KR20220048808A - 각위치 식별 효율을 고려한 회전체 장치 및 전자기기 - Google Patents

각위치 식별 효율을 고려한 회전체 장치 및 전자기기 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치는, 회전축을 따라 회전하도록 구성된 회전체; 회전체의 회전축을 둘러싸고 회전체의 회전에 따라 회전되도록 배치되고 회전체의 각위치(angular position)에 따라 달라지는 폭을 가지는 제1 각위치 식별층; 및 회전체의 회전축을 둘러싸고 회전체의 회전에 따라 회전되도록 배치되고 회전체의 각위치에 따라 달라지는 폭을 가지는 제2 각위치 식별층; 을 포함하고, 제1 각위치 식별층의 최대폭에 대응되는 회전체의 각위치와 제2 각위치 식별층의 최대폭에 대응되는 회전체의 각위치는 서로 다르고, 제1 각위치 식별층의 최대폭은 제1 각위치 식별층을 향하여 자속을 출력하는 제1 인덕터의 대응되는 방향의 최대폭의 1.2배 이하이고, 제2 각위치 식별층의 최대폭은 제2 각위치 식별층을 향하여 자속을 출력하는 제2 인덕터의 대응되는 방향의 최대폭의 1.2배 이하일 수 있다.

Description

각위치 식별 효율을 고려한 회전체 장치 및 전자기기{Rotor apparatus considering effective identification of angular position and electronic device}
본 발명은 각위치 식별 효율을 고려한 회전체 장치 및 전자기기에 관한 것이다.
최근, 전자기기의 종류 및 디자인은 다양해지고 있다. 또한, 전자기기 사용자 수요의 다양성은 점차 증가되고 있으며, 다양성의 증가에 따른 전자기기의 기능 및 디자인에 대한 요구사항도 날로 다양해 지고 있다.
이에 따라, 전자기기는 회전체를 구비하여 회전체의 효율적인 움직임 및 디자인에 기반하여 사용자의 다양한 수요를 만족시킬 수 있다.
일본 공개특허공보 특개2012-122780호
본 발명은 각위치 식별 효율을 고려한 회전체 장치 및 전자기기를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치는, 회전축을 따라 회전하도록 구성된 회전체; 상기 회전체의 회전축을 둘러싸고 상기 회전체의 회전에 따라 회전되도록 배치되고 상기 회전체의 각위치(angular position)에 따라 달라지는 폭을 가지는 제1 각위치 식별층; 및 상기 회전체의 회전축을 둘러싸고 상기 회전체의 회전에 따라 회전되도록 배치되고 상기 회전체의 각위치에 따라 달라지는 폭을 가지는 제2 각위치 식별층; 을 포함하고, 상기 제1 각위치 식별층의 최대폭에 대응되는 상기 회전체의 각위치와 상기 제2 각위치 식별층의 최대폭에 대응되는 상기 회전체의 각위치는 서로 다르고, 상기 제1 각위치 식별층의 최대폭은 상기 제1 각위치 식별층을 향하여 자속을 출력하는 제1 인덕터의 대응되는 방향의 최대폭의 1.2배 이하이고, 상기 제2 각위치 식별층의 최대폭은 상기 제2 각위치 식별층을 향하여 자속을 출력하는 제2 인덕터의 대응되는 방향의 최대폭의 1.2배 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전자기기는, 상기 회전체 장치; 상기 제1 및 제2 인덕터; 및 상기 제1 및 제2 인덕터의 인덕턴스 중 하나에 대응되는 분모변수와 다른 하나에 대응되는 분자변수를 포함하는 값을 아크탄젠트(arctan) 처리하여 각위치 값을 생성하는 프로세서; 를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 회전체의 각위치 식별 효율(예: 각위치 식별 감도, 정밀도 및 정확도 중 적어도 하나)은 향상될 수 있으며, 각위치 식별 파라미터(예: arctan 처리값)의 선형성은 더욱 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치의 구체적 형태를 예시한 분해도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치에 포함될 수 있는 각위치 식별층을 나타낸 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치에 포함될 수 있는 투자율층을 나타낸 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치에 포함될 수 있는 제1 및 제2 각위치 식별층을 나타낸 사시도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치를 나타낸 사시도이다.
도 5b 및 도 5c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치를 나타낸 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치의 각위치 식별층의 폭과 각위치의 대응관계를 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치의 회전체의 측면을 나타낸 전개도이다.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치의 각위치 식별층의 폭과 인덕터의 폭 간의 관계를 예시한 도면이다.
도 9는 도 8b 내지 도 8d에 도시된 회전체 장치의 회전체의 각위치에 따른 인덕터의 인덕턴스(중간값 normalized)를 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치의 각위치 식별층의 폭에 따른 인덕터의 인덕턴스를 나타낸 그래프이다.
도 11a 내지 도 11d는 도 10의 회전체 장치의 각위치 식별층의 폭에 따른 arctan 처리 값을 나타낸 그래프이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치를 포함할 수 있는 전자기기를 예시한 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치의 구체적 형태를 예시한 분해도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치(100a)는, 회전체(11), 회전 커넥터(12a), 회전 머리(13a), 핀(14), 인덕터(30a), 기판(35), 각위치 감지 회로(36) 및 고정 부재(37) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
회전체(11)의 일단은 회전 커넥터(12a)를 통해 회전 머리(13a)에 결합될 수 있으며, 회전체(11)의 타단은 핀(14)에 결합될 수 있다. 회전체(11)와 회전 커넥터(12a)와 회전 머리(13a)와 핀(14)이 서로 결합된 구조는 회전축(예: x축)을 따라 함께 회전할 수 있다. 예를 들어, 회전체(11)는 원통 형태 또는 다각 기둥(예: 팔각 기둥) 형태를 가질 수 있다.
회전 머리(13a)는 외부에서 토크(torque)가 효율적으로 인가되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 회전 머리(13a)는 사람의 손이 회전 머리(13a)에 접촉한 상태에서 손이 미끄러지지 않도록 복수의 홈을 가질 수 있다. 예를 들어, 회전 머리(13a)는 사람의 손이 회전 머리(13a)에 효율적으로 힘을 가하도록 회전체(11)의 지름(L2)보다 더 긴 지름(L3)을 가질 수 있다. 예를 들어, 회전 머리(13a)는 시계의 용두(crown)일 수 있다.
예를 들어, 회전체(11) 및 회전 머리(13a) 중 적어도 하나는 플라스틱 재료를 포함할 수 있다. 이에 따라, 회전체 장치(100a)는 사람의 손에 의해 회전체(11) 및 회전 머리(13a)가 회전될 수 있도록 가벼워질 수 있다.
회전 커넥터(12a)는 회전 머리(13a)에 인가된 토크에 따라 효율적으로 회전될 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 회전 커넥터(12a)는 스핀들(spindle)의 구조를 가질 수 있으며, 회전 머리(13a)에 나사 결합 구조에 따라 결합될 수 있다. 예를 들어, 회전 커넥터(12a)는 일단의 지름(L4)과 타단의 지름(L5)이 서로 다른 원통 형태를 가질 수 있다.
회전체(11)와 회전 커넥터(12a)와 회전 머리(13a)와 핀(14)이 서로 결합된 구조는 고정 부재(37)에 배치될 수 있다. 고정 부재(37)는 전자기기에 고정되도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 고정 부재(37)는 제1 파트(37-1), 제2 파트(37-2) 및 제3 파트(37-3)가 서로 결합된 구조를 가질 수 있다. 제1 및 제2 파트(37-1, 37-2)는 제1 및 제2 관통홀(38-1, 38-2)을 각각 가질 수 있으며, 제3 파트(37-3)은 제1 및 제2 파트(37-1, 37-2)의 사이에 연결될 수 있으며, 제1 및 제2 파트(37-1, 37-2)와 수직을 이루도록 구성될 수 있다.
회전체(11)는 제1 및 제2 관통홀(38-1, 38-2) 중 적어도 하나를 관통하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 회전체(11)는 회전하는 동안에 인덕터(30a)에 대한 이격거리를 유지할 수 있으며, 안정적으로 회전할 수 있으므로, 더욱 긴 수명을 가질 수 있다.
고정 부재(37)는 인덕터(30a)와 회전체(11) 간의 위치관계를 고정시킬 수 있다. 예를 들어, 인덕터(30a)는 기판(35)에 고정적으로 배치될 수 있으며, 기판(35)은 고정 부재(37)에 고정적으로 배치될 수 있다.
기판(35)은 인쇄회로기판(PCB)와 같은 적어도 하나의 배선층과 적어도 하나의 절연층이 교대로 적층된 구조를 가질 수 있으며, 인덕터(30a)는 기판(35)의 배선층에 전기적으로 연결될 수 있다.
각위치 감지 회로(36)는 기판(35)에 배치될 수 있으며, 기판(35)의 배선층을 통해 인덕터(30a)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 각위치 감지 회로(36)는 집적회로로 구현될 수 있으며, 기판(35)의 상면 상에 실장될 수 있다.
각위치 감지 회로(36)는 인덕터(30a)의 인덕턴스에 기반하여 각위치 값을 생성할 수 있다. 예를 들어, 각위치 감지 회로(36)는 출력 신호를 인덕터(30a)로 출력할 수 있으며, 출력 신호와 인덕터(30a)의 인덕턴스에 기반한 입력 신호를 입력 받을 수 있다. 출력 신호의 공진주파수는 인덕터(30a)의 인덕턴스에 종속적일 수 있으므로, 각위치 감지 회로(36)는 출력 신호의 공진주파수를 검출함으로써 인덕터(30a)의 인덕턴스를 알 수 있으며, 인덕터(30a)의 인덕턴스에 대응되는 각위치 값을 생성할 수 있다.
인덕터(30a)는 각위치 감지 회로(36)로부터 전달받은 출력 신호에 따라 자속(magnetic flux)을 형성할 수 있다. 인덕터(30a)는 회전체(11)를 향하여 자속을 출력하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 인덕터(30a)는 코일(coil)의 형태를 가질 수 있으며, 각각 감긴 전선을 포함하는 적어도 하나의 코일층과 적어도 하나의 절연층이 교대로 적층된 구조를 가질 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치(100b)는, 회전체(11) 및 각위치 식별층(20a)을 포함할 수 있다.
회전체(11)는 회전축(예: x축)을 따라 시계방향(RT) 또는 반시계방향으로 회전하도록 구성될 수 있다. 회전체(11) 주변의 자속은 회전체(11)의 측면의 자속영역(MR)을 통과할 수 있다. 자속영역(MR)의 각위치(angular position)는 회전체(11)의 회전에 따라 결정될 수 있다.
각위치 식별층(20a)은 회전체(11)의 측면을 둘러싸고 상기 회전체의 회전에 따라 회전되도록 배치되고 회전체(11)의 각위치에 따라 달라지는 폭을 가질 수 있다. 예를 들어, 각위치 식별층(20a)은 회전체(11)의 측면 상에 도금될 수 있으며, 링(ring) 형태로 미리 제조된 상태에서 회전체(11)에 끼워질 수 있다.
회전체(11)의 측면의 자속영역(MR)을 통과하는 자속은 각위치 식별층(20a)의 와전류를 형성시킬 수 있다. 와전류의 방향은 코일의 전류방향과 유사하므로, 와전류는 기생 인덕터로 작용할 수 있으며, 기생 인덕턴스를 제공할 수 있다.
코일의 인덕턴스가 코일의 지름이 길수록 클 수 있으므로, 와전류에 따른 인덕턴스도 와전류를 이루는 영역의 지름이 길수록 클 수 있다.
와전류를 이루는 영역의 지름은 각위치 식별층(20a)에서 자속영역(MR)에 대응되는 부분의 폭이 길수록 길 수 있다.
각위치 식별층(20a)의 폭이 회전체(11)의 각위치에 따라 달라질 수 있으므로, 각위치 식별층(20a)에 형성되는 와전류를 이루는 영역의 지름은 회전체(11)의 각위치에 따라 달라질 수 있다. 즉, 자속영역(MR)을 통과하는 자속에 따른 와전류에 따른 인덕턴스는 회전체(11)의 각위치에 따라 달라질 수 있다.
따라서, 각위치 식별층(20a)은 회전체(11)가 회전한 정도에 종속적인 인덕턴스를 제공할 수 있다.
회전체(11)의 각위치 식별 정밀도 및 정확도는 각위치 식별층(20a)의 폭의 변화에 따른 와전류의 인덕턴스의 변화율이 클수록 높을 수 있다.
회전체(11)는 각위치 식별층(20a)의 투자율(permeability)보다 더 높은 투자율을 가질 수 있다. 이에 따라, 회전체(11)의 각위치 식별 정밀도 및 정확도는 향상될 수 있다.
예를 들어, 회전체(11)는 페라이트(ferrite), 스틸(steel), 철, 니켈과 같은 자성체로 구현될 수 있다.
예를 들어, 각위치 식별층(20a)은 구리, 은, 금, 알루미늄 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이에 따라, 각위치 식별층(20a)은 높은 전도도를 가질 수 있으므로, 더욱 큰 와전류를 형성할 수 있다. 일반적으로, 높은 전도도의 금속은 낮은 투자율을 가질 수 있다. 회전체(11)가 비교적 높은 투자율을 가지므로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치(100b)는 높은 전도도에 기반하여 형성된 와전류와 높은 투자율에 기반하여 형성된 인덕턴스를 사용함으로써, 각위치 식별 정밀도 및 정확도를 더욱 향상시킬 수 있다.
회전체(11)의 일단은 회전 커넥터(12b)를 통해 회전 머리(13b)에 결합될 수 있다. 회전 머리(13b)는 플라스틱 재료를 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치(100b)는 비교적 무거운 자성체로 구현된 회전체(11)를 사용하면서도 비교적 가벼운 무게를 가질 수 있으므로, 외부의 토크를 비교적 쉽게 받을 수 있다.
도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치(100c)는, 회전 커넥터와 회전 머리가 생략된 구조를 가질 수 있다.
인덕터(30b)는 각위치 식별층(20a)을 회전체(11)의 측면의 법선방향으로 오버랩하도록 배치될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치에 포함될 수 있는 투자율층을 나타낸 사시도이다.
도 3a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치(100d)는, 회전체(11), 각위치 식별층(20a) 및 투자율층(25a)을 포함할 수 있다. 투자율층(25a)은 설계에 따라 생략될 수 있다.
투자율층(25a)은 회전체(11)의 측면을 둘러싸도록 배치되고 회전체(11)의 투자율보다 더 높은 투자율을 가질 수 있다. 이에 따라, 회전체(11)의 각위치 식별 정밀도 및 정확도는 향상될 수 있다.
또한, 투자율층(25a)이 비교적 높은 투자율을 제공할 수 있으므로, 회전체(11)의 재료는 보다 자유롭게 설정될 수 있다. 예를 들어, 회전체(11)는 각위치 식별층(20a)의 투자율보다 더 높은 투자율을 가지지 않을 수도 있으며, 비교적 가벼운 무게를 가지도록 플라스틱 재료를 포함할 수 있으며, 자성체에 비해 저렴한 재료로 구현될 수 있다.
예를 들어, 투자율층(25a)은 페라이트(ferrite), 스틸(steel), 철, 니켈과 같은 자성체로 구현될 수 있으며, 회전체(11)의 측면 상에 도금(예: 니켈 도금)될 수 있으며, 링 형태로 미리 제조(예: 철강공정에 따라 제조)된 상태에서 회전체(11)에 끼워질 수 있다.
예를 들어, 투자율층(25a)은 각위치 식별층(20a)을 회전체(11)의 측면의 법선방향으로 오버랩하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 각위치 식별층(20a)의 폭의 변화에 따른 와전류의 인덕턴스의 변화율은 더욱 커질 수 있으므로, 회전체(11)의 각위치 식별 정밀도 및 정확도는 더욱 향상될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치(100e)는, 회전 커넥터와 회전 머리가 생략된 구조를 가질 수 있다.
인덕터(30b)는 투자율층(25a)을 회전체(11)의 측면의 법선방향으로 오버랩하도록 배치될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치에 포함될 수 있는 제1 및 제2 각위치 식별층을 나타낸 사시도이다.
도 4a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치(100f)의 각위치 식별층(20a)은 제1 및 제2 각위치 식별층(21a, 22a)을 포함할 수 있으며, 인덕터(30b)는 제1 및 제2 인덕터(31b, 32b)를 포함할 수 잇다.
제1 각위치 식별층(21a)은 회전체(11)의 측면을 둘러싸도록 배치되고 회전체(11)의 각위치에 따라 달라지는 폭을 가질 수 있다.
제2 각위치 식별층(22a)은 제1 각위치 식별층(21a)으로부터 이격되어 회전체(11)의 측면을 둘러싸도록 배치되고 회전체(11)의 각위치에 따라 달라지는 폭을 가질 수 있다.
회전체(11)의 회전에 따른 제1 및 제2 각위치 식별층(21a, 22a)의 제1 및 제2 와전류에 따른 제1 및 제2 인덕터(31b, 32b)의 제1 및 제2 인덕턴스의 변화는 회전체(11)의 각위치 식별에 함께 사용될 수 있다.
이에 따라, 제1 및 제2 각위치 식별층(21a, 22a) 각각의 최대폭과 최소폭 간의 차이가 너무 커지는 것은 방지될 수 있으므로, 제1 및 제2 각위치 식별층(21a, 22a) 각각의 폭 변화에 따른 인덕턴스 변화의 선형성은 더욱 향상될 수 있다.
도 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치(100g)의 투자율층(25a)은 제1 및 제2 투자율층(25a-1, 25a-2)을 포함할 수 있다.
제1 투자율층(25a-1)은 회전체(11)의 측면을 둘러싸도록 배치되고 회전체(11)의 투자율보다 더 높은 투자율을 가지고 제1 각위치 식별층(21a)의 최대폭보다 긴 폭을 가질 수 있다.
제2 투자율층(25a-2)은 제1 투자율층(25a-1)으로부터 이격되어 회전체(11)의 측면을 둘러싸도록 배치되고 회전체(11)의 투자율보다 더 높은 투자율을 가지고 제2 각위치 식별층(22a)의 최대폭보다 긴 폭을 가질 수 있다.
이에 따라, 제1 및 제2 각위치 식별층(21a, 22a) 간의 전자기적 독립성은 더욱 높아질 수 있으므로, 회전체(11)의 각위치 식별 정밀도 및 정확도는 더욱 향상될 수 있다.
도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치를 나타낸 사시도이고, 도 5b 및 도 5c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치를 나타낸 측면도이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치(100h)는, 회전체(11) 및 각위치 식별층(20b)을 포함할 수 있으며, 인덕터(30c)를 더 포함할 수 있다.
인덕터(30c)는 제1 인덕터(31c) 및 제2 인덕터(32c)를 포함할 수 있다. 제1 인덕터(31c)는 제1 각위치 식별층(21b)을 향하여 자속을 출력하도록 배치될 수 있으며, 제2 인덕터(32c)는 제2 각위치 식별층(22b)을 향하여 자속을 출력하도록 배치될 수 있다.
예를 들어, 제1 인덕터(31c)는 적어도 하나의 제1 코일 패턴(31c-1)과 적어도 하나의 제1 코일 절연층(31c-2)이 서로 교대로 적층된 적층 구조를 가질 수 있으며, 제1 코일 패턴(31c-1)에 수직으로 연결되는 제1 코일 비아(31c-3)를 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 제1 코일 패턴(31c-1)에 전기적으로 연결되어 제1 인덕터(31c)의 표면으로 인출되는 제1 인출부(31c-4)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 인덕터(32c)는 적어도 하나의 제2 코일 패턴(32c-1)과 적어도 하나의 제2 코일 절연층(32c-2)이 서로 교대로 적층된 적층 구조를 가질 수 있으며, 제2 코일 패턴(32c-1)에 수직으로 연결되는 제2 코일 비아(32c-3)를 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 제2 코일 패턴(32c-1)에 전기적으로 연결되어 제2 인덕터(32c)의 표면으로 인출되는 제2 인출부(32c-4)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 인덕터(31c, 32c)는 단일 인덕터 패키지(33)로 구현될 수 있다.
각위치 식별층(20b)은 제1 각위치 식별층(21b) 및 제2 각위치 식별층(22b)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 각위치 식별층(21b, 22b) 각각은 회전체(11)의 회전축(예: x축)을 둘러싸고 회전체(11)의 회전에 따라 회전되도록 배치되고 회전체(11)의 각위치에 따라 달라지는 폭을 가질 수 있다.
제1 각위치 식별층(21b)의 최대폭에 대응되는 회전체(11)의 각위치와 제2 각위치 식별층(22b)의 최대폭에 대응되는 회전체(11)의 각위치는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 각위치 식별층(21b)의 최대폭에 대응되는 부분의 법선방향은 -z방향일 수 있으며, 제2 각위치 식별층(22b)의 최대폭에 대응되는 부분의 법선방향은 +y방향일 수 있다.
이에 따라, 제1 인덕터(31c)의 제1 인덕턴스의 최대값에 대응되는 회전체(11)의 각위치와 제2 인덕터(32c)의 제2 인덕턴스의 최대값에 대응되는 회전체(11)의 각위치는 서로 다를 수 있다. 즉, 제2 인덕터(32c)의 제2 인덕턴스는 회전체(11)의 각위치가 제1 인덕터(31c)의 제1 인덕턴스의 최대값에 대응될 경우에 최대값보다 작을 수 있으며, 제1 인덕터(31c)의 제1 인덕턴스는 회전체(11)의 각위치가 제2 인덕터(32c)의 제2 인덕턴스의 최대값에 대응될 경우에 최대값보다 작을 수 있다.
따라서, 제1 및 제2 인덕터(31c, 31c)의 제1 및 제2 인덕턴스가 제1 및 제2 변수로 적용된 통합 파라미터(parameter)는 회전체(11)의 각위치에 대해 보다 높은 상관관계를 가질 수 있으며, 회전체(11)의 회전에 따른 상기 통합 파라미터의 각위치 감도는 제1 및 제2 인덕터(31c, 31c)의 제1 및 제2 인덕턴스 각각의 감도보다 더 높을 수 있다.
제1 및 제2 각위치 식별층(21b, 22b)은 제1 및 제2 각위치 식별층(21b, 22b)의 최대폭에 대응되는 부분이 회전체(11)의 회전방향으로 서로 오버랩되지 않도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 각위치 식별층(22b)의 최대폭에 대응되는 부분의 2개의 x방향 좌표 중 작은 값은 제1 각위치 식별층(21b)의 최대폭에 대응되는 부분의 2개의 x방향 좌표 중 큰 값보다 클 수 있다.
이에 따라, 제1 및 제2 각위치 식별층(21b, 22b) 중 하나의 와전류가 다른 하나에 주는 전자기적 영향은 감소할 수 있으므로, 회전체(11)의 각위치 식별 정밀도 및 정확도는 더욱 향상될 수 있다.
제1 및 제2 각위치 식별층(21b, 22b) 각각의 최대폭은 회전축(예: x축)의 1바퀴당 1개이고, 제1 및 제2 각위치 식별층(21b, 22b) 각각의 최소폭은 회전축(예: x축)의 1바퀴당 1개일 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 각위치 식별층(21b, 22b) 각각은 회전축(예: x축)의 1바퀴당 1주기로 반복되는 패턴(pattern)을 가질 수 있다.
이에 따라, 제1 및 제2 각위치 식별층(21b, 22b) 각각의 1바퀴의 일부분과 다른 일부분 간의 편차에 따른 회전체(11)의 각위치 식별 정밀도/정확도 오류는 발생하지 않을 수 있으며, 제1 및 제2 각위치 식별층(21b, 22b) 각각의 설계된 형태와 실제 제작된 형태 간의 차이에 따른 회전체(11)의 각위치 식별 정밀도/정확도 오류도 감소할 수 있으며, 제1 및 제2 인덕터(31c, 31c)의 통합 파라미터의 회전체(11)의 각위치 변화에 따른 변화 선형성(linearity)은 더욱 향상될 수 있다.
도 5c를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치(100i)는, 각위치 식별층(20c)을 포함할 수 있으며, 각위치 식별층(20c)은 제1 각위치 식별층(21c) 및 제2 각위치 식별층(22c)을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 각위치 식별층(21c, 22c) 각각의 최대폭에 대응되는 부분과 최소폭에 대응되는 부분의 사이의 폭은 도 5a 및 도 5b에 도시된 제1 및 제2 각위치 식별층(21b, 22b)의 그것보다 짧을 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치의 각위치 식별층의 폭과 각위치의 대응관계를 예시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 도 5a 및 도 5b에 도시된 제1 및 제2 각위치 식별층(21b, 22b)의 최대폭과 최소폭은 각각 0.9mm와 0.2mm일 수 있으며, 도 5c에 도시된 제1 및 제2 각위치 식별층(21c, 22c)의 최대폭과 최소폭도 각각 0.9mm와 0.2mm일 수 있다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 제1 및 제2 각위치 식별층(21b, 22b)의 최대폭에 대응되는 부분과 최소폭에 대응되는 부분 사이의 중심의 폭은 0.74mm이고, 도 5c에 도시된 제1 및 제2 각위치 식별층(21c, 22c)의 최대폭에 대응되는 부분과 최소폭에 대응되는 부분 사이의 중심의 폭은 0.5mm일 수 있다.
즉, 제1 각위치 식별층(21c)의 최대폭에 대응되는 부분과 제1 각위치 식별층(21c)의 최소폭에 대응되는 부분 사이의 중심의 폭은 제1 각위치 식별층(21c)의 최대폭과 제1 각위치 식별층(21c)의 최소폭의 평균값과 실질적으로 동일할 수 있으며, 제2 각위치 식별층(22c)의 최대폭에 대응되는 부분과 제2 각위치 식별층(22c)의 최소폭에 대응되는 부분 사이의 중심의 폭은 제2 각위치 식별층(22c)의 최대폭과 제2 각위치 식별층(22c)의 최소폭의 평균값과 실질적으로 동일할 수 있다.
이에 따라, 제1 및 제2 인덕터(31c, 31c)의 통합 파라미터의 회전체(11)의 각위치 변화에 따른 변화율은 회전체(11)의 각위치 범위(360도) 전체에서 보다 균일해질 수 있으며, 상기 통합 파라미터의 회전체(11)의 각위치 변화에 따른 변화 선형성(linearity)은 더욱 향상될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치의 회전체의 측면을 나타낸 전개도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치(100i)의 제1 및 제2 각위치 식별층(21c, 22c)의 최소폭(W1)이 반복되는 주기는 360도이고, 최대폭(W2)이 반복되는 주기는 360도일 수 있다.
예를 들어, 제1 각위치 식별층(21c)은 90도의 각위치(Angular Position)에서 최대폭(W2)을 가지고, 270도의 각위치(Angular Position)에서 최소폭(W1)을 가질 수 있으며, 제2 각위치 식별층(22c)은 0도의 각위치에서 최대폭을 가지고, 180도의 각위치에서 최소폭을 가질 수 있다. 즉, 제1 및 제2 각위치 식별층(21c, 22c) 중 하나는 다른 하나보다 1/4 바퀴(90도) 더 회전하여 회전체(11)의 측면을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
이에 따라, 제1 및 제2 인덕터(31c, 32c)의 제1 및 제2 인덕턴스가 제1 및 제2 변수로 적용된 통합 파라미터(parameter)는 각위치(Angular Position)에 대해 보다 높은 상관관계를 가질 수 있으며, 각위치(Angular Position) 변화에 따른 상기 통합 파라미터의 변화 선형성(linearity)은 더욱 향상될 수 있다.
예를 들어, 제1 및 제2 각위치 식별층(21c, 22c) 각각은 정현파(sinusoidal wave) 형태의 경계선을 가질 수 있으며, 서로 동일한 형태를 가질 수 있다.
이에 따라, 제1 및 제2 인덕터(31c, 32c)의 제1 및 제2 인덕턴스의 arctan 처리에 따른 파라미터는 각위치(Angular Position) 변화에 따라 일정한 변화율로 변화될 수 있다.
제1 및 제2 각위치 식별층(21c, 22c)의 최대폭(W2)과 최소폭(W1) 간의 차이가 클수록, 제1 및 제2 인덕터(31c, 32c)의 제1 및 제2 인덕턴스의 통합 파라미터의 각위치(Angular Position) 변화에 따른 변화율은 커질 수 있으므로, 상기 통합 파라미터의 각위치 감도는 더욱 향상될 수 있다.
제1 및 제2 각위치 식별층(21c, 22c)의 최대폭(W2)과 최소폭(W1) 간의 차이는 최대폭(W2)이 길수록 커질 수 있다.
그러나, 제1 및 제2 각위치 식별층(21c, 22c)의 최대폭(W2)이 너무 길 경우, 제1 및 제2 각위치 식별층(21c, 22c)의 최대폭에 대응되는 부분 근처에서의 회전체(11)의 회전에 따른 제1 및 제2 인덕터(31c, 32c)의 제1 및 제2 인덕턴스의 변화율은 감소할 수 있다. 즉, 제1 및 제2 인덕턴스의 통합 파라미터의 각위치(Angular Position)에 대한 상관관계가 최대가 되는 제1 및 제2 각위치 식별층(21c, 22c)의 한계 최대폭(W4)은 존재할 수 있다.
제1 각위치 식별층(21c)의 최대폭(W2)은 제1 인덕터(31c)의 대응되는 방향의 최대폭(W3)의 1.2배 이하이고, 제2 각위치 식별층(22c)의 최대폭은 제2 인덕터(32c)의 대응되는 방향의 최대폭의 1.2배 이하일 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치(100i)는 제1 및 제2 각위치 식별층(21c, 22c)의 최대폭(W2)과 최소폭(W1) 간의 큰 차이로 인한 높은 각위치 감도를 얻을 뿐만 아니라, 제1 및 제2 각위치 식별층(21c, 22c)의 최대폭(W2)이 너무 커짐에 따른 제1 및 제2 인덕터(31c, 32c)의 제1 및 제2 인덕턴스의 변화율 감소를 방지할 수 있으므로, 제1 및 제2 인덕터(31c, 32c)의 제1 및 제2 인덕턴스의 통합 파라미터의 높은 선형성을 얻을 수 있다.
예를 들어, 제1 각위치 식별층(21c)의 최대폭(W2)과 제1 인덕터(31c)의 대응되는 방향의 최대폭(W3)이 서로 실질적으로 동일하고, 제2 각위치 식별층(22c)의 최대폭과 제2 인덕터(32c)의 대응되는 방향의 최대폭은 서로 실질적으로 동일할 수 있다.
제1 각위치 식별층(21c)의 최대폭(W2)이 제1 인덕터(31c)의 대응되는 방향의 최대폭(W3)의 0.9배 이상 1.1배 이하일 경우, 제1 각위치 식별층(21c)의 최대폭(W2)과 제1 인덕터(31c)의 대응되는 방향의 최대폭(W3)은 서로 실질적으로 동일할 수 있다. 제2 각위치 식별층(22c)의 최대폭이 제2 인덕터(32c)의 대응되는 방향의 최대폭의 0.9배 이상 1.1배 이하일 경우, 제2 각위치 식별층(22c)의 최대폭과 제2 인덕터(32c)의 대응되는 방향의 최대폭은 서로 실질적으로 동일할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치(100i)의 각위치 감도 및 선형성은 더욱 향상될 수 있다.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치의 각위치 식별층의 폭과 인덕터의 폭 간의 관계를 예시한 도면이다.
도 8a를 참조하면, 각위치 식별층(20d)의 제1 및 제2 각위치 식별층(21d, 22d)은 각각 최소폭(W1-1)과 최대폭(W2-1)을 가질 수 있다.
인덕터(30d)는 최대폭(W3-1)과 최소폭(W5-1)을 가지는 코일 패턴(30d-1)을 가질 수 있다. 예를 들어, 코일 패턴(30d-1)은 사각형 형태일 수 있으며, 라인 폭(W6)과 라인 간격(G7)을 가질 수 있다.
인덕터(30d)의 코일 패턴(30d-1)은 복수의 횟수로 감긴 형태를 가질 수 있다. 도 7에 도시된 제1 및 제2 인덕터의 최대폭은 코일 패턴(30d-1)의 최외곽 감긴 부분의 대응되는 방향(예: x방향)의 최대폭일 수 있다.
인덕터(30d)의 최소폭(W5-1)은 코일 패턴(30d-1)의 최내곽 감긴 부분의 대응되는 방향(예: x방향)의 최소폭일 수 있으며, 제1 및 제2 각위치 식별층(21d, 22d) 각각의 최소폭(W1-1)보다 길 수 있다.
예를 들어, 코일 패턴(30d-1)의 적층수는 7일 수 있으며, 코일 패턴(30d-1)의 층별 감긴 횟수는 8일 수 있으며, 최대폭(W3-1)은 0.9mm일 수 있으며, 각위치 식별층(20d)의 최소폭(W1-1)과 최대폭(W2-1)은 각각 0.2mm과 0.89mm일 수 있다.
도 8b를 참조하면, 각위치 식별층(20e)은 최소폭(W1-2)과 최대폭(W2-2)을 가질 수 있으며, 인덕터(30e)의 코일 패턴(30e-1)은 최대폭(W3-2)과 최소폭(W5-2)을 가질 수 있다. 각위치 식별층(20e)의 최대폭(W2-2)은 도 8a의 그것보다 길 수 있으며, 코일 패턴(30e-1)의 최대폭(W3-2)은 도 8a의 그것보다 길 수 있다.
예를 들어, 코일 패턴(30e-1)의 적층수는 12일 수 있으며, 코일 패턴(30e-1)의 층별 감긴 횟수는 4.5일 수 있으며, 최대폭(W3-2)은 1.1mm일 수 있으며, 각위치 식별층(20e)의 최소폭(W1-2)과 최대폭(W2-2)은 각각 0.2mm과 1mm일 수 있다.
도 8c를 참조하면, 각위치 식별층(20f)은 최소폭(W1-3)과 최대폭(W2-3)을 가질 수 있으며, 인덕터(30f)의 코일 패턴(30f-1)은 최대폭(W3-3)과 최소폭(W5-3)을 가질 수 있다. 각위치 식별층(20f)의 최대폭(W2-3)은 도 8b의 그것보다 길 수 있으며, 코일 패턴(30f-1)의 최대폭(W3-3)은 도 8b의 그것보다 길 수 있다.
예를 들어, 코일 패턴(30f-1)의 적층수는 12일 수 있으며, 코일 패턴(30f-1)의 층별 감긴 횟수는 4.5일 수 있으며, 최대폭(W3-3)은 1.35mm일 수 있고, 각위치 식별층(20f)의 최소폭(W1-3)과 최대폭(W2-3)은 각각 0.2mm과 1.25mm일 수 있다.
도 8d를 참조하면, 각위치 식별층(20g)은 최소폭(W1-4)과 최대폭(W2-4)을 가질 수 있으며, 인덕터(30g)의 코일 패턴(30g-1)은 최대폭(W3-4)과 최소폭(W5-4)을 가질 수 있다. 각위치 식별층(20g)의 최대폭(W2-4)은 도 8c의 그것보다 길 수 있으며, 코일 패턴(30g-1)의 최대폭(W3-4)은 도 8c의 그것보다 길 수 있다.
예를 들어, 코일 패턴(30g-1)의 적층수는 12일 수 있으며, 코일 패턴(30g-1)의 층별 감긴 횟수는 4.5일 수 있으며, 최대폭(W3-4)은 1.6mm일 수 있고, 각위치 식별층(20g)의 최소폭(W1-4)과 최대폭(W2-4)은 각각 0.2mm과 1.50mm일 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치의 각위치 식별층의 최대폭은 인덕터의 최대폭에 적응적인 값으로 결정될 수 있다.
도 9는 도 8b 내지 도 8d에 도시된 회전체 장치의 회전체의 각위치에 따른 인덕터의 인덕턴스(중간값 normalized)를 나타낸 그래프이다.
도 9를 참조하면, 도 8c의 회전체의 특정 지점(예: 인덕터를 마주보는 지점)의 각위치(Angular position)에 따른 인덕터의 인덕턴스(Lf)의 변화율은, 도 8b의 회전체의 특정 지점의 각위치(Angular position)에 따른 인덕터의 인덕턴스(Le)의 변화율보다 크고, 도 8d의 회전체의 특정 지점의 각위치(Angular position)에 따른 인덕터의 인덕턴스(Lg)의 변화율보다 작을 수 있다.
예를 들어, 인덕턴스(Le)의 최대값과 평균값은 각각 1.424μH과 1.378μH일 수 있고, 인덕턴스(Le)의 최대값과 최소값 간의 차이는 0.077μH일 수 있다. 도 9에 도시된 인덕턴스(Le)는 인덕턴스(Lf)를 기준으로 정규화(Le/Lf)된 값이다.
예를 들어, 인덕턴스(Lf)의 최대값과 평균값은 각각 1.818μH과 1.751μH일 수 있고, 인덕턴스(Lf)의 최대값과 최소값 간의 차이는 0.120μH일 수 있다.
예를 들어, 인덕턴스(Lg)의 최대값과 평균값은 각각 2.203μH과 2.115μH일 수 있고, 인덕턴스(Lg)의 최대값과 최소값 간의 차이는 0.163μH일 수 있다. 도 9에 도시된 인덕턴스(Lg)는 인덕턴스(Lf)를 기준으로 정규화(Lg/Lf)된 값이다.
즉, 각위치 식별층의 최대폭과 인덕터의 최대폭이 클수록, 인덕터의 인덕턴스 변화율은 클 수 있으며, 각위치 감도는 더욱 높을 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치의 각위치 식별층의 폭에 따른 인덕터의 인덕턴스를 나타낸 그래프이다.
도 10을 참조하면, 도 8a의 회전체의 특정 지점(예: 인덕터를 마주보는 지점)의 각위치(Angular position)에 따른 인덕터의 인덕턴스(L21)는 가장 정현파에 가까울 수 있다.
예를 들어, 인덕턴스(L21)의 최대값과 평균값은 각각 1.32μH과 1.288μH일 수 있고, 인덕턴스(L21)의 최대값과 최소값 간의 차이는 0.055μH일 수 있다.
인덕터의 최대폭이 고정된 상태에서, 각위치 식별층의 최대폭이 1.09mm인 경우의 인덕터의 인덕턴스(L22)의 변화율과, 각위치 식별층의 최대폭이 1.29mm인 경우의 인덕터의 인덕턴스(L23)의 변화율과, 각위치 식별층의 최대폭이 1.49mm인 경우의 인덕터의 인덕턴스(L24)의 변화율은, 인덕턴스(L22, L23, L24)의 최소값 근처에서 크게 낮아질 수 있다.
즉, 각위치 식별층의 최대폭이 인덕터의 최대폭의 (1.09/0.9)배 이상인 경우, 인덕턴스(L22, L23, L24)의 변화율은 인덕턴스(L22, L23, L24)의 최소값 근처에서 크게 낮아질 수 있다.
각위치 식별층의 최대폭이 인덕터의 최대폭의 (1.09/0.9)배 미만인 경우, 인덕턴스(L22, L23, L24)의 변화율이 인덕턴스(L22, L23, L24)의 최소값 근처에서 크게 낮아지는 현상은 크게 감소할 수 있다.
즉, 각위치 식별층의 최대폭은 인덕터의 대응되는 방향의 최대폭의 1.2배 이하일 경우, 각위치 식별층의 최대폭이 너무 커짐에 따라 인덕턴스의 변화율이 최소값 근처에 크게 낮아지는 현상은 크게 감소할 수 있다.
제1 및 제2 인덕터의 제1 및 제2 인덕턴스가 서로 90도의 위상차를 이룰 경우, 제1 및 제2 인덕턴스 중 하나는 sin(각위치)에 대응되고 다른 하나는 cos(각위치)에 대응될 수 있다.
삼각함수 모델에서, 원점부터 원(circle)의 일 지점을 향하는 각도는 회전체의 각위치에 대응될 수 있으며, 원점부터 원의 일 지점까지의 거리는 r이고, 원점부터 원의 일 지점까지의 x방향 벡터값과 y방향 벡터값은 각각 x 및 y일 수 있다.
sin(각위치)는 (y/r)이고, cos(각위치)는 (x/r)이다. tan(각위치)는 (y/x)이고, {sin(각위치)}/{cos(각위치)}이며, (제2 인덕턴스)/(제1 인덕턴스)이다.
따라서, arctan{(제2 인덕턴스)/(제1 인덕턴스)}는 각위치에 대응될 수 있으며, arctan 처리 값일 수 있다.
도 11a 내지 도 11d는 도 10의 회전체 장치의 각위치 식별층의 폭에 따른 arctan 처리 값을 나타낸 그래프이다.
도 11a를 참조하면, 도 10의 인덕턴스(L21)에 대응되는 arctan 처리 값(arctan21)은 선형적일 수 있다. 따라서, 회전체의 각위치는 효율적으로 검출될 수 있다.
도 11b를 참조하면, 도 10의 인덕턴스(L22)에 대응되는 arctan 처리 값(arctan22)의 선형성은 도 11a의 arctan 처리 값의 선형성에 비해 낮을 수 있다.
도 11c를 참조하면, 도 10의 인덕턴스(L23)에 대응되는 arctan 처리 값(arctan23)의 선형성은 도 11b의 arctan 처리 값의 선형성에 비해 낮을 수 있다.
도 11d를 참조하면, 도 10의 인덕턴스(L24)에 대응되는 arctan 처리 값(arctan24)의 선형성은 도 11c의 arctan 처리 값의 선형성에 비해 낮을 수 있다.
즉, 각위치 식별층의 최대폭은 인덕터의 대응되는 방향의 최대폭의 1.2배 이하일 경우, 제1 및 제2 인덕터의 제1 및 제2 인덕턴스의 arctan 처리 값은 높은 선형성을 가질 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치를 포함할 수 있는 전자기기를 예시한 도면이다.
도 12a를 참조하면, 전자기기(200b)는 제1 면(205), 제2 면(202), 제3 면(203) 및 제4 면(204) 중 적어도 둘을 포함하는 본체를 포함할 수 있다.
예를 들어, 전자기기(200b)는 스마트 워치(smart watch), 스마트 폰(smart phone), 개인용 정보 단말기(personal digital assistant), 디지털 비디오 카메라(digital video camera), 디지털 스틸 카메라(digital still camera), 네트워크 시스템(network system), 컴퓨터(computer), 모니터(monitor), 태블릿(tablet), 랩탑(laptop), 넷북(netbook), 텔레비전(television), 비디오 게임(video game), 오토모티브(Automotive) 등일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
전자기기(200b)는 프로세서(220)를 포함할 수 있으며, 메모리(memory)나 스토리지(storage)와 같이 정보를 저장하는 저장요소를 포함할 수 있으며, 통신모뎀이나 안테나와 같이 정보를 원격 송수신하는 통신요소를 포함할 수 있다.
프로세서(220)는 본체의 내부공간(206)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(220)는 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 마이크로프로세서, 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), Field Programmable Gate Arrays(FPGA) 등을 포함할 수 있으며, 복수의 코어를 가질 수 있다. 예를 들어, 프로세서(220)는 상기 저장요소나 상기 통신요소에 대해 정보를 입출력할 수 있다.
프로세서(220)는 회전체 장치(210a)의 제1 및 제2 인덕터의 인덕턴스 중 하나에 대응되는 분모변수와 다른 하나에 대응되는 분자변수를 포함하는 값을 아크탄젠트(arctan) 처리하여 각위치 값을 생성할 수 있다. 이에 따라, 전자기기(200b)는 회전체 장치(210a)의 각위치 정보를 효율적으로 검출할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체 장치(210a)는 회전체(211) 및 회전 머리(212)를 포함할 수 있으며, 본체의 제1 면(205)에 배치될 수 있다.
하우징(201)은 회전체 장치(210a)의 적어도 일부분을 둘러쌀 수 있다. 하우징(201)은 본체의 제1 면(205)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 하우징(201) 및 본체는 플라스틱과 같은 절연물질로 구현될 수 있다.
생성한 각위치 값을 프로세서(220)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(220)는 전달받은 각위치 값에 기반한 정보를 생성할 수 있으며, 생성한 정보를 상기 저장요소나 상기 통신요소로 전달할 수 있으며, z방향으로 디스플레이 정보를 출력하는 디스플레이 부재를 생성한 정보에 기반하여 제어할 수 있다.
도 12a 및 도 12b를 참조하면, 전자기기(200b)는 본체의 제1, 제2, 제3 및 제4 면(205, 202, 203, 204) 중 적어도 하나에 연결되고 상기 본체보다 더 유연한 스트랩(250)을 더 포함할 수 있다.
이에 따라, 스트랩(250)은 전자기기(200b)의 사용자의 신체(또는 의류)에 걸쳐질 수 있으므로, 사용자는 전자기기(200b)를 더욱 편리하게 사용할 수 있다. 예를 들어, 스트랩(250)의 일단과 타단은 결합부(251)를 통해 결합될 수 있다.
도 12b를 참조하면, 전자기기(200b)는 디스플레이 부재(230) 및 전자기기 기판(240)을 포함할 수 있으며, 각위치 감지 회로(36)를 더 포함할 수 있다.
디스플레이 부재(230)는 본체의 제1, 제2, 제3 및 제4 면(205, 202, 203, 204)의 법선방향(예: x방향 및/또는 y방향)과 다른 법선방향(예: z방향)으로 디스플레이 정보를 출력할 수 있다. 디스플레이 부재(230)의 법선방향과 전자기기(200b)의 본체의 디스플레이면의 법선방향은 서로 동일할 수 있다.
디스플레이 부재(230)가 출력하는 디스플레이 정보의 적어도 일부는 프로세서(220)가 생성한 정보에 기반할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(220)는 생성한 정보에 기반하는 디스플레이 정보를 디스플레이 부재(230)로 전달할 수 있다.
예를 들어, 디스플레이 부재(230)는 복수의 디스플레이 셀(cell)이 2차원적으로 배열된 구조를 가질 수 있으며, 프로세서(220)나 별도의 프로세서로부터 전자기기 동작 정보에 기반하는 복수의 제어 신호를 전달받을 수 있으며, 복수의 디스플레이 셀은 복수의 제어 신호에 기반하여 디스플레이 여부 및/또는 색상이 결정되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 부재(230)는 터치스크린패널을 더 포함할 수 있으며, OLED와 같이 비교적 유연한 재질로 구현될 수도 있다.
전자기기 기판(240)은 프로세서(220)의 배치공간을 제공할 수 있으며, 프로세서(220)와 디스플레이 부재(230) 간의 정보 전달 경로를 제공할 수 있다. 예를 들어, 전자기기 기판(240)은 인쇄회로기판(PCB)으로 구현될 수 있다.
각위치 감지 회로(36)는 도 1에 도시된 각위치 감지 회로와 유사하게 구현될 수 있으며, 도 1에 도시된 각위치 감지 회로와 달리 회전체 장치(210a)로부터 분리되어 전자기기 기판(240) 상에 배치될 수 있다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
11, 211: 회전체
12a, 12b: 회전 커넥터
13a, 13b, 212: 회전 머리
20b: 각위치 식별층
21b: 제1 각위치 식별층
22b: 제2 각위치 식별층
25a: 투자율층(magnetic layer)
25a-1: 제1 투자율층
25a-2: 제2 투자율층
30c: 인덕터(inductor)
31c: 제1 인덕터
32c: 제2 인덕터
35: 기판
36: 각위치 감지 회로
37: 고정 부재
100h, 100i, 210a: 각위치 감지 장치
200b: 전자기기
201: 하우징(housing)
220: 프로세서(processor)
230: 디스플레이(display) 부재
240: 전자기기 기판
250: 스트랩(strap)
W1: 각위치 식별층의 최대폭
W2: 각위치 식별층의 최대폭
W3: 인덕터의 대응되는 방향의 최대폭

Claims (19)

  1. 회전축을 따라 회전하도록 구성된 회전체;
    상기 회전체의 회전축을 둘러싸고 상기 회전체의 회전에 따라 회전되도록 배치되고 상기 회전체의 각위치(angular position)에 따라 달라지는 폭을 가지는 제1 각위치 식별층; 및
    상기 회전체의 회전축을 둘러싸고 상기 회전체의 회전에 따라 회전되도록 배치되고 상기 회전체의 각위치에 따라 달라지는 폭을 가지는 제2 각위치 식별층; 을 포함하고,
    상기 제1 각위치 식별층의 최대폭에 대응되는 상기 회전체의 각위치와 상기 제2 각위치 식별층의 최대폭에 대응되는 상기 회전체의 각위치는 서로 다르고,
    상기 제1 각위치 식별층의 최대폭은 상기 제1 각위치 식별층을 향하여 자속을 출력하는 제1 인덕터의 대응되는 방향의 최대폭의 1.2배 이하이고,
    상기 제2 각위치 식별층의 최대폭은 상기 제2 각위치 식별층을 향하여 자속을 출력하는 제2 인덕터의 대응되는 방향의 최대폭의 1.2배 이하인 회전체 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 각위치 식별층은 상기 제1 및 제2 각위치 식별층의 최대폭에 대응되는 부분이 상기 회전체의 회전방향으로 서로 오버랩되지 않도록 배치된 회전체 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 각위치 식별층 각각의 최대폭은 상기 회전축의 1바퀴당 1개이고,
    상기 제1 및 제2 각위치 식별층 각각의 최소폭은 상기 회전축의 1바퀴당 1개인 회전체 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 각위치 식별층은 서로 동일한 형태를 가지고,
    상기 제1 및 제2 각위치 식별층 중 하나는 다른 하나보다 1/4 바퀴 더 회전하여 상기 회전체의 측면을 둘러싸도록 배치되는 회전체 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 각위치 식별층의 최대폭에 대응되는 부분과 상기 제1 각위치 식별층의 최소폭에 대응되는 부분 사이의 중심의 폭은 상기 제1 각위치 식별층의 최대폭과 상기 제1 각위치 식별층의 최소폭의 평균값과 동일하고,
    상기 제2 각위치 식별층의 최대폭에 대응되는 부분과 상기 제2 각위치 식별층의 최소폭에 대응되는 부분 사이의 중심의 폭은 상기 제2 각위치 식별층의 최대폭과 상기 제2 각위치 식별층의 최소폭의 평균값과 동일한 회전체 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 각위치 식별층 각각은 정현파(sinusoidal wave) 형태의 경계선을 가지는 회전체 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    사각형 형태인 제1 코일 패턴을 포함하는 상기 제1 인덕터; 및
    사각형 형태인 제2 코일 패턴을 포함하는 상기 제2 인덕터; 를 더 포함하는 회전체 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    복수의 횟수로 감긴 형태를 가지는 제1 코일 패턴을 포함하는 상기 제1 인덕터; 및
    복수의 횟수로 감긴 형태를 가지는 제2 코일 패턴을 포함하는 상기 제2 인덕터; 를 더 포함하고,
    상기 제1 인덕터의 대응되는 방향의 최대폭은 상기 제1 코일 패턴의 최외곽 감긴 부분의 대응되는 방향의 최대폭이고,
    상기 제2 인덕터의 대응되는 방향의 최대폭은 상기 제2 코일 패턴의 최외곽 감긴 부분의 대응되는 방향의 최대폭인 회전체 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 각위치 식별층의 최소폭은 상기 제1 코일 패턴의 최내곽 감긴 부분의 대응되는 방향의 최소폭보다 짧고,
    상기 제2 각위치 식별층의 최소폭은 상기 제2 코일 패턴의 최내곽 감긴 부분의 대응되는 방향의 최소폭보다 짧은 회전체 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 각위치 식별층의 최대폭은 상기 제1 각위치 식별층을 향하여 자속을 출력하는 제1 인덕터의 대응되는 방향의 최대폭의 1.1배 이하이고,
    상기 제2 각위치 식별층의 최대폭은 상기 제2 각위치 식별층을 향하여 자속을 출력하는 제2 인덕터의 대응되는 방향의 최대폭의 1.1배 이하인 회전체 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 각위치 식별층의 최대폭은 상기 제1 인덕터의 대응되는 방향의 최대폭의 0.9배 이상이고,
    상기 제2 각위치 식별층의 최대폭은 상기 제2 인덕터의 대응되는 방향의 최대폭의 0.9배 이상인 회전체 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 회전체의 회전축을 둘러싸도록 배치되고 상기 회전체의 투자율(permeability)보다 더 높은 투자율을 가지는 투자율층을 더 포함하는 회전체 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 각위치 식별층 각각은 상기 회전체의 측면에 배치되고,
    상기 투자율층은 상기 제1 및 제2 각위치 식별층을 상기 회전체의 측면의 법선방향으로 오버랩(overlap)하도록 배치된 회전체 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 각위치 식별층 각각은 구리, 은, 금, 알루미늄 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 회전체는 플라스틱 재료를 포함하는 회전체 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 각위치 식별층 각각은 구리, 은, 금, 알루미늄 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 회전체는 상기 제1 및 제2 각위치 식별층 각각의 투자율보다 더 높은 투자율을 가지는 회전체 장치.
  16. 제1항의 회전체 장치;
    상기 제1 및 제2 인덕터; 및
    상기 제1 및 제2 인덕터의 인덕턴스 중 하나에 대응되는 분모변수와 다른 하나에 대응되는 분자변수를 포함하는 값을 아크탄젠트(arctan) 처리하여 각위치 값을 생성하는 프로세서; 를 포함하는 전자기기.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 회전체가 관통하는 관통홀을 가지는 고정 부재; 및
    상기 고정 부재에 배치된 기판; 을 더 포함하고,
    상기 제1 및 제2 인덕터는 상기 기판에 배치된 전자기기.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 각위치 값에 기반한 디스플레이 정보를 출력하는 디스플레이 부재; 를 더 포함하고,
    상기 회전체 장치의 회전축은 상기 디스플레이 부재가 상기 디스플레이 정보를 출력하는 방향과 다른 전자기기.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 프로세서를 수용하는 본체; 및
    상기 본체의 제2 측면에 결합되고 상기 본체보다 더 유연한 스트랩; 을 더 포함하고,
    상기 회전체 장치는 상기 본체의 제1 측면에 배치된 전자기기.
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