线性振动发生装置的制作方法

本发明涉及一种线性振动发生装置，更详细而言，涉及一种通过安装在手机或振动铃等的内部而生成振动的线性振动发生装置。

背景技术：

当今随着普遍使用内部包括振动发生装置的设备(以下，称为振动设备)，正在活跃进行具有多种触觉功能的振动设备的开发及普及。

振动设备具有可携带的大小的同时，能够发生足以让用户识别由振动设备发生的振动的振动力。

与此同时，需要对振动设备的振动进行准确的开启(on)、关断(off)控制，特别是，需要通过在关断振动时迅速去除残余振动而使用户即时识别振动关断。

以往，为了通过促动器(actuator)来实现振动设备的振动，采用了使所述促动器与用户输入的信号或屏幕上的触摸同步的方式，但在采用这种方式时，具有如下问题：因存储在构成促动器的弹簧中的能量和惯性而在用户输入的信号或触摸结束后还发生衰减振动(残余振动)。

为了解决这种问题，目前采用的是利用如磁性流体或海绵那样具有阻尼系数的物质的缓冲方法或者利用磁性体与永久磁铁之间的吸引力的缓冲方法等，但利用具有阻尼系数的物质的缓冲方法仅在具有阻尼系数的物质与振子发生直接接触的情况下发挥振动阻尼效果，利用磁性体与永久磁铁之间的吸引力的缓冲方法具有效果(force，力)相对较小且对作为与响应速度相关联的要素的上升时间(risingtime)带来不良影响的问题。

由此，为了实现更具有真实感的触觉，需要能够在各种频率带发生振动并响应速度优异的振动发生装置。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：韩国授权专利10-1151396

技术实现要素：

技术问题

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的是提供一种线性振动发生装置，该装置通过具备在关断对构成线性振动发生装置的电路所施加的电源时将所述电路设置成短路电路的系统，能够在包括永久磁铁的振动发生装置的振动操作之后增加振动衰减量而迅速去除残余振动。

此外，本发明的目的是提供一种如下的线性振动发生装置，该装置在没有对其内部空间进行附加变更或者额外地具备用于确保空间的装置的情况下，能够通过设置短路电路等在其振动操作之后增加振动衰减量而迅速去除残余振动。

另外，所提出的本发明所要解决的技术问题并不限定于上述提及的技术问题，在对本领域技术人员显而易见的范围内可从以下所要说明的内容中进一步包括多种技术问题。

技术方案

为了实现如上所述的目的，根据本发明的一实施例的线性振动发生装置的特征可在于，包括：托架10，用于固定线圈11；壳体20；与所述托架10结合；振子30，包括环状的永久磁铁31，并且安装在壳体的内部；以及弹性体，与所述振子30结合，所述线性振动发生装置利用在结束对连接到所述线圈11的电路施加电源后发生的反电动势来改善响应速度。

根据本发明的一实施例的线性振动发生装置的特征可在于，为了利用在结束对连接到所述线圈的电路施加电源后在自由振荡(freerun)状态下发生的反电动势，在关断电源后设置短路电路。

为了对连接到所述线圈的电路关断电源后设置短路电路，所述电路可包括磁簧开关系统、电力用开关元件、金氧半场效晶体管(mosfet)以及被配制成包括晶体管对的h-桥中的至少任一种结构。

根据本发明的一实施例的线性振动发生装置的特征可在于，设定是否存在从对连接到所述线圈的电路关断电源后直至设置所述短路电路为止的延迟时间。

此外，所述延迟时间可根据用户的设定而变化。

本发明除前述的结构以外，还可提供方法方面的解决方案。

根据本发明的一实施例的线性振动控制方法可包括：电源施加步骤，通过外部激励对包括线圈的电路施加电源；驱动步骤；使通过所述电源施加步骤而在线圈中流动的电流与永久磁铁相互作用以生成振动；电源切断步骤；通过对包括线圈的电路中止外部激励而切断电源；以及短路电路设置步骤，使通过所述电源切断步骤被切断电源的包括线圈的电路发生短路。

此外，根据本发明的一实施例的线性振动控制方法可进一步包括开路电路维持步骤，在通过所述短路电路设置步骤结束对于线性振动的控制后，维持包括线圈的电路的开路状态。

所述短路电路设置步骤可包括以下步骤中的至少任一种：第一控制步骤，通过磁簧开关系统来设置短路电路；第二控制步骤，通过电力用开关元件来设置短路电路；第三控制步骤，通过包括金氧半场效晶体管的电路结构来设置短路电路；以及第四控制步骤，通过包括h-桥的制动电路结构来设置短路电路。

在所述驱动步骤与所述短路电路设置步骤之间可进一步包括延迟步骤。

发明效果

根据本发明，提供一种如下的线性振动发生装置，该装置通过具备在关断对构成线性振动发生装置的电路所施加的电源后将所述电路设置成短路电路的系统，能够在与用户输入的信号或屏幕上的触摸连动地发生的振动操作之后增加促动器的振动衰减量而迅速去除残余振动。

此外，本发明具有如下的卓越的效果：由于在所述线性振动发生装置的内部不需要用于具备如上所述的结构的附加空间，从而能够容易制作，并且能够在包括永久磁铁的振动发生装置的振动操作之后增加振动衰减量而迅速去除残余振动。

附图说明

图1是示出本发明的一实施例(a)及现有技术的一实施例(b)的线性振动发生装置的剖视图。

图2是示出本发明的一实施例的对包括固定在线性振动发生装置的内侧的线圈的电路进行设置的流程图。

图3是示出根据现有技术的振子的波形的波形图。

图4是示出根据本发明的一实施例的振子的波形的波形图。

图5是示出根据本发明的一实施例的短路制动(shortbrake)期间的波形图。

[附图标记说明]

10：托架

11：线圈

20：壳体

30：振子

31：永久磁铁

40：磁性流体

a：短路电路设置

具体实施方式

下面，通过示意性的附图对本发明的部分实施例进行详细说明。关于各实施例的组成部分，应理解为在没有其他说法或相互间矛盾的一实施例内能够进行各种组合。此外，所提供的发明可以以各种不同的形态实现，并不限定于在此所说明的实施例。

应注意，在对附图中的组成部分附加附图标记时，相同的组成部分即使示出于不同的附图中，也尽可能使之具有相同的附图标记。此外，在说明本发明的实施例时，如果认为关于相关联的公知结构或功能的具体说明妨碍对本发明的实施例的理解，则省略其详细说明。

此外，当某部分“包括”某组成部分时，除非有相反的记载，这表示并不排除其他组成部分，而是可进一步包括其他组成部分。

此外，在说明本发明的实施例的组成部分时，可使用第一、第二、a、b、(a)、(b)等用语。这种用语只是为了将该组成部分与其他组成部分相区别，并不是通过该用语来限定该组成部分的本质或次序或者顺序等。在说明书全文中，当某部分与其他部分“连接”时，不仅包括“直接连接”的情况，还包括在中间设有其他元件的情况下“电连接”的情况。

图1是示出本发明的一实施例(a)及现有技术的一实施例(b)的线性振动发生装置的剖视图。

图1的(b)是利用现有技术的线性振动发生装置的剖视图。

以往，采用了利用如磁性流体或海绵那样具有阻尼系数的物质的缓冲方法或者利用磁性体与永久磁铁间的吸引力的缓冲方法等，以试图解决在触摸结束后仍残留残余振动的问题，但利用具有阻尼系数的物质的缓冲方法仅在发生具有阻尼系数的物质与振子的直接接触的情况下发挥振动阻尼效果，而利用磁性体与永久磁铁间的吸引力的缓冲方法具有效果(force)相对较少且对作为与响应速度相关联的要素的上升时间(risingtime)带来不良影响的问题。

由此，本发明提供一种线性振动发生装置，其在线性振动发生装置的内部不需要额外的安装空间，通过在关断对生成振动发生装置的振动的电路所施加的电源时设置短路电路以降低下降时间(fallingtime)，从而能够准确且完美地控制残余振动。

具体而言，其特征在于，在施加电源信号后或者在施加逆向脉冲后，利用物理性、电路性或控制性方法等来将构成线性振动发生装置的电路设置成闭合电路(短路状态)，并且利用因短路电路的自由振荡(在没有施加电源的情况下操作的状态)状态下的移动(moving)电磁力而发生的反电动势所导致的短路电流来强制性地向与移动(moving)方向相反的方向施加力(force)，从而减少下降时间(fallingtime)。

此外，由于在施加电源的时刻构成线性振动发生装置的电路未设置成短路电路，因此与现有技术不同，能够仅减少下降时间(fallingtime)而不影响上升时间(risingtime)。

参照图1的(a)，根据本发明的一实施例的线性振动发生装置包括：托架10，用于固定线圈11；壳体20，与所述托架10结合；振子30，包括环形状的永久磁铁31，并且安装在所述壳体20的内部；以及弹性体，通过与所述振子30连接而传递振动。

所述托架10及所述壳体20形成所述线性振动发生装置的外部，能够通过在所述线性振动发生装置的内部安装定子(包括线圈)、振子(包括永久磁铁)及弹性体(未图示)而诱发振动。

在该情况下，在配置与所述线圈11连接的电路时，可进一步包括控制施加到所述电路的电源的构件。

根据本发明的另一实施例的线性振动发生装置可包括：托架10，用于固定线圈11；壳体20，通过与所述托架10结合而形成内部空间，并且包括规定大小的壳体孔；振子30，包括环形状的永久磁铁31，并且安装在所述壳体20的内部空间；弹性体，通过与所述振子30连接而传递振动；以及霍尔传感器(hallsensor)，安装在所述壳体的壳体孔的位置上，并且被安装成面向永久磁铁。

在该情况下，所述壳体20可进一步包括壳体上部盖，所述壳体上部盖覆盖所述壳体孔，并且被安装成与所述霍尔传感器结合。

根据本发明的又一实施例的线性振动发生装置可包括：托架10，用于固定线圈11；壳体20，通过与所述托架10结合而形成内部空间；振子30，包括环形状的永久磁铁31，并且安装在所述内部空间；弹性体，通过与所述振子30连接而传递振动；以及霍尔传感器(hallsensor)，被设置为与固定于所述托架10的线圈11结合。

在该情况下，所述霍尔传感器可被固定为与固定于所述托架10上的线圈11的上部或下部结合，并且优选被固定为与连接到所述托架10的线圈轭的上部结合。

根据本发明的又一实施例的线性振动发生装置可包括：托架10，用于固定线圈11；壳体20，通过与所述托架10结合而形成内部空间；振子30，包括环形状的永久磁铁31，并且安装在所述内部空间；弹性体，通过与所述振子30连接而传递振动；以及霍尔传感器(hallsensor)，设置于形成在所述托架10上的托架孔中。

图2是对包括固定于根据本发明的一实施例的振动发生装置的内侧上的线圈的电路进行设置的流程图。

参照图2，可确认在设置短路电路之前施加有电源的状态(a)、关断电源的状态(b)及设置成短路电路的电路(c)。

参照图2的(a)，在对电路施加电源的状态下，可在没有设置短路电路的情况下供应电源va。

如此，在施加电源的状态下不设置短路电路，只在关断电源后设置短路电路a，因此能够只降低下降时间(fallingtime)而不影响上升时间(risingtime)。

参照图2的(b)及(c)，为了在结束施加电源后利用反电动势，在关断电源后可利用物理性、电路性或控制性方法来对与所述线圈11连接的电路来设置短路电路a。

随着在关断电源后设置短路电路a，能够利用因短路电路的自由振荡(在没有施加电源的情况下操作的状态)状态下的移动电磁力而发生的反电动势所导致的短路电流来强制性地向与移动方向相反的方向施加力(force)，从而降低下降时间(fallingtime)。

此时发生的反电动势的大小l如下所述。

即，反电动势与线圈的感应系数的大小l和电流相对于时间的变化率成正比。

此时，可根据用户的设定来设定是否存在电源关断后设置短路电路的时间延迟。此外，可根据用户的设定来控制所述延迟时间。

由于反电动势与电流相对于时间的变化率成正比，因此当在关断电源后立即设置短路电路时产生非常大的反电动势，从而有可能损伤电路元件。

因此，能够通过控制是否存在关断电源后设置短路电路的时间延迟及其延迟时间而调节施加到电路的电压的变化，从而防止元件的损坏。

为了在关断所述电源后设置短路电路a，与所述线圈11连接的电路可包括磁簧开关系统、电路结构以及制动电路结构中的至少一个，其中，所述磁簧开关系统利用磁簧开关，所述电路结构包括金氧半场效晶体管，所述制动电路结构包括h-桥，所述h-桥被配置成包括晶体管对。

所述磁簧开关系统的磁簧开关为在较小的玻璃管内具有簧片触点的磁感应传感器，相当于只要靠近n、s极中的任一极则短路(on)且如果远离则断线(off)的磁感应传感器。

如果在所述磁簧开关的一侧靠近放置较小的永久磁铁且使磁铁的异极靠近所述磁簧开关的另一侧则发生短路(on)，如果使磁铁的同极靠近所述磁簧开关的另一侧则发生断线(off)。当然如果使磁铁的同极远离所述磁簧开关的另一侧则发生短路。

图3是示出根据现有技术的振子的波形的波形图。

根据现有技术，具有如下的问题：由于在切断电源后振动力减小至规定水平为止所消耗的时间较长，因此会残留残余振动并阻碍用户的使用感。

图4是示出根据本发明的一实施例的振子的波形的波形图，图5是示出根据本发明的一实施例的短路制动期间的波形图。

当参照图3、图4及图5比较根据现有技术和本发明的一实施例的振子的波形时，可确认：本发明在关断电源后因短路制动操作而不会残留较长的振动残余波形，而是即时消除，因而具有能够给用户传递更加鲜明的振动感且使得能够即时接收响应的卓越效果。

另外，本发明可提供一种线性振动控制方法，该方法通过在关断对生成振动发生装置的振动的电路所施加的电源时设置短路电路来减少下降时间(fallingtime)，从而准确且完美地控制残余振动。

根据本发明的一实施例的线性振动控制方法可包括：电源施加步骤，通过外部激励向包括线圈11的电路施加电源；驱动步骤，使通过所述电源施加步骤而在所述线圈11中流动的电流与永久磁铁31相互作用以生成振动；电源切断步骤，通过对包括所述线圈11的电路中止外部激励而切断电源；以及短路电路设置步骤；用于使通过所述电源切断步骤被切断电源的包括线圈11的电路发生短路。

此外，所述线性振动控制方法可进一步包括开路电路维持步骤，在通过所述短路电路设置步骤结束对线性振动的控制后，维持包括线圈的电路的开路状态。

此外，所述短路电路设置步骤可包括以下步骤中的至少任一个步骤：第一控制步骤，通过磁簧开关系统来设置短路电路；第二控制步骤，通过包括金氧半场效晶体管的电路结构来设置短路电路；以及第三控制步骤，通过包括h-桥的制动电路结构来设置短路电路，在所述驱动步骤与所述短路电路设置步骤之间可进一步包括延迟步骤。

上述说明只不过是示意性地说明本发明的技术思想，本发明所属技术领域的技术人员在不脱离本发明的本质特性范围内能够进行各种修改及变形。因此，本发明所公开的实施例用于说明本发明的技术思想而不是用于限定本发明的技术思想，本发明的技术思想的范围并非由这种实施例来限定。

本发明的保护范围应通过所附的权利要求书来解释，应解释为与该权利要求书等同的范围内存在的所有技术思想包括在本发明的权利要求书中。