KR102306795B1 - Contact pressure senseing device and electronice apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 압력 센싱 장치는, 판 형상을 가지며, 적어도 일부에 자기장을 갖는 프레임; 및 압력에 의해 상기 프레임이 변형됨에 따라 변화하는 상기 자기장의 세기를 감지하는 자기 센서를 포함한다.A pressure sensing device according to an embodiment of the present invention includes: a frame having a plate shape and having a magnetic field at least in part; and a magnetic sensor sensing the strength of the magnetic field that changes as the frame is deformed by pressure.

Description

콘텍 압력 센싱 장치 및 전자 기기{CONTACT PRESSURE SENSEING DEVICE AND ELECTRONICE APPARATUS}CONTACT PRESSURE SENSEING DEVICE AND ELECTRONICE APPARATUS

본 발명은 압력 센싱 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.The present invention relates to a pressure sensing device and an electronic device.

센서는 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 특히 사물 인터넷의 발달로 인해 그 응용 분야가 더욱 많아지고 있는 실정이다.Sensors are used in various fields, and in particular, their application fields are increasing due to the development of the Internet of Things.

그 중에서 압력 센서는 저항 변화(스트레인 게이지), 정전용량 변화, 압전 현상을 이용하는 것 등이 있으나, 감도가 현저히 낮고 소형화하기에도 불리하다.Among them, the pressure sensor includes a change in resistance (strain gauge), a change in capacitance, and a piezoelectric phenomenon, but has a remarkably low sensitivity and is disadvantageous in miniaturization.

이와 관련하여, 공개특허공보 제10-2019-0032124호는, 상시 탄압상태에서 터치에 의해 탄성변형 가능한 터치 플레이트; 상기 터치 플레이트에 부착되어 연동하는 스트레인 게이지; 및 상기 스트레인 게이지로부터 터치 플레이트의 미세 변위를 감지하여 사용자의 터치로 인식하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스트레인 게이지를 이용한 포스 터치 센서를 개시한다.In this regard, Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2019-0032124 discloses a touch plate that can be elastically deformed by a touch in a state of constant pressure; a strain gauge attached to and interlocking with the touch plate; and a control unit that detects a minute displacement of the touch plate from the strain gauge and recognizes it as a user's touch. Disclosed is a force touch sensor using a strain gauge.

그러나, 상기 포스 터치 센서는 물리적 버튼을 필요로 하여 구조가 크고, 감도가 낮아 단위 면적당 큰 압력을 받아야 한다. However, since the force touch sensor requires a physical button, the structure is large and the sensitivity is low, so that a large pressure per unit area must be applied.

공개특허공보 제10-2019-0032124호Unexamined Patent Publication No. 10-2019-0032124

본 발명은 간단한 구조를 가지면서도 적은 압력으로도 콘텍 감지가 가능한 압력 센싱 장치 및 전자 기기를 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a pressure sensing device and an electronic device capable of detecting a contact even with a small pressure while having a simple structure.

본 발명의 실시예에 따른 압력 센싱 장치는, 판 형상을 가지며, 적어도 일부에 자기장을 갖는 프레임; 및 압력에 의해 상기 프레임이 변형됨에 따라 변화하는 상기 자기장의 세기를 감지하는 자기 센서를 포함한다.A pressure sensing device according to an embodiment of the present invention includes: a frame having a plate shape and having a magnetic field at least in part; and a magnetic sensor sensing the strength of the magnetic field that changes as the frame is deformed by pressure.

상기 압력 센싱 장치는, 상기 감지된 값에 기초하여 상기 프레임에 압력이 인가되었는지를 판단하는 판단부를 더 포함할 수 있다.The pressure sensing device may further include a determination unit that determines whether pressure is applied to the frame based on the sensed value.

상기 프레임의 자기장은 상기 프레임의 면에 수직으로 형성될 수 있다.The magnetic field of the frame may be formed perpendicular to the plane of the frame.

상기 프레임은 디스플레이 장치의 화면일 수 있다.The frame may be a screen of the display device.

상기 프레임은 디스플레이 장치의 화면을 둘러싸는 것일 수 있다.The frame may surround the screen of the display device.

상기 프레임은, 지지체 및 상기 지지체 상에 형성된 자성체를 포함할 수 있다.The frame may include a support and a magnetic material formed on the support.

상기 프레임은 적어도 일부가 자성체일 수 있다.At least a portion of the frame may be a magnetic material.

상기 자기 센서는, 압력에 의해 상기 프레임이 변형될 때 최대 변위 지점에서 빗겨난 곳에 위치할 수 있다.The magnetic sensor may be located at a position that is deviated from a point of maximum displacement when the frame is deformed by pressure.

상기 압력 센싱 장치는, 지자기를 측정하기 위한 지자기 센서를 더 포함하고, 상기 판단부는, 상기 자기 센서에 의해 감지된 값을 상기 지자기 센서에 의해 측정된 값을 이용하여 보정한 값에 기초하여 상기 프레임에 압력이 인가되었는지를 판단할 수 있다.The pressure sensing device may further include a geomagnetic sensor for measuring geomagnetism, and the determination unit may include a value detected by the magnetic sensor, which is corrected by using the value measured by the geomagnetic sensor. It can be determined whether pressure is applied to the

상기 프레임은 원소주기율표상의 제Ⅱ족, 제Ⅲ족, 제Ⅳ족, 제Ⅴ족, 제Ⅵ족 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.The frame may include at least one material selected from Group II, Group III, IV, V, and VI on the Periodic Table of Elements.

상기 자기 센서는, 홀 센서, 리드 스위치(reed switch), 자기저항(MR: MagnetoResistive) 센서, 홀(Hall) 소자, 거대자기저항(GMR: Giant MagnetoResistive) 센서 중 하나일 수 있다.The magnetic sensor may be one of a Hall sensor, a reed switch, a magnetoresistive (MR) sensor, a Hall element, and a giant magnetoresistive (GMR) sensor.

본 발명의 실시예에 따른 전자 기기는, 판 형상을 가지며, 적어도 일부에 자기장을 갖는 프레임; 압력에 의해 상기 프레임이 변형됨에 따라 변화하는 상기 자기장을 감지하는 자기 센서; 상기 감지된 값에 기초하여 상기 프레임에 압력이 인가되었는지를 판단하는 판단부; 및 상기 판단부의 판단 결과에 기초하여 구동 신호를 생성하는 구동부를 포함한다.An electronic device according to an embodiment of the present invention includes: a frame having a plate shape and having a magnetic field at least in part thereof; a magnetic sensor sensing the magnetic field that changes as the frame is deformed by pressure; a determination unit that determines whether pressure is applied to the frame based on the sensed value; and a driving unit that generates a driving signal based on the determination result of the determination unit.

상기 전자 기기는 디스플레이 장치이고, 상기 프레임은 상기 디스플레이 장치의 화면이고, 상기 구동부는 상기 판단부의 판단 결과에 기초하여 상기 화면의 전원을 구동하는 구동 신호를 생성할 수 있다.The electronic device may be a display device, the frame may be a screen of the display device, and the driving unit may generate a driving signal for driving power of the screen based on a determination result of the determination unit.

본 발명의 실시예에 의하면, 간단한 구조를 가지면서도 적은 압력으로도 감지가 가능한 압력 센싱 장치 및 전자 기기가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, a pressure sensing device and an electronic device capable of sensing even a small pressure while having a simple structure are provided.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압력 센싱 장치의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 압력 센싱 장치의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 자기 센서에서 발생하는 기전력의 계산시 참고 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 압력 센싱 장치에서 최대 변위에 다른 기전력의 크기를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 압력 센싱 장치의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 압력 센싱 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전자 기기의 구성을 나타내는 도면이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a pressure sensing device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining an operating principle of the pressure sensing device of FIG. 1 .
3 is a reference diagram for calculating the electromotive force generated by the magnetic sensor.
4 is a graph showing the magnitude of the electromotive force according to the maximum displacement in the pressure sensing device according to the embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view illustrating a structure of a pressure sensing device according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing the structure of a frame according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing the structure of a frame according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating a configuration of a pressure sensing device according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram illustrating a configuration of an electronic device according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에 설명된 임의의 실시예는 본 출원에 설명된 임의의 다른 방법 또는 구성에 대하여 구현될 수 있다.Any embodiment described herein may be implemented with respect to any other method or configuration described herein.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되지 말아야 하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.The terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

명세서 및 청구범위에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. In the specification and claims, when a part "includes" a certain element, it means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated.

명세서 및 청구범위에서 용어 "포함하는"과 함께 사용될 때 단수 단어의 사용은 "하나"의 의미일 수도 있고, 또는 "하나 이상", "적어도 하나", 및 "하나 또는 하나보다 많은"의 의미일 수도 있다.The use of the word singular when used in conjunction with the term "comprising" in the specification and claims may mean "a," or "one or more," "at least one," and "one or more than one." may be

명세서 및 청구범위에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Terms such as “…unit”, “…group”, “module”, and “device” described in the specification and claims mean a unit that processes at least one function or operation, which is hardware or software or hardware and software. It can be implemented as a combination.

도면은 본 발명의 구성을 설명하기 위한 것에 불과하며, 실제의 비율과는 상이할 수 있다.The drawings are only for explaining the configuration of the present invention, and may differ from actual proportions.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압력 센싱 장치(1)의 구조를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a pressure sensing device 1 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 센서 장치(1)는 판 형상을 가지며, 적어도 일부에 자기장을 갖는 프레임(110); 압력에 의해 상기 프레임이 변형됨에 따라 변화하는 상기 자기장의 세기를 감지하는 자기 센서(120); 및 상기 감지된 값에 기초하여 상기 프레임에 압력이 인가되었는지를 판단하는 판단부(130)를 포함한다.Referring to Figure 1, the sensor device 1 has a plate shape, at least a portion of the frame 110 having a magnetic field; a magnetic sensor 120 for sensing the strength of the magnetic field that changes as the frame is deformed by pressure; and a determination unit 130 that determines whether pressure is applied to the frame based on the sensed value.

프레임(110)은 적어도 일부가 자성체로 형성될 수 있다. 도 1에서 화살표는 프레임(110)에서 발생한 자속(magnetic flux)을 나타낸다.At least a portion of the frame 110 may be formed of a magnetic material. In FIG. 1 , arrows indicate magnetic flux generated in the frame 110 .

자기 센서(120)는 홀 센서일 수 있다. 다만, 본 발명의 범위는 이에 한하지 않으며, 리드 스위치(reed switch), 자기저항(MR: MagnetoResistive) 센서, 홀(Hall) 소자, 거대자기저항(GMR: Giant MagnetoResistive) 센서 등 자기장의 변화를 감지할 수 있는 것이면 족하다.The magnetic sensor 120 may be a Hall sensor. However, the scope of the present invention is not limited thereto, and a change in magnetic field is detected, such as a reed switch, a magnetoresistive (MR) sensor, a Hall element, and a giant magnetoresistive (GMR) sensor. What you can do is enough.

판단부(130)는 자기 센서(120)에서 감지된 자기장 세기의 변화에 기초하여 프레임(110)에 압력이 인가되었는지 여부를 판단한다.The determination unit 130 determines whether pressure is applied to the frame 110 based on a change in the magnetic field strength detected by the magnetic sensor 120 .

도 2는 도 1의 압력 센싱 장치(1)의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a view for explaining an operating principle of the pressure sensing device 1 of FIG. 1 .

도 2의 (a)는 프레임에 압력이 가해지기 전의 상태를 나타내고, 도 2의 (b)는 프레임에 압력이 가해졌을 때의 상태를 나타낸다. 도 2에서 설명의 편의를 위해 판단부는 생략하였다.Fig. 2(a) shows a state before pressure is applied to the frame, and Fig. 2(b) shows a state when pressure is applied to the frame. In FIG. 2 , the determination unit is omitted for convenience of description.

도 2의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 자기장은 프레임의 면에 수직으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 프레임에 압력이 가해지면 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 프레임이 변형되며, 이에 따라 자기장 세기(자속 밀도)가 변화한다.As shown in (a) and (b) of Figure 2, the magnetic field may be formed perpendicular to the plane of the frame. Accordingly, when pressure is applied to the frame, the frame is deformed as shown in (b) of FIG. 2 , and accordingly, the magnetic field strength (magnetic flux density) changes.

도 3은 자기 센서에서 발생하는 기전력의 계산시 참고 도면이다.3 is a reference diagram for calculating the electromotive force generated by the magnetic sensor.

자기 센서가 홀 센서일 때에서 발생하는 기전력의 크기 VH는 하기의 식에 의해 계산될 수 있다. The magnitude V H of the electromotive force generated when the magnetic sensor is a Hall sensor may be calculated by the following equation.

VH = h × i × B sinα …(1)V H = h × i × B sinα … (One)

여기서, h는 프레임의 재료, 크기 등에 의해 결정되는 상수이고, i는 프레임의 길이 방향을 따라 흐르는 전류의 크기이고, B는 압력이 가해지기 전 자기장의 세기이다. α는 압력에 의해 변형된 프레임의 곡선 형상을 직선으로 근사하였을 때 변형된 프레임의 단부로부터 최대 변위 지점을 잇는 직선과, 압력이 가해지기 전의 프레임이 이루는 각도이다.Here, h is a constant determined by the material and size of the frame, i is the magnitude of the current flowing along the longitudinal direction of the frame, and B is the strength of the magnetic field before pressure is applied. α is the angle between the straight line connecting the maximum displacement point from the end of the deformed frame when the curved shape of the deformed frame is approximated by a straight line and the frame before the pressure is applied.

프레임의 길이를 2L이라 하고, 최대 변위 지점이 프레임의 길이 방향의 중간 지점이라고 가정할 때, α는 다음의 식을 만족한다.Assuming that the length of the frame is 2L and the maximum displacement point is the midpoint in the longitudinal direction of the frame, α satisfies the following equation.

α = tan-1(d/L) …(2)α = tan -1 (d/L) … (2)

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 압력 센싱 장치에서 최대 변위에 다른 기전력의 크기를 나타내는 그래프이다. 도 4에서 자기장의 세기는 100 G, 민감도(sensitivity) 60μV/G이다.4 is a graph showing the magnitude of the electromotive force according to the maximum displacement in the pressure sensing device according to the embodiment of the present invention. In FIG. 4, the strength of the magnetic field is 100 G, and the sensitivity is 60 μV/G.

도 4를 참조하면, L이 50mm, 최대 변위 d가 1mm일 때 기전력이 120mv인 것을 알 수 있다. 통상 기전력이 열 전압, 즉 300K에서 26mV보다 크면 감지 가능함을 고려할 때, 본 발명의 실시예에 따른 압력 센싱 장치는 최대 변위가 1mm 이하인 경우에도 충분히 감지 가능한 기전력을 제공함을 알 수 있다.Referring to FIG. 4 , it can be seen that the electromotive force is 120 mv when L is 50 mm and the maximum displacement d is 1 mm. Considering that the normal electromotive force can be detected when the thermal voltage is greater than 26mV at 300K, it can be seen that the pressure sensing device according to the embodiment of the present invention provides a sufficiently detectable electromotive force even when the maximum displacement is 1 mm or less.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 압력 센싱 장치(2)의 구조를 나타내는 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing the structure of the pressure sensing device 2 according to the embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 압력 센싱 장치(2)는 프레임(210), 자기 센서(220) 및 판단부(230)를 포함하며, 판단부(230)는 판단부(130)와 동일하다.Referring to FIG. 5 , the pressure sensing device 2 includes a frame 210 , a magnetic sensor 220 , and a determination unit 230 , and the determination unit 230 is the same as the determination unit 130 .

자기 센서(220)는, 압력에 의해 프레임(210)이 변형될 때 최대 변위 지점에서 빗겨난 곳, 예를 들어 프레임(210)의 단부에 위치할 수 있다. The magnetic sensor 220 may be located at a point deflected from the maximum displacement point when the frame 210 is deformed by pressure, for example, at an end of the frame 210 .

전술한 바와 같이, 자기 센서(120, 220)는 압력에 의해 프레임(110, 210)이 변형됨에 따라 변화하는 자기장의 세기를 감지한다. 이때, 프레임(110, 210)은 판 형상이기 때문에, 최대 변위 지점으로부터 멀어질수록 자기장에 세기(자속 밀도)가 많이 감소한다. 따라서, 자기 센서(220)가 최대 변위 지점에서 빗겨난 곳에 위치함으로써, 자기장 세기의 변화량(감소량)이 커져 감지의 정밀도를 높일 수 있다.As described above, the magnetic sensors 120 and 220 sense the strength of the magnetic field that changes as the frames 110 and 210 are deformed by pressure. At this time, since the frames 110 and 210 are plate-shaped, the strength (magnetic flux density) of the magnetic field decreases as the distance from the maximum displacement point increases. Accordingly, since the magnetic sensor 220 is located at a location deviating from the maximum displacement point, the change amount (reduction amount) of the magnetic field strength increases, so that the detection accuracy can be increased.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 프레임(310)의 구조를 나타내는 도면이다.6 is a diagram showing the structure of a frame 310 according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 프레임(310)은, 지지체(311) 및 지지체 상에 형성된 자성체(312)를 포함할 수 있다. 지지체는 비자성체일 수 있다. 본 실시예에서 지지체(311)의 길이와 자성체(312)의 길이는 동일하다. 도 1의 프레임(110)이 전체가 동일한 물질로 형성되어 있는 반면, 본 실시예의 프레임(310)은 두 종류의 물질로 구성된 점이 상이하다.Referring to FIG. 6 , the frame 310 may include a support 311 and a magnetic material 312 formed on the support. The support may be nonmagnetic. In this embodiment, the length of the support 311 and the length of the magnetic body 312 are the same. While the frame 110 of FIG. 1 is entirely made of the same material, the frame 310 of this embodiment is different in that it is made of two types of materials.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 프레임(410)의 구조를 나타내는 도면이다.7 is a diagram illustrating a structure of a frame 410 according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 프레임(410)은, 지지체(411) 및 지지체의 일부 상에 형성된 자성체(412)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 자성체(412)가 지지체(411)의 일부 영역에만 형성된 점이 도 6의 프레임(310)과 상이하다.Referring to FIG. 7 , the frame 410 may include a support 411 and a magnetic material 412 formed on a portion of the support. In this embodiment, the magnetic body 412 is different from the frame 310 of FIG. 6 in that the magnetic body 412 is formed only in a partial region of the support body 411 .

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 압력 센싱 장치(5)의 구성을 나타내는 도면이다.8 is a diagram showing the configuration of a pressure sensing device 5 according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 압력 센싱 장치(5)는 프레임(510), 자기 센서(520), 판단부(530) 및 지자기 센서(540)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 8 , the pressure sensing device 5 may include a frame 510 , a magnetic sensor 520 , a determination unit 530 , and a geomagnetic sensor 540 .

프레임(510), 자기 센서(520) 및 판단부(530)는 프레임(110, 210, 310, 410), 자기 센서(120, 220) 및 판단부(130, 230)에 각각 대응한다. The frame 510 , the magnetic sensor 520 , and the determination unit 530 correspond to the frames 110 , 210 , 310 , 410 , the magnetic sensors 120 and 220 , and the determination units 130 and 230 , respectively.

압력 센싱 장치(5)는 지자기 센서(540)를 추가로 포함한다. 지자기 센서(340)는 지구상에 기본적으로 존재하는 지자기를 측정한다. 전술한 바와 같이, 자기 센서(520)에서 발생하는 기전력에는 자기장의 세기가 영향을 미치는데, 외부 압력에 의한 자기장 세기의 변화뿐만 아니라 지자기의 세기도 변화할 수 있다. 이에 따라 압력이 인가되지 않고 지자기 세기만이 변하였음에도 불구하고, 압력이 인가된 것으로 잘못 판단될 가능성이 있다.The pressure sensing device 5 further comprises a geomagnetic sensor 540 . The geomagnetic sensor 340 measures the geomagnetism basically existing on the earth. As described above, the strength of the magnetic field has an effect on the electromotive force generated by the magnetic sensor 520 , and not only the change of the magnetic field strength due to external pressure but also the strength of the geomagnetism may change. Accordingly, although no pressure is applied and only the geomagnetic intensity is changed, there is a possibility that it may be incorrectly determined that the pressure is applied.

판단부(530)는 자기 센서(520)에 의해 감지된 값을 지자기 센서(540)에 의해 측정된 값으로 보정한 값에 기초하여 압력의 인가여부를 판단한다. 판단부(530)는 압력이 인가되었는지를 판단할 때 지자기 세기의 변화를 고려함으로써 오류를 감소시킬 수 있다.The determination unit 530 determines whether pressure is applied based on a value obtained by correcting the value detected by the magnetic sensor 520 with the value measured by the geomagnetic sensor 540 . The determination unit 530 may reduce an error by considering a change in geomagnetic strength when determining whether pressure is applied.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전자 기기(1000)의 구성을 나타내는 도면이다.9 is a diagram illustrating a configuration of an electronic device 1000 according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 전자 기기(1000)는 프레임(1010), 자기 센서(1020), 판단부(1030) 및 구동부(1050)를 포함하며, 도 9에 도시되지는 않았지만 지자기 센서를 더 포함할 수도 있다.Referring to FIG. 9 , the electronic device 1000 includes a frame 1010 , a magnetic sensor 1020 , a determination unit 1030 , and a driving unit 1050 . Although not shown in FIG. 9 , the electronic device 1000 may further include a geomagnetic sensor. may be

프레임(1010), 자기 센서(1020) 및 판단부(1030)는 프레임(110, 210, 310, 410, 510), 자기 센서(120, 220, 520) 및 판단부(130, 230, 530)에 각각 대응한다.The frame 1010 , the magnetic sensor 1020 and the determination unit 1030 are provided to the frames 110 , 210 , 310 , 410 , 510 , the magnetic sensors 120 , 220 , 520 and the determination unit 130 , 230 and 530 . correspond to each

구동부(1050)는 판단부(1030)의 판단 결과에 따라 전자 기기를 구동한다. The driving unit 1050 drives the electronic device according to the determination result of the determination unit 1030 .

예를 들어, 전자 기기(1000)는 스마트폰, 태블릿 PC와 같은 디스플레이 장치이고, 프레임(1010)은 디스플레이 장치의 화면일 수 있다. 사용자가 디스플레이 장치의 화면을 손가락으로 누르면, 자기 센서(1020)가 자기장 세기의 변화를 감지하고, 판단부(1030)는 자기장 세기의 변화에 기초하여 압력이 가해진 것으로 판단할 수 있다. 이에 따라 구동부(1050)는 화면의 전원을 구동하는 구동신호를 생성함으로써 디스플레이 장치의 화면을 켤 수 있다. For example, the electronic device 1000 may be a display device such as a smart phone or a tablet PC, and the frame 1010 may be a screen of the display device. When the user presses the screen of the display device with a finger, the magnetic sensor 1020 may detect a change in magnetic field strength, and the determination unit 1030 may determine that pressure is applied based on the change in magnetic field strength. Accordingly, the driving unit 1050 may turn on the screen of the display device by generating a driving signal for driving the power of the screen.

전자 기기(1000)는 사용자의 제어를 위한 스위치(버튼)를 포함하며, 기능성 및 사용 편의성뿐만 아니라 미적 만족을 위해 스위치 형상의 최소화가 필요하다. 전술한 바와 같은 압력 센싱 장치(1, 2, 3)를 전자 기기(1000)에 적용하면, 전자 기기(1000)의 프레임의 강도가 세서 압력에 의한 변위가 작더라도 이를 계측할 수 있다. 또한, 압력 센싱 장치(1, 2, 3)는 구조가 간단하기 때문에 소형의 전자 기기(1000)에 적용이 용이하다.The electronic device 1000 includes a switch (button) for user control, and it is necessary to minimize the switch shape for aesthetic satisfaction as well as functionality and ease of use. When the above-described pressure sensing devices 1 , 2 , and 3 are applied to the electronic device 1000 , the strength of the frame of the electronic device 1000 is high and thus, even if the displacement due to the pressure is small, it can be measured. In addition, since the pressure sensing devices 1, 2, and 3 have a simple structure, they can be easily applied to the small electronic device 1000 .

이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.As described above, the present invention has been described in detail through preferred embodiments, but the present invention is not limited thereto, and it is common in the art that various changes and applications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. self-explanatory to the technician. Therefore, the true protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims (12)

판 형상을 가지며, 적어도 일부에 자기장을 갖는 프레임; 및
압력에 의해 상기 프레임이 변형됨에 따라 변화하는 상기 자기장의 세기를 감지하는 자기 센서
를 포함하고,
상기 자기 센서는, 압력에 의해 상기 프레임이 변형될 때 최대 변위 지점에서 빗겨난 곳에 위치하는 압력 센싱 장치.
a frame having a plate shape and having a magnetic field at least in part; and
A magnetic sensor that senses the strength of the magnetic field that changes as the frame is deformed by pressure
including,
The magnetic sensor is a pressure sensing device that is positioned at a point deflected from the maximum displacement point when the frame is deformed by pressure.
 제1항에 있어서,
상기 감지된 값에 기초하여 상기 프레임에 압력이 인가되었는지를 판단하는 판단부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 센싱 장치.
According to claim 1,
A determination unit that determines whether pressure is applied to the frame based on the sensed value
Pressure sensing device, characterized in that it further comprises.
 제1항에 있어서,
상기 프레임은 디스플레이 장치의 화면인 것을 특징으로 하는 압력 센싱 장치.
According to claim 1,
The frame is a pressure sensing device, characterized in that the screen of the display device.
 제1항에 있어서,
상기 프레임은 디스플레이 장치의 화면을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 압력 센싱 장치.
According to claim 1,
The frame is a pressure sensing device, characterized in that surrounding the screen of the display device.
 제1항에 있어서,
상기 프레임은,
지지체 및
상기 지지체 상에 형성된 자성체
를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 센싱 장치.
According to claim 1,
The frame is
support and
A magnetic body formed on the support
A pressure sensing device comprising a.
 제1항에 있어서,
상기 프레임은 적어도 일부가 자성체인 것을 특징으로 하는 압력 센싱 장치.
According to claim 1,
The frame is a pressure sensing device, characterized in that at least a part of the magnetic material.
 삭제delete 제2항에 있어서,
지자기를 측정하기 위한 지자기 센서;
를 더 포함하고,
상기 판단부는, 상기 자기 센서에 의해 감지된 값을 상기 지자기 센서에 의해 측정된 값을 이용하여 보정한 값에 기초하여 상기 프레임에 압력이 인가되었는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 압력 센싱 장치.
3. The method of claim 2,
a geomagnetic sensor for measuring geomagnetism;
further comprising,
The determination unit, The pressure sensing device, characterized in that for determining whether pressure is applied to the frame based on a value obtained by correcting the value detected by the magnetic sensor using the value measured by the geomagnetic sensor.
 제1항에 있어서,
상기 프레임은 원소주기율표상의 제Ⅱ족, 제Ⅲ족, 제Ⅳ족, 제Ⅴ족, 제Ⅵ족 중 적어도 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 센싱 장치.
According to claim 1,
The frame is a pressure sensing device, characterized in that it includes at least one material of Group II, III, IV, V, and VI on the periodic table of elements.
 제1항에 있어서,
상기 자기 센서는, 홀 센서, 리드 스위치(reed switch), 자기저항(MR: MagnetoResistive) 센서, 홀(Hall) 소자, 거대자기저항(GMR: Giant MagnetoResistive) 센서 중 하나인 것을 특징으로 하는 압력 센싱 장치.
According to claim 1,
The magnetic sensor is a pressure sensing device, characterized in that one of a Hall sensor, a reed switch, a magnetoresistance (MR) sensor, a Hall element, and a giant magnetoresistive (GMR) sensor. .
 판 형상을 가지며, 적어도 일부에 자기장을 갖는 프레임;
압력에 의해 상기 프레임이 변형됨에 따라 변화하는 상기 자기장을 감지하는 자기 센서;
상기 감지된 값에 기초하여 상기 프레임에 압력이 인가되었는지를 판단하는판단부; 및
상기 판단부의 판단 결과에 기초하여 구동 신호를 생성하는 구동부;
를 포함하는 디스플레이 장치로서,
상기 프레임은 상기 디스플레이 장치의 화면이고,
상기 자기 센서는, 압력에 의해 상기 프레임이 변형될 때 최대 변위 지점에서 빗겨난 곳에 위치하고,
상기 구동부는 상기 판단부의 판단 결과에 기초하여 상기 화면의 전원을 구동하는 구동 신호를 생성하여 상기 화면의 전원을 온 또는 오프함으로써, 상기 프레임 및 상기 자기 센서와 함께 스위치로서 기능하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.



a frame having a plate shape and having a magnetic field at least in part;
a magnetic sensor sensing the magnetic field that changes as the frame is deformed by pressure;
a determination unit for determining whether pressure is applied to the frame based on the sensed value; and
a driving unit for generating a driving signal based on the determination result of the determination unit;
A display device comprising:
The frame is a screen of the display device,
The magnetic sensor is located at a point deflected from the maximum displacement point when the frame is deformed by pressure,
The driving unit generates a driving signal for driving the power of the screen based on the determination result of the determining unit and turns on or off the power of the screen, thereby functioning as a switch together with the frame and the magnetic sensor Device.



 삭제delete
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KR100730385B1 (en) * 2005-10-19 2007-06-19 상지대학교산학협력단 A pulsimeter sensor using magnetic thin films
KR102178558B1 (en) * 2014-01-22 2020-11-16 삼성디스플레이 주식회사 Apparatus and method for sensing touch
KR101892793B1 (en) * 2015-03-18 2018-10-04 삼성전기주식회사 Sensor package
KR101719208B1 (en) * 2015-06-17 2017-03-23 주식회사 하이딥 Touch pressure detectable touch input device including display module
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