KR101630767B1 - 홀 센서를 이용한 사용자 단말 및 이를 포함하는 센싱 시스템 - Google Patents

홀 센서를 이용한 사용자 단말 및 이를 포함하는 센싱 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101630767B1
KR101630767B1 KR1020140134716A KR20140134716A KR101630767B1 KR 101630767 B1 KR101630767 B1 KR 101630767B1 KR 1020140134716 A KR1020140134716 A KR 1020140134716A KR 20140134716 A KR20140134716 A KR 20140134716A KR 101630767 B1 KR101630767 B1 KR 101630767B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hall sensor
magnetic field
magnetic
user terminal
magnetic element
Prior art date
Application number
KR1020140134716A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160042203A (ko
Inventor
최성민
김은중
Original Assignee
매그나칩 반도체 유한회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 매그나칩 반도체 유한회사 filed Critical 매그나칩 반도체 유한회사
Priority to KR1020140134716A priority Critical patent/KR101630767B1/ko
Publication of KR20160042203A publication Critical patent/KR20160042203A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101630767B1 publication Critical patent/KR101630767B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A45—HAND OR TRAVELLING ARTICLES
    • A45C—PURSES; LUGGAGE; HAND CARRIED BAGS
    • A45C11/00—Receptacles for purposes not provided for in groups A45C1/00-A45C9/00
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/07—Hall effect devices
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/02—Details
    • H05K5/03—Covers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

본 발명은 홀 센서를 이용한 사용자 단말 및 이를 포함하는 센싱 시스템에 관한 것으로, 반도체 기판, 상기 기판 상에 형성되는 복수의 컨택 전극, 상기 복수의 컨택 전극들을 둘러싸고 있는 센싱면, 상기 센싱면을 포함하는 홀 센서 및 상기 센싱면을 향하여 자기장을 발생시키는 마그네틱 소자를 포함하고 상기 마그네틱 소자의 극성 방향은 상기 센싱면과 평행인 것을 특징으로 한다. 따라서, 센싱 시스템은 하나의 홀 센서를 이용하여 커버의 열림 각도를 인식할 수 있고, 이에 따라 열림 각도의 오인식을 방지할 수 있고 자석의 극성 방향과 홀 센서의 자기장 인식 방향을 수직으로 배치하여 커버의 열림 각도를 인식할 수 있다.

Description

홀 센서를 이용한 사용자 단말 및 이를 포함하는 센싱 시스템{USER TERMINAL USING HALL SENSOR AND SENSING SYSTEM COMPRISING THE SAME}
본 발명은 홀 센서를 이용한 센싱 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 하나의 홀 센서를 이용하여 커버의 열림 각도를 인식할 수 있는 사용자 단말에 관한 것이다.
미국등록특허 제6,701,166호는 하나의 홀 센서를 이용하여 플립 타입 또는 폴더 타입 디스플레이 단말의 열림 또는 닫힘을 감지하는 스위치 기술에 관한 것으로, 자기장의 강도에 따라 전압을 발생시키는 홀 센서, 홀 센서에 의해 센싱된 신호를 증폭하는 가변 증폭부 및 가변 증폭부로부터 증폭된 신호를 기준 신호와 비교하는 비교부를 포함한다.
이러한 종래 기술에서 구현된 커버는 360도 회전이 불가능하지만, 최근 사용된 커버는 0-360도 회전이 가능하다. 그러나, 종래의 홀 센서를 통해 커버의 열린 각도를 인식할 때 0도와 360도를 구분하지 못하고 0도와 360도에서 모두 닫힘으로 인식될 수 있다. 따라서 이러한 오인식 또는 오작동을 방지하기 위해, 단말기는 홀 센서 외에 별도의 자기장 차폐 물질을 부착해야 0도 및 360도를 인식할 수 있다. 이러한 방법은 커버의 오인식 또는 오작동을 방지할 수 있지만, 추가 비용을 필요로 하는 문제점이 있다.
미국등록특허 제6,701,166호
본 발명의 일 실시예는 커버의 열림 각도 오인식을 방지할 수 있는 홀 센서를 이용한 사용자 단말 및 이를 포함하는 센싱 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 자석의 극성 방향과 홀 센서의 자기장 인식 방향을 수직으로 배치하여 커버의 열림 각도를 인식하는 홀 센서를 이용한 사용자 단말 및 이를 포함하는 센싱 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 하나의 홀 센서를 통해 자석에서 발생되는 자기장을 인식하여 커버의 열림 각도를 인식하는 홀 센서를 이용한 사용자 단말 및 이를 포함하는 센싱 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 하나의 홀 센서를 자석에서 발생되는 자기장의 진행 방향과 수직으로 배치하여 커버의 열림 각도를 인식하는 홀 센서를 이용한 사용자 단말 및 이를 포함하는 센싱 시스템을 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 센싱 시스템은 반도체 기판, 상기 기판 상에 형성되는 복수의 컨택 전극들, 상기 복수의 컨택 전극들을 둘러싸고 있는 센싱면, 상기 센싱면을 포함하는 홀 센서 및 상기 센싱면을 향하여 자기장을 발생시키는 마그네틱 소자를 포함하고, 상기 마그네틱 소자의 극성 방향은 상기 센싱면과 평행한 것을 특징으로 한다
일 실시예에서, 센싱 시스템은 상기 홀 센서에 의한 자기장의 인식 방향과 상기 마그네틱 소자의 극성 방향이 서로 수직으로 형성될 수 있다.
상기 홀 센서는 상기 자기장으로부터 출력되는 적어도 하나의 자기력선의 변곡점 상에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 홀 센서는 상기 마그네틱 소자와 30 ~ 70도의 각도를 형성하는 위치에 배치될 수 있다.
상기 센싱 시스템은 상기 홀 센서를 포함하는 사용자 단말 및 상기 마그네틱 소자를 포함하는 커버를 더 포함하고, 상기 사용자 단말은 상면과 하면으로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 사용자 단말은 상기 홀 센서로부터 인식되는 자기장 세기 정보를 저장할 수 있다. 또한, 상기 자기장의 세기는 상기 커버가 상기 사용자 단말의 상면 및 하면 중 적어도 하나에 접촉하면 서로 다른 부호를 가지는 동일한 절대값을 가질 수 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 홀 센서를 이용한 사용자 단말 및 이를 포함하는 센싱 시스템은 커버의 열림 각도 오인식을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 홀 센서를 이용한 사용자 단말 및 이를 포함하는 센싱 시스템은 자석의 극성 방향과 홀 센서의 자기장 인식 방향을 수직으로 배치하여 커버의 열림 각도를 인식할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 홀 센서를 이용한 홀 센서를 이용한 사용자 단말 및 이를 포함하는 센싱 시스템은 하나의 홀 센서를 통해 자석에서 발생되는 자기장을 인식하여 커버의 열림 각도를 인식할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 홀 센서를 이용한 사용자 단말 및 이를 포함하는 센싱 시스템은 하나의 홀 센서를 자석에서 발생되는 자기장의 진행 방향과 수직으로 배치하여 커버의 열림 각도를 인식할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀 센서를 포함하는 사용자 단말을 설명하는 도면이다.
도 2는 홀 센서의 평면도 및 단면도를 나타낸다.
도 3과 도 4는 마그네틱 소자의 배치 방향에 따른 홀 센서의 동작을 설명하는 예시도면이다.
도 5는 마그네틱 소자에서 발생되는 자기력선과 홀 센서의 인식 방법을 설명하는 도면이다.
도 6은 도 1에 있는 마그네틱 소자가 수평으로 배치되는 경우를 설명하는 예시도이다.
도 7은 도 1에 있는 마그네틱 소자가 수직으로 배치되는 경우를 설명하는 예시도이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
“및/또는”의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, “제1 항목, 제2 항목 및/또는 제3 항목”의 의미는 제1, 제2 또는 제3 항목뿐만 아니라 제1, 제2 또는 제3 항목들 중 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀 센서를 포함하는 사용자 단말을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 센싱 시스템(100)은 마그네틱 소자(110), 커버(120), 홀 센서(130) 및 사용자 단말(140)을 포함한다.
마그네틱 소자(110)는 커버(120)에 포함되고, 마그네틱 소자(110)는 자기장을 발생시키는 자석을 포함한다. 여기서, 자석은 N극과 S극이 접촉되도록 형성된다. 따라서, 커버(120)가 열리거나 닫힐 경우, 마그네틱 소자(110)로부터 발생되는 자기장의 세기가 달라질 수 있다.
일 실시예에서, 마그네틱 소자(110)의 극성 방향은 홀 센서(130)에 포함된 센싱면(132)과 수직을 형성할 수 있다. 즉, 마그네틱 소자(110)의 N/S 극성의 방향과 홀 센서(130)의 센싱면(132)은 수직으로 배치되어, 커버(120)가 열리거나 닫힐 경우, 센싱면(132)에 입력되는 자기장 방향(210)이 달라지게 된다. 이로써, 커버(120)의 열림 각도(150) 인식이 용이하게 수행될 수 있다.
보다 구체적으로, 마그네틱 소자(110)는 홀 센서(130)에 이격되어 배치되고, 마그네틱 소자(110)의 N극에서 방출되어 S극으로 향하는 포물선 형상의 자기장을 발생시킨다. 마그네틱 소자(110)는 커버(120)에 부착되어 커버(120)의 개폐에 따라 이동하게 되며, 해당 이동에 따라 홀 센서(130)에서 인식되는 자기장의 방향 및 세기가 달라질 수 있다.
커버(120)는 사용자 단말(140)의 디스플레이 및 외관을 보호하는 장치로서, 외부의 긁힘이나 떨어뜨림으로 인한 외관의 손상으로부터 사용자 단말(140)의 표면을 보호한다.
일 실시예에서, 커버(120)는 자기장을 발생시키는 자석을 포함하는 마그네틱 소자(110)를 포함할 수 있다. 따라서, 커버(120)가 열리거나 닫힐 경우, 마그네틱 소자(110)로부터 발생되는 자기장의 세기가 달라질 수 있다.
커버(120)의 개폐는 마그네틱 소자(110)와 홀 센서(130) 사이의 거리 변화를 발생시킴으로써 홀 센서(130)에서 인식되는 자기장의 세기가 변화된다. 홀 센서(130)에서 인식되는 자기장의 세기 정보는 사용자 단말(140)에 저장되거나 사용자 단말에 송신 또는 출력될 수 있다
홀 센서(130)는 패키징 형태로 사용자 단말에 포함되고, 복수의 컨택 전극들(131), 센싱면(132), 반도체 기판(133), 홀 센서 상면(134) 및 하면(135)를 포함한다. 여기서 센싱면(132)은 센싱 영역으로도 부를 수 있다.
홀 센서(130)는 전류가 흐르는 도체에 수직 방향으로 자기장을 걸어 주면, 전류 및 자기장에 수직 방향으로 홀 전압을 발생시키는 홀 효과를 이용하여 자기장의 방향과 크기를 감지하는 센서이다.
홀 센서(130)는 마그네틱 소자(110)로부터 발생되는 자기장의 세기를 인식하고, 인식된 크기 정보를 사용자 단말(140)에 저장한다. 따라서, 사용자 단말(140)은 자기장의 세기 정보를 저장하여 마그네틱 소자(110)와 사용자 단말(140)의 상면 및 하면에 접촉되었는지, 떨어져 있는지 여부를 알 수 있고, 마그네틱 소자(110)와 사용자 단말(140)이 떨어져 있을 경우, 커버(120)가 떨어져 있는 정보를 인식하여 커버의 열림 각도(150)를 인식할 수 있다. 홀 센서(130)의 동작에 관하여는 도 2에서 상세하게 설명한다.
사용자 단말(140)은 사용자가 데이터 처리 시스템과 통신하기 위한 입출력 장치에 해당한다. 일 실시예에서, 사용자 단말(140)은 디스플레이 화면을 가지는 디스플레이 단말에 해당할 수 있다. 다만, 본 발명에서 사용자 단말(140)은 디스플레이 화면을 가지는 사용자 단말을 예시로 설명하고 있으나, 이에 국한되지 아니하고, 다양한 사용자 단말을 포함할 수 있다. 디스플레이 단말은 디스플레이 화면을 통해 여러 가지 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 단말은 무선 통신을 통해 여러 가지 정보를 제공하는 기기에 해당할 수 있고, 일반적인 휴대전화, 스마트폰 또는 타블렛 PC 등이 이에 해당할 수 있다.
디스플레이 단말은 커버(120)에 의해 보호될 수 있다. 디스플레이 단말에 포함된 디스플레이 화면을 보호하여 외부 긁힘이나 떨어졌을 때 발생되는 외관 손상으로부터 디스플레이 화면을 보호할 수 있다.
도 2는 사용자 단말에 포함된 홀 센서(130)의 평면도(a) 및 단면도(b)를 나타낸다. 단면도는 평면도에서 A-A' 기준으로 절단한 형태이다.
도 2에서, 홀 센서(130)는 복수의 컨택 전극들(131), 센싱면(132), 반도체 기판(133), 홀 센서 상면(134) 및 하면(135)를 포함한다. 홀 센서(130)는 반도체 기판(133)에 복수의 컨택 전극들(131)을 배치하고, 복수의 컨택 전극들(131)을 둘러싸는 형태의 센싱면(132)을 포함한다. 도1에서 설명한 바와 같이, 마그네틱 소자(110)로부터 발생되는 자기장은 센싱면(132)을 향하여 형성될 수 있다.
도 2(a) 및 도 2(b)에서, 홀 센서(130)에는 P 형의 반도체 기판(133)에 전압 또는 전류를 흘려 주기 위한 N 형의 복수의 컨택 전극들(131)이 네 개인 경우를 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 국한되지 아니하고 여러 개의 컨택 전극들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 복수의 컨택 전극들(131)이 네 개로 형성된 경우, 두개의 컨택 전극에는 전류를 공급 받고, 나머지 두 개의 컨택 전극들은 자기장에 의해 변화되는 전압을 측정한다. 또한, 자기장 방향(210)을 센싱(감지)하기 위한 N-type의 센싱면(132)이 존재한다. 센싱면(132)은 복수의 컨택 전극들(131)을 감싸도록 형성될 수 있고, 센싱면(131)에 수직 방향(210)으로 입력되는 자기력 성분을 센싱(감지)할 수 있다. 즉, 센싱면(132)의 자기장 인식 방향은 센싱면(132)과 수직을 형성하므로 센싱면(132)은 반도체 기판(133)에 수직 방향의 자기장(210)을 센싱(감지)할 수 있다. 따라서, 홀 센서(130)에서 반도체 기판(133)과 마그네틱 소자(131)로부터 발생되는 자기장의 방향(210)은 수직으로 형성되어야 한다.
도 3과 도 4는 마그네틱 소자의 배치 방향에 따른 홀 센서의 동작을 설명하는 예시도면이다.
도 3은 두 개의 컨택 전극들(131)에 전류가 흐를 때, 자기장을 발생시키는 마그네틱 소자(110)가 수직으로 배치되는 경우를 설명한다. 도 3은두 개의 컨택 전극들(131)에 전류가 흐를 때, 자기장을 발생시키는 마그네틱 소자(110)가 수직으로 배치되는 경우를 설명한다. 즉, 마그네틱 소자(110)는 하측에 N극을 상측에 S극을 배치한 형태이며, 센싱면(132)을 포함하는 홀 센서(130)의 상면(134)에 수직하게 배치된다. 즉, 마그네틱 소자(110)의 극성 방향(N극에서 S극으로의 방향)은 Y축 방향으로 형성된다. 홀 센서(130)는 상면(134)에 수직 방향(Y축 방향)으로 입력되는 자기장의 세기를 센싱(감지)할 수 있다. 즉, 홀 센서의 상면(134)의 자기장 인식 방향은 Y축에 해당하고, Y축 방향의 자기장 성분을 센싱(감지)할 수 있다. 여기서, 홀 센서의 상면(134)은 X축과 Z축으로 형성된 면에 해당할 수 있다. 마그네틱 소자(110)의 극성 방향(Y축)과 홀 센서(130)의 상면(134)의 자기장 인식 방향(Y축)이 모두 위쪽을 향하고 있어, 서로 동일하다.
또한 마그네틱 소자(110)가 부착된 커버가 360도 회전하여, 홀 센서의 하면(135)에 배치된 경우도 마찬가지로, 마그네틱 소자(110)의 극성 방향(N극에서 S극으로의 방향)은 Y축 방향이다. 그리고 홀 센서의 상면(134)의 자기장 인식 방향은 Y축에 해당하고, Y축 방향의 자기장 성분을 센싱(감지)할 수 있다. 그래서 결국, 마그네틱 소자(110)의 극성 방향(Y축)과 홀 센서(130)의 상면(134)의 자기장 인식 방향(Y축)이 모두 위쪽으로 서로 동일하다.
따라서, 마그네틱 소자(110)가 수직 방향(Y축 방향)으로 배치된 경우, 마그네틱 소자(110)가 상면 또는 하면에 배치되든, 상관없이, 마그네틱 소자(110)의 극성 방향(Y축)과 홀 센서(130)의 자기장 인식 방향(Y축)이 모두 동일한 위쪽 방향으로 설정된다. 이렇게 동일하게 형성된 경우는 종래 기술에 의한 홀 센서의 배치 방법에 해당하며, 마그네틱 소자(110)가 사용자 단말(140)의 상면 또는 하면에 배치되었는지 구분할 수 없고 실질적인 커버(120) 열림 각도(150)을 인식할 수 없는 단점이 있다.
반면에, 도 4는 마그네틱 소자(110)의 극성 방향(Y축)과 홀 센서의 상면(134)의 자기장 인식 방향이 각각 다른 방향으로 형성되도록 구현된다. 여기서, 마그네틱 소자(110)의 극성 방향은 X축 또는 Z축 방향으로 배치될 수 있다. 또한, 홀 센서의 상면(134)은 X축 또는 Z축 방향으로 길게 형성되어, 자기장의 인식 방향은 Y축으로서, 홀 센서의 상면(134)에 대하여 수직으로 형성될 수 있다. 반면에, 마그네틱 소자(110)의 극성 방향(X축)과 홀 센서의 상면(134)에 포함된 센싱면(132)은 서로 평행하다. 마그네틱 소자(110)가 사용자 단말(140)의 상면 또는 하면에 위치할 경우, 홀 센서(130)의 센싱면(132)에 입력되는 자기장의 방향은 달라질 수 있다. 마그네틱 소자(110)의 사용자 단말(140)에 배치되는 위치에 따른 홀 센서의 인식 방법은 도 5 에서 자세하게 설명한다.
일 실시예에서, 마그네틱 소자(110)를 포함한 커버(120)가 사용자 단말(140)의 상면에 접촉되는 경우, 홀 센서(130)는 마그네틱 소자(110)의 중앙과 겹치지 않고 홀 센서(130)의 끝 부분이 마그네틱 소자(110)의 끝 부분으로부터 이격되도록 배치되어, 홀 센서(130)와 마그네틱 소자(110)가 중첩되지 않도록 배치될 수 있다.
홀 센서(130)의 센싱면(132)에서 센싱(감지)되는 자기장의 세기는 홀 센서(130)와 마그네틱 소자(110)의 이격 거리와 반비례 관계에 있으므로, 홀 센서(130)와 마그네틱 소자(110)의 배치 거리는 홀 센서(130)가 인식할 수 있는 자기장의 범위 내로 한정된다.
도 5는 마그네틱 소자에서 발생되는 복수의 자기력선과 홀 센서의 인식 방법을 설명하는 도면이다.
마그네틱 소자(110)를 통해 발생되는 자기력선(510)은 N극에서 나와 S극으로 향하는 복수의 자기력선(150)이 위/아래 동일하게 발생된다. 여기서, 자기력선의 변곡점(520)은 Y축 방향의 자기장 성분(210)이 가장 크게 발생되는 부분을 나타낸다. 추가로 변곡점(520)이란, 자기력선의 모양이 포물선을 그릴 때 그 방향이 바뀌는 위치를 말한다. 따라서, 자기력선의 변곡점(520)은 마그네틱 소자(110)의 좌/우 및 상/하에 각각 한 개씩 존재할 수 있다. 본 발명에서는 자기력선의 변곡점(520)에 홀 센서의 센싱면(132)이 배치되어 자기장의 Y축 성분(210)을 정확하게 인식하여 커버(120)의 열림 또는 닫힘을 인식할 수 있다. 자기장의 Y축 성분(210)은 자기장 성분이 작아질수록 센싱면(132)에서 센싱(감지)되는 자기장의 세기 또는 감도(sensitivity)가 약해질 수 있다.
도 5에서, 홀 센서(130)가 Y축 자기장 성분(210)의 가장 큰 곳에 배치될 경우, 센싱면(132)로 향하는 자기력선의 Y축 자기장 성분(210)과 센싱면(132)은 수직을 형성할 수 있다. 그러나, 홀 센서(130)가 마그네틱 소자 (110)와 바로 아래 지점에 배치된 경우, 즉, 중첩되도록 배치될 경우, 수평 성분의 자기장 성분이 강해서 홀 센서(130)가 센싱(감지)할 수 있는 자기장 세기가 약해질 수 있다. 따라서, 홀 센서(130)는 마그네틱 소자(110)와 최대한 겹치지 않게 배치되기 위해서 마그네틱 소자(110)의 면을 기준으로 홀 센서(130)와 이루는 각도가 30 - 70도를 형성하도록 배치하는 것이 바람직하다.
도 6은 도 1에 있는 마그네틱 소자가 수평으로 배치되는 경우를 설명하는 예시도이다.
도 6은 마그네틱 소자(110)의 N극과 S극의 수평으로 배치된 경우로 자기장의 진행 방향은 왼쪽(좌)에서 오른쪽(우)으로 포물선 형상의 복수의 자기력선들(510)을 형성할 수 있다.
도 6(a)는 커버(120)의 열림 각도(150)가 0도인 경우, 즉 커버(120)가 사용자 단말(140)을 덮고 있을 때를 의미한다. 도 6(b)는 커버(120)의 열림 각도(150)가 360도인 경우로 커버(120)가 사용자 단말(140)의 하면으로 이동된 경우를 나타낸다. 마그네틱 소자(110)에 의해 발생되는 자기장이 홀 센서로 입력될 때, 커버(120)가 사용자 단말의 상면에 접촉되는 경우에는, 홀 센서와 만나는 자기력선(510)의 Y축 자기장 성분(211)이 홀 센서의 상면(134)에서 하면 방향(135)으로 진행된다.
반면에 커버(120)가 가 사용자 단말(140)의 하면에 접촉되는 경우에는 홀 센서와 만나는 자기력선(510)의 Y축 자기장 성분(212)이 홀 센서의 하면(135)에서 상면(134) 방향으로 진행된다. 그러므로, 두 경우의 자기장 진행 방향은 서로 정 반대가 된다. 즉, 홀 센서의 센싱면(132)에서 인식되는 자기장의 세기는 마그네틱 소자(110)를 포함하는 커버(120)가 사용자 단말(140)의 상면 또는 하면에 접촉하게 되면 서로 다른 부호를 가지는 동일한 절대값을 가질 수 있다. 예를 들어, 커버(120)가 사용자 단말(140)의 상면에 접촉되는 경우, 자기장 세기가 50 mT에 해당한다면, 커버(120)가 사용자 단말(140)의 하면에 접촉되는 경우의 자기장의 세기는 -50 mT에 해당할 수 있다. 따라서, 홀 센서(130)는 커버(120)가 사용자 단말(140)의 상면 또는 하면에 접촉되었는지 즉 커버(120)가 열렸는지 닫혔는지 또는 열림 각도(150)가 어느 정도에 해당하는지를 센싱(감지)할 수 있다.
도 7은 도 1에 있는 마그네틱 소자가 수직으로 배치된 경우를 설명하는 예시도이다.
도 7에서, 마그네틱 소자(110)로부터 발생되는 자기장의 진행 방향은 마그네틱 소자(110)의 수직 배치에 의해 자기장의 진행 방향은 하부에서 상부로 포물선 형상의 자기력선(510)을 형성한다. 따라서, 마그네틱 소자(110)의 극성 방향과 홀 센서의 센싱면(132)을 나란하게 배치하여야 한다. 즉, 센싱면(132)의 평행 방향은 마그네틱 소자(110)의 극성 방향과 동일한 Y축 방향에 해당할 수 있다. 따라서, 센싱면(132)과 수직인 X축(또는 Z축)의 자기장 성분을 가지는 자기력선(213, 214)을 센싱(감지)할 수 있다.
도 7(a)는 마그네틱 소자(110)가 홀 센서(130)의 상측에 배치되는 경우 즉 커버(120)가 사용자 단말(140)의 상면에 접촉되는 경우를 의미하고, 도 7(b)는 마그네틱 소자(110)가 홀 센서(130)의 하측에 배치되는 경우 즉 커버(120)가 사용자 단말(140)의 하면에 배치되는 경우를 의미한다. 따라서, 마그네틱 소자(110)가 홀 센서(130)의 상측 및 하측에 배치되는 경우, 홀 센서(130)는 서로 반대 방향의 자기장(213, 214)을 인식하게 되므로, 서로 반대의 부호를 가지는 동일한 절대값을 가지는 자기장을 인식할 수 있다. 따라서, 홀 센서(130)는 커버(120)의 열림 각도(150)의 오인식을 방지할 수 있다.
상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 센싱 시스템
110 : 마그네틱 소자 120 : 커버
130 : 홀 센서
131 : 복수의 컨택 전극들
132 : 센싱면
133: 반도체 기판
134 : 홀 센서 상면 135 : 홀 센서 하면
140 : 사용자 단말
150 : 열림 각도
210 - 214 ; Y축 성분의 자기장 방향
510 : 복수의 자기력선들
520 : 복수의 자기력선들의 변곡점

Claims (7)

  1. 반도체 기판;
    상기 기판 상에 형성되는 복수의 컨택 전극들;
    상기 복수의 컨택 전극들을 둘러싸고 있는 센싱면;
    상기 센싱면을 포함하는 홀 센서;
    상기 센싱면을 향하여 자기장을 발생시키는 마그네틱 소자;
    상기 홀 센서를 포함하는 사용자 단말; 및
    상기 마그네틱 소자를 포함하는 커버를 포함하고,
    상기 사용자 단말은 상면과 하면으로 형성되고 상기 홀 센서로부터 인식되는 자기장 세기 정보를 저장하며,
    상기 자기장의 세기는 상기 커버가 상기 사용자 단말의 상면 및 하면 중 적어도 하나에 접촉하면 동일한 절대값을 가지나 서로 반대의 부호를 가지는 것을 특징으로 하는 센싱 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 홀 센서에 의한 자기장의 인식 방향과 상기 마그네틱 소자의 극성 방향은 서로 수직으로 형성되는 것을 특징으로 하는 센싱 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 홀 센서는
    상기 마그네틱 소자로부터 출력되는 적어도 하나의 자기력선의 변곡점 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 센싱 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 홀 센서는
    상기 마그네틱 소자와 30도 - 70도의 각도를 형성하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 센싱 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
KR1020140134716A 2014-10-07 2014-10-07 홀 센서를 이용한 사용자 단말 및 이를 포함하는 센싱 시스템 KR101630767B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140134716A KR101630767B1 (ko) 2014-10-07 2014-10-07 홀 센서를 이용한 사용자 단말 및 이를 포함하는 센싱 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140134716A KR101630767B1 (ko) 2014-10-07 2014-10-07 홀 센서를 이용한 사용자 단말 및 이를 포함하는 센싱 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160042203A KR20160042203A (ko) 2016-04-19
KR101630767B1 true KR101630767B1 (ko) 2016-06-16

Family

ID=55916970

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140134716A KR101630767B1 (ko) 2014-10-07 2014-10-07 홀 센서를 이용한 사용자 단말 및 이를 포함하는 센싱 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101630767B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220117034A (ko) * 2021-02-16 2022-08-23 삼성전자주식회사 자기 센서를 포함하는 전자 장치 및 그 운용 방법
CN113406999A (zh) * 2021-06-10 2021-09-17 歌尔智能科技有限公司 可穿戴设备及其表带识别方法、计算机可读存储介质

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006317191A (ja) * 2005-05-10 2006-11-24 Konica Minolta Opto Inc 位置検出装置、電子機器
KR101992190B1 (ko) * 2012-10-16 2019-06-25 엘지전자 주식회사 이동 단말기 및 이동 단말기용 파우치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160042203A (ko) 2016-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101858634B1 (ko) 홀 센서를 이용한 센싱 시스템 및 이를 이용한 장치
US9921274B2 (en) Sensing apparatus using groups of hall sensors and apparatus using the sensing apparatus
KR101946655B1 (ko) 디스플레이 단말에서 센서의 배치 방법
KR101929590B1 (ko) 3차원 구조로 배치된 복수의 홀 센서를 이용한 센싱 시스템 및 이를 이용한 장치
US9794748B2 (en) Capacitive proximity sensor and mobile device
US9905964B2 (en) Magnetically aligned accessory to device connections
EP2966413B1 (en) Electronic equipment with a screen and a protective cover
US10809856B2 (en) Wristwatch-type electronic device with contactless control interface, and control method for such a device
WO2013119846A3 (en) Multi-free layer mtj and multi-terminal read circuit with concurrent and differential sensing
CN103176653A (zh) 手持式装置触控显示屏防误触方法
CN103200291B (zh) 一种实现开合盖状态检测的移动终端及检测方法
EP3144769B1 (en) Electronic device
KR101003752B1 (ko) 정전용량센서를 통하여 개폐 여부를 판단하는 슬라이드휴대폰
CN105744014A (zh) 终端和保护套
KR101630767B1 (ko) 홀 센서를 이용한 사용자 단말 및 이를 포함하는 센싱 시스템
CN104677389A (zh) 具有差分屏蔽的电容式传感器
KR102022729B1 (ko) 플립 커버형 디스플레이 단말
US20170138763A1 (en) Orientation sensor
JP2014150060A (ja) 電子装置及び電子装置の入出力ポートを指示する方法
JP6502184B2 (ja) 携帯端末用カバーケース
JP2010107320A (ja) 磁気検出装置
CN112532771A (zh) 一种感应传感器

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190516

Year of fee payment: 4