KR20100005288A - 진동 발생 장치 및 방법 - Google Patents

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정수환
사재천
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 진동 발생 장치 및 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 자체적으로 진동을 발생하는 메인 바이브레이터(main vibrator)와 상기 메인 바이브레이터와 공진하여 진동을 발생하는 더미 바이브레이터(dummy vibrator)를 포함하여 소비 전력의 큰 증가 없이 진동량을 증가시키고, 일정 진동량을 발생시키기 위해 요구되는 소비 전력을 감소시키는 진동 발생 장치 및 방법에 관한 것이다.
진동 발생 장치, 더미 바이브레이터, 공진, 전류 제어, 위상 반전

Description

진동 발생 장치 및 방법{Apparatus and method for generating vibration}
본 발명은 진동 발생 장치 및 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 자체적으로 진동을 발생하는 메인 바이브레이터(main vibrator)와 상기 메인 바이브레이터와 공진하여 진동을 발생하는 더미 바이브레이터(dummy vibrator)를 포함하여 소비 전력의 큰 증가 없이 진동량을 증가시키고, 일정 진동량을 발생시키기 위해 요구되는 소비 전력을 감소시키는 진동 발생 장치 및 방법에 관한 것이다.
진동 발생 장치는 휴대용 단말기의 착신을 알리는 등의 목적으로 널리 사용되고 있으며, 근래 들어서는 게임 장치에도 장착되어 사용자에게 게임의 진행 상태를 알리기 위한 목적으로 그 사용이 늘고 있다.
진동 발생 장치의 대표적인 예로서는 진동 모터가 있는데, 이들 진동 모터는 편심질량을 가지는 로터가 회전 동작을 함으로써 진동이 발생하도록 하는 장치이다. 그러나, 진동모터는 편심 부하에 따른 회전축의 열화와, 브러쉬에서 발생되는 스파크로 인한 내구성의 한계, 부품수의 과다로 인한 제조비의 증가 등의 문제가 있어, 그 대안이 요구되는 실정이고, 단일의 모드만 발생되는 진동으로 인하여 다양한 느낌의 진동을 일으킬 수 없어서, 결국에는 다수 개의 진동모터를 피 설물품에 설치해야 하였다.
진동 발생 장치가 적용되는 대표적인 장치로는 휴대용 단말기가 있다. 휴대용 단말기는 호 또는 메시지의 착신을 알려주기 위해 소리를 이용하는 방식과 진동을 이용하는 방식을 사용한다. 최근에는 터치 스크린 방식의 휴대용 단말기가 개발되고 있고, 휴대용 단말기의 진동 기능이 감성적인 부분과 결합하여 진동을 입체적이고 방향성 있게 구현하기 위한 장치들이 개발되고 있다. 일반적으로 진동 발생 장치는 지름 10mm, 두께 3mm 정도의 코인형 제품이 많이 사용된다.
진동 발생 장치의 진동량은 회전형 모터의 경우 회전체의 질량, 편심량 및 회전수에 의해 결정된다. 선형 모터의 경우 진동량은 질량 및 공진 주파수의 크기에 의해 결정된다. 따라서, 종래의 진동 발생 장치의 진동량을 증가시키기 위해서는 진동 발생 장치의 중량 및 부피가 증가하는 문제점이 있었다.
진동 발생 장치를 휴대용 단말기에 장착하기 위해서는, 상기 진동 발생 장치의 중량 및 부피에 제한이 따른다. 또한, 진동 주파수를 증가시켜 진동량을 크게 할 수 있지만, 이 경우 전력 소모가 증가하는 문제점이 발생하고, 사용자가 감지할 수 있는 주파수에 한계가 있기 때문에 일정 값 이상으로 진동 주파수를 증가시킬 수 없는 문제점이 발생한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 중량 및 크기를 크게 증가시키지 않으면서 진동량을 증가시키는 진동 발생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 구동 전류를 제어하여 일정한 진동량을 발생하기 위해 요구되는 소비 전력을 감소시키는 진동 발생 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명은 구동 전류의 위상을 반전시켜 진동 발생 장치의 진동을 정지하기까지 걸리는 시간을 단축시키는 진동 발생 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생 장치는 진동을 발생하는 메인 바이브레이터; 상기 메인 바이브레이터와 공진하여 진동을 발생하는 더미 바이브레이터; 및 상기 메인 바이브레이터로 공급되는 구동 전류를 제어하는 제어부;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생 방법은 메인 바이브레이터가 진동하는 단계; 더미 바이브레이터가 상기 메인 바이브레이터와 공진하는 단계; 및 제어부가 상기 메인 바이브레이터로의 공급되는 구동 전류를 제어하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따르면, 공진을 통해 진동하는 더미 바이브레이터를 사용함으로써 진동 발생 장치의 중량 및 크기가 크게 증가하지 않으면서 진동량이 증가하는 효과 가 있다.
본 발명에 따르면, 제어부가 메인 바이브레이터에 공급되는 구동 전류를 제어하여 진동 발생 장치가 일정 진동량을 발생하기 위해 요구되는 소비 전력을 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 제어부가 구동 전류의 위상을 반전시킴으로써 더미 바이브레이터의 진동을 상쇄시켜 진동 발생 장치의 진동이 정지하기까지 걸리는 시간을 단축시킬 수 있다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생 장치의 블록 구조도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생 장치의 구조를 설명하는 개념도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생 장치(1)는 진동을 발생하는 메인 바이브레이터(11), 상기 메인 바이브레이터(11)와 공진하여 진동을 발생하는 더미 바이브레이터(12), 상기 메인 바이브레이터(11)로 공급되는 구동 전류를 제어하는 제어부(13), 상기 메인 바이브레이터(11)의 진동을 상기 더미 바이브레이터(12)로 전달하는 진동 전달부(14), 및 상기 메인 바이브레이터(11) 및 상기 더미 바이브레이터(12)의 진동량을 감지하는 진동 감지부(15)를 포함한다.
상기 메인 바이브레이터(11)는 외부로부터 전원을 인가받아 자체적으로 진동을 발생할 수 있다. 도 2의 메인 바이브레이터(11)를 참조하면, 상기 메인 바이브레이터(11)는 진동에 필요한 외력을 발생하는 가진부(111) 및 상기 가진부(111)가 발생한 외력을 작용받아 진동을 발생하는 진동부(112)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가진부(111)는 외부로부터 전원을 인가받아 자속을 발생하는 코일 어셈블리(113) 및 자기장을 생성하여 상기 코일 어셈블리(113)와의 상호 작용으로 전자기력을 발생하는 자석 어셈블리(114)를 포함할 수 있다.
상기 코일 어셈블리(113)는 코어를 중심으로 소정 굵기의 도선이 코어 외부에 다수 번 감긴 형태로 구성될 수 있다. 상기 코어는 상기 코일 어셈블리(113)에 인가되는 전류를 차단하는 경우 탈자가 잘되는 재질로 구성되며 이는 규소강, 페라이트 코어 등일 수 있다. 상기 도선의 양단은 외부로부터 전원을 인가받도록 구성되며, 상기 도선에 전원이 인가되는 경우, 코어의 길이 방향을 따라 자속이 생성된다.
상기 자석 어셈블리(114)는 자기장을 생성하는 자성체로 구성되며, 이는 영구 자석 및 전자석 중 하나일 수 있다. 상기 자석 어셈블리(114)는 상기 진동부(112)에 부착되어 상기 코일 어셈블리(111)와의 상호 작용으로 발생한 전자기력을 외력으로 상기 진동부(112)에 전달할 수 있다.
상기 진동부(112)는 상기 가진부(111)로부터 외력을 작용받아 진동을 발생한다. 상기 진동부(112)는 소정의 탄성 계수를 가지며 외력이 작용하는 경우, 수축과 인장을 반복하여 진동하는 탄성 부재(115)를 포함하며, 상기 탄성 부재(115)의 일단에는 상기 탄성 부재의 진동량을 증가시키는 웨이트(weight)(116)를 더 포함할 수 있다. 상기 웨이트(116)는 자중에 의한 중력 또는 관성력을 상기 탄성 부 재(115)에 추가로 작용하여 상기 진동부(112)가 발생하는 진동량을 증가시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 메인 바이브레이터(11)는 외부로부터 전원을 인가받아 외력으로 전자기력을 발생하고 상기 전자기력을 이용하여 진동을 발생시킨다.
상기 메인 바이브레이터(11)는 도 2와 같이 선형 바이브레이터일 수 있으며, 회전형 바이브레이터일 수도 있다.
상기 더미 바이브레이터(12)는 상기 메인 바이브레이터(11)와 공진하여 진동을 발생한다. 상기 메인 바이브레이터(11)가 발생한 진동을 상기 더미 바이브레이터(12)로 전달하기 위해 상기 진동 전달부(14)가 더 포함될 수 있다. 다만, 상기 메인 바이브레이터(11)와 상기 더미 바이브레이터(12)가 직접 접촉한 형태로 구성된 경우에는 상기 진동 전달부(14)에 의한 진동 전달이 필요하지 않을 수 있다.
상기 더미 바이브레이터(12)는 별도의 가진부를 구비하지 않고도 상기 메인 바이브레이터(11)의 진동을 전달받아 공진하여 진동을 발생할 수 있다. 따라서, 상기 더미바이브레이터(12)는 진동을 발생하는 진동부(112)를 포함할 수 있다. 상기 진동부(112)의 구성 및 기능은 상기 메인 바이브레이터(11)에 설명한 바와 동일하다. 상기 더미 바이브레이터(12)의 진동부(112)는 선형 바이브레이터 및 회전형 바이브레이터 중 하나일 수 있다.
상기 더미 바이브레이터(12)가 상기 메인 바이브레이터(11)의 진동을 전달받아 공진하기 위해서는 상기 더미 바이브레이터(12)의 공진 주파수가 상기 메인 바 이브레이터(11)의 진동 주파수와 일치하는 조건이 필요할 수 있다.
도 3은 메인 바이브레이터의 진동 주파수에 대한 진동량을 나타내는 그래프이다.
도 3의 그래프에 도시된 바와 같이, 상기 메인 바이브레이터(11)는 진동 주파수에 따라 다양한 진동량을 발생할 수 있다. 최대 진동량을 발생하는 진동 주파수는 상기 메인 바이브레이터(11)의 공진 주파수 f0이며, 상기 공진 주파수 f0를 중심으로 진동 주파수가 감소하거나 증가하는 경우에는 상기 메인 바이브레이터(11)가 발생하는 진동량은 감소하게 된다.
상기 더미 바이브레이터(12)도 상술한 바와 같은 공진 주파수를 가지며, 상기 메인 바이브레이터(11)의 진동 주파수가 상기 더미 바이브레이터(12)의 공진 주파수와 일치하는 경우 상기 더미 바이브레이터(12)는 공진하여 최대의 진동량을 발생할 수 있다.
즉, 상기 메인 바이브레이터(11)와 상기 더미 바이브레이터(12)가 발생하는 진동량이 최대가 되는 경우는, 상기 메인 바이브레이터(11)와 상기 더미 바이브레이터(12)의 공진 주파수가 f0로 일치하고, 상기 메인 바이브레이터(11)가 상기 공진 주파수 f0로 진동하는 경우일 것이다.
상기 공진 주파수는 코일 어셈블리(113), 자석 어셈블리(114), 웨이트(116) 및 탄성 부재(115)의 크기, 형상, 중량 등에 의해 결정된다.
상기 제어부(13)는 상기 메인 바이브레이터(11)로 공급되는 구동 전류를 제어한다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 메인 바이브레이터(11)가 외부로부터 전원을 인가받아 전자기력을 생성하는 경우, 상기 제어부(13)는 상기 메인 바이브레이터(11)에 인가되는 전원, 즉 전압 또는 전류를 제어하여 상기 메인 바이브레이터(11)의 진동을 제어할 수 있다.
상기 제어부(13)는 상기 코일 어셈블리(113)에 인가되는 전류의 크기, 위상, 주파수, 파형 등을 제어하도록 구성된다. 예를 들어, 상기 메인 바이브레이터(11)의 진동 주파수를 증가시키기 위해서, 상기 제어부(13)는 상기 메인 바이브레이터(11)에 인가되는 전류의 주파수를 증가시킬 수 있다.
상기 메인 바이브레이터(11)의 코일 어셈블리(113)에 인가되는 전류의 파형을 정현파 및 구형파 중 하나로 선택할 수 있다. 구형파를 인가하는 경우, 로우 레벨(low level)에서 전류는 0으로 하고, 하이 레벨(high level)의 전류를 상기 코일 어셈블리(113)와 상기 자석 어셈블리(114) 간에 전자기력이 발생할 수 있는 크기로 하여 구형파를 인가할 수 있다. 이 경우, 로우 레벨에서는 전자기력이 발생하지 않고, 하이 레벨에서는 인력 또는 척력이 작용하여 진동을 발생시키는 외력을 생성할 수 있다.
상기 메인 바이브레이터의 코일 어셈블리(113)에 인가되는 전류의 파형을 정현파로 할 수 있다. 정현파는 전류의 방향이 1초에 정현파의 주파수만큼 변화하므로, 상기 코일 어셈블리(113)와 상기 자석 어셈블리(114) 간에 인력과 척력을 주기적으로 발생시킬 수 있다.
상기 진동 감지부(15)는 상기 메인 바이브레이터(11) 및 상기 더미 바이브레이터(12)의 진동량을 감지한다. 상기 진동 감지부(15)는 상기 메인 바이브레이 터(11) 및 상기 더미 바이브레이터(12)가 발생하는 진동량을 기설정된 값과 비교하여, 상기 제어부(13)로 제어 신호를 전송한다. 상기 제어부(13)는 상기 제어 신호를 수신하여, 상기 메인 바이브레이터(11)로 공급되는 구동 전류를 제어하여 상기 메인 바이브레이터(11)의 진동을 제어한다. 그 결과, 상기 메인 바이브레이터(11) 및 상기 더미 바이브레이터(12)가 발생하는 진동량을 일정한 값으로 유지하면서 요구되는 소비 전력을 최소화할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 바이브레이터에 공급되는 구동 전류와 더미 바이브레이터의 진동량을 시간에 대해 나타낸 그래프이다.
도 4의 상측 그래프는 시간에 대한 구동 전류의 파형이며, 하측 그래프는 시간에 대한 상기 더미 바이브레이터(12)의 변위 그래프이다. 상기 더미 바이브레이터(12)의 진동량은 변위에 비례하므로, 변위가 클수록 진동량도 크다고 할 수 있다.
또한, 도 4에서 상기 메인 바이브레이터(11)의 구동 전류는 구형파로 나타내었다. 실시예에 따라, 상기 구동 전류는 정현파일 수 있다.
시간 t0부터 t1까지는(이하 제 1 구간) 상기 제어부(13)가 상기 메인 바이브레이터(11)에 구동 전류를 공급한다. 상기 구동 전류가 하이 레벨인 경우에는 인력 또는 척력이 발생하고 로우 레벨인 경우에는 전자기력이 발생하지 않아 이와 같은 레벨의 변화가 주기적으로 나타나는 경우 상기 메인 바이브레이터(11)는 진동을 발생한다. 상기 메인 바이브레이터(11)의 진동 주파수가 상기 더미 바이브레이터(12)의 공진 주파수와 일치하는 경우 상기 더미 바이브레이터(12)는 공진하여 진동을 발생할 수 있다.
도 4에서, 상기 메인 바이브레이터(11)의 진동 주파수는 f0이며, 상기 더미 바이브레이터(12)의 공진 주파수도 f0이므로, 상기 더미 바이브레이터(12)도 도 4의 하측 그래프와 같이 진동을 하게 된다.
상기 더미 바이브레이터(12)가 공진을 하여 진동량이 기설정된 값을 초과할 수 있고, 그 시점을 t1이라고 한다. 상기 진동 감지부(15)는 상기 더미 바이브레이터(12)의 진동량이 상기 기설정된 값, 도 4에서는 max 값을 초과함을 감지할 수 있다. 이 경우, 상기 진동 감지부(15)는 상기 제어부(13)로 제어 신호인 제 1 신호를 전송하도록 구성될 수 있다. 상기 제 1 신호는 상기 제어부(13)가 상기 메인 바이브레이터(11)로 공급하는 구동 전류를 차단하도록 하는 신호이다.
상기 제어부(13)는 상기 제 1 신호를 수신하는 경우, 상기 메인 바이브레이터(11)로 공급하는 구동 전류를 차단하여 상기 메인 바이브레이터(11)가 진동을 발생하지 않도록 한다. 도 4에서는 t1에서 t2까지의 구간(이하 제 2 구간)에서 상기 제어부(13)가 상기 메인 바이브레이터(11)로 공급되는 구동 전류를 차단하였다.
그 결과, 상기 더미 바이브레이터(12)는 더 이상 메인 바이브레이터(11)와 공진하지 않게 되므로, 상기 더미 바이브레이터(12)가 발생하는 진동량은 감소하기 시작한다.
상기 진동 감지부(15)는 상기 더미 바이브레이터(12)의 진동량을 실시간으로 또는 주기적으로 감지하면서, 상기 더미 바이브레이터(12)의 진동량이 기설정된 값 미만으로 감소하는 것을 감지할 수 있다. 도 4에서는 t2에서 상기 진동 감지부(15) 가 상기 더미 바이브레이터(12)의 진동량이 min 값 미만으로 감소한 것을 감지하였다.
상기 진동 감지부(15)는 상기 진동량이 기설정된 값 미만으로 감소한 것을 감지한 경우, 상기 제어부(13)로 제어 신호인 제 2 신호를 전송하도록 더 구성된다. 상기 제 2 신호는 상기 제어부(13)가 상기 메인 바이브레이터(11)로 구동 전류를 공급하도록 제어하는 신호이다.
상기 제어부(13)는 상기 제 2 신호를 수신하는 경우, 상기 메인 바이브레이터(11)로 구동 전류를 다시 공급한다. 그 결과, 상기 메인 바이브레이터(11)는 진동을 발생하고, 상기 진동 전달부(14)가 상기 발생한 진동을 상기 더미 바이브레이터(12)로 전달한다. 상기 더미 바이브레이터(12)는 상기 진동을 통해 공진을 시작하여, 도 4의 t2로부터 t3까지의 구간(이하 제 3 구간)에 나타난 바와 같이, 진동량이 증가하게 된다. 상기 더미 바이브레이터(12)가 발생하는 진동량이 기설정된 값인 max 값을 초과하는 경우에는 상술한 내용이 다시 반복될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 메인 바이브레이터에 공급되는 구동 전류와 더미 바이브레이터의 진동량을 시간에 대해 나타낸 그래프이다.
도 5의 상측 그래프는 시간에 대한 구동 전류의 파형이며, 하측 그래프는 시간에 대한 상기 더미 바이브레이터(12)의 변위 그래프이다.
t4로부터 t5까지의 구간(이하 제 5구간)에서 상기 제어부(13)는 상기 메인 바이브레이터(11)로 구동 전류를 공급하며, 구동 전류의 파형은 도 5의 상측 그래프에 도시된 바와 같다. 상기 메인 바이브레이터(11)가 발생하는 진동을 전달받아 상기 더미 바이브레이터(12)는 공진을 하며, 상기 더미 바이브레이터(12)의 진동량은 도 5의 하측 그래프에 도시된 바와 같다.
t5에서 상기 제어부(13)는 외부로부터 상기 더미 바이브레이터(12)를 정지시키는 정지 신호를 수신한다. 상기 제어부(13)는 상기 정지 신호를 수신한 경우, 상기 메인 바이브레이터(11)에 공급하는 구동 전류의 위상을 반전시킨다. 도 5의 상측 그래프를 참조하면, t5에서 구동 전류의 위상이 π만큼 시프트되어 반전됨을 확인할 수 있다.
그 결과, 상기 메인 바이브레이터(11)는 위상이 반전된 구동 전류를 공급받아 진동 방향이 반전될 수 있다. 즉, t5에서부터의 메인 바이브레이터(11)의 진동은 제 4 구간에서의 메인 바이브레이터(11)의 진동보다 반 주기(T0/2)만큼 늦거나 빠를 수 있다.
제 4 구간에서 상기 더미 바이브레이터(12)는 상기 메인 바이브레이터(11)와 공진하므로, 상기 메인 바이브레이터(11)와 진동 방향이 일치한다. 즉, 상기 제 4 구간에서 상기 구동 전류가 온(on)되는 구간은 상기 더미 바이브레이터(12)의 변위가 0이 아닌 구간과 일치한다. 또한, 상기 제 4 구간에서 상기 구동 전류가 오프(off)되는 구간은 상기 더미 바이브레이터(12)의 변위가 0인 구간과 일치한다.
다만, t5에서 구동 전류의 위상이 반전되며, 그에 따라 상기 메인 바이브레이터(11)의 진동 방향이 반전되므로, 상기 더미 바이브레이터(12)의 진동은 상기 메인 바이브레이터(11)의 반전된 진동에 의해 상쇄될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, t5로부터 t6까지의 구간(이하 제 5 구간)에서는 구동 전류가 0인 구간이 상 기 더미 바이브레이터(12)의 변위가 0이 아닌 구간과 일치하고, 구동 전류가 0이 아닌 구간이 상기 더미 바이브레이터(12)의 변위가 0인 구간과 일치하는 것을 확인할 수 있다.
이에 따라, 상기 더미 바이브레이터(12)는 상기 구동 전류가 차단되는 경우, 더욱 빠르게 진동량이 감소하여 변위가 0이 될 수 있다.
t6에서 상기 더미 바이브레이터(12)의 진동량은 0이 되며, 상기 진동 감지부(15)는 상기 더미 바이브레이터(12)의 진동량이 0이 됨을 감지할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 더미 바이브레이터(12)의 진동량이 소정의 시간 간격 이상으로 0이 유지되는 경우, 상기 진동 감지부(15)가 상기 더미 바이브레이터(12)의 진동량을 0으로 감지하도록 설정할 수 있다.
상기 진동 감지부(15)가 상기 더미 바이브레이터(12)의 진동량이 0이 되어 진동이 정지함을 감지한 경우, 상기 진동 감지부(15)는 상기 제어부로 상기 구동 전류를 차단하도록 하는 제어 신호를 전송하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부(13)가 상기 제어 신호를 수신한 경우, 상기 제어부(13)는 상기 메인 바이브레이터(11)로 공급하는 구동 전류를 차단할 수 있다. 그 결과, 상기 메인 바이브레이터(11)는 더 이상 진동을 발생하지 않으며, 진동 발생 장치(1) 전체에서 발생하는 진동은 0이 된다.
상술한 바와 같이, 상기 제어부(13)가 상기 구동 전류의 위상을 반전시킴으로써, 상기 구동 전류를 단순히 차단하는 경우보다 더욱 빠르게 상기 더미 바이브레이터(12)의 진동을 정지시킬 수 있으며, 나아가, 상기 진동 발생 장치(1)의 진동 을 빠르게 정지시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생 방법을 설명하는 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생 방법은 메인 바이브레이터(11)가 진동하는 단계(S11), 더미 바이브레이터(12)가 상기 메인 바이브레이터(11)와 공진하는 단계(S15) 및 제어부(13)가 상기 메인 바이브레이터(11)로 공급되는 구동 전류를 제어하는 단계를 포함한다.
단계(S11)에서는, 상기 메인 바이브레이터(11)가 진동한다. 상기 메인 바이브레이터(11)는 외부로부터 전원을 인가받아 코일 어셈블리(113)가 생성한 자속과 자석 어셈블리(114)가 생성한 자기장의 상호 작용을 통해 생성된 전자기력을 외력으로 하여 진동한다. 상기 메인 바이브레이터(11)의 진동 주파수는 상기 메인 바이브레이터(11)의 코일 어셈블리(113)에 인가되는 구동 전류의 주파수에 의해 결정될 수 있다.
단계(S12)에서는, 진동 전달부(14)가 상기 메인 바이브레이터(11)가 발생한 진동을 상기 더미 바이브레이터(12)로 전달한다. 상기 진동 전달부(14)는 상기 메인 바이브레이터(11)와 상기 더미 바이브레이터(12)를 연결하여 상기 메인 바이브레이터(11)와 상기 더미 바이브레이터(12)가 공진하게 한다.
단계(S13)에서는, 상기 메인 바이브레이터(11)의 진동 주파수와 상기 더미 바이브레이터(12)의 공진 주파수가 일치하는지 판단한다. 상기 진동 주파수가 상기 더미 바이브레이터(12)의 공진 주파수와 일치하지 않은 경우에는 상기 더미 바이브레이터(12)는 공진하지 않고 상기 메인 바이브레이터(11)만 진동한다. (단계S14)
단계(S15)에서는, 상기 더미 바이브레이터(12)가 상기 메인 바이브레이터(11)와 공진한다. 상기 단계(S12)에서 전달된 진동의 진동 주파수가 상기 더미 바이브레이터(12)의 공진 주파수와 일치하는 경우, 상기 더미 바이브레이터(12)는 공진하여 진동량이 증가하게 된다. 따라서, 상기 더미 바이브레이터(12)는 별도의 가진부를 구비하지 않아도 진동을 발생할 수 있어, 진동 발생 장치(1)의 부피, 중량을 감소시킬 수 있으며, 동일한 진동량을 발생하기 위해 요구되는 소비 전력도 줄어든다.
단계(S16)에서는, 진동 감지부(15)가 상기 메인 바이브레이터(11)와 상기 더미 바이브레이터(12)의 진동량을 감지한다. 상기 진동 감지부(15)는 상기 진동량을 감지하여 이를 기설정된 값과 비교한 후, 제어 신호를 제어부로 전송한다.
단계(S17)에서는, 상기 감지된 진동량이 기설정된 값을 초과하는지 판단한다. 상기 진동 감지부(15)는 상기 감지한 진동량이 기설정된 값을 초과하는 경우, 상기 제어부(13)로 제어 신호인 제 1 신호를 전송한다.(단계S18) 상기 제 1 신호는 상기 메인 바이브레이터(11)로 공급하는 구동 전류를 차단하게 하는 제어 신호이다.
단계(S19)에서는, 상기 제어부(13)가 상기 제 1 신호를 수신하고, 그에 의해 상기 메인 바이브레이터(11)로 공급되는 구동 전류를 차단한다. 따라서, 상기 메인 바이브레이터(11)의 진동은 정지하고, 상기 메인 바이브레이터(11) 및 상기 더미 바이브레이터(12)가 발생한 진동량은 일정한 값을 유지할 수 있다. 그 결과, 상기 진동 발생 장치(1)가 일정한 진동량을 발생하기 위해 요구되는 소비 전력을 줄일 수 있다.
단계(S20)에서는, 상기 진동 감지부(15)가 상기 메인 바이브레이터(11)와 상기 더미 바이브레이터(12)의 진동량을 감지하며, 이는 상기 단계(S18)과 동일하다.
단계(S21)에서는, 상기 단계(S20)의 진동량이 기설정된 값 미만인지 판단한다. 바람직하게, 상기 단계(S21)의 기설정된 값은 상기 단계(S17)의 기설정된 값과 상이한 값이다.
단계(S22)에서는, 상기 진동량이 상기 기설정된 값 미만인 경우, 상기 진동 감지부(15)가 상기 제어부(13)로 제 2 신호를 전송한다. 상기 제 2 신호는 상기 메인 바이브레이터(11)로 구동 전류를 공급하도록 제어하는 제어 신호이다.
단계(S23)에서는, 상기 제어부(13)가 상기 제 2 신호를 수신하고, 상기 메인 바이브레이터(11)로 구동 전류를 공급한다. 따라서, 상기 진동 발생 장치(1)는 일정한 진동량을 유지할 수 있으며, 불필요한 전력 소비를 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동 발생 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동 발생 방법은 상기 제어부(13)가 상기 더미 바이브레이터(12) 정지 신호를 수신하는 단계(S71), 상기 제어부(13)가 구동 전류의 위상을 반전하는 단계(S72), 상기 메인 바이브레이터(11)가 반전된 위상으로 진동하는 단계(S73), 상기 더미 바이브레이터(12)가 정지하였는지 판단하는 단계(S74) 및 상기 제어부(13)가 구동 전류를 차단하는 단계(S75)를 포함한다.
상기 단계(S71)에서는, 상기 제어부(13)가 외부로부터 상기 더미 바이브레이터(12) 정지 신호를 수신한다. 상기 더미 바이브레이터(12)의 정지 신호는 사용자에 의해 상기 진동 발생 장치(1)의 외부에서 입력할 수 있으며, 별도의 타이머 유닛에 의해 기설정된 시간이 경과하면 상기 정지 신호가 상기 제어부(13)로 전송되도록 설정할 수 있다.
상기 단계(S72)에서는, 상기 제어부(13)가 상기 메인 바이브레이터(11)로 공급하는 구동 전류의 위상을 반전한다. 상기 제어부(13)가 상기 정지 신호를 수신한 경우, 상기 메인 바이브레이터(11)로 공급하는 구동 전류를 차단하지 않고 구동 전류의 위상을 반전시켜 상기 메인 바이브레이터(11)의 진동을 반전시킬 수 있다.
상기 단계(S73)에서는, 상기 메인 바이브레이터(11)가 상기 위상 반전된 구동 전류를 공급받아 반전된 위상으로 진동한다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 5 구간에서는 상기 구동 전류가 하이 레벨인 시간과 상기 더미 바이브레이터(12)의 변위가 0이 아닌 시간이 일치하지 않고 서로 엇갈린다. 상기 메인 바이브레이터(11)가 반전된 위상으로 진동하여, 상기 더미 바이브레이터(12)의 진동을 상쇄시킬 수 있다. 따라서, 상기 더미 바이브레이터(12)의 진동이 더욱 빨리 정지할 수 있다.
상기 단계(S74)에서는, 상기 더미 바이브레이터(12)의 진동이 정지하였는지 판단한다. 상기 단계(S74)는 상기 진동 감지부(15)에서 수행될 수 있으며, 상기 진동 감지부(15)가 상기 더미 바이브레이터(12)의 진동이 정지하였다고 판단한 경우, 상기 진동 감지부(15)는 상기 제어부(13)로 제어 신호를 전송할 수 있다. 상기 제 어 신호는 상기 메인 바이브레이터(11)로 공급하는 구동 전류를 차단하는 신호이다.
상기 단계(S75)에서는, 상기 제어부(13)가 상기 제어 신호를 수신하여, 상기 메인 바이브레이터(11)로 공급하는 구동 전류를 차단한다. 그 결과, 상기 메인 바이브레이터(11)가 발생하는 진동과 상기 더미 바이브레이터(12)가 발생하는 진동은 모두 0이 되며, 진동 발생 장치(1)의 동작이 정지하게 된다.
상기 도 7의 일련의 단계는 상기 진동 발생 장치(1)를 더욱 빠르게 정지시킬 수 있다.
이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 위 실시예는 단지 본 발명의 사상을 설명하기 위한 것이며, 이에 한정되지 않는다. 당업자는 위에 설명한 실시예에 다양한 변형이 가해질 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위의 해석을 통해서만 정해진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생 장치의 블록 구조도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생 장치의 구조를 설명하는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 바이브레이터의 진동 주파수에 대한 진동량을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 메인 바이브레이터에 공급되는 구동 전류와 더미 바이브레이터의 진동량을 시간에 대해 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 메인 바이브레이터에 공급되는 구동 전류와 더미 바이브레이터의 진동량을 시간에 대해 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동 발생 방법을 설명하는 흐름도이다.

Claims (21)

  1. 진동을 발생하는 메인 바이브레이터;
    상기 메인 바이브레이터와 공진하여 진동을 발생하는 더미 바이브레이터; 및
    상기 메인 바이브레이터로 공급되는 구동 전류를 제어하는 제어부;
    를 포함하는 진동 발생 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 메인 바이브레이터의 진동을 상기 더미 바이브레이터로 전달하는 진동 전달부를 더 포함하는 진동 발생 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 메인 바이브레이터는 선형 바이브레이터 및 회전형 바이브레이터 중 하나인 진동 발생 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 더미 바이브레이터는 상기 메인 바이브레이터와 공진 주파수가 일치하는 진동 발생 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 구동 전류는 정현파 및 구형파 중 하나인 진동 발생 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 메인 바이브레이터 및 상기 더미 바이브레이터의 진동량을 감지하는 진동 감지부를 더 포함하는 진동 발생 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 진동 감지부는 상기 진동량이 기설정된 값을 초과하는 경우, 상기 제어부로 제 1 신호를 전송하도록 더 구성된 진동 발생 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제 1 신호를 수신하는 경우, 상기 구동 전류를 차단하도록 더 구성된 진동 발생 장치.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 진동 감지부는 상기 진동량이 기설정된 값 미만인 경우, 상기 제어부로 제 2 신호를 전송하도록 더 구성된 진동 발생 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제 2 신호를 수신하는 경우, 상기 구동 전류를 공급하도 록 더 구성된 진동 발생 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 구동 전류의 위상을 반전시켜 상기 더미 바이브레이터의 진동을 상쇄시키도록 더 구성된 진동 발생 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 더미 바이브레이터의 진동이 정지한 경우, 상기 구동 전류를 차단하도록 더 구성된 진동 발생 장치.
  13. 메인 바이브레이터가 진동하는 단계;
    더미 바이브레이터가 상기 메인 바이브레이터와 공진하는 단계; 및
    제어부가 상기 메인 바이브레이터로의 공급되는 구동 전류를 제어하는 단계;
    를 포함하는 진동 발생 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    진동 전달부가 상기 메인 바이브레이터의 진동을 상기 더미 바이브레이터로 전달하는 단계를 더 포함하는 진동 발생 방법.
  15. 제 13항에 있어서,
    진동 감지부가 상기 메인 바이브레이터 및 상기 더미 바이브레이터의 진동량을 감지하는 단계를 더 포함하는 진동 발생 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 진동량이 기설정된 값을 초과하는 경우, 상기 진동 감지부가 상기 제어부로 제 1 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는 진동 발생 방법.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 제어부가 구동 전류를 제어하는 단계는
    상기 제어부가 상기 제 1 신호를 수신하는 경우, 상기 구동 전류를 차단하는 단계를 포함하는 진동 발생 방법.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 진동량이 기설정된 값 미만인 경우, 상기 진동 감지부가 상기 제어부로 제 2 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는 진동 발생 방법.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 제어부가 구동 전류를 제어하는 단계는
    상기 제어부가 상기 제 2 신호를 수신하는 경우, 상기 구동 전류를 공급하는 단계를 포함하는 진동 발생 방법.
  20. 제 13항에 있어서, 상기 제어부가 구동 전류를 제어하는 단계는
    상기 제어부가 구동 전류의 위상을 반전하는 단계를 포함하는 진동 발생 방법.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 제어부가 구동 전류를 제어하는 단계는
    상기 더미 바이브레이터의 진동이 정지한 경우, 상기 제어부가 구동 전류를 차단하는 단계를 포함하는 진동 발생 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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