KR20170097679A - 활성 플레이트 모드 전파 영역을 한정하기 위한 내장형 기계식 반사기들을 포함하는 진동 디바이스 및 상기 디바이스를 포함하는 모바일 장치 - Google Patents
활성 플레이트 모드 전파 영역을 한정하기 위한 내장형 기계식 반사기들을 포함하는 진동 디바이스 및 상기 디바이스를 포함하는 모바일 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 진동 디바이스에 관한 것이고, 진동 디바이스는:
- 방향들 X 및 Y 을 따르는 평면에서 정의되는 표면 (S) 을 가지고 변형가능하게 구성된 제 1 지지부 (1);
- 상기 제 1 지지부에서 전파하는 플레이트 모드들을 생성하도록 구성된 적어도 하나의 액추에이터 (2)
를 포함하고,
- 제 1 지지부는,
○ 플레이트 모드들의 전파에 대한 적어도 하나의 결함을 포함하고;
○ 상기 결함은 기하학적 특성으로 이루어지거나 구조적 이질성에 대응하며,
상기 진동 디바이스는,
- 제 2 지지부 (4);
- 상기 제 1 지지부에 단단하게 연결되고 제 1 지지부와 접촉하며, 방향들 X 및 Y 에 수직하는 적어도 하나의 방향 Z 에서 제 1 지지부를 차단하도록 구성되는 적어도 하나의 내장형 기계식 반사기 (3) 로서, 내장형 기계식 반사기는 제 2 지지부에 단단하게 연결되는, 적어도 하나의 내장형 기계식 반사기 (3)
를 포함하며;
- 상기 내장형 기계식 반사기는 플레이트 모드들이 전파하는 방향들 X 및 Y 을 따르는 평면에서 정의된 상기 표면 (S) 에 속하는 소위 활성 영역 (Sa) 을 분리하도록 구성되고, 상기 활성 영역은 결함을 배제하며;
- 상기 액추에이터는 활성 지역에 위치되는 것을 특징으로 한다.
- 방향들 X 및 Y 을 따르는 평면에서 정의되는 표면 (S) 을 가지고 변형가능하게 구성된 제 1 지지부 (1);
- 상기 제 1 지지부에서 전파하는 플레이트 모드들을 생성하도록 구성된 적어도 하나의 액추에이터 (2)
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- 제 1 지지부는,
○ 플레이트 모드들의 전파에 대한 적어도 하나의 결함을 포함하고;
○ 상기 결함은 기하학적 특성으로 이루어지거나 구조적 이질성에 대응하며,
상기 진동 디바이스는,
- 제 2 지지부 (4);
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- 상기 내장형 기계식 반사기는 플레이트 모드들이 전파하는 방향들 X 및 Y 을 따르는 평면에서 정의된 상기 표면 (S) 에 속하는 소위 활성 영역 (Sa) 을 분리하도록 구성되고, 상기 활성 영역은 결함을 배제하며;
- 상기 액추에이터는 활성 지역에 위치되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명의 분야는 다수의 애플리케이션들에서 사용될 수 있는 진동 지지부들이고, 특히 오브젝트가 터치의 감지에 의해 환경과 인터랙팅할 수 있고 셀 폰들에 대하여 특히 유리한 기술에 대응하는 햅틱 인터페이스에 관한 것이다.
실제로, 현재, 터치스크린 모바일 섹터에 투자한 셀 폰들의 제조업자들은 햅틱 인터페이스를 통합함으로써 구별되려고 한다. 따라서, 사용자가 스크린 상에 위치된 아이콘 위로 그 또는 그녀의 손을 슬라이드할 경우, 그 또는 그녀는 모바일로부터 발생하는 약간의 진동을 느낄 수 있고, 감지되는 진동은 그 또는 그녀에게 버튼 상의 압력의 느낌을 리턴한다.
상기 맥락에서, 출원인들은 얇은 압전 층들을 액추에이터들로서 사용하는 솔루션을 개발하였고, PZT (lead zirconate titanate) 와 같은 압전 재료를 사용함으로써 햅틱 필드를 획득할 가능성을 입증하였으며, PZT 는 비대칭의 램 또는 레일리파 전파 모드와 같은 플레이트 모드를 작동시키는 것이 가능하다. 이러한 진동 모드는 손가락과 플레이트 사이에 "스퀴즈 필름" 효과라 불리는 에어 블레이드 (air blade) 를 유도한다. 플레이트에서 생성된 파동의 진동은 손가락과 플레이트 사이에 마찰 계수의 제어되는 변화를 유도한다.
일반적으로, 진동 모드들은 직사각형 플레이트의 맥락에서 잘 제어되고, 사용된 지오메트리가 색다르고, 예컨대 둥근 코너들을 갖는 경우에 방해된다. 이 경우, 솔루션은 상기 타입의 지오메트리에서의 파동 전파 방해의 문제에서 찾아야만 한다.
다수의 레퍼런스들은 다양한 구조들에 관한 이들 진동 모드들의 연구에 관하여 보고하고, 램 파동들의 전파는 많은 연구들의 주제였지만, 일반적으로 구조들의 비파괴 검사를 위한 것이었다.
따라서, 직사각형 플레이트들에서 램 파동들의 전파의 연구에 관련된 다수의 레퍼런스들이 존재하며, 특히 언급될 수 있는 아티클들은: 햅틱 시스템들과 관련하여, P. Sergeant, F. Giraud, B. Lemaire-Semail, "Geometrical optimization of an ultrasonic tactile plate", Sensors and Actuators A 161, pp. 91-100, 2010, 및 M. Biet, F. Giraud, B. Lemaire-Semail, "Squeeze film effect for the design of an ultrasonic tactile plate", IEEE transactions on ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency control, vol. 54, n°12, December 2007, pp. 2678-2688 이다.
다른 아티클들은 구조들의 비파괴 검사의 목적들을 위해 직사각형 플레이트에서 램 파동들의 전파를 연구한다: Y. Gomez-Ullate and al, "Lamb waves generation in plates using glued piezoceramics", bulletin from the Spanish company Ceramica y Vidrio, vol 45, 2006, pp. 188-191.
비-직사각형 플레이트들 또는 그 단부들에서 특정한 피처들을 갖는 플레이트들에 관한 연구는 이미 수행되었다. 실제로, 특히 항공 우주에서 비스듬한 플레이트들의 연구에 관해 보고하는 아티클들이 존재하거나, 플레이트의 단부에서의 베벨은 다양한 부분들의 어셈블리의 기술들에 의해 유도된다. 이러한 타입의 연구는 MR. Mofakhami and C. Boller, "Lamb wave interaction with non-symmetric features at structural boundaries", GAMM 2008, N. Wilkie-Chancellier 에 의한 아티클에서 발견될 수 있다. 이들 공개물들에서, 목적은 비파괴 조사를 수행하기 위해 상기 타입의 특정 피처에서 램 파동의 반사를 연구하는 것이다. 보고되거나 연구되지 않는 것은, 램 파동을 유지하기 위해 플레이트의 단부에서 특정 피처를 어떻게 극복하는지이다.
다수의 레퍼런스들이 불연속들과 같은 결함들을 갖는 직사각형 플레이트들에서 램 파동들의 전파의 연구를 보고한다: F. Benmeddour and E. Moulin, "Generation of a selected Lamb mode by piezoceramic transducers: Application to nondestructive testing of Aeronautical structures", in Piezoelectric materials and devices Practice and applications, ISBN 978-953-51, published February 27, 2013], circular or rectangular holes, through or blind: O. Diligent, "Interaction between fundamental Lamb modes and defects in plates", Thesis of the University of London, 2003, MV. Predoi, A. Negrea, "Ultrasonic guided waves sensitivity to flaws near plate edge", UPC. Sci. Bull., Series D, Vol 72, Iss. Sci. Bull., Series D, Vol 72, Iss. 2, 2010. 여기서 다시, 목적은 구조들의 비파괴 시험을 위한 시스템들을 연구하는 것이다. 램 파동은 결함을 드러내는데 사용되고, 이를 극복하는 것은 연구되지 않았다.
둥근 코너들을 갖는 직사각형 플레이트들 (초 타원형 플레이트들) 의 진동들을 연구하는 레퍼런스들이 또한 존재한다: S. Ceribasi, G. Altay, "free vibration of super elliptical plates with constant and variable thickness by Ritz method", Journal of Sound and Vibration 319, 2009, pp. 668-680. 그러나, 이들 레퍼런스들 중 어느 것도 둥근 코너들을 갖는 이들 플레이트들에서, 예컨대, 제한 조건들을 변경함으로써 직사각형 플레이트에서 획득될 수 있는 것과 같은 모드를 유지하는 것을 가능하게 하는 임의의 솔루션을 제안하지 않는다.
원형 플레이트들이 또한 M. Destrade, YB. Fu, "A wave near the edge of a circular disk", The open acoustic journal, 2008, pp. 15-18 에 의한 아티클에서 커버되고, 이는 예컨대, 디스크에서의 표면 파동을 연구하고, 그 연구는 본 발명을 침해하지 않는다.
요약해서, 앞서 언급된 레퍼런스들은 본질적으로 구조들의 비파괴 시험에 맞춰지고, 여기서 진동 모드가 결함들을 드러내는데 사용된다. 이들 레퍼런스들은 원하는 형태의 파동을 획득하기 위해 존재하는 결함을 극복하는 것을 가능하게 하는 임의의 솔루션들을 제시하지 않는다.
결함의 존재의 상기 문제를 해결하기 위해, 출원인들은 그 이슈 (플레이트, 램 파동) 에서 멀어져서 음향 공진기들의 이슈로 향하는 것이 더 적절하다고 고려하였으며, 그 목적은 정확히 최대 가능한 품질 인자를 갖는 진동 모드를 유지하는 것이다.
표면 탄성파 공진기들, SAW들의 경우에, 인터디지털 콤들 (interdigital combs) 의 시스템은 공진기의 평면에서 전파되는 표면파를 생성하는데 사용된다. 디바이스의 품질 인자를 최적화하고 파동의 분산으로 에너지의 손실을 회피하기 위해, 반사기들은 MF. Hribsek, DV. Tosic, MR. Radosavljevic, "Surface Acoustic Wave sensors in mechanical engineering", FME transactions, 38, 2010, pp. 11-18 에 의한 아티클에서 보여지는 것과 같이, 인터디지털 콤 시스템의 일 측 상에 배열된다.
이들 반사기들의 목적은 음향 임피던스 차이를 생성하는 것이다. 따라서, 전파되고 있는 파형은 이러한 상이한 임피던스의 매체 상에서 반사되고, 공진기의 "활성" 부분에 포함될 수 있다.
이러한 맥락에서, 본 발명은 결함이 에지 결함 타입 기하학적 특성으로 이루어지는지 또는 이러한 결함이 구조적 이질성 (홀, 두께, 재료의 변화, 등) 에 대응하는지에 따라 결함을 갖는 지지부에서 플레이트 모드들의 방해의 문제를 완화시키는 것을 가능하게 하는 솔루션을 제안한다.
따라서, 본 발명의 주제는 진동 디바이스이고, 진동 디바이스는:
- 방향들 X 및 Y 에서의 평면에서 정의되는 표면을 가지고 변형되도록 구성된 제 1 지지부;
- 상기 제 1 지지부에서 전파되는 플레이트 모드들을 생성하도록 구성된 적어도 하나의 액추에이터
를 포함하고;
- 상기 제 1 지지부는:
○ 상기 플레이트 모드들의 전파에 관한 적어도 하나의 결함을 포함하고;
○ 상기 결함은 기하학적 특성으로 이루어지거나 구조적 이질성에 대응하며,
상기 진동 디바이스는,
- 제 2 지지부;
- 상기 제 1 지지부에 고정되고 상기 제 1 지지부와 접촉하며, 상기 방향들 X 및 Y 에 수직하는 적어도 하나의 방향 Z 에서 상기 제 1 지지부를 고정시키도록 구성되는 적어도 하나의 내장형 기계식 반사기로서, 상기 기계식 반사기는 상기 제 2 지지부에 고정되는, 상기 적어도 하나의 내장형 기계식 반사기
를 포함하며;
- 상기 내장형 기계식 반사기는 플레이트 모드들이 전파되는 방향들 X 및 Y 의 평면에서 정의된 상기 표면에 속하는 소위 활성 구역을 분리하도록 구성되고, 상기 활성 구역은 상기 결함을 배제하며;
- 상기 액추에이터는 상기 활성 지역에 위치되는 것을 특징으로 한다.
플레이트 모드들은 램 또는 레일리 파 전파 모드들과 같은 모드들로서 정의된다.
본 발명에 따르면, 내장형 기계식 반사기는 생성된 플레이트 모드들에 대한 반사 구조로서 정의되고, 진동되도록 의도된 제 1 지지부에서 고정 위치를 구성하며, 상기 고정 위치는 상기 제 2 지지부에 고정된다.
본 발명의 내장형 반사기들은 제 1 지지부와 접촉하는, 예컨대, 플레이트, 벽, 블록들의 세트와 같은 재료 엘리먼트들이다. 이들 재료 엘리먼트들은 파동들이 그들의 단부들을 통과하게 하는 슬릿들과 비교할 수 없다.
본 발명의 반사기는 임의의 수단에 의해 그리고 예컨대, 직접적인 접촉에 의해, 본딩에 의해, 피팅에 의해, 제 1 지지부와 접촉할 수 있다.
또한, 플레이트 모드들의 전파와 관련된 결함은, 무결함 (defect-free) 지지부, 즉 본 발명의 맥락에서 직사각형 지오메트리의 동종의 지지부에서 생성된 동일한 모드의 전파의 경우에 획득된 것들과 관련하여, 전파 모드의 안티노드들 및 노드들에서 방해물들을 생성하는 결함으로서 정의된다.
본 발명의 일 변형에 따르면, 제 1 지지부는 결함들을 포함하며, 디바이스는 상기 결함들을 배제한, 상기 활성 구역을 한정하도록 구성된 내장형 기계식 반사기들의 세트를 포함한다.
본 발명의 일 변형에 따르면, 제 1 지지부는 결함들을 포함하며, 디바이스는 상기 결함들을 배제한, 몇몇 활성 구역들을 한정하도록 구성된 내장형 기계식 반사기들의 세트를 포함한다.
본 발명의 일 변형에 따르면, 상기 제 1 지지부는 주변에, 라운딩들을 포함하며, 상기 디바이스는 상기 라운딩들을 배제한, 상기 활성 구역을 한정하도록 구성된 적어도 하나의 쌍의 내장형 기계식 반사기들을 포함한다.
본 발명의 일 변형에 따르면, 상기 디바이스는 액추에이터들의 세트를 포함한다.
본 발명의 일 변형에 따르면, 액추에이터들은 방향들 X 및/또는 Y 에서 선형으로 분배된다.
본 발명의 일 변형에 따르면, 디바이스는 상기 제 2 지지부를 면하는 것과 반대로, 상기 제 1 지지부의 표면상에 위치되는 적어도 하나 이상의 액추에이터들을 포함한다.
본 발명의 일 변형에 따르면, 디바이스는 상기 제 2 지지부를 면하여, 상기 제 1 지지부의 표면상에 위치되는 적어도 하나 이상의 액추에이터들을 포함한다.
본 발명의 일 변형에 따르면, 내장형 기계식 반사기는 상기 활성 구역으로부터 상기 결함을 분리하는 것을 가능하게 하는 거리 만큼 서로 분리되는 기본적인 개별 엘리먼트들을 포함한다.
본 발명의 일 변형에 따르면, 상기 제 1 지지부는 플레이트이다.
본 발명의 일 변형에 따르면, 제 2 지지부는 제 1 지지부가 위치되는 케이싱이다.
본 발명의 일 변형에 따르면, 제 1 지지부는 적어도 하나의 매립 지역을 포함하고, 제 2 지지부는 상기 매립 지역과 협력할 수 있는 적어도 하나의 돌기를 포함하여 방향 Z 에서 상기 돌기를 고정시키고 제 1 지지부에 고정된 돌기를 렌더링하며, 돌기 및 매립 지역은 상기 내장형 기계식 반사기를 한정한다.
본 발명의 일 변형에 따르면, 디바이스는 제 1 지지부를 제 2 지지부에 국부적으로 접착하고 상기 내장형 기계식 반사기를 한정하는 적어도 하나의 글루 엘리먼트를 포함한다.
본 발명의 일 변형에 따르면, 디바이스는 적어도 하나의 결함을 갖는 햅틱 페이스 플레이트를 포함한다.
본 발명의 일 변형에 따르면, 햅틱 페이스 플레이트는 둥근 코너들을 갖는 직사각형 지오메트리를 갖는다.
본 발명의 일 변형에 따르면, 햅틱 페이스 플레이트는 10 cm 와 12 cm 사이의 대각선 및 2 mm 와 10 mm 사이의 폭을 갖는 내장형 기계식 반사기들을 갖는다.
본 발명의 일 변형에 따르면, 디바이스는 기계식 반사기들의 2 개의 컬럼들을 포함하며, 반사기들 중 하나는 둥근 경계에서, 페이스 플레이트의 단부에 위치된다.
본 발명의 일 변형에 따르면, 햅틱 페이스 플레이트는 적어도 하나의 투명한 부분을 갖는다.
본 발명의 다른 주제는 본 발명에 따른 디바이스를 포함하는 모바일 유닛이고, 모바일 유닛은 "스마트폰": 기능들의 면에서 개선된 전화기, 휴대용 컴퓨터, 등일 수 있다.
본 발명은 더 잘 이해될 수 있고, 다른 장점들은 비제한적인 방식으로 제공되는 하기의 설명을 읽을 시에 그리고 이하 첨부된 도면들로부터 명백할 것이다:
- 도 1a 및 도 1b 는 적어도 하나의 내장형 기계식 반사기를 포함하는 본 발명의 진동 디바이스를 개략적으로 나타낸다.
- 도 2a 및 도 2b 는 직사각형 플레이트 상의 비대칭적 램 모드를 도시한다.
- 도 3 은 둥근 단부들을 갖는 플레이트를 포함하고 한 쌍의 음향 반사기들을 포함하는 제 1 지지부의 일 예를 개략적으로 나타낸다.
- 도 4 는 Dragontrail 글래스 로 만들어진 Lumia 920 스크린의 14 개 안티노드들을 갖는 램 포드의 안티노드들의 진폭의 절대 값을, 4 개의 상이한 타입의 매립물들 상의 위치의 함수로서 도시한다.
- 도 5 는 본 발명의 디바이스의 제 1 지지부의 일 예에서 사용될 수 있고, 라운딩들 및 스피커를 배치하기 위한 홀에 대응하는 재료 결함을 포함하는 Lumia 920 페이스 플레이트를 개략적으로 나타낸다.
- 도 6 은 램 모드의 진폭을, 13 개 안티노드들을 갖는 모드에 대하여 내장형 기계식 반사기를 갖거나 또는 갖지 않는: 프리 (free) 로 불리는 Lumia 920 타입의 둥근 코너들을 갖는 플레이트 상에서 획득된 X 상의 위치의 함수로서 도시한다.
- 도 7 은 램 모드의 진폭을, Lumia 920 타입의 둥근 코너들을 갖는 플레이트 상에서 획득된 그리고 플레이트의 3 개의 포인트들에서의 3 개의 관측물들에 대하여 Y 상의 위치의 함수로서 도시한다.
- 도 8 은 액추에이터들의 2 개의 로우들 및 내장형 기계식 반사기들의 2 개의 로우들을 갖는 셀 폰 스크린을 개략적으로 나타낸다.
- 도 9a 및 도 9b 는 도 8 에 도시된 스크린의 경우에 획득된 11 개의 안티노드들을 갖는 모드에 대하여 매립의 방향 X 에서 치수의 함수로서 획득된 방향 Y 에서 진폭 및 편차를 개별적으로 도시한다.
- 도 10a 및 도 10b 는 도 8 에 도시된 스크린의 경우에 획득된 11 개의 안티노드들을 갖는 모드에 대하여 매립의 폭의 함수로서 Y 상의 진폭 및 편차를 개별적으로 도시하며, 내장형 기계식 반사기는 제 1 지지부의 둥근 경계에 위치된다.
- 도 11 은 가시적인 구역, 액추에이터들, 및 불연속 내장형 기계식 반사기들을 갖는 Lumia 920 스크린을 개략적으로 나타낸다.
- 도 12a 및 도 12b 는 매립의 방향 X 에서 일정한 치수를 갖는, 부착 포인트들의 개수의 함수로서 Y 상의 진폭 및 편차를 도시한다.
- 도 13 은 스피커의 홀 상의 매립으로 Lumia 920 스크린을 개략적으로 나타낸다.
- 도 14 는 방향 Y 에서 전파를 갖는 것으로 고려되는 파동을 갖는 내장형 기계식 반사기들의 로우들을 포함하는 디바이스를 도시한다.
- 도 15 는 본 발명에서 사용될 수 있고 내장형 기계식 반사기들의 2 개의 직교하는 시리즈들을 포함하는 임의의 플레이트 지오메트리를 도시한다.
- 도 16 은 접착에 의해 생성된 내장형 반사기들을 포함하는 본 발명의 제 1 실시형태를 도시한다.
- 도 17 은 스냅-피팅에 의해 생성된 내장형 반사기들을 갖는 플레이트의 통합의 제 2 모드를 도시한다.
- 도 1a 및 도 1b 는 적어도 하나의 내장형 기계식 반사기를 포함하는 본 발명의 진동 디바이스를 개략적으로 나타낸다.
- 도 2a 및 도 2b 는 직사각형 플레이트 상의 비대칭적 램 모드를 도시한다.
- 도 3 은 둥근 단부들을 갖는 플레이트를 포함하고 한 쌍의 음향 반사기들을 포함하는 제 1 지지부의 일 예를 개략적으로 나타낸다.
- 도 4 는 Dragontrail 글래스 로 만들어진 Lumia 920 스크린의 14 개 안티노드들을 갖는 램 포드의 안티노드들의 진폭의 절대 값을, 4 개의 상이한 타입의 매립물들 상의 위치의 함수로서 도시한다.
- 도 5 는 본 발명의 디바이스의 제 1 지지부의 일 예에서 사용될 수 있고, 라운딩들 및 스피커를 배치하기 위한 홀에 대응하는 재료 결함을 포함하는 Lumia 920 페이스 플레이트를 개략적으로 나타낸다.
- 도 6 은 램 모드의 진폭을, 13 개 안티노드들을 갖는 모드에 대하여 내장형 기계식 반사기를 갖거나 또는 갖지 않는: 프리 (free) 로 불리는 Lumia 920 타입의 둥근 코너들을 갖는 플레이트 상에서 획득된 X 상의 위치의 함수로서 도시한다.
- 도 7 은 램 모드의 진폭을, Lumia 920 타입의 둥근 코너들을 갖는 플레이트 상에서 획득된 그리고 플레이트의 3 개의 포인트들에서의 3 개의 관측물들에 대하여 Y 상의 위치의 함수로서 도시한다.
- 도 8 은 액추에이터들의 2 개의 로우들 및 내장형 기계식 반사기들의 2 개의 로우들을 갖는 셀 폰 스크린을 개략적으로 나타낸다.
- 도 9a 및 도 9b 는 도 8 에 도시된 스크린의 경우에 획득된 11 개의 안티노드들을 갖는 모드에 대하여 매립의 방향 X 에서 치수의 함수로서 획득된 방향 Y 에서 진폭 및 편차를 개별적으로 도시한다.
- 도 10a 및 도 10b 는 도 8 에 도시된 스크린의 경우에 획득된 11 개의 안티노드들을 갖는 모드에 대하여 매립의 폭의 함수로서 Y 상의 진폭 및 편차를 개별적으로 도시하며, 내장형 기계식 반사기는 제 1 지지부의 둥근 경계에 위치된다.
- 도 11 은 가시적인 구역, 액추에이터들, 및 불연속 내장형 기계식 반사기들을 갖는 Lumia 920 스크린을 개략적으로 나타낸다.
- 도 12a 및 도 12b 는 매립의 방향 X 에서 일정한 치수를 갖는, 부착 포인트들의 개수의 함수로서 Y 상의 진폭 및 편차를 도시한다.
- 도 13 은 스피커의 홀 상의 매립으로 Lumia 920 스크린을 개략적으로 나타낸다.
- 도 14 는 방향 Y 에서 전파를 갖는 것으로 고려되는 파동을 갖는 내장형 기계식 반사기들의 로우들을 포함하는 디바이스를 도시한다.
- 도 15 는 본 발명에서 사용될 수 있고 내장형 기계식 반사기들의 2 개의 직교하는 시리즈들을 포함하는 임의의 플레이트 지오메트리를 도시한다.
- 도 16 은 접착에 의해 생성된 내장형 반사기들을 포함하는 본 발명의 제 1 실시형태를 도시한다.
- 도 17 은 스냅-피팅에 의해 생성된 내장형 반사기들을 갖는 플레이트의 통합의 제 2 모드를 도시한다.
일반적으로, 본 발명은 지지부의 표면상에 적절한 플레이트 모드 전파를 보장하는 것을 가능하게 하는, 적어도 하나의 내장형 기계식 반사기를 포함하는 디바이스에 관한 것이다. 따라서, 도 1a 는 본 발명의 맥락에서 적어도 하나의 결함을 갖는 정규 직교 참조 프레임 (X, Y, Z) 에서 직교하는 방향들 X 및 Y (또는 축들 X 및 Y) 에 의해 정의된 평면 X, Y 에서 정의된 표면 (S) 을 포함하는 제 1 지지부 (1) 를 개략적으로 나타낸다. 도시된 케이스에서, 이는 아웃라인 결함: 예컨대 부분적으로 라운딩된 그리고 비-직사각형의 주변부이다. 따라서, 지지부 (1) 는 램 파동 타입의 Os 로 참조되는 플레이트 모드들을 생성할 수 있는 적어도 하나의 액추에이터 (2), 및 적어도 하나의 내장된 기계식 반사기 (3) 를 포함하며, 이는 비-직선 아웃라인 부분으로부터 분리된 이른바 활성 표면 (Sa) 을 한정하는 것을 가능하게 하고, 여기서 플레이트 모드들의 전파는 정확히 사용될 수 있도록 생성된다. 제 1 지지부 (1) 는 제 2 지지부 (4) 에 고정되며, 이는 도 1b 에 개략적으로 도시된 것과 같이, 내장형 기계식 반사기로 구성된 고정 지역을 축 Z 상에서 국부적으로 고정시키는 것을 가능하게 하며, 음영들은 내장형 기계식 반사기 기능을 개략적으로 나타낸다 (액추에이터는 반사기와 대향하는 면 위에 또는 동일한 면위에 있을 수 있음에 유의하여야 한다).
따라서, 플레이트 모드들을 사용하는 디바이스에서 플레이트 모드들의 전파와 관련하여 결함들의 존재를, 적어도 하나의 내장형 기계식 반사기를 도입함으로써 완화하는 것이 제안된다.
출원인들은 그러한 디바이스를 설계하는데 사용되는 채택된 접근방식을 하기에 설명한다. 일반적으로, 램 파동 전파 모드 타입 플레이트 모드의 전파를 사용하는 디바이스들은 통상적으로 직사각형 지오메트리의 플레이트를 포함할 수 있다.
상기 타입의 지오메트리에서 시작하여, 도 2a (Coventor 상업용 소프트웨어에서 그리고 단면에서 보여지는, "Finite Element Method" 을 나타내는 약어 "FEM" 로 알려진 방법인 유한 엘리먼트들 시뮬레이션으로부터 획득된 3D 뷰) 에 도시된 것과 같이, (725 ㎛ 의 두께로) 40 x 30 ㎟ 의 표면 영역을 가지는 플레이트 상에 빈틈없이 위치된 압전 액추에이터들을 사용함으로써 획득된 비대칭적 램 모드 A0 를 연구하였고, 에너지 최대치들에 대응하는 안티노드들 및 진동시 널 변위에 대응하는 노드들의 수를 강조한다. 여기서 직사각형 플레이트 상에 추구되는 진동 모드, 예컨대 비대칭적 램 모드를 더 구체적으로 도시하는 도 2b 에서, 그 모드는 노드들 Ni 에 의해 분리되는 예컨대, 8 개의 안티노드들 Vi 을 나타낸다.
출원인들은 비-직사각형 플레이트에서, 원하는 진동 모드, 예컨대 도 2a 및 도 2b 에 제시된 비대칭적 램 스탠딩 모드 A0 를 어떻게 보존할 것인지를 탐색한다.
연구되는 예는 둥근 코너들을 갖는 직사각형 플레이트이지만, 본 발명은 평면 (X, Y) 에서 임의의 지오메트리를 가능하게 나타내는, 비-직사각형 플레이트 지오메트리들의 다른 타입들로 확대될 수 있다.
둥근 에지들을 갖는 플레이트에서, 라운딩들에 의해 유발된 간섭들 때문에, 얇은 층의 액추에이터들에 의해, 액추에이터들의 포지셔닝에 작용하는 것에 의해서도, 동일한 진동 모드가 생성될 수 없다.
이는 출원인들이 SAW들을 위해 개발된 것들과 유사점을 비교하는 것이 가능한 음향 반사기들의 사용에 의지하기 때문이다. 도 3 은 둥근 단부들을 가지고 한 쌍의 반사기들 (R1 및 R2) 을 포함하는 플레이트 (1) 의 일 예의 평면도를 개략적으로 나타낸다.
이들 반사기들이 본 설명에서 이후에 설명되는 것과 같이 빈틈없이 위치될 경우, FEM 시뮬레이션들에 의해, 방향 Y 에서의 치수에 대응하는 치수 (wm), 방향 X 에서의 치수에 대응하는 치수 (lm), 및 방향 Z 에서의 치수에 대응하는 반사기의 두께 (tm) 뿐만 아니라, 사용된 재료의 적절한 특성들 (밀도) 을 결정하는 것이 가능하다. 둥근 코너들을 갖는 플레이트 상에서 원하는 램 모드를 획득하는 것을 가능하게 하는 특성들이 하기의 표에 제공되며, 하기의 표는 고려되는 둥근 코너들을 갖는 플레이트, 예컨대 회사 Asahi Glass 로부터의 Dragontrail 글래스의 플레이트 (800 ㎛ 두께) 상의 램 모드를 획득하는 것을 가능하게 하는 반사기들의 디멘셔닝을 나타낸다.
라운딩들의 상이한 반경들의 곡률에 대응하는 2 가지 타입의 플레이트들이 시뮬레이션되었다 (기존의 셀 폰 페이스 플레이트들의 구체적인 케이스들이 시뮬레이션되었다).
요구되는 두께들 (tm) 및/또는 밀도들은 매우 중요하고, 물리적으로 접근하기에 어려우며, 공지된 음향파 반사기들을 사용하는 것과 상이한 솔루션이 추구될 것을 요구하는 것에 유의할 수 있다.
이는 상기의 관측으로부터 시작하여, 출원인들이 다른 솔루션에 의지하고, "종래의" 음향 반사기 대신, 비-직사각형 플레이트에서 원하는 모드를 보장하는 파동의 음향 반사에 부가하여, 직사각형 구성의 플레이트에서와 같이 전파 특성들을 유지하는 것을 가능하게 하는 적어도 하나의 기계식 반사기를 사용하는 진동 디바이스를 제안한다.
따라서, 본 발명은 기계적 매립들이 기계적 파동들에 대하여 반사기들로서 사용되는 솔루션을 제안한다.
상업적 시뮬레이션 툴 ANSYS 로의 FEM 시뮬레이션으로부터 취득된 도 4 는, 페이스 플레이트 (800 ㎛ 두께) 로도 불리는 Dragontrail 글래스로 제조된 Lumia 920 스크린의 14 개 안티노드들을 갖는 모드의 안티노드들의 진폭의 절대 값을, 4 개의 상이한 타입들의 매립들에 대한 X 상의 위치의 함수로서 제공하며, 곡선 C4X 은 방향 X 에서의 고정화에 관련되고, 곡선 C4Y 은 방향 Y 에서의 고정화에 관련되고, 곡선 C4Z 은 방향 Z 에서의 고정화에 관련되고, 곡선 C4XYZ 는 모두 3 개의 방향들 X, Y 및 Z 에서의 고정화에 관련된다. 상기 도면은 둥근 코너들을 갖는 직사각형 플레이트 (Lumia 920 스크린의 치수들, 4.5 인치 대각선 (또는 11.43 cm), Dragontrail 글래스 두께 800 ㎛) 의 경우에, 원하는 램 모드를 복구하는 것이 가능한 내장형 기계식 반사기들을 도시한다. 또한, 필수적인 매립은 오직 방향 Z 에서의 페이스 플레이트의 고정화, 즉 페이스 플레이트가 상기 오프-플레이 방향에서 변위되는 것을 방지하는 고정화와 유사한 것이 상기 곡선들 모두로부터 나타난다.
또한, 다른 타입들의 비-직사각형 플레이트들의 내장형 기계식 반사기들을 디멘셔닝하기 위해, 출원인들은 기존의 스마트폰들로부터 유도되는 치수들을 갖는 비-직사각형 플레이트들을 연구하였으며, 이러한 방법은 또한 다른 타입들의 비-직사각형 플레이트들의 내장형 기계식 반사기들을 디멘셔닝하기 위해 사용될 수 있다.
상세하게, 따라서 출원인들은 (상기 페이스 플레이트에서 본 발명을 구현함으로써) Lumia 920 의 페이스 플레이트의 치수들 (상기 기존의 스마트폰에 대하여 4.5 인치들) 에 대응하고 도 5 에 표현된 둥근 코너들을 갖는 플레이트를 연구하였고, 즉 제 1 지지부 (11) 는 투명 스크린 (E) 을 포함하며, 그 주변에 2 개의 내장형 기계식 반사기들 (311 및 312) 및 스피커 (HP) 가 배열된다.
따라서, 이러한 플레이트는 아웃라인 결함들 (둥근 코너들) 및 재료 결함들 (스피커 위치에서 좌측의 홀) 을 포함하며, 기계식 반사기들은 즉 아웃라인의 라운딩들을 고정시킴으로써 가능하면 큰 활성 표면을 한정함으로써 플레이트의 공간의 최대를 활용하도록 위치된다.
이를 위해, 이하 방법이 적용된다:
- 내장형 기계식 반사기들의 2 개의 비드들이 위치되는 진동 플레이트의 지오메트리의 모델링이 생성된다;
- 모달 분석은 추구되는 모드의 주파수를 식별하기 위해 상업용 FEM 소프트웨어 (ANSYS) 하에 개시된다;
- FEM 모델에 따르면, 압전 액추에이터들은 유지되는 모드의 주파수에 의존하여, 진동 안티노드들 상에 위치된다 (액추에이터들의 포지셔닝을 최적화하기 위한 방법은 당업자에게 공지된다);
- 그 후에, 하모닉 시뮬레이션 또는 하모닉 시뮬레이션들의 시리즈가 내장형 기계식 반사기들을 최적으로 위치시키기 위해 실행되며, 액추에이터들의 위치가 그로부터 진화한다. 사실상, 활성 표면을 한정하는 것이 가능한 내장형 기계식 반사기 또는 반사기들의 위치를 결정한 후에, 액추에이터 또는 액추에이터들은 그 후 상기 활성 표면상에 위치되어야만 한다.
도 6 은 램 모드의 진폭을, 13 개 안티노드들을 갖는 모드에 대하여, 내장형 기계식 반사기가 없는: 소위 프리 (free) 구성 (곡선 C6A) 또는 내장형 기계식 반사기가 있는 (곡선 C6B), Lumia 920 타입의 둥근 코너들을 갖는 플레이트 상에서 획득된 X 상의 위치의 함수로서 도시한다.
도 7 은 램 모드의 진폭을, Lumia 920 타입의 둥근 코너들을 갖는 플레이트 상에서 획득된 그리고 플레이트의 3 개의 포인트들에서: (방향 X 에서) 좌측 단부에서, 우측 단부에서 및 중심에서 3 개의 관측물들에 대한 방향 Y 에서의 y 상의 위치의 함수로서 도시한다. 곡선 C7A 은 좌측 단부에서 취득된 프리 구성에 관련되고, 곡선 C7B 은 중심에서 취득된 프리 구성에 관련되고, 곡선 C7C 은 우측 단부에서 취득된 프리 구성에 관련된다. 곡선 C7D 은 좌측 단부에서 취득된 내장형 기계식 반사기를 갖는 구성에 관련되고, 곡선 C7E 은 중심에서 취득된 내장형 기계식 반사기를 갖는 구성에 관련되고, 곡선 C7F 은 우측 단부에서 취득된 내장형 기계식 반사기를 갖는 구성에 관련된다.
이들 도면들은, 내장형 기계식 반사기들로, 둥근 코너들을 갖는 직사각형 플레이트 상에서, 직사각형 플레이트에서 획득된 것과 같은 램 모드, 즉 방향 X 에서 진동 안티노드들 및 노드들 및 방향 Y 에서 약간의 변조의 서브세트를 복구하는 것이 가능한 것을 도시한다.
따라서, 출원인들은 내장형 기계식 반사기들이 둥근 코너들과 같은 결함들이지만 또한 재료 이질성의 결함들 (현재 경우에, 스피커의 지점에서 좌측의 홀) 의 존재에 의해 야기된 장애들을 극복하고, 따라서 액추에이터들이 위치되는 무결함 활성 표면을 한정함으로써 비-직사각형 플레이트에서 원하는 진동 모드를 보존하는 것을 가능하게 하는 것을 입증하였다.
설계 규칙들을 정의하기 위해, 출원인들은 Dragontrail 글래스의 800 ㎛ 기판 상의 모드들의 균일성으로 그리고 iPhone 5 에 대응하는 지오메트리 (4-인치 치수들) 를 위해, 폭 (lm) 의 영향, 예컨대 도 5 에서 우측 상의 내장형 기계식 반사기의 영향을 연구하였다. 반사기들의 폭은 방향 X 에서 반사기들의 치수에 대응한다. 연구된 구성은 제 1 지지부 (12) 상에, 한 쌍의 내장형 기계식 반사기들 (321 및 322) 및 액추에이터들 (221 및 222) 의 2 개의 컬럼들을 가지는, 도 8 에 도시된 구성이다. 스피커 HP 홀은 내장형 기계식 반사기의 레벨에서 병치되어 위치되고, 우측 상의 기계식 반사기는 페이스 플레이트의 단부에 위치되지만, 가로 방향으로, 아웃라인 라운딩들을 더 또는 덜 차단한다 (각각의 반사기는 파동이 그렇게 뒤에 위치된 결함을 "만나는" 것을 방지하고, 어떤 면에서, 반사기는 따라서 각각의 결함에 대하여 요구된다).
이를 위해, 우측상의 상기 내장형 기계식 반사기 (322) 의 방향 X 에서의 치수를 변화시키고 획득된 모드들을 관찰하는 것이 가능하다. 각 경우에, 액추에이터들의 최적 위치가 발견되어야만 한다. 도 9a 및 도 9b 는 11 개의 안티노드들을 갖는 모드에 대한 매립의 방향 X 에서 치수의 함수로서 획득된 방향 Y 에서 진폭 및 편차를 개별적으로 도시한다 (곡선 C9a: 좌측 단부에서 취득된 구성, 곡선 C9b: 중심에서 취득된 구성 및 곡선 C9c: 우측 단부에서 취득된 구성).
방향 X 에서의 더 큰 치수의 매립들은 플레이트 상의 모드의 더 우수한 균일성을 허용하고, 따라서 페이스 플레이트의 중심에서 더 큰 진폭을 허용하는 것이 분명하다. 그러나, 일반적으로, 반사기들의 방향 X 에서의 최적의 치수가 파장에 의존하기 때문에, (상기 정확한 경우에) 대략 10 내지 11 mm 의 방향 X 에서의 치수를 초과하는 것에 유용한 것으로 보이지 않는다.
사실상, 라운딩들은 이들 범위들에 더 적은 영향을 미친다.
출원인들은 또한, 매립의 방향 X 에서의 치수의 영향 및 페이스 플레이트 상의 그 위치의 영향을 분석하였다.
이전에 설명된 것과 동일한 시스템이 라운딩들의 경계에서 위치된 우측 상의 내장형 기계식 반사기로 그리고 방향 X 에서 그 치수를 변화시킴으로써 모델링되었다. 이러한 방식으로, 라운딩들은 더 이상 진동에 개입하지 않아야만 하고, 이러한 접근 방식은 내장형 기계식 반사기의 방향 X 에서의 치수는 진폭, 주파수 또는 균일성에 개입하는지 여부를 결정하는 것이 가능하다. 그 결과들이 도 10a 및 도 10b 에 제시되고, 또한 방향 Y 에서의 진폭 및 편차를 11 개의 안티노드들을 갖는 모드에 대한 매립의 방향 X 에서의 치수의 함수로서 도시한다. (곡선 C10a: 좌측 단부에서 취득된 구성, 곡선 C10b: 중심에서 취득된 구성 및 곡선 C10c: 우측 단부에서 취득된 구성).
진폭 및 균일성은 상기 폭이 충분하게 유지된다면 (대략 2mm), 내장형 기계식 반사기의 방향 X 에서의 치수에 의해 변경되지 않는 것이 분명하다. 상기 값 미만의 내장형 기계식 반사기의 축 X 상의 치수를 위해, 매립 이후에 위치된 페이스 플레이트의 부분의 상당한 변형은 에너지의 손실에 연결되는 것으로 보인다. 이는 약 40% 의 균일성의 손실에서 반영된다.
따라서, 2mm 와 적어도 동일한 방향 X 에서의 치수를 갖는 내장형 기계식 반사기는 페이스 플레이트 상의 모드의 진폭 및 균일성을 최적화하는 것을 가능하게 하는 것이 명확하다.
따라서, 출원인들은 내장형 기계식 반사기의 2 개의 방향들 X 및 Y 에서의 최적의 위치를 결정하는 것을 추구하였다. 우측에서, 사용가능한 공간의 최대치를 유지하기 위해 페이스 플레이트의 단부에서 내장형 기계식 반사기를 위치시키는 것이 가능한 것이 도시되었다. 따라서, 출원인들은 내장형 기계식 반사기가 페이스 플레이트의 축 Y 상의 모든 치수를 커버해야만 하는지 여부 및 스피커 홀의 레벨에서 위치될 수 있는지 여부를 결정하는 것을 추구하였다. 이를 이해, 800 ㎛ 의 두께를 갖는 Lumia 920 스크린에 관한 본 발명의 구현의 연구들이 수행되었다.
초기에, 내장형 기계식 반사기들의 축 Y 상의 위치가 연구되었다. 간략함을 위해, 동일한 내장형 기계식 반사기들의 2 개 컬럼들이 반사기들 (331i 및 332j) 로 구성된 것이 각각 고려되었다. 제 1 컬럼은 스피커 HP 의 홀 이후에 바로 위치된다. 제 2 컬럼은 페이스 플레이트의 단부에 위치된다. 이는 도 11 에 도시되고, 본 발명의 디바이스에서 사용될 수 있고 가시적인 구역 (E) 및 액추에이터들 (231 및 232) 의 2 개의 시리즈들을 포함하는 제 1 지지부 구성을 도시한다. 내장형 기계식 반사기들의 수가 변경되고, 이들 내장형 기계식 반사기들은 페이스 플레이트의 폭의 절반을 커버한다. 진폭은 내장형 기계식 반사기들의 수에 따라 증가하는 것이 분명하다. 페이스 플레이트의 축 Y 상의 모든 치수 상에서 단일의 내장형 기계식 반사기를 가지는 것은 필요하지 않다. 그러나, 기대되는 영향을 유지하기 위해 서로 충분히 인접한 내장형 기계식 반사기들을 가지는 것이 적합하다. 도 12a 및 도 12b 는 매립의 방향 X 에서의 치수가 일정한, 내장형 기계식 반사기들의 수의 함수로서 방향 Y 에서의 y 상의 진폭 및 편차를 도시한다 (곡선 C12a: 좌측 단부에서 취득된 구성, 곡선 C12b: 중심에서 취득된 구성 및 곡선 C12c: 우측 단부에서 취득된 구성).
충분한 수의 내장형 기계식 반사기들로, 획득된 성능 레벨들은 만족스럽다. 사실상, 축 Y 상의 소정의 치수에 대하여, 반사기들의 수의 증가는 반사기들 간의 자유 공간을 감소시키는 것을 가능하게 한다.
도 13 에 도시된 본 발명의 일 변형에 따르면, 내장형 기계식 반사기들 (341) 중 하나의 레벨에서 스피커 HP 를 위치시키는 것이 또한 가능하다.
요약해서, 스마트폰들에서 통합될 수 있도록 의도된, 본 발명에 따른 효율적인 진동 디바이스의 일 예는 스피커 홀이 장비된 4 내지 4.5 인치 페이스 플레이트 상에 다음을 포함할 수 있다:
- 플레이트를 방향 Z 에서 고정시키는 것이 가능한 내장형 기계식 반사기들의 2 개의 컬럼들;
- 컬럼들 중 하나는 페이스 플레이트의 단부에 위치될 수 있다;
- 대략 2 mm 사이 및 대략 10 mm 미만에 있는 내장형 기계식 반사기들의 축 X 상의 치수;
- 내장형 기계식 반사기들이 5.5 mm 미만의 거리로 분리된, 불연속되는 내장형 기계식 반사기들의 2 개의 컬럼들.
구성들은 이전에 설명되었고, 여기서 내장형 반사기들은 둥근 코너들을 갖는 직사각형 페이스 플레이트의 작은 측면들과 평행하게 위치된다. 이러한 원칙은 플레이트 (15) 를 포함하는 디바이스, 반사기들 (351 및 352) 에 직교하거나 평행하여 배열될 수 있는 표현되지 않는 액추에이터들의 컬럼들, 방향 Y 에서 전파를 갖는 Os 로 고려되는 파동을 도시하는, 도 14 에 도시된 것과 같은 그러한 플레이트의 긴 측면들에 평행하는 반사기들의 포지셔닝을 위해 확대될 수 있다. 사실상, 여기 주파수에 따르면, 방향 Y 에서, 즉 내장형 기계식 반사기들의 위치에 직교하여 위치된 액추에이터들은 그 파면이 상기 내장형 기계식 반사기들에 수직하는 파동을 생성할 수 있다.
일반적으로, 본 발명은 도 15 에 도시된 것과 같은 임의의 플레이트 지오메트리에 관련될 수 있다. 활성 표면 (Sa) 을 한정하기 위해, 반사기들의 2 개의 시리즈들은 각각 축 X 상에: 반사기들 (361 및 362) 그리고 축 Y 상에: 반사기들 (363 및 364) 배열된다. 반사기들의 포지셔닝을 최적화하기 위해, 이전에 설명된 연구 방법은 고려되는 파동, 액추에이터들의 위치, 등에 따라 사용될 수 있다.
햅틱 페이스 플레이트들에 대한 애플리케이션의 예
햅틱 페이스 플레이트는 그 진동에 의해 페이스 플레이트의 표면상에 생성된 에어 블레이드 영향에 의해 동작한다. 이러한 진동은 플레이트 상에 접착되거나 퇴적되고 에칭된 압전 액추에이터들에 의해 유발된다. 양호한 햅틱 효과를 위해, 램 모드 A0 에서 대략 1 m 의 진동 진폭을 획득하는 것은 필수적이다. 출원인들은 PZT, 즉 설명을 통해 이전에 개략적으로 제시된 것과 같은 둥근 코너들을 갖는 스마트폰들에 대한 애플리케이션에서 특히 유리하고 이후 추구되는 재료에서 박층 액추에이터들을 사용함으로써 햅틱 느낌을 획득할 가능성을 입증하였다.
제 1 예시적인 실시형태
실시형태들은 타겟화된 애플리케이션에 의존할 수 있다. 햅틱들의 케이스들과 같은 다수의 케이스들에서, 방향 Z 에서의 고정화를 적어도 보장하는 내장형 기계식 반사기를 생성하는 것은 상기 제 1 지지부에 고정된 케이싱을 갖는 시너지로 제 1 지지부를 보장하는 플레이트를 픽싱을 통해 구현하는 것이 "용이하다".
내장형 기계식 반사기는 방향 Z 에서 플레이트의 이동을 방지해야 한다. 이는 예를 들어, 공진 플레이트로 케이싱을 접착함으로써 보장될 수 있다. 내장형 기계식 반사기를 구성하는 상기 플레이트의 레벨에서 접착된 영역.
글루의 비드는 원하는 치수들을 갖는 내장형 기계식 반사기를 생성하기 위해 이전에 형성된 것들과 유사하게 디멘셔닝된 (평면에서의) x, y 상의 치수들을 갖는다.
글루의 두께는 또한, 사용된 재료에 따라 세팅될 수 있다. 글루는 에폭시 글루, UV 글루, 또는 임의의 다른 적합한 글루일 수 있다. 상기 구성은 도 16 에 도시되고, 다음을 강조한다:
- 제 1 지지부 (17);
- 2 개의 액추에이터들 (271 및 272) (액추에이터들은 바람직하게 반사기들과 동일한 측면 상에 있을 수 있고, 또한 제 1 지지부의 양자의 측면들 상에 있을 수 있는 것을 유의하여야만 한다);
- 글루의 비드들에 의해 생성된 2 개의 내장형 기계식 반사기들 (371 및 372);
- 제 2 지지부 (47).
제 2 예시적인 실시형태
상기 제 2 예에 따르면, 내장형 기계식 반사기는 페이스 플레이트의 케이싱 상으로의 스냅-피팅으로 구성된다. 상기 경우에, 진동하는 페이스 플레이트는 디멘셔닝 단계에 의해 제공된 매립 구역들에서 페이스 플레이트를 부분적으로 에칭하고 따라서 공동들을 한정하기 위해, 레이저, 이온 머시닝, 또는 임의의 다른 적합한 방법에 의해 머시닝된다.
이러한 에칭은 수 마이크로미터부터 수백 마이크로 미터까지 범위의 깊이를 가질 수 있다. 반대로, 케이싱은 그 케이싱의 재료와 동일한 재료에서 동시에 생성되거나 케이싱의 재료 이외의 재료에서 이후에 및 가능하게 생성된 핀들을 갖는다. 핀들의 축들 X 및 Y 상의 치수들은 대향하는 공동들의 치수들에 의해 (그리고 페이스 플레이트 레벨에서 그 픽싱을 유도하기 위해 핀들의 삽입을 위한 설계 규칙들에 의해) 세팅된다. 핀들의 높이는 커버의 깊이에 매칭된다. 케이싱 및 진동 페이스 플레이트의 조립 시에, 핀들은 방향 Z 에서 플레이트의 이동을 고정시키기 위해 페이스 플레이트의 공동들에 삽입되고 고정된다. 이러한 구성은 도 17 에 도시되고 다음을 강조한다:
- 제 1 지지부 (18);
- 2 개의 액추에이터들 (281 및 282): 상기 예에서 액추에이터들은 제 2 지지부의 대향 면 상에 (및/또는 다른 면 상에) 동일하게 위치될 수 있다.
- 플레이트 (18) 의 레벨에서 생성된 에칭들과 협력할 수 있는 핀들에 의해 생성된 2 개의 내장형 기계식 반사기들 (381 및 382);
- 페이스 플레이트가 위치되는 케이싱에 대응하는 제 2 지지부 (48).
액추에이터들의 구성은 오직 일 예로서 2 개의 컬럼들의 형태로 제공되지만, 다수의 다른 구성들이 예상될 수 있다: 단일 컬럼의 액추에이터들, 컬럼들로 배열되지 않고 페이스 플레이트의 긴 측면을 따라 위치되는 액추에이터들, 등등.
Claims (20)
- 진동 디바이스로서,
- 방향들 X 및 Y 에서의 평면에서 정의되는 표면 (S) 을 가지고 변형되도록 구성된 제 1 지지부 (1);
- 상기 제 1 지지부에서 전파되는 플레이트 모드들을 생성하도록 구성된 적어도 하나의 액추에이터 (2)
를 포함하고,
- 상기 제 1 지지부는,
○ 상기 플레이트 모드들의 전파에 대한 적어도 하나의 결함을 포함하고;
○ 상기 결함은 기하학적 특성으로 이루어지거나 구조적 이질성에 대응하며,
상기 진동 디바이스는,
- 제 2 지지부 (4);
- 상기 제 1 지지부에 고정되고 상기 제 1 지지부와 접촉하며, 상기 방향들 X 및 Y 에 수직하는 적어도 하나의 방향 Z 에서 상기 제 1 지지부를 고정시키도록 구성되는 적어도 하나의 내장형 기계식 반사기 (3) 로서, 상기 내장형 기계식 반사기는 상기 제 2 지지부에 고정되는, 상기 적어도 하나의 내장형 기계식 반사기 (3)
를 포함하며;
- 상기 내장형 기계식 반사기는 상기 플레이트 모드들이 전파되는 방향들 X 및 Y 에서의 평면에서 정의된 상기 표면 (S) 에 속하는 소위 활성 구역 (Sa) 을 분리하도록 구성되고, 상기 활성 구역은 상기 결함을 배제하며;
- 상기 액추에이터는 활성 지역에 위치되는 것을 특징으로 하는 진동 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 지지부는 결함들을 포함하고,
상기 진동 디바이스는 상기 결함들을 배제한, 상기 활성 구역을 한정하도록 구성된 내장형 기계식 반사기들의 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 지지부는 결함들을 포함하고,
상기 진동 디바이스는 상기 결함들을 배제한, 몇몇 활성 구역들을 한정하도록 구성된 내장형 기계식 반사기들의 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 디바이스. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 지지부는 주변에, 라운딩들을 포함하며,
상기 진동 디바이스는 상기 라운딩들을 배제한, 상기 활성 구역을 한정하도록 구성된 적어도 한 쌍의 내장형 기계식 반사기들을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 디바이스. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진동 디바이스는 액추에이터들의 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 디바이스. - 제 5 항에 있어서,
상기 액추에이터들은 상기 방향들 X 및/또는 Y 에서 선형으로 분배되는 것을 특징으로 하는 진동 디바이스. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진동 디바이스는 상기 제 2 지지부를 면하는 것과 반대로, 상기 제 1 지지부의 표면상에 위치되는 적어도 하나 이상의 액추에이터들을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 디바이스. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진동 디바이스는 상기 제 2 지지부를 면하는, 상기 제 1 지지부의 표면상에 위치되는 적어도 하나 이상의 액추에이터들을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 디바이스. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내장형 기계식 반사기는 상기 활성 구역으로부터 상기 결함을 분리하는 것을 가능하게 하는 거리 만큼 서로 분리되는 기본적인 개별 엘리먼트들을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 디바이스. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 지지부는 플레이트인 것을 특징으로 하는 진동 디바이스. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 지지부는 상기 제 1 지지부가 위치되는 케이싱인 것을 특징으로 하는 진동 디바이스. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
- 상기 제 1 지지부는 적어도 하나의 매립 지역을 포함하고;
- 상기 제 2 지지부는 상기 매립 지역과 협력할 수 있는 적어도 하나의 돌기를 포함하여 방향 Z 에서 상기 돌기를 고정시키고 상기 제 1 지지부에 고정된 상기 돌기를 렌더링하며, 상기 돌기 및 상기 매립 지역은 상기 내장형 기계식 반사기를 한정하는 것을 특징으로 하는 진동 디바이스. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진동 디바이스는 상기 제 1 지지부를 상기 제 2 지지부에 국부적으로 접착하고 상기 내장형 기계식 반사기를 한정하는 적어도 하나의 글루 엘리먼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 디바이스. - 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진동 디바이스는 적어도 하나의 결함을 갖는 햅틱 페이스 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 디바이스. - 제 14 항에 있어서,
상기 햅틱 페이스 플레이트는 둥근 코너들을 갖는 직사각형 지오메트리를 갖는 것을 특징으로 하는 진동 디바이스. - 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
상기 햅틱 페이스 플레이트는 10 cm 와 12 cm 사이의 대각선 및 2 mm 와 10 mm 사이의 폭을 갖는 내장형 기계식 반사기들을 갖는 것을 특징으로 하는 진동 디바이스. - 제 15 항 또는 제 15 항에 종속된 제 16 항에 있어서,
상기 진동 디바이스는 기계식 반사기들의 2 개의 컬럼들을 포함하며,
상기 기계식 반사기들 중 하나는 둥근 경계에서, 상기 페이스 플레이트의 단부에 위치되는 것을 특징으로 하는 진동 디바이스. - 제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 햅틱 페이스 플레이트는 적어도 하나의 투명한 부분을 가지는 것을 특징으로 하는 진동 디바이스. - 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 기재된 디바이스를 포함하는 모바일 유닛.
- 제 19 항에 있어서,
상기 모바일 유닛은 셀 폰인 것을 특징으로 하는 모바일 유닛.
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