WO2021054715A1

WO2021054715A1 - 폴더블 디바이스의 두 몸체부의 사이각 측정 방법 및 이를 위한 장치

Info

Publication number: WO2021054715A1
Application number: PCT/KR2020/012490
Authority: WO
Inventors: 박정원
Original assignee: 일진머티리얼즈 주식회사
Priority date: 2019-09-18
Filing date: 2020-09-16
Publication date: 2021-03-25

Abstract

폴더블 디바이스의 각도 측정 장치 및 방법이 개시된다. 폴더블 디바이스의 제1 몸체부에 설치된 제1 자기센서부가 자신에게 인가되는 외부 자기장의 크기를 검출하여 상기 제1 몸체부가 지향하는 방향을 대표하는 제1 방위 정보를 생성한다. 제1 몸체부와 접힘 가능하게 결합된, 폴더블 디바이스의 제2 몸체부에 설치된 제2 자기센서부가 자신에게 인가되는 외부 자기장의 크기를 검출하여 제2 몸체부가 지향하는 방향을 대표하는 제2 방위 정보를 생성한다. 제어부가 제1 방위 정보와 제2 방위 정보를 이용하여 제1 몸체부와 상기 제2 몸체부 간의 사이각을 산출한다. 제1 및 제2 자기센서부는 마그네틱 플럭스게이트 센서부로 각각 구현될 수 있다. 마그네틱 플럭스게이트 센서부 각각이 최초 상태에서 가지고 있는 원점 오프셋의 크기 등을 미리 구하여 사이각 산출에 적용할 수 있다.

Description

폴더블 디바이스의 두 몸체부의 사이각 측정 방법 및 이를 위한 장치

본 발명은 폴더블 디바이스의 사이각 측정 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 접힘 가능하게 결합된 두 몸체부의 사이각이 변할 때 실시간으로 그 사이각을 측정할 수 있는 폴더블 디바이스의 두 몸체부 사이각을 측정하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.

두 개의 구성부가 하나의 중심축을 기준으로 상대적인 회전운동을 하여 그 두 구성부 간의 사이각이 변할 수 있는 장치나 기기들이 다양하게 사용되고 있다. 즉, 두 구성부는 각각의 일 측부가 결합축을 매개로 회전 가능하게 결합되고, 필요에 따라 그 결합축을 중심으로 접히거나 펴질 수 있다. 이러한 폴더블 구조(foldable structure)의 예로는 예컨대 서로 간의 사이각이 가변될 수 있도록 축 결합된 제1 및 제2 로봇팔 부재를 포함하는 로봇장치, 문틀과 그 문틀에 회전 가능하게 결합되어 여닫을 수 있는 문을 포함하는 회전문 장치 등이 그 예이다. 전자기기들 중 폴더블 구조를 갖는 대표적인 예로는 노트북 컴퓨터, 폴더블 태블릿 컴퓨터 등이 있다.

최근에는 두 개의 몸체가 결합축을 통해 폴드블 구조로 결합되고 플렉스블(flexible), 벤더블(bendable) 또는 롤러블(rollable) 디스플레이(이하, 통칭하여 '폴더블 디스플레이'라 함)를 채용한 폴더블 스마트폰의 상업적 출시도 예정되어 있다. 앞으로도 폴더블 디스플레이를 적용한 다양한 응용제품이 나올 수 있을 것이다. 예컨대 폴더블 디스플레이가 적용된 전자 디바이스는 복수의 화면을 독립적으로 출력하거나 하나의 화면을 분할하여 출력하기 위해 복수의 디스플레이를 채용하고 있으며, 복수의 디스플레이는 폴더블 디바이스의 두 구성부는 상호 간에 폴딩이 가능하도록 예컨대 힌지 구조로 결합될 수 있다.

폴더블 구조를 갖는 장치나 디바이스 등에 있어서, 두 구성부의 사이각의 크기에 따라 소정의 후속 조치(필요한 동작, 처리, 제어 등)가 취해질 수 있다. 예컨대 닫아둔 문이 회전하여 문틀과의 사이각이 소정 각도 이상으로 되면, 그 문이 열린 것으로 판단하여 필요한 조치(예컨대, 원치 않은 문 개방이 있음을 알리는 알람 출력 등)를 취할 수 있다. 예컨대 축 결합된 제1 및 제2 로봇팔 부재의 사이각의 크기에 따라 로봇 장치의 정해진 동작을 수행하거나 또는 그 사이각 데이터를 외부에 제공하는 조치를 취할 수 있다.

또한, 예컨대 폴더블 전자 디바이스의 두 구성부 간의 사이각(즉, 열림 각도 또는 접힘 각도)에 따라 다양한 사용자 인터페이스(User Interface: UI)를 출력하는 기능이 요구될 수 있다. 예컨대, 폴더블 스마트폰의 경우, 두 몸체부 상에 마련된 디스플레이부는 두 몸체부가 접힌 상태일 때와 펴진 상태일 때의 사용 형태가 다를 수 있다. 즉, 접힌 상태에서는 그 디스플레이부가 두 개의 디스플레이 영역으로 분리되어 각 몸체부의 독립된 디스플레이 화면으로 사용되고, 펴진 상태에서는 그 디스플레이부가 하나의 화면으로 기능할 수 있다.

이처럼 여러 가지 다양한 폴더블 장치에 있어서, 두 구성부 간의 사이각의 크기에 따라 어떤 결정을 하거나 처리를 해야 하는 경우가 많다. 예컨대 폴더블 스마트폰의 두 몸체부의 열림 각도에 따라 UI를 가변적으로 적용할 수 있다. 따라서 폴더블 구조를 이루는 두 구성부 간의 사이각을 실시간으로 정확하게 측정할 수 있는 기술이 필요하다.

휴대용 폴더블 전자기기는 사용 중에 그것의 자세나 방향이 수시로 변할 수 있고, 자세나 방향의 변화 중에 두 구성부 간의 사이각도 변할 수 있다. 그런 상황에서도 두 구성부 간의 사이각을 실시간으로 정확하게 측정할 수 있는 기술이 요구되고 있다.

대한민국 특허공개번호 제10-2017-0031525호는 두 개의 가속도 센서 또는 한 개의 가속도센서와 한 개의 각속도 센서를 사용하여 두 디스플레이 간의 사이각을 측정하는 기술을 개시한다. 그런데, 이 기술은 다음과 같은 기술적 한계가 있다. 가속도 센서를 사용하는 방법의 경우, 가속도 센서가 장착된 몸체부뿐만 아니라 폴더블 디바이스 전체 또는 일부가 가속 운동을 하는 경우에 가속도 센서가 중력 가속도의 방향을 정확하게 인식하지 못하여 회전각 측정에 오류가 발생할 수 있다.

한 개의 가속도 센서와 한 개의 각속도 센서를 사용하는 방식은, 전원이 켜져 있는 상태에서의 두 디스플레이 간의 사이각은 측정할 수 있다. 하지만, 각속도 센서에 전원 공급이 오프된 후 다시 온 되었을 때, 각속도 센서가 그 전원 공급이 온 된 시점에서의 두 구성부 간의 사이각을 측정할 수 없다. 현재 시점에서 형성된 두 구성부 간의 사이각 측정이 불가능한 상태에서, 가속도 센서가 설치된 구성부의 회전 각도의 변위를 산출하는 것만으로는 두 구성부 간의 사이각을 정확하게 측정할 수는 없다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 폴더블 디바이스 전체 또는 일부의 가속운동 및 전원 온/오프와 무관하게 최소한의 자기센서를 사용하여 그 폴더블 디바이스의 두 몸체부의 사이각을 실시간으로 정확하게 측정할 수 있는 방법과 이를 위한 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제들에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

상기 본 발명의 일 목적을 실현하기 위한 실시예들에 따른 폴더블 디바이스의 두 몸체부의 사이각 측정 장치는 제1 자기센서부, 제2 자기센서부, 그리고 제어부를 포함할 수 있다. 상기 제1 자기센서부는 제1 몸체부와 제2 몸체부가 접힘축을 매개로 접힘 가능하게 결합된 폴더블 디바이스의 상기 제1 몸체부에 설치되어 자신에게 인가되는 외부 자기장의 크기를 검출하여 상기 제1 몸체부가 지향하는 방향을 대표하는 제1 방위정보를 검출하도록 구성된다. 상기 제2 자기센서부는 상기 제2 몸체부에 설치되어 자신에게 인가되는 외부 자기장의 크기를 검출하여 상기 제2 몸체부가 지향하는 방향을 대표하는 제2 방위정보를 검출하도록 구성된다. 상기 제어부는 상기 제1 및 제2 자기센서부로부터 상기 제1 방위 정보와 상기 제2 방위 정보를 제공받아 상기 접힘축을 중심으로 상기 제1 몸체부와 상기 제2 몸체부 간의 사이각을 산출하도록 구성된다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 접힘축 상의 한 점을 원점으로 하는 3차원 좌표계에서, 상기 제1 방위 정보는 상기 원점에서 적어도 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향의 외부 자기장 성분의 크기에 의해 정해지는 제1 지점을 연결한 제1 방위 벡터로 매핑될 수 있는 정보이고, 상기 제2 방위 정보는 상기 원점에서 상기 제3 방향 및 제4 방향의 외부 자기장 성분의 크기에 의해 정해지는 제2 지점을 연결한 제2 방위 벡터로 매핑될 수 있는 정보일 수 있다. 상기 제1 방향은 상기 제1 몸체부의 평면과 실질적 평행인 임의의 방향이고, 상기 제2 방향은 상기 제1 몸체부의 평면에 대한 실질적 법선 방향이며, 상기 제3 방향은 상기 제2 몸체부의 평면과 실질적 평행인 임의의 방향이고, 상기 제4 방향은 상기 제2 몸체부의 평면에 대한 실질적 법선 방향일 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어부는 상기 제1 방위 정보에 의해 매핑되는 상기 제1 방위 벡터와 상기 제2 방위 정보에 의해 매핑되는 상기 제2 방위 벡터를 각각 구하고, 상기 제1 방위 벡터와 상기 제2 방위 벡터 간의 사이각을 산출하도록 구성될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 자기센서부는 적어도 제1 방향의 외부 자기장 성분을 검출하도록 구성된 제1 플럭스게이트 소자, 제2 방향의 외부 장기장 성분을 검출하도록 구성된 제2 플럭스게이트 소자, 그리고 적어도 상기 제1 및 제2 플럭스게이트 소자의 구동에 필요한 제1 및 제2 구동전류를 각각 인가하고 상기 제1 및 제2 플럭스게이트 소자로부터 상기 제1 및 제2 구동전류에 의한 자기장과 외부 인가 자기장에 의해 유도되는 제1 및 제2 픽업전압을 각각 제공받아 상기 제1 방위정보를 검출하는 제1 구동/검출부를 포함하는 제1 마그네틱 플럭스게이트 센서부일 수 있다. 상기 제2 자기센서부는 적어도 제3 방향의 외부 자기장 성분을 검출하도록 구성된 제3 플럭스게이트 소자, 제4 방향의 외부 자기장 성분을 검출하도록 구성된 제4 플럭스게이트 소자, 그리고 적어도 상기 제3 및 제4 플럭스게이트 소자의 구동에 필요한 제3 및 제4 구동전류를 각각 인가하고 상기 제3 및 제4 플럭스게이트 소자로부터 상기 제3 및 제4 구동전류에 의한 자기장과 외부 인가 자기장에 의해 유도되는 제3 및 제4 픽업전압을 각각 제공받아 상기 제2 방위정보를 검출하는 제2 구동/검출부를 포함하는 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부일 수 있다. 상기 제1 방향은 상기 제1 몸체부의 평면과 실질적 평행인 임의의 방향이고, 상기 제2 방향은 상기 제1 몸체부의 평면에 대한 실질적 법선 방향이며, 상기 제3 방향은 상기 제2 몸체부의 평면과 실질적 평행인 임의의 방향이고, 상기 제4 방향은 상기 제2 몸체부의 평면에 대한 실질적 법선 방향일 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 내지 제4 플럭스게이트 소자 각각은 자성체에 구동코일과 픽업코일이 각각 권선되는 구조로 형성될 수 있다. 상기 제1 구동/검출부는, 상기 제1 및 제2 플럭스게이트 소자의 구동코일에 교류 구동전류를 인가하는 동안에 매 주기마다, 상기 제1 및 제2 플럭스게이트 소자의 자성체의 자화 반전 특성에 의해 각각 발생하는 상기 제1 및 제2 픽업전압의 각 전압피크가 상기 제1 및 제2 플럭스게이트 소자의 픽업코일에 각각 인가되는 외부 자기장의 세기에 의해 시프트 되는 정도를 이용하여 상기 제1 방위 정보를 각각 산출하도록 구성될 수 있다. 상기 제2 구동/검출부는, 상기 제3 및 제4 플럭스게이트 소자의 구동코일에 교류 구동전류를 인가하는 동안에 매 주기마다, 상기 제3 및 제4 플럭스게이트 소자의 자성체의 자화 반전 특성에 의해 각각 발생하는 상기 제3 및 제4 픽업전압의 각 전압피크가 상기 제1 및 제2 플럭스게이트 소자의 픽업코일에 각각 인가되는 외부 자기장의 세기에 의해 시프트 되는 정도를 이용하여 상기 제2 방위 정보를 각각 산출하도록 구성될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 폴더블 디바이스의 두 몸체부의 사이각 측정 장치는 상기 제1 몸체부와 상기 제2 몸체부에 각각 마련되고 사용자와의 인터페이스 기능을 제공할 수 있도록 구성된 제1 및 제2 인터페이스 유닛을 더 포함할 수 있다. 상기 제어부는 산출된 사이각의 크기에 따라 상기 제1 및 제2 인터페이스 유닛이 하나로 통합된 인터페이스 유닛으로 동작하거나 또는 별도의 독립된 인터페이스 유닛으로 동작하도록 제어하도록 구성될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부 각각은 각 플럭스게이트 소자의 미리 구해진 원점 오프셋 크기를 각각 저장하고 있으며, 상기 제1 및 제2 방위 정보 검출 시 저장된 각 플럭스게이트 소자의 원점 오프셋 크기를 각각 적용하도록 구성될 수 있다. 여기서, 상기 각 플럭스게이트 소자의 원점 오프셋 크기는 해당 플럭스게이트 소자의 픽업전압 프로파일에서 픽업전압의 한 주기의 시작시점에서부터 외부 자기장이 인가되지 않을 때 전압피크의 발생시점까지의 시간 차 또는 이와 등가인 외부 자기장의 세기일 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어부는 상기 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부의 플럭스게이트 소자들 각각의 미리 구해진 원점 오프셋 크기를 각각 저장하고 있으며, 상기 제1 몸체부와 상기 제2 몸체부 간의 사이각을 산출할 때 상기 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부로부터 제공받은 상기 제1 방위 정보 및 제2 방위 정보에 플럭스게이트 소자 별 원점 오프셋 크기를 각각 적용하도록 구성될 수 있다. 여기서, 상기 각 플럭스게이트 소자의 원점 오프셋 크기는 해당 플럭스게이트 소자의 픽업전압 프로파일에서 픽업전압의 한 주기의 시작시점에서부터 외부 자기장이 인가되지 않을 때 전압피크의 발생시점까지의 시간 차 또는 이와 등가인 외부 자기장의 세기일 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 폴더블 디바이스는 상기 제1 몸체부와 상기 제2 몸체부가 힌지축으로 결합되어 서로 포개지도록 접힌 상태에서 서로 동일한 평면을 형성하도록 펼쳐진 상태까지 가역적으로 움직일 수 있고, 상기 제1 및 제2 부재의 한쪽 표면상에 배치된 디스플레이부를 더 포함하는 폴더블 통신기기일 수 있다.

한편, 상기 본 발명의 일 목적을 실현하기 위한 실시예들에 따른 폴더블 디바이스의 두 몸체부의 사이각 측정 방법은 폴더블 디바이스의 제1 몸체부에 설치된 제1 자기센서부가 자신에게 인가되는 외부 자기장의 크기를 검출하여 상기 제1 몸체부가 지향하는 방향을 대표하는 제1 방위 정보를 생성하고, 상기 제1 몸체부와 접힘 가능하게 결합된, 폴더블 디바이스의 제2 몸체부에 설치된 제2 자기센서부가 자신에게 인가되는 상기 외부 자기장의 크기를 검출하여 상기 제2 몸체부가 지향하는 방향을 대표하는 제2 방위 정보를 생성하는 제1 및 제2 방위 정보 생성 단계; 및 제어부가 상기 제1 및 제2 자기센서부로부터 제공받은 상기 제1 방위 정보와 상기 제2 방위 정보를 이용하여 상기 제1 몸체부와 상기 제2 몸체부 간의 접힘축을 중심으로 상기 제1 몸체부와 상기 제2 몸체부 간의 사이각을 산출하는 사이각 산출 단계를 포함한다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 폴더블 디바이스의 두 몸체부의 사이각 측정 방법은 상기 제어부가 산출된 사이각의 크기에 따라 미리 정해진 상기 폴더블 디바이스의 정해진 동작 제어 또는 처리를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 접힘축 상의 한 점을 원점으로 하는 3차원 좌표계에서, 상기 제1 방위 정보는 상기 원점에서 적어도 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향의 외부 자기장 성분의 크기에 의해 정해지는 제1 지점을 연결한 제1 방위 벡터로 매핑될 수 있는 정보일 수 있다. 상기 제2 방위 정보는 상기 원점에서 상기 제3 방향 및 제4 방향의 외부 자기장 성분의 크기에 의해 정해지는 제2 지점을 연결한 제2 방위 벡터로 매핑될 수 있는 정보일 수 있다. 상기 제1 방향은 상기 제1 몸체부의 평면과 실질적 평행인 임의의 방향이고, 상기 제2 방향은 상기 제1 몸체부의 평면에 대한 실질적 법선 방향이며, 상기 제3 방향은 상기 제2 몸체부의 평면과 실질적 평행인 임의의 방향이고, 상기 제4 방향은 상기 제2 몸체부의 평면에 대한 실질적 법선 방향일 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 자기센서부는 적어도 상기 제1 방향의 외부 자기장 성분을 검출하도록 구성된 제1 플럭스게이트 소자, 상기 제2 방향의 외부 장기장 성분을 검출하도록 구성된 제2 플럭스게이트 소자, 그리고 제1 구동/검출부를 포함하는 제1 마그네틱 플럭스게이트 센서부일 수 있다. 상기 제2 자기센서부는 적어도 센서는 적어도 상기 제3 방향의 외부 자기장 성분을 검출하도록 구성된 제3 플럭스게이트 소자, 상기 제4 방향의 외부 자기장 성분을 검출하도록 구성된 제4 플럭스게이트 소자, 그리고 제2 구동/검출부를 포함하는 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부일 수 있다. 상기 제1 방위 정보 생성 단계는, 상기 제1 구동/검출부에 의해 수행되고, 외부 자기장이 인가되는 조건에서, 적어도 상기 제1 및 제2 플럭스게이트 소자의 구동코일에 교류 구동전류를 각각 흘려주면서 적어도 상기 제1 및 제2 플럭스게이트 소자의 픽업코일에 각각 유도되는 제1 및 제2 픽업전압을 검출하는 단계; 매 주기마다, 상기 제1 픽업전압의 프로파일에서 제1 전압피크 발생시점을 검출하고, 상기 제2 픽업전압의 프로파일에서 제2 전압피크 발생시점을 검출하는 단계; 및 상기 외부 자기장이 인가되지 않을 때의 전압피크 발생시점에 비해 상기 제1 전압피크 발생시점의 제1 시프트 량과 상기 제2 전압피크 발생시점의 제2 시프트 량을 산출하여 상기 제1 방위 정보로서 출력하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제2 방위 정보 생성 단계는, 상기 제2 구동/검출부에 의해 수행되고, 외부 자기장이 인가되는 조건에서, 적어도 상기 제3 및 제4 플럭스게이트 소자의 구동코일에 교류 구동전류를 각각 흘려주면서 적어도 상기 제3 및 제4 플럭스게이트 소자의 픽업코일에 각각 유도되는 제3 및 제4 픽업전압을 검출하는 단계; 매 주기마다, 상기 제3 픽업전압의 프로파일에서 제3 전압피크 발생시점을 검출하고, 상기 제4 픽업전압의 프로파일에서 제4 전압피크 발생시점을 검출하는 단계; 및 상기 외부 자기장이 인가되지 않을 때의 전압피크 발생시점에 비해 상기 제3 전압피크 발생시점의 제3 시프트 량과 상기 제4 전압피크 발생시점의 제4 시프트 량을 산출하여 상기 제2 방위 정보로서 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제k 전압피크 발생시점(단, k=1, 2, 3, 4)은, 현재 주기의 제k 픽업전압 프로파일에서 초기 소정 구간의 전압의 크기들을 대표하는 값을 베이스 전압으로 산출하고, 상기 베이스 전압에 소정 크기의 갭 전압을 합한 제k 기준전압을 산출하며, 상기 현재 주기의 제k 픽업전압의 프로파일에서 전압 값이 상기 제k 기준전압의 크기와 같아지는 시점을 상기 제k 전압피크 발생시점으로 정하는 방법으로 정해질 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 폴더블 디바이스의 두 몸체부의 사이각 측정 방법은 상기 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부 각각이 최초 상태에서 가지고 있는 측정 오차를 보정하기 위한 캘리브레이션을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 캘리브레이션을 수행하는 단계는, 상기 제1 마그네틱 플럭스게이트 센서부의 상기 제1 및 제2 플럭스게이트 소자의 제1 및 제2 원점 오프셋 크기를 산출하여 데이터 저장부에 저장하는 단계; 상기 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부의 상기 제3 및 제4 플럭스게이트 소자의 제3 및 제4 원점 오프셋 크기를 산출하여 상기 데이터 저장부에 저장하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 방위정보를 이용하여 상기 제1 몸체부와 상기 제2 몸체부 간의 사이각을 산출할 때, 상기 데이터 저장부에 저장된 상기 제1 내지 제4 원점 오프셋 크기를 적용하여 상기 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부 각각의 원점 오프셋을 캘리브레이션 하는 단계를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 원점 오프셋을 캘리브레이션 하는 단계'는 상기 제1 마그네틱 플럭스게이트 센서부에서 상기 제1 방위 정보를 산출할 때 상기 제1 및 제2 원점 오프셋 크기를 적용하는 단계; 및 상기 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부에서 상기 제2 방위 정보를 산출할 때 상기 제3 및 제4 원점 오프셋 크기를 적용 하는 단계를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, '상기 원점 오프셋을 캘리브레이션 하는 단계'는 상기 제어부에서 상기 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부로부터 제공받은 상기 제1 및 제2 방위정보에 상기 제1 내지 제4 원점 오프셋 크기를 적용하여 상기 사이각을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 내지 제4 원점 오프셋 크기는, 상기 폴더블 디바이스가 xy평면, yz 평면, 그리고 zx평면 중 적어도 두 평면 각각에 평행하게 위치된 상태에서 360도 회전하는 동안에, 상기 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부 각각의 상기 제1 및 제2 플럭스게이트 소자 각각의 픽업전압 프로파일에서 전압피크 발생시점을 각각 측정하여 해당 평면에서의 전압피크 발생시점의 변화궤적을 구하는 단계; 각 평면에서의 상기 전압피크 발생시점의 변화궤적에서 x축 방향의 최대값(Xmax)과 최소값(Xmin), y축 방향의 최대값(Ymax)과 최소값(Ymin), 그리고 z축 방향의 최대값(Zmax)과 최소값(Zmin)을 구하는 단계; 그리고 상기 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부 각각의 상기 제1 및 제2 플럭스게이트 소자 각각의 상기 제1 내지 제4 원점 오프셋 크기(X_offset, Y_offset, Z_offset)를 아래 식을 이용하여 산출하는 단계를 통해 구해질 수 있다.

X_offset = (Xmax + Xmin)/2

Y_offset = (Ymax + Ymin)/2

Z_offset = (Zmax + Zmin)/2

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 캘리브레이션을 수행하는 단계는, 상기 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부의 각 플럭스게이트 소자의 x축 방향의 측정 민감도, y축 방향의 측정 민감도, 그리고 z축 방향의 측정 민감도를 구하는 단계; 상기 x축, y축, 및 z축 방향의 측정 민감도 각각에 대한 민감도 게인을 구하는 단계; 및 상기 x축, y축, 및 z축 방향의 측정 민감도 각각에 대하여 해당 축의 민감도 게인을 적용하여 상기 x축, y축, 및 z축 방향의 측정 민감도 간의 편차를 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 민감도 게인은 원점 오프셋의 캘리브레이션 시 사용된 자기장의 최대값과 최소값의 차이와 측정된 전압피크 발생시점의 최대값과 최소값의 차이 간의 비율로 정해질 수 있다.

본 발명에 의하면, 사이각 측정 대상인 폴더블 디바이스의 두 몸체부에 자기센서부를 각각 하나씩 배치하는 구성을 통해 두 몸체부의 사이각을 실시간으로 정확하게 측정할 수 있다. 본 발명에 따른 사이각 측정 방법은 중력가속도를 이용한 측정 방식이 아니라, 지구 자기장을 이용한 측정방법이므로 폴더블 디바이스 전체 또는 일부가 가속운동을 하는 동안에도 두 몸체부의 사이각을 정확하게 측정할 수 있다. 왜냐하면, 각 몸체부에 설치된 자기센서부로부터 출력되는 방위 정보는 폴더블 디바이스의 두 몸체부의 접힘축 상의 원점을 기준으로 하는 3차원 좌표계에서의 특정 지점의 좌표 정보이기 때문이다. 폴더블 디바이스 전체나 일부가 가속운동을 하더라도 상기 방위 정보에는 아무런 영향을 주지 못하기 때문이다.

본 발명에 따른 사이각 측정 장치에 의하면, 자기센서부들이 측정하는 두 몸체부의 방위 정보는 오로지 외부에서 인가되는 지구 자기장의 각 방향 별 크기에만 영향을 받는다. 폴더블 디바이스의 전원이 오프 되었다가 다시 온 되더라도 외부에서 인가되는 지구 자기장의 크기에 변화가 없다면, 두 몸체부의 방위 정보 역시 전원의 오프 후 온에 의한 변화가 없다. 즉, 전원의 온/오프로 인한 사이각 측정의 오차가 전혀 생기지 않아 두 몸체부 간의 사이각 측정을 정확하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 폴더블 디바이스의 접힘 가능하게 결합된 두 몸체부의 사이각을 측정하기 위한 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 휴대용 폴더블 디바이스에 도 1의 사이각 측정 장치가 적용된 경우를 예시한다

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 디바이스의 사이각 측정 장치에서 제1 및 제2 자기센서부의 예시적인 실시예로 사용되는 3축 마그네틱 플럭스게이트 센서부의 구성을 도시하고,

도 4는 마그네틱 플럭스게이트 센서부의 3축 플럭스게이트 소자의 내부 구성을 개념적으로 예시한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 두 개의 마그네틱 플럭스게이트 센서부를 이용하여 구현되는 폴드블 디바이스의 두 몸체부의 사이각 측정 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 6은 본 외부 인가 자기장(지구 자기장)의 세기를 측정하기 위한 플럭스게이트 소자의 동작 원리를 설명하기 위한 예시도이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 디바이스의 두 몸체부의 사이각을 측정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 8은 구동코일에 교류 구동전류가 흐를 때 생기는 자기장과 외부 자기장이 픽업코일에 인가되므로 인해 유도되는 픽업전압의 프로파일로부터 전압피크의 발생시점을 측정하는 방법을 설명하기 위한 파형도이다.

도 9는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 픽업전압 프로파일로부터 제1 및 제2 몸체부가 지향하는 방향을 대표하는 제1 및 제2 방위 정보를 생성하는 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 10은 도 9의 단계 S120에서 제1 및 제2 전압피크의 시간 간격을 산출하는 절차를 구체적으로 나타낸 흐름도이다.

도 11은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 마그네틱 플럭스게이트 센서부를 캘리브레이션 하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 12는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 마그네틱 플럭스게이트 센서부들에 대한 캘리브레이션을 적용하여 두 몸체부의 사이각을 측정하는 절차를 나타낸 흐름도이다.

도 13은 본 발명에 따른 폴더블 디바이스의 두 몸체부의 사이각 측정 장치의 성능을 시뮬레이션 한 결과를 보여준다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 폴더블 구조로 결합된 두 몸체부의 사이각을 측정하기 위한 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 1을 참조하면, 예시적인 실시예에 따른 폴더블 디바이스 사이각 측정 장치(20)는 제1 자기센서부(13)와 제2 자기센서부(14), 그리고 제어부(15)를 포함할 수 있다. 제1 자기센서부(13)와 제2 자기센서부(14)는 접힘 가능하게 결합된 폴더블 디바이스의 제1 몸체부와 제2 몸체부에 각각 설치될 수 있다.

예시적인 실시예에서, 제1 자기센서부(13)와 제2 자기센서부(14)는 지구 자계의 성분들을 측정하는 벡터 자기센서(vector magnetometers)로 구현될 수 있다. 세 개의 직교하는 벡터 자기센서부를 이용하여 측정되는 자계 세기의 성분들을 이용하여 방위각(azimuth)과 경사각(inclination)을 측정할 수 있다. 본 발명에 적용될 수 있는 벡터 자기센서부는 회전코일 자기센서(rotating coil magnetometer), 홀 효과 자기센서(Hall effect magnetometer), 자기저항 소자(magneto-resistive devices), 플럭스게이트 자기센서(fluxgate magnetometer) 등을 들 수 있다. 하지만 반드시 이것에 국한되는 것은 아니고, 지자기를 검출할 수 있는 자기센서라면 본 발명의 자기센서부로 사용할 수 있다.

제1 및 제2 자기센서부(13, 14)는 제1 몸체부와 제2 몸체부의 거동을 각각 검출하여 제1 및 제2 몸체부가 각각 향하는 방향을 나타내는 제1 및 제2 방위 정보를 생성하여 제어부(15)로 출력할 수 있다.

제어부(15)는 제1 및 제2 자기센서부(13, 14)가 제공하는 방위 정보를 이용하여 제1 몸체부와 제2 몸체부의 사이각을 산출할 수 있다. 제어부(15)는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 제어부(15)는 예를 들어, 중앙 처리 장치(CPU: Central Processing Unit), 프로세서, SoC(System on Chip), 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같은 하드웨어와, 소정 기능을 갖는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 그 소프트웨어는 상기 제1 및 제2 방위 정보를 이용하여 두 몸체부의 사이각을 산출하는 기능을 비롯하여 이하에서 설명하는 여러 가지 기능들을 포함할 수 있다. 이에 관한 자세한 사항은 후술한다.

예시적인 실시예에서, 사이각 측정 장치(20)는 제1 및 제2 인터페이스 유닛(11, 12)을 더 포함할 수 있다. 제1 및 제2 인터페이스 유닛(11, 12)은 각각 입력수단을 통해 사용자로부터 소정의 지시 또는 요청을 입력 받아 제어부(15)에 전달하고, 입력 받은 지시 또는 요청에 따라 제어부(15)가 처리한 결과를 출력수단을 통해 출력하여 사용자와 인터페이싱을 수행할 수 있다. 폴더블 디바이스는 제1 및 제2 인터페이스 유닛(11, 12)을 포함하는 전자 디바이스로 정의될 수 있다. 제1 및 제2 인터페이스 유닛(11, 12)은 폴더블 디바이스의 제1 몸체부와 제2 몸체부의 일부일 수 있다.

예를 들어, 제1 인터페이스 유닛(11)은 사용자로부터 조작을 입력받기 위한 키보드 등의 입력 장치를 포함할 수 있고, 제2 인터페이스 유닛(12)은 제1 인터페이스 유닛(11)을 통해 입력된 사용자의 조작에 따른 인스트럭션의 결과를 사용자에게 출력하기 위한 디스플레이부를 포함하는 구성부일 수 있다. 이 경우, 폴더블 디바이스(10)는 노트북 컴퓨터와 같은 전자 디바이스로 구현될 수 있다. 다른 예로서, 제1 및 제2 인터페이스 유닛(11, 12)은 LCD, LED 또는 OLED 등과 같은 디스플레이로 구현되는 터치스크린 유닛일 수 있다. 제1 및 제2 인터페이스 유닛(11, 12)은 사용자로부터 터치 조작을 입력받고 그에 따른 인스트럭션의 처리 결과를 출력하는 방식을 통해 사용자와의 인터페이싱 기능을 제공할 수 있다. 이 경우, 폴더블 디바이스(10)는 폴더블 스마트폰 또는 폴더블 태블릿 PC와 같은 전자 디바이스로 구현될 수 있다.

도 2는 휴대용 폴더블 디바이스(30)에 도 1의 사이각 측정 장치(20)가 적용된 경우를 예시한다.

도 2를 참조하면, 휴대용 폴더블 디바이스(30)은 제1 및 제2 몸체부(32, 34), 결합부(35), 그리고 플렉서블 디스플레이(40)를 포함할 수 있다. 제1 몸체부(32)와 제2 몸체부(34)는 결합부(connection unit, 35)를 통해 서로 연결될 수 있다. 결합부(35)는 제1 몸체부(32)의 일 측부와 제2 몸체부(34)의 일 측부 사이에 배치되어 그 둘을 자신을 매개로 하여 서로 접히거나 펴질 수 있도록 결합시켜주는 물리적인 결합구조일 수 있다. 또한, 제1 몸체부(32)와 제2 몸체부(34)는 결합부(35)를 중심으로 접히거나 펴질 수 있다. 즉, 제1 몸체부(32)와 제2 몸체부(34)는 접힌 상태(folded position)와 펴진 상태(unfolded position) 사이에서 사이각(θ)의 변화가 가능하도록 구성될 수 있다. 제1 몸체부(32)와 제2 몸체부(34)는 평판형일 수 있다. 플렉서블 디스플레이(40)는 제1 및 제2 몸체부(32, 34)와 결합부(35)의 한쪽 면을 전부 덮는 형태로 배치될 수 있다. 예시적 실시예에서, 제1 몸체부(32)와 제2 몸체부(34)는 별도의 결합부(35)를 매개로 하지 않고 서로 직접 연결될 수도 있다. 그 경우 제1 몸체부(32)와 제2 몸체부(34)가 서로 연결된 경계선이 접힘축(37)이 될 수 있다.

결합부(35)는 예컨대 힌지 구조(hinge mechanism)로 구현될 수 있다. 힌지 구조는 제1 몸체부(32)와 제2 몸체부(34)에 각각 연결되고 제1 몸체부(32)와 제2 몸체부(34)를 접힌 상태(사이각 θ = 0˚)에서 펴진 상태(사이각 θ = 180˚)로 또는 그 반대로 상태 변화를 할 수 있도록 해줄 수 있다. 힌지 구조를 포함하는 휴대용 폴더블 디바이스(30)의 구체적인 예는 미국 특허공개공보 US2017-0364123A, US2018-0024593A, US2019-0079561A 등에 의해 개시되어 있는바, 이들 공보에 개시된 내용을 본 발명의 일부로서 포함하고자 한다.

제1 및 제2 인터페이스 유닛(11, 12)은 사용자의 조작 입력 및 인스트럭션 결과 출력을 통해 사용자와 인터페이싱 기능을 제공할 수 있는 범위 내에서 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예시적인 실시예에서 제1 및 제2 인터페이스 유닛(11, 12)은 터치스크린 유닛으로 구현될 수 있다. 예컨대, 제어부(15)는 제1 몸체부(32)와 제2 몸체부(34)가 사이각(θ)이 소정 각도보다 작을 때는, 제1 및 제2 인터페이스 유닛(11, 12)이 각각 독립적인 별개의 인터페이스 유닛으로 동작하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 하나의 플렉서블 디스플레이(40)가 결합부(35)를 경계로 하여 기능적으로 구분되어 제1 인터페이스 유닛용 디스플레이(40a)와 제2 인터페이스 유닛(12)용 디스플레이(40b)로 기능할 수 있다. 이 때, 결합부(35) 위의 디스플레이(40c)는 공백 영역으로 기능하게 할 수 있다. 또한, 제1 몸체부(32)와 제2 몸체부(34)가 사이각(θ)이 소정 각도 이상일 때는, 제어부(15)는 전체 디스플레이(40a, 40b, 40c)가 통합된 하나의 인터페이스 유닛으로 동작하도록 제어할 수 있다. 이 경우 그 통합된 하나의 인터페이스 유닛은 앞의 경우에 비해 확대된 화면을 제공할 수 있다. 폴더블 디바이스(10) 또한 전술한 제1 및 제2 몸체부(11, 12)가 결합부(35)를 기준으로 상호 간 폴딩 가능하도록 결합되는 구조를 갖는 다양한 형태의 전자 디바이스로 구현될 수 있다.

예시적인 실시예에서, 제1 몸체부(32)와 제2 몸체부(34) 간의 사이각을 측정하기 위해 제1 몸체부(32)에는 제1 자기센서부(13)가 설치되고, 제2 몸체부(34)에는 제2 자기센서부(14)가 설치될 수 있다. 제어부(15)는 제1 몸체부(32)와 제2 몸체부(34) 중 어느 하나에 설치되어, 제1 및 제2 자기센서부(13, 14)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이 제어부(15)는 폴더블 디바이스(30)의 전반적인 동작 제어를 위한 수단으로 채용된 것이거나 또는 본 발명에 따른 사이각 측정을 목적으로 도입된 전용의 제어부일 수 있다.

예시적인 실시예에서, 제1 몸체부(32)와 제2 몸체부(34)에 각각 설치된 두 개의 자기센서부(13, 14)만을 이용하여 제1 및 제2 몸체부(32, 34) 간의 각도를 측정할 수 있다. 제1 및 제2 자기센서부(13, 14)는 제1 몸체부(32)와 제2 몸체부(34)가 지향하는 제1 및 제2 방위 정보를 각각 출력할 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 몸체부(32, 34)의 제1 및 제2 방위 정보는 지구 자계를 기준으로 결정되는 3차원 좌표계에서 좌표로 표현될 수 있다.

예시적인 실시예에서, 제1 및 제2 자기센서부(13, 14)는 마그네틱 플럭스게이트 센서로 구현될 수 있다. 도 2는 제1 마그네틱 플럭스게이트(magnetic fluxgate) 센서부(50a)와 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50b)가 제1 및 제2 자기센서부(13, 14)로서 설치된 예를 도시한다.

제1 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a)와 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50b)는 일예로 3축 플럭스게이트 센서로 구현될 수 있다. 3축 플럭스게이트 센서는 서로 직교하는 x축, y축, 및 z축의 세 방향의 자계성분을 각각 검출할 수 있는 x축 플럭스게이트 소자(62), y축 플럭스게이트 소자(64), 그리고 z축 플럭스게이트 소자(66)를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 제1 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a)는 y축 플럭스게이트 소자(64)의 자기장 측정방향이 접힘축(37) 방향(도 2에서 y축 방향)과 실질적으로 나란하고, x축 플럭스게이트 소자(62)의 자기장 측정방향이 제1 방향과 실질적으로 나란하고, z축 플럭스게이트 소자(66)의 높이방향이 제2 방향과 실질적으로 나란하도록 제1 몸체부(32)에 설치될 수 있다. 여기서, 상기 제1 방향은 제1 몸체부(32)의 평면과 실질적 평행인 방향이다. 상기 제2 방향은 제1 몸체부(32)의 평면에 대한 실질적 법선 방향일 수 있다. 도 2에서는 상기 제1 방향이 접힘축(37)과 실질적으로 직교하는 방향인 경우를 예시한다.

예시적인 실시예에서, 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50b)는 y축 플럭스게이트 소자(64)의 자기장 측정방향이 상기 접힘축(37) 방향과 실질적으로 나란하고, x축 플럭스게이트 소자(62)의 자기장 측정방향이 제3 방향과 실질적으로 나란하고, z축 플럭스게이트 소자(66)의 높이방향이 제4방향과 실질적으로 나란하도록 제2 몸체부(34)에 설치될 수 있다. 여기서, 상기 제3 방향은 제2 몸체부(34)의 평면과 실질적 평행인 방향이고, 상기 제4 방향은 제2 몸체부(34)의 평면에 대한 실질적 법선 방향일 수 있다.

다른 예시적인 실시예에서, 제1 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a)와 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50b)는 각각 y축 플럭스게이트 소자(64)를 포함하지 않고, x축 및 z축 플럭스게이트 소자(62, 66)만을 포함하는 2축 플럭스게이트 센서로 구현될 수도 있다. 이 경우에도 제1 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a)와 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50b) 각각의 x축 플럭스게이트 소자(62)의 및 z축 플럭스게이트 소자(66) 각각의 배치방향은 3축 플럭스게이트 센서에서의 배치방향과 같다.

제1 및 제2 몸체부(32, 34)에 각각 배치된 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a, 50b)는 폴더블 디바이스(30)가 배치된 상태에 무관하게, 외부에서 인가되는 자기장의 세기를 검출하는 것을 통해 제1 및 제2 몸체부(32, 34) 간의 사이각을 측정할 수 있다. 또한, 폴더블 디바이스(30)의 전원이 오프된 후 다시 턴-온 된 경우라도 별도의 캘리브레이션 없이 제1 및 제2 몸체부 (32, 34) 간의 사이각을 정확히 측정할 수 있다. 이러한 각도 측정은 두 개의 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a, 50b)만을 이용하여 이루어질 수 있다. 별도의 다른 센서를 더 필요로 하지 않으므로, 센서 수를 최소화할 수 있고, 폴더블 디바이스(10)의 제조비용을 절감시킬 수 있다.

도 3은 3축 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50)의 구성을 상세하게 도시한다. 도 4는 이 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50)의 3축 플럭스게이트 소자들(62, 64, 66)의 내부 구성을 예시적으로 도시한다.

도 3 및 4를 참조하면, 3축 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50)는 인쇄회로기판(PCB)(52), 3축 플럭스게이트 소자(62, 64, 66), 구동/검출부(70), 그리고 이들(52, 62, 64, 66, 70)을 한 몸체로 견고하게 결합시켜주는 패키징부(54)를 포함할 수 있다.

3축 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50)의 x축, y축, 및 z 축 플럭스게이트 소자(62, 64, 66)는 서로 직교하는 세 방향(x, y, z축 방향)의 자계성분을 각각 검출할 수 있도록 인쇄회로기판(52) 상에 장착될 수 있다. x축 플럭스게이트 소자(62)는 절연 기판(62-1), x축 방향으로 연장되고 절연 기판(62-1) 상에 배치된 막대형 자성체(62-2), 자성체(62-2)에 감기고 양단이 구동/검출부(70)에 연결된 구동코일(62-3), 자성체(62-2)에 감기고 양단이 구동/검출부(70)에 연결된 픽업코일(62-4)을 포함할 수 있다. 구동코일(62-3)과 픽업코일(62-4)은 자성체(62-2)를 중심으로 솔레노이드 코일의 형태로 권선될 수 있다.

y축 플럭스게이트 소자(64)도 x축 플럭스게이트 소자(62)와 실질적으로 동일하게 구성될 수 있다. 즉, y축 플럭스게이트 소자(64)도 절연 기판(64-1), 자성체(64-2), 구동코일(64-3), 픽업코일(64-4)을 포함할 수 있다. 다만, 막대형 자성체(64-2)가 y축 방향으로 연장되는 점에서만 차이가 있다.

z축 플럭스게이트 소자(66)도 절연 기판(66-1), 자성체(66-2), 구동코일(66-3), 픽업코일(66-4)를 포함할 수 있다. 다만, z축 플럭스게이트 소자(66)는 높이를 줄이기 위해, 높이가 낮은 복수 개의 자성체(66-2)를 동일 평면에 배열한 형태로 자성체(66-2)가 구성될 수 있다. 그 복수 개의 자성체(66-2)를 하나의 구동코일(66-3)과 하나의 픽업코일(66-4)로 각각 감을 수 있다. 즉, 복수 개의 자성체(66-2)에 감긴 구동코일(66-3)들은 직렬로 연결될 수 있고, 픽업코일(66-4) 역시 직렬로 연결될 수 있다. 각 자성체(66-2)는 z축 방향으로 원통형 또는 타원형으로 연장될 수 있다. 이런 형태로 구성된 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50)는 z축 플럭스게이트 소자(66)의 z축 방향 높이를 작게 할 수 있어 폴더블 스마트폰 등과 같은 소형 모바일 전자기기에 탑재하기 용이하다.

자성체(62-2, 64-2, 66-2)는 낮은 보자력(low coercivity), 높은 투자율(high permeability), 빠른 포화자화(fast saturation magnetization)를 갖는 자성물질로 만들 수 있다. 예컨대 자성체(62-2, 64-2, 66-2)는 NiFe 박막을 Al₂O₃ 절연체 박막과 교대로 복수 층 적층하여 적층 박막 구조로 된 막대형으로 제작될 수 있다. 이런 자성체(62-2, 64-2, 66-2)는 자기이력곡선 (hysteresis loop)의 폭이 좁고 네모난 형태의 높은 각형비(squareness)를 가질 수 있다.

구동/검출부(70)는 3축 플럭스게이트 소자(62, 64, 66) 각각의 구동에 필요한 교류전류(예컨대 삼각파, 사인파 등)를 각 구동코일(62-3, 64-3, 66-3)에 공급할 수 있다. 각 구동코일(62-3,64-3, 66-3)에 흐르는 구동전류가 생성한 시변 자기장에 의해, 각 픽업코일(62-4, 64-4, 66-4)에는 픽업전압이 유도될 수 있다. 각 자성체(62-2, 64-2, 66-2)의 자화반전 특성에 의해 각 픽업코일(62-4, 64-4, 66-4)에 유도되는 픽업전압의 프로파일에는 매 주기마다 양의 제1 전압피크와 음의 제2 전압피크가 발생한다. 특별히 차단하지 않으면, 각 픽업코일(62-4, 64-4, 66-4)에는 지구 자기장과 같은 외부 자기장도 인가될 수 있다.

그런데 그 두 전압피크의 발생 간격은 외부에서 각 픽업코일(62-4, 64-4, 66-4)에 인가되는 지구 자기장의 크기에 따라 가변될 수 있다(이에 관한 자세한 사항은 후술할 도 6에 관한 설명을 참조바람). 지구 자기장이 인가되는 환경에서, 구동/검출부(70)는 각 구동코일(62-3, 64-3, 66-3)에 교류 구동전류를 인가하는 동안에 매 주기마다 각 픽업코일(62-4, 64-4, 66-4)에 유도되는 픽업전압을 검출할 수 있다. 구동/검출부(70)는 검출된 그 픽업전압의 프로파일에 포함된 전압피크의 발생시점의 시프트 정도(외부 인가 자기장이 0인 경우에 비해 시프트 된 정도)를 검출하여 그 지구 자기장의 세기를 구할 수 있다. 상기 교류 구동전류의 매 주기마다 그 픽업전압의 프로파일에 포함된 전압피크는 두 지점에서 발생할 수 있으므로, 그 두 전압피크의 발생시점들 간의 시간 차이를 산출하여 지구 자기장의 세기를 구할 수도 있다. 이렇게 구한 지구 자기장의 세기는 3차원 좌표계에서 한 점의 좌표에 매핑될 수 있다. 그 한 점의 좌표는 3차원 좌표계에서 원점에서 그 한 점까지를 연결한 방위 벡터를 정의할 수 있다. 그 방위 벡터는 플럭스게이트 센서부(50)가 설치된 몸체부(32 또는 34)가 지향하는 방향을 대표하는 정보일 수 있다.

이와 같은 방법으로, 제1 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a)의 제1 구동/검출부(70a)는 제1 몸체부(32)가 지향하는 방향을 대표하는 제1 방위 벡터를 구할 수 있다. 또한, 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50b)의 제2 구동/검출부(70b)는 제1 몸체부(32)가 지향하는 방향을 대표하는 제2 방위 벡터를 구할 수 있다.

상기 제1 방위 벡터와 제2 방위 벡터를 구함에 있어서, 위와 같이 3축 플럭스게이트 소자(62, 64, 66)를 모두 활용할 수도 있지만, x축 플럭스게이트 소자(62)와 z축 플럭스게이트 소자(66)만을 활용하는 것도 당연히 가능하다.

구동/검출부(70)는 3축 플럭스게이트 소자(62, 64, 66) 들과 함께 패키지용 인쇄회로기판(52) 위에 배치되고, 다이 본딩을 통해 3축 플럭스게이트 소자(62, 64, 66)와 전기적으로 연결될 수 있다. 그런 다음, 예컨대 에폭시 수지를 이용한 몰딩(54)을 통해 일체화 될 수 있다.

제1 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a)와 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50b)는 도 3 및 4에 예시된 것과 같은 3축 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50)로 구현될 수 있다. 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a, 50b)는 제1 몸체부(32)와 제2 몸체부(34) 내부 또는 외부의 임의의 위치에 각각 설치될 수 있다. 예를 들어, 제1 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a)와 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50b)는 제1 몸체부(32)와 제2 몸체부(34)의 베젤 또는 하우징 내부에 각각 실장될 수 있다.

제1 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a)의 x축 플럭스게이트 소자(62)와 y축 플럭스게이트 소자(64)는 그것들의 자기장 측정방향이 제1 몸체부(32)의 평면과 실질적 평행인 임의의 두 방향일 수 있고, z축 플럭스게이트 소자(66)의 자기장 측정방향은 제1 몸체부(32)의 평면에 대한 실질적 법선 방향일 수 있다. 이 경우, y축 플럭스게이트 소자(64)의 자기장 측정방향은 접힘축(37) 방향과 평행하게 설치될 수도 있지만, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 설계상 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50)와 휴대용 폴더블 디바이스(30)의 다른 부품 간에 발생하는 자기장 등과의 간섭 회피 등의 이유로 인하여, 접힘축(37) 방향에 대하여 경사지게 설치될 수도 있다. y축 플럭스게이트 소자(64)를 이와 같이 설치하더라도, 경사지게 설치하지 않은 경우의 자기장의 x축 성분값을 계산할 수 있다.

제2 마그네틱 플럭스게이트 소자(50b)도 마찬가지다. x축 플럭스게이트 소자(62)와 y축 플럭스게이트 소자(64)는 그것들의 자기장 측정방향이 제2 몸체부(34)의 평면과 실질적 평행인 임의의 두 방향일 수 있고, z축 플럭스게이트 소자(66)의 자기장 측정방향은 제2 몸체부(34)의 평면에 대한 실질적 법선 방향일 수 있다. 이 경우, y축 플럭스게이트 소자(64)의 자기장 측정방향은 접힘축(37) 방향과 평행하게 설치될 수도 있지만, 반드시 이에 한정되지는 않고 접힘축(37) 방향에 대하여 경사지게 설치될 수도 있다. 제1 몸체부(32)의 평면과 나란한 제1 직선과 제2 몸체부(34)의 평면과 나란한 제2 직선 간의 사이각은 그 제1 직선과 제2 직선의 방향이 변하더라도 언제나 동일하기 때문이다.

본 명세서 전체에서, 몸체부(32, 34) 평면과 '실질적 평행'의 의미는 엄격한 의미의 완전 평행만이 아니라 두 방향 간에 약간의 오차(예컨대 대략 ±10˚정도 이내의 오차)가 존재하는 '유사 평행'까지를 포함하는 의미로 이해될 필요가 있다. 마찬가지로, 몸체부(32, 34) 평면에 대한 '실질적 법선 방향'의 의미 또한 몸체부(32, 34) 평면에 대한 완전한 수직 입사방향뿐만 아니라 수직 입사방향과 약간의 오차(예컨대 대략 ±10˚정도 이내의 오차)가 있는 '유사 법선 방향'까지를 포함하는 의미로 이해될 필요가 있다. 이와 같이 설치된 상태에서, 제1 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a)는 제1 몸체부(32)와 함께 거동하면서 제1 몸체부(32)가 지향하는 방위 정보를 검출할 수 있고, 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50b)는 제2 몸체부(34)와 함께 거동하면서 제2 몸체부(34)가 지향하는 방향 정보를 검출할 수 있다. 도 3은 제1 마그네틱 플럭스게이트 소자(50b)와 제2 마그네틱 플럭스게이트 소자(50b) 각각의 x축 플럭스게이트 소자(62)의 자기장 측정방향은 접힘축(37) 방향과 직교하고, y축 플럭스게이트 소자(64)의 자기장 측정방향은 접힘축(37) 방향과 나란하게 설치된 경우를 예시적으로 도시한 것이다. 이하에서는 이해와 설명의 편의를 위해 제1 마그네틱 플럭스게이트 소자(50b)와 제2 마그네틱 플럭스게이트 소자(50b)가 도 3과 같이 설치된 경우를 예로 하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 두 개의 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a, 50b)를 이용하여 구현되는 폴더블 디바이스의 두 몸체부의 사이각 측정 장치의 구성을 예시한다.

도 5를 참조하면, 제1 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a)는 제1 플럭스게이트(60a)와 제1 구동/검출부(70a)를 포함할 수 있다. 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50b)는 제2 플럭스게이트(60b)와 제2 구동/검출부(70b)를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 제1 플럭스게이트(60a)는 x축, y축 및 z축 플럭스게이트 소자(62, 64, 66)를 포함하는 3축 플럭스게이트일 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 플럭스게이트(60a)는 x축(62)과 z축 플럭스게이트 소자(66)를 포함하는 2축 플럭스게이트일 수 있다. 제2 플럭스게이트(60b)도 제1 플럭스게이트(60a)와 동일한 구성을 가질 수 있다. 이하에서는 달리 2축 플럭스게이트를 특별히 언급하지 않으면, 3축 플럭스게이트를 예로 하여 설명한다.

제1 구동/검출부(70a)는 제1 플럭스게이트 구동부(72a)와 제1 픽업신호 처리부(74a)를 포함할 수 있다. 제1 플럭스게이트 구동부(72a)는 제1 플럭스게이트(60a)의 x축, y축 및 z축 플럭스게이트 소자(62, 64, 66)의 각 구동코일(62-3, 64-3, 66-3)에 교류 구동전류(예컨대, 교류 삼각파, 교류 정현파 전류 등)를 인가할 수 있다. 이에 의해, 각 구동코일(62-3, 64-3, 66-3)은 자기 포화의 교류 사이클(자화->비자화->역방향으로 자화->비자화 등)을 통해 자성체(62-2, 64-2, 66-2)를 구동할 수 있다.

구동코일(62-3, 64-3, 66-3)에 흐르는 교류 구동전류에 의해 생성되는 자기장과 지구 자기장은 제1 플럭스게이트(60a)의 x축, y축 및 z축 플럭스게이트 소자(62, 64, 66)의 각 픽업코일(62-4, 64-4, 66-4)을 통과할 수 있다. 그에 따라 각 픽업코일(62-4, 64-4, 66-4)에는 전압이 유도될 수 있다. 제1 픽업신호 처리부(74a)는 각 픽업코일(62-4, 64-4, 66-4)에 유도되는 픽업전압을 각각 검출할 수 있다. 위에서 언급하였듯이, 각 자성체(62-2, 64-2, 66-2)의 자화반전 특성에 의해 매 주기마다 각 픽업전압의 프로파일에는 제1 및 제2 전압피크가 발생한다. 그 두 전압피크 간의 시간 간격은 해당 픽업코일(62-4, 64-4, 66-4)에 인가되는 지구 자기장의 크기와 방향에 따라 각각 가변될 수 있다. 그 두 전압피크의 발생시점의 차이를 산출함으로써 해당 픽업코일에 인가되는 외부 자기장(즉, 지구 자기장)의 세기를 산출할 수 있다.

3개의 픽업코일(62-4, 64-4, 66-4)에 인가되는 외부 자기장의 세기를 이와 같이 산출할 수 있다. 그 3개의 외부 자기장의 세기는 3차원 좌표계에서 한 점의 좌표로 매핑될 수 있다. 3차원 좌표계의 원점에서 그 한 점까지를 잇는 방위 벡터는 제1 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a)가 설치된 제1 몸체부(32)가 지향하는 방위 벡터를 대표할 수 있다. 제1 픽업신호 처리부(74a)는 위와 같이 구한 그 방위 벡터 정보를 제어부(15)에 제공할 수 있다.

제2 구동/검출부(70b)도 제1 구동/검출부(70a)와 동일한 구성을 가질 수 있다. 따라서 제2 구동/검출부(70b)의 제2 플럭스게이트 구동부(72b)는 제2 플럭스게이트(60b)의 x축, y축 및 z축 플럭스게이트 소자(62, 64, 66)의 각 구동코일(62-3, 64-3, 66-3)에 교류 구동전류(예컨대, 교류 삼각파, 교류 정현파 전류 등)를 인가할 수 있다. 제2 픽업신호 처리부는 3개의 픽업코일(62-4, 64-4, 66-4)에 인가되는 외부 자기장의 세기를 산출하고, 그것을 이용하여 제2 몸체부(34)가 지향하는 방위 벡터 정보를 구하여 제어부(15)에 제공할 수 있다.

제1 구동/검출부(70a)와 제2 구동/검출부(70b)는 위와 같은 기능과 신호처리 동작을 수행할 수 있도록 구성된 회로와 소프트웨어로 구현될 수 있다. 예컨대 전용의 ASIC 칩과 임베디드 프로그램으로 구현될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50)의 플럭스게이트 소자(62, 64, 66)들의 동작 원리를 설명하기 위한 예시도이다.

도 6을 참조하여 구체적으로 설명하면, 도 6(a), (d), (g)는 본 실시예에 따른 플럭스게이트 소자의 구조를 나타낸다. 도면에서, 막대 구조의 플럭스게이트 소자는 x축 및 y축 플럭스게이트 소자(62, 64)를 나타내고, 원형 구조의 플럭스게이트 소자는 z축 플럭스게이트 소자(66)를 나타낸다. D는 구동코일, P는 픽업코일, 그리고 C는 자성체를 나타낸다. 도 6의 (b), (e), (h)는 각각의 플럭스게이트 소자(62, 64, 66)를 구성하는 자성체(C)의 자기적 특성에 따른 자기이력곡선(hysteresis loop, 또는 M-H(magnetization-magnetic field) loop)을 나타낸다. 도 6의 (c), (f), (i)는 픽업 코일(P)에서 발생하는 픽업 전압의 파형을 나타낸다.

도 6의 (a), (b), (c)를 참조하여, 외부에서 인가되는 자기장(즉, 지구 자계)이 존재하지 않는 경우를 가정하여 설명한다. 구동 코일(D)에 교류 전류, 실제 경우의 예시로서 도 6의 (c)에서 점선으로 표현된 삼각파 전류(즉, 구동 전류)가 흐를 때, 구동 코일(D) 내부에 자기장이 형성된다. 형성된 자기장의 방향이 반전될 때, 픽업 코일(P)에 전압이 유도된다. 픽업 코일(P)에 유도되는 전압은 도 6의 (c)에서 실선으로 표시된 전압 피크(Voltage Peak) 형태의 파형일 수 있다. 전압 피크가 발생되는 것은 플럭스게이트 소자의 자성체(C)의 자기적 특성과 밀접한 관련이 있다. 즉, 전압 피크가 발생하는 것은 픽업 코일(P)에 유도되는 전압이 자성체(C)의 자화값의 시간 당 변화량(즉, dM/dt)에 비례하기 때문이다. 구동 코일(D)에 한 주기의 삼각파 전류가 흐를 때, 플럭스게이트 소자(62, 64, 66) 내부의 자성체(C)의 자화곡선은 도 6의 (b)의 ①~⑧ 순서의 궤적을 따라 변한다. 자성체(C)가 각형비가 우수한 자기이력곡선을 가지는 경우, 자성체(C)의 자화 방향이 -M에서 +M으로 변화하는 ②~③ 구간에서 자화값이 급격하게 변할 수 있다. 자화값의 급격한 변화(2M)가 일어나는 구간에 픽업코일(P)에는 제1 전압 피크가 발생할 수 있다. 마찬가지로, 삼각파 전류의 한 주기가 마무리되는 ⑥~⑦ 구간에서도, 픽업코일(P)에는 제1 전압 피크와 부호가 반대인 제2 전압 피크가 발생할 수 있다. 이 때, 제1 전압피크와 제2 전압피크가 발생하는 시간 간격 T1은 A μsec이다.

도 6의 (d), (e), (f)는 외부 자기장이 플럭스게이트 소자(62, 64, 66)의 좌측에서 우측으로 인가되었을 때의 경우를 도시하고 있다. 플럭스게이트 소자(62, 64)에 예컨대 좌측에서 우측으로의 외부 자기장이 인가되면, 도 6의 (e)에 도시된 것과 같이 자성체(C)에서 형성되는 M-H loop는 그 자성체(C)에 인가된 외부 자기장의 크기만큼 예컨대 우측으로 시프트(shift)될 수 있다. 지구 자기장과 같은 외부 자기장은 DC 바이어스 자기장 역할을 할 수 있다. 즉, 외부 자기장은 자성체(C) 내부에 자기장 인가 방향과 실질적으로 평행한 자기 스핀들로 구성된 자기 영역(magnetic domain)을 확장시킬 수 있는데, 그 자기 영역의 확장으로 인해 M-H loop가 원점을 기준으로 양의 방향 또는 음의 방향으로 시프트 될 수 있다. 그 상태에서 구동코일(D)에 교류 삼각파 전류를 흘려주면, 그 구동코일(D)에서의 전류 흐름에 따라 그 구동코일(D) 내부에는 솔레노이드 자기장이 좌우로 교대로 형성된다. 이 경우, 자기이력곡선이 예컨대 오른쪽으로 쉬프트 되어 있는 상태이므로 동일한 시간을 기준으로 자화반전을 일으키면 피크전압의 발생은 외부 자기장이 없을 때와는 다른 거동을 갖게 된다. 즉, 자성체(C)가 (-)자화 상태에서 (+)자화 상태로 바뀜에 따른 (+) 피크전압은 외부 자기장이 없을 때에 비하여 더 늦은 시간에 발생하고, 자성체(C)가 (+) 자화 상태에서 (-)자화 상태로 바뀜에 따라 (-) 피크전압은 외부 자기장이 없을 때에 비하여 더 빠른 시간에 발생한다. 이에 따라 출력 피크 간의 거리는 외부 인가 자기장이 없는 경우에 비하여 넓은 피크 간 거리를 갖게 된다. 도 6의 (f)에 도시된 것과 같이 픽업 코일(P)에서 검출되는 제1 및 제2 전압 피크 간의 거리는 외부 자기장이 인가되지 않는 경우에 비하여 좁아진다. 즉, 제1 및 제2 전압 피크가 발생하는 시간 간격 T2는 T2 = B μsec이 되어, T1보다 감소하게 된다.

도 6의 (g), (h), (i)는 외부 자기장이 앞의 경우와는 반대로 플럭스게이트 소자(62, 64, 66)의 예컨대 우측에서 좌측으로 인가되었을 때의 경우를 도시한다. 도 6의 (d), (e), (f)와 동일한 원리가 적용되어, 플럭스게이트 소자(62, 64, 66)에 우측에서 좌측으로 외부 자기장이 인가되면, 제1 및 제2 전압 피크 간의 거리가 증가하여 제1 및 제2 전압 피크가 발생하는 시간 간격 T3은 T3 = C μsec이 되어, T1보다 증가하게 된다.

한편, 솔레노이드 타입의 플럭스게이트 소자(62, 64, 66)에서 구동 전류에 의해 구동코일(D)에 형성되는 자기장(B)과, 픽업 코일(P)에 유도되는 기전력(E)은 각각 하기 수학식 1 및 2에 의해 도출될 수 있다.

[수학식 1]

[수학식 2]

수학식 1에서, μ=4π x 10^-7(Tm/A), n은 구동코일(D)의 단위길이 당 권선 수, I는 구동 전류를 의미한다. 수학식 2에서, L은 픽업코일(P)의 인덕턴스, di/dt는 픽업 코일(P)에 기전력을 유도하는 전류 변화, ㅼ는 자성체의 특성에 따른 상수, N은 픽업 코일(P)의 권선 수, S는 픽업 코일(P)의 단면적, l은 평균 자로 길이를 의미한다.

위 식을 통해 확인할 수 있듯이, 플럭스게이트 소자의 픽업 코일에 유도되는 기전력, 즉 픽업 전압은 전류, 권선 수 및 자성체의 특성에 의해서만 결정된다. 플럭스게이트 소자는, 홀 센서(Hall Sensor) 등과 같은 종래의 센서에서 주로 사용되는 센서 내부의 전자 흐름을 사용하는 방식과 달리, 온도와 전자파 등의 외부환경 변화 등의 문제가 개입될 가능성이 없다, 따라서 플럭스게이트 센서(50)의 자성체의 특성이 고정되고 전류 및 권선 수와 같은 플럭스게이트 소자의 디자인 및 사양이 확정되면, 3축 플럭스게이트 소자 각각의 자기장 측정방향의 방위 데이터(외부자기장 성분)를 구할 수 있다.

이러한 동작 원리에 따라 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a, 50b)의 각 플럭스게이트 소자(62, 64, 66)는 외부에서 인가되는 자기장, 즉 지구 자계의 X축, Y축 및 Z축 성분을 각각 측정할 수 있다. 이에 따라 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a, 50b)는 폴더블 디바이스(30)의 배치 상태 및 전원 온/오프 동작과 무관하게, 제1 몸체부(32)와 제2 몸체부(34)가 지향하는 방향을 대표할 수 있는 제1 및 제2 방위 정보를 각각 출력할 수 있다. 그 제1 및 제2 방위 정보는 지구 자계를 기준으로 결정되는 좌표계에서의 3차원 좌표로서 표현될 수 있다.

제어부(15)는 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a, 50b)로부터 각각 출력되는 제1 및 제2 방위 정보를 이용하여 제1 및 제2 몸체부(32, 34) 간의 각도를 산출할 수 있다. 구체적으로는 상기 제1 및 제2 방위 정보는 3차원 좌표계에서 3차원 좌표에 매핑될 수 있으므로, 제1 및 제2 방위 벡터에 각각 대응될 수 있다. 따라서 그 제1 및 제2 방위 벡터 간의 각도가 제1 몸체부(32)와 제2 몸체부(34) 간의 사이각일 수 있다. 제어부(15)는 이런 원리에 기초하여 그 제1 및 제2 방위 벡터의 사이각을 계산함으로써 제1 및 제2 몸체부(32, 34) 간의 각도를 측정할 수 있다. 즉, 제어부(15)는 좌표계의 원점과 제1 방위 정보에 대응되는 3차원 좌표에 의해 형성되는 제1 방위 벡터와, 좌표계의 원점과 제2 방위 정보에 대응되는 3차원 좌표에 의해 형성되는 제2 방위 벡터 간의 각도를 계산하는 방식을 통해 제1 및 제2 몸체부(32, 34) 간의 각도를 측정할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 제1 및 제2 몸체부(32, 34) 간의 각도가 측정되면, 제어부(15)는 제1 및 제2 몸체부(32, 34) 간의 각도에 따라 소정의 후속 처리를 수행할 수 있다. 그 소정의 후속처리는 예를 들어 제1 및 제2 인터페이스 유닛(11, 12)을 통해 사용자에게 제공되는 인터페이스 모드를 가변 시키는 것일 수 있다. 제1 및 제2 인터페이스 유닛(11, 12)이 터치스크린 디스플레이로 구현되는 것일 때, 제어부(15)는 제1 및 제2 몸체부(32, 34) 간의 각도에 따라 제1 및 제2 인터페이스 유닛(11, 12)을 통해 출력되는 이미지 또는 영상의 크기를 가변 시키거나, 제1 및 제2 인터페이스 유닛(11, 12) 중 어느 하나의 유닛을 통해서만 이미지 또는 영상을 출력하거나, 제1 및 제2 인터페이스 유닛(11, 12)을 통해 각각 상이한 이미지 또는 영상이 출력되게 할 수 있다. 이러한 방식을 통해 제1 및 제2 인터페이스 유닛(11, 12)의 인터페이스 모드를 가변 시킬 수 있으며, 상기의 예시에 제한되지 않고 설계자의 의도에 따라 다양한 방식의 인터페이스 모드 가변 동작이 구현될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 디바이스(30)의 두 몸체부(32, 34) 간의 사이각을 측정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 디바이스(30)의 각도 측정 방법을 설명한다. 먼저, 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a, 50b)는 제1 및 제2 몸체부(32, 34)의 거동을 각각 검출하여 제1 및 제2 몸체부(32, 34)가 각각 지향하는 방향을 대표하는 제1 및 제2 방위 정보를 생성할 수 있다. 제어부(15)는 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a, 50b)로부터 제1 및 제2 몸체부(32, 34)의 제1 및 제2 방위 정보를 각각 입력받는다(S100).

S100 단계에서, 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a, 50b)는 지구 자기장과 같은 외부 인가 자기장의 크기에 따라 결정되는 제1 및 제2 방위 정보를 각각 출력할 수 있다.

각 플럭스게이트 소자(62, 64, 66)의 구동코일(62-3, 64-3, 66-3)에 구동 전류가 인가되는 동안에, 자성체(62-2, 64-2, 66-2)의 자화반전특성에 의해 각 픽업코일(62-4, 64-4, 66-4)에는 픽업전압이 유도된다. 그 픽업전압의 프로파일에는 매 주기마다 양과 음의 전압피크가 발생할 수 있다. 한 주기의 그 픽업전압 프로파일에 있어서, 그 제1 및 제2 전압피크의 발생시점은 지구 자계와 같은 외부 인가 자기장의 크기에 따라 시프트 된다. 각 플럭스게이트 소자(62, 64, 66)는 제1 및 제2 전압피크의 시프트 정도 또는 제1 및 제2 전압피크 간의 시간간격을 이용하여 각 플럭스게이트 소자(62, 64, 66)에 인가되는 지구 자기장 성분의 크기를 검출할 수 있다. 제1 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a)의 각 플럭스게이트 소자(62, 64, 66)에 의해 검출된 지구 자기장의 3축 방향 성분의 크기는 그것이 설치되어 있는 제1 몸체부(32)의 방향을 대표할 수 있는 제1 방위 정보일 수 있다. 즉, 제1 방위정보는 제1 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a)의 각 플럭스게이트 소자가 검출한 외부 자기장 성분의 크기 정보일 수 있고, 이 정보는 해당 플럭스게이트 소자의 픽업전압 프로파일에서 나타나는 전압피크의 발생시점 정보로부터 얻어지는 것일 수 있다. 마찬가지로, 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50b)의 각 플럭스게이트 소자(62, 64, 66)에 의해 검출된 자기장의 3축 방향 크기는 그것이 설치되어 있는 제2 몸체부(34)의 방향을 대표하는 제2 방위 정보일 수 있다. 이 제2 방위정보 역시 해당 플럭스게이트 소자의 픽업전압 프로파일에서 나타나는 전압피크의 발생시점 정보로부터 얻어지는 것일 수 있다. 픽업코일(P)에 유도되는 픽업전압으로부터 제1 및 제2 방위 정보를 추출하는 일련의 신호처리 동작은 제1 및 제2 픽업신호 처리부(74a, 74b)에 의해 수행될 수 있다.

도 8은 구동코일에 교류 구동전류(A)가 흐를 때 생기는 자기장과 외부 자기장이 픽업코일에 인가되므로 인해 유도되는 픽업전압의 프로파일(B)로부터 전압피크의 발생시점을 측정하는 방법을 설명하기 위한 파형도이다. 도 9는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 픽업전압 프로파일로부터 제1 및 제2 몸체부가 지향하는 방향을 대표하는 제1 및 제2 방위 정보를 생성하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 10은 도 9의 단계 S120에서 제1 및 제2 전압피크의 시간 간격을 산출하는 절차를 구체적으로 나타낸 흐름도이다.

도 8 내지 도 10을 참조하여 제1 몸체부(32)에 설치된 제1 플럭스게이트 센서부(50a)를 예로 하여 설명한다. 이하의 설명은 제2 몸체부(32)에 설치된 제2 플럭스게이트(50b)에도 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 플럭스게이트 센서부(50a, 50b)가 3축 플럭스게이트 소자를 갖는 것을 예로 설명한다. 하지만, 각 몸체부(32, 34)의 평면과 실질적 평행인 방향과 상기 평면에 대해 실질적 법선 방향의 자기장 성분을 각각 검출할 수 있는 2축 플럭스게이트 소자만으로도 제1 및 제2 몸체부(32, 34) 간의 사이각 측정은 가능하다.

제1 플럭스게이트 구동부(72a)는 제1 플럭스게이트(60a)의 각 구동코일(62-3, 64-3, 66-3)에 한 주기의 파형이 도 8의 (A)와 같은 교류 삼각파 구동전류를 공급할 수 있다(S112, S114).

각 구동코일(62-3, 64-3, 66-3)에 그 구동전류가 흐르는 동안에, 각 구동코일(62-3, 64-3, 66-3)은 솔레노이드로 기능하여 자성체(62-2, 64-2, 66-2)를 통과하는 시변자계를 형성할 수 있다. 그 시변자계는 픽업코일(62-4, 64-4, 66-4) 내부를 관통하면서, 각 픽업코일(62-4, 64-4, 66-4)에는 도 8의 (B)와 같은 프로파일을 갖는 픽업전압(V_out)이 유도될 수 있다. 제1 픽업신호 처리부(74a)는 각 픽업코일(62-4, 64-4, 66-4)로부터 아날로그 픽업전압(V_out) 신호들을 검출할 수 있다(S116).

제1 픽업신호 처리부(74a)에서는 그 아날로그 픽업전압(V_out) 신호들을 증폭하고, 노이즈 제거를 위한 필터링 처리를 한 다음, 쵸핑 등과 같은 신호처리를 수행하여 픽업전압 프로파일의 디지털 데이터로 변환할 수 있다(S118).

나아가, 제1 픽업신호 처리부(74a)는 변환된 각 픽업전압 프로파일의 디지털 데이터를 이용하여 전압피크의 발생시점을 찾아낼 수 있다(S120). 각 플럭스게이트 소자(62, 64, 66)의 픽업전압 프로파일에서, 매주기마다 전압피크 발생시점은 해당 플럭스게이트 소자에 인가되는 외부 자기장의 크기에 대응하는 값일 수 있다. 예컨대 x축 플럭스게이트 소자(62)의 픽업전압 프로파일에서 검출되는 전압피크 발생시점은 그 x축 플럭스게이트 소자(62)에 인가되는 외부 자기장의 x축 방향 성분의 크기에 대응하는 값일 수 있다. 픽업전압 프로파일의 한 주기 동안 전압피크는 두 번 발생할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 픽업신호 처리부(74a)는 매 주기마다 3개의 플럭스게이트 소자(62, 64, 66) 각각의 픽업전압 프로파일에서 양의 제1 전압피크(V_p)의 발생시점(P1)과 음의 제2 전압피크(-V_p)의 발생시점(P2)을 검출할 수 있다. 그 두 전압피크(V_p, -V_p) 발생시점(P1, P2)들 간의 시간 간격(T_d)을 산출할 수 있다.

도 10의 흐름도는 S120단계의 절차를 좀 더 구체적으로 나타낸다. 도 10을 참조하여 단계 S120을 예컨대 제1 방향으로 정렬된 x축 플럭스게이트 소자(62)의 현재 주기의 픽업전압 프로파일 데이터로부터 두 전압피크(V_p, -V_p) 발생시점(P1, P2)을 검출하는 방법을 좀 더 구체적으로 설명한다.

예컨대 x축 플럭스게이트 소자(62)의 현재 주기의 픽업전압 프로파일 데이터에서 초기 소정구간(Sb)의 전압의 크기들을 대표하는 값을 정하여 베이스 전압(V_b)으로 산출할 수 있다. 예컨대 현재 주기의 베이스 전압(V_b)은 초기 소정구간(Sb)의 전압들의 평균값, 중앙값 등으로 정해질 수 있다(S130).

현재 주기의 베이스 전압(V_b)에 소정 크기의 갭 전압(V_g)을 더하여 제1 기준전압(+V_r)을 구할 수 있다(S132). 갭 전압(V_g)은 노이즈에 따른 오검출을 회피할 수 있도록 노이즈와 피크전압을 구별할 수 있는 충분한 크기의 값으로 정해질 수 있다. 이와 동시에, 제1 기준전압(+V_r)과 크기는 같고 부호가 반대인 제2 기준전압(-V_r)을 구할 수 있다

양과 음의 두 기준전압(+V_r, -V_r)을 구한 다음, 현재 주기의 픽업전압 프로파일에서 상기 소정 구간(Sb) 이후의 전압값을 제1 및 제2 기준전압값 (+V_r, -V_r)과 비교하여 서로 같아지는 두 시점(P1, P2)을 검출할 수 있다(S134). 검출되는 두 시점(P1, P2)은 픽업전압이 제1 전압 피크(+V_p)의 구간과 제2 전압피크(-V_p)의 구간에 각각 진입한 시점일 수 있다. 그 두 시점(P1, P2)의 시간간격은 상기 제1 방향의 자기장을 측정하도록 배치된 x축 플럭스게이트 소자(62)의 픽업코일(62-4)에 인가되는 외부 자기장의 제1 방향 성분의 크기에 해당하는 값으로 볼 수 있다.

제1 픽업신호 처리부(74a)가 x축 플럭스게이트 소자(62)에 인가되는 외부 자기장 즉, 지구 자기장의 제1 방향 성분의 크기를 예컨대 10bit 디지털 데이터로 출력한다고 가정하자. 이 경우, 한 주기를 1024개 시점으로 구분하여 상기 두 시점(P1, P2)를 검출하는 할 수 있다. 물론, 한 주기를 예컨대 1024개 시점보다 더 많은 수의 시점으로 구분하여 상기 두 시점(P1, P2)을 검출할 수도 있다. 외부 인가 자기장이 0일 때, 두 시점(P1, P2)의 시간간격은 512의 값으로 출력될 수 있다. x축 플럭스게이트 소자(62)의 픽업코일(62-4)에 인가되는 외부 인가 자기장의 제1 방향 성분의 크기에 따라 두 시점(P1, P2)의 시간간격의 값은 512보다 커지거나 감소할 수 있다. 예를 들어 0.5가우스의 외부 자기장이 인가될 때 두 시점(P1, P2)의 시간간격은 512에서 582로 70만큼 증가하도록 x축 플럭스게이트 소자(62)가 제작된 경우를 가정하자. 외부 인가 자기장의 부호가 바뀌어 -0.5 가우스의 자기장이 픽업코일(62-4)에 인가되면, 두 시점(P1, P2)의 시간간격은 512에서 70만큼 감소한 432가 출력될 수 있다. 이 증가량은 x축 플럭스게이트 소자(62)의 픽업코일(62-4)에 인가되는 외부 인가 자기장의 제1 방향 성분의 크기에 따라 직선적으로 변하는 값일 수 있다. 외부에서 0.25가우스의 자기장이 인가되면, 두 시점(P1, P2)의 시간간격은 35만큼의 변위가 발생한 것으로 측정될 수 있다.

제1 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a)의 제1 픽업신호 처리부(74b)는 상기 제2 방향의 자기장을 측정하도록 배치된 z축 플럭스게이트 소자(66)의 현재 주기의 픽업전압 프로파일 데이터로부터 두 전압피크(V_p, -V_p) 발생시점(P1, P2)을 위와 동일한 방법으로 구할 수 있다.

제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50b)의 경우도 마찬가지다. 제2 픽업신호 처리부(74b)는 제3 방향과 제4 방향의 자기장을 측정하도록 배치된 x축 및 z축 플럭스게이트 소자(62, 66) 각각의 현재 주기의 픽업전압 프로파일 데이터로부터 두 전압피크(V_p, -V_p) 발생시점(P1, P2)을 위와 동일한 방법으로 구할 수 있다.

제1 픽업신호 처리부(74a)는 제1 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a)의 x축 플럭스게이트 소자(62)의 픽업전압 프로파일에서 매 주기마다 측정된 두 전압피크 발생시점(P1, P2) 간의 제1 시간차를 산출할 수 있다. 또한, 제1 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a)의 z축 플럭스게이트 소자(62)의 픽업전압 프로파일에서 매 주기마다 측정된 두 전압피크 발생시점(P1, P2) 간의 제2 시간차를 산출할 수 있다(S136).제2 픽업신호 처리부(74a)도 이와 동일한 방법으로 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50b)의 x축 및 z축 플럭스게이트 소자(62, 66)의 두 픽업전압 프로파일로부터 전압피크 발생시점(P1, P2) 간의 제3 및 제4 시간차를 산출할 수 있다.

제1 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a)와 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50b) 각각에 있어서, S120 단계에서 매 주기마다 위와 같이 두 전압피크 발생시점 간의 시간차 정보를 제1 및 제2 몸체부(32, 34)의 제1 및 제2 방위정보로 생성할 수 있다(S122).

단계 S122를 구체적으로 설명한다. 예시적인 실시예에 따르면, 제1 및 제2 몸체부(32, 34)의 사이각 산출에는 제1 몸체부(32) 및 제2 몸체부(34) 각각의 평면과 실질적 평행인 방향과 상기 평면에 실질적 법선 방향의 외부 자기장 성분을 측정하는 것이 필요하다. 제1 몸체부(32) 및 제2 몸체부(34) 각각의 평면과 실질적으로 평행한 방향의 외부 자기장 성분을 측정함에 있어서, x축 플럭스게이트 소자(62)와 y축 플럭스게이트 소자(64) 모두의 검출정보를 이용할 수도 있지만, 이 둘 중 어느 하나만의 검출정보를 사용할 수도 있다. 다만, 외부 자기장 측정에 사용되는 플럭스게이트 소자의 자기장 측정 방향은 접힘축(37)과는 평행하지 않는 방향일 필요가 있다.

제1 구동/검출부(70a)는 제1 플럭스게이트(60a)의 예컨대 x축 플럭스게이트 소자(62)와 z축 플럭스게이트 소자(66) 각각의 픽업전압 프로파일에서 매 주기마다 상기 제1 및 제2 시간차를 구할 수 있다. 상기 제1 및 제2 시간차는 해당 주기의 제1 방위 정보일 수 있다. 마찬가지로, 제2 구동/검출부(70b)는 제2 플럭스게이트(60b)의 예컨대 x축 플럭스게이트 소자(62)와 z축 플럭스게이트 소자(66) 각각의 픽업전압 프로파일에서 매 주기마다 상기 제3 및 제4 시간차(상기 전압피크 발생시점 정보)를 각각 구할 수 있다. 상기 제3 및 제4 시간차는 해당 주기의 제2 방위 정보일 수 있다.

다른 예시적인 실시예에서, 제1 픽업신호 처리부(74a)는 제1 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a)의 y축 플럭스게이트 소자(64)의 픽업전압 프로파일에서 매 주기마다 측정되는 두 전압피크 발생시점(P1, P2) 간의 제5 시간차를 더 산출할 수도 있다. 이 정보를 상기 제1 방위 정보에 더 포함시킬 수도 있다. 제2 픽업신호 처리부(74b)도 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50b)의 y축 플럭스게이트 소자(64)의 픽업전압 프로파일에서 매 주기마다 측정되는 두 전압피크 발생시점(P1, P2) 간의 제6 시간차를 더 산출할 수 있다. 이 정보를 상기 제2 방위 정보에 더 포함시킬 수도 있다.

상기 제1 방위 정보와 상기 제2 방위 정보 각각은 제1 몸체부(32)와 제2 몸체부(34)의 접힘축(37)을 y축으로 하고, 그 접힘축(37) 상의 한 점을 원점으로 하는 3차원 좌표계에서의 한 점에 매핑되는 좌표 정보로 볼 수 있다. 그 제1 방위 정보는 상기 3차원 좌표계에서 제1 몸체부(32)가 지향하는 방향을 대표하는 제1 방위 벡터일 수 있다. 마찬가지로, 제2 방위 정보는 상기 3차원 좌표계에서 제2 몸체부(34)가 지향하는 방향을 나타내는 제2 방위 벡터일 수 있다.

제1 몸체부(32)와 제2 몸체부(34)의 접힘축(37) 상의 한 점을 원점으로 하는 3차원 좌표계에서, 상기 제1 및 제2 시간차 정보 또는 상기 제1, 제2 및 제5 시간차 정보로 구성되는 상기 제1 방위 정보는 그 3차원 좌표계의 한 점의 좌표로 매핑되어 제1 몸체부(32)가 지향하는 방위각 위상(θ₁)을 대표하는 정보로 될 수 있다. 마찬가지로, 상기 제3 및 제4 시간차 정보 또는 상기 제3, 제4 및 제6 시간차 정보 역시 그 3차원 좌표계의 다른 한 점의 좌표로 매핑되어 제2 몸체부(34)가 지향하는 방위각 위상 (θ₂)을 대표하는 정보로 될 수 있다.

제1 및 제2 픽업신호 처리부(74a, 74b)가 각각 검출한 제1, 제2, 또는 제5 시간차 정보와 제2, 제4, 또는 제6 시간차 정보를 제1 몸체부(32)와 제2 몸체부(34)가 지향하는 방위각 정보로 전환하기 위해서는 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a, 50b) 각각에 대하여 초기 캘리브레이션(calibration)을 할 수 있다. 그 캘리브레이션을 통해 얻어진 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a, 50b)의 각 플럭스게이트 소자(62, 64, 66)의 원점 오프셋(origin point offset)(115)을 제1 및 제2 방위 정보를 산출할 때 반영할 수 있다. 초기 캘리브레이션(calibration) 과정에서 민감도 게인(sensitivity gain)을 구하여 그 민감도 게인까지 반영할 수도 있다. 원점 오프셋(115)과 민감도 게인의 반영은 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a, 50b) 내부에서 처리되거나 또는 제어부(15)에서 처리될 수도 있다. 원점 오프셋(115)과 민감도 게인을 구하고 반영하는 것에 관한 자세한 사항은 후술한다.

제1 및 제2 픽업신호 처리부(74a, 74b)는 위와 같이 구한 제1 및 제2 방위 정보를 제1 몸체부(32)와 제2 몸체부(34)의 방위각을 각각 나타내는 정보로서 제어부(15)에 제공할 수 있다(S124). 제1 및 제2 방위 정보는 매 주기마다 또는 여러 주기의 정보를 모아서 제어부(15)에 제공될 수 있다.

상기 제1 방위 정보 및 제2 방위 정보를 구하는 단계 S114부터 단계 S124까지의 일련의 처리는, 사이각 측정 종료의 지시를 내려질 때까지, 교류 구동전류의 매 주기마다 계속 반복적으로 수행될 수 있다(S126, S128).

예시적인 실시예로서, 단계 S120에서 제1 및 제2 전압피크를 발생시점(P1, P)의 시간차를 구하는 대신에, 제1 전압피크(+V_p)의 발생시점(P1) 또는 제2 전압피크(-V_p)의 발생시점(P2) 만을 구할 수도 있다. 제 제1 전압피크(+V_p)의 발생시점(P1) 또는 제2 전압피크(-V_p)의 발생시점(P2) 정보만으로도 외부 자기장의 크기를 알 수 있다. 외부 자기장의 인가가 없을 때의 전압피크 발생시점과 외부 자기장이 인가될 때의 전압피크 발생시점 간의 시간 간격을 이용하여, 외부 자기장의 크기를 알 수 있다.

다른 예시적인 실시예로서, 전압피크 발생시점을 산출함에 있어서(단계 S118, S120 참조), 디지털 데이터로 변환하지 않고 아날로그 픽업전압 프로파일을 그대로 이용하여 전압피크 발생시점을 산출할 수도 있다. 이를 위해서는 전압피크 발생시점을 검출하기 위한 별도의 회로를 구비할 필요가 있다.

한편, S100 단계 이후, 제어부(15)는 S100 단계에서 입력 받은 제1 및 제2 방위 정보를 이용하여 제1 및 몸체부(32, 34) 간의 각도를 산출할 수 있다(S200). S200 단계에서, 제어부(15)는 제1 및 제2 방위 벡터 간의 각도를 계산하여 제1 및 몸체부(32, 34) 간의 각도를 측정할 수 있다.

제1 방위벡터와 제2 방위벡터간의 사이각은 아래 식을 이용하여 구할 수 있다.

[수학식 3]

단,

: 제1 방위벡터,

: 제2 방위벡터, θ: 제1 및 제2 방위벡터의 사이각

이렇게 구한 제1 방위벡터와 제2 방위벡터 간의 사이각은 제1 몸체부(32)와 제2 몸체부(34) 간의 사이각이다.

제어부(15)는 S200 단계에서 산출된 제1 및 제2 몸체부(32, 34) 간의 사이각에 따라 소정의 후속 동작을 수행할 수 있다(S300). 그 후속 동작은 미리 정해진 제어나 처리 등일 수 있다. 예컨대, 산출된 제1 및 제2 몸체부(32, 34) 간의 사이각의 크기에 따라 제1 및 제2 인터페이스 유닛(11, 12)을 통해 사용자에게 제공되는 인터페이스 모드를 가변 시키는 제어를 수행할 수 있다.

만약, 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a, 50b)가 제공하는 제1 및 제2 방위 정보가 캘리브레이션 처리가 되지 않은 정보인 경우, 제어부(15)에서 상기 사이각을 계산하기 전에 캘리브레이션 처리를 수행할 수도 있다. 이를 위해, 제어부(15)의 데이터 저장부에는 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a, 50b)의 각 플럭스게이트 소자의 원점 오프셋(115)의 크기를 미리 저장해둘 수 있다. 나아가, 제어부(15)는 상기 민감도 게인까지 반영할 수도 있다.

마그네틱 플럭스게이트 센서부(50)의 제작 초기 상태에서는 각 플럭스게이트 소자(62, 64, 66)가 측정하는 외부 자기장의 크기의 중심점이 원점 (O)으로부터 소정 거리만큼 떨어져 있을 수 있다. 그 소정 거리를 여기서는 원점 오프셋(115)이라 부른다. 이 원점 오프셋(115)을 캘리브레이션(calibration)하지 않으면, 두 몸체부(32, 34)의 사이각 측정에 오차가 발생할 수 있다. 원점 오프셋(115)은 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50)의 각 플럭스게이트 소자의 픽업전압 프로파일에서 픽업전압의 한 주기의 시작시점에서부터 외부 자기장이 인가되지 않을 때 전압피크의 발생시점까지의 시간 차 또는 이와 등가인 외부 자기장의 세기로 정의될 수 있다.

예컨대 폴더블 디바이스(30)의 두 몸체부(32, 34)에 각각 설치된 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a, 50b)가 본래적으로 갖고 있는 원점 오프셋(115)을 캘리브레이션 아직 하지 않은 초기 상태에 있다고 가정한다. 두 몸체부(32, 34)를 완전히 아래 위에 포갠 상태 또는 완전히 동일 평면을 이루도록 펼친 상태 즉, 사이각(θ)이 0도 또는 180도인 상태에서 예컨대 xy 평면에 평행하게 위치시키면서 360도 회전시키면서 외부 자기장의 x축 성분과 y축 성분의 크기를 측정해볼 수 있다. 이 측정에서 얻어지는 외부 자기장의 x축 및 y축 성분의 궤적(110)의 중심은 도 11에 도시된 것처럼 원점(O)으로부터 원점 오프셋(115)만큼 떨어져 있을 수 있다. 이 상태에서 각도를 측정하면 정확한 각도 측정이 이루어질 수 없다. 예컨대, 제1 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a)가 외부 자기장의 x축 성분의 최대값(Xmax)을 출력하고, 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50b)가 y축 성분의 최대값(Ymax)을 출력하는 상태에서, 원점 오프셋(115)을 캘리브레이션 하기 전에는 두 몸체부(32, 34)의 사이각의 크기는 α1으로 측정되지만, 실제 사이각은 원점(O)에서 측정되는 α2이다. 즉, 원점 오프셋(115)을 캘리브레이션 하지 않으면 'α2 - α1' 만큼의 오차가 생길 수 있다. 이와 같은 원점 오프셋(115)의 크기를 미리 산출하여 사이각 산출에 적용할 수 있다. 이를 통해 더욱 정확한 사이각 산출이 가능하다.

도 12를 참조하면, 먼저 폴더블 디바이스(30)의 두 몸체부(32, 34)에 각각 설치된 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a, 50b)의 원점 오프셋(115)의 크기를 산출할 수 있다. 산출된 원점 오프셋 크기(115)은 데이터 저장부에 저장할 수 있다(S400).

예시적인 실시예에서, 폴더블 디바이스(30)의 두 몸체부(32, 34)를 완전히 아래 위에 포갠 상태 또는 완전히 동일 평면을 이루도록 펼친 상태 (즉, 사이각(θ)이 0도 또는 180도인 상태)에서, 폴더블 디바이스(30)를 xy평면에 평행을 유지하면서 360도 회전시킨다. 그 회전 동안에, 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a, 50b) 각각의 각 플럭스게이트 소자(62, 64, 66)의 픽업전압 프로파일에서 전압피크 발생시점을 각각 측정하여 xy 평면에서의 전압피크 발생시점의 변화 궤적을 구할 수 있다. 예컨대 폴더블 디바이스(30)가 360도 회전하는 동안 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a, 50b) 각각의 각 플럭스게이트 소자의 픽업전압 프로파일에서 전압피크 발생시점의 변화 궤적은 원 또는 타원, 또는 찌그러진 원형 등일 수 있다. 도 11에 도시된 것처럼, 그 전압피크 발생시점의 변화궤적(110)이 x축 방향으로 최대값(Xmax)과 최소값(Xmin)을 가질 수 있고, y축 방향으로 최대값(Ymax)과 최소값(Ymin)을 가질 수 있다. 마찬가지로 yz평면에서도 같은 방식으로 각 플럭스게이트 소자의 픽업전압 프로파일에서 전압피크 발생시점의 변화궤적을 구할 수 있다. 이를 통해 z축 방향으로 최대값(Zmax)과 최소값(Zmin)을 구할 수 있다. 이렇게 구한 세 축 방향의 전압피크 발생시점의 변화 궤적의 중심(O')은 원점(O)과 일치하지 않는다. 그 불일치의 정도가 원점 오프셋(115)의 크기에 해당할 수 있다.

제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a, 50b)의 각 플럭스게이트 소자(62, 64, 66)가 최초에 가지고 있던 원점 오프셋(115)의 크기는 다음 식을 이용하여 산출할 수 있다.

[수학식 4]

제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a, 50b)의 각 플럭스게이트 소자(62, 64, 66)에 관해 구해진 원점 오프셋 크기는 데이터 저장부(비도시)에 미리 저장해둘 수 있다.

두 몸체부(32, 34)의 사이각을 산출할 때, 미리 구하여 데이터 저장부에 저장해둔 원점 오프셋을 적용할 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 원점 오프셋은 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a, 50b)에서 제1 및 제2 방위 정보를 검출할 때 반영할 수 있다. 즉, 도 9의 흐름도의 단계 S122에서 제1 및 제2 방위 정보를 생성할 때, 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a, 50b)의 데이터 저장부에 저장된 해당 원점 오프셋 크기를 읽어와서 반영할 수 있다(S410).

이에 의해, S124단계에서 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a, 50b)가 제어부(15)에 제공하는 제1 및 제2 방위 정보는 원점 오프셋 크기가 적용된 방위 정보이다. 제어부(15)는 원점 오프셋 크기가 캘리브레이션 된 제1 및 제2 방위 정보를 이용하여 제1 및 제2 몸체부(32, 34) 간의 사이각을 산출할 수 있다(S420).

그리고 제어부(15)는 그렇게 산출된 사이각에 기초하여 소정의 제어나 처리를 수행할 수 있다.

다른 실시예로서, 원점 오프셋을 제어부(15)에서 반영할 수도 있다. 이 경우, 원점 오프셋 크기는 제어부(15)의 데이터 저장부에 미리 저장해둘 수 있다. S124단계에서 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a, 50b)가 원점 오프셋이 캘리브레이션 되지 않은 상태의 제1 및 제2 방위 정보를 제어부(15)에 제공할 수 있다. 도 7의 S200 단계에서, 제어부(15)는 데이터 저장부에 저장된 원점 오프셋 크기를 읽어와서 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a, 50b)가 제공하는 제1 및 제2 방위 정보에 반영할 수 있다. 이렇게 제어부(15)에서 원점 오프셋 크기를 캘리브레이션 한 제1 및 제2 방위 정보를 이용하여 제1 및 제2 몸체부(32, 34)의 사이각을 산출할 수도 있다.

한편, 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50)의 3축 플럭스게이트 소자(62, 64, 66)의 측정 민감도 특성은 서로 다를 수 있다. 즉, 도 12에서 x축 측정 민감도 Sx = Xmax - Xmin와 y축 측정 민감도 Sy = Ymax - Ymin가 서로 다를 수 있다. z축 측정 민감도 Sz = Zmax - Zmin도 x축 측정 민감도 Sx 및/또는 y축 측정 민감도 Sy와 다를 수 있다. 3축의 민감도 특성이 동일하지 않으면 민감도 특성 궤적은 완전한 구형이 아니라 찌그러진 구형으로 표현된다. 3축 제조상의 차이, 주변에서 인가되는 자기장의 영향으로 인한 민감도 특성 편차를 제거하기 위해서는 각 축 별로 민감도 게인을 적용하여 정규화 시킬 수 있다. 여기서, 민감도 게인은 원점 오프셋의 캘리브레이션 시 사용된 자기장의 최대값과 최소값의 차이와 측정된 전압피크 발생시점의 최대값과 최소값의 차이 간의 비율로 정의될 수 있다. 민감도 게인은 측정된 전압피크 발생시점에 원점 오프셋 크기를 반영한 후 민감도 게인을 곱하는 방식으로 적용할 수 있다. 이렇게 민감도 게인을 적용하여 얻어진 값은 게인의 종류에 따라 자기장의 크기가 될 수 있고, x, y, z 축 각각의 단위벡터가 될 수 있다.

한편, 원점 오프셋은 다른 방법으로 구할 수도 있다. 원점 오프셋 크기를 구하는 다른 방법으로는, 외부에서 x축의 양방향에 크기는 동일하나 방향이 반대인 자기장을 교차로 인가하고, 그 때 전압피크 발생시점을 각각 구하여 이 두 값의 중심값 좌표와 원점간의 이격거리를 x축의 원점 오프셋 크기로 산출할 수도 있다. 이와 동일한 방식으로 y축, z축을 모두 측정하여 x, y, z축의 오프셋 크기를 산출할 수도 있다.

도 13의 그래프를 참조하면, 가로축은 두 몸체부(32, 34)의 실제 사이각이고, 세로축은 본 발명의 실시예에 따라 마그네틱 플럭스게이트 센서부(50a, 50b)를 두 몸체부(32, 34)에 각각 배치하여 구성된 사이각 측정장치(20)를 이용하여 두 몸체부(32, 34)의 사이각을 측정한 값이다. 실제 사이각과 측정 사이각 간에는 어느 정도의 오차가 존재하긴 하지만, 두 값이 0도에서 180도까지 변화하는 전반적인 추세는 비슷함을 알 수 있다. 실제 사이각과 측정 사이각 간에 발생하는 오차의 패턴을 분석하면, 오차를 상쇄시킬 수 있는 오차 보정량을 얻을 수 있을 것이다. 측정 사이각에 그 오차 보정량을 적용하면, 더 정확한 측정 사이각을 얻을 수 있을 것이다.

이상에서는 휴대용 폴더블 디바이스를 예로 하여 두 몸체부의 사이각 측정 방법과 장치를 설명하였다. 하지만, 본 발명의 적용 대상에는 특별한 제한이 없다. 상기 실시예에 국한되지 않고, 본 발명은 자기센서를 이용하여 두 물체 간의 사이각을 측정하는 데 널리 이용될 수 있다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims

제1 몸체부와 제2 몸체부가 접힘축을 매개로 접힘 가능하게 결합된 폴더블 디바이스의 상기 제1 몸체부에 설치되어 자신에게 인가되는 외부 자기장의 크기를 검출하여 상기 제1 몸체부가 지향하는 방향을 대표하는 제1 방위정보를 검출하도록 구성된 제1 자기센서부;

상기 제2 몸체부에 설치되어 자신에게 인가되는 외부 자기장의 크기를 검출하여 상기 제2 몸체부가 지향하는 방향을 대표하는 제2 방위정보를 검출하도록 구성된 제2 자기센서부; 및

상기 제1 및 제2 자기센서부로부터 상기 제1 방위 정보와 상기 제2 방위 정보를 제공받아 상기 접힘축을 중심으로 상기 제1 몸체부와 상기 제2 몸체부 간의 사이각을 산출하도록 구성된 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 폴더블 디바이스의 두 몸체부의 사이각 측정 장치.
제1항에 있어서, 상기 접힘축 상의 한 점을 원점으로 하는 3차원 좌표계에서, 상기 제1 방위 정보는 상기 원점에서 적어도 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향의 외부 자기장 성분의 크기에 의해 정해지는 제1 지점을 연결한 제1 방위 벡터로 매핑될 수 있는 정보이고, 상기 제2 방위 정보는 상기 원점에서 상기 제3 방향 및 제4 방향의 외부 자기장 성분의 크기에 의해 정해지는 제2 지점을 연결한 제2 방위 벡터로 매핑될 수 있는 정보이며,

상기 제1 방향은 상기 제1 몸체부의 평면과 실질적 평행인 임의의 방향이고, 상기 제2 방향은 상기 제1 몸체부의 평면에 대한 실질적 법선 방향이며, 상기 제3 방향은 상기 제2 몸체부의 평면과 실질적 평행인 임의의 방향이고, 상기 제4 방향은 상기 제2 몸체부의 평면에 대한 실질적 법선 방향인 것을 특징으로 하는 폴더블 디바이스의 두 몸체부의 사이각 측정 장치.
제2항에 있어서, 상기 제어부는 상기 제1 방위 정보에 의해 매핑되는 상기 제1 방위 벡터와 상기 제2 방위 정보에 의해 매핑되는 상기 제2 방위 벡터를 각각 구하고, 상기 제1 방위 벡터와 상기 제2 방위 벡터 간의 사이각을 산출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 폴더블 디바이스의 두 몸체부의 사이각 측정 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 자기센서부는 적어도 제1 방향의 외부 자기장 성분을 검출하도록 구성된 제1 플럭스게이트 소자, 제2 방향의 외부 장기장 성분을 검출하도록 구성된 제2 플럭스게이트 소자, 그리고 적어도 상기 제1 및 제2 플럭스게이트 소자의 구동에 필요한 제1 및 제2 구동전류를 각각 인가하고 상기 제1 및 제2 플럭스게이트 소자로부터 상기 제1 및 제2 구동전류에 의한 자기장과 외부 인가 자기장에 의해 유도되는 제1 및 제2 픽업전압을 각각 제공받아 상기 제1 방위정보를 검출하는 제1 구동/검출부를 포함하는 제1 마그네틱 플럭스게이트 센서부이고,

상기 제2 자기센서부는 적어도 제3 방향의 외부 자기장 성분을 검출하도록 구성된 제3 플럭스게이트 소자, 제4 방향의 외부 자기장 성분을 검출하도록 구성된 제4 플럭스게이트 소자, 그리고 적어도 상기 제3 및 제4 플럭스게이트 소자의 구동에 필요한 제3 및 제4 구동전류를 각각 인가하고 상기 제3 및 제4 플럭스게이트 소자로부터 상기 제3 및 제4 구동전류에 의한 자기장과 외부 인가 자기장에 의해 유도되는 제3 및 제4 픽업전압을 각각 제공받아 상기 제2 방위정보를 검출하는 제2 구동/검출부를 포함하는 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부이며,

상기 제1 방향은 상기 제1 몸체부의 평면과 실질적 평행인 임의의 방향이고, 상기 제2 방향은 상기 제1 몸체부의 평면에 대한 실질적 법선 방향이며, 상기 제3 방향은 상기 제2 몸체부의 평면과 실질적 평행인 임의의 방향이고, 상기 제4 방향은 상기 제2 몸체부의 평면에 대한 실질적 법선 방향인 것을 특징으로 하는 폴더블 디바이스의 두 몸체부의 사이각 측정 장치.
제4항에 있어서, 상기 제1 내지 제4 플럭스게이트 소자 각각은 자성체에 구동코일과 픽업코일이 각각 권선되는 구조로 형성되고,

상기 제1 구동/검출부는, 상기 제1 및 제2 플럭스게이트 소자의 구동코일에 교류 구동전류를 인가하는 동안에 매 주기마다, 상기 제1 및 제2 플럭스게이트 소자의 자성체의 자화 반전 특성에 의해 각각 발생하는 상기 제1 및 제2 픽업전압의 각 전압피크가 상기 제1 및 제2 플럭스게이트 소자의 픽업코일에 각각 인가되는 외부 자기장의 세기에 의해 시프트 되는 정도를 이용하여 상기 제1 방위 정보를 각각 산출하도록 구성되고,

상기 제2 구동/검출부는, 상기 제3 및 제4 플럭스게이트 소자의 구동코일에 교류 구동전류를 인가하는 동안에 매 주기마다, 상기 제3 및 제4 플럭스게이트 소자의 자성체의 자화 반전 특성에 의해 각각 발생하는 상기 제3 및 제4 픽업전압의 각 전압피크가 상기 제1 및 제2 플럭스게이트 소자의 픽업코일에 각각 인가되는 외부 자기장의 세기에 의해 시프트 되는 정도를 이용하여 상기 제2 방위 정보를 각각 산출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 폴더블 디바이스의 두 몸체부의 사이각 측정 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 몸체부와 상기 제2 몸체부에 각각 마련되고 사용자와의 인터페이싱 기능을 제공할 수 있도록 구성된 제1 및 제2 인터페이스 유닛을 더 포함하며,

상기 제어부는 산출된 사이각의 크기에 따라 상기 제1 및 제2 인터페이스 유닛이 하나로 통합된 인터페이스 유닛으로 동작하거나 또는 별도의 독립된 인터페이스 유닛으로 동작하도록 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 폴더블 디바이스의 두 몸체부의 사이각 측정 장치.
제4항에 있어서, 상기 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부 각각은 각 플럭스게이트 소자의 미리 구해진 원점 오프셋 크기를 각각 저장하고 있으며, 상기 제1 및 제2 방위 정보 검출 시 저장된 각 플럭스게이트 소자의 원점 오프셋 크기를 각각 적용하도록 구성되며, 여기서 상기 각 플럭스게이트 소자의 원점 오프셋 크기는 해당 플럭스게이트 소자의 픽업전압 프로파일에서 픽업전압의 한 주기의 시작시점에서부터 외부 자기장이 인가되지 않을 때 전압피크의 발생시점까지의 시간 차 또는 이와 등가인 외부 자기장의 세기인 것을 특징으로 하는 폴더블 디바이스의 두 몸체부의 사이각 측정 장치.
제4항에 있어서, 상기 제어부는 상기 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부의 플럭스게이트 소자들 각각의 미리 구해진 원점 오프셋 크기를 각각 저장하고 있으며, 상기 제1 몸체부와 상기 제2 몸체부 간의 사이각을 산출할 때 상기 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부로부터 제공받은 상기 제1 방위 정보 및 제2 방위 정보에 플럭스게이트 소자 별 원점 오프셋 크기를 각각 적용하도록 구성되며, 여기서 상기 각 플럭스게이트 소자의 원점 오프셋 크기는 해당 플럭스게이트 소자의 픽업전압 프로파일에서 픽업전압의 한 주기의 시작시점에서부터 외부 자기장이 인가되지 않을 때 전압피크의 발생시점까지의 시간 차 또는 이와 등가인 외부 자기장의 세기인 것을 특징으로 하는 폴더블 디바이스의 두 몸체부의 사이각 측정 장치.
제1항에 있어서, 상기 폴더블 디바이스는 상기 제1 몸체부와 상기 제2 몸체부가 힌지축으로 결합되어 서로 포개지도록 접힌 상태에서 서로 동일한 평면을 형성하도록 펼쳐진 상태까지 가역적으로 움직일 수 있고, 상기 제1 및 제2 부재의 한쪽 표면 상에 배치된 디스플레이부를 더 포함하는 폴더블 통신기기인 것을 특징으로 하는 폴더블 디바이스의 두 몸체부의 사이각 측정 장치.
폴더블 디바이스의 제1 몸체부에 설치된 제1 자기센서부가 자신에게 인가되는 외부 자기장의 크기를 검출하여 상기 제1 몸체부가 지향하는 방향을 대표하는 제1 방위 정보를 생성하고, 상기 제1 몸체부와 접힘 가능하게 결합된, 폴더블 디바이스의 제2 몸체부에 설치된 제2 자기센서부가 자신에게 인가되는 상기 외부 자기장의 크기를 검출하여 상기 제2 몸체부가 지향하는 방향을 대표하는 제2 방위 정보를 생성하는 제1 및 제2 방위 정보 생성 단계; 및

제어부가 상기 제1 및 제2 자기센서부로부터 제공받은 상기 제1 방위 정보와 상기 제2 방위 정보를 이용하여 상기 제1 몸체부와 상기 제2 몸체부 간의 접힘축을 중심으로 상기 제1 몸체부와 상기 제2 몸체부 간의 사이각을 산출하는 사이각 산출 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 폴더블 디바이스의 두 몸체부의 사이각 측정 방법.
제10항에 있어서, 상기 제어부가 산출된 사이각의 크기에 따라 미리 정해진 상기 폴더블 디바이스의 정해진 동작 제어 또는 처리를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 디바이스의 두 몸체부의 사이각 측정 방법.
제10항에 있어서, 상기 접힘축 상의 한 점을 원점으로 하는 3차원 좌표계에서, 상기 제1 방위 정보는 상기 원점에서 적어도 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향의 외부 자기장 성분의 크기에 의해 정해지는 제1 지점을 연결한 제1 방위 벡터로 매핑될 수 있는 정보이고, 상기 제2 방위 정보는 상기 원점에서 상기 제3 방향 및 제4 방향의 외부 자기장 성분의 크기에 의해 정해지는 제2 지점을 연결한 제2 방위 벡터로 매핑될 수 있는 정보이며, 상기 제1 방향은 상기 제1 몸체부의 평면과 실질적 평행인 임의의 방향이고, 상기 제2 방향은 상기 제1 몸체부의 평면에 대한 실질적 법선 방향이며, 상기 제3 방향은 상기 제2 몸체부의 평면과 실질적 평행인 임의의 방향이고, 상기 제4 방향은 상기 제2 몸체부의 평면에 대한 실질적 법선 방향인 것을 특징으로 하는 폴더블 디바이스의 두 몸체부의 사이각 측정 방법.
제12항에 있어서, 상기 제1 자기센서부는 적어도 상기 제1 방향의 외부 자기장 성분을 검출하도록 구성된 제1 플럭스게이트 소자, 상기 제2 방향의 외부 장기장 성분을 검출하도록 구성된 제2 플럭스게이트 소자, 그리고 제1 구동/검출부를 포함하는 제1 마그네틱 플럭스게이트 센서부이고,

상기 제2 자기센서부는 적어도 센서는 적어도 상기 제3 방향의 외부 자기장 성분을 검출하도록 구성된 제3 플럭스게이트 소자, 상기 제4 방향의 외부 자기장 성분을 검출하도록 구성된 제4 플럭스게이트 소자, 그리고 제2 구동/검출부를 포함하는 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부이며,

상기 제1 방위 정보 생성 단계는, 상기 제1 구동/검출부에 의해 수행되고, 외부 자기장이 인가되는 조건에서, 적어도 상기 제1 및 제2 플럭스게이트 소자의 구동코일에 교류 구동전류를 각각 흘려주면서 적어도 상기 제1 및 제2 플럭스게이트 소자의 픽업코일에 각각 유도되는 제1 및 제2 픽업전압을 검출하는 단계; 매 주기마다, 상기 제1 픽업전압의 프로파일에서 제1 전압피크 발생시점을 검출하고, 상기 제2 픽업전압의 프로파일에서 제2 전압피크 발생시점을 검출하는 단계; 및 상기 외부 자기장이 인가되지 않을 때의 전압피크 발생시점에 비해 상기 제1 전압피크 발생시점의 제1 시프트 량과 상기 제2 전압피크 발생시점의 제2 시프트 량을 산출하여 상기 제1 방위 정보로서 출력하는 단계를 포함하며,

상기 제2 방위 정보 생성 단계는, 상기 제2 구동/검출부에 의해 수행되고, 외부 자기장이 인가되는 조건에서, 적어도 상기 제3 및 제4 플럭스게이트 소자의 구동코일에 교류 구동전류를 각각 흘려주면서 적어도 상기 제3 및 제4 플럭스게이트 소자의 픽업코일에 각각 유도되는 제3 및 제4 픽업전압을 검출하는 단계; 매 주기마다, 상기 제3 픽업전압의 프로파일에서 제3 전압피크 발생시점을 검출하고, 상기 제4 픽업전압의 프로파일에서 제4 전압피크 발생시점을 검출하는 단계; 및 상기 외부 자기장이 인가되지 않을 때의 전압피크 발생시점에 비해 상기 제3 전압피크 발생시점의 제3 시프트 량과 상기 제4 전압피크 발생시점의 제4 시프트 량을 산출하여 상기 제2 방위 정보로서 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 디바이스의 두 몸체부의 사이각 측정 방법.
제13항에 있어서, 상기 제k 전압피크 발생시점(단, k=1, 2, 3, 4)은, 현재 주기의 제k 픽업전압 프로파일에서 초기 소정 구간의 전압의 크기들을 대표하는 값을 베이스 전압으로 산출하고, 상기 베이스 전압에 소정 크기의 갭 전압을 합한 제k 기준전압을 산출하며, 상기 현재 주기의 제k 픽업전압의 프로파일에서 전압 값이 상기 제k 기준전압의 크기와 같아지는 시점을 상기 제k 전압피크 발생시점으로 정하는 방법으로 정해지는 것을 특징으로 하는 폴더블 디바이스의 두 몸체부의 사이각 측정 방법.
제13항에 있어서, 상기 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부 각각이 최초 상태에서 가지고 있는 측정 오차를 보정하기 위한 캘리브레이션을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 디바이스의 두 몸체부의 사이각 측정 방법.
제15항에 있어서, 상기 캘리브레이션을 수행하는 단계는, 상기 제1 마그네틱 플럭스게이트 센서부의 상기 제1 및 제2 플럭스게이트 소자의 제1 및 제2 원점 오프셋 크기를 산출하여 데이터 저장부에 저장하는 단계; 상기 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부의 상기 제3 및 제4 플럭스게이트 소자의 제3 및 제4 원점 오프셋 크기를 산출하여 상기 데이터 저장부에 저장하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 방위정보를 이용하여 상기 제1 몸체부와 상기 제2 몸체부 간의 사이각을 산출할 때, 상기 데이터 저장부에 저장된 상기 제1 내지 제4 원점 오프셋 크기를 적용하여 상기 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부 각각의 원점 오프셋을 캘리브레이션 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 디바이스의 두 몸체부의 사이각 측정 방법.
제16항에 있어서, '상기 원점 오프셋을 캘리브레이션 하는 단계'는 상기 제1 마그네틱 플럭스게이트 센서부에서 상기 제1 방위 정보를 산출할 때 상기 제1 및 제2 원점 오프셋 크기를 적용하는 단계; 및 상기 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부에서 상기 제2 방위 정보를 산출할 때 상기 제3 및 제4 원점 오프셋 크기를 적용 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 디바이스의 두 몸체부의 사이각 측정 방법.
제16항에 있어서, '상기 원점 오프셋을 캘리브레이션 하는 단계'는 상기 제어부에서 상기 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부로부터 제공받은 상기 제1 및 제2 방위정보에 상기 제1 내지 제4 원점 오프셋 크기를 적용하여 상기 사이각을 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 디바이스의 두 몸체부의 사이각 측정 방법.
제16항에 있어서, 상기 제1 내지 제4 원점 오프셋 크기는, 상기 폴더블 디바이스가 xy평면, yz 평면, 그리고 zx평면 중 적어도 두 평면 각각에 평행하게 위치된 상태에서 360도 회전하는 동안에, 상기 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부 각각의 상기 제1 및 제2 플럭스게이트 소자 각각의 픽업전압 프로파일에서 전압피크 발생시점을 각각 측정하여 해당 평면에서의 전압피크 발생시점의 변화궤적을 구하는 단계; 각 평면에서의 상기 전압피크 발생시점의 변화궤적에서 x축 방향의 최대값(Xmax)과 최소값(Xmin), y축 방향의 최대값(Ymax)과 최소값(Ymin), 그리고 z축 방향의 최대값(Zmax)과 최소값(Zmin)을 구하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부 각각의 상기 제1 및 제2 플럭스게이트 소자 각각의 상기 제1 내지 제4 원점 오프셋 크기(X_offset, Y_offset, Z_offset)를 아래 식을 이용하여 산출하는 단계를 통해 구해지는 것을 특징으로 하는 폴더블 디바이스의 두 몸체부의 사이각 측정 방법.

X_offset = (Xmax + Xmin)/2

Y_offset = (Ymax + Ymin)/2

Z_offset = (Zmax + Zmin)/2
제15항에 있어서, 상기 캘리브레이션을 수행하는 단계는, 상기 제1 및 제2 마그네틱 플럭스게이트 센서부의 각 플럭스게이트 소자의 x축 방향의 측정 민감도, y축 방향의 측정 민감도, 그리고 z축 방향의 측정 민감도를 구하는 단계; 상기 x축, y축, 및 z축 방향의 측정 민감도 각각에 대한 민감도 게인을 구하는 단계; 및 상기 x축, y축, 및 z축 방향의 측정 민감도 각각에 대하여 해당 축의 민감도 게인을 적용하여 상기 x축, y축, 및 z축 방향의 측정 민감도 간의 편차를 제거하는 단계를 포함하며,

상기 민감도 게인은 원점 오프셋의 캘리브레이션 시 사용된 자기장의 최대값과 최소값의 차이와 측정된 전압피크 발생시점의 최대값과 최소값의 차이 간의 비율로 정해지는 것을 특징으로 하는 폴더블 디바이스의 두 몸체부의 사이각 측정 방법.