KR20230063821A - 모터의 회전 양을 감지하기 위한 구조를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

모터의 회전 양을 감지하기 위한 구조를 포함하는 전자 장치 Download PDF

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KR20230063821A
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유재형
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이원호
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조형탁
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이주관
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Abstract

전자 장치는, 제1 하우징, 상기 제1 하우징의 일부와 제1 방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되는 제2 하우징, 상기 제1 하우징 및 상기 제2 하우징에 의해 형성되는 면 상에 배치되고, 상기 제2 하우징의 이동에 따라, 상기 제1 방향으로 확장 또는 축소되는 디스플레이, 상기 제2 하우징과 연결되는 렉 기어, 상기 렉 기어와 맞물리고(engage with) 복수의 이들(teethes)을 포함하는 피니언 기어, 상기 피니언 기어와 결합되는 샤프트를 통해 상기 피니언 기어를 회전시키는 구동부, 상기 샤프트의 적어도 일부를 감싸고, 상기 피니언 기어와 상기 샤프트의 회전 과 평행한 제2 방향으로 이격되는 마그넷, 상기 피니언 기어와 상기 제2 방향에 수직인 제3 방향으로 이격되고, 상기 피니언 기어를 통해 전달되는 자기력을 감지하는 홀 센서를 포함할 수 있다. 그 밖에 다른 실시예가 가능하다.

Description

모터의 회전 양을 감지하기 위한 구조를 포함하는 전자 장치{ELECTRONIC DEVICE INCLUDING STRUCTURE FOR DETECTING AMOUNT OF ROTATION OF MOTOR}
아래의 설명들은, 모터의 회전 양을 감지하기 위한 구조를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
모바일 디바이스와 같은 휴대용 전자 장치는, 경량화 및 소형화를 통해 사용자의 휴대성을 강화하였다. 전자 장치의 소형화를 위해, 디스플레이 베젤의 폭은 줄어들고, 전자 장치의 두께는 얇아졌다. 전자 장치의 소형화가 됨에도, 디스플레이의 대형화에 대한 요구가 존재함에 따라, 플렉서블 디스플레이를 적용하는, 전자 장치의 개발이 진행되고 있다.
디스플레이의 대화면을 구현하면서도, 전자 장치의 휴대성을 유지하기 위하여, 디스플레이의 표시 영역을 변경하는 구조가 개발되고 있다. 플렉서블 디스플레이는, 디스플레이가 서로 접히는 폴더블 타입과, 디스플레이의 일부가 하우징 내부에 말려져서 보관되고, 필요시 하우징 외부로 노출되도록 구성되는 롤러블 타입이 존재할 수 있다.
플렉서블 디스플레이가 디스플레이의 표시 영역이 변화는 구조를 가지므로, 플렉서블 디스플레이를 포함하는 전자 장치는, 플렉서블 디스플레이의 표시 영역을 변화시키거나, UX의 변화가 필요할 수 있다. 플렉서블 디스플레이의 표시 영역을 변화시키기 위해서, 전자 장치는, 플렉서블 디스플레이가 외부로 노출되는 정도를 파악하기 위하여, 플렉서블 디스플레이의 이동 거리를 식별하는 방안을 제공할 수 있다.
본 문서에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에 따른, 전자 장치는, 제1 하우징, 상기 제1 하우징의 일부와 제1 방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되는 제2 하우징, 상기 제1 하우징 및 상기 제2 하우징에 의해 형성되는 실질적으로 동일한 면 상에 배치되고, 상기 제2 하우징의 이동에 따라, 상기 제1 방향으로 확장 또는 축소되는 디스플레이, 상기 제2 하우징과 연결되는 렉 기어, 상기 렉 기어와 맞물리고(engage with) 복수의 이들(teethes)을 포함하는 피니언 기어, 상기 피니언 기어와 결합되는 샤프트를 통해 상기 피니언 기어를 회전시키는 구동부, 상기 샤프트의 적어도 일부를 감싸고, 상기 피니언 기어와 상기 샤프트의 회전 과 평행한 제2 방향으로 이격되는 마그넷, 상기 피니언 기어와 상기 제2 방향에 수직인 제3 방향으로 이격되고, 상기 피니언 기어를 통해 전달되는 자기력을 감지하는 홀 센서와, 상기 홀 센서와 작동적으로 결합하는 프로세서를 포함할 수 있고, 상기 프로세서는, 상기 홀 센서를 이용하여 자기력의 변화와 관련된 데이터를 획득하고, 상기 자기력의 변화와 관련된 데이터에 기반하여, 상기 피니언 기어의 회전각도를 식별하도록, 구성될 수 있다.
일 실시예에 따른, 동력 전달 장치는, 제1 공간 및 상기 제1 공간과 구별되는 제2 공간을 포함하는 하우징, 상기 모터 하우징 내에 제1 공간 내 배치되는 모터, 상기 모터로부터 연장되고, 상기 모터에 의해 회전하는, 상기 제2 공간 내의 샤프트, 상기 제1 공간 및 상기 제2 공간을 분리하도록 형성된 격벽, 상기 회전 축과 결합되고, 복수의 기어 이를 가지는 상기 제2 공간 내의 피니언 기어, 상기 회전 축의 일부를 감싸고, 상기 피니언 기어와 상기 회전 축 방향으로 이격되는 마그넷과, 상기 피니언 기어와 상기 회전 축 방향에 수직인 방향으로 이격되고, 상기 마그넷으로부터 상기 샤프트, 상기 피니언 기어를 통해 전달되는 자기력을 감지하는 홀 센서를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치는, 모터의 회전 각도를 감지하여, 플렉서블 디스플레이의 이동 거리를 식별할 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치는, 플렉서블 디스플레이의 이동을 감지하기 위한 자석 및 홀센서를 지정된 위치에 고정시킴으로써, 전자 장치의 내부 공간의 실장 효율을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치는, 플렉서블 디스플레이의 이동 양 및 이동 방향을 식별하여, 플렉서블 디스플레이의 크기 변화에 따라 표시 영역의 크기를 변화시키고, 표시 영역을 통해 제공되는 사용자 환경을 변경하여 제공할 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은, 일 실시예에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2a는, 일 실시예에 따른, 전자 장치의 제1 상태를 도시한 사시도(perspective view)이다.
도 2b는, 일 실시예에 따른, 전자 장치의 제2 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은, 일 실시예에 따른, 전자 장치의 디스플레이를 제거한 내부 구조를 나타낸다.
도 4는, 일 실시예에 따른, 전자 장치의 도 3의 A 영역을 확대하여 나타낸다.
도 5a는, 일 실시예에 따른, 전자 장치 및 전자 장치의 동력 전달 구조를 나타낸다.
도 5b는, 일 실시예에 따른, 동력 전달 장치의 구조를 나타낸다.
도 6은, 일 실시예에 따른, 도 5a의 동력 전달 장치를 B-B'로 절단한 단면도(cross-section view)를 나타낸다.
도 7은, 일 실시예에 따른, 동력 전달 장치의 구성요소들에 형성되는 자기력선을 개략적으로 나타낸다.
도 8a 및 도 8b는, 일 실시예에 따른, 동력 전달 장치의 피니언 기어의 기어 이와 홀 센서의 위치 관계를 나타낸다.
도 9a 및 도 9b는, 일 실시예에 따른, 동력 전달 장치 내의 자석들의 다양한 배치들의 예시를 나타낸다.
도 10a는, 일 실시예에 따른, 동력 전달 장치의 주위에 형성되는 자기력 분포를 나타낸다.
도 10b는, 일 실시예에 따른, 자기력 유도 금속을 포함하는 동력 전달 장치의 주위에 형성되는 자기력 분포를 나타낸다.
도 11a는, 일 실시예에 따른, 동력 전달 장치의 피니언 기어의 회전 각도와, 홀센서와의 관계를 예시적으로 나타낸다.
도 11b 및 도 11c는, 일 실시예에 따른, 동력 전달 장치의 피니언 기어의 위치에 따른 자기장 크기 변화를 나타내는 그래프이다.
도 1은, 일 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))과 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO(full dimensional MIMO)), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
도 2a는, 일 실시예에 따른, 전자 장치의 제1 상태를 도시한 사시도(perspective view)이고, 도 2b는, 일 실시예에 따른, 전자 장치의 제2 상태를 도시한 사시도이다.
도 2a 및 도 2b를 참고하면, 전자 장치(200)는 제1 하우징(210) 및 제1 하우징(210)과 적어도 부분적으로 이동 가능하게 결합되는 제2 하우징(220)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 하우징(210)은 제1 면(211), 제1 면(211)을 마주하는 제2 면(212), 및 제1 면(211)의 테두리를 따라 실질적으로 수직 방향(예: z 축 방향)으로 연장되는 제1 측면 프레임(213)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 측면 프레임(213)은 제1 측면(2131), 제1 측면(2131)의 일단으로부터 연장되는 제2 측면(2132) 및 제1 측면(2131)의 타단으로부터 연장되는 제3 측면(2133)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 하우징(210)은 제1 면(211)와 제1 측면 프레임(213)을 통해 외부로부터 적어도 부분적으로 폐쇄된 제1공간을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 하우징(220)은 제3 면(221), 제3 면(221)을 마주하는 제4 면(222) 및 제3 면(221)의 테두리를 따라 실질적으로 수직 방향(예: z 축 방향)으로 연장되는 제2 측면 프레임(223)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 측면 프레임(223)은 제1 측면(2131)과 반대 방향으로 향하는 제4 측면(2231), 제4 측면(2231)의 일단으로부터 연장되고, 제2 측면(2132)과 적어도 부분적으로 결합되는 제5 측면(2232) 및 제4 측면(2231)의 타단으로부터 연장되고, 제3 측면(2133)과 적어도 부분적으로 결합되는 제6 측면(2233)을 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 제4 측면(2231)은 제3 면(221)가 아닌 다른 구조물로부터 연장되고, 제3 면(221)에 결합될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 하우징(210)의 제1 면(211) 및 제2 하우징(220)의 제2 면(221)은 실질적으로 동일한 평면일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 하우징(220)은 제3 면(221), 제4 면(222)와 제2 측면 프레임(223)을 통해 외부로부터 적어도 부분적으로 폐쇄된 제2공간을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 면(211), 제3 면(221)는 적어도 부분적으로 전자 장치(200)의 후면을 형성하도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 제1 면(211), 제3 면(221), 제1 측면 프레임(213) 및 제2 측면 프레임(223)은 폴리머, 코팅 또는 착색된 유리, 세라믹, 금속(예: 알루미늄, 스테인레스 스틸(SUS), 또는 마그네슘), 또는 상기 물질들 중 적어도 둘의 조합에 의하여 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(200)는 제1 하우징(210) 및 제2 하우징(220)의 지지를 받도록 배치되는 플렉서블 디스플레이(230)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 플렉서블 디스플레이(230)는 제2 하우징(220)의 지지를 받는 평면부 및 평면부로부터 연장되고, 제1 하우징(210)의 지지를 받는 굴곡 가능부를 포함할 수 있다. 예를 들면, 플렉서블 디스플레이(230)는, 제1 하우징(210)의 제1 면(211) 및 제2 하우징(220)의 제3 면(221) 상에 배치될 수 있다. 실질적으로 동일한 면으로 형성된 제1 면(211)과 제3 면(221)에 의해 플렉서블 디스플레이(230)는, 실질적으로 연속된 면으로 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 플렉서블 디스플레이(230)의 굴곡 가능부는, 전자 장치(200)가 폐쇄된 상태에서, 제1 하우징(210)의 제1공간에서 외부로 노출되지 않도록 배치될 수 있으며, 전자 장치(200)가 개방된 상태에서, 제1 하우징(210)의 지지를 받으면서 평면부로부터 연장되도록 외부로 노출될 수 있다. 따라서, 전자 장치(200)는 제2 하우징(220)으로부터 제1 하우징(210)의 이동에 따른 개방 동작에 따라, 플렉서블 디스플레이(230)의 표시 화면이 확장되는 롤러블 타입(rollable type) 전자 장치일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(200)는 제1 하우징(210)이, 제2 하우징(220)의 제2공간에 적어도 부분적으로 삽입되고, x축 방향으로 유동 가능하게 방식으로 결합될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 플렉서블 디스플레이(230)는, 개방 상태에서, 양단부가 곡형으로 형성된 곡면 에지를 갖도록 제1 하우징(210) 및/또는 제2 하우징(220)의 지지를 받을 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(200)는 제1공간 및/또는 제2공간에 배치되는 동력 전달 장치(예: 도 3의 동력 전달 장치(300))를 통해 자동으로, 개방 상태 및 폐쇄 상태로 변할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(200)의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))는 전자 장치(200)의 개폐 상태 변경을 위한 이벤트를 검출하면, 구동 유닛(260)을 통해 제1 하우징(210)의 동작을 제어하도록 설정될 수 있다. 다른 실시예로, 제1 하우징(210)은 사용자의 조작을 통해 제2 하우징(220)으로부터 수동으로 돌출될 수 있다.
전자 장치(200)의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))는 제1 하우징(210)의 일정 돌출 량에 대응하는 디스플레이 면적에 대응하여, 다양한 방식으로 객체를 표시하고, 응용 프로그램을 실행하도록 제어할 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(200)는, 입력 장치(203), 음향 출력 장치(207), 센서 모듈(204), 카메라 모듈(205), 키 입력 장치(미도시 됨) 또는 인디케이터(미도시 됨) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 입력 장치(203)는, 마이크로 참조될 수 있다. 입력 장치(203)는 소리의 방향을 감지할 수 있도록 배치되는 복수개의 마이크를 포함할 수도 있다. 음향 출력 장치(207)는 스피커일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 센서 모듈(204)은, 전자 장치(200)의 내부의 작동 상태, 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 카메라 모듈(205)은, 전자 장치(200)의 제2 하우징(220)의 전면에 배치될 수 있다. 카메라 장치는, 전자 장치(200)의 후면에 배치된 복수의 카메라를 포함하는 카메라 모듈을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 장치들dms, 하나 또는 복수의 렌즈들, 이미지 센서, 및/또는 이미지 시그널 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(205)은 플렉서블 디스플레이(230) 아래에 배치되고, 플렉서블 디스플레이(230)의 활성화 영역 중 일부를 통해 피사체를 촬영하도록 구성될 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(200)는 적어도 하나의 안테나(미도시 됨)를 포함할 수 있다.
도 3은, 일 실시예에 따른, 전자 장치의 디스플레이를 제거한 내부 구조를 나타내고, 도 4는, 일 실시예에 따른, 전자 장치의 도 3의 A 영역을 확대하여 나타낸다.
도 3을 참조하면, 전자 장치(200)는, 제1 하우징(210), 제2 하우징(220), 디스플레이(230), 동력 전달 장치(300)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 하우징(210)은, 제1 면(211) 및 제1 면(211)과 반대 방향으로 향하는 제2 면(212)(예: 도 2a의 제2 면(212))을 포함할 수 있다. 제2 하우징(220)은, 제1 면(211)과 동일한 방향을 향하는 제3 면(221) 및 제3 면(221)과 반대 방향으로 향하는 제4 면(222)을 포함할 수 있다. 제2 하우징(220)은, 제1 하우징(210)의 일부와 제1 방향(+x축 방향)으로 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다.
제2 하우징(220)은, 동력 전달 장치(300)에 의해 제1 방향(+x축 방향) 또는 제1 방향에 반대 방향(-x축 방향)으로 제1 하우징(210)을 기준으로 이동할 수 있다. 제2 하우징(220)은, 제1 하우징(210)에 배치된 동력 전달 장치(300)의 일부에 결합될 수 있다. 디스플레이(230)는, 제1 하우징(210)의 제1 면(211) 및 제2 하우징(220)의 제3 면(221) 상에 배치될 수 있다. 디스플레이(230)의 일부는 제2 하우징(220)과 체결될 수 있고, 디스플레이(230)의 나머지 일부는, 제2 하우징(220)의 이동에 따라, 외부로 노출될 수 있다. 디스플레이(230)의 나머지 일부는, 제1 하우징(210)내에 감겨져 보관될 수 있다. 예를 들면, 디스플레이(230)의 노출되는 부분은 제1 방향(+x축 방향)에 수직인 제2 방향(+z축 방향)을 향할 수 있다. 개방 상태인, 제1 상태는, 제2 하우징(220)이 제1 하우징(210)으로부터 더 이상 멀어지지 않는 상태일 수 있다. 예를 들면, 제1 상태는, 제2 하우징(220)의 가장자리들 중 동력 전달 장치(300)로부터 먼 가장자리가 동력 전달 장치(300)로부터의 거리가 더 이상 멀어지지 않는 상태일 수 있다. 제1 상태는, 디스플레이(230)의 대부분 표시 영역이 제2 방향(+z방향)을 향하는 상태일 수 있다. 제1 상태는, 제2 하우징(220)이 제1 방향(+x축 방향)으로만 이동 가능하여, 디스플레이(230)가 축소될 수 있는 상태이다. 폐쇄 상태인 제2 상태는, 제2 하우징(220)이 제1 하우징(210)을 향하여 이동하여, 더 이상 제1 방향(+x축 방향)으로 이동할 수 없는 상태일 수 있다. 예를 들면, 제2 상태는, 제1 하우징(220)의 가장자리들 중 동력 전달 장치(300)로부터 먼 가장자리가 동력 전달 장치(300)로 더 이상 가까워지지 않는 상태일 수 있다. 제2 상태는, 제2 하우징(220)이 제1 방향에 반대 방향(-x축 방향)으로만 이동 가능하여, 디스플레이(230)가 확장될 수 있는 상태일 수 있다. 제3 상태는, 제2 하우징(220)이 제1 하우징(210)을 기준으로 제1 방향(+x축 방향) 또는 제1 방향에 반대 방향(-x축 방향) 모두 이동할 수 있는 상태일 수 있다. 제3 상태는, 디스플레이(230)가 확장 및 축소될 수 있는 상태일 수 있다.
도 4를 참조하면, 제2 하우징(220)의 제3 면(221)을 형성하는 플레이트는 길이를 가지고 제1 방향(+x축 방향)으로 연장된 렉 기어(rack gear)(330)와 결합될 수 있다. 렉 기어(330)는, 피니언 기어(320)와 맞물리고, 피니언 기어(320)의 회전에 따라, 제1 방향(+x축 방향) 또는 제1 방향에 반대 방향(-x축 방향)으로 이동할 수 있다. 피니언 기어(320)의 이동에 의해, 제2 하우징(220)은 제1 방향(+x축 방향)으로 이동하여 디스플레이(230)를 축소시키거나, 제1 방향의 반대 방향(-x축 방향)으로 이동하여, 디스플레이(230)를 확장 시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 피니언 기어(320)는, 렉 기어(330)와 맞물릴 수 있다. 예를 들면, 피니언 기어(320)의 기어 이들 중 일부는 렉 기어(330)의 기어 이들 중 일부와 맞물릴 수 있다. 피니언 기어(320)를 제1 방향(+x축 방향) 및 제2 방향(+y축 방향)에 수직인 방향(+z축 방향)으로 바라볼 때, 피니언 기어(320)가 반시계 방향으로 회전하면, 렉 기어(330)는 제1 방향(+x축 방향)으로 이동할 수 있고, 피니언 기어(320)가 시계 방향으로 회전하면, 제1 방향의 반대 방향(-x축 방향)으로 이동할 수 있다.
구동부(310)는, 피니언 기어(320)와 결합되는 샤프트를 통해 피니언 기어(320)를 회전시킬 수 있다. 구동부(310)는 제1 하우징(210)에 지지될 수 있고, 전기 에너지를 운동 에너지로 전환하여, 피니언 기어(320)로 회전 력을 전달할 수 있다. 구동부(310)는 모터로 참조될 수 있다. 예를 들면, 구동부(310)는, 스텝 모터(step-motor)일 수 있다. 전자 장치 내의 제한된 실장 공간에 따른 구성요소들의 크기를 줄이면서 충분한 동력을 생성하기 위하여, 구동부(310)는 스텝 모터일 수 있다. 스텝 모터인 구동부(310)는 지정된 각도의 회전을 피니언 기어(320)로 제공할 수 있다. 구동부(310)는 구동부(310)의 축에 결합된 피니언 기어(320)를 회전시키고, 피니언 기어(320)의 회전에 따라 렉 기어(330)를 이동시킬 수 있다. 구동부(310)는 디스플레이(230)를 지정된 길이로 확장 또는 축소시킬 수 있다.
홀 센서(350)는 피니언 기어(320)와 제2 방향(+z축 방향)으로 이격되어 배치될 수 있다. 홀 센서(350)는, 홀 센서(350) 주위의 자기력의 방향 및 크기를 감지할 수 있다. 예를 들면, 홀 센서(350)는, 피니언 기어(320)를 통해 전달되는 자기력을 감지할 수 있다. 피니언 기어(320)는, 구동부(310)의 축 주위에 배치되는 마그넷들에 의해 형성된 자기력을 홀 센서(350)로 전달할 수 있다. 마그넷들은, 모터 하우징(340) 내에 배치되어, 구동부(310)의 축 주위에 배치될 수 있다.
홀 센서(350)는, 피니언 기어(320)를 통해 전달되는 자기력의 세기 및 방향과 관련된 데이터를 획득할 수 있고, 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))는, 상기 자기력의 변화와 관련된 데이터에 기반하여, 피니언 기어의 회전 각도를 식별할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(120)는, 홀 센서(350)를 통해 피니언 기어(320)를 통해 전달되는 자기력의 세기 및 방향과 관련된 데이터를 획득할 수 있다. 피니언 기어(320)가 구동부(310)에 의해 회전함으로써, 피니언 기어(320)의 기어 이와 홀 센서(350)까지의 거리는 변할 수 있다. 피니언 기어(320)와 홀 센서(350)까지의 거리의 변화에 의해, 홀 센서(350)로 전달되는 자기력의 세기 및 방향은 변할 수 있다. 프로세서(120)는, 홀 센서(350)로 전달되는 자기력의 세기 및 방향의 변화에 의하여, 구동부(310)의 회전 방향 및 회전 각도를 획득할 수 있다.
상술한 실시예에 따르는, 전자 장치(200)는, 구동부(310)의 회전 방향 및 회전 각도를 식별하여, 제2 하우징(220)의 이동 거리를 식별할 수 있고, 디스플레이(230)가 제2 방향(+z축 방향)을 향하여 노출되는 면적을 식별할 수 있다. 전자 장치(200)는, 식별한 디스플레이(230)의 노출되는 면적을 바탕으로, 디스플레이(230)의 활성 영역을 결정하거나, 디스플레이(230)의 사용자 환경을 설정할 수 있다.
상술한 실시예에 따르는, 전자 장치(200)는, 홀 센서(350) 및 마그넷을 지정된 위치에 배치하여도, 구동부(310)의 회전 각도 및 회전 방향을 식별할 수 있어, 안정적인 동작이 가능하다. 예를 들면, 홀 센서(350) 또는 마그넷이 이동을 하는 경우, 주변의 신호들에 의한 간섭에 의해서, 정확한 위치 측정이 어려울 수 있으나, 일 실시예에 따르는 전자 장치(200)는, 홀 센서(350) 또는 마그넷의 이동 없이, 구동부(310)의 회전 각도 및 회전 방향을 식별할 수 있다.
일 실시예에 따르는, 전자 장치(200)는 구동부로 스텝 모터를 선택함으로써, 전자 장치(200) 내부의 실장 공간을 확보할 수 있고, 모터의 회전 각도를 식별하기 위한 엔코더를 생략할 수 있어, 동력 전달 장치(300)의 전체 크기를 줄일 수 있다.
도 5a는, 일 실시예에 따른, 전자 장치 및 전자 장치의 동력 전달 구조를 나타내고, 도 5b는, 일 실시예에 따른, 동력 전달 장치의 구조를 나타낸다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 동력 전달 장치(300)는, 모터 하우징(340), 구동부(310), 샤프트(311), 피니언 기어(320), 마그넷 세트(510), 홀 센서(350) 및/또는 메탈 플레이트(520)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 모터 하우징(340) 제1 공간(591) 및 제2 공간(592)을 포함할 수 있다. 모터 하우징(340)은 내부에 모터인 구동부(310), 구동부(310)의 샤프트(311), 샤프트(311)에 연결된 피니언 기어(320) 및 피니언 기어(320)와 맞물리는 렉 기어(330)의 일부를 수용할 수 있다. 모터 하우징(340)은, 동력 전달 장치(300)를 구성하는 구성 요소들을 지지하고, 동력 전달 장치(300)를 전자 장치(200)(예: 도 2의 전자 장치(200)의 제2 하우징(220)에 결합할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 구동부(310)는, 모터 하우징(340)의 제1 공간(591)을 점유할 수 있다. 구동부(310)는, 모터 하우징(340)의 제1 공간(591) 상에 안착되어, 전자 장치(200)내에 고정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 샤프트(311)의 일부, 샤프트(311)에 연결된 피니언 기어(320) 및 피니언 기어(320)와 맞물리는 렉 기어(330)의 일부는, 모터 하우징(340)의 제2 공간(592)에 배치될 수 있다. 모터 하우징(340)은, 제1 공간(591)과 제2 공간(592)을 분리하는 격벽(593)을 포함할 수 있다. 격벽(593)은, 구동부(310)의 샤프트(311)가 관통할 수 있는 관통홀을 포함할 수 있다. 격벽(593)은, 샤프트(311)를 회전가능하게 지지할 수 있다. 샤프트(311)는, 구동부(310)로부터 연장되어, 제1 격벽(593)을 관통하여, 제2 공간(592)으로 연장될 수 있다. 샤프트(311)는 구동부(310)로부터 동력을 전달받아, 회전할 수 있다. 제2 공간(592)은, 제1 격벽(593) 및 제2 격벽(593)에 의해, 감싸질 수 있다. 제1 격벽(593)은 제1 공간(591)과 제2 공간(592)을 구분할 수 있고, 제2 격벽(593)은, 모터 하우징(340)의 외면 일부를 형성할 수 있다. 제1 격벽(593)은 제2 격벽(594)을 마주할 수 있다. 샤프트(311)는 구동부(310)로부터 연장되어, 제1 격벽(593)을 관통할 수 있다.
제1 격벽(593)을 관통하는 샤프트(311)의 일부는 제1 베어링(미도시)에 의해 감싸질 수 있고, 제2 격벽(594)에 삽입되는 샤프트(311)의 단부는 제2 베어링(530)에 의해 감싸질 수 있다. 제1 베어링 및 제2 베어링(530) 각각의 내경은 샤프트(311)의 직경에 대응될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 피니언 기어(320)는, 샤프트(311)와 체결될 수 있다. 샤프트(311)는 피니언 기어(320)를 관통할 수 있고, 샤프트(311)의 회전 축 및 구동부(310)의 구동 축은 피니언 기어(320)의 중심을 지날 수 있다. 피니언 기어(320)는 샤프트(311)에 고정됨에 따라, 샤프트(311)의 회전에 의해, 회전할 수 있다. 피니언 기어(320)는 구동부(310)로부터 전달된 동력을 샤프트(311)의 회전을 통하여 전달받을 수 있다.
피니언 기어(320)는 렉 기어(330)와 맞물릴 수 있다. 렉 기어(330)는 일면에 형성된 피니언 기어(320)의 기어 이들(teethes)에 대응되는 기어 이들(331)을 포함할 수 있다. 피니언 기어(320)의 회전에 따라, 렉 기어(330)는 피니언 기어(320)의 회전 축에 수직인 방향으로 이동할 수 있다. 피니언 기어(320)와 렉 기어(330)에 의해, 동력 전달 장치(300)는, 회전 운동을 직선 운동으로 변환할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 마그넷 세트(510)은, 샤프트(311)의 일부를 감싸도록 배치될 수 있다. 마그넷 세트(510)은, 피니언 기어(320)로부터 회전 축 방향으로 이격되도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 마그넷 세트(510)은, 샤프트(311)의 외주면으로부터 이격되고, 샤프트(311)를 감쌀 수 있다. 마그넷 세트(510)은, 피니언 기어(320)로부터 이격되어, 모터 하우징(340)에 접하도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 피니언 기어(320)는 모터 하우징(340)의 제1 격벽(593) 및 제2 격벽(594)에 의해 형성되는 제2 공간(592)내에 배치될 수 있다. 피니언 기어(320)는 제1 격벽(593) 및 제2 격벽(594) 각각으로부터 이격되어 제2 공간(592)내에 위치할 수 있다. 마그넷 세트(510)은, 모터 하우징(340)에 부착되고, 모터 하우징(340)에 의해 지지될 수 있다. 복수의 마그넷들(511)은, 접착제 또는 접착 테이프를 이용하여, 모터 하우징(340)에 부착될 수 있다. 마그넷 세트(510)은, 모터 하우징(340)의 제1 격벽(593) 또는 제2 격벽(594)에 부착될 수 있다. 복수의 마그넷들(511, 512)은, 모터 하우징(340) 내에 결합되므로, 구동부(310)가 회전하더라도, 고정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 마그넷 세트(510)은 복수의 마그넷들(511, 512)을 포함할 수 있다. 복수의 마그넷들(511, 512)은, 샤프트(311)의 회전축을 기준으로 대칭일 수 있다. 예를 들면, 제1 마그넷(511)과 제2 마그넷(512)은, 샤프트(311)로부터 실질적으로 동일한 거리로 이격될 수 있다. 마그넷 세트(510)은 복수의 마그넷들(511, 512)로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 마그넷 세트(510)은 도넛 형상으로 이루어져 샤프트(311)를 감쌀 수 있다.
일 실시예에 따르면, 렉 기어(330)는, 모터 하우징(340)의 가이드 홈(342)에 삽입되어, 모터 하우징(340)의 일 면에 배치될 수 있다. 모터 하우징(340)은, 렉 기어(330)의 이동을 안내하고, 피니언 기어(320)와의 맞물림을 유지하기 위한 가이드 홈(342)을 포함할 수 있다. 가이드 홈(342)은, 모터 하우징(340)의 제2 공간(592)을 형성하는 내면에 형성될 수 있다. 모터 하우징(340)은, 렉 기어(330)를 지지하기 위하여, 가이드 홈(342)으로부터 돌출되어, 가이드 홈(342)을 지지하는 지지부(341)를 포함할 수 있다. 가이드 홈(342)은, 제2 공간(592)을 형성하는 제1 격벽(593) 및 제2 격벽(594)에 형성되고, 지지부(341)는 가이드 홈(342)에 접하고, 제1 격벽(593) 및/또는 제2 격벽(594)의 단부에 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 렉 기어(330)는, 기어 이들(331)이 배치되는 리세스(337)를 포함할 수 있고, 리세스(337)보다 샤프트(311)를 향하여 높이를 가지는 가이드 레일(336)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 리세스(337)와 샤프트(311) 사이의 거리는, 가이드 레일(336)과 샤프트(311) 사이의 거리보다 길 수 있다. 가이드 레일(336)이 가이드 홈(342)에 삽입됨으로써, 렉 기어(330)의 이동 방향이 가이드되고, 렉 기어(330)는 가이드 홈(342)에 의해 지지될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 홀 센서(350)는, 피니언 기어(320)를 마주보도록 배치될 수 있다. 홀 센서(350)는, 피니언 기어(320)와 샤프트(311)의 회전 축 방향에 수직인 방향으로 이격될 수 있다. 홀 센서(350)는, 마그넷 세트(510)으로부터 샤프트(311), 피니언 기어(320)를 통해 전달되는 자기력을 감지할 수 있다. 홀 센서(350)는, 렉 기어(330)가 배치되는 모터 하우징(340)의 일 면을 마주보는 타면에 배치될 수 있다. 홀 센서(350)는, 자기력의 크기 및 방향을 감지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 홀 센서(350)가 위치하는 모터 하우징(340)의 영역(예: 샤프트(311)를 기준으로, 렉 기어(330)가 위치하는 영역을 마주보는 영역)에, 메탈 플레이트(520)가 배치될 수 있다.
메탈 플레이트(520)는, 피니언 기어(320)로부터 방출되는 자기력선의 방향이 홀 센서(350)를 관통하여, 메탈 플레이트(520)의 형상을 따라 형성되도록 구성될 수 있다. 메탈 플레이트(520)는, 홀 센서(350)를 지나는 자기장의 세기를 강하게 하여, 피니언 기어(320)의 회전에 따른, 홀 센서(350)를 이용한 자기장 변화 감지의 정확성을 높일 수 있다. 메탈 플레이트(520)는, 자력을 유도하기 위하여, 강자성체인 SPCC강판을 포함할 수 있다. 메탈 플레이트(520)는 피니언 기어(320)를 마주보고, 홀 센서(350)는 메탄 플레이트(520)와 피니언 기어(320) 사이에 배치될 수 있어, 폐루프 형태로 형성된 자속의 감도를 높여, 피니언 기어의 회전에 따라 측정되는 자기장의 크기 변화를 감지할 수 있다.
상술한 실시예에 따른, 동력 전달 장치(300)는, 홀 센서(350)를 이용하여, 피니언 기어(320)의 회전 각도를 식별할 수 있다. 홀 센서(350)를 통해 피니언 기어(320)의 회전 각도를 식별함에 따라, 홀 센서(350)와 작동적으로 연결된 프로세서(120)(예: 도 1의 프로세서(120))는 피니언 기어(320)의 회전에 따른, 렉 기어(330)의 이동 거리를 획득할 수 있다. 동력 전달 장치(300)를 포함하는 전자 장치(101)(예: 도 1의 전자 장치(101))는, 고정된 위치의 홀 센서(350) 및 마그넷 세트(510)을 이용하므로, 홀 센서(350)의 고장 또는 파손을 방지하고, 고정된 위치에서 자기장의 변화를 감지하므로, 홀 센서(350)의 정확도를 향상시킬 수 있다. 홀 센서(350)의 정확도의 향상으로, 프로세서(120)는, 피니언 기어(320)의 회전 각도 및 렉 기어(330)의 이동의 정확도를 확보할 수 있다.
도 6은, 일 실시예에 따른, 도 5a의 동력 전달 장치를 B-B'로 절단한 단면도(cross-section view)를 나타내고, 도 7은, 일 실시예에 따른, 동력 전달 장치의 구성요소들에 형성되는 자기력선을 개략적으로 나타낸다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 제2 공간(592) 내에서, 동력 전달 장치(300)의 구성 요소들의 배치관계 및 자기력선의 흐름을 나타낸다.
일 실시예에 따르면, 샤프트(311), 피니언 기어(320) 및 마그넷 세트(510)은 모터 하우징(340)의 제2 공간(592) 내에 배치될 수 있다. 샤프트(311) 및 피니언 기어(320)는 강자성체로 형성될 수 있다. 제1 격벽(593) 및 제2 격벽(594) 내에 배치되는 베어링들(531, 532)은 약 자성체로 형성될 수 있다. 베어링들(531, 532)은, 샤프트(311)를 회전가능하게 지지할 수 있다. 모터 하우징(340)은, 구동부(310)를 수납하여, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101)) 내부에 고정하고, 샤프트(311)를 회전가능하게 지지할 수 있다. 예를 들면, 모터 하우징(340)의 제2 공간(592) 내엥서, 샤프트(311)는 구동부(310)에 의해 회전할 수 있다. 제1 격벽(593) 및 제2 격벽(594)에 회전 가능하게 배치되어, 샤프트(311)와 제1 격벽(593) 및 제2 격벽(594)과 마찰력이 발생할 수 있다. 샤프트(311)와 제1 격벽(593) 및 제2 격벽(594) 각각의 사이에서 마찰력에 의한 손상을 방지하기 위하여, 제1 격벽(593)에 배치되는 제1 베어링(531) 및 제2 격벽(594)에 배치되는 제2 베어링(532)을 포함할 수 있다. 제1 베어링(531)은, 제1 격벽(593) 내의 샤프트(311) 관통 부위를 감쌀 수 있다. 제1 베어링(531) 및 제2 베어링(532)은 볼베어링, 구름 베어링등으로 형성될 수 있다. 하지만 이에 한정되지 않고, 제1 베어링(531) 및 제2 베어링(532)은 유체 베어링일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 베어링(531) 및 제2 베어링(532)은 약 자성체로 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수의 마그넷들(511, 512)는, 서로 마주보게 배치될 수 있다. 복수의 마그넷들(511, 512)은, 샤프트(311)과 관통하는 제1 격벽(593)에 접하도록 배치되어 있으나, 이에 한정되지 않고, 복수의 마그넷들(511, 512)는, 제1 격벽(593)을 마주하는 제2 격벽(594)에 접하도록 배치될 수 있다.
렉 기어(330)와 홀 센서(350)는 피니언 기어(320) 또는 샤프트(311)를 중심으로 서로 마주볼 수 있다. 렉 기어(330)는, 피니언 기어(320)와 접하고, 모터 하우징(340)의 개방된 일면을 메울 수 있다. 홀 센서(350)는 렉 기어(330)가 배치되는, 상기 모터 하우징(340)의 일면을 마주하는 다른 면 상에 배치될 수 있다. 홀 센서(350)는 인쇄 회로 기판(590)의 일단에 배치될 수 있다. 인쇄 회로 기판(590)의 타단은 커넥터(571)가 형성될 수 있다. 인쇄 회로 기판(590)은, 모터 하우징(340)으로부터 연장되어, 구동부(310)의 표면을 따라 연장될 수 있으며, 구동부(310)의 표면과 모터 하우징(340) 사이에 형성된 단차 영역에서, 인쇄 회로 기판(590)은 굽어질 수 있다. 예를 들면, 인쇄 회로 기판(590)은, 연성을 가지는 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)일 수 있다. 인쇄 회로 기판(590)은, 일면에 홀 센서(350)와 전기적으로 연결될 수 있다. 인쇄 회로 기판(590)은, 홀 센서(350) 및 메탈 플레이트(520) 사이에 배치될 수 있다. 메탈 플레이트(520)는, 홀 센서(350)를 마주할 수 있고, 인쇄 회로 기판(590)의 타면에 부착될 수 있다. 홀 센서(350)는, 인쇄 회로 기판(590)의 일면에 실장될 수 있다. 인쇄 회로 기판(590)은 모터 하우징(340)의 외부로 연성 인쇄 회로 기판을 연장하여, 모터 커넥터 또는 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))의 메인 인쇄 회로 기판과 연결될 수 있다.
도 7을 참조하면, 제2 공간 내에서 이동하는 자기력 선은 폐곡선을 형성할 수 있다. 제1 마그넷(511) 및 제2 마그넷(512)은 서로 마주보고 배치될 수 있다. 제1 마그넷(511)을 마주하는 제2 마그넷(512)의 면의 극성은 제2 마그넷(512)을 마주하는 제1 마그넷(511)의 면의 극성과 동일할 수 있다. 예를 들면, 제1 마그넷(511)과 제2 마그넷(512)의 샤프트(311)를 향하는 면의 극성은 서로 동일할 수 있다. 제1 마그넷(511)과 제2 마그넷(512)의 마주보는 면은 N극으로 동일하거나, S극으로 동일할 수 있다. 제1 마그넷(511)으로부터 샤프트(311)로 전달되는 자속(m1)의 방향은, 제1 마그넷(511)이 샤프트(311)를 향하는 방향일 수 있다. 제2 마그넷(512)으로부터 샤프트(311)로 전달되는 자속(m2)의 방향은, 제2 마그넷(512)이 샤프트(311)를 향하는 방향일 수 있다. 샤프트(311) 및 피니언 기어(320)는 강자성체로 형성되므로, 자기장이 강하게 형성될 수 있다.
샤프트(311)에 형성되는 자속(m3)의 방향은, 샤프트(311)의 회전 축에 평행할 수 있다. 피니언 기어(320)에 형성되는 자속(m4)의 방향은, 메탈 플레이트(520)를 향하는 방향으로 형성될 수 있다. 메탈 플레이트(520)는 강 자성체로 형성될 수 있어, 자기력선을 메탈 플레이트(520)쪽으로 유도할 수 있다. 메탈 플레이트(520)에 의해 유도된 자기력에 의해, 홀 센서(350)를 지나는 자속(m5)은 메탈 플레이트(520)를 향하는 방향으로 형성될 수 있다. 메탈 플레이트(520)의 내부에서는, 자속(m6)의 방향은 메탈 플레이트(520)의 연장된 방향인 마그넷 세트(510)을 향할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 모터 하우징(340)의 제2 공간(592)내에 형성되는 자기력 선은, 마그넷 세트(510), 샤프트(311), 피니언 기어(320) 및 메탈 플레이트(520)를 따라 형성되는 폐곡선을 이룰 수 있다. 모터 하우징(340)의 제2 공간(592)내에서의 자력의 방향은 시계 방향으로 형성될 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 배치되는 마그넷 세트(510)의 극성이 바뀌면, 자력의 방향은 반시계 방향으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 마그넷(511) 및 제2 마그넷(512)이 서로 바라보는 면의 극성이 N극이면, 도7과 같이 시계 방향으로 자속의 방향이 형성될 수 있다. 다른 예를 들면, 제1 마그넷(511) 및 제2 마그넷(512)이 서로 바라보는 면의 극성이 S극이면, 도 7과 달리 반시계 방향으로 작속의 방향이 형성될 수 있다.
상술한 실시예에 따르면, 홀 센서(350)를 통해, 제2 공간(592) 내에 형성된 자력의 크기 및 방향을 감지할 수 있다. 홀 센서(350)는 회전하는 피니언 기어(320)와 홀 센서(350) 사이의 거리 변화에 따라, 변화하는 자력을 식별할 수 있고, 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))는, 변화된 자력을 바탕으로, 피니언 기어의 회전각도 및 회전 방향을 감지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 메탈 플레이트(520)는, 샤프트(311) 및 피니언 기어(320)에 형성된 자기력을 메탈 플레이트(520)로 유도할 수 있다. 예를 들면, 피니언 기어(320)로부터 메탈 플레이트(520)를 향하는 방향으로 형성되는 자기장의 크기는, 피니언 기어(320)로부터 메탈 플레이트(520)의 반대 방향으로 향하는 방향으로 형성되는 자기장의 크기보다 클 수 있다. 메탈 플레이트(520)를 홀 센서(350)와 접하게 배치함으로써, 홀 센서(350)주위에 형성되는 자기장의 크기는 클 수 있다. 홀 센서(350)를 통과하는 자력의 세기가 증가할 수 있어, 홀 센서(350)를 통해서, 자력의 방향 변화 및 자력의 크기 변화 감지의 정확도를 높일 수 있다.
도 8a 및 도 8b는, 일 실시예에 따른, 동력 전달 장치의 피니언 기어의 기어 이와 홀 센서의 위치 관계를 나타낸다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 동력 전달 장치(300)는, 피니언 기어(320) 및 홀 센서(350)를 포함할 수 있다. 제1 마그넷(511) 및 제2 마그넷(512)는 샤프트(311)를 기준으로 위 아래에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 마그넷 세트(510)로부터 샤프트(311) 및 피니언 기어(320)를 거쳐, 홀 센서(350)로 자력이 전달될 수 있다. 홀 센서(350)는, 피니언 기어(320)와 메탈 플레이트(520) 사이에 배치될 수 있다. 홀 센서(350)와 피니언 기어(320)와의 거리에 따라, 홀 센서(350)로 전달되는 자력의 크기가 상이할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 피니언 기어(320)는, 기어 이(321)(gear tooth) 및 기어 뿌리(322)(gear root)를 포함할 수 있다. 피니언 기어(320)는 회전함에 따라, 기이 이(321)와 기어 뿌리(322)가 교대로, 홀 센서(350)를 향할 수 있다. 피니언 기어(320)의 기어 이(321)가 홀 센서(350)를 향할 때, 기어 이(321)와 홀 센서(350) 사이의 거리(d1)는, 피니언 기어(320)의 기어 뿌리(322)가 홀 센서(350)를 향할 때, 기어 뿌리(322) 면과 홀 센서(350) 사이의 거리(d2)보다 짧을 수 있다.
거리(d1)이 거리 (d2)보다 짧으므로, 기어 이(321)가 메탈 플레이트(520)를 향할 때, 피니언 기어(320)로부터 전달되는 자력의 크기는 기어 뿌리(322)의 면이 메탈 플레이트(520)를 향할 때, 피니언 기어(320)로부터 전달되는 자력의 크기보다 클 수 있다.
일 실시예에 따르면, 피니언 기어(320)가 회전하면, 기어 이(321)와 기어 뿌리(322)가 교대로 홀 센서(350) 또는 메탈 플레이트(520)를 향하므로, 자력의 세기 및 방향은 주기적으로 변할 수 있다.
상술한 실시예에 따른, 동력 전달 장치(300) 또는 동력 전달 장치(300)를 포함하는 전자 장치는, 피니언 기어(320)의 회전에 따른 자력의 변화를 감지하여, 피니언 기어(320)의 회전 각도를 감지할 수 있고, 피니언 기어(320)에 맞물린 렉 기어의 이동 거리를 식별할 수 있다.
도 9a 및 도 9b는, 일 실시예에 따른, 동력 전달 장치 내의 자석들의 다양한 배치들의 예시를 나타낸다.
도 9a를 참조하면, 동력 전달 장치(300)는, 구동부(310), 샤프트(311) 및 복수의 마그넷 세트(910)를 포함할 수 있다. 복수의 마그넷 세트(910)는, 샤프트(311), 샤프트(311)에 연결된 피니언 기어(320)(예: 도 4의 피니언 기어(320))를 통하여, 홀 센서(350)(예: 도 5b의 홀 센서(350))로 연결되는 자기장을 형성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 마그넷 세트(910)는 복수의 마그넷들(911, 912, 913, 914)을 포함할 수 있다. 복수의 마그넷들(911, 912, 913, 914)은, 샤프트(311)를 중심으로 대칭으로 배치될 수 있다. 예를 들면, 제1 마그넷(911)은, 제2 마그넷(912)을 마주보도록 배치되고, 제3 마그넷(913)은, 제4 마그넷(914)을 마주보도록 배치될 수 있다. 제1 마그넷(911)과 샤프트(311) 사이의 거리는 제2 마그넷(912)과 샤프트(311) 사이의 거리는 동일할 수 있다. 제3 마그넷(913)과 샤프트(311) 사이의 거리는 제4 마그넷(914)과 샤프트(311) 사이의 거리는 동일할 수 있다. 제1 마그넷(911) 및 제3 마그넷(913)은, 제2 마그넷(912) 및 제4 마그넷(914)과 샤프트(311)의 중심을 기준으로 점 대칭일 수 있다. 마그넷들(911, 912, 913, 914)을 구동부(310)의 샤프트(311)를 감싸도록 배치하면, 구동부(310)의 동작에 의해 샤프트(311)의 진동이 발생하여, 한쪽으로 치우치는 경우에도, 마그넷들(911, 912, 913, 914)로부터 유기되는 자속의 총량은 변하지 않을 수 있어, 전체적으로 샤프트(311)로 전달되는 자속은 유지될 수 있다.
상술한 실시예에 따른, 동력 전달 장치(300)는, 샤프트(311)로 전달되는 자속의 총량을 유지할 수 있어, 샤프트(311) 및 피니언 기어(320)를 통해서 전달되는 자속을 감지하는 홀 센서(350)를 통해 감지되는 자속의 변화량의 정확도를 향상시킬 수 있다. 홀 센서(350)를 통해 감지되는 자속 변화의 향상된 정확도를 제공함으로써, 동력 전달 장치(300)를 포함하는 전자 장치(101)는, 렉 기어(330)의 이동에 따른 디스플레이의 늘어난 거리를 정확하게 감지할 수 있다. 전자 장치(101)는, 디스플레이의 크기에 따라, 디스플레이의 활성 영역을 제어할 수 있고, 디스플레이에 표시되는 이미지의 크기를 조절할 수 있다.
도 10a는, 일 실시예에 따른, 동력 전달 장치의 주위에 형성되는 자기력 분포를 나타내고, 도 10b는, 일 실시예에 따른, 자기력 유도 금속을 포함하는 동력 전달 장치의 주위에 형성되는 자기력 분포를 나타낸다.
도 10a를 참조하면, 마그넷 세트(510)로부터 샤프트(311), 피니언 기어(320) 및 홀 센서(350)를 통과하는, 자기력은 폐루프를 형성할 수 있다. 샤프트(311), 피니언 기어(320)는 강자기성을 가지는 재질로 형성될 수 있다. 동력 전달 장치(300) 내의 샤프트(311), 및 피니언 기어(320)의 주변에 배치되는 구성요소들은 약 자성체로 형성될 수 있다. 자력은 강자성체에 강하게 분포하려는 경향을 보일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 마그넷(511)은, 강자성체인 샤프트(311)를 향하여, 자력을 형성할 수 있고, 제2 마그넷(512)은, 강자성체인 샤프트(311)를 향하여 자력을 형성할 수 있다. 제1 마그넷(511)의 샤프트(311)를 향하는 면은 제2 마그넷(511)의 샤프트(311)를 향하는 면의 극성과 동일할 수 있다. 제1 마그넷(511)의 샤프트(311)를 바라보는 면의 극성은 N극일 수 있고, 제2 마그넷(512)의 샤프트(311)를 바라보는 면의 극성은 N극일 수 있다. 샤프트(311)로 전달된 제1 마그넷(511)의 자력과 제2 마그넷(512)의 자력은 동일한 극성으로, 만나는 지점에서 양쪽으로 퍼져 나갈 수 있다. 샤프트(311)를 따라 피니언 기어(320)로 전달된 자력은 다시 마그넷 세트(510)로 회귀하는 방향으로 형성될 수 있다. 샤프트(311)를 따라, 마그넷 세트(510)으로부터 멀어진 영역에서는, 마그넷 세트(510)에 의한 자기장의 영향이 멀어질 수 있다.
도 10b를 참조하면, 홀 센서(350)는 메탈 플레이트(520)에 접하고 있어, 메탈 플레이트(520)는 동력 전달 장치(300) 내부에 형성된 자기장의 흐름을 변화시킬 수 있다. 메탈 플레이트(520)는 강자성체로서, 샤프트(311) 및 피니언 기어(320)의 외부로 전달되는 자력을 메탈 플레이트(520)로 유인할 수 있다. 예를 들면, 메탈 플레이트(350)는, 피니언 기어(320)로부터 전달되는 자력을 집중시키고, 자력의 방향을 메탈 플레이트(350)의 길이 방향으로 변화시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 메탈 플레이트(350)는, 자력의 세기를 강화하여, 홀 센서(350)를 통해 측정되는 자기장의 세기를 증폭시킬 수 있으며, 홀 센서(350)를 수직으로 통과하는 성분뿐만 아니라 홀 센서(350)에 수평 방향의 자력 성분도 증폭시킬 수 있다. 메탈 플레이트(520)의 배치를 통하여, 두 방향의 자력의 변화량이 크게 발생할 수 있고, 홀 센서(350)는, 피니언 기어(320)의 회전 방향 및 회전 정도를 획득할 수 있다. 예를 들면, 자기력의 투자율은 높고, 인접한 금속으로 자기력이 유기될 수 있다. 피니언 기어(320)에 가깝게 형성된 메탈 플레이트(520)를 통해, 자기력은, 마그넷 세트(510), 샤프트(311) 및 메탈 플레이트(520)를 연결하는 폐푸프를 형성할 수 있다. 메탈 플레이트(520)의 존재에 의해, 더 큰 자기력이 홀 센서(350) 주위에 형성됨으로, 홀 센서(350)는 자기력 감지의 정확성을 높일 수 있다.
도 11a는, 일 실시예에 따른, 동력 전달 장치의 피니언 기어의 회전 각도와, 홀센서와의 관계를 예시적으로 나타내고, 도 11b 및 도 11c는, 일 실시예에 따른, 동력 전달 장치의 피니언 기어의 위치에 따른 자기장 크기 변화를 나타내는 그래프이다.
도 11a를 참조하면, 피니언 기어(320)는 복수의 기어 이들(321a, 321b)을 포함할 수 있다. 복수의 기어 이들(321a, 321b)은 10개일 수 있고, 기어 이들 사이 각도(Θ1)는, 36도일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 피니언 기어(320)의 복수의 기어 이들(321a, 321b) 중 기어 이가 홀 센서(350)에 근접하면, 홀 센서(350)를 통해 감지되는 자력(S)의 크기는 증가할 수 있다. 예를 들면, 제1 기어 이(321a)가 홀 센서(350)에 가깝게 배치되는 경우, 홀 센서(350)가 감지하는, z축 방향의 자력은 제1 기어 이(321a) 및 제2 기어 이(321b) 사이의 기어 뿌리의 면이 홀 센서(350)를 향하는 경우의 자력보다, 강할 수 있다.
피니언 기어(320)의 복수의 기어 이들(321a, 321b) 중 기어 이가 홀 센서(350)에 접근하면, x축 방향의 자력은 변할 수 있다. 예를 들면, 제1 기어 이(321a)가 홀 센서(350)에 가깝게 배치되었다가 멀어질 때는, 제1 기어 이(321a)의 영향이 커서, x축 방향의 자력은 감소할 수 있다. 제1 기어 이(321a)의 영향보다 제2 기어 이(321b)의 영향이 크게 작용하는 지점에서, x축 방향의 자력이 증가할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 피니언 기어(320)의 복수의 기어 이들(321a, 321b) 사이의 기어 뿌리의 면이 홀 센서(350)를 향하면, z축 방향의 자력은 약하고, x축의 방향의 자력은 변화할 수 있다. 예를 들면, 기어 뿌리의 면이 홀 센서(350)로부터 멀어지면, 제2 기어 이(321b)의 영향이 커지므로, x축 방향의 자력은 증가할 수 있다.
도 11b를 참조하면, 홀 센서(350)를 통해 획득된, z축 방향의 자기장의 크기는 12도일 때 상단 값을 가지고, 이후, 36도 주기로 상단 값을 가질 수 있다. 홀 센서(350)를 통해 획득된 z축 방향의 자기장의 크기는 30도일 때 하단 값을 가지고, 이후, 36도 주기로 하단 값을 가질 수 있다.
홀 센서(350)는 상단 값을 기준으로, 1주기당, 1/10바퀴씩 회전함을 감지할 수 있다. 예를 들면, 홀 센서(350)는 상단 값을 기준으로 1 주기당, 36도씩 회전함을 감지할 수 있다.
도 11c를 참조하면, 홀 센서(350)를 통해 획득된 z축 방향의 자기장의 변화량과 x축 방향의 자기장의 변화량을 바탕으로, 전자 장치(101) 또는 동력 전달 장치(300)는 피니언 기어(320)의 회전 방향을 식별할 수 있다.
피니언 기어(320)가 도 11a와 같이 시계 방향으로 회전할 때, 홀 센서(350)를 통해 획득된 z축 방향의 자기장의 크기가 상단 값을 가질 때, x축 방향의 자기장은 감소 추세일 수 있다. 피니언 기어9320)가 도 11a와 달리 반 시계 방향으로 회전할 때, 홀 센서(350)를 통해 획득된 z축 방향의 자기장의 크기가 상단 값을 가질 때, x축 방향의 자기장은 증가 추세일 수 있다.
상술한 실시예에 따르면, 홀 센서(350)를 통해, x축 방향의 자기장의 크기 및 z축 방향의 자기장의 크기를 비교하여, 전자 장치(101)는, 구동부(310)가 정방향으로 회전하거나, 역방향으로 회전하는 것을 감지할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 구동부(310)의 회전 방향을 감지함에 기반하여, 디스플레이가 확장 중인 상태이거나, 디스플레이가 축소 중인 상태인지를 식별할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 홀 센서(350)를 통해 감지되는 z축 방향의 자기장의 상단 값의 주기를 바탕으로, 디스플레이의 활성 영역의 크기를 식별할 수 있다.
상술한 실시예에 따른, 전자 장치(예: 도 4의 전자 장치(200))는, 제1 면과, 상기 제1 면과 반대 방향으로 향하는 제2 면을 포함하는 제1 하우징(예: 도4의 제1 하우징(210)), 상기 제1 면과 동일한 방향을 향하는 제3 면과 상기 제3 면과 반대 방향으로 향하는 제4 면을 포함하고, 상기 제1 하우징의 일부와 제1 방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되는 제2 하우징(예: 도 4의 제2 하우징(220)), 상기 제1 면 상에 배치되고, 상기 제2 하우징의 이동에 따라, 상기 제1 방향으로 확장 또는 축소되는 디스플레이(예: 도 2b의 플렉서블 디스플레이(230)), 상기 제2 하우징의 제3 면과 접하는 렉 기어(예: 도 4의 렉 기어(330)), 상기 렉 기어와 맞물리고(engage with) 복수의 이들(teethes)을 포함하는 피니언 기어(예: 도 4의 피니언 기어(320)), 상기 피니언 기어와 결합되는 샤프트를 통해 상기 피니언 기어를 회전시키는 구동부(예: 도 4의 구동부(310)), 상기 샤프트의 적어도 일부를 감싸고, 상기 피니언 기어와 상기 샤프트의 회전 과 평행한 제2 방향으로 이격되는 마그넷(예: 도 5의 마그넷 세트(510)), 상기 피니언 기어와 상기 제2 방향에 수직인 제3 방향으로 이격되고, 상기 피니언 기어를 통해 전달되는 자기력을 감지하는 홀 센서(예: 도 4의 홀 센서(350)), 상기 홀 센서와 작동적으로 결합하는 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 홀 센서를 이용하여 자기력의 변화와 관련된 데이터를 획득하고, 상기 자기력의 변화와 관련된 데이터에 기반하여, 상기 피니언 기어의 회전각도를 식별하도록, 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 마그넷(예: 도 5b의 제1 마그넷(511))인 상기 마그넷을 상기 샤프트를 기준으로 마주하는 제2 마그넷(예: 도 5b의 제2 마그넷(512))을 더 포함하고, 상기 제1 마그넷 및 상기 제2 마그넷들 각각이 상기 샤프트를 향하는 극성은, 동일할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 마그넷은, 상기 샤프트가 통과하는 관통홀을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 일면이 상기 홀 센서와 연결되는 인쇄 회로 기판(예: 도 6의 인쇄 회로 기판(590)), 상기 인쇄 회로 기판의 타면에 배치되는 메탈 플레이트(예: 도 6의 메탈 플레이트(520))를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제3 방향으로 상기 피니언 기어를 바라볼 때, 상기 피니언 기어는, 상기 메탈 플레이트와 중첩될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 피니언 기어는, 상기 마그넷과 상기 구동부 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 마그넷은, 상기 피니언 기어와 상기 구동부 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 피니언 기어와 상기 샤프트는 강자성체일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 구동부를 감싸고 상기 피니언 기어의 일부를 감싸고, 약 자성체인 모터 하우징(예: 도 3의 모터 하우징(340))을 더 포함하고, 상기 마그넷은, 상기 모터 하우징 내에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 모터 하우징은, 상기 샤프트를 회전가능하게 지지하는 격벽(예: 도 5b의 제1 격벽(593) 또는 제2 격벽(594)), 및 상기 격벽과 상기 샤프트 사이에 배치되는 베어링을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 마그넷은, 상기 베어링이 배치되는 상기 지지부의 상기 피니언 기어를 향하는 면에 부착될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 마그넷에 의해 발생하는 자기력선은, 상기 마그넷, 상기 샤프트, 및 상기 피니언 기어를 통과하는 폐곡선일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 홀 센서가 감지하는 자기장의 크기 및 방향은, 상기 피니언 기어의 이와 상기 홀센서의 일면 사이의 거리에 따라 변할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 홀 센서를 통과하는 상기 제3 방향의 자기장의 변화를 바탕으로, 상기 피니언 기어의 이동 거리를 식별할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 홀 센서를 통과하는 상기 제3 방향의 자기장 변화 및 상기 제3 방향에 수직인 제4 방향의 자기장의 변화를 바탕으로, 상기 피니언 기어의 회전 방향을 식별할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 동력 전달 장치(예: 도 5a의 동력 전달 장치(300))는, 제1 공간(예: 도 5b의 제1 공간(591)) 및 상기 제1 공간과 구별되는 제2 공간(예: 도 5b의 제2 공간(592))을 포함하는 모터 하우징(예: 도 5b의 모터 하우징(340)), 상기 모터 하우징 내에 제1 공간 내 배치되는 모터(예: 도 5a의 구동부(310)), 상기 모터로부터 연장되고, 상기 모터에 의해 회전하는, 상기 제2 공간 내의 샤프트(예: 도 5b의 샤프트(311)), 상기 제1 공간 및 상기 제2 공간을 분리하도록 형성된 격벽(예: 도 5b의 제1 격벽(593)), 상기 회전 축과 결합되고, 복수의 기어 이를 가지는 상기 제2 공간 내의 피니언 기어(예: 도 5b의 피니언 기어(320)), 상기 회전 축의 일부를 감싸고, 상기 피니언 기어와 상기 회전 축 방향으로 이격되는 마그넷(예: 도 5b의 복수의 마그넷들(511, 512)), 상기 피니언 기어와 상기 회전 축 방향에 수직인 방향으로 이격되고, 상기 마그넷으로부터 상기 샤프트, 상기 피니언 기어를 통해 전달되는 자기력을 감지하는 홀 센서(예: 도 5b의 홀 센서(350))를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 피니언 기어와 맞물리는(engage with) 복수의 이들(teethes)이 길이를 가지는 평면 상에 형성되는 랙 기어(예: 도 5a의 렉 기어(330)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 마그넷(예: 도 5b의 제1 마그넷(511))인 상기 마그넷을 상기 샤프트를 기준으로 마주하는 제2 마그넷(예: 도 5b의 제2 마그넷(512))을 더 포함하고, 상기 제1 마그넷 및 상기 제2 마그넷의 서로 마주보는 면의 극성은, 동일할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 마그넷은, 상기 샤프트가 통과하는 관통홀을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 일면이 상기 홀 센서와 연결되는 인쇄 회로 기판(예: 도 5b의 인쇄 회로 기판(590)), 상기 인쇄 회로 기판의 타면에 배치되는 메탈 플레이트(예: 도 5b의 메탈 플레이트(520))를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 피니언 기어로부터 상기 홀 센서를 향하는 방향으로, 상기 피니언 기어를 바라볼 때, 상기 피니언 기어는, 상기 메탈 플레이트와 중첩될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 피니언 기어는, 상기 마그넷과 상기 모터 사이에 배치될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
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본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: CD-ROM(compact disc read only memory))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어??)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    제1 하우징;
    상기 제1 하우징의 일부와 제1 방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되는 제2 하우징;
    상기 제1 하우징 및 상기 제2 하우징에 의해 형성되는 실질적으로 동일한 면 상에 배치되고, 상기 제2 하우징의 이동에 따라, 상기 제1 방향으로 확장 또는 축소되는 디스플레이;
    상기 제2 하우징과 연결되는 렉 기어;
    상기 렉 기어와 맞물리고(engage with) 복수의 이들(teethes)을 포함하는 피니언 기어;
    상기 피니언 기어와 결합되는 샤프트를 통해 상기 피니언 기어를 회전시키는 구동부;
    상기 샤프트의 적어도 일부를 감싸고, 상기 피니언 기어와 상기 샤프트의 회전 과 평행한 제2 방향으로 이격되는 마그넷;
    상기 피니언 기어와 상기 제2 방향에 수직인 제3 방향으로 이격되고, 상기 피니언 기어를 통해 전달되는 자기력을 감지하는 홀 센서; 및
    상기 홀 센서와 작동적으로 결합하는 프로세서; 를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 홀 센서를 이용하여 자기력의 변화와 관련된 데이터를 획득하고,
    상기 자기력의 변화와 관련된 데이터에 기반하여, 상기 피니언 기어의 회전각도를 식별하도록, 구성되는,
    전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    제1 마그넷인 상기 마그넷을 상기 샤프트를 기준으로 마주하는 제2 마그넷; 을 더 포함하고,
    상기 제1 마그넷 및 상기 제2 마그넷들 각각이 상기 샤프트를 향하는 극성은,
    동일한,
    전자 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 마그넷은,
    상기 샤프트가 통과하는 관통홀을 포함하는,
    전자 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    일면이 상기 홀 센서와 연결되는 인쇄 회로 기판; 및
    상기 인쇄 회로 기판의 타면에 배치되는 메탈 플레이트; 를 더 포함하고,
    상기 제3 방향으로 상기 피니언 기어를 바라볼 때, 상기 피니언 기어는,
    상기 메탈 플레이트와 중첩되는,
    전자 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 피니언 기어는,
    상기 마그넷과 상기 구동부 사이에 배치되는,
    전자 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 마그넷은,
    상기 피니언 기어와 상기 구동부 사이에 배치되는,
    전자 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 피니언 기어와 상기 샤프트는 강자성체인,
    전자 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 구동부를 감싸고 상기 피니언 기어의 일부를 감싸고, 약 자성체인 모터 하우징; 을 더 포함하고,
    상기 마그넷은,
    상기 모터 하우징 내에 배치되는,
    전자 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 모터 하우징은,
    상기 샤프트를 회전가능하게 지지하는 지지부, 및 상기 지지부와 상기 샤프트 사이에 배치되는 베어링을 포함하는,
    전자 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 마그넷은,
    상기 베어링이 배치되는 상기 지지부의 상기 피니언 기어를 향하는 면에 부착되는,
    전자 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 마그넷에 의해 발생하는 자기력선은,
    상기 마그넷, 상기 샤프트, 및 상기 피니언 기어를 통과하는 폐곡선인,
    전자 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 홀 센서가 감지하는 자기장의 크기 및 방향은,
    상기 피니언 기어의 이와 상기 홀센서의 일면 사이의 거리에 따라 변하는,
    전자 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 홀 센서를 통과하는 상기 제3 방향의 자기장의 변화를 바탕으로, 상기 피니언 기어의 이동 거리를 식별하는,
    전자 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 홀 센서를 통과하는 상기 제3 방향의 자기장 변화 및 상기 제3 방향에 수직인 제4 방향의 자기장의 변화를 바탕으로, 상기 피니언 기어의 회전 방향을 식별하는,
    전자 장치.
  15. 동력 전달 장치에 있어서,
    제1 공간 및 상기 제1 공간과 구별되는 제2 공간을 포함하는 모터 하우징;
    상기 모터 하우징 내에 제1 공간 내 배치되는 모터;
    상기 모터로부터 연장되고, 상기 모터에 의해 회전하는, 상기 제2 공간 내의 샤프트;
    상기 제1 공간 및 상기 제2 공간을 분리하도록 형성된 격벽;
    상기 회전 축과 결합되고, 복수의 기어 이를 가지는 상기 제2 공간 내의 피니언 기어;
    상기 회전 축의 일부를 감싸고, 상기 피니언 기어와 상기 회전 축 방향으로 이격되는 마그넷; 및
    상기 피니언 기어와 상기 회전 축 방향에 수직인 방향으로 이격되고, 상기 마그넷으로부터 상기 샤프트, 상기 피니언 기어를 통해 전달되는 자기력을 감지하는 홀 센서; 를 포함하는,
    동력 전달 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 피니언 기어와 맞물리는(engage with) 복수의 이들(teethes)이 길이를 가지는 평면 상에 형성되는 랙 기어; 를 더 포함하는,
    동력 전달 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    제1 마그넷인 상기 마그넷을 상기 샤프트를 기준으로 마주하는 제2 마그넷; 을 더 포함하고,
    상기 제1 마그넷 및 상기 제2 마그넷의 서로 마주보는 면의 극성은,
    동일한,
    동력 전달 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 마그넷은,
    상기 샤프트가 통과하는 관통홀을 포함하는,
    동력 전달 장치.
  19. 제15항에 있어서,
    일면이 상기 홀 센서와 연결되는 인쇄 회로 기판; 및
    상기 인쇄 회로 기판의 타면에 배치되는 메탈 플레이트;를 더 포함하고,
    상기 피니언 기어로부터 상기 홀 센서를 향하는 방향으로, 상기 피니언 기어를 바라볼 때, 상기 피니언 기어는,
    상기 메탈 플레이트와 중첩되는,
    동력 전달 장치.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 피니언 기어는,
    상기 마그넷과 상기 모터 사이에 배치되는,
    동력 전달 장치.
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