KR101224436B1 - Vibration generating module, actuator using the same, and handheld device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 진동발생 모듈 및 이를 이용한 액추에이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 영구자석과 교번되는 전자기력을 발생하는 솔레노이드를 이용하여 자기력을 생성하고, 생성된 자기력에 따라 영구자석 또는 솔레노이드가 이동함으로써 관성 또는 충격에 의한 진동을 발생하는 진동발생 모듈 및 이를 이용한 액추에이터에 관한 것이다.The present invention relates to a vibration generating module and an actuator using the same, and more particularly, to generate a magnetic force using a solenoid generating an electromagnetic force alternating with a permanent magnet, and inertia or by moving the permanent magnet or solenoid according to the generated magnetic force It relates to a vibration generating module for generating a vibration by the impact and the actuator using the same.
최근 휴대용 전자기기의 보급과 더불어 터치스크린의 활용이 눈에 띄게 늘어나고 있는 추세이다. 이에 발맞추어 종래에는 클릭돔 형식으로 사용되던 키패드가 최근에는 터치스크린 상에 구현되고 있는 실정이다.
Recently, with the spread of portable electronic devices, the use of touch screens is increasing significantly. In response to this, a keypad, which is conventionally used in the form of a click dome, is recently implemented on a touch screen.
터치스크린 상에 구현되는 키패드는 진동이나 햅틱 피드백이 없는 경우 사용자가 입력 여부를 알 수 없는 문제점이 있었다. 따라서 터치스크린 방식의 입력장치가 사용되는 휴대용 전자기기에 햅틱 피드백의 일종인 진동에 의한 촉감을 발생시킴으로서 사용자가 터치스크린에 입력되는 값을 일일이 확인해야 하는 번거로움을 해소하고자 하는 노력이 있어 왔다.
The keypad implemented on the touch screen has a problem in that the user does not know whether the user inputs when there is no vibration or haptic feedback. Therefore, there has been an effort to solve the inconvenience of having to check the value input to the touch screen by generating a touch caused by vibration, which is a kind of haptic feedback, in a portable electronic device using a touch screen type input device.
그러나, 종래의 코인형 또는 바아형 진동모터는 응답시간이 길어 햅틱 피드백 기능을 구현하는데 한계가 있었다. 반면에 응답시간이 짧고, 소모전력이 낮으며, 신뢰도가 높은 선형모터가 제안되었으나, 종래의 선형모터는 하나의 공진 주파수만 가지며, 공진 주파수에서 2~3Hz 정도만 벗어나더라도 진동력이 급격하게 저하되는 단점이 있다. 그리고 선형모터 또한 응답속도가 25ms 정도로 여전히 느려 실재감 있는 버튼 클릭감을 모사하는 것과 다양한 햅틱 진동 패턴을 제공하는데 한계가 있어왔다.
However, the conventional coin-type or bar-type vibration motor has a long response time, and thus has a limitation in implementing a haptic feedback function. On the other hand, linear motors with short response times, low power consumption, and high reliability have been proposed, but conventional linear motors have only one resonant frequency. There are disadvantages. Linear motors have also been limited in their ability to simulate realistic button clicks and provide a variety of haptic vibration patterns, with a slow response time of around 25ms.
한편, 종래의 발명은 휴대폰에 진동에 의한 촉감을 제공하기 위하여 안정구조를 활용하여 왔다. 이러한 안정구조에 의한 햅틱 피드백은 임팩트 바이브레이션(Impact Vibration)이 약하게 발생되는 문제가 있었다.On the other hand, the conventional invention has utilized a stable structure to provide a touch by vibration to the mobile phone. Haptic feedback due to such a stable structure has a problem that the impact vibration (weak) is weakly generated.
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 영구자석과 교번되는 전자기력을 발생하는 솔레노이드 및 불안정 구조를 이용하여 응답반응 속도가 현저히 빠르며, 충격에 의한 진동발생시에 여진이 발생하지 않고, 임팩트 바이브레이션이 강하게 발생되는 진동발생 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention was created to solve the problems described above, using a solenoid and an unstable structure that generates an electromagnetic force alternating with a permanent magnet, the response speed is remarkably fast, and aftershocks occur when vibration is generated by impact. Instead, an object of the present invention is to provide a vibration generating module in which impact vibration is strongly generated.
또한, 본 발명은 영구자석과 솔레노이드 코일에 의해 생성되는 자기장의 자기경로를 효율적으로 설계함으로써 공진주파수에서의 진폭을 증가시켜 사용자에게 더욱 민감한 진동에 의한 촉감을 전달하는데 그 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to efficiently design the magnetic path of the magnetic field generated by the permanent magnet and the solenoid coil to increase the amplitude at the resonant frequency to deliver the touch by the vibration more sensitive to the user.
그러나, 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
전술한 본 발명의 목적은, 인가되는 자극 변환신호에 따라 교번되는 전자기력을 발생하는 전자기력발생수단(110); 전자기력발생수단(110)의 내측에 위치하여 자기력을 발생하는 자기력발생수단(120); 및 전자기력발생수단(110)과 자기력발생수단(120)에 의해 생성된 자기장의 자기경로를 제공하는 자성체;를 포함하며, 자극 변환신호에 따라 일측 방향으로 전자기력발생수단(110) 또는 자기력발생수단(120)이 이동함으로써 진동을 발생하는 것을 특징으로 하는 진동발생 모듈을 제공함으로써 달성될 수 있다.The above object of the present invention, the electromagnetic force generating means 110 for generating an alternating electromagnetic force in accordance with the applied stimulus conversion signal; Magnetic force generating means 120 is located inside the electromagnetic force generating means 110 to generate a magnetic force; And a magnetic body that provides a magnetic path of the magnetic field generated by the electromagnetic force generating means 110 and the magnetic force generating means 120, and includes an electromagnetic force generating means 110 or a magnetic force generating means in one direction according to the stimulus conversion signal. It can be achieved by providing a vibration generating module, characterized in that 120 to generate a vibration by moving.
또한, 교번되는 전자기력에 따라 발생하는 자극 중 어느 하나의 자극은 자기력발생수단(120)의 어느 하나의 자극과 동일한 자극인 것을 특징으로 한다.In addition, any one of the magnetic poles generated according to the alternating electromagnetic force is characterized in that the same magnetic pole of any one of the magnetic force generating means 120.
또한, 자기력발생수단(120)은 서로 대향하는 위치에 복수로 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the magnetic force generating means 120 is characterized in that a plurality provided in a position facing each other.
또한, 자성체는 복수로 구비되는 자기력발생수단(120)의 중앙에 위치하는 제1자성체(131)인 것을 특징으로 한다.In addition, the magnetic body is characterized in that the first
또한, 자성체는 전자기력발생수단(110)의 양측과 결합하는 제2자성체(133)인 것을 특징으로 한다.In addition, the magnetic body is characterized in that the second
또한, 상기 자기력발생수단(120)의 양측과 결합하는 제3자성체(135)인 것을 특징으로 한다.In addition, it is characterized in that the third
또한, 제3자성체(135)는 자기력발생수단(120)과 함께 이동함으로써 진동을 발생하는 것을 특징으로 한다.In addition, the third
또한, 전자기력발생수단(110) 또는 자기력발생수단(120)의 이동에 따라 발생되는 진동은 충격에 의한 진동 또는 관성에 의한 진동인 것을 특징으로 한다.In addition, the vibration generated in accordance with the movement of the electromagnetic force generating means 110 or the magnetic
또한, 인가되는 자극 변환신호가 펄스폭 변조신호인 경우 충격에 의한 진동이 발생되는 것을 특징으로 한다.In addition, when the applied stimulus conversion signal is a pulse width modulation signal, it is characterized in that the vibration caused by the impact.
또한, 인가되는 자극 변환신호가 여현파 신호인 경우 관성에 의한 진동이 발생되는 것을 특징으로 한다.
In addition, when the applied stimulus conversion signal is a cosine wave signal, it is characterized in that the vibration caused by the inertia.
한편, 본 발명의 목적은 인가되는 자극 변환신호에 따라 교번되는 전자기력을 발생하는 전자기력발생수단(110), 전자기력발생수단(110)의 내측에 위치하여 자기력을 발생하는 자기력발생수단(120), 전자기력발생수단(110)과 자기력발생수단(120)에 의해 생성된 자기장의 자기경로를 제공하는 자성체;를 포함하는 진동발생 모듈; 및 자극 변환신호를 전자기력발생수단(110)에 출력하는 제어수단(210);을 포함하고, 자극 변환신호에 따라 일측 방향으로 전자기력발생수단(110) 또는 자기력발생수단(120)이 이동함으로써 진동을 발생하는 것을 특징으로 하는 액추에이터를 제공함으로써 달성될 수 있다.On the other hand, an object of the present invention is the electromagnetic force generating means 110 for generating an alternating electromagnetic force according to the applied stimulus conversion signal, the magnetic force generating means 120 for generating a magnetic force inside the electromagnetic force generating means 110, the electromagnetic force Vibration generating module including; magnetic body for providing a magnetic path of the magnetic field generated by the generating means 110 and the magnetic force generating means 120; And control means 210 for outputting a stimulus conversion signal to the electromagnetic force generating means 110, wherein the electromagnetic force generating means 110 or the magnetic
또한, 제어수단(210)은 펄스폭 변조신호를 출력하여 충격에 의한 진동을 생성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control means 210 is characterized in that for generating the vibration by the impact by outputting a pulse width modulation signal.
또한, 제어수단(210)은 여현파 신호를 출력하여 관성에 의한 진동을 생성하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the control means 210 outputs the cosine wave signal, characterized in that for generating vibration by inertia.
한편, 본 발명의 목적은 인가되는 자극 변환신호에 따라 교번되는 전자기력을 발생하는 전자기력발생수단(110), 전자기력발생수단(110)의 내측에 위치하여 자기력을 발생하는 자기력발생수단(120), 전자기력발생수단(110)과 자기력발생수단(120)에 의해 생성된 자기장의 자기경로를 제공하는 자성체, 자극 변환신호를 전자기력발생수단(110)에 출력하는 제어수단(210)을 포함하는 액추에이터; 및 휴대용 기기(300)의 상태를 감지하며, 상태에 따라 진동에 의한 촉감을 제공하기 위하여 제어수단(210)에 제어신호를 출력하는 마이크로프로세서(310);를 포함하고, 자극 변환신호에 따라 일측 방향으로 전자기력발생수단(110) 또는 자기력발생수단(120)이 이동함으로써 진동을 발생하는 것을 특징으로 하는 휴대용 기기를 제공함으로써 달성될 수 있다.On the other hand, an object of the present invention is the electromagnetic force generating means 110 for generating an alternating electromagnetic force according to the applied stimulus conversion signal, the magnetic force generating means 120 for generating a magnetic force inside the electromagnetic force generating means 110, the electromagnetic force An actuator including a magnetic body providing a magnetic path of the magnetic field generated by the generating means 110 and the magnetic force generating means 120, and a control means 210 outputting a stimulus conversion signal to the electromagnetic force generating means 110; And a
또한, 휴대용 기기(300)의 상태는 터치스크린(320)의 눌림, 터치스크린(320)에 표시되는 키패드(330)의 눌림, 어플리케이션의 실행, 및 이벤트의 발생 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 한다.In addition, the state of the
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 영구자석과 교번되는 전자기력을 발생하는 솔레노이드 및 불안정 구조를 이용하여 응답반응 속도가 현저히 빠르며, 임팩트 바이브레이션이 강하게 발생하는 진동발생 모듈을 제공하는 효과가 있다.According to the present invention as described above by using a solenoid and an unstable structure to generate an electromagnetic force alternating with the permanent magnet, the response response speed is remarkably fast, there is an effect of providing a vibration generating module with strong impact vibration occurs.
또한, 본 발명에 의하면 구조가 간단하고 소형화되어 저렴하고, 소모전력이 현저히 낮은 진동발생 모듈을 제공하는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, there is an effect of providing a vibration generating module having a simple structure, a small size, a low cost, and a remarkably low power consumption.
또한, 탄성에 의한 공진주파수를 높임으로서 사용자에게 더욱 민감한 진동에 의한 촉감을 전달할 수 있는 효과가 있다.In addition, by increasing the resonant frequency due to elasticity there is an effect that can be delivered to the user by a more sensitive vibration.
또한, 광대역(넓은) 주파수 영역에 걸쳐 강한 충격진동을 생성할 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect that can generate a strong shock vibration over a broadband (wide) frequency range.
그리고 본 발명에 의하면 응답반응 속도가 현저히 빠른 진동발생 모듈이 휴대용 기기에 장착됨으로써 터치스크린의 눌림시 현저히 반응이 빠른 진동에 의한 촉감을 전달하는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, a vibration generating module having a remarkably fast response response speed is mounted on a portable device, thereby delivering a tactile feeling due to a remarkably fast vibration when the touch screen is pressed.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 진동발생 모듈의 개념을 설명하기 위한 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 휴대용 기기의 구성을 나타낸 구성도이고,
도 4는 본 발명에 따른 휴대용 기기의 정면도이다.The following drawings, which are attached to this specification, illustrate one preferred embodiment of the present invention, and together with the detailed description thereof, serve to further understand the technical spirit of the present invention. It should not be construed as limited.
1 and 2 are views for explaining the concept of the vibration generating module according to the present invention,
3 is a block diagram showing the configuration of a portable device according to the present invention,
4 is a front view of a portable device according to the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.
Hereinafter, with reference to the drawings will be described a preferred embodiment of the present invention. In addition, the embodiment described below does not unduly limit the content of the present invention described in the claims, and the entire structure described in this embodiment is not necessarily essential as the solution means of the present invention.
<진동발생 모듈의 구성><Configuration of vibration generating module>
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 진동발생 모듈은 전자기력발생수단(110), 자기력발생수단(120) 및 자기경로를 제공하는 자성체로 구성하여 진동을 발생할 수 있다. 이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 진동발생 모듈의 구성을 자세히 설명하기로 한다.
As shown in FIG. 1, the vibration generating module according to the present invention may generate vibration by forming an electromagnetic force generating means 110, a magnetic force generating means 120, and a magnetic body providing a magnetic path. Hereinafter, with reference to Figures 1 and 2 will be described in detail the configuration of the vibration generating module according to the present invention.
먼저, 본 발명에서 정의되는 불안정 구조란 전자기력발생수단(110)에 전류가 인가되기 전의 초기상태에서는 자기력발생수단(120)과 전자기력발생수단(110)간에 상호 자기력이 미치지 않아 자기력발생수단(120) 및 전자기력발생수단(110)이 움직이지 않는다.
First, the unstable structure defined in the present invention means that the magnetic force generating means 120 does not have mutual magnetic force between the magnetic force generating means 120 and the electromagnetic force generating means 110 in the initial state before the current is applied to the electromagnetic force generating means 110. And the electromagnetic force generating means 110 does not move.
이러한 초기상태에서 외란을 가하면, 즉 전자기력발생수단(110)에 전류를 인가하면, 전자기력발생수단(110)에 자극이 형성되어 자기력발생수단(120)과 상호 자기력에 의한 영향으로 자기력발생수단(120) 또는 전자기력발생수단(110)이 왼쪽 또는 오른쪽으로 이동할 수 있는 구조를 말한다.
When disturbance is applied in such an initial state, that is, when a current is applied to the electromagnetic force generating means 110, a magnetic pole is formed in the electromagnetic force generating means 110, and the magnetic
본 발명에 따른 전자기력발생수단(110)은 인가되는 자극 변환신호에 따라 교번되는 전자기력을 발생한다. 교번되는 전자기력은 인가되는 전류의 방향에 따라 N극과 S극을 형성한다.
The electromagnetic force generating means 110 according to the present invention generates an alternating electromagnetic force according to the applied stimulus conversion signal. The alternating electromagnetic force forms the north pole and the south pole in accordance with the direction of the applied current.
한편, 전자기력발생수단(110)은 솔레노이드 코일을 이용하여 전자기력을 발생한다. 솔레노이드 코일은 도 1에 도시된 바와 같이 후술하는 자기력발생수단(120) 및 제2자성체(133)가 솔레노이드 코일의 안쪽을 통과하도록 구비되는 것이 바람직하다. 또한, 솔레노이드 코일의 양측 둘레면은 그 단면이 "ㄷ"자 형상의 제2자성체(133)에 의해 결합된다.
On the other hand, the electromagnetic force generating means 110 generates an electromagnetic force by using a solenoid coil. As shown in FIG. 1, the solenoid coil may be provided such that the magnetic
여기서, 솔레노이드 코일의 자기장의 세기는 코일의 턴수와 전류의 세기에 따라 비례하므로 자기장의 세기를 더 크게 하기 위해서는 코일의 턴수를 증가시키거나 전류의 크기를 증가시키면 된다. 이때 전류의 크기를 증가시키거나 감소시키기 위해 본 발명의 일실시예에서는 펄스폭 변조 신호 또는 여현파 신호를 이용하는 것이 바람직하다.
Here, since the strength of the magnetic field of the solenoid coil is proportional to the number of turns of the coil and the strength of the current, in order to increase the strength of the magnetic field, the number of turns of the coil may be increased or the magnitude of the current may be increased. In this case, in order to increase or decrease the magnitude of the current, it is preferable to use a pulse width modulated signal or a cosine wave signal in one embodiment of the present invention.
한편, 본 발명에 따른 진동발생 모듈은 인가되는 자극 변환신호에 따라 충돌에 의한 진동 또는 관성에 의한 진동을 생성할 수 있다. 충돌에 의한 진동을 생성하기 위하여는 펄스폭 변조신호를 인가한다. 펄스폭 변조신호는 펄스의 듀티비(duty ratio)를 제어하는 것으로서 듀티비에 따라 전압의 크기가 변화된다. 따라서 인가되는 전류의 크기를 변화시킬 수 있으며 전류의 크기가 변화되는 경우 솔레노이드 코일에서 생성되는 자기장의 크기를 변화시키게 된다.
On the other hand, the vibration generating module according to the present invention can generate a vibration due to the collision or vibration by the inertia according to the applied stimulus conversion signal. In order to generate the vibration due to the collision, a pulse width modulated signal is applied. The pulse width modulated signal controls the duty ratio of the pulse, and the magnitude of the voltage changes according to the duty ratio. Therefore, the magnitude of the applied current can be changed, and when the magnitude of the current is changed, the magnitude of the magnetic field generated by the solenoid coil is changed.
반면에, 관성에 의한 진동을 생성하기 위하여는 여현파 신호를 인가한다. 여현파 신호는 사인파 또는 코사인파의 형태로서 여현파의 크기 또는 주파수를 변화시킴으로써 충격이 발생하지 않고 관성에 의한 진동을 생성할 수 있다.
On the other hand, the cosine wave signal is applied to generate the vibration due to inertia. The cosine wave signal is in the form of a sine wave or cosine wave, thereby changing the magnitude or frequency of the cosine wave, thereby generating an inertial vibration without generating an impact.
상술한 충격에 의한 진동과 관성에 의한 진동에 따라 진동발생 모듈은 휴대용 기기의 상태에 반응하여 다양한 촉감을 사용자에게 전달할 수 있다.
According to the vibration caused by the shock and the vibration caused by the inertia, the vibration generating module may transmit various touches to the user in response to the state of the portable device.
본 발명에 따른 자기력발생수단(120)은 솔레노이드 코일의 안쪽을 관통하는 복수의 영구자석이다. 제1자기력발생수단(120a)은 왼쪽에 위치하며 제2자기력발생수단(120b)은 오른쪽에 위치한다. 제1,2자기력발생수단(120a,120b)의 중앙에는 제1자성체(131)가 위치하여 자기경로를 제공한다.
Magnetic force generating means 120 according to the present invention is a plurality of permanent magnets penetrating the inside of the solenoid coil. The first magnetic force generating means 120a is located on the left side and the second magnetic force generating means 120b is located on the right side. The first
여기서, 제1자기력발생수단(120a)은 제3자성체(135)와 맞닿는 일측이 S극이고 타측이 N극이 된다. 또한, 제2자기력발생수단(120b)는 제3자성체(135)와 맞닿는 일측이 S극이고 타측이 N극이 된다.
Here, the first magnetic force generating means (120a) is in contact with the third
도 1에 도시된 바와 같이 제2자성체(133)에 형성되는 자기장의 방향이 좌에서 우로 형성되는 경우에는 제1이동체(제1자성체(131), 자기력발생수단(120), 및 제3자성체(135))를 왼쪽으로 이동시키게 된다.
As illustrated in FIG. 1, when the direction of the magnetic field formed in the second
한편, 도 2에 도시된 바와 같이 제2자성체(133)에 형성되는 자기장의 방향이 우에서 좌로 형성되는 경우에는 제1이동체(제1자성체(131), 자기력발생수단(120), 및 제3자성체(135))를 오른쪽으로 이동시키게 된다.
Meanwhile, as shown in FIG. 2, when the direction of the magnetic field formed in the second
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 진동발생 모듈은 솔레노이드 코일 및 제2자성체(133)가 고정되고 제1자성체(131), 자기력발생수단(120), 및 제3자성체(135)가 좌/우측으로 이동하는 제1이동체로 구성할 수 있다. 다른 실시예에서는 제1자성체(131), 자기력발생수단(120), 및 제3자성체(135)가 고정되고 제2이동체인 솔레노이드 코일 및 제2자성체(133)가 좌/우측으로 이동할 수도 있다.
On the other hand, in the vibration generating module according to an embodiment of the present invention, the solenoid coil and the second
본 발명에 따른 자성체는 전자기력발생수단(110) 또는 자기력발생수단(120)에 의해 생성된 자기장이 흐르는 자기경로를 제공한다. 이때 자성체는 제1,2,3자성체를 구비할 수 있다.
The magnetic body according to the present invention provides a magnetic path through which a magnetic field generated by the electromagnetic force generating means 110 or the magnetic force generating means 120 flows. In this case, the magnetic body may include first, second and third magnetic bodies.
제1자성체(131)는 제1,2자기력발생수단(120a,120b)의 중앙에 위치하여 자기장이 흐를 수 있는 자기경로를 제공한다. 제1자성체(131)는 철 등의 자성체를 이용할 수 있다.
The first
제2자성체(133)는 솔레노이드 코일의 일측과 결합하는 제2자성체(133a)와 솔레노이드 코일의 타측과 결합하는 제2자성체(133b)로 구성되어 자기경로를 제공한다. 제2자성체(133)는 "ㄷ"자 형상이며 제1자성체(131)와 동일하게 철 등의 자성체를 이용할 수 있다.
The second
한편, 본 발명의 일실시예에서는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 제2자성체(133a,133b)의 양측에 비자성체인 실리콘 재질의 충돌수단(140)을 구비할 수 있다. 반면에 다른 실시예에서는 충돌수단(140)을 제2자성체(133)의 양측에 구비하는 것이 아니라 제3자성체(135) 내측과 결합하도록 구비할 수도 있다.
Meanwhile, in an embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, the collision means 140 made of a non-magnetic silicon material may be provided on both sides of the second
충돌수단(140)은 제1이동체 또는 제2이동체의 좌/우측 이동에 따라 충격에 의한 진동을 생성한다. 다만, 충격에 의한 진동이 아니라 관성에 의한 진동을 생성하는 경우에는 충돌수단(140)이 제3이동체(135)와 충격할 필요가 없다.
The collision means 140 generates vibration by impact according to the left / right movement of the first movable body or the second movable body. However, in the case of generating vibration by inertia rather than vibration by impact, the collision means 140 does not need to impact the third moving
관성에 의한 진동은 제1이동체 또는 제2이동체가 여현파 신호에 따라 충돌수단(140)에 의해 충격되지 아니하는 범위에서 좌/우측을 일정한 주기로 이동함으로써 사용자에게 촉감을 전달한다.
The vibration caused by the inertia transmits the tactile feeling to the user by moving the left / right side at a predetermined period in a range where the first moving body or the second moving body is not impacted by the collision means 140 according to the cosine wave signal.
제3자성체(135)는 단면이 직사각형 또는 정사각형 형상으로서 자기장이 흐를 수 있는 자기패스를 제공하며, 제3자성체(135)의 왼쪽은 제1자기력발생수단(120a)의 S극과 결합하며, 제3자성체(135)의 오른쪽은 제2자기력발생수단(120b)의 S극과 결합한다.
The third
제1이동체가 이동하는 경우에는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 제3자성체(135)와 비자성체인 하우징(160) 사이에 탄성수단(150)이 결합되어 제1이동체를 좌/우측으로 이동시킨다. 이때 하우징(160)은 단면이 직사각형 또는 정사각형 형상의 비자성체이다. 반면에 다른 실시예로서 제2이동체가 이동하는 경우에는 고정된 제3자성체(135)와 이동체인 전자기력발생수단(111) 사이에 탄성수단(150)이 결합되어 제2이동체를 좌/우측으로 이동시킬 수 있다.
When the first movable body is moved, as shown in FIGS. 1 and 2, the
이때 이러한 탄성수단(150)은 자기력에 의해 제1이동체 또는 제2이동체가 한쪽으로 움직여도 복원력에 의해 제자리로 돌아갈 수 있는 스프링 등을 사용하는 것이 바람직하나 이에 한정되지는 않으며 탄성에너지를 저장할 수 있는 소재이면 된다. 이때 스프링의 탄성계수 또는 제1,2이동체의 질량에 의해 적절한 공진 주파수를 설정할 수 있으며, 제1,2이동체가 공진 주파수에 따라 이동한다면 충격에 의한 진동력을 더 강화시킬 수 있다.
In this case, the
상술한 본 발명에 따른 진동발생 모듈은 도 1에 도시된 바와 같이 자기력발생수단(120)에 의해 생성된 자기장이 솔레노이드 코일에 의해 생성된 자기장과 합쳐지려고 하면서 이동체(제1이동체 또는 제2이동체)를 왼쪽으로 이동시키게 된다.
In the vibration generating module according to the present invention described above, as shown in FIG. 1, the magnetic field generated by the magnetic force generating means 120 tries to merge with the magnetic field generated by the solenoid coil (first moving body or second moving body). Will move to the left.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이 도 2는 솔레노이드 코일에 의해 생성된 자기장의 방향이 도 1과 반대가 되며, 따라서 도 1과 같은 원리에 의해 이동체를 오른쪽으로 이동시키게 된다.
On the other hand, as shown in FIG. 2, the direction of the magnetic field generated by the solenoid coil is opposite to that of FIG.
<액추에이터의 구성><Configuration of Actuator>
본 발명에 따른 액추에이터는 상술한 진동발생 모듈과 진동발생 모듈의 전자기력발생수단(110)에 자극 변환신호를 출력하는 제어수단(210)으로 구성할 수 있다. 본 발명에 따른 액추에이터는 휴대용 기기(300)에 삽입되며, 휴대용 기기의 상태에 따라 관성에 의한 진동 또는 충돌에 의한 진동을 생성하여 사용자에게 촉감을 피드백한다.
The actuator according to the present invention may be constituted by the above-described vibration generating module and control means 210 for outputting a stimulus conversion signal to the electromagnetic force generating means 110 of the vibration generating module. The actuator according to the present invention is inserted into the
이때 제어수단(210)은 MCU, MPU, DSP 등을 사용하여 구현할 수 있으며, 또한 FPGA 또는 ASIC 등의 집적회로 설계에 의해 구현될 수도 있다. 물론 제어수단(210)을 구동하기 위한 프로그램이 저장되는 메모리(도면 미도시)가 필요함은 당업자에게 자명할 것이다.
In this case, the
<휴대용 기기의 구성><Configuration of the portable device>
도 3은 본 발명에 따른 휴대용 기기의 구성을 나타낸 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 휴대용 기기의 정면도이다.
3 is a block diagram showing the configuration of a portable device according to the present invention, Figure 4 is a front view of the portable device according to the present invention.
본 발명에 따른 휴대용 기기는 대략 진동발생 모듈, 액추에이터, 및 마이크로프로세서(310)로 구성되어 있다. 진동발생 모듈 및 액추에이터(200)는 상술한 기재에 갈음하기로 하고 이하에서는 마이크로 프로세서(310)를 중심으로 설명하기로 한다.
The portable device according to the present invention is roughly composed of a vibration generating module, an actuator, and a
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 마이크로 프로세서(310)는 휴대용 기기(300)의 상태를 감지하며, 휴대용 기기(300)의 상태에 따라 진동에 의한 촉감을 제공하기 위하여 제어수단(210)에 제어신호를 출력하는 수단이다. 이때 제어수단(210)에 출력되는 신호는 전자기력발생수단(110)에 의해 생성되는 자기장의 방향이나 전류의 크기를 바꾸기 위한 제어신호이다.
As shown in FIG. 3, the
여기서, 마이크로프로세서(310)가 제어수단(210)에 제어신호를 출력하고 제어수단(210)은 전자기력발생수단(110)에 자극 변환신호를 출력함으로써 자기장이 생성된다. 한편, 필요에 따라 마이크로프로세서(310)가 진동발생 모듈의 전자기력발생수단(110)에 직접 제어신호를 출력할 수도 있다.
Here, the magnetic field is generated by the
한편, 휴대용 기기(300)의 상태는 도 4에 도시된 바와 같이, 터치스크린(320)의 눌림 또는 터치스크린(320)에 나타나는 아이콘(321), 터치스크린(320)에 표시되는 키패드(330)의 자판(331)의 눌림, 또는 휴대용 기기(300)의 이벤트의 발생일 수 있다. 이때 휴대용 기기(300)의 이벤트는 전화를 걸 때 또는 받을 때, 문자메시지 수신, 휴대용 기기(300)에서 게임, 또는 휴대용 기기(300)를 이용한 사진촬영 등이 있을 수 있으며, 이러한 이벤트에 대응하는 진동을 진동발생 모듈이 생성한다.
On the other hand, the state of the
따라서, 상술한 기능을 가지는 마이크로 프로세서(310)는 MCU, MPU, DSP 등을 사용하여 구현할 수 있으며, 또한 FPGA 또는 ASIC 등의 집적회로 설계에 의해 구현될 수도 있다. 물론 마이크로 프로세서(310)를 구동하기 위한 프로그램이 저장되는 메모리(도면 미도시)가 필요함은 당업자에게는 자명할 것이다.
Therefore, the
이상, 본 발명의 일실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않으며, 다양한 변형 및 응용이 가능하다. 즉, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 많은 변형이 가능한 것을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.As mentioned above, although demonstrated with reference to one Embodiment of this invention, this invention is not limited to this, A various deformation | transformation and an application are possible. In other words, those skilled in the art can easily understand that many variations are possible without departing from the gist of the present invention.
110 : 전자기력발생수단
120 : 자기력발생수단
120a : 제1자기력발생수단
120b : 제2자기력발생수단
131 : 제1자성체
133,133a,133b : 제2자성체
135 : 제3자성체
140 : 충돌수단
150 : 탄성수단
160 : 하우징
210 : 제어수단
300 : 휴대용 기기
310 : 마이크로프로세서
320 : 터치스크린
321 : 아이콘
330 : 키패드
331 : 키패드 자판110: electromagnetic force generating means
120: magnetic force generating means
120a: first magnetic force generating means
120b: second magnetic force generating means
131: first magnetic body
133,133a, 133b: second magnetic body
135: third magnetic material
140: collision means
150: elastic means
160: housing
210: control means
300: portable device
310: microprocessor
320: touch screen
321: Icon
330: keypad
331: keypad keypad
Claims (15)
상기 전자기력발생수단(110)의 내측에 위치하여 자기력을 발생하는 자기력발생수단(120); 및
상기 전자기력발생수단(110) 또는 상기 자기력발생수단(120)에 의해 생성된 자기장의 자기경로를 제공하는 자성체;를 포함하며,
상기 자극 변환신호에 따라 일측 방향으로 상기 전자기력발생수단(110) 또는 상기 자기력발생수단(120)이 이동함으로써 진동을 발생하고,
상기 자성체는 상기 자기력발생수단(120)의 양측과 결합하는 제3자성체(135)를 구비하는 것을 특징으로 하는 진동발생 모듈.
Electromagnetic force generating means (110) for generating alternating electromagnetic force in accordance with the applied stimulus conversion signal;
Magnetic force generating means (120) located inside the electromagnetic force generating means (110) to generate a magnetic force; And
It includes; a magnetic material for providing a magnetic path of the magnetic field generated by the electromagnetic force generating means 110 or the magnetic force generating means 120,
The electromagnetic force generating means 110 or the magnetic force generating means 120 is moved in one direction according to the stimulus conversion signal to generate vibration,
The magnetic body is a vibration generating module characterized in that it comprises a third magnetic body (135) coupled to both sides of the magnetic force generating means (120).
상기 교번되는 전자기력에 따라 발생하는 자극 중 어느 하나의 자극은 상기 자기력발생수단(120)의 어느 하나의 자극과 동일한 자극인 것을 특징으로 하는 진동발생 모듈.
The method of claim 1,
Vibration generating module, characterized in that any one of the magnetic poles generated according to the alternating electromagnetic force is the same magnetic pole of any one of the magnetic force generating means (120).
상기 자기력발생수단(120)은 서로 대향하는 위치에 복수로 구비되는 것을 특징으로 하는 진동발생 모듈.
The method of claim 1,
The magnetic force generating means 120 is a vibration generating module, characterized in that provided in plurality in a position facing each other.
상기 자성체는,
복수로 구비되는 상기 자기력발생수단(120)의 중앙에 위치하는 제1자성체(131)를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동발생 모듈.
The method of claim 3, wherein
The magnetic body may include:
Vibration generating module comprising a first magnetic body (131) positioned in the center of the magnetic force generating means 120 is provided in plurality.
상기 자성체는,
상기 전자기력발생수단(110)의 양측과 결합하는 제2자성체(133)를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동발생 모듈.
The method of claim 1,
The magnetic body may include:
Vibration generating module, characterized in that it comprises a second magnetic body (133) coupled to both sides of the electromagnetic force generating means (110).
상기 제3자성체(135)는,
상기 자기력발생수단(120)과 함께 이동함으로써 진동을 발생하는 것을 특징으로 하는 진동발생 모듈.
The method of claim 1,
The third magnetic material 135,
Vibration generating module, characterized in that for generating vibration by moving with the magnetic force generating means (120).
상기 전자기력발생수단(110) 또는 상기 자기력발생수단(120)의 이동에 따라 발생되는 진동은 충격에 의한 진동 또는 관성에 의한 진동인 것을 특징으로 하는 진동발생 모듈.
The method of claim 1,
The vibration generated by the movement of the electromagnetic force generating means 110 or the magnetic force generating means 120 is a vibration generating module, characterized in that the vibration due to the vibration or the vibration by the inertia.
상기 인가되는 자극 변환신호가 펄스폭 변조신호인 경우 상기 충격에 의한 진동이 발생되는 것을 특징으로 하는 진동발생 모듈.
The method of claim 8,
And the vibration generated by the impact when the applied stimulus conversion signal is a pulse width modulation signal.
상기 인가되는 자극 변환신호가 여현파 신호인 경우 상기 관성에 의한 진동이 발생되는 것을 특징으로 하는 진동발생 모듈.
The method of claim 8,
And a vibration generated by the inertia when the applied stimulus conversion signal is a cosine wave signal.
상기 전자기력발생수단(110)의 내측에 위치하여 자기력을 발생하는 자기력발생수단(120),
상기 전자기력발생수단(110) 또는 상기 자기력발생수단(120)에 의해 생성된 자기장의 자기경로를 제공하는 자성체를 포함하는 진동발생 모듈; 및
상기 자극 변환신호를 상기 전자기력발생수단(110)에 출력하는 제어수단(210);을 포함하고,
상기 자극 변환신호에 따라 일측 방향으로 상기 전자기력발생수단(110) 또는 상기 자기력발생수단(120)이 이동함으로써 진동을 발생하고,
상기 자성체는 상기 자기력발생수단(120)의 양측과 결합하는 제3자성체(135)를 구비하는 것을 특징으로 하는 액추에이터.
Electromagnetic force generating means (110) for generating an alternating electromagnetic force in accordance with an applied stimulus conversion signal;
Magnetic force generating means 120 is located inside the electromagnetic force generating means 110 to generate a magnetic force,
Vibration generating module including a magnetic material for providing a magnetic path of the magnetic field generated by the electromagnetic force generating means 110 or the magnetic force generating means 120; And
And control means (210) for outputting the stimulus conversion signal to the electromagnetic force generating means (110),
The electromagnetic force generating means 110 or the magnetic force generating means 120 is moved in one direction according to the stimulus conversion signal to generate vibration,
The magnetic body is characterized in that the actuator comprises a third magnetic body (135) coupled with both sides of the magnetic force generating means (120).
상기 제어수단(210)은,
펄스폭 변조신호를 출력하여 충격에 의한 진동을 생성하는 것을 특징으로 하는 액추에이터.
The method of claim 11,
The control means 210,
Actuator, characterized in that for generating a vibration by the impact by outputting a pulse width modulated signal.
상기 제어수단(210)은,
여현파 신호를 출력하여 관성에 의한 진동을 생성하는 것을 특징으로 하는 액추에이터.
The method of claim 11,
The control means 210,
Actuator, characterized in that for generating a vibration by inertia by outputting the cosine wave signal.
상기 전자기력발생수단(110)의 내측에 위치하여 자기력을 발생하는 자기력발생수단(120),
상기 전자기력발생수단(110) 또는 상기 자기력발생수단(120)에 의해 생성된 자기장의 자기경로를 제공하는 자성체,
상기 자극 변환신호를 상기 전자기력발생수단(110)에 출력하는 제어수단(210)을 포함하는 액추에이터; 및
휴대용 기기(300)의 상태를 감지하며, 상기 상태에 따라 진동에 의한 촉감을 제공하기 위하여 상기 제어수단(210)에 제어신호를 출력하는 마이크로프로세서(310);를 포함하고,
상기 자극 변환신호에 따라 일측 방향으로 상기 전자기력발생수단(110) 또는 상기 자기력발생수단(120)이 이동함으로써 진동을 발생하고,
상기 자성체는 상기 자기력발생수단(120)의 양측과 결합하는 제3자성체(135)를 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 기기.
Electromagnetic force generating means (110) for generating an alternating electromagnetic force in accordance with an applied stimulus conversion signal;
Magnetic force generating means 120 is located inside the electromagnetic force generating means 110 to generate a magnetic force,
Magnetic material for providing a magnetic path of the magnetic field generated by the electromagnetic force generating means 110 or the magnetic force generating means 120,
An actuator including control means (210) for outputting the stimulus conversion signal to the electromagnetic force generating means (110); And
And a microprocessor (310) for sensing a state of the portable device (300) and outputting a control signal to the control means (210) in order to provide a tactile sense of vibration according to the state.
The electromagnetic force generating means 110 or the magnetic force generating means 120 is moved in one direction according to the stimulus conversion signal to generate vibration,
The magnetic body is characterized in that it comprises a third magnetic body (135) coupled with both sides of the magnetic force generating means (120).
상기 휴대용 기기(300)의 상태는,
터치스크린(320)의 눌림, 상기 터치스크린(320)에 표시되는 키패드(330)의 눌림, 어플리케이션의 실행, 및 이벤트의 발생 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 진동을 발생하는 휴대용 기기.15. The method of claim 14,
The state of the portable device 300,
Handheld device for generating a vibration, characterized in that at least one of the pressing of the touch screen 320, the pressing of the keypad (330) displayed on the touch screen 320, the execution of the application, and the occurrence of an event.
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CN107362963A (en) * | 2017-07-16 | 2017-11-21 | 上海交通大学 | Impact enhanced dielectric elastomer vibrator |
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- 2011-08-30 KR KR1020110086908A patent/KR101224436B1/en active IP Right Grant
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