은 검출된 최대 진동 주파수로 진동 장치가 동작할 수 있도록, 구동부 (320) 에 인가하는 신호를 조정한다.
도 5 는, 기간 t4 동안, 구동부 (320), 특히 제어/연산 모듈 (340) 및 비교기 (350) 에서 최대진동주파수를 측정하는 방법과 관련된다. 앞서 서술된 바와 같이, 진동 장치의 최대 진동 주파수 검출 동작이 개시된 이후, 호스트부의 신호 인가가 중단된 경우, 진동 장치는 관성에 의해 계속 진동하게 되고, 이러한 잔여 진동은 구동신호1 및 구동신호2 로 비교기 (350) 에 전달되며, 비교기 (350) 는 구동신호1 및 구동신호2 의 전압값을 비교하여 구형파를 발생시킨다. 이러한 비교기의 구형파의 모습은 도 5 의 하단부분에 도시된 바와 같으며, 이러한 비교기의 출력 신호는 제어/연산 모듈 (340) 에서 수신된다. 다만, 비교기 동작 초기에 인가되는 잔여 진동 (구동신호1 및 구동신호2) 이 불안정한 점을 감안하여, 제어/연산 모듈 (340) 은 처음 얼마동안의 시간에서의 비교기의 출력을 무시하며, 또한 시간의 경과에 따라 잔여진동은 약해짐을 감안하여 나중의 얼마동안의 시간에서의 비교기 출력은 무시한다. 이를 고려하여, 신뢰할 수 있는 측정 결과를 얻으려면 잔여진동의 세기가 충분히 유지되어 측정 오차가 커지지 않는 소정의 주기 (N번째 주기) 를 주파수 측정의 주기로 삼는다. 한편, 제어/연산 모듈 (340) 은 비교기 (350) 의 출력신호를 측정 시작함과 동시에, 타이머 (360) 를 시작시킨다. 제어/연산 모듈 (340) 은 비교기 (350) 의 출력신호의 주기를 카운팅하며, 카운팅된 비교기 출력신호의 주기가 소정의 주기만큼 경과되는데 걸리는 시간을 타이머 (360) 를 이용하여 측정함으로써 최대 진동 주파수를 검출한다. 즉, 예를 들어, 비교기 (350) 의 출력신호의 주기의 개수가 N 이라면, N 주기 동안 걸리는 시간 (N주기의 시간) 을 타이머 (360) 를 이용하여 측정하며, N/(N 주기의 시간)을 계산하여 최대진동 주파수를 도출한다 (즉, 최대진동 주파수 = N/(N 주기의 시간)). 이때 비교기 (350) 의 출력신호는 구형파이므로, 비교기 (350) 의 출력신호인 구형파의 주기 측정은 당업자에게 자명하다. 즉, ADC 와 같은 별도의 아날로그-디지털 변환 소자 없이도, 제어/연산 모듈 (340) 은, 비교기 (350) 의 출력신호가 구형파 신호 (즉, 하이 (HIGH) 또는 로우 (LOW) 의 2 가지 상태만을 갖는 디지털 신호인 신호) 이어서, 비교기 (350) 의 출력 신호의 주기를 쉽게 카운팅할 수 있다. 예를 들어, 제어/연산 모듈 (340) 은, 비교기 (350) 의 출력 신호의 상승 에지만 (또는 하강 에지만) 을 카운팅하고, 그 카운팅된 횟수를 비교기 (350) 의 출력신호의 주기로 결정할 수 있다. 이러한 방법으로 계산된 비교기 (350) 의 출력신호의 주기를, 제어/연산 모듈 (340) 은, 타이머 (350) 에 의해 측정된 시간으로 나누어 진동장치의 최대진동 주파수를 도출할 수 있다.
도 6 은, 진동 장치를 구동시키는 본원 시스템 (600) 의 또 다른 일 실시 예를 도시한다. 도 6 의 시스템 (600) 에서 진동 장치 (100) 의 최대 진동 주파수를 측정하는 동작 과정은 도 3 의 시스템 (300) 과 동일하다. 다만, 도 3 의 시스템 (300) 과 비교하면, 호스트부 (310) 의 기능이 구동부 (620) 에 포함되는 차이점이 있다. 즉, 신호 발생 모듈 (610) 을 구동부 (620) 에 추가하고, 신호 발생 모듈 (610) 이 진동 장치 구동 모듈 (630) 에 구동 신호를 인가하도록 하며, 또한, 진동 장치에 인가되는 제어 신호는 제어/연산 장치 (640) 가 인가하도록 한다. 이러한 도 6 의 시스템 (600) 의 구현은, 시스템을 보다 집약적으로 구현할 수 있도록 하고, 또한 보다 간단하면서 자원이 적게 요구되는 구현을 가능하게 한다. 실제로, 도 3 의 구동모듈 (320) 이나 도 6 의 구동모듈 (620) 은 마이크로컨트롤러를 내장한 하나의 집적회로 IC 형태로도 용이하게 구현할 수 있다.
도 7 은, 진동 장치를 구동시키는 본원 시스템 (700) 의 또 다른 일 실시 예를 도시한다. 도 7 의 시스템 (700) 에서 진동 장치 (100) 의 최대 진동 주파수를 측정하는 동작 과정은 도 3 의 시스템 (300) 과 동일하다. 다만, 도 7 의 시스템 (700) 을 도 3 의 시스템 (300) 과 비교하면, 도 3 의 구동부 (320) 에 포함되었던 구성요소들 중, 진동장치 구동 모듈 (330) 및 비교기 (350) 를 제외한 나머지 구성요소들을 호스트부 (710) 에 포함시킨 차이점이 있다. 즉, 호스트부 (710) 가 직접 진동장치 구동 모듈 (730) 및 비교기 (750) 을 제어하고, 비교기 (750) 의 출력을 받아들여 주파수를 계산한다. 따라서, 최대 진동 주파수를 검출하기 위해, (호스트부가 직접 주파수 검출 명령 등을 위한 제어를 하기 때문에) 구동부 (720) 는 별도로 주파수 검출 명령을 내릴 필요가 없으므로, 호스트부 (710) 는 구동부 (720) 의 진동장치 구동 모듈 (730) 및 비교기 (750) 를 제어하기 위한 신호만을 생성하면 된다. 즉, 앞서 기재된 바와 같이, 호스트부 (710) 에는 도 3 의 제어 연산 모듈의 동작에 대응되는 동작을 수행하는 구성, 및 도 3 의 타이머의 동작에 대응되는 동작을 수행하는 구성이 포함되어 있으므로, 구동부 (720) 는 별도의 제어 모듈을 구비할 필요가 없으며, 이에 구동부 (720) 를 가장 단순한 구조 (structure) 로 설계할 수 있다. 이로 인해, 최소한의 하드웨어의 구성으로 최대 진동 주파수를 검출하는 장치를 구현할 수 있으며, 결과적으로 비용 및 자원을 절감할 수 있다.
개시되어 있는 실시형태들에 대한 상기의 설명은 당업자로 하여금 본 발명을 제조 또는 이용할 수 있도록 제공된다. 당업자는 이들 실시형태에 대한 다양한 변형들을 명백히 알 수 있으며, 여기에서 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고도 다른 실시형태들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 여기에서 설명된 실시형태들에 제한되는 것이 아니라, 이하 청구항에 의해 정의된 바와 같은 원리 및 신규한 특징들과 부합하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
여기에서 "예시적인" 이라는 용어는 "예, 예시, 또는 예증으로서 제공되는"의 의미로 사용된다. "예시적인" 것으로서 여기에서 설명되는 임의의 실시형태 또는 설계는 다른 실시형태에 비하여 반드시 바람직하거나 유리한 것으로서 해석할 필요는 없다.
100 : 소형진동장치
310 : 호스트부 320 : 구동부
330 : 진동 장치 구동 모듈 340 : 제어/연산 모듈
350 : 비교기 360 : 타이머

Claims (14)

  1. 진동 장치에 대한 최대 진동 주파수를 검출하는 장치로서,
    상기 진동 장치의 제 1 잔여 진동 신호 및 제 2 잔여 진동 신호를 수신하는 비교기; 및
    상기 비교기의 출력값에 기초하여, 상기 진동 장치의 최대 진동 주파수를 결정하는 연산 모듈을 포함하고,
    상기 제 1 잔여 진동 신호 및 제 2 잔여 진동 신호는, 상기 진동 장치의 구동을 위한 신호가 인가된 이후 상기 신호의 인가가 중단될 때, 상기 진동 장치에 잔재 (殘在) 된 진동으로서, 상기 비교기로 전달되는, 최대 진동 주파수 검출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 비교기는, 상기 제 1 잔여 진동 신호 및 제 2 잔여 진동 신호를 비교하여 구형파를 발생시키는, 최대 진동 주파수 검출 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 연산 모듈은,
    상기 비교기의 출력의 주기가 소정의 값에 도달할때까지의 시간을 측정하고,
    상기 측정된 시간을 상기 소정의 값으로 나눈 값을 상기 진동 장치에 대한 최대 진동 주파수로 결정하는, 최대 진동 주파수 검출 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 진동 장치가 구동할 수 있도록 하는 신호를 인가하는 호스트부를 더 포함하는, 최대 진동 주파수 검출 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 호스트부는 상기 연산 모듈과 커플링됨으로써 상기 장치에 포함되는, 최대진동주파수 검출 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 진동 장치의 구동을 위한 신호가 상기 호스트부로부터 인가된 이후, 상기 호스트부가 신호를 인가하는 것을 중단하였음을 감지하는, 진동 장치 구동 모듈을 더 포함하는, 최대진동주파수 검출 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 비교기는, 아날로그 비교기 또는 아날로그 증폭기를 포함하는, 최대진동주파수 검출 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 비교기는, 로우패스 필터 (low pass filter) 를 구비한 입력단을 포함하는, 최대진동주파수 검출 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 비교기는, 히스테리시스 (hysteresis) 특성을 갖는 입력단을 포함하는, 최대진동주파수 검출 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 진동 장치는 소형 진동 장치로서, LRA (Linear Resonant Actuator), ERM (Eccentric Rotating Mass), 바 (Bar) 형태의 BLDC 모터를 포함하는, 최대진동주파수 검출 장치.
  11. 진동 장치에 대한 최대 진동 주파수를 검출하는 방법으로서,
    상기 진동 장치의 구동을 위한 신호를 인가하는 단계; 및
    상기 진동 장치의 제 1 잔여 진동의 전압 및 제 2 잔여 진동의 전압을 측정하고, 상기 측정된 제 1 잔여 진동의 전압 및 상기 측정된 제 2 잔여 진동의 전압에 기초하여 발생된 구형파의 주기를 측정함으로써 상기 진동 장치에 대한 최대 진동 주파수로 결정하는 단계를 포함하는, 최대 진동 주파수 검출 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 인가하는 단계 이후, 및 상기 결정하는 단계 이전에, 상기 신호의 인가가 중단됨을 감지하는 단계를 더 포함하는, 최대 진동 주파수 검출 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는, 잔여 진동이 검출되는 기간 동안에 상기 진동 장치에 대한 최대 진동 주파수를 결정하며,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 발생된 구형파의 주기를 카운팅하는 단계;
    상기 카운팅 횟수가 소정의 값에 도달할 때까지의 시간을 측정하는 단계; 및
    상기 소정의 값을 상기 측정된 시간으로 나눈 값을, 상기 진동 장치에 대한 최대 진동 주파수로 결정하는 단계를 포함하는, 최대 진동 주파수 검출 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 진동 장치는 소형 진동 장치로서, LRA (Linear Resonant Actuator), ERM (Eccentric Rotating Mass), 바 (Bar) 형태의 BLDC 모터를 포함하는, 최대 진동 주파수 검출 방법.
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