KR20130028997A - 트랜스듀서 모듈 - Google Patents

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KR20130028997A
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웬 충 왕
치아-난 칭
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Abstract

본 발명의 트랜스듀서 모듈은 진동판에 직접적 또는 간접적으로 커플링된 액추에이터를 포함한다. 상기 트랜스듀서 모듈은 진동판을 프레임에 탄성적으로 고정하는 탄성 댐퍼를 포함한다.

Description

트랜스듀서 모듈 {TRANSDUCER MODULE}
본 발명은 액추에이터에 관한 것으로, 특히 액추에이터를 사용하여 음파 또는 햅틱 피드백을 발생시키는 트랜스듀서 모듈에 관한 것이다.
액추에이터는 에너지 변환 소자이며, 예를 들면 전기에너지를 기계에너지로 변환한 후 다시 음파 또는 햅틱 피드백(haptice feedback)을 발생시킨다. 도 1은 디스플레이 패널(12)과 터치 패드(14)를 구비하는 종래의 트랜스듀서 모듈의 단면을 나타낸 개략도이며, 상기 디스플레이 패널(12)과 결합된 터치 패드(14)의 일단은 프레임(16)에 고정 설치되어 있고, 기계 삽입 방식 또는 접합 방식 등을 사용하여 액추에이터(10)를 상기 디스플레이 패널(12) 아래에 고정 설치한다.
상기 액추에이터(10)는 전기에너지를 기계에너지로 변환할 수 있어 기계에너지를 상기 디스플레이 패널(12) 및 상기 터치 패드(14)를 움직여 진동을 발생시키고, 발생한 진동으로 햅틱 피드백을 발생시키거나 또는 진동판으로 하여금 공기를 진동시키게 한다. 그러나, 이러한 설치 방식은 햅틱 피드백 또는 음파 에너지의 전달이 프레임(16)의 클램핑 제한을 받으며, 또한 일부 진동에너지가 프레임(16)에 의해 흡수되고, 프레임(16) 회전 파괴성의 반사파의 간섭을 받으므로, 햅틱 피드백, 음량과 음파 품질이 영향을 받는다.
그러므로, 상기 단점을 개선한 새로운 트랜스듀서 모듈을 개발하는 것이 시급하다.
본 발명은 상기 내용을 감안한 트랜스듀서 모듈을 제공하는 것으로, 트랜스듀서 모듈 내의 진동판이 양호하게 진동할 수 있고, 햅틱 피드백과 소리에너지를 전달하는 진동파가 프레임의 간섭을 받지 않으며, 에너지의 손실을 막고 에너지의 반사를 줄일 수 있는 트랜스듀서 모듈을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따라, 트랜스듀서 모듈은 프레임, 진동판, 액추에이터 및 탄성 댐퍼를 포함한다. 액추에이터는 진동판에 직접 또는 간접적으로 커플링된다. 탄성 댐퍼는 진동판을 프레임에 탄성적으로 고정한다.
본 발명에 의하면, 트랜스듀서 모듈 내의 진동판이 양호하게 진동할 수 있고, 햅틱 피드백과 소리에너지를 전달하는 진동파가 프레임의 간섭을 받지 않으며, 에너지의 손실을 막고 에너지의 반사를 줄일 수 있는 트랜스듀서 모듈을 제공할 수 있다. 또한 바람직한 진동 효과를 발생시켜, 음파의 소리 세기를 향상시키거나 음파 품질을 개선할 수 있다.
도 1은 종래의 트랜스듀서 모듈의 단면을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 트랜스듀서 모듈을 나타낸 단면 개략도이다.
도 3a ~ 도 3d는 탄성 댐퍼의 배치 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 트랜스듀서 모듈을 나타낸 단면 개략도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 트랜스듀서 모듈을 나타낸 단면 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 트랜스듀서 모듈의 단면 개략도를 나타낸다. 트랜스듀서 모듈은 주로 프레임(20), 액추에이터(22), 진동판(24) 및 탄성 댐퍼(26)를 포함한다. 그중, 액추에이터(22)는 진동판(24, 예를 들면 터치 패드, 기판 또는 기타 인퍼테이스의 조작 패널)에 직접적 또는 간접적으로 커플링되고, 진동판(24)은 탄성 댐퍼(26)를 통해 프레임(20, 예를 들면 서포팅 플레이트 또는 프레임)에 탄성 고정된다. 이를 통해, 액추에이터(22)는 전기에너지를 기계에너지로 변환시켜 상기 기계에너지가 다시 진동판(24)을 움직여 진동을 발생시키고, 나아가 소리에너지 또는 햅틱 피드백으로 변환시킨다. 그밖에, 탄성 댐퍼(26)의 유연성, 흡진(吸振) 특성을 이용하여 진동판(24)을 프레임(20)에 탄성 고정하여 탄성 진동 구간에 진동판(24)을 제공할 수 있으므로 햅틱 피드백 진동 또는 소리에너지의 진동파를 양호하게 전달할 수 있어 프레임(20)의 간섭을 받지 않게 한다. 그러므로, 에너지의 손실을 막고 에너지의 반사를 줄일 수 있다. 본 실시예는 또한 진동판(24)의 하부 표면에 커플링된 별도의 디스플레이 패널(25)을 포함할 수 있다.
본 실시예의 액추에이터(22)의 재질은 압전 재료(piezoelectric material)(예를 들면 지르콘 티탄산 납(PZT)), 전기활성중합체(electroactive polymer, EAP), 형상 기억 합금(shape memory alloy, SMA) 또는 자왜 재료(magnetostrictive material), 보이스 코일 모터(voice coil motor), 또는 선형 공진 액추에이터(Linear Resonance actuator, LRA)일 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
본 실시예에서, 탄성 댐퍼(26)의 재질은 규소를 포함하는 화합물일 수 있으며, 예를 들면 실리카 젤, 실리콘 고무이나 이에 한정되지 않는다. 실리카 젤은 무미, 무독의 친환경 재질이며, 고온 및 저온에 견딜 수 있으며, 쉽게 오염되지 않는다. 일반적으로 말하자면, 본 실시예의 탄성 댐퍼(26)의 재질은 쇼어 경도(Shore Hardness, HS)가 50보다 작으며, 또한 바람직하게는 30HS보다 작다.
도 3a ~ 도 3d는 탄성 댐퍼(26)가 배치된 평면도이다. 도 3a에 도시한 바와 같이, 탄성 댐퍼(26)는 진동판(24)의 가장자리에 고리 모양으로 연속 설치되어 있다. 상기 연속 고리 모양을 빈 바구니 모양 또는 절단된 모양으로 설치하여, 기구 또는 모듈과 매칭되게 배치하여 비연속 고리 모양의 배치를 이룬다(미도시).
도 3b에 도시한 바와 같이, 탄성 댐퍼(26)는 진동판(24) 가장자리의 대응하는 양측 또는 서로 인접한 양측에 바 모양으로 연속 설치된다. 그리고 상기 연속 바 모양을 축소, 연장, 빈 바구니 또는 절단된 모양으로 설치하고, 기구 또는 모듈과 매칭되게 배치하여 비연속 바 모양의 배치를 이룬다(미도시).
도 3c에 도시한 바와 같이, 탄성 댐퍼(26)는 블록 모양으로 적어도 두 블록을 포함하며, 상기 두 블록은 진동판(24) 가장자리의 대응하는 양측 또는 서로 인접한 양측에 설치된다.
도 3d에 도시한 바와 같이, 탄성 댐퍼(26)는 연속 바 모양 및 블록 모양의 조합이며, 하나 이상의 바 모양 및 하나 이상의 블록을 포함하며, 진동판(24) 가장자리의 대응하는 양측 또는 서로 인접한 양측에 설치된다. 실시함에 있어서 상기 연속 바 모양은 축소, 연장, 빈 바구니 또는 절단된 모양으로 설치 가능하고, 기구 또는 모듈과 매칭되게 배치한다(미도시). 상기 탄성 댐퍼(26)는 축소, 연장, 빈 바구니 또는 절단된 모양, 블록 등 비연속 설치 방식을 사용하여, 비디오 모듈 또는 나팔 음향 방출홀 등과 같은 기구 또는 모듈과 매칭되게 배치한다. 그밖에, 축소, 연장, 빈 바구니 또는 절단 모양, 블록 등의 비연속 설치 방식을 사용하여, 탄성 댐퍼(26)의 설치 면적을 줄일 수 있으므로, 진동판(24)에 대한 제한을 줄일 수 있어 진동판(24)의 진동 효과를 더 강화할 수 있다.
본 발명의 실시예의 다른 한 특징에 따르면, 트랜스듀서 모듈은 또한 지지체(28)를 더 포함하며, 상기 지지체(28)는 프레임(20)과 진동판(24) 사이에 직접 또는 간접적으로 설치된다. 도 2에 도시한 바와 같이, 지지체(28)의 일단은 프레임(20, 예를 들면 프레임(20)의 베이스, 하우징 또는 저판(底板) 등)에 접촉하거나 또는 고정되며, 지지체(28)의 타단은 디스플레이 패널(25)에 접촉하거나 또는 고정된다(즉, 상기 지지체(28)는 진동판(24)에 간접적으로 커플링된다). 다른 일 실시예에서(미도시), 지지체(28)의 타단은 진동판(24)의 하부 표면에 직접적으로 접촉 또는 고정된다(즉, 상기 지지체(28)는 진동판(24)에 직접적으로 커플링된다). 상기 지지체(28)는 진동판(24) 또는 디스플레이 패널(25)의 무게를 분산시키거나 지지하여, 액추에이터(22)가 진동판을 움직일 때의 중량 부하를 줄여, 액추에이터(22)의 관성력이 더욱 우수한 진동 효과를 발생시키게 하므로 음파의 소리 세기를 향상시키고 음파의 품질을 개선할 수 있다.
본 실시예에서, 지지체(28)의 재질은 높은 영계수(Young's modulus) 재료이며, 그 영계수는 10파스칼(Pascal, Pa로 약칭함)보다 크며, 예를 들면 플라스틱 젤, 아크릴 또는 금속이다. 지지체(28)의 모양은 완전한 면(面) 모양, 고리 모양, 판 모양, 바 모양, 점 모양 및 이들의 조합이거나 또는 기타 형상일 수 있다. 지지체(28)는 또한 빈 바구니 모양으로 접촉 면적을 감소시킬 수 있어 진동판(24) 또는 디스플레이 패널(25)에 대한 제한을 줄일 수 있다. 그러므로 진동판(24) 또는 디스플레이 패널(25)의 진동 효과를 더욱 강화시킨다. 지지체(28)는 빈 바구니 모양 또는 완전한 면(面) 모양, 고리 모양, 판 모양, 바 모양, 점 모양의 조합이거나 다른 모양으로, 비디오 모듈 또는 나팔 음향 방출홀 등의 기구 또는 모듈과 매칭되게 배치할 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 액추에이터(22)는 진동판(24)에 직접 또는 간접적으로 커플링된다. 도 2에 도시한 바와 같이, 액추에이터(22)는 진동판(24)에 직접적으로 고정 설치되어 있으나, 또한 디스플레이 패널(25)에 고정 설치될 수도 있으므로 진동판(24)에 간접적으로 커플링된다. 비록 도 2에 도시한 액추에이터(22)가 진동판(24)의 내측 표면에 설치되어 있으나, 또한 진동판(24)의 외측 표면(미도시)에 설치될 수도 있다.
본 발명의 실시예의 또 다른 특징에 따르면, 도 2에 도시한 바와 같이, 진동판(24)과 디스플레이 패널(25) 사이에 탄성 접합층(29)을 더 설치할 수 있다. 탄성 접합층(29)은 일반적으로 진동판(24)과 디스플레이 패널(25)의 가장자리에 설치된다. 본 실시예의 탄성 접합층(29)의 배치는 연속 또는 비연속적인 방식을 사용할 수 있다. 만약 연속적인 설치 방식을 사용하면, 먼지 입자가 진동판(24)과 디스플레이 패널(25) 사이에 진입하는 것을 방지할 수 있으며, 비연속적인 설치 방식을 사용한다면, 진동판(24)에 대한 제한을 감소시킬 수 있으므로, 진동판(24)의 진동 효과를 강화시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 트랜스듀서 모듈을 나타낸 단면 개략도이다. 본 실시예는 도 2에 도시한 실시예와 유사하나, 본 실시예의 탄성 댐퍼(26)가 진동판(24) 상측(또는 외측)에 설치된다는 점에서 도 2의 실시예와 다르다. 도 2의 탄성 댐퍼(26)는 진동판(24)의 하측(또는 내측)에 설치된다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 트랜스듀서 모듈을 나타낸 단면 개략도이다. 본 실시예는 도 2 또는 도 4에 도시한 실시예와 유사하나 본 실시예에서는 진동판(24)의 상측(외측) 및 하측(내측)에 각각 탄성 댐퍼(26)가 설치되어 있다는 점에서 도 2, 도 4의 실시예와 다르다. 도 2 또는 도 4는 진동판(24)의 일측에만 탄성 댐퍼(26)가 설치되어 있다.
이상은 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명했으나 본 발명의 권리범위는 여기에 한정되지 않는다. 본 발명에 개시된 정신에 따라 진행한 균등한 변경 또는 수정은 모두 본 발명의 권리범위에 속한다.
10: 액추에이터
12: 디스플레이 패널
14: 터치 패드
16: 프레임
20: 프레임
22: 액추에이터
24: 진동판
25: 디스플레이 패널
26: 탄성 댐퍼
28: 지지체
29: 탄성 접합층

Claims (20)

  1. 프레임;
    진동판;
    상기 진동판에 직접 또는 간접적으로 커플링된 액추에이터; 및
    상기 진동판을 상기 프레임에 탄성 고정하는 탄성 댐퍼
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 진동판은 터치 패드, 기판 또는 인터페이스 조작 패널인 것을 특징으로 하는 트랜스듀서 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 액추에이터의 재질은 압전 재료(piezoelectric material), 전기활성중합체(EAP), 형상 기억 합금(SMA), 자왜 재료, 보이스 코일 모터, 또는 선형 공진 액추에이터(LRA)인 것을 특징으로 하는 트랜스듀서 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 댐퍼의 재질은 규소를 포함하는 화합물인 것을 특징으로 하는 트랜스듀서 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 규소를 포함하는 화합물은 실리카 젤 또는 실리콘 고무인 것을 특징으로 하는 트랜스듀서 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 댐퍼의 재질의 쇼어 경도(Shore Hardness)는 50보다 작은 것을 특징으로 하는 트랜스듀서 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 댐퍼는 상기 진동판의 가장자리에 고리 모양으로 연속적으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 댐퍼는 상기 진동판 가장자리의 대응하는 양측 또는 서로 인접한 양측에 바 모양으로 연속적으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 댐퍼는 블록 모양으로 적어도 두 블록을 포함하며, 상기 진동판 가장자리의 대응하는 양측 또는 서로 인접한 양측에 설치된 것을 특징으로 하는 트랜스듀서 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 댐퍼는 연속 바 모양 및 블록 모양의 조합이며, 하나 이상의 바 모양 및 하나 이상의 블록 모양을 포함하며, 상기 진동판 가장자리의 대응하는 양측 또는 서로 인접한 양측에 설치된 것을 특징으로 하는 트랜스듀서 모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    하나 이상의 지지체를 더 포함하며, 상기 프레임과 상기 진동판 사이에 직접 또는 간접적으로 설치되는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    디스플레이 패널을 더 포함하며, 상기 디스플레이 패널은 상기 진동판의 하부 표면에 커플링되며, 그 중 상기 지지체의 일단은 상기 프레임에 접촉하거나 또는 고정되며, 상기 지지체의 타단은 상기 디스플레이 패널에 접촉하거나 또는 고정되는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서 모듈.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 지지체의 재질의 영(Young) 계수는 10파스칼(Pa)보다 큰 것을 특징으로 하는 트랜스듀서 모듈.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 지지체의 재질은 플라스틱 젤, 아크릴, 또는 금속인 것을 특징으로 하는 트랜스듀서 모듈.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 지지체의 형상은 완전한 면(面) 모양, 판 모양, 고리 모양, 바 모양, 점 모양, 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 트랜스듀서 모듈.
  16. 제11항에 있어서,
    각각의 상기 지지체는 상기 프레임과 상기 진동판 사이에 연속적으로 또는 비연속적으로 설치된 것을 특징으로 하는 트랜스듀서 모듈.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 액추에이터는 상기 진동판의 외측 또는 내측 표면에 직접적으로 커플링되어 있는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서 모듈.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 진동판과 상기 디스플레이 패널 사이에 설치된 탄성 접합층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서 모듈.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 댐퍼는 상기 진동판의 외측 또는 내측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서 모듈.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 진동판의 외측 및 내측에 상기 탄성 댐퍼가 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서 모듈.
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