KR102360110B1 - Vibration generating device containing force sensor - Google Patents

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KR102360110B1
KR102360110B1 KR1020200070021A KR20200070021A KR102360110B1 KR 102360110 B1 KR102360110 B1 KR 102360110B1 KR 1020200070021 A KR1020200070021 A KR 1020200070021A KR 20200070021 A KR20200070021 A KR 20200070021A KR 102360110 B1 KR102360110 B1 KR 102360110B1
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박순
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(주)라이빅
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    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
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    • H02K33/18—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with coil systems moving upon intermittent or reversed energisation thereof by interaction with a fixed field system, e.g. permanent magnets

Abstract

진동 발생 장치가 제공된다. 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치는 내부 공간을 형성하는 케이스, 케이스에 제1 방향으로 적층되고, 제1 방향에 수직인 제2 방향을 축으로 요크를 둘러싸는 코일을 포함하는 고정자, 고정자의 일단과 제2 방향으로 대향하도록 배치되는 제1 영구자석 및 고정자의 타단과 제2 방향으로 대향하도록 배치되는 제2 영구자석을 포함하되, 코일, 제1 영구자석 및 제2 영구자석의 자기적 상호작용에 의해 제1 방향으로 선형 진동하는 진동자, 케이스에 연결되고 진동자를 탄성 지지하는 탄성부재 및 제1 영구자석과 제2 방향으로 이격되도록 배치되는 홀 센서를 포함하되, 홀 센서는 제1 영구자석의 변위에 따른 자기장의 세기를 센싱하고, 센싱된 값에 대응되는 전압을 출력할 수 있다.A vibration generating device is provided. A vibration generating device according to some embodiments of the present invention includes a case forming an internal space, a stator including a coil stacked on the case in a first direction, and surrounding the yoke with an axis in a second direction perpendicular to the first direction; A first permanent magnet disposed to face one end of the stator in a second direction and a second permanent magnet disposed to face the other end of the stator in a second direction, the coil, the magnetism of the first permanent magnet and the second permanent magnet A vibrator that linearly vibrates in a first direction due to negative interaction, an elastic member connected to the case and elastically supporting the vibrator, and a hall sensor disposed to be spaced apart from the first permanent magnet in a second direction, wherein the hall sensor includes the first The strength of the magnetic field according to the displacement of the permanent magnet may be sensed, and a voltage corresponding to the sensed value may be output.

Description

포스 센서를 포함하는 진동 발생 장치{VIBRATION GENERATING DEVICE CONTAINING FORCE SENSOR}Vibration generating device comprising a force sensor {VIBRATION GENERATING DEVICE CONTAINING FORCE SENSOR}

본 발명은 포스 센서(홀 센서)를 포함하는 진동 발생 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진동자의 변위를 센싱하고, 센싱된 값에 따라 햅틱 발생 여부를 결정하는 진동 발생 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vibration generating device including a force sensor (Hall sensor), and more particularly, to a vibration generating device sensing a displacement of a vibrator and determining whether to generate a haptic according to a sensed value.

최근 IT 기술의 발전에 따라 인간의 "시각"과 관련된 노트북 화면, 자동차에 내장되는 디스플레이 등의 크기, 해상도 등이 증가하고 있고, 인간의 "청각"과 관련된 스피커, 이어폰 등의 크기, 두께 등이 감소하고 음질은 향상되어 왔다.With the recent development of IT technology, the size and resolution of laptop screens and automobile displays related to human "sight" are increasing, and the size and thickness of speakers and earphones related to human "hearing" are increasing. decreased and the sound quality improved.

또한, 인간의 "촉각" 관련 기술을 활용한 사용자와 장치간 상호작용(Interactive)에 대한 니즈가 증가하고 있다. 구체적으로, 사용자와 장치간 발전된 상호 교감을 통해 향상된 정보 전달을 얻기 위한 햅틱(Haptic) 진동 발생기에 대한 요구 역시 증가하고 있다. 예를 들어, 자동차의 내장 디스플레이에 네비게이션 안내 목적지를 터치하는 경우 정보가 정확히 입력되었다는 피드백을 햅틱으로 사용자에게 전달하거나, 노트북의 터치패드에 입력 신호를 전달하는 경우 햅틱으로 사용자에게 피드백하는 기술이 개발되어 왔다.In addition, the need for interaction between a user and a device using human "tactile" related technology is increasing. Specifically, the demand for a haptic vibration generator to obtain improved information transfer through advanced interaction between a user and a device is also increasing. For example, when a navigation guidance destination is touched on a car's built-in display, a haptic feedback that information has been correctly input is delivered to the user, or a haptic feedback technology is developed when an input signal is delivered to the touchpad of a laptop. has been

도 1을 참조하면, 종래 햅틱 기술에 사용되는 솔레노이드 방식은 진동을 발생시키는 방식의 한계로 인해 다양한 햅틱 효과를 구현하기 어렵다. 특히, 진동의 발생 방향이 사용자가 터치 패드에 터치하는 방향이 아닌 터치 패드에 수평 방향의 진동을 발생하여 햅틱 전달에 불리하다. 또한, 솔레노이드 방식의 진동 발생 장치는 상대적으로 두껍게 구현되어 다양한 장치에 실장되기 어렵다는 단점이 있다.Referring to FIG. 1 , it is difficult to implement various haptic effects in the solenoid method used in the conventional haptic technology due to the limitation of the method of generating vibration. In particular, since the vibration is generated in a horizontal direction in the touch pad instead of in the direction in which the user touches the touch pad, the vibration is disadvantageous in haptic transmission. In addition, the solenoid-type vibration generating device has a disadvantage in that it is difficult to be mounted in various devices because it is implemented to be relatively thick.

또한, 기존의 진동 발생 장치는 요크에 감긴 코일에 입력되는 전기 신호에 따라 자기장이 생성되고, 이에 기초하여 요크의 끝단에 대향하여 배치되는 자성체를 잡아당기고, 전기 신호의 입력이 중단되면 복원 탄성으로 돌아가는 단순한 구조로 되어 있으므로, 인력(引力)에 의해 당기는 힘만을 발생시키고 반대의 동작은 탄성 복원력(Elastic Restoring Force)에만 의존할 수밖에 없어 다양한 햅틱 효과를 발생시키기 힘든 한계가 존재한다.In addition, in the conventional vibration generating device, a magnetic field is generated according to an electrical signal input to a coil wound around the yoke, and based on this, a magnetic material disposed opposite to the end of the yoke is pulled, and when the input of the electrical signal is stopped, the magnetic field is restored. Since it has a simple structure that rotates, there is a limit in that it is difficult to generate various haptic effects because only a pulling force is generated by attraction and the opposite operation depends only on an elastic restoring force.

또한, 기존의 방식처럼 사용자가 터치패드를 터치하면, 터치의 강도와 무관하게 선택한 모드가 실행됨과 동시에 사용자에게 햅틱 신호가 전달되는 경우 사용자가 디스플레이를 정확하게 보고 터치해야 하고, 이러한 경우 주행 중의 사용자가 전방이 아닌 디스플레이를 주시하게 되어 안전상의 위험성이 존재한다.In addition, when the user touches the touchpad as in the conventional method, the selected mode is executed regardless of the intensity of the touch and a haptic signal is transmitted to the user at the same time. There is a safety risk by looking at the display rather than the front.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 동작 특성이 향상된 선형 진동 발생 장치를 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a linear vibration generating device with improved operating characteristics.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 사용자의 터치에 대응하여 햅틱 신호를 발생시킴으로써 입력 신호에 대한 상호 교감(interactive) 효과가 향상된 선형 진동 발생 장치를 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a linear vibration generating apparatus with improved interactive effect with respect to an input signal by generating a haptic signal in response to a user's touch.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 센싱되는 진동자의 변위에 따라 햅틱 발생을 제어함으로써 상호 교감 효과가 향상된 선형 진동 발생 장치를 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a linear vibration generating device with improved mutual sympathetic effect by controlling haptic generation according to the displacement of a sensed vibrator.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 해당 기술 분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치는 내부 공간을 형성하는 케이스, 케이스에 제1 방향으로 적층되고, 제1 방향에 수직인 제2 방향을 축으로 요크를 둘러싸는 코일을 포함하는 고정자, 고정자의 일단과 제2 방향으로 대향하도록 배치되는 제1 영구자석 및 고정자의 타단과 제2 방향으로 대향하도록 배치되는 제2 영구자석을 포함하되, 코일, 제1 영구자석 및 제2 영구자석의 자기적 상호작용에 의해 제1 방향으로 선형 진동하는 진동자, 케이스에 연결되고 진동자를 탄성 지지하는 탄성부재 및 제1 영구자석과 제2 방향으로 이격되도록 배치되는 홀 센서를 포함하되, 홀 센서는 제1 영구자석의 변위에 따른 자기장의 세기를 센싱하고, 센싱된 값에 대응되는 전압을 출력할 수 있다.Vibration generating device according to some embodiments of the present invention for achieving the above technical problem is a case forming an inner space, the case is stacked in a first direction, and surrounds the yoke in a second direction perpendicular to the first direction as an axis includes a stator including a coil, a first permanent magnet disposed to face one end of the stator in a second direction, and a second permanent magnet disposed to face the other end of the stator in a second direction, the coil, the first permanent magnet and a vibrator that linearly vibrates in a first direction by magnetic interaction of the second permanent magnet, an elastic member connected to the case and elastically supporting the vibrator, and a hall sensor disposed to be spaced apart from the first permanent magnet in a second direction However, the Hall sensor may sense the strength of the magnetic field according to the displacement of the first permanent magnet and output a voltage corresponding to the sensed value.

몇몇 실시 예에 따라, 탄성부재의 제1 방향으로의 상부에 배치되고 외부에 노출되는 터치패드를 더 포함하되, 외부로부터 인가되는 힘에 의해 발생되는 터치패드의 제1 방향으로의 변위에 따라 제1 영구자석의 변위가 발생할 수 있다.According to some embodiments, the method further includes a touch pad disposed on the elastic member in the first direction and exposed to the outside, wherein the touch pad is displaced in the first direction by a force applied from the outside. 1 Displacement of permanent magnet may occur.

몇몇 실시 예에 따라, 홀 센서 및 코일과 전기적으로 연결되는 프로세서를 더 포함하되, 프로세서는, 홀 센서의 출력 전압이 기준 전압 이상인 경우와 기준 전압 미만인 경우에 코일로 인가되는 전류가 상이하도록 제어할 수 있다.According to some embodiments, further comprising a processor electrically connected to the Hall sensor and the coil, wherein the processor controls the current applied to the coil to be different when the output voltage of the Hall sensor is greater than or equal to the reference voltage and less than the reference voltage. can

몇몇 실시 예에 따라, 프로세서는, 홀 센서의 출력 전압이 제1 기준 전압 미만인 경우, 제1 기준 전압과 제2 기준 전압 사이인 경우 및 제2 기준 전압 이상인 경우에 코일로 인가되는 전류가 모두 상이하도록 제어할 수 있다.According to some embodiments, the processor, when the output voltage of the hall sensor is less than the first reference voltage, between the first reference voltage and the second reference voltage, and when the second reference voltage or more, the current applied to the coil is all different can be controlled to do so.

몇몇 실시 예에 따라, 탄성부재는 제1 영구자석의 상부에 배치되는 제1 탄성체 및 제2 영구자석의 상부에 배치되는 제2 탄성체를 포함하되, 제1 및 제2 탄성체는 서로 이격되어 배치될 수 있다.According to some embodiments, the elastic member includes a first elastic body disposed on the first permanent magnet and a second elastic body disposed on the second permanent magnet, wherein the first and second elastic bodies are spaced apart from each other. can

몇몇 실시 예에 따라, 제1 및 제2 영구자석의 상단 및 탄성부재의 하단 일부와 연결되고, 진동자의 진동에 따라 제1 방향으로 선형 진동하는 지지부재를 더 포함할 수 있다.According to some embodiments, a support member connected to the upper ends of the first and second permanent magnets and a portion of the lower ends of the elastic members and linearly vibrating in the first direction according to the vibration of the vibrator may be further included.

몇몇 실시 예에 따라, 제1 영구자석은 제1 방향으로 순차적으로 적층되는 제1 하부 영구자석 및 제1 상부 영구자석을 포함하고, 제2 영구자석은 제1 방향으로 순차적으로 적층되는 제2 하부 영구자석 및 제2 상부 영구자석을 포함하되, 제1 하부 영구자석 및 제1 상부 영구자석의 서로 인접한 측면이 서로 다른 극성으로 착자된 상태이고, 제2 하부 영구자석 및 제2 상부 영구자석의 서로 인접한 측면이 서로 다른 극성으로 착자된 상태이고, 제1 하부 영구자석 및 제2 하부 영구자석의 고정자와 인접한 측면은 서로 다른 극성으로 착자된 상태이고, 제1 상부 영구자석 및 제2 상부 영구자석의 고정자와 인접한 측면은 서로 다른 극성으로 착자된 상태일 수 있다.According to some embodiments, the first permanent magnet includes a first lower permanent magnet and a first upper permanent magnet sequentially stacked in a first direction, and the second permanent magnet includes a second lower part sequentially stacked in a first direction. It includes a permanent magnet and a second upper permanent magnet, wherein adjacent sides of the first lower permanent magnet and the first upper permanent magnet are magnetized with different polarities, and the second lower permanent magnet and the second upper permanent magnet are in a state of being magnetized to each other. The adjacent side surfaces are in a state of being magnetized with different polarities, the side surfaces adjacent to the stators of the first lower permanent magnet and the second lower permanent magnet are in a state of being magnetized with different polarities, and the first upper permanent magnet and the second upper permanent magnet are in a state of being magnetized with different polarities. Sides adjacent to the stator may be in a state of being magnetized with different polarities.

본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치는 내부 공간을 형성하는 케이스, 케이스에 제1 방향으로 적층되고, 제1 방향에 수직인 제2 방향을 축으로 요크를 둘러싸는 코일을 포함하는 고정자, 고정자의 일단과 제2 방향으로 대향하도록 배치되는 제1 영구자석 및 고정자의 타단과 제2 방향으로 대향하도록 배치되는 제2 영구자석을 포함하고, 코일, 제1 영구자석 및 제2 영구자석의 자기적 상호작용에 의해 제1 방향으로 선형 진동하는 진동자, 케이스에 연결되고, 진동자를 탄성 지지하는 탄성부재, 제1 영구자석과 제2 방향으로 이격되도록 배치되고, 제1 영구자석의 변위에 따른 자기장의 세기를 센싱하고, 센싱된 값에 대응되는 제1 전압을 출력하는 제1 홀 센서, 제2 영구자석과 제2 방향으로 이격되도록 배치되고, 제2 영구자석의 변위에 따른 자기장의 세기를 센싱하고, 센싱된 값에 대응되는 제2 전압을 출력하는 제2 홀 센서 및 제1 및 제2 홀 센서 및 코일과 전기적으로 연결되는 프로세서를 포함하되, 프로세서는, 제1 및 제2 전압의 평균 전압과 기정의된 기준 전압과의 비교 연산을 수행하고, 비교 연산의 결과에 기초하여 코일로 인가되는 전류가 상이하도록 제어할 수 있다.A vibration generating device according to some embodiments of the present invention includes a case forming an internal space, a stator including a coil stacked on the case in a first direction, and surrounding the yoke with an axis in a second direction perpendicular to the first direction; A first permanent magnet disposed to face one end of the stator in a second direction and a second permanent magnet disposed to face the other end of the stator in a second direction, the coil, the magnetism of the first permanent magnet and the second permanent magnet A vibrator that linearly vibrates in a first direction due to negative interaction, an elastic member connected to the case and elastically supporting the vibrator, arranged to be spaced apart from the first permanent magnet in a second direction, and a magnetic field according to the displacement of the first permanent magnet A first Hall sensor that senses the intensity of and outputs a first voltage corresponding to the sensed value, is disposed to be spaced apart from the second permanent magnet in the second direction, and senses the intensity of the magnetic field according to the displacement of the second permanent magnet and a second Hall sensor outputting a second voltage corresponding to the sensed value, and a processor electrically connected to the first and second Hall sensors and the coil, wherein the processor includes an average voltage of the first and second voltages. A comparison operation may be performed with a predefined reference voltage, and the current applied to the coil may be controlled to be different based on a result of the comparison operation.

몇몇 실시 예에 따라, 프로세서는, 평균 전압이 제1 기준 전압 미만인 경우, 제1 기준 전압과 제2 기준 전압 사이인 경우 및 제2 기준 전압 이상인 경우에 상기 코일에 인가되는 전류가 모두 상이하도록 제어할 수 있다.According to some embodiments, the processor controls the current applied to the coil to be different when the average voltage is less than the first reference voltage, between the first reference voltage and the second reference voltage, and when the average voltage is greater than or equal to the second reference voltage can do.

몇몇 실시 예에 따라, 제1 홀 센서는 제1 영구자석의 제2 방향의 수평중심선 상에 배치되고, 제2 홀 센서는 제2 영구자석의 제2 방향의 수평중심선 상에 배치될 수 있다.According to some embodiments, the first Hall sensor may be disposed on a horizontal centerline of the first permanent magnet in the second direction, and the second Hall sensor may be disposed on a horizontal centerline of the second permanent magnet in the second direction.

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

도 1은 종래 솔레노이드 방식을 이용한 진동 발생 장치를 설명하기 위한 도면이다
도 2는 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치를 설명하기 위한 분해사시도이다.
도 4a는 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치의 상부에서 바라본 사시도이다.
도 4b는 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치의 하부에서 바라본 사시도이다.
도 5는 도 2의 A-B선을 절단한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치를 설명하기 위한 분해사시도이다.
도 7은 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치의 상부에서 바라본 사시도이다.
도 8은 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치를 설명하기 위한 분해사시도이다.
도 9는 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치의 상부에서 바라본 사시도이다.
도 10은 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치를 설명하기 위한 분해사시도이다.
도 11은 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치를 설명하기 위한 분해사시도이다.
도 12는 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치를 설명하기 위한 분해사시도이다.
도 13은 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치를 설명하기 위한 분해사시도이다.
도 14a는 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치의 상부에서 바라본 사시도이다.
도 14b는 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치의 하부에서 바라본 사시도이다.1 is a view for explaining a vibration generating device using a conventional solenoid method
2 is a view showing a vibration generating device according to some embodiments of the present invention.
3 is an exploded perspective view for explaining a vibration generating device according to some embodiments of the present invention.
4A is a perspective view viewed from the top of a vibration generating device according to some embodiments of the present disclosure;
4B is a perspective view viewed from the bottom of the vibration generating device according to some embodiments of the present invention.
5 is a cross-sectional view taken along line AB of FIG. 2 .
6 is an exploded perspective view for explaining a vibration generating device according to some embodiments of the present invention.
7 is a perspective view viewed from the top of the vibration generating device according to some embodiments of the present invention.
8 is an exploded perspective view for explaining a vibration generating device according to some embodiments of the present invention.
9 is a perspective view viewed from the top of the vibration generating device according to some embodiments of the present invention.
10 is an exploded perspective view for explaining a vibration generating device according to some embodiments of the present invention.
11 is an exploded perspective view for explaining a vibration generating device according to some embodiments of the present invention.
12 is an exploded perspective view for explaining a vibration generating device according to some embodiments of the present invention.
13 is an exploded perspective view for explaining a vibration generating device according to some embodiments of the present invention.
14A is a perspective view viewed from the top of a vibration generating device according to some embodiments of the present disclosure;
14B is a perspective view from the bottom of the vibration generating device according to some embodiments of the present invention.

이하에서, 도 2 내지 도 14b를 참조하여 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치를 설명한다.Hereinafter, a vibration generating device according to some embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 14B .

도 2는 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치를 설명하기 위한 분해사시도이다. 도 4a는 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치의 상부에서 바라본 사시도이고, 도 4b는 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치의 하부에서 바라본 사시도이다.2 is a view showing a vibration generating device according to some embodiments of the present invention, and FIG. 3 is an exploded perspective view illustrating the vibration generating device according to some embodiments of the present invention. 4A is a perspective view seen from the top of the vibration generating device according to some embodiments of the present invention, and FIG. 4B is a perspective view seen from the bottom of the vibration generating device according to some embodiments of the present invention.

도 2 내지 도 4b를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치(10)는 구조물(20)과 결합되어 형성될 수 있다. 몇몇 실시 예에 따라, 구조물(20)은 차량의 구조물일 수 있고, 진동 발생 장치(10)는 차량 내부에 터치패드(100)가 구비된 장비 내에 실장될 수 있다. 2 to 4B , the vibration generating device 10 according to some embodiments of the present invention may be formed by being coupled to the structure 20 . According to some embodiments, the structure 20 may be a structure of a vehicle, and the vibration generating device 10 may be mounted in a device in which the touchpad 100 is provided inside the vehicle.

본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치(10)는 터치패드(100), 탄성부재(200), 지지부재(300), 복수의 영구자석(410, 420)을 포함하는 진동자(400), 코일(510)을 포함하는 고정자(500), 내부에 공간을 형성하는 케이스(600), 케이스(600)와 결합되는 기판(700) 및 기판(700)의 일부와 결합되는 센싱부(800)를 포함할 수 있다.The vibration generating device 10 according to some embodiments of the present invention includes a touch pad 100, an elastic member 200, a support member 300, and a vibrator 400 including a plurality of permanent magnets 410 and 420; A stator 500 including a coil 510, a case 600 forming a space therein, a substrate 700 coupled to the case 600, and a sensing unit 800 coupled to a portion of the substrate 700 may include

터치패드(100)는 차량에 실장되는 패드일 수 있다. 예를 들어, 터치패드(100)는 자동차 내부에 실장되는 네비게이션, 공기 조화 시스템(Heating Ventilation and Air Conditioning, HVAC), 운전자 보조 시스템(Advanced Driver Assistance System, ADAS) 등에 적용되는 디스플레이 또는 패드일 수 있다. 다만, 본 발명이 적용되는 실시 예는 상기의 예에 한정되지 않고 사용자가 촉각을 감지하는 햅틱 기술이 적용될 수 있는 모든 종류의 전자기기에 적용될 수 있다.The touchpad 100 may be a pad mounted on a vehicle. For example, the touchpad 100 may be a display or pad applied to a navigation system mounted inside a vehicle, a heating ventilation and air conditioning system (HVAC), an advanced driver assistance system (ADAS), etc. . However, the embodiment to which the present invention is applied is not limited to the above example, and may be applied to all kinds of electronic devices to which a haptic technology that a user senses a tactile sense can be applied.

탄성부재(200)는 탄성체(210) 및 탄성체(220)를 포함할 수 있다. 탄성체(210) 및 탄성체(220) 각각은 하면의 일부가 케이스(600)에 결합되고, 탄성체(210)는 영구자석(410)의 상부에 연결되고, 탄성체(220)는 영구자석(420)의 상부에 연결될 수 있다. 탄성부재(200)는 진동자(400)를 탄성 지지하도록 구현될 수 있다.The elastic member 200 may include an elastic body 210 and an elastic body 220 . Each of the elastic body 210 and the elastic body 220 has a portion of the lower surface coupled to the case 600 , the elastic body 210 is connected to the upper portion of the permanent magnet 410 , and the elastic body 220 is the permanent magnet 420 . It can be connected to the top. The elastic member 200 may be implemented to elastically support the vibrator 400 .

몇몇 실시 예에 따라, 탄성체(210) 및 탄성체(220) 각각의 일단은 케이스(600)와 결합될 수 있다. 예를 들어, 탄성체(210) 및 탄성체(220) 각각의 홀이 케이스(600)의 측면 상부에 결합될 수 있다.According to some embodiments, one end of each of the elastic body 210 and the elastic body 220 may be coupled to the case 600 . For example, each hole of the elastic body 210 and the elastic body 220 may be coupled to the upper side of the case 600 .

지지부재(300)는 영구자석(410, 420)과 탄성부재(200) 사이에 배치되어 진동자(400)를 지지하고, 진동자(400)의 진동에 따라 상하 방향으로 선형 진동하도록 구현될 수 있다.The support member 300 is disposed between the permanent magnets 410 and 420 and the elastic member 200 to support the vibrator 400 , and may be implemented to linearly vibrate in the vertical direction according to the vibration of the vibrator 400 .

진동자(400)는 코일(510)의 양 측면에 코일(510)과 이격되어 배치되는 복수의 영구자석(410, 420)을 포함할 수 있고, 코일(510)과의 자기적 상호작용에 따라 상하로 선형 진동하도록 구현될 수 있다. 영구자석(410)과 영구자석(420)은 고정자(500)의 서로 다른 측면과 각각 대향하도록 배치될 수 있다.The vibrator 400 may include a plurality of permanent magnets 410 and 420 spaced apart from the coil 510 on both sides of the coil 510 , and up and down according to magnetic interaction with the coil 510 . It can be implemented to oscillate linearly. The permanent magnet 410 and the permanent magnet 420 may be disposed to face different sides of the stator 500 , respectively.

몇몇 실시 예에 따라, 영구자석(410)과 영구자석(420) 각각의 상부가 서로 다른 극성으로 착자된 상태이고, 영구자석(410)과 영구자석(420) 각각의 하부가 서로 다른 극성으로 착자된 상태일 수 있다. 예를 들어, 영구자석(410)의 상부 및 하부가 각각 N극과 S극으로 착자된 상태이고, 영구자석(420)의 상부 및 하부가 각각 S극과 N극으로 착자된 상태일 수 있다.According to some embodiments, the upper portions of the permanent magnets 410 and the permanent magnets 420 are magnetized with different polarities, and the lower portions of the permanent magnets 410 and the permanent magnets 420 are respectively magnetized with different polarities. may be in a state of For example, the upper and lower portions of the permanent magnet 410 may be in a state of being magnetized with an N pole and an S pole, respectively, and the upper and lower portions of the permanent magnet 420 may be magnetized with an S pole and an N pole, respectively.

몇몇 실시 예에 따라, 진동자(400)는 진동자 요크(490)를 포함할 수 있다. 진동자 요크(490)는 자성체로 구현되고, 영구자석(410) 및 영구자석(420)에 의해 발생하는 자속의 통로 역할로서 구현될 수 있다.According to some embodiments, the vibrator 400 may include a vibrator yoke 490 . The vibrator yoke 490 may be implemented as a magnetic material, and may be implemented as a passage for magnetic flux generated by the permanent magnet 410 and the permanent magnet 420 .

고정자(500)는 케이스(600)에 적층 고정되어 전류를 인가받고 자기장을 생성할 수 있다. 몇몇 실시 예에 따라, 고정자(500)는 코일(510), 고정자 요크(530) 및 코일 지지부재(550)를 포함할 수 있다. 코일(510)은 영구자석(410, 420)이 배치되는 방향을 축으로 고정자 요크(530)의 외주를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 코일(510)은 기판(700)을 통해 외부로부터 전류를 인가받고, 이에 기초하여 자기장이 생성될 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 고정자(500)는 고정자 요크(530)와 코일(510)만으로 구현될 수도 있다.The stator 500 may be stacked and fixed on the case 600 to receive current and generate a magnetic field. According to some embodiments, the stator 500 may include a coil 510 , a stator yoke 530 , and a coil support member 550 . The coil 510 may be disposed to surround the outer periphery of the stator yoke 530 about the direction in which the permanent magnets 410 and 420 are disposed. The coil 510 may receive an external current through the substrate 700 , and a magnetic field may be generated based thereon. According to another embodiment, the stator 500 may be implemented with only the stator yoke 530 and the coil 510 .

케이스(600)는 내부 공간을 형성할 수 있고, 내부 공간에 고정자(500)가 고정될 수 있다. 또한, 케이스(600)의 양 측면에 적어도 하나씩 형성되는 홀을 통해 구조물(20)과 케이스가 결합될 수 있다.The case 600 may form an inner space, and the stator 500 may be fixed to the inner space. In addition, the structure 20 and the case may be coupled to each other through at least one hole formed on both sides of the case 600 .

기판(700)은 케이스(600)의 하단에 고정 배치될 수 있다. 기판(700)은 코일(510)의 양끝단과 연결될 수 있고, 외부로부터 인가되는 전류가 코일(510)에 인가되도록 연결하는 단자 역할로 동작할 수 있다. 다만, 기판(700)이 케이스(600)에 결합되는 위치가 케이스(600)의 하면으로 한정되지는 않고, 코일(510)로 전류를 전달하고, 센싱부(800)의 홀 센서들(810, 820)이 진동자(400)의 측면에 배치될 수 있는 다양한 배치로 구현될 수 있다.The substrate 700 may be fixedly disposed at the lower end of the case 600 . The substrate 700 may be connected to both ends of the coil 510 , and may operate as a terminal for connecting an external current to be applied to the coil 510 . However, the position at which the substrate 700 is coupled to the case 600 is not limited to the lower surface of the case 600 , and the current is transferred to the coil 510 , and the Hall sensors 810 of the sensing unit 800 , The 820 may be implemented in various arrangements that may be arranged on the side of the vibrator 400 .

몇몇 실시 예에 따라, 기판(700)을 통해 외부로부터 코일(510)로 전달되는 전류에 의해 발생한 자기장과 진동자(400)의 자기적 상호작용에 의해 진동자(400), 지지부재(300) 및 탄성부재(200)가 상하 방향으로 선형 진동할 수 있고, 이에 기초하여 지지부재(300)와 결합되는 터치패드(100)로 진동이 전달되어 햅틱 효과가 발생할 수 있다. 상술한 진동자(400), 지지부재(300), 탄성부재(200) 및 터치패드(100)의 진동 동작은 순차적으로 일어나는 것이 아닌 일체로서 동작할 수 있다. 다시 말해서, 진동자(400), 지지부재(300), 탄성부재(200) 및 터치패드(100)의 선형 진동은 동시에 발생할 수 있다.According to some embodiments, the vibrator 400, the support member 300, and the elasticity by the magnetic interaction between the magnetic field generated by the current transmitted from the outside to the coil 510 through the substrate 700 and the vibrator 400, according to some embodiments. The member 200 may linearly vibrate in the vertical direction, and based on this, the vibration is transmitted to the touch pad 100 coupled to the support member 300 to generate a haptic effect. The vibrating operations of the vibrator 400 , the support member 300 , the elastic member 200 , and the touch pad 100 described above do not occur sequentially, but may operate as one unit. In other words, linear vibrations of the vibrator 400 , the support member 300 , the elastic member 200 , and the touch pad 100 may occur simultaneously.

센싱부(800)는 복수의 홀 센서(810, 820)를 포함할 수 있고, 기판(700)과 연결되어 케이스(600)의 홀(650)을 통해 영구자석(410, 420)의 측면에 배치될 수 있다. The sensing unit 800 may include a plurality of Hall sensors 810 and 820 , and is connected to the substrate 700 and disposed on the side surfaces of the permanent magnets 410 and 420 through the hole 650 of the case 600 . can be

프로세서(미도시)는 기설정된 기준 전압과 홀 센서(810, 820)의 출력 전압을 비교하여 햅틱의 발생 여부를 결정할 수 있다. 몇몇 실시 예에 따라, 프로세서는 기판(700) 상에 배치될 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 기판(700) 상에 배치되는 프로세서 및 복수의 홀 센서(810, 820)가 센싱부(800)를 구성할 수 있다. 또 다른 실시 예에 따라, 프로세서는 진동 발생 장치(10)의 외부에 배치될 수 있다.The processor (not shown) may determine whether a haptic is generated by comparing a preset reference voltage with the output voltages of the hall sensors 810 and 820 . According to some embodiments, the processor may be disposed on the substrate 700 . According to another embodiment, a processor disposed on the substrate 700 and the plurality of Hall sensors 810 and 820 may constitute the sensing unit 800 . According to another embodiment, the processor may be disposed outside the vibration generating device 10 .

본 발명에서 설명하는 포스 센서(Force Sensor)는 홀 센서(Hall Sensor)를 의미할 수 있고, 홀 센서란, 홀 효과(Hall Effect)를 이용한 것으로서, 캠축의 위치를 측정하는 곳에 많이 사용된다. 또한, 홀 센서는 전류가 흐르는 도체에 자기장을 걸어 주면 전류와 자기장에 수직 방향으로 전압이 발생하는 홀 효과를 이용하여 자기장의 방향과 크기를 알아내는 역할을 수행한다. 이 경우, 발생된 전압으로 인한 전류차가 발생하는 효과를 이용하는 센서이다. 이때 발생된 전압은 전류와 자장의 세기에 비례하며, 전류가 일정할 경우 자장의 세기에 비례하는 출력을 발생하지만 전압이 약하기 때문에 증폭하여 사용하는 것이 일반적이다 할 것이다. The force sensor described in the present invention may mean a Hall sensor, and the Hall sensor uses the Hall effect, and is often used to measure the position of the camshaft. In addition, the Hall sensor plays a role of finding out the direction and magnitude of a magnetic field by using the Hall effect in which a voltage is generated in a direction perpendicular to the current and the magnetic field when a magnetic field is applied to a conductor through which a current flows. In this case, it is a sensor that utilizes the effect of generating a current difference due to the generated voltage. At this time, the generated voltage is proportional to the current and the strength of the magnetic field, and when the current is constant, an output proportional to the strength of the magnetic field is generated, but since the voltage is weak, amplification is generally used.

더욱 자세히 설명하자면, 홀 효과란, 도체에 전류가 흐르는 상태에서 전류의 방향과 수직으로 자기장이 형성될 경우, 전류가 흐르는 도체 내에서 전류와 수직방향으로 전위차가 발생하는 현상을 말한다. 이러한 발생된 전위차를 센싱하거나 이를 이용하는 센서를 홀 센서로 통칭한다.More specifically, the Hall effect refers to a phenomenon in which a potential difference occurs in a conductor in a direction perpendicular to the current in a conductor through which a current flows when a magnetic field is formed perpendicular to the direction of the current in a state in which a current flows through the conductor. A sensor that senses or uses the generated potential difference is collectively referred to as a Hall sensor.

도 5는 도 2의 A-B선을 절단한 단면도이다.5 is a cross-sectional view taken along line A-B of FIG. 2 .

도 5를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치(10)는 기판(700)을 통해 외부로부터 코일(510)로 인가되는 전류에 기초하여 진동자(400), 지지부재(300) 및 적어도 일부의 탄성부재(200)를 상하 방향으로 선형 진동시킬 수 있다. Referring to FIG. 5 , the vibration generating device 10 according to some embodiments of the present invention includes a vibrator 400 and a support member 300 based on a current applied from the outside to a coil 510 through a substrate 700 . And at least a portion of the elastic member 200 may be linearly vibrated in the vertical direction.

예를 들어, 코일(510)의 양 끝단에 일방향의 전류가 인가되면 영구자석(410)의 상부 및 하부 영역에 각각 N극과 S극의 자기장이 발생하고, 영구자석(420)의 상부 및 하부 영역에 각각 S극 및 N극의 자기장이 발생한다. 이 경우 영구자석(410) 및 영구자석(420)의 고정자(500)측 상측면과 고정자(500)와는 척력이 발생하고, 영구자석(410) 및 영구자석(420)의 고정자(500)측 하측면과 고정자(500)와는 인력이 발생하게 되어 진동자(400)의 적어도 일부는 상승하게 된다. 진동자(400)의 적어도 일부가 상승함에 따라 터치패드(100)에 상승 효과가 발생시킬 수 있고, 상술한 바와 같이 진동자(400), 지지부재(300), 탄성부재(200) 및 터치패드(100)의 상승 동작은 동시에 발생할 수 있다. For example, when a unidirectional current is applied to both ends of the coil 510 , magnetic fields of N and S poles are generated in the upper and lower regions of the permanent magnet 410 , respectively, and the upper and lower portions of the permanent magnet 420 . Magnetic fields of S and N poles are generated in the region, respectively. In this case, a repulsive force is generated between the upper surface of the stator 500 side of the permanent magnet 410 and the permanent magnet 420 and the stator 500, and the permanent magnet 410 and the permanent magnet 420 have a lower side of the stator 500 side. At least a portion of the vibrator 400 rises as an attractive force is generated between the side surface and the stator 500 . As at least a portion of the vibrator 400 rises, a synergistic effect may occur in the touch pad 100 , and as described above, the vibrator 400 , the support member 300 , the elastic member 200 , and the touch pad 100 . ) can occur simultaneously.

반대로, 코일(510)의 양 끝단에 다른 방향의 전류가 인가되면 영구자석(410)의 상부 및 하부 영역에 각각 S극 및 N극의 자기장이 발생하고, 영구자석(420)의 상부 및 하부 영역에 각각 N극 및 S극의 자기장이 발생한다. 이 경우 영구자석(410) 및 영구자석(420)의 고정자(500)측 상측면과 고정자(500)와는 인력이 발생하고, 영구자석(410) 및 영구자석(420)의 고정자(500)측 하측면과 고정자(500)와는 척력이 발생하게 되어 진동자(400)의 적어도 일부는 하강하게 된다. 진동자(400)의 적어도 일부가 하강함에 따라 터치패드(100)에 하강 효과가 발생시킬 수 있고, 상술한 바와 같이 진동자(400), 지지부재(300), 탄성부재(200) 및 터치패드(100)의 하강 동작은 동시에 발생할 수 있다. Conversely, when currents in different directions are applied to both ends of the coil 510 , magnetic fields of S and N poles are generated in the upper and lower regions of the permanent magnet 410 , respectively, and the upper and lower regions of the permanent magnet 420 . Magnetic fields of N and S poles are generated in each. In this case, the permanent magnet 410 and the permanent magnet 420 of the stator 500 side upper surface and the stator 500 generate attractive force, and the permanent magnet 410 and the permanent magnet 420 of the stator 500 side lower A repulsive force is generated between the side surface and the stator 500 , so that at least a portion of the vibrator 400 descends. As at least a portion of the vibrator 400 descends, a descending effect may occur on the touch pad 100 , and as described above, the vibrator 400 , the support member 300 , the elastic member 200 , and the touch pad 100 . ) can occur simultaneously.

몇몇 실시 예에 따라, 프로세서는 진동자(400)의 변위를 센싱하고, 센싱된 값에 기초하여 코일(510)로 인가되는 전류를 제어할 수 있다. 구체적으로, 홀 센서(810) 및/또는 홀 센서(820)의 출력 전압이 기준 전압 이상인 경우 또는 기준 전압 이하인 경우에 터치패드(100)에 진동이 발생하도록 제어할 수 있다.According to some embodiments, the processor may sense the displacement of the vibrator 400 and control the current applied to the coil 510 based on the sensed value. Specifically, when the output voltage of the Hall sensor 810 and/or the Hall sensor 820 is greater than or equal to the reference voltage or less than the reference voltage, the touchpad 100 may be controlled to vibrate.

몇몇 실시 예에 따라, 홀 센서(810) 및 홀 센서(820) 중 어느 하나의 출력 전압이 기정의된 조건을 충족시키는 경우(예를 들어, 기준 전압 이상인 경우)에 터치패드(100)에 진동이 전달되도록 코일(510)로 인가되는 전류를 제어하고, 홀 센서(810) 및 홀 센서(820)의 출력 전압이 조건을 충족시키지 못하는 경우에 진동이 발생되지 않도록 제어할 수 있다. 다른 예로서, 홀 센서(810) 및 홀 센서(820)의 출력 전압이 모두 조건을 충족시키는 경우에만 터치패드(100)에 진동이 발생되도록 코일(510)로 인가되는 전류를 제어할 수 있다.According to some embodiments, the touchpad 100 vibrates when the output voltage of any one of the Hall sensor 810 and the Hall sensor 820 satisfies a predefined condition (for example, when the reference voltage is higher than the reference voltage). The current applied to the coil 510 may be controlled to transmit this, and vibration may not be generated when the output voltages of the Hall sensor 810 and the Hall sensor 820 do not satisfy a condition. As another example, the current applied to the coil 510 may be controlled so that vibration is generated in the touchpad 100 only when the output voltages of the Hall sensor 810 and the Hall sensor 820 both satisfy the condition.

몇몇 실시 예에 따라, 프로세서는 홀 센서(810)에서 출력되는 제1 출력 전압과 홀 센서(820)에서 출력되는 제2 출력 전압의 평균값을 이용하여 진동 발생을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1 출력 전압과 제2 출력 전압의 평균값이 기정의된 조건을 충족시키는 경우 진동이 발생하도록 제어하고, 충족시키지 못하는 경우에 진동이 발생하지 않도록 코일(510)로 인가되는 전류를 제어할 수 있다.According to some embodiments, the processor may control the vibration generation by using an average value of the first output voltage output from the Hall sensor 810 and the second output voltage output from the Hall sensor 820 . For example, when the average value of the first output voltage and the second output voltage satisfies a predefined condition, vibration is controlled to occur, and when the average value of the first output voltage and the second output voltage is not satisfied, the current applied to the coil 510 is applied to prevent vibration from occurring. can be controlled

몇몇 실시 예에 따라, 프로세서는 기준 전압 및 기준 시간을 이용하여 진동 발생 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 홀 센서(810)에서 출력되는 제1 출력 전압 및/또는 홀 센서(820)에서 출력되는 제2 출력 전압이 기정의된 조건을 충족시키는 상태가 기준 시간동안 지속되는 경우에 진동이 발생하도록 제어하고, 제1 및 제2 출력 전압이 조건을 충족시키지 못하거나 조건을 충족시키는 상태가 기준 시간동안 지속되지 않는 경우에는 진동이 발생하지 않도록 코일(510)로 인가되는 전류를 제어할 수 있다.According to some embodiments, the processor may determine whether vibration is generated using the reference voltage and the reference time. For example, when a state in which the first output voltage output from the Hall sensor 810 and/or the second output voltage output from the Hall sensor 820 meets a predefined condition continues for a reference time, vibration is generated The current applied to the coil 510 can be controlled so that vibration does not occur when the first and second output voltages do not satisfy the condition or the condition that meets the condition does not last for a reference time. have.

또한, 도면에는 2개의 홀 센서(810, 820)가 센싱부(800)를 구성하는 것으로 도시하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로 3개 이상의 홀 센서가 구비될 수 있고, 3개 이상의 홀 센서가 구비되는 경우에도 상술한 방법으로 진동의 발생 여부를 제어할 수 있다.In addition, although two Hall sensors 810 and 820 are illustrated as constituting the sensing unit 800 in the drawing, this is for convenience of description and three or more Hall sensors may be provided, and three or more Hall sensors Even when provided, it is possible to control whether or not vibration is generated by the above-described method.

본 발명의 몇몇 실시 예에 따라 홀 센서(810, 820)의 출력 전압을 이용하여 센싱부(800)에서 진동 발생 여부를 제어함에 따라 더욱 향상된 상호 교감 효과를 구현할 수 있고, 사용자가 터치패드(100)를 단순히 브라우징하는 경우와 실제로 선택하는 경우의 햅틱을 다르게 설정함으로써 주행의 안정성이 향상될 수 있다.According to some embodiments of the present invention, by controlling whether or not vibration occurs in the sensing unit 800 using the output voltage of the hall sensors 810 and 820, a more improved mutual sympathy effect can be realized, and the user can use the touchpad 100 ), driving stability can be improved by setting the haptics differently between the case of simply browsing and the case of actually selecting.

본 발명의 몇몇 실시 예에 따라, 프로세서는 기설정된 복수의 기준 전압을 출력 전압과 비교하여 진동 발생 여부를 결정할 수 있다. 이하에서 제1 기준 전압 및 제2 기준 전압으로 설정되었다는 가정으로 설명하나, 3 이상의 기준 전압이 설정되어 구형될 수 있음은 물론이다.According to some embodiments of the present disclosure, the processor may determine whether vibration occurs by comparing a plurality of preset reference voltages with an output voltage. Hereinafter, it is assumed that the first reference voltage and the second reference voltage are set, but it goes without saying that three or more reference voltages may be set.

몇몇 실시 예에 따라, 홀 센서(810)의 제1 출력 전압과 홀 센서(820)의 제2 출력 전압의 평균값과 제1 및 제2 기준 전압을 비교하여 발생되는 진동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 출력 전압의 평균값이 제1 기준 전압 미만인 경우에 진동이 발생되지 않고, 제1 및 제2 출력 전압의 평균값이 제1 기준 전압과 제2 기준 전압 사이인 경우에 제1 강도의 진동을 발생시키고, 제1 및 제2 출력 전압의 평균값이 제2 기준 전압 이상인 경우에 제2 강도의 진동이 발생되도록 제어할 수 있다. 이 때, 제2 강도는 제1 강도보다 높은 강도일 수 있다. According to some embodiments, the vibration generated by comparing the average value of the first output voltage of the Hall sensor 810 and the second output voltage of the Hall sensor 820 with the first and second reference voltages may be controlled. For example, when the average value of the first and second output voltages is less than the first reference voltage, vibration does not occur, and when the average value of the first and second output voltages is between the first reference voltage and the second reference voltage The vibration of the first intensity may be generated, and when the average value of the first and second output voltages is equal to or greater than the second reference voltage, the control may be performed so that the vibration of the second intensity is generated. In this case, the second strength may be higher than the first strength.

복수의 기준 전압을 이용하여 진동의 강도를 조절함으로써, 사용자가 터치패드(100)를 단순히 브라우징하는 경우에는 현재 사용자의 손이 특정 아이콘에 위치한다는 정보를 제1 강도로서 사용자에게 인지시킬 수 있고, 특정 아이콘을 선택한다고 판단되는 경우에 제2 강도로서 사용자에게 선택을 알림과 동시에 선택되는 메뉴가 실행되도록 구현할 수 있다.By adjusting the intensity of vibration using a plurality of reference voltages, when the user simply browses the touchpad 100, information that the user's hand is currently located on a specific icon can be recognized as the first intensity to the user, When it is determined that a specific icon is selected, as the second intensity, the selection may be notified to the user and the selected menu may be executed at the same time.

또한, 상술한 기준 전압 및 기준 시간으로 진동 발생을 제어하는 실시 예 등은 복수의 기준 전압으로 설정되는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.In addition, the above-described embodiment of controlling vibration generation by the reference voltage and reference time may be equally applied even when a plurality of reference voltages are set.

몇몇 실시 예에 따라, 홀 센서(810) 및 홀 센서(820)는 진동자(400)의 변위가 발생하지 않은 상태에서의 영구자석(410) 및 영구자석(420)의 중심선 상에 배치될 수 있다.According to some embodiments, the Hall sensor 810 and the Hall sensor 820 may be disposed on the center line of the permanent magnet 410 and the permanent magnet 420 in a state in which displacement of the vibrator 400 does not occur. .

도 6은 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치를 설명하기 위한 분해사시도이고, 도 7은 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치의 상부에서 바라본 사시도이다.6 is an exploded perspective view illustrating a vibration generating device according to some embodiments of the present invention, and FIG. 7 is a perspective view viewed from the top of the vibration generating device according to some embodiments of the present invention.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치(10)는 서로 연결된 탄성체를 포함하는 탄성부재(230)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 케이스(600) 및 지지부재(300)와 결합되는 탄성부재(230)는 서로 일체화되어 구현될 수 있다.6 and 7 , the vibration generating device 10 according to some embodiments of the present invention may include an elastic member 230 including an elastic body connected to each other. As shown, the elastic member 230 coupled to the case 600 and the support member 300 may be implemented by being integrated with each other.

도 8은 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치를 설명하기 위한 분해사시도이고, 도 9는 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치의 상부에서 바라본 사시도이다.8 is an exploded perspective view illustrating a vibration generating device according to some embodiments of the present invention, and FIG. 9 is a perspective view viewed from the top of the vibration generating device according to some embodiments of the present invention.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치(10)는 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한 서로 연결된 탄성부재(230) 및 돌출영역을 포함하는 탄성 및 지지부재(250)을 포함할 수 있다.8 and 9, the vibration generating device 10 according to some embodiments of the present invention is an elastic and support member including the resilient member 230 and the protruding region connected to each other described with reference to FIGS. 6 and 7 . (250).

몇몇 실시 예에 따라, 탄성 및 지지부재(250)의 돌출 영역과 터치패드(100)가 서로 결합되어 터치패드(100)에 햅틱 신호, 즉 선형 진동을 전달할 수 있다.According to some embodiments, the protruding region of the elastic and support member 250 and the touch pad 100 may be coupled to each other to transmit a haptic signal, that is, a linear vibration, to the touch pad 100 .

도 10 내지 도 12는 각각 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치를 설명하기 위한 분해사시도이다.10 to 12 are each an exploded perspective view for explaining a vibration generating device according to some embodiments of the present invention.

도 10 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치(10)의 진동자(400)는 고정자(500)의 일측면과 대향하도록 배치되는 2개의 영구자석(430, 440) 및 고정자(500)의 타측면과 대향하도록 배치되는 2개의 영구자석(450, 460)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시 예에 따라, 영구자석(430) 및 영구자석(440)는 순차적으로 적층되고, 영구자석(450)과 영구자석(460)은 순차적으로 적층될 수 있다.10 to 12 , the vibrator 400 of the vibration generating device 10 according to some embodiments of the present invention has two permanent magnets 430 and 440 disposed to face one side of the stator 500 . and two permanent magnets 450 and 460 disposed to face the other side of the stator 500 . According to some embodiments, the permanent magnet 430 and the permanent magnet 440 may be sequentially stacked, and the permanent magnet 450 and the permanent magnet 460 may be sequentially stacked.

몇몇 실시 예에 따라, 영구자석(430) 및 영구자석(440)은 서로 인접한 측면이 서로 다른 극성으로 착자된 상태일 수 있다. 예를 들어, 영구자석(430)의 고정자(500)와 가까운 측면이 N극으로 자화되도록 착자된 상태이고 영구자석(440)의 고정자(500)와 가까운 측면이 S극으로 자화되도록 착자된 상태일 수 있다.According to some embodiments, the side surfaces of the permanent magnet 430 and the permanent magnet 440 may be in a state in which adjacent sides are magnetized with different polarities. For example, the side close to the stator 500 of the permanent magnet 430 is in a magnetized state to be magnetized to the N pole, and the side close to the stator 500 of the permanent magnet 440 is magnetized to be magnetized to the S pole. can

마찬가지로, 영구자석(450) 및 영구자석(460)은 서로 인접한 측면이 서로 다른 극성으로 착자된 상태일 수 있다. 예를 들어, 영구자석(450)의 고정자(500)와 가까운 측면이 S극으로 자화되도록 착자된 상태이고 영구자석(460)의 고정자(500)와 가까운 측면이 N극으로 자화되도록 착자된 상태일 수 있다.Similarly, the permanent magnet 450 and the permanent magnet 460 may be in a state in which adjacent sides are magnetized with different polarities. For example, the side close to the stator 500 of the permanent magnet 450 is in a magnetized state to be magnetized to the S pole, and the side close to the stator 500 of the permanent magnet 460 is magnetized to be magnetized to the N pole. can

몇몇 실시 예에 따라, 영구자석(430) 및 영구자석(450)의 고정자(500)와 인접한 측면은 서로 다른 극성으로 착자된 상태이고, 영구자석(440) 및 영구자석(460)의 고정자(500)와 인접한 측면은 서로 다른 극성으로 착자된 상태일 수 있다. 예를 들어, 영구자석(430)의 고정자(500)와 인접한 측면이 S극으로 착자된 상태이고 영구자석(450)의 고정자(500)와 인접한 측면이 N극으로 착자된 상태일 수 있다. 마찬가지로, 영구자석(440)의 고정자(500)와 인접한 측면이 N극으로 착자된 상태이고 영구자석(460)의 고정자(500)와 인접한 측면이 S극으로 착자된 상태일 수 있다.According to some embodiments, the side surfaces adjacent to the stator 500 of the permanent magnet 430 and the permanent magnet 450 are in a state of being magnetized with different polarities, and the stator 500 of the permanent magnet 440 and the permanent magnet 460 . ) and adjacent sides may be in a state of being magnetized with different polarities. For example, the side adjacent to the stator 500 of the permanent magnet 430 may be in a state of being magnetized to the S pole, and the side adjacent to the stator 500 of the permanent magnet 450 may be in a state of being magnetized to the N pole. Similarly, the side adjacent to the stator 500 of the permanent magnet 440 may be in a state of being magnetized to the N pole, and the side adjacent to the stator 500 of the permanent magnet 460 may be in a state of being magnetized to the S pole.

도 10 내지 도 12에 도시된 진동 발생 장치(10)의 동작은 도 2 내지 도 9를 참조하여 상술한 동작이 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 센싱부(800)의 홀 센서(810, 820)가 진동자(400)의 변위에 따른 출력 전압을 출력하고, 출력 전압과 기준 전압의 비교를 통해 터치패드(100)로 전달되는 진동을 제어할 수 있다.The operation of the vibration generating device 10 shown in FIGS. 10 to 12 may be equally applied to the operation described above with reference to FIGS. 2 to 9 . That is, the Hall sensors 810 and 820 of the sensing unit 800 output an output voltage according to the displacement of the vibrator 400 , and control the vibration transmitted to the touchpad 100 by comparing the output voltage with the reference voltage. can do.

도 13은 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치를 설명하기 위한 분해사시도이고, 도 14a는 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치의 상부에서 바라본 사시도이고, 도 14b는 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치의 하부에서 바라본 사시도이다.13 is an exploded perspective view for explaining a vibration generating device according to some embodiments of the present invention, FIG. 14A is a perspective view seen from the top of the vibration generating device according to some embodiments of the present invention, and FIG. 14B is some of the present invention It is a perspective view viewed from the bottom of the vibration generating device according to the embodiment.

도 13 내지 도 14b를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 진동 발생 장치(10)는 하나의 홀 센서(830)를 포함하는 센싱부(800)를 구비하도록 구현될 수 있다.13 to 14B , the vibration generating device 10 according to some embodiments of the present invention may be implemented to include a sensing unit 800 including one Hall sensor 830 .

몇몇 실시 예에 따라, 센싱부(800)는 홀 센서(830)를 포함하고, 케이스(610)는 하나의 홀(650)을 구비할 수 있다. 홀 센서(830)가 영구자석(410)의 측면에 배치되어 영구자석(410)의 변위를 센싱하는 것으로 도시하였으나, 영구자석(420)의 측면에 배치되어 영구자석(420)의 변위를 센싱하여 출력 전압을 출력할 수 있음은 물론이다. According to some embodiments, the sensing unit 800 may include a Hall sensor 830 , and the case 610 may include one hole 650 . Although the Hall sensor 830 is disposed on the side of the permanent magnet 410 to sense the displacement of the permanent magnet 410, it is disposed on the side of the permanent magnet 420 to sense the displacement of the permanent magnet 420. Of course, it is possible to output an output voltage.

프로세서(미도시)는, 2개의 홀 센서(810, 820)을 포함하는 경우와 마찬가지로 홀 센서(830)의 출력 전압을 이용하여 터치패드(100)로 전달되는 진동을 제어할 수 있다. 즉, 출력 전압과 기준 전압을 비교하여 터치패드(100)로 진동을 전달할지 여부를 결정하여 코일(510)로 인가되는 전류를 제어할 수 있고, 2개의 기준 전압을 이용하여 터치패드(100)로 전달되는 진동의 강도를 제어할 수 있다.The processor (not shown) may control the vibration transmitted to the touchpad 100 by using the output voltage of the Hall sensor 830 similarly to the case in which the two Hall sensors 810 and 820 are included. That is, it is possible to control the current applied to the coil 510 by comparing the output voltage and the reference voltage to determine whether to transmit vibration to the touchpad 100 , and use the two reference voltages to determine whether to transmit the vibration to the touchpad 100 . It is possible to control the intensity of the vibration transmitted to the

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to the above embodiments and may be manufactured in various different forms, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains It will be understood that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

10: 진동 발생 장치 20: 구조물
100: 터치패드 200: 탄성부재
300: 지지부재 400: 진동자
410, 420, 430, 440, 450, 460: 영구자석
500: 고정자 510: 코일
600, 610: 케이스 800: 센싱부
810, 820, 830: 홀 센서10: vibration generating device 20: structure
100: touch pad 200: elastic member
300: support member 400: vibrator
410, 420, 430, 440, 450, 460: permanent magnet
500: stator 510: coil
600, 610: case 800: sensing unit
810, 820, 830: Hall sensor

Claims (10)

내부 공간을 형성하는 케이스;
상기 케이스에 제1 방향으로 적층되고, 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향을 축으로 요크를 둘러싸는 코일을 포함하는 고정자;
상기 고정자의 일단과 상기 제2 방향으로 대향하도록 배치되는 제1 영구자석 및 상기 고정자의 타단과 상기 제2 방향으로 대향하도록 배치되는 제2 영구자석을 포함하되, 상기 코일, 상기 제1 영구자석 및 상기 제2 영구자석의 자기적 상호작용에 의해 상기 제1 방향으로 선형 진동하는 진동자;
일단이 상기 케이스에 연결되고, 타단이 상기 제1 및 제2 영구자석과 상기 제1 방향으로 오버랩되고, 상기 진동자를 탄성 지지하는 탄성부재;
상기 제1 및 제2 영구자석의 상단 및 상기 탄성부재의 하단 일부와 연결되고, 상기 진동자의 진동에 따라 상기 제1 방향으로 선형 진동하는 지지부재;
상기 제1 영구자석과 상기 제2 방향으로 이격되도록 배치되는 홀 센서; 및
상기 홀 센서 및 상기 코일과 전기적으로 연결되는 프로세서를 포함하되,
상기 홀 센서는 상기 제1 영구자석의 변위에 따른 자기장의 세기를 센싱하고, 상기 센싱된 값에 대응되는 전압을 출력하고,
상기 프로세서는 상기 홀 센서의 출력 전압에 기초하여 상기 코일로 인가되는 전류를 제어하는 진동 발생 장치.a case defining an interior space;
a stator stacked on the case in a first direction and including a coil surrounding the yoke in a second direction perpendicular to the first direction;
A first permanent magnet disposed to face one end of the stator in the second direction and a second permanent magnet disposed to face the other end of the stator in the second direction, wherein the coil, the first permanent magnet and a vibrator oscillating linearly in the first direction by the magnetic interaction of the second permanent magnet;
an elastic member having one end connected to the case, the other end overlapping the first and second permanent magnets in the first direction, and elastically supporting the vibrator;
a support member connected to upper ends of the first and second permanent magnets and a portion of lower ends of the elastic member, and linearly vibrating in the first direction according to the vibration of the vibrator;
a Hall sensor disposed to be spaced apart from the first permanent magnet in the second direction; and
A processor electrically connected to the Hall sensor and the coil,
The Hall sensor senses the strength of the magnetic field according to the displacement of the first permanent magnet, and outputs a voltage corresponding to the sensed value,
The processor controls a current applied to the coil based on an output voltage of the Hall sensor. 제1항에 있어서,
상기 탄성부재의 상기 제1 방향으로의 상부에 배치되고 외부에 노출되는 터치패드를 더 포함하되,
외부로부터 인가되는 힘에 의해 발생되는 상기 터치패드의 상기 제1 방향으로의 변위에 따라 상기 제1 영구자석의 변위가 발생하는 진동 발생 장치.According to claim 1,
Further comprising a touch pad disposed on the upper portion of the elastic member in the first direction and exposed to the outside,
A vibration generating device in which displacement of the first permanent magnet is generated according to displacement of the touch pad in the first direction generated by a force applied from the outside. 제1항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 홀 센서의 출력 전압이 기준 전압 이상인 경우와 기준 전압이 미만인 경우에 상기 코일로 인가되는 전류가 상이하도록 제어하는 진동 발생 장치.According to claim 1,
The processor is configured to control the current applied to the coil to be different when the output voltage of the Hall sensor is greater than or equal to a reference voltage and when the reference voltage is less than the reference voltage. 제1항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 홀 센서의 출력 전압이 제1 기준 전압 미만인 경우, 상기 제1 기준 전압 이상 제2 기준 전압 미만인 경우 및 상기 제2 기준 전압 이상인 경우에 상기 코일로 인가되는 전류가 모두 상이하도록 제어하는 진동 발생 장치.According to claim 1,
The processor is
When the output voltage of the Hall sensor is less than a first reference voltage, when the first reference voltage or more and less than a second reference voltage, and when the second reference voltage or more, the vibration generating device for controlling the current applied to the coil to be different . 제1항에 있어서,
상기 탄성부재는 상기 제1 영구자석의 상부에 배치되는 제1 탄성체 및 상기 제2 영구자석의 상부에 배치되는 제2 탄성체를 포함하되,
상기 제1 및 제2 탄성체는 서로 이격되어 배치되는 진동 발생 장치.According to claim 1,
The elastic member includes a first elastic body disposed on the first permanent magnet and a second elastic body disposed on the second permanent magnet,
The first and second elastic bodies are disposed to be spaced apart from each other. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 영구자석은 상기 제1 방향으로 순차적으로 적층되는 제1 하부 영구자석 및 제1 상부 영구자석을 포함하고, 상기 제2 영구자석은 상기 제1 방향으로 순차적으로 적층되는 제2 하부 영구자석 및 제2 상부 영구자석을 포함하되,
상기 제1 하부 영구자석 및 상기 제1 상부 영구자석의 서로 인접한 측면이 서로 다른 극성으로 착자된 상태이고, 상기 제2 하부 영구자석 및 상기 제2 상부 영구자석의 서로 인접한 측면이 서로 다른 극성으로 착자된 상태이고, 상기 제1 하부 영구자석 및 상기 제2 하부 영구자석의 상기 고정자와 인접한 측면은 서로 다른 극성으로 착자된 상태이고, 상기 제1 상부 영구자석 및 상기 제2 상부 영구자석의 상기 고정자와 인접한 측면은 서로 다른 극성으로 착자된 상태인 진동 발생 장치.According to claim 1,
The first permanent magnet includes a first lower permanent magnet and a first upper permanent magnet sequentially stacked in the first direction, and the second permanent magnet is a second lower permanent magnet sequentially stacked in the first direction. and a second upper permanent magnet,
The side surfaces adjacent to each other of the first lower permanent magnet and the first upper permanent magnet are magnetized with different polarities, and the adjacent side surfaces of the second lower permanent magnet and the second upper permanent magnet are magnetized with different polarities side of the first lower permanent magnet and the second lower permanent magnet adjacent to the stator are magnetized with different polarities, and the stator of the first upper permanent magnet and the second upper permanent magnet A vibration generating device in which adjacent sides are magnetized with different polarities. 내부 공간을 형성하는 케이스;
상기 케이스에 제1 방향으로 적층되고, 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향을 축으로 요크를 둘러싸는 코일을 포함하는 고정자;
상기 고정자의 일단과 상기 제2 방향으로 대향하도록 배치되는 제1 영구자석 및 상기 고정자의 타단과 상기 제2 방향으로 대향하도록 배치되는 제2 영구자석을 포함하고, 상기 코일, 상기 제1 영구자석 및 상기 제2 영구자석의 자기적 상호작용에 의해 상기 제1 방향으로 선형 진동하는 진동자;
상기 케이스에 연결되고, 상기 진동자를 탄성 지지하는 탄성부재;
상기 제1 영구자석과 상기 제2 방향으로 이격되도록 배치되고, 상기 제1 영구자석의 변위에 따른 자기장의 세기를 센싱하고, 상기 센싱된 값에 대응되는 제1 전압을 출력하는 제1 홀 센서;
상기 제2 영구자석과 상기 제2 방향으로 이격되도록 배치되고, 상기 제2 영구자석의 변위에 따른 자기장의 세기를 센싱하고, 상기 센싱된 값에 대응되는 제2 전압을 출력하는 제2 홀 센서; 및
상기 제1 및 제2 홀 센서 및 상기 코일과 전기적으로 연결되는 프로세서를 포함하되,
상기 프로세서는, 상기 제1 및 제2 전압의 평균 전압과 기정의된 기준 전압과의 비교 연산을 수행하고, 상기 비교 연산의 결과에 기초하여 상기 코일로 인가되는 전류가 상이하도록 제어하여 상기 진동자의 진동의 강도를 가변시키는 진동 발생 장치.a case defining an interior space;
a stator stacked on the case in a first direction and including a coil surrounding the yoke in a second direction perpendicular to the first direction;
a first permanent magnet disposed to face one end of the stator in the second direction and a second permanent magnet disposed to face the other end of the stator in the second direction, wherein the coil, the first permanent magnet and a vibrator oscillating linearly in the first direction by the magnetic interaction of the second permanent magnet;
an elastic member connected to the case and elastically supporting the vibrator;
a first Hall sensor disposed to be spaced apart from the first permanent magnet in the second direction, sensing the strength of a magnetic field according to the displacement of the first permanent magnet, and outputting a first voltage corresponding to the sensed value;
a second Hall sensor disposed to be spaced apart from the second permanent magnet in the second direction, sensing the strength of a magnetic field according to the displacement of the second permanent magnet, and outputting a second voltage corresponding to the sensed value; and
a processor electrically connected to the first and second Hall sensors and the coil;
The processor performs a comparison operation between the average voltage of the first and second voltages and a predefined reference voltage, and controls the current applied to the coil to be different based on the result of the comparison operation, so that the vibration of the vibrator A vibration generating device that varies the intensity of vibration. 제8항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 평균 전압이 제1 기준 전압 미만인 경우, 상기 제1 기준 전압 이상 제2 기준 전압 미만인 경우 및 상기 제2 기준 전압 이상인 경우에 상기 코일에 인가되는 전류가 모두 상이하도록 제어하는 진동 발생 장치.9. The method of claim 8,
The processor is
When the average voltage is less than a first reference voltage, when the first reference voltage or more and less than a second reference voltage, and when the second reference voltage or more, the vibration generating device for controlling the current applied to the coil to be different. 제8항에 있어서,
상기 제1 홀 센서는 상기 제1 영구자석의 상기 제2 방향의 수평중심선 상에 배치되고, 상기 제2 홀 센서는 상기 제2 영구자석의 상기 제2 방향의 수평중심선 상에 배치되는 진동 발생 장치.
9. The method of claim 8,
The first Hall sensor is disposed on a horizontal center line of the first permanent magnet in the second direction, and the second Hall sensor is disposed on a horizontal center line of the second permanent magnet in the second direction. .
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