KR101586313B1

KR101586313B1 - 진동 발생 장치 및 이를 포함하는 이동 단말기

Info

Publication number: KR101586313B1
Application number: KR1020090087114A
Authority: KR
Inventors: 이시형; 정문채; 박찬호
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2009-09-15
Filing date: 2009-09-15
Publication date: 2016-01-18
Also published as: KR20110029437A

Abstract

본 발명은 진동발생장치 및 이를 포함하는 이동 단말기에 관한 것으로, 보다 구체적으로 다양한 무선 통신 이벤트 및 사용자 입력에 대하여 햅틱 피드백으로 대응할 수 있으며, 상기 햅틱 피드백은 다양한 느낌의 진동 패턴과 새로운 느낌의 진동 패턴으로 형성되어 다양한 촉각효과를 제공할 수 있는 진동 발생 장치 및 이를 포함하는 이동 단말기에 관한 것이다.

진동 발생 장치, 코일 어셈블리, 자계 어셈블리, 촉각, 가속도 파형

Description

진동 발생 장치 및 이를 포함하는 이동 단말기{Vibrator and mobile terminal comprising the same}

본 발명은 다양하고 다이나믹한 진동을 발생시켜 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각효과를 제공할 수 있는 진동 발생 장치 및 이를 포함하는 이동 단말기에 관한 것이다.

본 발명은 다양한 무선 통신 이벤트 및 사용자 입력에 대응하여 다양한 촉각효과를 제공할 수 있는 진동 발생 장치 및 이를 포함하는 이동 단말기에 관한 것이다.

단말기는 이동 가능 여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)으로 나뉠 수 있다. 다시 이동 단말기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mount terminal)로 나뉠 수 있다.

이와 같은 단말기(terminal)는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다.

이러한 단말기의 기능 지지 및 증대를 위해, 단말기의 구조적인 부분 및/또는 소프트웨어적인 부분을 개량하는 것이 고려될 수 있다.

한편, 이동 단말기에서 반드시 필요한 기능 중의 하나가 착신기능이다.

이러한 착신기능으로 많이 사용되는 유형은 벨소리와 같은 발성 기능과 단말기를 떨게 하는 진동 기능이 있으며, 최근, 벨소리가 소음으로 인식되고 있어서 지하철, 버스 등의 대중교통을 이용하거나 공공장소에서 이동 단말기를 진동 모드로 변경해야 하는 필요성이 대두되고 있다.

현재 이동 단말기에 구비되는 진동 발생 장치는 회전형 진동모터가 대다수를 이루고 있으며, 착신 또는 문자메세지 도착 등의 통신 이벤트에 대응하여 진동모터의 회전시간 및 온/오프 간격을 조절함으로써 사용자가 통신 이벤트의 종류를 구분할 수 있도록 제어된다.

최근, 이동 단말기가 다양한 멀티미디어 기기로 구현되는 추세에 따라, 사용자와 이동 단말기 사이의 입력과 출력은 디스플레이부에 의한 시각 또는 벨소리 등에 의한 청각뿐만 아니라, 다양한 진동 패턴에 의한 촉각에 의해 이루어지고 있다.

햅틱 모듈(haptic module)은 이처럼 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시키며, 햅틱 모듈이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 있다.

그러나, 종래 진동 발생 장치는 진동모터의 회전시간 및 온/오프 간격에 의해서만 진동 패턴이 이루어지므로, 사용자에게 다양하고 다이나믹한 햅틱 피드백을 제공하는데 한계가 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 다양한 무선 통신 이벤트 및 사용자 입력에 햅틱 피드백으로 대응하기 위하여 진동 가속도 파형 및 진동방향을 조절하여 다양하고 새로운 촉각효과를 제공할 수 있는 진동 발생 장치 및 이를 포함하는 이동 단말기를 제공하는 것이다.

또한 본 발명이 목적은 설치용적이 작고 조립성이 우수하도록 모듈화가 가능한 진동 발생 장치 및 이를 포함하는 이동 단말기를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 것으로,

본 발명의 일 측면에 따른 진동 발생 장치는 하우징 및 상기 하우징 내에 배치되고, 제 1종단부와 제 2 종단부를 갖는 코어 및 상기 코어의 외주면에 권취되며, 외부에서 인가된 전류에 의해 자기장을 형성하는 코일을 포함하는 하나 이상의 코일 어셈블리를 포함한다.

또한, 진동 발생 장치는 상기 코어의 각 종단부와 대향하도록 각각 배치되며, 상기 자기장에 의한 인력 또는 척력이 작용되는 제 1 및 제 2 마그네트와 상기 각 마그네트에 각각 결합되며, 진동량을 가중시키며, 서로 다른 질량을 갖는 제 1 및 제 2질량체 및 상기 각 질량체와 하우징의 일면을 각각 연결하며, 상기 각 질량체를 탄성 지지하는 스프링을 포함하는 하나 이상의 자계 어셈블리를 포함한다.

여기서, 상기 스프링은 하우징의 일면에 연결된 고정단부와 상기 고정단부로 부터 각각 연장된 제 1 및 제 2레그부를 포함하며, 상기 각 레그부에 제 1 및 제 2 질량체가 각각 장착될 수 있으며, 상기 스프링의 제 1 및 제 2레그부는 일부 영역이 각 질량체를 둘러싼 상태로 고정될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 진동 발생 장치는 상기 질량체에 장착되며, 상기 마그네트와 동일 방향으로 돌출된 댐퍼부재를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 질량체의 상기 마그네트의 장착면의 배면에 장착된 백요크를 추가로 포함할 수 있다.

상기 코일 어셈블리는 하우징에 장착된 절연 홀더에 고정될 수 있으며, 상기 코어는 "ㄷ"자 형상으로 양 종단부가 절곡될 수 있고, 상기 스프링의 고정단부는 "U"자 형상으로 절곡되어 각 질량체가 하우징의 일면으로부터 이격 배치된 상태로 지지될 수 있다.

또한, 상기 자계 어셈블리와 상기 자계 어셈블리에 대응되는 코일 어셈블리는 복수로 구비되며, 어느 한 자계 어셈블리가 하우징의 제 1면에 고정된 경우에 다른 자계 어셈블리는 상기 제 1면의 대향면에 고정될 수 있으며, 이와는 다르게, 상기 자계 어셈블리와 상기 자계 어셈블리에 대응되는 코일 어셈블리는 복수로 구비되며, 어느 한 자계 어셈블리가 하우징의 제 1면에 고정된 경우에 다른 자계 어셈블리는 상기 제 1면에 인접하는 면에 고정될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 이동 단말기는 외관을 형성하는 케이스;와 복수 개의 터치 지점을 포함하고, 상기 복수 개의 터치 지점 각각에 대한 외부 접촉을 입력 신호로 감지하는 사용자 입력부; 상기 각 터치 지점에 각각 대응된 진동 가속도 파형이 저장되고, 상기 사용자 입력부의 입력 신호에 따라 미리 저장된 진동 가 속도 파형으로 진동발생신호를 발생하는 제어부; 및 상기 진동발생신호에 따라 미리 정해진 진동 가속도 파형으로 상기 케이스에 진동을 발생시키는 진동발생부를 포함한다.

여기서, 상기 진동발생부는 하우징; 상기 하우징 내에 배치되고, 제 1종단부와 제 2 종단부를 갖는 코어 및 상기 코어의 외주면에 권취되며, 외부에서 인가된 전류에 의해 자기장을 형성하는 코일을 포함하는 하나 이상의 코일 어셈블리를 포함할 수 있다.

또한, 진동발생부는 상기 코어의 각 종단부와 대향하도록 각각 배치되며, 상기 자기장에 의한 인력 또는 척력이 작용되는 제 1 및 제 2 마그네트와 상기 각 마그네트에 각각 결합되며, 진동량을 가중시키며, 서로 다른 질량을 갖는 제 1 및 제 2질량체 및 상기 각 질량체와 하우징의 일면을 각각 연결하며, 상기 각 질량체를 탄성 지지하는 스프링을 포함하는 하나 이상의 자계 어셈블리를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 이동 단말기는 외관을 형성하는 케이스; 복수 개의 통신 이벤트를 전송받는 무선 통신부; 각 통신 이벤트에 각각 대응된 진동 가속도 파형이 저장되고, 상기 무선 통신부의 전송 신호에 따라 미리 저장된 진동 가속도 파형으로 진동발생신호를 발생하는 제어부; 및 상기 진동발생신호에 따라 미리 정해진 진동 가속도 파형으로 상기 케이스에 진동을 발생시키는 진동발생부를 포함한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 진동 발생 장치 및 이를 포함하는 이동 단말기는 다양한 무선 통신 이벤트 및 사용자 입력에 대응하기 위하여 진동 가소도 파형 및 진동방향을 조절하여 다양하고 새로운 촉각효과를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 진동 발생 장치는 이동 단말기에 장착 시 설치용적이 작고 조립성이 우수하도록 모듈화가 가능하다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생 장치 및 이를 포함하는 이동 단말기를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.

또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번 호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.

한편, 제 1 또는 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들은 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들이 상기 용어들에 의해 한정되지 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별시키는 목적으로만 사용된다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

본 명세서에서 설명되는 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등이 포함될 수 있다. 그러나, 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기의 블록 구성도(block diagram)이다.

상기 이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), A/V(Audio/Video) 입력부(120), 사용자 입력부(130), 센싱부(140), 출력부(150), 메모리(160), 인터페이스부(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들 이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 이동 단말기가 구현될 수도 있다.

이하, 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.

무선 통신부(110)는 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이 또는 이동 단말기(100)와 이동 단말기(100)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부(110)는 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114) 및 위치정보 모듈(115) 등을 포함할 수 있다.

방송 수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다.

상기 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 상기 방송 관리 서버는, 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 생성하여 송신하는 서버 또는 기 생성된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 제공받아 단말기에 송신하는 서버를 의미할 수 있다. 상기 방송 신호는, TV 방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 뿐만 아니라, TV 방송 신호 또는 라디오 방송 신호에 데이터 방송 신호가 결합한 형태의 방송 신호도 포함할 수 있다.

상기 방송 관련 정보는, 방송 채널, 방송 프로그램 또는 방송 서비스 제공자에 관련한 정보를 의미할 수 있다. 상기 방송 관련 정보는, 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있다. 이러한 경우에는 상기 이동통신 모듈(112)에 의해 수신될 수 있다.

상기 방송 관련 정보는 다양한 형태로 존재할 수 있다. 예를 들어, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)의 EPG(Electronic Program Guide) 또는 DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld)의 ESG(Electronic Service Guide) 등의 형태로 존재할 수 있다.

상기 방송 수신 모듈(111)은, 예를 들어, DMB-T(Digital Multimedia Broadcasting-Terrestrial), DMB-S(Digital Multimedia Broadcasting-Satellite), MediaFLO(Media Forward Link Only), DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld), ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcast-Terrestrial) 등의 디지털 방송 시스템을 이용하여 디지털 방송 신호를 수신할 수 있다. 물론, 상기 방송 수신 모듈(111)은, 상술한 디지털 방송 시스템뿐만 아니라 다른 방송 시스템에 적합하도록 구성될 수도 있다.

방송 수신 모듈(111)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리(160)에 저장될 수 있다.

이동통신 모듈(112)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.

무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 이동 단말기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다.

근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다.

위치정보 모듈(115)은 이동 단말기의 위치를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Position System) 모듈이 있다.

도 1을 참조하면, A/V(Audio/Video) 입력부(120)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(121)와 마이크(122) 등이 포함될 수 있다. 카메라(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있다.

카메라(121)에서 처리된 화상 프레임은 메모리(160)에 저장되거나 무선 통신부(110)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 카메라(121)는 사용 환경에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.

마이크(122)는 통화모드 또는 녹음모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 통화 모드인 경우 이동통신 모듈(112)을 통하여 이동통신 기지국으로 송신 가능한 형태로 변환되어 출력될 수 있다. 마이크(122)에는 외부의 음향 신호를 입력받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.

사용자 입력부(130)는 사용자가 단말기의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(130)는 키 패드(key pad) 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다.

센싱부(140)는 이동 단말기(100)의 개폐 상태, 이동 단말기(100)의 위치, 사용자 접촉 유무, 이동 단말기의 방위, 이동 단말기의 가속/감속 등과 같이 이동 단말기(100)의 현 상태를 감지하여 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킨다. 예를 들어 이동 단말기(100)가 슬라이드 폰 형태인 경우 슬라이드 폰의 개폐 여부를 센싱할 수 있다. 또한, 전원 공급부(190)의 전원 공급 여부, 인터페이스부(170)의 외부 기기 결합 여부 등을 센싱할 수도 있다. 한편, 상기 센싱부(140)는 근접 센서(141)를 포함할 수 있다.

출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 이에는 디스플레이부(151), 음향 출력 모듈(152), 알람부(153), 및 햅틱 모듈(154) 등이 포함될 수 있다.

디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 이동 단말기가 통화 모드인 경우 통화와 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 이동 단말기(100)가 화상 통화 모드 또는 촬영 모드인 경우에는 촬영 또는/및 수신된 영상 또는 UI, GUI를 표시한다.

디스플레이부(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

이들 중 일부 디스플레이는 그를 통해 외부를 볼 수 있도록 투명형 또는 광투과형으로 구성될 수 있다. 이는 투명 디스플레이라 호칭될 수 있는데, 상기 투명 디스플레이의 대표적인 예로는 TOLED(Transparant OLED) 등이 있다. 디스플레이부(151)의 후방 구조 또한 광 투과형 구조로 구성될 수 있다. 이러한 구조에 의하여, 사용자는 단말기 바디의 디스플레이부(151)가 차지하는 영역을 통해 단말기 바디의 후방에 위치한 사물을 볼 수 있다.

이동 단말기(100)의 구현 형태에 따라 디스플레이부(151)이 2개 이상 존재할 수 있다. 예를 들어, 이동 단말기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.

디스플레이부(151)와 터치 동작을 감지하는 센서(이하, '터치 센서'라 함)가 상호 레이어 구조를 이루는 경우(이하, '터치 스크린'이라 함)에, 디스플레이부(151)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 터치 센서는, 예를 들어, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 형태를 가질 수 있다.

터치 센서는 디스플레이부(151)의 특정 부위에 가해진 압력 또는 디스플레이부(151)의 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환 하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는 터치 되는 위치 및 면적뿐만 아니라, 터치 시의 압력까지도 검출할 수 있도록 구성될 수 있다.

터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 전송한다. 이로써, 제어부(180)는 디스플레이부(151)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다.

도 1을 참조하면, 상기 터치스크린에 의해 감싸지는 이동 단말기의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 근접 센서(141)가 배치될 수 있다. 상기 근접 센서는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 근접 센서는 접촉식 센서보다는 그 수명이 길며 그 활용도 또한 높다.

상기 근접 센서의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 상기 터치스크린이 정전식인 경우에는 상기 포인터의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 포인터의 근접을 검출하도록 구성된다. 이 경우 상기 터치 스크린(터치 센서)은 근접 센서로 분류될 수도 있다.

이하에서는 설명의 편의를 위해, 상기 터치스크린 상에 포인터가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 포인터가 상기 터치스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 칭하고, 상기 터치스크린 상에 포인터가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 칭한다. 상기 터치스크린 상에서 포인터로 근접 터치가 되는 위치라 함은, 상기 포인터가 근접 터치될 때 상기 포인터가 상기 터치스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다.

상기 근접센서는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지한다. 상기 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 정보는 터치 스크린상에 출력될 수 있다.

음향 출력 모듈(152)은 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(160)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(152)은 이동 단말기(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력 모듈(152)에는 리시버(Receiver), 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.

알람부(153)는 이동 단말기(100)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 이동 단말기에서 발생 되는 이벤트의 예로는 호 신호 수신, 메시지 수신, 키 신호 입력, 터치 입력 등이 있다. 알람부(153)는 비디오 신호나 오디오 신호 이외에 다른 형태, 예를 들어 진동으로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력할 수도 있다. 상기 비디오 신호나 오디오 신호는 디스플레이부(151)나 음성 출력 모듈(152)을 통해서도 출력될 수 있어서, 그들(151,152)은 알람부(153)의 일부로 분류될 수도 있다.

햅틱 모듈(haptic module)(154)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과 를 발생시킨다. 햅틱 모듈(154)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 있다. 햅택 모듈(154)이 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 제어가능하다. 예를 들어, 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.

햅틱 모듈(154)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(eletrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다.

햅틱 모듈(154)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과의 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(154)은 휴대 단말기(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.

메모리(160)는 제어부(180)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 상기 메모리(160)는 상기 터치스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.

메모리(160)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(160)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다.

인터페이스부(170)는 이동 단말기(100)에 연결되는 모든 외부기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(170)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 이동 단말기(100) 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 이동 단말기(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O(Input/Output) 포트, 이어폰 포트 등이 인터페이스부(170)에 포함될 수 있다.

식별 모듈은 이동 단말기(100)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(User Identify Module, UIM), 가입자 인증 모듈(Subscriber Identify Module, SIM), 범용 사용자 인증 모듈(Universal Subscriber Identity Module, USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 포트를 통하여 단말기(100)와 연결될 수 있다.

상기 인터페이스부는 이동단말기(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 이동단말기(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 이동단말기로 전달 되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 이동단말기가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수도 있다.

제어부(controller, 180)는 통상적으로 이동 단말기의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다. 제어부(180)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 모듈(181)을 구비할 수도 있다. 멀티미디어 모듈(181)은 제어부(180) 내에 구현될 수도 있고, 제어부(180)와 별도로 구현될 수도 있다.

상기 제어부(180)는 상기 터치스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다.

전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.

여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.

하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 그러한 실시예들이 제어부(180)에 의해 구현될 수 있다.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 절차나 기능과 같은 실시예들은 적어도 하나의 기능 또는 작동을 수행하게 하는 별개의 소프트웨어 모듈과 함께 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리(160)에 저장되고, 제어부(180)에 의해 실행될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기(100)의 사시도이다.

도 2를 참조하면, 개시된 이동 단말기(100)는 바 형태의 단말기 바디를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고, 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 슬라이드 타입, 폴더 타입, 스윙 타입, 스위블 타입 등 다양한 구조에 적용이 가능하다.

바디는 외관을 이루는 케이스를 포함한다. 본 실시예에서, 케이스는 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)로 구분될 수 있다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)의 사이에 형성된 공간에는 각종 전자부품들이 내장된다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이에는 적어도 하나의 중간 케이스가 추가로 배치될 수도 있다.

케이스들은 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속 재질, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS) 또는 티타늄(Ti) 등과 같은 금속 재질을 갖도록 형성될 수도 있다.

단말기 바디, 주로 프론트 케이스(101)에는 디스플레이부(151), 음향출력부, 카메라(121), 사용자 입력부(130/131,132), 마이크, 인터페이스 등이 배치될 수 있다.

디스플레이부(151)는 프론트 케이스(101)의 주면의 대부분을 차지한다. 디스플레이부(151)의 양단부 중 일 단부에 인접한 영역에는 음향출력부와 카메라가 배치되고, 다른 단부에 인접한 영역에는 사용자 입력부(131)와 마이크가 배치될 수 있다. 사용자 입력부(132)와 인터페이스 등은 프론트 케이스(101) 및 리어 케이스(102)의 측면들에 배치될 수 있다.

사용자 입력부(130)는 휴대 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력받기 위해 조작되는 것으로서, 복수의 조작 유닛들(131,132)을 포함할 수 있다. 조작 유닛들(131,132)은 조작부(manipulating portion)로도 통칭 될 수 있으며, 사용자가 촉각 적인 느낌을 가면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다.

제1 또는 제2조작 유닛들(131, 132)에 의하여 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 조작 유닛(131)은 시작, 종료, 스크롤 등과 같은 명령을 입력받고, 제2 조작 유닛(132)은 음향출력부에서 출력되는 음향의 크기 조절 또는 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등과 같은 명령을 입력받을 수 있다.

본 발명은 다양한 무선 통신 이벤트 및 사용자 입력에 따라 햅틱 피드백으로 대응하기 위하여 진동방향과 진동세기 및 진동 가속도 파형을 조절하여 다양한 촉 각효과를 제공할 수 있는 이동 단말기에 관한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 사용자의 입력 신호에 따라 진동세기 및 진동 가속도 파형을 조절하여 햅틱 피드백을 제공할 수 있는 이동 단말기를 구체적으로 설명한다.

본 발명은 복수 개의 터치 지점을 포함하고, 상기 복수 개의 터치 지점 각각에 대한 외부 접촉을 입력 신호로 감지하는 사용자 입력부(130)와 상기 각 터치 지점에 각각 대응된 진동 가속도 파형이 저장되며, 상기 사용자 입력부(130)의 입력 신호에 따라 미리 저장된 진동 가속도 파형으로 진동발생신호를 발생하는 제어부(180) 및 상기 진동발생신호에 따라 미리 정해진 진동 가속도 파형으로 케이스에 진동을 발생시키는 진동발생부를 포함하는 이동 단말기(100)에 관한 것이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 사용자 입력부(130)는 사용자의 터치 동작을 감지할 수 있는 센서를 구비하는 디스플레이부(151)와 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력받기 위해 조작되는 복수의 조작 유닛들(131, 132)을 포함할 수 있으며, 상기 터치는 전술한 접촉 터치 및 근접 터치를 모두 포함할 수 있다.

디스플레이부(151)에는 복수의 터치 지점(A 내지 D)이 구비될 수 있으며, 메모리(160)에는 각 터치 지점(A 내지 D)에 따라 서로 다른 진동방향 및 진동세기가 저장될 수 있다. 제어부(180)에서는 각 터치 지점에 사용자의 터치 동작이 입력되면 각 터치 지점(A 내지 D)에 대응된 입력신호를 감지하여 제어부(180)에 미리 저장된 진동세기 및 진동 가속도 파형을 결정하고, 이러한 진동세기 및 진동 가속도 파형에 따른 진동발생신호가 발생된다.

이러한, 진동발생신호가 입력되면 진동발생부에서는 다양한 세기 또는 다양한 느낌으로 진동을 발생시킨다.

한편, 상기 진동발생부는 전술한 이동 단말기(100)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력하는 알람부(153) 또는 진동을 통하여 다양한 촉각 효과를 발생시키는 햅틱 모듈(154)을 포함할 수 있으며, 다양한 세기 및 느낌으로 진동을 발생시키는 진동 발생 장치를 포함한다.

여기서, 진동 가속도 파형이라 함은 진동 발생 장치에 진동발생신호, 즉 액츄에이터 신호가 인가된 경우에 진동 발생 장치의 진동에 따라 측정된 가속도 파형을 의미하며, 구체적으로 제어부(180)에서 느린 공진주파수를 진동 발생 장치에 인가하였을 때에는 무거운 느낌의 진동이 발생되며, 상대적으로 빠른 공진주파수를 진동 발생 장치에 인가하였을 때에는 가벼운 느낌의 진동이 발생된다. 이처럼 빠르거나 느린 공진주파수의 비율을 조합하여 진동 발생 장치에 인가하게 되면 진동 발생 장치에 새로운 가속도 프로파일이 형성되어 새로운 느낌의 진동이 발생된다.

즉, 상기 가속도 프로파일(진동 가속도 파형)은 진동이 유지되는 시간 동안 연속적으로 변경되는 진동 세기 또는 진동 빠르기의 패턴을 의미한다.

따라서, 사용자의 입력 신호에 대응하여, 서로 다른 진동방향 및 진동세기로 햅틱 피드백을 제공할 수 있으므로, 사용자와 이동 단말기 간의 다양하고 다이나막한 인터페이스를 제공할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명은 다양한 무선 통신 이벤트, 예를 들어 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신 등에 따라 다양한 햅틱 피드백으로 대응할 수 있는 이동 단말기에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예와 관련한 이동 단말기는 다양한 무선 통신 이벤트를 전송받는 무선 통신부(110)와 각 통신 이벤트에 각각 대응된 케이스의 진동방향이 저장되고, 상기 무선 통신부(110)의 전송 신호에 따라 미리 저장된 진동 가속도 파형으로 진동발생신호를 발생하는 제어부(180) 및 상기 진동발생신호에 따라 미리 정해진 진동 가속도 파형으로 상기 케이스에 진동을 발생시키는 진동발생부를 포함한다.

전술한 바와 같이, 본 실시예와 관련된 이동 단말기(100)는 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 대하여 각각 서로 다른 진동 가속도 파형으로 사용자에게 햅틱 피드백을 제공할 수 있다.

또한, 상기 진동발생부는 전술한 이동 단말기(100)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력하는 알람부(153) 또는 진동을 통하여 다양한 촉각 효과를 발생시키는 햅틱 모듈(154)을 포함할 수 있으며, 다양한 세기 및 방향으로 진동을 발생시키는 진동 발생 장치를 포함한다.

따라서, 사용자의 입력 신호에 대응하여, 서로 다른 진동 가속도 파형으로 햅틱 피드백을 제공할 수 있으므로, 사용자와 이동 단말기 간의 다양하고 다이나막한 인터페이스를 제공할 수 있는 것이다.

이하, 이동 단말기(100)를 구성하는 진동 발생 장치를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예와 관련된 진동 발생 장치를 나타내는 개념도이다.

여기서, 진동 발생 장치(1)는 전술한 알람부(153)의 진동 및 햅틱모듈(154)의 진동을 포함하는 진동발생부를 구현하기 위한 장치로서, 이동 단말기(100)의 내부에 하나 이상 설치될 수 있다.

상기 진동 발생 장치(1)는 하우징(2);과 상기 하우징(2) 내에 배치되고, 제 1 종단부(41a)와 제 2 종단부(41b)를 갖는 코어(41) 및 상기 코어(41)의 외주면에 권취되며, 외부에서 인가된 전류에 의해 자기장을 형성하는 코일(42)을 포함하는 코일 어셈블리(40);를 포함한다.

상기 코일 어셈블리(40)는 외부의 전류를 인가시 자속을 형성한다. 상기 코일 어셈블리(40)는 인가되는 전류에 의해 자속을 형성하는 코일(42)과 상기 코일에서 형성된 자속의 밀도를 증가시키는 코어(41)를 포함한다. 상기 코일(42)은 소정의 굵기를 갖는 도선이 상기 코어(41)를 중심으로 복수 회 감긴 형태로 구성된다. 상기 코어(41)는 롤(roll) 형상으로 권취된 코일(42)의 중심을 통과하도록 구성되며, 코어(41)는 규소강 또는 페라이트 등으로 형성될 수 있다.

본 발명의 제 1 실시예와 관련된 진동 발생 장치(1)는 상기 코일 어셈블리(20)를 하우징(2) 내에 고정시키는 절연 홀더(도시되지 않음)를 포함할 수 있고, 상기 절연 홀더는 절연을 위하여 수지로 형성될 수 있으며, 절연 홀더의 형상은 제한되지 않으나, 예를 들어, 코일(42) 외부로 노출된 코어(41)의 양 종단부를 지지하는 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 제 1 실시예와 관련된 진동 발생 장치(1)는 상기 코일(21)과 외부의 전원(도시되지 않음)을 연결하는 인쇄회로기판(60)을 추가로 포함할 수 있다.

상기 코일 어셈블리(40)의 코일(42)은 리드선을 통하여 외부의 전원과 연결될 수도 있고, 상기 리드선 대신에 인쇄회로기판(50), 즉 FPCB 연결단자로 연결될 수도 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 관련된 진동 발생 장치(10)를 구성하는 자계 어셈블리의 분리 사시도이고, 도 5은 도 4에 도시된 각 구성부재가 결합한 상태의 사시도이다.

상기 진동 발생 장치(1)는 상기 코일 어셈블리(40)와의 전자기력에 의해 x축 방향 또는 y축 방향을 따라 상하 또는 좌우 진동하는 자계 어셈블리(10)를 포함한다.

자계 어셈블리(10)는 상기 코어의 제 1 및 제 2종단부(41a 및 41b)와 대향하도록 배치되며, 상기 전자기력에 의한 인력 또는 척력이 작용되는 제 1 및 제 2 마그네트(21 및 31)와 상기 각 마그네트(21 및 31)에 각각 결합되며, 진동량을 가중시키는 제 1 및 제 2 질량체(22 및 32)를 구비하는 제 1 및 제 2가동 질량부(20, 30)를 포함한다.

또한, 상기 자계 어셈블리(10)는 상기 각 질량체(22 및 32)와 하우징(2)의 일면을 각각 연결하며, 상기 각 질량체(22 및 32)를 탄성 지지하는 스프링을 포함한다. 상기 스프링은 하우징(2) 내부의 공간활용도를 높이고, 발생된 진동을 효율적으로 전달할 수 있으며, 제 1 및 제 2가동 질량부를 탄성 지지할 수 있는 다양한 형상으로 구성될 수 있다.

일 실시태양으로 상기 스프링은 하우징(2)의 일면에 고정되는 고정단부(11)와 상기 고정단부(11)로부터 각각 연장된 제 1 및 제 2레그부(12 및 13)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제 1 및 제 2레그부(12 및 13)에 상기 제 1질량체(22) 및 제 2질량체(33)가 각각 장착될 수 있다.

제 1 및 제 2 가동질량부(20 및 30)는 동일한 구조를 가지고 있으므로 이하, 제 1 가동질량부(20)를 중심으로 자계 어셈블리(10)를 설명하도록 한다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 제 1 마그네트(21)는 제 1끼움홈(22a)을 갖는 제 1 질량체(22)에 끼움 결합 및/또는 접착될 수 있으며, 영구 자석 또는 전원 인가에 의해 자성을 띠는 전자석일 있다.

또한, 코일 어셈블리(40)에는 교류 전류가 인가되므로, 코어(41)의 양 종단부의 극성은 상기 교류 전류의 위상에 따라 N극과 S극이 교대로 바뀌게 된다. 따라서 제 1 마그네트(21)는 N극 또는 S극일 수 있으며, 상기 코어(41) 종단부의 극성 변화에 따라 인력 또는 척력이 작용되므로 제 1질량체(22)의 진동이 이루어지는 것이다.

또한, 진동 발생 장치(1)는 제 2끼움홈(22b)을 갖는 제 1 질량체(32)에 끼움 결합 및/또는 접착되며, 상기 제 1 마그네트(21)와 동일 방향으로 돌출된 댐퍼부재(23)를 추가로 포함할 수 있다.

상기 코일 어셈블리(40)에 인가되는 전원과 상기 제 1 질량체(22)의 진동 변위 등을 고려하여, 코어의 제 1종단부(41a)와 제 1마그네트(21) 사이의 간격을 조 절할 수 있으며, 상기 댐퍼 부재(23)를 추가로 장착함으로써 진동 시 제 1마그네트(21)와 코어(41)의 충돌에 따른 소음 등을 방지할 수 있으며, 상기 댐퍼 부재(23)는 고무 등의 재질로 형성될 수 있고, 제 1 질량체(22)에 장착된 제 1 마그네트(21)보다 더 돌출되어 코일 어셈블리(40)와 더 가까운 거리에 위치되도록 장착되는 것이 바람직하다.

상기 스프링은 그 고정단부(11)가 용접 등을 통하여 하우징(10)에 고정될 수 있으며, 스크류에 의한 체결 또는 끼움결합 등을 통하여 제 1 질량체(22)에 고정될 수 있다.

이때, 스프링의 형상은 다양하게 형성될 수 있으나, 제 1 질량체(22)의 왕복 진동 운동시, 하우징(2)에 고정된 스프링의 고정단부(11)에 응력이 집중되며, 특히 용접에 의해 고정된 경우에는 용접 지점에서 응력 집중에 의한 피로현상이 발생하게 되므로, 진동량이 감소하거나 공진주파수가 변동되는 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 상기 스프링은 제 1질량체(22)에 고정되는 일부 영역(12a)이 제 1 질량체(22)를 둘러싼 상태로 고정되는 것이 바람직하며, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 스프링의 제 1레그부(12)의 일부 영역은 "U"자 형상으로 절곡될 수 있다. 이러한 구조에 따르면, 제 1 질량체(22)의 진동에 의해 발생되는 응력은 상기 제 1레그부(12)의 일부 영역(12a)에 집중되므로, 상기와 같이 진동량의 감소 또는 공진주파수의 변동과 같은 위험요소를 제거할 수 있다.

또한, 스프링의 고정단부(11)는 "U"자 형상으로 절곡되어, 각 가동 질량부(20, 30)는 하우징(2)의 일면으로부터 이격 배치된 상태로 지지되며, 이는 가동 질량부(20, 30)의 진동 변위를 고려하여 하우징(2)과의 충돌을 방지하기 위한 것이다.

한편, 자계 어셈블리(10)는 스프링 상수값 k와 질량체의 질량 m에 따라 자체 고유 진동수를 가지게 된다.

도 3 및 도 5를 참조하면, 자계 어셈블리(10)에 대향 배치된 코일 어셈블리(40)에 자계 어셈블리(10)의 제 1 및 제 2가동질량부(20, 30)의 공진주파수와 동일한 파형을 인가하게 되면 각 가동질량부(20, 30)는 공진하여 진동을 발생시키게 된다.

여기서, 상기 코일 어셈블리(40)는 스프링의 형상 및 하우징 내부의 공간 활용도를 높이기 위하여, 각 가동질량부의 제 1 및 제 2 마그네트와 근접 대향하도록 코어의 양 종단부가 절곡된 "ㄷ"자 형상을 가질 수 있다.

인가되는 전원의 파형은 구형파, sin파 또는 톱니파와 같은 다양한 형태의 전류가 인가될 수 있으며, 이러한 전류 인가에 의하여 코일 어셈블리(40)에는 자력이 발생하고, 이에 따라 코어(41)의 양 종단부(41a, 41b)와 이를 마주보고 있는 각 가동 질량부(20, 30)의 제 1 및 제 2마그네트(21, 31) 간에 인력과 척력이 발생하여, 자계 어셈블리(10)가 공진하여 진동이 발생된다.

도 3에는 각 질량체(22, 32)의 진동 방향이 x축 방향과 평행하도록 설치되고, 이에 제한되지 않고, 각 y축 방향 또는 z축 방향과 평행하도록 설치될 수 있음은 물론이다.

전술한 바와 같이, 공진주파수는 제 1 및 제 2질량체(21, 31)의 질량에 의하 여 결정되며, 다양한 느낌의 진동 패턴을 형성하기 위하여 제 1 및 제 2질량체(21, 31)는 서로 다른 질량은 갖는다.

도 6은 진동 발생 장치의 진동량과 주파수와의 관계를 나타내는 그래프이고, 도 7 내지 도 9는 도 6에 도시된 각 주파수에 따른 진동 가속도 파형을 나타내는 그래프이다.

도 6을 참조하면, 제 1질량체의 공진주파수가 f1이고, 제 2질량체의 공진주파수가 f2이며, 제 1질량체와 제 2질량체의 합산 질량에 대응되는 공진주파수가 f3가 된다.

이때, f1의 공진주파수로 코일 어셈블리에 전원을 인가하면, 제 1질량체가 공진하여 진동이 발생하고, f2의 공진주파수로 코일 어셈블리에 전원을 인가하면, 제 2 질량체가 공진하여 진동이 발생하며, f3의 공진주파수로 코일 어셈블리에 전원을 인가하면 제 1 및 제 2질량체가 함께 공진하여 진동이 발생된다.

따라서 본 발명의 제 1실시예와 관련한 진동 발생 장치(1)에서는 상기 f1 내지 f3의 공진주파수를 진동이 계속되는 시간 동안 적절히 조합하여 코일 어셈블리에 인가시키면 다양한 느낌의 진동 패턴을 얻을 수 있으므로, 사용자에게 다양한 햅틱 피드백을 제공할 수 있다.

지금까지는 각 질량체에 대응되는 공진주파수를 진동이 계속되는 시간 동안 적절히 조합하여 다양한 느낌의 진동 패턴을 형성하는 방법을 설명하였으며, 이하 새로운 느낌의 진동 패턴을 형성하는 방법을 설명한다.

도 7은 제 1질량체의 공진주파수 f1으로 액츄에이터 입력 신호(a)를 인가하 였을 때의 진동 발생 장치에서 측정된 가속도 파형(b)을 각각 나타내고, 도 8은 제 2질량체의 공진주파수 f2로 액츄에이터 입력 신호(a)를 인가하였을 때의 진동 발생 장치에서 측정된 가속도 파형(b)을 각각 나타내며, 도 9는 f1과 f2를 중첩(superposition)한 공진주파수로 액츄에이터 입력 신호(a)를 인가하였을 때의 진동 발생 장치에서 측정된 가속도 파형(b)을 각각 나타낸다.

도 9를 참조하면, f1공진주파수와 f2공진주파수를 중첩하여 액츄에이터 신호를 인가하였을때는 f1공진주파수와 f2공진주파수를 인가하였을 때와는 다른 새로운 느낌의 진동 가속도 파형(N)이 만들어진 것을 확인할 수 있다.

도 7을 참조하면, 공진주파수f1은 상대적으로 느린 주파수에 해당하며, 이 경우 측정되는 가속도 파형은 무거운 진동 느낌을 가지고, 도 8을 참조하면, 공진주파수f2는 상대적으로 빠른 주파수에 해당하며, 이 경우 측정되는 가속도 파형은 빠른 진동 느낌을 가지는 것을 확인할 수 있다.

여기서, 도 9를 참조하면, f1과 f2의 중첩에 의하여 전혀 다른 느낌의 진동 패턴을 얻을 수 있는 것을 확인할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 제 1 실시예에 따른 진동 발생 장치는 하나의 자계 어셈블리(10)로 다양하고 새로운 느낌의 진동 패턴을 복수로 출력할 수 있으므로 사용자에게 다양한 햅틱 피드백을 제공할 수 있으며, 하나의 자계 어셈블리(10)에 질량이 서로 다른 복수의 가동 질량부를 장착시킴으로써 더욱 다양한 종류의 사용자 입력 또는 무선 통신 이벤트에 대하여 서로 다른 햅틱 피드백으로 대응할 수 있게 된다.

도 10은 본 발명의 제 1실시예와 관련된 진동 발생 장치를 구성하는 자계 어셈블리의 또 다른 실시예를 나타내는 사시도이며, 자계 어셈블리(200)는 제 1 내지 제 3가동질량부(220, 230 및 240) 및 상기 각 가동질량부를 탄성 지지하는 제 1 내지 제 3 레그부(202, 203 및 204)와 상기 각 레그부의 종단으로부터 연장된 고정단부(201)로 이루어진 스프링을 포함한다.

여기서, 상기 각 가동질량부(220, 230 및 240)는 제 1 내지 제 3마그네트(221, 231 및 241) 및 상기 각 마그네트(221, 231 및 241)가 각각 장착된 제 1 내지 제 3 질량체(222, 232 및 242)를 포함한다.

지금까지는 하나의 코일 어셈블리로 복수의 가동 질량부를 구동시키는 경우를 설명하였으나, 이에 제한되지 않고, 각 가동 질량부에 코일 어셈블리를 각각 배치하여 구동시킬 수 있음은 물론이다.

전술한 바와 같이, 이와 같이 복수의 가동 질량부(220, 230 및 240)를 자계 어셈블리(200)에 장착함으로써, 진동 발생 장치는 더욱 다양한 햅틱 피드백을 제공할 수 있다.

도 11은 본 발명의 제 2실시예에 따른 진동 발생 장치를 나타내는 사시도이고, 도 12는 본 발명의 제 2실시예에 따른 진동량과 주파수의 관계를 나타내는 그래프이다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 진동 발생 장치(300)는 하우징(301), 상기 하우징 내에 배치된 복수의 코일 어셈블리(330, 340) 및 상기 각 코일 어셈블리에 대응하여 전자기력에 의한 진동이 발생되는 복수의 자계 어셈블리(310, 320)를 포함 한다.

상기 코일 어셈블리(330, 340)는 도 3을 통하여 설명한 코일 어셈블리(40)와 동일하므로 이에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다. 상기 코일 어셈블리(330, 340)는 하나 이상의 FPCB연결단자(350)를 통하여 외부 전원과 연결될 수 있다.

각 자계 어셈블리(310, 320)는 대응되는 코일 어셈블리(330, 340)의 코어의 각 종단부에 대향하도록 배치된 마그네트(312, 314, 322 및 324)와 각 마그네트가 장착된 질량체(313, 315, 323 및 325) 및 상기 질량체를 탄성 지지하는 스프링(321, 311)을 포함한다. 즉, 상기 자계 어셈블리(310, 320)는 도 3을 통하여 설명한 자계 어셈블리(10)와 동일하며, 제 2실시예에서는 제 1실시예와 달리 코일 어셈블리와 자계 어셈블리가 적어도 2개 이상의 복수로 구성된다.

이와 같이 제 2실시예에 따는 진동 발생 장치(300)에서는 코일 어셈블리(330, 340)와 자계 어셈블리(310, 320)가 복수로 구비됨에 따라 축 방향을 따라 진동량을 가중시키거나, 서로 다른 축방향으로 진동을 발생하도록 하여 다양한 느낌의 진동 패턴을 형성할 수 있다.

도 11을 참조하면, 복수의 자계 어셈블리(310, 320)가 동일축(x축)을 따라 진동 방향이 동일하도록 설치된 경우에는 축방향의 진동량을 가중시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 각 자계 어셈블리(310, 320)가 서로 다른 축 방향을 따라 진동하도록 설치된 경우에는 다양한 방향으로 진동을 발생시킬 수 있으며, 예를 들어 각 축에 대한 진동향이 합산된 방향으로 진동을 발생시킬 수 있다.

한편, 각 질량체(313, 315, 323 및 325)의 질량을 서로 다르게 함으로써, 각 가동질량부는 서로 다른 공진 주파수를 가질 수 있다.

도 12를 참조하면, 제 1자계 어셈블리의 제 1 및 제 2 질량체(313, 315)의 공진주파수는 각각 f1 및 f2이고, 이들의 합산 질량에 대한 공진주파수는 f3가 되며, 제 2자계 어셈블리의 제 1 및 제 2질량체(323, 325)의 공진주파수는 각각 f4 및 f5이고, 이들의 합산 질량에 대한 공진주파수는 f6가 된다.

이때, 도 6을 통하여 전술한 바와 같이, f1의 공진주파수로 제 1코일 어셈블리(330)에 전원을 인가하면, 제 1자계 어셈블리(310)의 제 1질량체(312)가 공진하여 진동이 발생하고, f2의 공진주파수로 제 1코일 어셈블리(330)에 전원을 인가하면, 제 1 자계 어셈블리(310)의 제 2 질량체(314)가 공진하여 진동이 발생하며, 제 1코일 어셈블리(330)에 f3의 공진주파수로 전원을 인가하면 제 1자계 어셈블리(310)의 제 1 및 제 2질량체(312, 314)가 함께 공진하여 진동이 발생된다.

마찬가지로, f4 내지 f6의 공진주파수를 제 2코일 어셈블리(340)에 인가하여 제 2자계 어셈블리(320)에 다양한 진동 패턴을 발생시킬 수 있다.

따라서 본 발명의 제 2실시예와 관련한 진동 발생 장치(1)에서는 상기 f1 내지 f6의 공진주파수를 진동이 계속되는 시간 동안 적절히 조합하여 제 1 또는 제 2코일 어셈블리(330, 340)에 인가시키면 이에 대응된 제 1 및 제 2자계 어셈블리(310, 320)를 통하여 다양한 느낌의 진동 패턴을 얻을 수 있으므로, 사용자에게 다양한 햅틱 피드백을 제공할 수 있다.

또한, 도 7 내지 도 9를 통하여 전술한 바와 같이, f1 내지 f6의 공진주파수 중 적어도 2개 이상의 공진주파수를 중첩하여 액츄에이터 신호를 인가하였을때는 각 공진주파수를 인가하였을 때와는 달리 새로운 느낌의 진동 패턴을 제공할 수 있다.

아울어 제 2실시예에 따른 진동 발생 장치(300)에 따르면, 하나의 진동 발생 장치를 사용하여 서로 다른 다양한 방향, 예를 들어 x축 방향, y축 방향, z축 방향 및 각 축에 대한 진동량이 합산된 방향으로 진동을 발생시킬 수 있으므로, 이동 단말기에 입력되는 각각의 입력 신호에 대응하여 서로 다른 다양한 방향 및 세기의 진동을 발생시킴으로써 사용자에게 다양한 햅틱 피드백을 제공할 수 있다.

위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기의 블록 구성도.

도 2는 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기의 사시도.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예와 관련된 진동 발생 장치를 나타내는 개념도.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예와 관련된 진동 발생 장치를 구성하는 자계 어셈블리의 분리 사시도.

도 5는 도 4에 도시된 각 구성부재가 결합한 상태의 사시도.

도 6은 본 발명의 제 1 실시예와 관련된 진동 발생 장치의 진동량과 주파수의 관계를 나타내는 그래프.

도 7 내지 도 9는 도 6에 도시된 각 주파수에 따른 진동 가속도 파형을 나타내는 그래프.

도 10은 본 발명의 제 1 실시예와 관련된 진동 발생 장치를 구성하는 자계 어셈블리의 또 다른 실시예를 나타내는 사시도.

도 11은 본 발명의 제 2 실시예와 관련된 진동 발생 장치를 나타내는 개념도.

도 12는 본 발명의 제 2 실시예와 관련된 진동 발생 장치의 진동량과 주파수의 관계를 나타내는 그래프.

Claims

하우징;

상기 하우징 내에 배치되고, 제 1종단부와 제 2 종단부를 갖는 코어 및 상기 코어의 외주면에 권취되며, 외부에서 인가된 전류에 의해 자기장을 형성하는 코일을 포함하는 하나 이상의 코일 어셈블리; 및

상기 코어의 각 종단부와 대향하도록 각각 배치되며, 상기 자기장에 의한 인력 또는 척력이 작용되는 제 1 및 제 2 마그네트와 상기 각 마그네트에 각각 결합되며, 진동량을 가중시키며, 서로 다른 질량을 갖는 제 1 및 제 2질량체 및 상기 각 질량체와 하우징의 일면을 각각 연결하며, 상기 각 질량체를 탄성 지지하는 스프링을 포함하는 하나 이상의 자계 어셈블리를 포함하는 진동 발생 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 스프링은 하우징의 일면에 연결된 고정단부와 상기 고정단부로부터 각각 연장된 제 1 및 제 2레그부를 포함하며, 상기 각 레그부에 제 1 및 제 2 질량체가 각각 장착된 것을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 스프링의 제 1 및 제 2레그부는 일부 영역이 각 질량체를 둘러싼 상태로 고정된 것을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 일부 영역은 U자 형상으로 절곡된 것을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 코일과 외부의 전원을 연결하는 인쇄회로기판을 추가로 포함하는 진동 발생 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 질량체에 장착되며, 상기 마그네트와 동일 방향으로 돌출된 댐퍼부재를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 질량체의 상기 마그네트의 장착면의 배면에 장착된 백요크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 코일 어셈블리는 하우징에 장착된 절연 홀더에 고정된 것을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 코어는 "ㄷ"자 형상으로 양 종단부가 절곡된 것을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 스프링의 고정단부는 "U"자 형상으로 절곡되어 각 질량체가 하우징의 일면으로부터 이격 배치된 상태로 지지되는 것을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 자계 어셈블리와 상기 자계 어셈블리에 대응되는 코일 어셈블리는 복수로 구비되며, 어느 한 자계 어셈블리가 하우징의 제 1면에 고정된 경우에 다른 자계 어셈블리는 상기 제 1면의 대향면에 고정된 것을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 자계 어셈블리와 상기 자계 어셈블리에 대응되는 코일 어셈블리는 복수로 구비되며, 어느 한 자계 어셈블리가 하우징의 제 1면에 고정된 경우에 다른 자계 어셈블리는 상기 제 1면에 인접하는 면에 고정된 것을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
외관을 형성하는 케이스;

복수 개의 터치 지점을 포함하고, 상기 복수 개의 터치 지점 각각에 대한 외부 접촉을 입력 신호로 감지하는 사용자 입력부;

상기 각 터치 지점에 각각 대응된 진동 가속도 파형이 저장되고, 상기 사용자 입력부의 입력 신호에 따라 미리 저장된 진동 가속도 파형으로 진동발생신호를 발생하는 제어부; 및

상기 진동발생신호에 따라 미리 정해진 진동 가속도 파형으로 상기 케이스에 진동을 발생시키는 진동발생부를 포함하고,

상기 진동발생부는,

하우징;

상기 하우징 내에 배치되고, 제 1종단부와 제 2 종단부를 갖는 코어 및 상기 코어의 외주면에 권취되며, 외부에서 인가된 전류에 의해 자기장을 형성하는 코일을 포함하는 하나 이상의 코일 어셈블리; 및

상기 코어의 각 종단부와 대향하도록 각각 배치되며, 상기 자기장에 의한 인력 또는 척력이 작용되는 제 1 및 제 2 마그네트와 상기 각 마그네트에 각각 결합되며, 진동량을 가중시키며, 서로 다른 질량을 갖는 제 1 및 제 2질량체 및 상기 각 질량체와 하우징의 일면을 각각 연결하며, 상기 각 질량체를 탄성 지지하는 스프링을 포함하는 하나 이상의 자계 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
삭제
제 13 항에 있어서,

상기 스프링은 하우징의 일면에 연결된 고정단부와 상기 고정단부로부터 각각 연장된 제 1 및 제 2레그부를 포함하며, 상기 각 레그부에 제 1 및 제 2 질량체가 각각 장착된 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제 13 항에 있어서,

상기 스프링의 제 1 및 제 2레그부는 일부 영역이 각 질량체를 둘러싼 상태로 고정된 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제 13 항에 있어서,

상기 자계 어셈블리와 상기 자계 어셈블리에 대응되는 코일 어셈블리는 복수로 구비되며, 어느 한 자계 어셈블리가 하우징의 제 1면에 고정된 경우에 다른 자계 어셈블리는 상기 제 1면의 대향면에 고정된 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제 13 항에 있어서,

상기 자계 어셈블리와 상기 자계 어셈블리에 대응되는 코일 어셈블리는 복수로 구비되며, 어느 한 자계 어셈블리가 하우징의 제 1면에 고정된 경우에 다른 자계 어셈블리는 상기 제 1면에 인접하는 면에 고정된 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
외관을 형성하는 케이스;

복수 개의 통신 이벤트를 전송받는 무선 통신부;

각 통신 이벤트에 각각 대응된 진동 가속도 파형이 저장되고, 상기 무선 통신부의 전송 신호에 따라 미리 저장된 진동 가속도 파형을 결정하여 진동발생신호를 발생하는 제어부; 및

상기 진동발생신호에 따라 미리 정해진 진동 가속도 파형으로 상기 케이스에 진동을 발생시키는 진동발생부를 포함하고,

상기 진동발생부는,

하우징;

상기 하우징 내에 배치되고, 제 1종단부와 제 2 종단부를 갖는 코어 및 상기 코어의 외주면에 권취되며, 외부에서 인가된 전류에 의해 자기장을 형성하는 코일을 포함하는 하나 이상의 코일 어셈블리; 및

상기 코어의 각 종단부와 대향하도록 각각 배치되며, 상기 자기장에 의한 인력 또는 척력이 작용되는 제 1 및 제 2 마그네트와 상기 각 마그네트에 각각 결합되며, 진동량을 가중시키며, 서로 다른 질량을 갖는 제 1 및 제 2질량체 및 상기 각 질량체와 하우징의 일면을 각각 연결하며, 상기 각 질량체를 탄성 지지하는 스프링을 포함하는 하나 이상의 자계 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
삭제
제 19 항에 있어서,

상기 스프링은 하우징의 일면에 연결된 고정단부와 상기 고정단부로부터 각각 연장된 제 1 및 제 2레그부를 포함하며, 상기 각 레그부에 제 1 및 제 2 질량체가 각각 장착된 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제 21 항에 있어서,

상기 스프링의 제 1 및 제 2레그부는 일부 영역이 각 질량체를 둘러싼 상태로 고정된 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제 19 항에 있어서,

상기 자계 어셈블리와 상기 자계 어셈블리에 대응되는 코일 어셈블리는 복수로 구비되며, 어느 한 자계 어셈블리가 하우징의 제 1면에 고정된 경우에 다른 자계 어셈블리는 상기 제 1면의 대향면에 고정된 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제 19 항에 있어서,

상기 자계 어셈블리와 상기 자계 어셈블리에 대응되는 코일 어셈블리는 복수로 구비되며, 어느 한 자계 어셈블리가 하우징의 제 1면에 고정된 경우에 다른 자계 어셈블리는 상기 제 1면에 인접하는 면에 고정된 것을 특징으로 하는 이동 단말기.